Kā programmēt IS dekodētāju daudzpakāpju maiņstrāvas motora vadībai: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Vienfāzes maiņstrāvas motori parasti ir sadzīves priekšmetos, piemēram, ventilatoros, un to ātrumu var viegli kontrolēt, ja iestatītajiem ātrumiem tiek izmantoti vairāki diskrēti tinumi. Šajā instrukcijā mēs veidojam digitālo kontrolieri, kas lietotājiem ļauj kontrolēt tādas funkcijas kā motora apgriezienu skaits un darbības laiks. Šajā pamācībā ir iekļauta arī infrasarkanā uztvērēja ķēde, kas atbalsta NEC protokolu, kur motoru var vadīt ar spiedpogām vai no infrasarkanā raidītāja saņemtā signāla.

Lai to paveiktu, tiek izmantots GreenPAK ™, SLG46620 kalpo kā pamata kontrolieris, kas atbild par šīm dažādajām funkcijām: multipleksa ķēde viena ātruma aktivizēšanai (no trim ātrumiem), 3 periodu atpakaļskaitīšanas taimeri un infrasarkano staru dekodētājs uztveršanai. ārējs infrasarkanais signāls, kas iegūst un izpilda vēlamo komandu.

Ja paskatāmies uz ķēdes funkcijām, mēs atzīmējam vairākas diskrētas funkcijas, kas vienlaikus tiek izmantotas: MUXing, laiks un IR dekodēšana. Ražotāji bieži izmanto daudzus IC, lai izveidotu elektronisko shēmu, jo vienā IC nav pieejams unikāls risinājums. Izmantojot GreenPAK IC, ražotāji var izmantot vienu mikroshēmu, lai iekļautu daudzas vēlamās funkcijas, un tādējādi samazināt sistēmas izmaksas un ražošanas pārraudzību.

Sistēma ar visām tās funkcijām ir pārbaudīta, lai nodrošinātu pareizu darbību. Galīgajai shēmai var būt nepieciešamas īpašas izmaiņas vai papildu elementi, kas pielāgoti izvēlētajam motoram.

Lai pārbaudītu, vai sistēma darbojas nomināli, ievades testa gadījumi ir ģenerēti ar GreenPAK dizainera emulatora palīdzību. Emulācija pārbauda dažādus izejas testa gadījumus, un tiek apstiprināta IR dekodētāja funkcionalitāte. Galīgais dizains tiek pārbaudīts arī ar faktisko motoru apstiprināšanai.

Zemāk mēs aprakstījām darbības, kas vajadzīgas, lai saprastu, kā GreenPAK mikroshēma ir ieprogrammēta, lai izveidotu IS dekodētāju daudzpakāpju maiņstrāvas motora vadībai. Tomēr, ja vēlaties tikai iegūt programmēšanas rezultātu, lejupielādējiet GreenPAK programmatūru, lai apskatītu jau pabeigto GreenPAK dizaina failu. Pievienojiet GreenPAK attīstības komplektu datoram un nospiediet programmu, lai izveidotu pielāgotu IC IR dekodētājam daudzpakāpju maiņstrāvas motora vadībai.

1. solis: 3 ātrumu AC ventilatora motors

3 ātrumu maiņstrāvas motori ir vienfāzes motori, ko darbina maiņstrāva. Tos bieži izmanto dažādās sadzīves mašīnās, piemēram, dažāda veida ventilatoros (sienas ventilators, galda ventilators, kastes ventilators). Salīdzinot ar līdzstrāvas motoru, ātruma regulēšana maiņstrāvas motorā ir salīdzinoši sarežģīta, jo, lai mainītu motora ātrumu, ir jāmaina piegādātās strāvas frekvence. Ierīcēm, piemēram, ventilatoriem un saldēšanas iekārtām, parasti nav nepieciešama smalka ātruma precizitāte, bet ir vajadzīgi diskrēti soļi, piemēram, zems, vidējs un liels ātrums. Šiem pielietojumiem maiņstrāvas ventilatora motoros ir vairākas iebūvētas spoles, kas paredzētas vairākiem ātrumiem, kad viena ātruma pārslēgšana uz citu tiek veikta, aktivizējot vēlamā ātruma spoli.

Šajā projektā izmantotais motors ir 3 ātrumu maiņstrāvas motors, kuram ir 5 vadi: 3 vadi ātruma kontrolei, 2 vadi jaudai un sākuma kondensators, kā parādīts 2. attēlā. Daži ražotāji funkciju identificēšanai izmanto standarta krāsu kodētus vadus. Motora datu lapā tiks parādīta konkrētā motora informācija vadu identificēšanai.

2. darbība. Projekta analīze

Šajā pamācībā GreenPAK IC ir konfigurēts, lai izpildītu noteiktu komandu, kas saņemta no avota, piemēram, IR raidītāja vai ārējas pogas, lai norādītu vienu no trim komandām:

Ieslēgts/izslēgts: sistēma tiek ieslēgta vai izslēgta ar katru šīs komandas interpretāciju. Ieslēgšanas/izslēgšanas stāvoklis tiks mainīts ar katru ieslēgšanas/izslēgšanas komandas malu.

