Айнымалы токтың декодерін көп жылдамдықты айнымалы токты басқару үшін қалай бағдарламалау керек: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Бірфазалы ауыспалы ток қозғалтқыштары әдетте желдеткіш сияқты тұрмыстық заттарда кездеседі және олардың жылдамдығын белгіленген жылдамдықтар үшін дискретті орамалардың бірнешеуін қолданғанда оңай басқаруға болады. Бұл нұсқаулықта біз пайдаланушыларға қозғалтқыш жылдамдығы мен жұмыс уақыты сияқты функцияларды басқаруға мүмкіндік беретін цифрлық контроллер құрамыз. Бұл нұсқаулық NEC протоколына қолдау көрсететін инфрақызыл қабылдағыш тізбегін де қамтиды, мұнда қозғалтқышты түймелердің көмегімен немесе инфрақызыл таратқыш қабылдаған сигналдың көмегімен басқаруға болады.

Бұл үшін GreenPAK ™ қолданылады, SLG46620 әр түрлі функцияларға жауап беретін негізгі контроллер ретінде қызмет етеді: бір жылдамдықты (үш жылдамдықтан) белсендіру үшін мультиплексті схема, 3 кезеңді кері санау таймерлері және қабылдау үшін инфрақызыл декодер. сыртқы инфрақызыл сигнал, ол қажетті команданы шығарады және орындайды.

Егер тізбектің функцияларын қарастыратын болсақ, біз бір мезгілде қолданылатын бірнеше дискретті функцияларды атап өтеміз: MUXing, timing және IR декодтау. Өндірушілер электронды схеманы құру үшін көптеген IC -ді жиі қолданады, себебі бір IC -де қол жетімді бірегей шешім жоқ. GreenPAK IC пайдалану өндірушілерге көптеген қажетті функцияларды қосуға арналған бір чипті қолдануға мүмкіндік береді және осылайша жүйелік шығын мен өндірісті бақылауды төмендетеді.

Барлық функциялары бар жүйе дұрыс жұмыс істеуін тексеру үшін тексерілген. Соңғы схема арнайы модификацияларды немесе таңдалған қозғалтқышқа бейімделген қосымша элементтерді қажет етуі мүмкін.

Жүйенің номиналды түрде жұмыс істеп тұрғанын тексеру үшін GreenPAK дизайнерлік эмуляторының көмегімен кірістердің сынақ жағдайлары жасалды. Эмуляция шығудың әр түрлі жағдайларын тексереді және ИҚ декодерінің функционалдығы расталады. Соңғы дизайн растау үшін нақты қозғалтқышпен де сыналады.

Төменде GreenPAK чипінің айнымалы токты көп жылдамдықты басқару үшін ИҚ декодерін құру үшін қалай бағдарламаланғанын түсіну үшін қажет қадамдарды сипаттадық. Алайда, егер сіз бағдарламалаудың нәтижесін алғыңыз келсе, GreenPAK бағдарламалық жасақтамасын жүктеп алып, аяқталған GreenPAK дизайн файлын қараңыз. GreenPAK Development Kitto компьютеріне қосыңыз және айнымалы ток қозғалтқышты басқаруға арналған инфрақызыл декодер үшін арнайы IC құру үшін бағдарламаны басыңыз.

