Kuidas programmeerida IR-dekoodrit mitme kiirusega vahelduvvoolumootori juhtimiseks: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Ühefaasilisi vahelduvvoolumootoreid leidub tavaliselt majapidamistarvetes, näiteks ventilaatorites, ja nende kiirust saab hõlpsasti reguleerida, kui kasutatakse määratud kiiruste jaoks mitut diskreetset mähist. Selles juhendis loome digitaalse kontrolleri, mis võimaldab kasutajatel juhtida selliseid funktsioone nagu mootori kiirus ja tööaeg. See juhend sisaldab ka infrapuna vastuvõtja vooluringi, mis toetab NEC protokolli, kus mootorit saab juhtida nuppude või infrapuna saatja poolt vastuvõetud signaali abil.

Selleks kasutatakse GreenPAK ™ -i, SLG46620 on põhikontroller, mis vastutab nende erinevate funktsioonide eest: multipleksiahel ühe kiiruse (kolmest kiirusest) aktiveerimiseks, 3-perioodilised loendurid ja infrapuna dekooder vastuvõtmiseks väline infrapunasignaal, mis ekstraheerib ja täidab soovitud käsu.

Kui me vaatame vooluahela funktsioone, märkame korraga mitut diskreetset funktsiooni: MUXing, ajastamine ja IR dekodeerimine. Tootjad kasutavad elektroonilise vooluahela ehitamiseks sageli paljusid IC -sid, kuna ühes IC -s pole saadaval ainulaadset lahendust. GreenPAK IC kasutamine võimaldab tootjatel kasutada ühte kiipi paljude soovitud funktsioonide kaasamiseks ja seega vähendada süsteemikulusid ja tootmise järelevalvet.

Süsteemi koos kõigi funktsioonidega on nõuetekohase toimimise tagamiseks testitud. Lõplik vooluahel võib nõuda spetsiaalseid muudatusi või valitud mootorile kohandatud täiendavaid elemente.

Süsteemi nominaalse töö kontrollimiseks on sisendite testjuhtumid loodud GreenPAK disaineremulaatori abil. Emulatsioon kontrollib väljundite erinevaid testjuhtumeid ja IR -dekoodri funktsionaalsus on kinnitatud. Lõplikku konstruktsiooni testitakse kinnitamiseks ka tegeliku mootoriga.

Allpool kirjeldasime samme, mida on vaja mõista, kuidas GreenPAK kiip on programmeeritud nii, et luua IR-dekooder mitme kiirusega vahelduvvoolumootori juhtimiseks. Kui aga soovite lihtsalt programmeerimise tulemust saada, laadige GreenPAKi tarkvara alla, et vaadata juba valminud GreenPAK disainifaili. Ühendage GreenPAK arenduskomplekt oma arvutiga ja vajutage programmi, et luua kohandatud IC mitmeotstarbelise vahelduvvoolumootori juhtimiseks mõeldud IR-dekoodri jaoks.

Samm: 3-käiguline vahelduvvoolu ventilaatori mootor

3-käigulised vahelduvvoolumootorid on ühefaasilised mootorid, mida töötab vahelduvvool. Neid kasutatakse sageli mitmesugustes kodumasinates, näiteks erinevat tüüpi ventilaatorites (seinaventilaator, laua ventilaator, kasti ventilaator). Võrreldes alalisvoolumootoriga on vahelduvvoolumootori kiiruse reguleerimine suhteliselt keeruline, kuna mootori kiiruse muutmiseks peab voolu sagedus muutuma. Sellised seadmed nagu ventilaatorid ja külmutusmasinad ei nõua tavaliselt kiiruse täpsust, kuid nõuavad diskreetseid samme, nagu madal, keskmine ja suur kiirus. Nende rakenduste jaoks on vahelduvvoolu ventilaatorimootoritel mitmeid sisseehitatud mähiseid, mis on mõeldud mitmeks kiiruseks, kus ühelt kiiruselt teisele üleminek toimub soovitud kiiruse mähise pingestamisega.

Selles projektis kasutatav mootor on 3-käiguline vahelduvvoolumootor, millel on 5 juhtmest: 3 juhtmest kiiruse reguleerimiseks, 2 juhtmest toiteallikaks ja käivituskondensaator, nagu on näidatud joonisel 2. Mõned tootjad kasutavad funktsioonide tuvastamiseks standardseid värvikoodiga juhtmeid. Mootori andmeleht näitab konkreetse mootori teavet juhtme tuvastamiseks.

2. samm: projekti analüüs

Selles juhendis on GreenPAK IC konfigureeritud täitma antud käsku, mis on saadud allikast, näiteks IR -saatja või väline nupp, et näidata ühte kolmest käsust:

Sisse/välja: süsteem lülitatakse selle käsu iga tõlgendamisega sisse või välja. Sisse/välja lülitatud olek muutub sisse/välja käsu iga tõusva servaga vastupidiseks.