Taimeris: taimeris darbojas 30, 60 un 120 minūtes. Ceturtajā impulsā taimeris tiek izslēgts, un taimera periods atgriežas sākotnējā laika stāvoklī.

Ātrums: kontrolē motora ātrumu, secīgi atkārtojot aktivizēto izeju no motora ātruma izvēles vadiem (1, 2, 3).

3. solis: IR dekodētājs

IR dekodētāja ķēde ir veidota, lai saņemtu signālus no ārējā IR raidītāja un aktivizētu vēlamo komandu. Mēs pieņēmām NEC protokolu, jo tas ir populārs ražotāju vidū. NEC protokols izmanto "impulsa attālumu", lai kodētu katru bitu; katrs impulss tiek pārraidīts 562,5 mūsos, izmantojot 38 kHz frekvences nesēja signālu. Loģikas 1 signāla pārraidei nepieciešami 2,25 ms, savukārt loģikas 0 signāla pārraidei - 1,125 ms. 3. attēlā parādīta impulsa vilciena pārraide saskaņā ar NEC protokolu. Tas sastāv no 9 ms AGC sērijas, pēc tam 4,5 ms atstarpes, pēc tam 8 bitu adreses un visbeidzot 8 bitu komandas. Ņemiet vērā, ka adrese un komanda tiek pārsūtīti divreiz; otrais laiks ir 1 papildinājums (visi biti ir apgriezti) kā paritāte, lai nodrošinātu, ka saņemtais ziņojums ir pareizs. LSB ziņojumā tiek pārsūtīts vispirms.

4. solis: GreenPAK dizains

Saņemtā ziņojuma attiecīgie biti tiek iegūti vairākos posmos. Lai sāktu, ziņojuma sākums ir norādīts no 9 ms AGC sērijas, izmantojot CNT2 un 2 bitu LUT1. Ja tas ir atklāts, caur CNT6 un 2L2 tiek norādīta 4,5 ms telpa. Ja galvene ir pareiza, DFF0 izeja ir iestatīta uz Augsta, lai varētu saņemt adresi. Bloki CNT9, 3L0, 3L3 un P DLY0 tiek izmantoti pulksteņa impulsu iegūšanai no saņemtā ziņojuma. Bitu vērtība tiek ņemta pie IR_CLK signāla augšupejošās malas, 0,845 ms no augšupejošās malas no IR_IN.

Pēc tam interpretēto adresi salīdzina ar adresi, kas saglabāta PGEN, izmantojot 2LUT0. 2LUT0 ir XOR vārti, un PGEN saglabā apgriezto adresi. Katrs PGEN bits tiek secīgi salīdzināts ar ienākošo signālu, un katra salīdzinājuma rezultāts tiek saglabāts DFF2 kopā ar IR-CLK augošo malu.

Ja adresē ir konstatēta kāda kļūda, 3 bitu LUT5 SR aizbīdņa izeja tiek mainīta uz Augsta, lai novērstu pārējā ziņojuma (komandas) salīdzināšanu. Ja saņemtā adrese sakrīt ar PGEN saglabāto adresi, ziņojuma otrā puse (komanda un apgrieztā komanda) tiek novirzīta uz SPI, lai vēlamo komandu varētu nolasīt un izpildīt. CNT5 un DFF5 tiek izmantoti, lai norādītu adreses beigas un komandas sākumu, kur CNT5 “Counter data” ir vienāds ar 18: 16 impulsiem adresei papildus pirmajiem diviem impulsiem (9ms, 4,5ms).

Gadījumā, ja pilna adrese, ieskaitot galveni, ir pareizi saņemta un saglabāta IC (PGEN), 3L3 VAI vārtu izeja dod signālu Zems, lai aktivizētu SPI nCSB tapu. Tādējādi SPI sāk saņemt komandu.

SLG46620 IC ir 4 iekšējie reģistri ar 8 bitu garumu, un tādējādi ir iespējams saglabāt četras dažādas komandas. DCMP1 tiek izmantots, lai salīdzinātu saņemto komandu ar iekšējiem reģistriem, un ir izstrādāts 2 bitu binārais skaitītājs, kura A1A0 izejas ir pievienotas DCMP1 MTRX SEL # 0 un # 1, lai secīgi un nepārtraukti salīdzinātu saņemto komandu ar visiem reģistriem.

Dekodētājs ar aizbīdni tika izveidots, izmantojot DFF6, DFF7, DFF8 un 2L5, 2L6, 2L7. Dizains darbojas šādi; ja A1A0 = 00, SPI izvadi salīdzina ar reģistru 3. Ja abas vērtības ir vienādas, DCMP1 dod augstu signālu pie savas EQ izejas. Tā kā A1A0 = 00, tas aktivizē 2L5, un tādējādi DFF6 izvada augstu signālu, kas norāda, ka signāls ir ieslēgts/izslēgts. Līdzīgi pārējiem vadības signāliem CNT7 un CNT8 ir konfigurēti kā “Abi malu aizkavi”, lai radītu laika aizkavi un ļautu DCMP1 mainīt izvades stāvokli, pirms DFF patur izvades vērtību.