1-қадам: 3 жылдамдықты айнымалы желдеткіш қозғалтқышы

3 жылдамдықты айнымалы ток қозғалтқыштары-айнымалы токпен жұмыс істейтін бір фазалы қозғалтқыштар. Олар көбінесе әр түрлі желдеткіштер (қабырға желдеткіші, үстел желдеткіші, қорапты желдеткіш) сияқты көптеген тұрмыстық машиналарда қолданылады. Тұрақты ток қозғалтқышымен салыстырғанда, айнымалы ток қозғалтқышындағы басқару жылдамдығы салыстырмалы түрде күрделі, себебі қозғалтқыш жылдамдығын өзгерту үшін жеткізілген ток жиілігі өзгеруі керек. Желдеткіштер мен тоңазытқыш машиналар сияқты құрылғылар әдетте жылдамдықта ұсақ түйіршікті қажет етпейді, бірақ төмен, орташа және жоғары жылдамдық сияқты дискретті қадамдарды қажет етеді. Бұл қосымшалар үшін айнымалы ток желдеткішінің қозғалтқыштарында бірнеше жылдамдыққа арналған бірнеше бекітілген катушкалар бар, оларда бір жылдамдықтан екіншісіне ауысу қажетті жылдамдықтың катушкасын қуаттандыру арқылы жүзеге асады.

Бұл жобада біз қолданатын қозғалтқыш-бұл 3 сымды, 5 сымнан тұратын 3 жылдамдықты айнымалы ток қозғалтқышы: жылдамдықты бақылау үшін 3 сым, қуат үшін 2 сым және төмендегі 2-суретте көрсетілгендей іске қосу конденсаторы. Кейбір өндірушілер функцияны сәйкестендіру үшін стандартты түсті кодталған сымдарды пайдаланады. Қозғалтқыштың деректер кестесінде сымды сәйкестендіруге арналған нақты қозғалтқыш туралы ақпарат көрсетіледі.

2 -қадам: Жобаны талдау

Бұл нұсқаулықта GreenPAK IC үш пәрменнің бірін көрсету үшін инфрақызыл таратқыш немесе сыртқы түйме сияқты көзден алынған берілген команданы орындауға конфигурацияланған:

Қосу/Өшіру: жүйе осы команданың әр түсіндірмесінде қосылады немесе өшіріледі. Қосу/Өшіру күйі қосу/өшіру пәрменінің әрбір көтерілген жиегімен кері болады.

Таймер: таймер 30, 60 және 120 минут жұмыс істейді. Төртінші импульсте таймер өшіріледі, ал таймер кезеңі бастапқы уақыт күйіне оралады.

Жылдамдық: қозғалтқыштың жылдамдығын бақылай отырып, қозғалтқыштың жылдамдықты таңдау сымдарынан активтендірілген шығуды біртіндеп қайталайды (1, 2, 3).

3 -қадам: IR декодері

ИҚ декодер схемасы сыртқы ИҚ таратқыштан сигналдарды қабылдау және қажетті пәрменді іске қосу үшін салынған. Біз NEC хаттамасын өндірушілер арасында танымал болғандықтан қабылдадық. NEC хаттамасы әр бит кодтау үшін «импульстік қашықтықты» қолданады; әрбір импульс 38 кГц жиіліктегі тасымалдаушының сигналын қолдану арқылы 562,5 бізге жіберіледі. Логикалық 1 сигналын беру үшін 2,25 мс қажет, ал логикалық 0 сигналын беру 1,125 мс алады. 3 -суретте NEC хаттамасына сәйкес импульстік пойыздың берілісі суреттелген. Ол 9 мс AGC серпілісінен, одан кейін 4,5 м бос орыннан, 8 биттік адрестен және ақырында 8 биттік пәрменнен тұрады. Адрес пен пәрмен екі рет жіберілетінін ескеріңіз; екінші рет - алынған хабарламаның дұрыстығына көз жеткізу үшін паритет ретінде 1 -дің толықтырушысы (барлық биттер төңкерілген). LSB хабарламада бірінші болып беріледі.

4 -қадам: GreenPAK дизайны

Алынған хабарламаның тиісті биттері бірнеше кезең бойынша шығарылады. Бастау үшін хабардың басталуы CNT2 және 2-разрядты LUT1 көмегімен 9ms AGC серпілісінен анықталады. Егер бұл анықталса, CNT6 және 2L2 арқылы 4,5 м кеңістік көрсетіледі. Егер тақырып дұрыс болса, DFF0 шығысы адресті қабылдауға рұқсат ету үшін жоғары болып орнатылады. CNT9, 3L0, 3L3 және P DLY0 блоктары қабылданған хабарламадан сағат импульсін алу үшін қолданылады. Бит мәні IR_CLK сигналының көтерілетін жиегінде, IR_IN -ден 0,845 м қашықтықта алынады.