Taimer: taimerit kasutatakse 30, 60 ja 120 minutit. Neljandal impulssil lülitatakse taimer välja ja taimeriperiood naaseb algsesse ajastusolekusse.

Kiirus: juhib mootori kiirust, kordades järjestikku mootori kiirusevaliku juhtmete (1, 2, 3) aktiveeritud väljundit.

Samm: IR -dekooder

IR -dekoodri ahel on loodud signaalide vastuvõtmiseks väliselt IR -saatjalt ja soovitud käsu aktiveerimiseks. Võtsime vastu NEC protokolli selle populaarsuse tõttu tootjate seas. NEC -protokoll kasutab iga biti kodeerimiseks "impulsi kaugust"; iga impulsi edastamiseks kulub 562,5 meid, kasutades 38 kHz sageduskandja signaali. Loogika 1 signaali edastamiseks kulub 2,25 ms, samas kui loogilise 0 signaali edastamiseks kulub 1,125 ms. Joonis 3 illustreerib impulssrongi edastamist vastavalt NEC protokollile. See koosneb 9 ms AGC-plahvatusest, seejärel 4,5 ms tühikust, seejärel 8-bitisest aadressist ja lõpuks 8-bitisest käsust. Pange tähele, et aadress ja käsk edastatakse kaks korda; teine kord on 1 täiend (kõik bitid on ümberpööratud) pariteedina, et tagada vastuvõetud sõnumi õigsus. LSB edastatakse sõnumis esimesena.

4. samm: GreenPAK -i disain

Vastuvõetud sõnumi asjakohased bitid ekstraheeritakse mitmel etapil. Alustuseks on sõnumi algus määratud 9 ms AGC sarivõttega, kasutades CNT2 ja 2-bitist LUT1. Kui see on tuvastatud, määratakse seejärel CNT6 ja 2L2 kaudu 4,5 ms ruumi. Kui päis on õige, on DFF0 väljund kõrge, et lubada aadressi vastuvõtmist. Plokke CNT9, 3L0, 3L3 ja P DLY0 kasutatakse vastuvõetud sõnumist kellaimpulsside eraldamiseks. Biti väärtus võetakse IR_CLK signaali tõusvas servas, 0,845 ms IR_IN tõusust.

Seejärel võrreldakse tõlgendatud aadressi 2LUT0 abil PGEN -i salvestatud aadressiga. 2LUT0 on XOR -värav ja PGEN salvestab ümberpööratud aadressi. Iga PGEN-i bitti võrreldakse järjestikku sissetuleva signaaliga ja iga võrdluse tulemus salvestatakse DFF2-s koos IR-CLK tõusva servaga.

Kui aadressis on tuvastatud mõni viga, muudetakse 3-bitine LUT5 SR riivi väljund kõrgeks, et vältida ülejäänud sõnumi (käsu) võrdlemist. Kui vastuvõetud aadress kattub PGENis salvestatud aadressiga, suunatakse sõnumi teine pool (käsk ja ümberpööratud käsk) SPI -le, et soovitud käsku oleks võimalik lugeda ja täita. CNT5 ja DFF5 kasutatakse aadressi lõpu ja käsu alguse täpsustamiseks, kus CNT5 loenduri andmed on lisaks kahele esimesele impulsile (9 ms, 4,5 ms) võrdsed aadressi 18: 16 impulssidega.

Juhul, kui täielik aadress, sealhulgas päis, on õigesti vastu võetud ja IC -sse salvestatud (PGEN -is), annab 3L3 VÕI värava väljund signaali Madal, et aktiveerida SPI nCSB -pin. Järelikult hakkab SPI käsku vastu võtma.

SLG46620 IC-l on 4 8-bitist sisemist registrit ja seega on võimalik salvestada neli erinevat käsku. DCMP1-d kasutatakse vastuvõetud käsu võrdlemiseks siseregistritega ja 2-bitine kahendloendur, mille A1A0 väljundid on ühendatud DCMP1 MTRX SEL # 0 ja # 1-ga, et võrrelda vastuvõetud käsku kõigi registritega järjest ja pidevalt.

Riiviga dekooder konstrueeriti, kasutades DFF6, DFF7, DFF8 ja 2L5, 2L6, 2L7. Disain töötab järgmiselt; kui A1A0 = 00, võrreldakse SPI väljundit registriga 3. Kui mõlemad väärtused on võrdsed, annab DCMP1 oma EQ väljundis kõrge signaali. Kuna A1A0 = 00, aktiveerib see 2L5 ja DFF6 väljastab seega kõrge signaali, mis näitab, et signaal on sisse/välja võetud. Sarnaselt on ülejäänud juhtimissignaalide jaoks CNT7 ja CNT8 konfigureeritud kui „Mõlema serva viivitus”, et tekitada ajaline viivitus ja võimaldada DCMP1 -l muuta oma väljundi olekut enne, kui DFF -id väljundi väärtust hoiavad.

