Kaip užprogramuoti daugialypio kintamosios srovės variklio valdymo IR dekoderį: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Vienfaziai kintamosios srovės varikliai paprastai būna buitiniuose daiktuose, pvz., Ventiliatoriuose, ir jų greitį galima lengvai valdyti, kai nustatytam greičiui naudojama daugybė atskirų apvijų. Šioje instrukcijoje mes kuriame skaitmeninį valdiklį, kuris leidžia vartotojams valdyti tokias funkcijas kaip variklio greitis ir veikimo laikas. Ši instrukcija taip pat apima infraraudonųjų spindulių imtuvo grandinę, palaikančią NEC protokolą, kur variklis gali būti valdomas mygtukais arba iš infraraudonųjų spindulių siųstuvo gauto signalo.

Norėdami tai padaryti, naudojamas „GreenPAK ™“, SLG46620 yra pagrindinis valdiklis, atsakingas už šias įvairias funkcijas: multipleksinė grandinė, skirta aktyvuoti vieną greitį (iš trijų greičių), 3 laikotarpių atgalinės atskaitos laikmačiai ir infraraudonųjų spindulių dekoderis. išorinis infraraudonųjų spindulių signalas, kuris ištraukia ir vykdo norimą komandą.

Jei pažvelgsime į grandinės funkcijas, pastebėsime keletą tuo pačiu metu naudojamų diskrečių funkcijų: MUXing, laikas ir IR dekodavimas. Gamintojai dažnai naudoja daugybę IC, kad sukurtų elektroninę grandinę, nes nėra vieno unikalaus sprendimo. Naudojant „GreenPAK IC“, gamintojai gali naudoti vieną mikroschemą daugeliui norimų funkcijų ir taip sumažinti sistemos kainą ir gamybos priežiūrą.

Sistema su visomis savo funkcijomis buvo patikrinta siekiant užtikrinti tinkamą veikimą. Galutinei grandinei gali prireikti specialių modifikacijų ar papildomų elementų, pritaikytų pasirinktam varikliui.

Norėdami patikrinti, ar sistema veikia nominaliai, naudojant „GreenPAK“dizainerio emuliatorių buvo sugeneruoti įvesties bandymo atvejai. Emuliacija patikrina skirtingus išvesties bandymo atvejus ir patvirtina IR dekoderio funkcionalumą. Galutinė konstrukcija taip pat išbandoma naudojant tikrąjį variklį.

Žemiau aprašėme veiksmus, kurių reikia norint suprasti, kaip „GreenPAK“mikroschema buvo užprogramuota sukurti IR dekoderį kelių greičių kintamosios srovės variklio valdymui. Tačiau, jei norite gauti programavimo rezultatą, atsisiųskite „GreenPAK“programinę įrangą, kad peržiūrėtumėte jau užpildytą „GreenPAK“dizaino failą. Prijunkite „GreenPAK Development Kit“prie kompiuterio ir paspauskite programą, kad sukurtumėte pasirinktinį IR dekoderio IC, skirtą kelių greičių kintamosios srovės variklio valdymui.

1 žingsnis: 3 greičių kintamosios srovės ventiliatoriaus variklis

3 greičių kintamosios srovės varikliai yra vienfaziai varikliai, valdomi kintama srove. Jie dažnai naudojami įvairiose buitinėse mašinose, tokiose kaip įvairių tipų ventiliatoriai (sieninis ventiliatorius, stalinis ventiliatorius, dėžutės ventiliatorius). Palyginti su nuolatinės srovės varikliu, kintamosios srovės variklio greičio valdymas yra gana sudėtingas, nes norint pakeisti variklio greitį, turi pasikeisti tiekiamos srovės dažnis. Prietaisai, tokie kaip ventiliatoriai ir šaldymo mašinos, paprastai nereikalauja smulkių detalių greičio, tačiau reikalauja atskirų veiksmų, tokių kaip mažas, vidutinis ir didelis greitis. Šiems tikslams kintamosios srovės ventiliatoriaus varikliai turi daugybę įmontuotų ritinių, skirtų keliems greičiams, kai keičiamas vienas greitis į kitą, įjungiant norimo greičio ritę.

Šiame projekte naudojamas 3 greičių kintamosios srovės variklis, turintis 5 laidus: 3 laidus greičiui reguliuoti, 2 laidus maitinimui ir paleidimo kondensatorių, kaip parodyta 2 paveiksle. Kai kurie gamintojai funkcijoms atpažinti naudoja standartinius spalvotais laidais. Variklio duomenų lape bus nurodyta konkretaus variklio informacija laidui identifikuoti.

2 žingsnis: projekto analizė

Šioje instrukcijoje „GreenPAK IC“sukonfigūruota vykdyti nurodytą komandą, gautą iš šaltinio, pvz., IR siųstuvo ar išorinio mygtuko, kad būtų nurodyta viena iš trijų komandų:

Įjungta/išjungta: sistema įjungiama arba išjungiama kiekvieną kartą aiškinant šią komandą. Įjungimo/išjungimo būsena pasikeis su kiekvienu kylančiu komandos įjungimo/išjungimo kraštu.

