MOTOR KONTROL 20A

Proizvođač: MTT | Datum: 25.08.2025 | Napajanje: ~12V DC | Max struja: 20A

Električna šema kompletnog kola

MOTOR KONTROL 20A - Kompletna šema +12V GND ~12V+ Napajanje PROX SENZOR 12V = nema objekta 0.7V = objekt blizu + (12V) - (GND) DATA R1 10kΩ (103) Q2 NPN (BC547) B C R2 Pull-up E R3 Q3 NPN (Driver) B C R4 E Gate Signal D1 Zener 12V R5 10kΩ Gate R IRFZ44N N-Ch MOSFET Vds=55V Id=49A Rds(on)=17.5mΩ G D S R6 10k Pull-down MOTOR DC Motor (≤20A) + - D2 Flyback LED R_LED Vezan na logiku MOTOR SWITCH Ručni ON/OFF Override + - Signal Invertovano Legenda: +12V linija GND linija Signal senzora Gate drive signal Strujna staza motora

Blok dijagram rada

PROX SENZOR
(-, +, DATA)
R1 + Q2
Inverter stepen
R3 + Q3
Gate driver
IRFZ44N
Power MOSFET
DC MOTOR
do 20A

Scenariji rada

Scenario 1: Nema objekta u blizini senzora

Tačka u koluNaponStanje
DATA (izlaz senzora)~12VSenzor ne detektuje ništa
Baza Q2 (kroz R1)~0.7V (zasićen)Q2 PROVODI
Kolektor Q2~0.2V (Vce sat)Povučen na masu
Baza Q3~0.2VQ3 NE PROVODI
Kolektor Q3 / Gate MOSFET~12V (pull-up)Gate je HIGH
IRFZ44NVgs ≈ 12VMOSFET PROVODI → MOTOR RADI

Scenario 2: Objekt detektovan (blizu senzora)

Tačka u koluNaponStanje
DATA (izlaz senzora)~0.7VSenzor detektuje objekt
Baza Q2 (kroz R1)~0.07VQ2 NE PROVODI
Kolektor Q2~12V (pull-up)Povučen na +12V
Baza Q3~0.7V (zasićen)Q3 PROVODI
Kolektor Q3 / Gate MOSFET~0.2VGate je LOW
IRFZ44NVgs ≈ 0VMOSFET NE PROVODI → MOTOR STOJI
Rezime: Kad senzor NE detektuje ništa (12V) → Motor RADI. Kad senzor detektuje objekt (0.7V) → Motor se ZAUSTAVLJA. Ovo je tipično za zaštitne sisteme gdje motor treba da stane kad nešto/neko dođe preblizu.

Komponente na ploči

IRFZ44N

N-Channel MOSFET | TO-220

Glavni prekidač snage za motor. Vds=55V, Id=49A, Rds(on)=17.5mΩ. Može podnijeti do 20A kontinuirano bez problema.

Uloga: Prekidanje struje motora

Q2 (BC547 ili slično)

NPN Tranzistor | TO-92 / SOT-23

Inverterski stepen koji invertuje signal senzora. Kad senzor daje 12V, ovaj tranzistor provodi i povlači izlaz na masu.

Uloga: Inverzija signala senzora

Q3 (BC547 ili slično)

NPN Tranzistor | TO-92 / SOT-23

Drajverski stepen za MOSFET gate. Pojačava signal i obezbjeđuje dovoljnu struju za brzo punjenje/pražnjenje gate kapaciteta IRFZ44N.

Uloga: Gate driver za MOSFET

R1 (10kΩ)

Otpornik | SMD 0805

Oznaka "103" = 10kΩ. Pull-down otpornik na gate-u MOSFET-a ili otpornik na bazi tranzistora za ograničenje struje.

Uloga: Ograničenje struje / pull-down

R2

Otpornik | SMD 0805

Oznaka "028". Otpornik u kolu za podešavanje radne tačke ili ograničenje struje baze tranzistora.

Uloga: Biaš otpornik

LED

LED dioda | Through-hole / SMD

Statusna LED dioda koja pokazuje da li je motor aktivan (ili da li ploča ima napajanje).

Uloga: Indikacija statusa

D1 (Zener ili Schottky)

Dioda | SMD

Plava komponenta - vjerovatno Zener dioda za zaštitu gate-a MOSFET-a (ograničava napon na max 12-15V) ili flyback dioda.

Uloga: Zaštita gate-a / flyback zaštita

Raspored konektora

Konektor Funkcija Žica
- (Senzor) GND napajanje prox senzora Crni
+ (Senzor) +12V napajanje prox senzora Crveni/Smeđi
DATA Signal od prox senzora (12V=slobodno, 0.7V=objekt detektovan) Plavi/Bijeli
- (Motor) Motor negativni terminal (prekidani pol) Crni (debeo)
+ (Motor) Motor pozitivni terminal Crveni (debeo)
~12V+ Napajanje ploče ~12V DC Crveni
MOTOR SWITCH Eksterni prekidač za ručno upravljanje motorom -

Detaljan princip rada

1. Napajanje

Ploča se napaja sa ~12V DC preko konektora na desnoj strani. Taj napon napaja i proximity senzor (preko + i - pinova na lijevoj strani) i logiku ploče.

2. Proximity senzor (ulaz)

Prox senzor je spojen na tri pina: - (GND), + (12V) i DATA. Senzor je tipa NPN/PNP induktivni ili kapacitivni senzor. Kad nema objekta, DATA linija je na 12V. Kad detektuje objekt, DATA pada na ~0.7V.

3. Stepen inverzije (Q2 - NPN tranzistor)

Signal sa DATA ulazi preko otpornika R1 (10kΩ) na bazu tranzistora Q2. Kad je DATA=12V, Q2 provodi (zasićen) i njegov kolektor pada na ~0.2V. Kad je DATA=0.7V, Q2 ne provodi i kolektor se podiže na 12V kroz pull-up otpornik. Ovo efektivno invertuje signal.

4. Gate driver stepen (Q3 - NPN tranzistor)

Invertovani signal sa kolektora Q2 ide na bazu Q3. Q3 služi kao dodatni invertorski stepen i gate driver. Kad Q3 provodi, gate MOSFET-a se povlači na masu (motor OFF). Kad Q3 ne provodi, gate se podiže na 12V (motor ON).

5. IRFZ44N Power MOSFET (izlazni stepen)

IRFZ44N je N-kanalni MOSFET koji služi kao glavni prekidač struje. Spojen je u low-side switching konfiguraciji - Drain je spojen na negativni terminal motora, Source na GND. Kad je Gate na 12V (Vgs=12V), MOSFET je potpuno otvoren sa otporom od samo 17.5mΩ, što omogućava protok do 49A (ploča je dimenzionisana za 20A).

6. Zaštite

7. MOTOR SWITCH

Eksterni prekidač koji omogućava ručno upravljanje motorom nezavisno od senzora. Može biti spojen da zaobiđe logiku senzora ili da potpuno isključi napajanje motora.

Važne napomene

Ploča koristi debele bakrene staze za strujni put motora (vidljivo na slici - široke staze na lijevoj strani ploče), što omogućava protok velikih struja do 20A bez pregrijavanja staza.
IRFZ44N je zalemljen na veliku bakrenu površinu koja služi kao hladnjak (heatsink) - vidljivo kao veliko bakreno područje oko MOSFET-a na ploči.
Dvostruka inverzija signala (Q2 pa Q3) rezultuje da je logika ista kao ulazni signal: Visok signal (12V, nema objekta) = Motor ON; Nizak signal (0.7V, objekt blizu) = Motor OFF.