Käsu On/Off väärtus salvestatakse registrisse 3, taimerikäsk registrisse 2 ja kiiruse käsk registrisse 1.

Samm: kiirus MUX

Kiiruste vahetamiseks ehitati 2-bitine kahendloendur, mille sisendimpulssi võtab vastu väline nupp, mis on ühendatud Pin4-ga või IR-kiirussignaalist P10 kaudu käskude võrdlusest. Esialgses olekus Q1Q0 = 11 ja rakendades 3 -bitise LUT6 loenduri sisendile impulsi, muutub Q1Q0 järjestikku 10, 01 ja seejärel olekuks 00. 3-bitist LUT7 kasutati 00 oleku vahelejätmiseks, arvestades, et valitud mootoris on saadaval ainult kolm kiirust. Juhtimisprotsessi aktiveerimiseks peab sisse/välja signaal olema kõrge. Järelikult, kui sisse/välja signaal on madal, lülitatakse aktiveeritud väljund välja ja mootor lülitatakse välja, nagu on näidatud joonisel 6.

6. samm: taimer

Rakendatud on 3-perioodiline taimer (30 min, 60 min, 120 min). Juhtimisstruktuuri loomiseks võtab 2-bitine kahendloendur vastu impulsse Pin13-ga ühendatud väliselt taimerinupult ja IR-taimerite signaalidelt. Loendur kasutab Pipe Delay1, kus Out0 PD number on 1 ja Out1 PD number 2, valides Out1 jaoks ümberpööratud polaarsuse. Algseisundis Out1, Out0 = 10 on taimer välja lülitatud. Pärast seda, rakendades toru viivituse1 sisendile CK impulsi, muutub väljundi olek järjest 11, 01, 00, pöörates CNT/DLY iga aktiveeritud oleku ümber. CNT0, CNT3, CNT4 konfigureeriti töötama kui „tõusva serva viivitused“, mille sisend pärineb CNT1 väljundist, mis on konfigureeritud andma impulsi iga 10 sekundi järel.

30 -minutilise viivituse saamiseks tehke järgmist.

30 x 60 = 1800 sekundit ÷ 10 sekundit = 180 bitti

Seetõttu on CNT4 loenduri andmed 180, CNT3 360 ja CNT0 720. Kui viivitus on lõppenud, edastatakse 3L14 kuni 3L11 kaudu kõrge impulss, mis põhjustab süsteemi väljalülitamise. Taimerid lähtestatakse, kui süsteemi lülitab välja Pin12 -ga ühendatud väline nupp või IR_ON/OFF signaal.

*Kui soovite kasutada elektroonilist lülitit, võite elektromehaanilise relee asemel kasutada kolme- või tahkisrelee.

* Nuppude jaoks kasutati riistvara debouncerit (kondensaator, takisti).

Samm 7: Tulemused

Kujunduse hindamise esimese sammuna kasutati tarkvarasimulaatorit GreenPAK. Sisenditele loodi virtuaalsed nupud ja jälgiti arendusplaadi väljundite vastas olevaid väliseid LED -e. Signaaliviisari tööriista kasutati silumise huvides NEC -vormingule sarnase signaali genereerimiseks.

Moodustati signaal mustriga 0x00FF5FA0, kus 0x00FF on aadress, mis vastab PGEN -i salvestatud ümberpööratud aadressile, ja 0x5FA0 on käsk, mis vastab ümberpööratud käsule DCMP registris 3, et juhtida On/Off funktsionaalsust. Algseisundis süsteem on väljalülitatud olekus, kuid pärast signaali rakendamist märgime, et süsteem lülitub sisse. Kui aadressis on muudetud ühte bitti ja signaal rakendati uuesti, märgime, et midagi ei juhtu (ühildumatu aadress).

Joonis 11 kujutab tahvlit pärast signaaliviisardi ühekordset käivitamist (kehtiva On/Off käsuga).

Järeldus

See juhend sisaldab GreenPAK IC konfiguratsiooni, mis on mõeldud 3-käigulise vahelduvvoolumootori juhtimiseks. See sisaldab mitmeid funktsioone, nagu jalgrattasõidu kiirus, 3-perioodilise taimerite loomine ja NEC-protokolliga ühilduva IR-dekoodri loomine. GreenPAK on näidanud tõhusust mitmete funktsioonide integreerimisel, seda kõike odava ja väikese pindalaga IC -lahenduses.