Wat is een H-brug?
Een H-brug is een type elektronisch circuit dat de vorm heeft van een "H" en wordt gebruikt om spanning over een bord in beide richtingen te laten bewegen. Deze worden het gemakkelijkst gebruikt in situaties waarbij de beweging van een apparaat zoals een gelijkstroommotor (DC) in twee richtingen nodig is, meestal achterwaarts en voorwaarts. Gebouwd als een geïntegreerd circuit, bevat een H-brug over het algemeen vier solid-state of mechanische schakelaars, waardoor het werkt met apparaten met omgekeerde polariteit. Wanneer twee aangrenzende schakelaars opengaan, wordt een positieve spanning aangelegd. Terwijl deze twee sluiten en de andere twee openen, wordt een negatieve spanning aangelegd.
Het construeren van een H-brug vereist het gebruik van omgekeerde polariteitsapparaten zoals metaaloxide-halfgeleider veldeffecttransistors (MOSFET). Deze zijn meestal negatief geladen omdat ze minder weerstand hebben dan een positief geladen MOSFET. De H-brug zelf is verdeeld in twee secties, een bovenste brug en een onderste brug. Elke zijde heeft één schakelaar nodig om te openen om de polariteit te veranderen. De MOSFET is zelf verantwoordelijk voor deze omschakeling.
Het ontwerp voor een H-brug kan worden aangepast om een "halve brug" te produceren. Dit wordt gebruikt om het signaal te versterken dat via een elektronisch apparaat wordt geladen, in plaats van specifiek de polariteit te veranderen. Deze halve H-brug gebruikt energie van de voeding van het apparaat zelf en gebruikt deze om de output te moduleren door de vorm van het signaal.
Het meest voorkomende gebruik voor een H-brug is op het gebied van robotica of andere soortgelijke mechanische bewerkingen. Dit soort ontwerpen vereist beweging in verschillende richtingen, in tegenstelling tot andere apparaten, die over het algemeen op een enkele manier functioneren. Omdat de geïntegreerde schakeling de polariteit kan veranderen, kunnen de motoren van het mechanisme in beide richtingen werken. Hierdoor kan een ontwerper meer gebruik maken van beweging dan anders mogelijk is. Een robot die bijvoorbeeld voetbal speelt, moet zijn "voet" naar achteren bewegen om zich klaar te maken om de bal te raken en naar voren om de schop vrij te geven.
Het gebruik van een H-brug als controller voor een motor is in de vroege 21e eeuw eenvoudiger gemaakt met de ontwikkeling van het MIT Miniboard en andere vergelijkbare ontwerpen. Het Miniboard komt voort uit het ontwerp van het MIT 6.270-robotontwerpproject en werkt als de basiscontrollermodule voor bijna elk type robotapparaat. Omdat het bord bestaat uit een eenvoudige configuratie met hulpstukken en een geïntegreerd circuit, kan het worden gebruikt als het belangrijkste stuk voor thuis- en educatieve ontwerpprojecten.