Laikmatis: laikmatis veikia 30, 60 ir 120 minučių. Ketvirto impulso metu laikmatis išjungiamas, o laikmatis grįžta į pradinę laiko būseną.

Greitis: valdo variklio greitį, iš eilės kartodamas suaktyvintą išėjimą iš variklio greičio pasirinkimo laidų (1, 2, 3).

3 žingsnis: IR dekoderis

IR dekoderio grandinė yra sukurta priimti signalus iš išorinio IR siųstuvo ir suaktyvinti norimą komandą. NEC protokolą priėmėme dėl jo populiarumo tarp gamintojų. NEC protokolas naudoja „impulso atstumą“kiekvienam bitui koduoti; kiekvienas impulsas turi būti perduotas 562,5 mus naudojant 38 kHz dažnio nešiklio signalą. 1 loginio signalo perdavimui reikia 2,25 ms, o loginiam 0 signalui - 1,125 ms. 3 paveiksle pavaizduotas impulsinio traukinio perdavimas pagal NEC protokolą. Jį sudaro 9 ms AGC serija, tada 4,5 ms erdvė, tada 8 bitų adresas ir galiausiai 8 bitų komanda. Atminkite, kad adresas ir komanda perduodami du kartus; antras kartas yra 1 papildymas (visi bitai yra apversti) kaip paritetas, siekiant užtikrinti, kad gautas pranešimas būtų teisingas. Pranešime pirmiausia perduodamas LSB.

4 žingsnis: „GreenPAK“dizainas

Gauto pranešimo atitinkami bitai išgaunami keliais etapais. Norėdami pradėti, pranešimo pradžia nurodoma nuo 9 ms AGC serijos naudojant CNT2 ir 2 bitų LUT1. Jei tai buvo nustatyta, per CNT6 ir 2L2 nurodoma 4,5 ms erdvė. Jei antraštė teisinga, DFF0 išvestis nustatyta kaip aukšta, kad būtų galima priimti adresą. Blokeliai CNT9, 3L0, 3L3 ir P DLY0 naudojami laikrodžio impulsams išgauti iš gauto pranešimo. Bito vertė paimama kylančiame IR_CLK signalo krašte, 0,845 ms nuo kylančio krašto nuo IR_IN.

Tada interpretuotas adresas lyginamas su adresu, saugomu PGEN, naudojant 2LUT0. 2LUT0 yra XOR vartai, o PGEN saugo apverstą adresą. Kiekvienas PGEN bitas yra nuosekliai lyginamas su gaunamu signalu, o kiekvieno palyginimo rezultatas saugomas DFF2 kartu su kylančiu IR-CLK kraštu.

Jei adresas aptiko klaidą, 3 bitų LUT5 SR skląsčio išvestis pakeičiama į aukštą, kad būtų išvengta likusio pranešimo (komandos) palyginimo. Jei gautas adresas sutampa su PGEN išsaugotu adresu, antroji pranešimo pusė (komanda ir apversta komanda) nukreipiama į SPI, kad būtų galima nuskaityti norimą komandą ir ją vykdyti. CNT5 ir DFF5 naudojami norint nurodyti adreso pabaigą ir komandos pradžią, kai „skaitiklio duomenys“CNT5 yra lygus 18: 16 adreso impulsams, be pirmųjų dviejų impulsų (9 ms, 4,5 ms).

Jei visas adresas, įskaitant antraštę, buvo tinkamai priimtas ir išsaugotas IC (PGEN), 3L3 ARBA vartų išėjimas duoda signalą Žemas į SPI nCSB kaištį, kad jis būtų suaktyvintas. Todėl SPI pradeda gauti komandą.

SLG46620 IC turi 4 vidinius 8 bitų ilgio registrus, todėl galima išsaugoti keturias skirtingas komandas. DCMP1 naudojamas gautai komandai palyginti su vidiniais registrais, o 2 bitų dvejetainis skaitiklis, kurio A1A0 išėjimai yra prijungti prie DCMP1 MTRX SEL # 0 ir # 1, kad būtų galima nuosekliai ir nuolat lyginti gautą komandą su visais registrais.

Dekoderis su fiksatoriumi buvo sukurtas naudojant DFF6, DFF7, DFF8 ir 2L5, 2L6, 2L7. Dizainas veikia taip; jei A1A0 = 00, SPI išėjimas lyginamas su 3 registru. Jei abi vertės yra lygios, DCMP1 savo EQ išėjime duoda aukštą signalą. Kadangi A1A0 = 00, tai suaktyvina 2L5, todėl DFF6 išleidžia aukštą signalą, rodantį, kad signalas įjungtas/išjungtas. Panašiai, likusiems valdymo signalams, CNT7 ir CNT8 yra sukonfigūruoti kaip „Abi briaunos delsos“, kad sugeneruotų laiko uždelsimą ir leistų DCMP1 pakeisti savo išvesties būseną prieš išvesties vertės laikymą DFF.