Түсіндірілген адрес 2LUT0 көмегімен PGEN ішінде сақталған мекенжаймен салыстырылады. 2LUT0 - бұл XOR қақпасы, ал PGEN кері мекенжайды сақтайды. PGEN-дің әрбір биті кіріс сигналымен дәйекті түрде салыстырылады және әр салыстырудың нәтижесі IR-CLK-тің көтерілу жиегімен бірге DFF2-де сақталады.

Егер адресте қандай да бір қате анықталса, хабарламаның қалған бөлігін (команданы) салыстыруға жол бермеу үшін 3-разрядты LUT5 SR ысырмасының шығысы Жоғарыға өзгертіледі. Егер алынған мекен -жай PGEN -де сақталған мекен -жайға сәйкес келсе, хабарламаның екінші жартысы (пәрмен және кері пәрмен) SPI -ге бағытталады, осылайша қажетті пәрменді оқып, оны орындауға болады. CNT5 және DFF5 мекен -жайдың аяқталуын және CNT5 -тің «Есептегіш деректері» алғашқы екі импульстен басқа (9ms, 4.5ms) мекен -жай үшін 18: 16 импульсіне тең болатын команданың басталуын көрсету үшін қолданылады.

Толық адрес, оның ішінде тақырыбы IC -де (PGEN -де) дұрыс қабылданған және сақталған жағдайда, 3L3 OR Gate шығысы SPI -дің nCSB түйреуішіне қосылу үшін Low сигналын береді. Нәтижесінде SPI пәрменді қабылдай бастайды.

SLG46620 IC-де 8 биттік ұзындықтағы 4 ішкі регистр бар, сондықтан төрт түрлі команданы сақтауға болады. DCMP1 алынған пәрменді ішкі регистрлермен салыстыру үшін пайдаланылады және алынған 2-разрядты екілік есептегіш жобаланған, оның A1A0 шығысы DCMP1 MTRX SEL # 0 мен №1-ге қосылған, барлық командаларды бірізді және үздіксіз салыстыру үшін..

DFF6, DFF7, DFF8 және 2L5, 2L6, 2L7 көмегімен ысырмасы бар декодер құрылды. Дизайн келесідей жұмыс істейді; егер A1A0 = 00 SPI шығысы 3 регистрмен салыстырылады. Егер екі мән тең болса, DCMP1 өзінің EQ шығысында Жоғары сигнал береді. A1A0 = 00 болғандықтан, бұл 2L5 активтендіреді, ал DFF6 сигналды қосу/өшіру қабылданғанын көрсететін жоғары сигнал шығарады. Сол сияқты, қалған бақылау сигналдары үшін CNT7 мен CNT8 уақытты кешіктіруді тудыратын және DCMP1 шығыс мәнін DFF -тер ұстамай тұрып, оның күйін өзгертуге мүмкіндік беретін «Edge Delay Two» ретінде конфигурацияланған.

Қосу/өшіру командасының мәні 3 регистрде, таймер командасы 2 регистрде және жылдамдық командасы 1 регистрде сақталады.

5 -қадам: MUX жылдамдығы

Жылдамдықты ауыстыру үшін 2-биттік екілік есептегіш құрылды, оның кіріс импульсі Pin4-ке жалғанған сыртқы түймені немесе Р10 арқылы IR жылдамдық сигналынан командалық компаратордан қабылданады. Q1Q0 = 11 бастапқы күйінде және 3 -разрядты LUT6 есептегіштің кірісіне импульсті қолдану арқылы Q1Q0 біртіндеп 10, 01, содан кейін 00 күйіне айналады. Таңдалған қозғалтқышта тек үш жылдамдық бар екенін ескере отырып, 3-разрядты LUT7 00 күйін өткізіп жіберу үшін қолданылды. Басқару процесін қосу үшін қосу/өшіру сигналы жоғары болуы керек. Демек, егер Қосу/Өшіру сигналы төмен болса, 6 -суретте көрсетілгендей қозғалтқыш өшіріледі.

