В предыдущих экспериментах мы научились включать и выключать моторы вручную и с помощью датчиков. Для этого мы использовали транзисторы или микросхему ULN2003A, но моторы после включения всегда вращались в одну сторону. А что делать, если мы хотим менять направление вращение мотора? Ты же помнишь из первых экспериментов с мотором, что если изменить направление течение тока через мотор, то он будет вращаться в другую сторону? Для переключения направления течения тока придумали специальную схему, которую назвали «Н-мостом», так как она похожа на букву «Н». Давай соберем ее и разберемся как она работает?
Ты, наверное, сразу понял зачем нужны резисторы на схеме? Резисторы R1, R2, R3, R4 ограничивают ток через базы транзисторов VT1, VT2, VT3, VT4 соответственно, а резистор R4 через светодиоды VD1 и VD2. Светодиоды VD1 и VD2 подключены параллельно, но противоположно друг другу. Это означает что, когда ток будет течь в одну сторону будет гореть один светодиод, когда в другую второй. Дополнительно параллельно светодиодам подключен мотор ПМ. Попробуй по очереди нажимать кнопки SW1 и SW2. Не нажимай кнопки одновременно! Что же происходит? Когда ты нажимаешь кнопку SW1 базы транзисторов VT1 и VT4 подключаются к питанию и транзисторы VT1 и VT4 открываются, при этом транзисторы VT2 и VT3 остаются закрытыми. Ток начинает течь слева на право через центральный участок схемы (через светодиод VD1 и мотор). При нажатии кнопки SW2 происходит все наоборот: транзисторы VT2 и VT3 открываются, а VT1 и VT4 остаются закрытыми. Ток будет течь справа на лево через центральный участок (через светодиод VD1 и мотор). Поздравляем, у тебя получилось менять направление вращения мотора с помощью сигналов. Почему же нельзя нажимать одновременно две кнопки? Если так сделать, то откроются сразу все транзисторы и ток потечет напрямую мимо центрального участка по вертикальным палочкам буквы «Н», что приведет к короткому замыканию. Давай составим табличку работы H-моста.
| Сигнал 1 (SW1) | Сигнал 2 (SW2) | Мотор |
|---|---|---|
| - (0) | - (0) | Выключен |
| + (1) | - (0) | Вращается вправо |
| - (0) | + (1) | Вращается влево |
| + (1) | + (1) | Запрещено |
Собранная нами схема требует минимум 8 электронных компонентов и занимает много места на макетке, а также имеет недостаток в виде отсутствия защиты от одновременной подачи двух положительных сигналов. Существует готовая микросхема, содержащая внутри сразу два Н-моста, с ней мы познакомимся в следующем уроке.