Įjungimo/išjungimo komandos vertė išsaugoma 3 registre, laikmačio komanda 2 registre ir greičio komanda 1 registre.

5 žingsnis: greitis MUX

Norėdami pakeisti greitį, buvo sukurtas 2 bitų dvejetainis skaitiklis, kurio įvesties impulsą gauna išorinis mygtukas, prijungtas prie „Pin4“, arba iš IR greičio signalo per P10 iš komandų lygintuvo. Pradinėje būsenoje Q1Q0 = 11 ir pritaikius impulsą skaitiklio įėjimui iš 3 bitų LUT6, Q1Q0 iš eilės tampa 10, 01, o tada būsena 00. 3 bitų LUT7 buvo naudojamas praleisti 00 būseną, atsižvelgiant į tai, kad pasirinktame variklyje yra tik trys greičiai. Įjungimo/išjungimo signalas turi būti aukštas, kad įjungtų valdymo procesą. Taigi, jei įjungimo/išjungimo signalas yra žemas, aktyvuota išvestis išjungiama ir variklis išjungiamas, kaip parodyta 6 paveiksle.

6 žingsnis: laikmatis

Įdiegtas 3 periodų laikmatis (30 min., 60 min., 120 min.). Norėdami sukurti valdymo struktūrą, 2 bitų dvejetainis skaitiklis gauna impulsus iš išorinio laikmačio mygtuko, prijungto prie „Pin13“, ir iš IR laikmačio signalo. Skaitiklis naudoja vamzdžio uždelsimą1, kur Out0 PD num lygus 1, o Out1 PD num lygus 2, pasirinkus apverstą Out1 poliškumą. Pradinėje būsenoje Out1, Out0 = 10 laikmatis yra išjungtas. Po to, taikant impulsą įvesties CK vamzdžių uždelsimui1, išėjimo būsena keičiasi į 11, 01, 00 iš eilės, apverčiant CNT/DLY į kiekvieną suaktyvintą būseną. CNT0, CNT3, CNT4 buvo sukonfigūruoti veikti kaip „didėjančio krašto vėlavimai“, kurių įvestis gaunama iš CNT1 išvesties, kuri sukonfigūruota duoti impulsą kas 10 sekundžių.

Jei norite atidėti 30 minučių:

30 x 60 = 1800 sekundžių ÷ 10 sekundžių intervalai = 180 bitų

Todėl CNT4 skaitiklių duomenys yra 180, CNT3 yra 360, o CNT0 yra 720. Pasibaigus laiko uždelsimui, per 3L14 į 3L11 perduodamas didelis impulsas, dėl kurio sistema išsijungia. Laikmačiai atstatomi, jei sistemą išjungia išorinis mygtukas, prijungtas prie „Pin12“, arba IR_ON/OFF signalas.

*Jei norite naudoti elektroninį jungiklį, vietoj elektromechaninės relės galite naudoti triacinę arba kietojo kūno relę.

* Mygtukams buvo naudojamas aparatūros išjungiklis (kondensatorius, rezistorius).

7 žingsnis: Rezultatai

Pirmasis dizaino vertinimo žingsnis buvo „GreenPAK“programinės įrangos simuliatorius. Prie įėjimų buvo sukurti virtualūs mygtukai ir stebimi išoriniai šviesos diodai, esantys priešingai kūrimo plokštės išėjimams. „Signal Wizard“įrankis buvo naudojamas generuoti signalą, panašų į NEC formatą derinimo tikslais.

Buvo sukurtas signalas su modeliu 0x00FF5FA0, kur 0x00FF yra adresas, atitinkantis apverstą adresą, saugomą PGEN, o 0x5FA0 yra komanda, atitinkanti apverstą komandą DCMP 3 registre, kad būtų galima valdyti įjungimo/išjungimo funkcijas. Sistema pradinėje būsenoje yra išjungta, tačiau pritaikius signalą pastebime, kad sistema įsijungia. Jei adresas pakeitė vieną bitą ir signalas buvo pakartotinai pritaikytas, pastebime, kad nieko neįvyksta (nesuderinamas adresas).

11 paveiksle pavaizduota lenta vieną kartą paleidus signalo vedlį (su galiojančia įjungimo/išjungimo komanda).

Išvada

Ši instrukcija skirta „GreenPAK IC“, skirto valdyti 3 greičių kintamosios srovės variklį, konfigūracijai. Jame yra daug funkcijų, tokių kaip važiavimo dviračiu greitis, 3 periodų laikmačio generavimas ir su NEC protokolu suderinamo IR dekoderio sukūrimas. „GreenPAK“pademonstravo efektyvumą integruojant kelias funkcijas, nebrangiai ir nedidelio ploto IC sprendime.