Scheda di potenza ultimo aggiornamento 16 giugno 2006

La scheda di potenza ha il compito di pilotare i 3 motori del robot Pathfinder.  Su di essa sono presenti 3 ponti H realizzato mediante transistor in configurazione Darlington PNP, formati da transistor modello BC558 e BD136, e da altri Darlington NPN costituiti da due transistor modello BC548 e BD135. Questa scheda è fondamentale nel controllo del robot Pathfinder dato che in essa è contenuto tutto il sistema elettronico di amplificazione e potenza per i motori incaricati del movimento del robot, sia con le ruote che con le zampe. Questa scheda viene assemblata con i componenti allegati ai fascicoli dal n° 19 al n° 27		Scheda di potenza montata lato componenti
File PDF LABORATORIO PRATICO	File PDF COSTRUZIONE DEL PATHFINDER

Fascicolo n°19	Fascicolo n°20	Fascicolo n°21	Fascicolo n°22	Fascicolo n°23
1 Circuito stampato circuito di potenza 6 Resistenze 4,7 Kohm 3 Resistenze 1 kohm 1 Cavo da cablaggio 6 cm marrone	3 Resistenze 1 kohm 2 Condensatori 470nF 2 Transistor BD135	6 Resistenze 10 Kohm 2 Transistor BD135 2 Transistor BC548 oppure BC547	2 Transistor BD135 2 Transistor BC548 1 Connettore maschio 2 poli per c.s.	2 Connettori maschio 2 poli per c.s. 4 Condensatori 470 nF 2 Transistor BC548

Fascicolo n°24 Fascicolo n°25 Fascicolo n°26 Fascicolo n°27

2 Transistor BD136
2 Transistor BC558

2 Transistor BC558
3 Condensatori 470 nF
1 Condensatori Elettr. 100 uF

2 Transistor BD136
2 Transistor BC558

2 Transistor BD136
1 Connettore maschio 14x2 per c.s.

Schema elettrico della scheda

Elenco componenti R1,2,3,4,5,6, 1 kΏ 1/4W R 7,9,11,12,14,15 4,7 kΏ 1/4W R8, 10, 16 10 Ώ 1/4W C 1,2,3,4,5,6, 470 nF multistrato C 8 100 uF 16V Q 1,2,3,4,5,6, BD136 PNP Q 7,8,9,10,11, BC558 PNP Q 13,14,15,16,17,18 BC548 NPN Q 19,20,21,22,23,24 BD135 NPN JP1 Connettore  maschio 14X2 per c.s. JP2, 3, 4 Connettore maschio 2 poli per c.s.   Download Formato PDF Download Formato Eagle

Circuito stampato

Foto di uno dei motori di Pathfinder completo di sensore

File PDF COSTRUZIONE DEL PATHFINDER MONTAGGIO MOTORI

File PDF LABORATORIO PRATICO ESERCIZI MOTORI

Iniziamo ora l'analisi della scheda di potenza. 
La scheda di potenza si inserisce all'interno della scheda di interfaccia nel connettore JP14.
Tramite la scheda di interfaccia mettiamo in comunicazione la scheda di potenza con quella di controllo, in cui risiede il microcontroller che ha il compito di inviare i segnali di controllo verso i motori.
La funzione della scheda di potenza sarà di amplificare i segnali di controllo del microcontroller verso i motori con livelli di tensione e corrente adatti allo scopo
La scheda di potenza può gestire tre motori, sia per l'accensione e lo spegnimento, sia per il senso di rotazione.
Sia nella configurazione a sei piedi che nel modo veicolo sarà necessario utilizzare tre motori per fare in modo che il robot possa funzionare.
Nella configurazione veicolo: due motori servono per la trazione delle ruote posteriori, grazie alle quali Pathfinder avanza. Il terzo muove un meccanismo situato nella parte anteriore che ha il compito di sterzare
Nella configurazione a sei piedi: abbiamo sempre bisogno di tre motori, gli stessi che utilizzavamo nel modo veicolo. I motori laterali muoveranno i piedini anteriori e posteriori e permetteranno al robot di avanzare.
Il motore centrale avrà il compito di muovere i piedini centrali, che sono incaricati di sollevare il robot sui due lati, in modo che il resto dei piedini possa avanzare o retrocedere.
Quando lavoriamo con i motori di Pathfinder, è consigliabile non alimentare il robot con una tensione superiore a 7,5 V. La scheda di potenza può gestire tensioni superiori, però i motori avrebbero una coppia di avanzamento tale per cui si potrebbe danneggiare la meccanica del robot. La tensione ottimale di funzionamento per i motori, si ottiene con cinque pile inserite nel porta batterie di Pathfinder.

Nell'immagine possiamo vedere il simbolo elettronico di un transistor tipo Darlington. Si tratta di un transistor formato dall'unione di due transistor, e permette di amplificare la corrente molto di più di un transistor normale.
Sulla scheda di potenza disponiamo di transistor Darlington PNP, formati da transistor modello BC558 e BD136, e da altri Darlington NPN costituiti da due transistor modello BC548 e BD135

Transistor PNP  BC558
Piedinatura	Datasheet	Foto del transistor (contenitore plastico)

Transistor  PNP BD136
Piedinatura	Datasheet	Foto del transistor (contenitore plastico)

Transistor  NPN BC548
Piedinatura	Datasheet	Foto del transistor (contenitore plastico)

Transistor  NPN BD135
Piedinatura	Datasheet	Foto del transistor (contenitore plastico)

Nell'immagine è riportato lo schema elettronico della parte della scheda di potenza formata dai transistor Darlington PNP.  Questi transistor ricevono la tensione di alimentazione che bisogna fornire ai motori.
Sono collegati a una rete formata da una resistenza e un condensatore in parallelo, per garantire che i transistor siano in interdizione nel caso in cui il PIC non sia sullo zoccolo, o il segnale di controllo indichi che devono rimanere spenti.

Questo schema formato da transistor Darlington NPN è la seconda parte importante del circuito.   Questi saranno i transistor che riceveranno sulla loro base i segnali del microcontroller.   In funzione dei segnali di controllo che si inviano tramite il PIC, si polarizzano i transistor in modo che permettano o meno il passaggio della corrente tramite i connettori dei motori JP2, JP3 e JP4.

In questa immagine possiamo vedere lo schema completo formato da tutti i transistor. Il loro compito è amplificare il segnale di controllo che arriva dal PIC in corrente e tensione, per fare in modo che i motori possano funzionare.
Questa configurazione a quattro transistor per il controllo di ogni motore, è denominata ponte ad H.
Possiamo osservare come la polarizzazione dei transistor NPN tramite i segnali di controllo, provochi a sua volta la polarizzazione dei transistor PNP.
In questo modo, i rami conducono e i motori ricevono corrente.