6 -қадам: Таймер

3 кезеңдік таймер (30 мин, 60 мин, 120 мин) енгізілген. Басқару құрылымын құру үшін 2-разрядты екілік санауыш Pin13-ке қосылған сыртқы таймер түймесінен және IR таймері сигналынан импульстарды қабылдайды. Есептегіш Құбырдың кешігуін1 қолданады, мұнда Out0 PD нөмірі 1 -ге тең және Out1 PD саны 2 -ге тең, Out1 үшін инверттелген полярлықты таңдайды. Бастапқы Out1, Out0 = 10 күйінде Таймер ажыратылады. Осыдан кейін, құбырды кешіктіру үшін CK кірісіне импульсті қолдану арқылы шығыс күйі 11, 01, 00 -ге ауысады, бұл CNT/DLY -ді әрбір қосылған күйге аударады. CNT0, CNT3, CNT4 кірістері CNT1 шығысынан басталатын 'Rising Edge Delays' ретінде жұмыс істеу үшін конфигурацияланған, ол әр 10 секунд сайын импульс беретін етіп конфигурацияланған.

30 минутқа кешіктіру үшін:

30 x 60 = 1800 секунд ÷ 10секундтық интервал = 180 бит

Демек, CNT4 үшін есептегіш деректері - 180, CNT3 - 360 және CNT0 - 720. Уақыт кідірісі аяқталғаннан кейін 3L14 арқылы 3L11 арқылы жоғары импульс беріледі, бұл жүйенің өшуіне әкеледі. Егер жүйе Pin12 -ге қосылған сыртқы түймені немесе IR_ON/OFF сигналын өшірсе, таймерлер қалпына келтіріледі.

*Егер сіз электронды қосқышты қолданғыңыз келсе, электромеханикалық реленің орнына триак немесе қатты күй релесін қолдануға болады.

* Түймелер үшін аппараттық дебитор (конденсатор, резистор) қолданылды.

7 -қадам: Нәтижелер

Дизайнды бағалаудың алғашқы қадамы ретінде GreenPAK Software Simulator қолданылды. Кірістерде виртуалды түймелер жасалды және даму тақтасындағы шығысқа қарама -қарсы сыртқы жарық диодтары бақыланды. Сигнал шебері құралы NEC форматына ұқсас сигналды жөндеу үшін пайдаланылды.

0x00FF5FA0 үлгісі бар сигнал жасалды, мұнда 0x00FF - PGEN -де сақталған инверсияланған адреске сәйкес адрес, ал 0x5FA0 - қосу/өшіру функциясын басқару үшін DCMP 3 регистріндегі инверттелген командаға сәйкес келетін команда. Жүйе бастапқы күйде ӨШІРУ күйінде, бірақ сигнал қолданылғаннан кейін жүйенің ҚОСЫЛҒАНЫН байқаймыз. Егер адресте бір бит өзгертілсе және сигнал қайта қолданылса, біз ештеңе болмайтынын байқаймыз (сәйкес келмейтін мекенжай).

11 -сурет сигнал шеберін бір рет қосқаннан кейін тақтаны көрсетеді (қосу/өшіру жарамды).

Қорытынды

Бұл нұсқаулық 3 сатылы айнымалы ток қозғалтқышты басқаруға арналған GreenPAK IC конфигурациясына негізделген. Ол бірнеше функцияларды қамтиды, мысалы, велосипед жылдамдығы, 3 кезеңді таймер генерациялау және NEC протоколына сәйкес келетін ИҚ декодерін құру. GreenPAK бірнеше функцияларды интеграциялауда тиімділігін көрсетті, олардың барлығы төмен құны мен шағын көлемді IC шешімі.