Komandas On/Off vērtība tiek saglabāta 3. reģistrā, taimera komanda 2. reģistrā un ātruma komanda 1. reģistrā.

5. darbība: ātrums MUX

Lai pārslēgtu ātrumu, tika izveidots 2 bitu binārais skaitītājs, kura ievades impulsu saņem ārējā poga, kas ir savienota ar Pin4 vai no IR ātruma signāla caur P10 no komandu salīdzinātāja. Sākotnējā stāvoklī Q1Q0 = 11 un, piemērojot impulsu skaitītāja ieejai no 3 bitu LUT6, Q1Q0 secīgi kļūst par 10, 01 un pēc tam par 00 stāvokli. 3 bitu LUT7 tika izmantots, lai izlaistu stāvokli 00, ņemot vērā, ka izvēlētajā motorā ir pieejami tikai trīs ātrumi. Ieslēgšanas/izslēgšanas signālam jābūt augstam, lai aktivizētu vadības procesu. Līdz ar to, ja ieslēgšanas/izslēgšanas signāls ir zems, aktivizētā izeja tiek atspējota un motors tiek izslēgts, kā parādīts 6. attēlā.

6. darbība: taimeris

Tiek ieviests 3 periodu taimeris (30 min, 60 min, 120 min). Lai izveidotu vadības struktūru, 2 bitu binārais skaitītājs saņem impulsus no ārējās taimera pogas, kas savienota ar Pin13, un no IR taimera signāla. Skaitītājs izmanto Pipe Delay1, kur Out0 PD numurs ir 1 un Out1 PD numurs ir 2, izvēloties Out1 apgriezto polaritāti. Sākotnējā stāvoklī Out1, Out0 = 10 taimeris ir atspējots. Pēc tam, piemērojot impulsu caurules aizkaves1 ievadei CK, izejas stāvoklis pēc kārtas mainās uz 11, 01, 00, apgriežot CNT/DLY uz katru aktivizēto stāvokli. CNT0, CNT3, CNT4 tika konfigurēti tā, lai tie darbotos kā “augošas malas aizkave”, kuras ievades avots ir CNT1 izeja, kas ir konfigurēta tā, lai dotu impulsu ik pēc 10 sekundēm.

Lai aizkavētu 30 minūtes:

30 x 60 = 1800 sekundes ÷ 10 sekunžu intervāli = 180 biti

Tāpēc CNT4 skaitītāju dati ir 180, CNT3 ir 360 un CNT0 ir 720. Kad laika aizture ir beigusies, caur 3L14 līdz 3L11 tiek pārraidīts augsts impulss, izraisot sistēmas izslēgšanos. Taimeri tiek atiestatīti, ja sistēmu izslēdz ārējā poga, kas savienota ar Pin12 vai IR_ON/OFF signāls.

*Ja vēlaties izmantot elektronisko slēdzi, elektromehāniskā releja vietā varat izmantot triac vai cietvielu releju.

* Spiedpogām tika izmantots aparatūras atvienotājs (kondensators, rezistors).

7. darbība: rezultāti

Kā pirmais solis dizaina novērtēšanā tika izmantots GreenPAK programmatūras simulators. Ieejās tika izveidotas virtuālās pogas, un tika uzraudzīti ārējie gaismas diodes, kas atrodas pretī izstrādes paneļa izejām. Signāla vedņa rīks tika izmantots, lai atkļūdošanas nolūkā ģenerētu signālu, kas līdzīgs NEC formātam.

Tika ģenerēts signāls ar modeli 0x00FF5FA0, kur 0x00FF ir adrese, kas atbilst PGEN saglabātajai apgrieztajai adresei, un 0x5FA0 ir komanda, kas atbilst apgrieztajai komandai DCMP 3. reģistrā, lai kontrolētu ieslēgšanas/izslēgšanas funkcionalitāti. Sistēma sākotnējā stāvoklī ir izslēgtā stāvoklī, bet pēc signāla pielietošanas mēs atzīmējam, ka sistēma ieslēdzas. Ja adresē ir mainīts viens bits un signāls tiek lietots atkārtoti, mēs atzīmējam, ka nekas nenotiek (adrese nav saderīga).

11. attēlā parādīta tāfele pēc signāla vedņa vienreizējas palaišanas (ar derīgu On/Off komandu).

Secinājums

Šī pamācība koncentrējas uz GreenPAK IC konfigurāciju, kas paredzēta 3 ātrumu maiņstrāvas motora vadīšanai. Tas ietver vairākas funkcijas, piemēram, riteņbraukšanas ātrumu, 3 periodu taimera ģenerēšanu un ar NEC protokolu saderīga IR dekodētāja izveidi. GreenPAK ir pierādījis efektivitāti, integrējot vairākas funkcijas, nodrošinot zemas izmaksas un nelielu teritorijas IC risinājumu.