Собрали актуатор — теперь им надо управлять. Задача сводится к двум вещам: менять полярность на моторе и останавливать его по концевикам. Способов три, и выбор между ними определяется током, нужна ли плавность и готовы ли вы паять.
Разберём все три с реальными номиналами и с тем, что обязательно в любой схеме.
Схема 1. Два автомобильных реле
Самое простое и самое живучее. Два реле на 12 В с переключающей группой (обычная «автомобильная» пятиконтактная колодка), две кнопки, два концевика.
В покое обе катушки обесточены, и через нормально замкнутые контакты обе клеммы мотора сидят на массе — двигатель заторможен коротким замыканием обмотки, шток не сползает под нагрузкой.
Нажали «вперёд» — реле K1 перекинуло контакт на плюс, ток пошёл в одну сторону. Нажали «назад» — то же через K2, ток в другую.
Держит до 30 ампер, стоит 300–500 рублей, ломаться там нечему.
Минус: нет плавного пуска. Актуатор трогается рывком, и на длинном рычаге это заметно.
Вариант с самоподхватом
Если нужно, чтобы привод доезжал до концевика сам, а не пока вы держите кнопку, — добавляем реле самоподхвата.
Нажали кнопку — реле сработало и само себя удерживает через собственный нормально разомкнутый контакт. Отпустили кнопку, а движение продолжается. Дошёл до концевика — концевик разорвал цепь удержания, реле отпустило.
Плюс 200 рублей к смете, зато полноценный автоматический цикл без всякой электроники.
Схема 2. H-мост на MOSFET
Когда нужна регулировка скорости или мягкий старт. Готовый модуль BTS7960 держит до 43 ампер, стоит 600–900 рублей и управляется двумя ШИМ-сигналами с любого микроконтроллера.
Что даёт:
- Плавный разгон и торможение — конструкцию не дёргает
- Регулировку скорости в широком диапазоне
- Возможность контролировать ток и ловить перегрузку программно
Что требует: микроконтроллер (Arduino Nano за 300 ₽) и минимальное умение прошивать.
Важная особенность ШИМ на винтовой паре. На малой скважности актуатор гудит и не трогается: момента не хватает на преодоление трения покоя. Поэтому в прошивке задают минимальную скважность процентов на 30–40, а не стартуют с нуля.
Почему не L298N
Отдельно про плату из ардуиновских наборов, которую предлагают в каждом втором ролике. L298N рассчитан на 2 ампера. Актуатор с током заклинивания 20 А сожжёт её за секунды.
Для мелких моторчиков она годится, для силовой задачи — нет. Берите BTS7960 или реле.
Схема 3. Готовый контроллер
Промышленный или китайский контроллер линейного актуатора: 1500–2500 рублей, до 20 ампер, обычно с пультом дистанционного управления и иногда с позиционированием.
Имеет смысл, если паять не хочется вовсе. Работает из коробки, но и переделать под свою логику не выйдет.
Что обязательно в любой схеме
Диоды 1N4007 параллельно каждой катушке реле, катодом к плюсу. Без них выброс самоиндукции при отпускании реле подпаливает контакты кнопок и выбивает транзисторы, если управление электронное.
Предохранитель в разрыв плюса, номинал — полтора тока заклиненного мотора.
Взаимная блокировка направлений. Если одновременно подать «вперёд» и «назад» без блокировки, получите короткое замыкание через контакты обоих реле. В релейной схеме блокировка делается механически (кнопка-переключатель) или через нормально замкнутые контакты соседнего реле.
Концевики — в цепь управления, а не в силовую. Через контакты концевого выключателя не должен идти ток мотора: он их сожжёт за неделю. Концевик разрывает только питание катушки реле или подаёт сигнал контроллеру.
Как считать ток
Главная ошибка новичков — брать реле и провод по паспортному току мотора.
Мотор на 5 ампер номинала в момент пуска и при упоре в концевик берёт 20–30 ампер. Это не аварийный режим, это штатная работа: каждый цикл заканчивается упором.
Поэтому:
- Реле — на 30 А (обычное автомобильное)
- Провод — не тоньше 1,5 мм² при длине до 3 метров
- Предохранитель — на 25–30 А
- Блок питания — с запасом или с защитой по току
Частые вопросы
Можно ли управлять с пульта?
Да, автомобильный двухканальный модуль дистанционного управления даёт сухие контакты — их и подаём на катушки вместо кнопок. Схему переделывать не нужно.
Как сделать остановку в промежуточном положении?
Простейший вариант — кнопка без фиксации: движется, пока держите. Точное позиционирование требует энкодера или датчика Холла на валу и микроконтроллера.
Актуатор дёргается при старте, как убрать?
Только ШИМ. В релейной схеме плавного пуска нет в принципе. Либо BTS7960, либо готовый контроллер с софт-стартом.
Реле щёлкает, мотор не крутится.
Катушка питается, силовая цепь нет. Проверьте предохранитель, силовые контакты реле и не перепутаны ли выводы 30/87/87a на колодке.
Нужен ли радиатор на BTS7960?
При токах выше 10 А — обязательно. Модуль продаётся с небольшим радиатором, для актуатора его обычно мало, добавьте свой и обдув.
Читайте по теме
- Линейный актуатор своими руками — конструкции и расчёт усилия.
- Система управления линейным актуатором, часть 1.
- Простой самодельный геркон — бесконтактный концевик.
- Устройство плавного пуска — софтстартер.
