➡️ دیود (Diode)

دیود (Diode) مثل دریچه‌ای است که فقط به یک سمت باز می‌شود: جریان را از آند به کاتد رد می‌کند و در جهت مخالف می‌بندد، و در جهت عبور حدود ۰٫۷ ولت (برای دیود سیلیکونی) برای خودش برمی‌دارد. در پروژه‌های آردوینو سه جای مهم دارد: دیود هرزگرد کنار موتور و رله، محافظ قطبیت سر راه باتری، و جدا کردن دو منبع تغذیه از هم. مهم‌ترینش اولی است، چون بدون آن ترانزیستور و حتی آردوینو ممکن است آسیب ببیند.

دیود در ووکوی (Wokwi)

تا جایی که می‌دانیم ووکوی نسخه‌ی آماده‌ی این قطعه را ندارد، و ولتاژ برگشتی سیم‌پیچ موتور را هم شبیه‌سازی نمی‌کند؛ پس در ووکوی مدار موتور بدون دیود هم سالم می‌ماند و این درس را به تو نمی‌دهد. دیود در تینکرکد فارسی رایگان است: در مود ساده پروژه‌های دیود محافظ موتور و محافظ قطبیت را ببین، و در مود آردوینو پروژه‌ی موتور با ترانزیستور مداری شبیه همین مدار پایین را، با دیود محافظ، آماده دارد.

سیم‌کشی با آردوینو: موتور با ترانزیستور و دیود هرزگرد

وقتی ترانزیستور موتور را قطع می‌کند، سیم‌پیچ موتور می‌خواهد جریانش را ادامه دهد و یک ولتاژ برگشتی تیز می‌سازد. دیود این جریان را دور خود موتور می‌چرخاند تا آرام خاموش شود و به ترانزیستور ضربه نزند.

کد نمونه

// DC motor through an NPN transistor (base via 1k on pin 9), flyback diode across the motor
const int MOTOR_PIN = 9;

void setup() {
  pinMode(MOTOR_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  for (int speed = 0; speed <= 255; speed += 5) {   // speed up
    analogWrite(MOTOR_PIN, speed);
    delay(40);
  }
  delay(1000);
  for (int speed = 255; speed >= 0; speed -= 5) {   // slow down
    analogWrite(MOTOR_PIN, speed);
    delay(40);
  }
  delay(1000);
}

با PWM، موتور در هر ثانیه صدها بار قطع و وصل می‌شود؛ یعنی دیود هرزگرد این‌جا صدها بار در ثانیه کار می‌کند، نه فقط لحظه‌ی خاموش کردن. برای همین در مدار PWM حذف کردنش حتی خطرناک‌تر است.

اشتباه‌های رایج

• دیود هرزگرد در جهت عادی: اگر نوار سمت ترانزیستور باشد، دیود وقتی ترانزیستور روشن است هدایت می‌کند و تغذیه‌ی موتور را از راه ترانزیستور اتصال کوتاه می‌کند.
• فراموش کردن افت ۰٫۷ ولت: دیود محافظ قطبیت سر راه باتری، از ۶ ولت حدود ۵٫۳ ولت باقی می‌گذارد. اگر این افت زیاد است، دیود شاتکی (حدود ۰٫۳ ولت) بگذار.
• دیود سیگنال برای جریان زیاد: 1N4148 برای موتورهای بزرگ‌تر کوچک است و ممکن است بسوزد.
• LED هم دیود است: اگر LED روشن نمی‌شود، قبل از هر چیز جهتش را چک کن.

آموزش‌های مرتبط

• ۱۵ مدار پایه‌ی الکترونیک: دیود هرزگرد و راه‌انداز رله
• ماژول رله با آردوینو
• موتور DC در ووکوی و مدار واقعی
• داشبورد خانه‌ی هوشمند با ESP32 (فن با ترانزیستور و دیود)

سؤال‌های رایج

دیود هرزگرد را کدام طرف موتور بگذارم؟

موازی موتور و برعکس جهت عادی جریان: نوار دیود (کاتد) سمت مثبت تغذیه‌ی موتور و طرف بی‌نوار (آند) سمت ترانزیستور. در حالت عادی دیود خاموش است و فقط لحظه‌ی قطع موتور جریان برگشتی را دور می‌زند.

برای موتور 1N4148 بگذارم یا 1N4007؟

1N4148 دیود سیگنال کوچک است و برای جریان‌های کم مثل سیم‌پیچ یک رله‌ی کوچک کافی است. برای موتور DC یک دیود قدرت مثل 1N4007 یا شاتکی 1N5819 مطمئن‌تر است.

ماژول رله هم دیود لازم دارد؟

بیشتر ماژول‌های رله‌ی آماده دیود هرزگرد را روی برد دارند. اگر رله‌ی خام را با ترانزیستور می‌رانی، باید خودت دیود را موازی سیم‌پیچ بگذاری.

آموزش‌هایی که از این قطعه استفاده می‌کنند

قطعه‌های دیگرِ قطعه‌های پسیو و نیمه‌هادی

همه‌ی ۱۰۵ قطعه ← · آموزش مدار