Az IR dekóder programozása a többsebességes váltakozó áramú motorvezérléshez: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Az egyfázisú váltakozó áramú motorok általában háztartási cikkekben, például ventilátorokban találhatók, és fordulatszámuk könnyen szabályozható, ha a beállított sebességhez számos diszkrét tekercset használnak. Ebben az utasításban egy digitális vezérlőt építünk, amely lehetővé teszi a felhasználók számára olyan funkciók vezérlését, mint a motor fordulatszáma és az üzemidő. Ez az utasítás tartalmaz egy infravörös vevő áramkört is, amely támogatja a NEC protokollt, ahol a motort nyomógombokkal vagy az infravörös adó által vett jelről lehet vezérelni.

Ennek megvalósításához GreenPAK ™ -ot használnak, az SLG46620 alapvető vezérlőként szolgál ezekért a különféle funkciókért: multiplex áramkör egy sebesség aktiválásához (három sebességből), 3 periódusos visszaszámláló és infravörös dekóder külső infravörös jel, amely kivonja és végrehajtja a kívánt parancsot.

Ha megnézzük az áramkör funkcióit, több diszkrét funkciót is megfigyelhetünk, amelyeket egyszerre használnak: MUX, időzítés és infravörös dekódolás. A gyártók gyakran sok IC -t használnak az elektronikus áramkör felépítéséhez, mivel egyetlen IC -n belül nem áll rendelkezésre egyedi megoldás. A GreenPAK IC használata lehetővé teszi a gyártók számára, hogy egyetlen chipet alkalmazzanak a kívánt funkciók sokaságának befogadására, és ezáltal csökkentsék a rendszer költségeit és a gyártás felügyeletét.

A rendszert minden funkciójával teszteltük a megfelelő működés biztosítása érdekében. A végső áramkör speciális módosításokat vagy további elemeket igényelhet a kiválasztott motorhoz.

Annak ellenőrzésére, hogy a rendszer névlegesen működik -e, a GreenPAK tervezőemulátor segítségével generáltunk bemenetek teszteseteit. Az emuláció ellenőrzi a kimenetek különböző teszteseteit, és megerősíti az IR dekóder működését. A végső konstrukciót egy valódi motorral is tesztelik a megerősítéshez.

Az alábbiakban leírtuk a lépéseket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy megértsük, hogyan programozták a GreenPAK chipet az IR dekóder létrehozására a többsebességes váltakozó áramú motorvezérléshez. Ha azonban csak a programozás eredményét szeretné elérni, töltse le a GreenPAK szoftvert a már elkészült GreenPAK tervezési fájl megtekintéséhez. Csatlakoztassa a GreenPAK fejlesztőkészletet a számítógépéhez, és nyomja meg a programot, hogy létrehozza az egyéni IC-t az IR dekóderhez a többsebességes váltakozó áramú motorvezérléshez.

1. lépés: 3 sebességes váltóáramú ventilátor motor

A háromfokozatú váltakozó áramú motorok váltakozó árammal működő egyfázisú motorok. Gyakran használják sokféle háztartási gépben, például különféle ventilátorokban (fali ventilátor, asztali ventilátor, dobozventilátor). Az egyenáramú motorhoz képest a váltóáramú motor fordulatszámának szabályozása viszonylag bonyolult, mivel a szállított áram frekvenciájának meg kell változnia a motor fordulatszámának megváltoztatásához. Az olyan készülékek, mint a ventilátorok és a hűtőgépek, általában nem igényelnek apró részletességet a sebességben, de különálló lépéseket, például alacsony, közepes és nagy sebességet igényelnek. Ezekhez az alkalmazásokhoz az AC ventilátor motorok számos beépített tekercset tartalmaznak, amelyek több fordulatszámra vannak tervezve, ahol az egyik fordulatszámról a másikra történő váltás a kívánt fordulatszámú tekercs feszültség alá helyezésével valósul meg.

Az ebben a projektben használt motor egy 3 sebességes váltakozó áramú motor, amely 5 vezetékes: 3 vezeték a sebességszabályozáshoz, 2 vezeték a tápellátáshoz és egy indító kondenzátor, amint az az alábbi 2. ábrán látható. Egyes gyártók szabványos színkódolt vezetékeket használnak a funkció azonosítására. A motor adatlapja megmutatja az adott motor adatait a huzal azonosításához.

2. lépés: Projektanalízis

Ebben az utasításban a GreenPAK IC úgy van konfigurálva, hogy egy adott parancsot hajtson végre, amely forrástól, például infravörös távadótól vagy külső gombból érkezett, hogy jelezze a három parancs egyikét:

Be/Ki: a rendszer a parancs minden egyes értelmezésekor be- vagy kikapcsol. A Be/Ki állapot a Be/Ki parancs minden emelkedő élével megfordul.

Időzítő: az időzítő 30, 60 és 120 percig működik. A negyedik impulzusnál az időzítő kikapcsol, és az időzítő periódus visszatér az eredeti időzítési állapotba.

Sebesség: A motor fordulatszámát szabályozza, egymás után iterálva a motor sebességválasztó vezetékeinek aktivált kimenetét (1, 2, 3).

3. lépés: IR dekóder

Egy IR dekóder áramkör úgy van kialakítva, hogy fogadja a jeleket egy külső IR adóból, és aktiválja a kívánt parancsot. A gyártók körében való népszerűsége miatt elfogadtuk a NEC protokollt. A NEC protokoll "impulzus távolságot" használ minden bit kódolására; minden impulzus 562,5 minket továbbít egy 38 kHz -es frekvenciavivő jelének használatával. Az 1 -es logikai jel átvitele 2,25 ms -ot, míg a 0 -as logikai jel továbbítása 1,125 ms -ot igényel. A 3. ábra a NEC protokoll szerinti impulzusvonali átvitelt szemlélteti. 9 ms AGC sorozatból, majd 4,5 ms térből, majd a 8 bites címből és végül a 8 bites parancsból áll. Vegye figyelembe, hogy a cím és a parancs kétszer kerül átvitelre; a második alkalom 1 -es komplement (az összes bit invertálva van) paritásként annak érdekében, hogy a fogadott üzenet helyes legyen. Az LSB először az üzenetben kerül továbbításra.

4. lépés: GreenPAK tervezés

A fogadott üzenet releváns bitjei több lépésben kerülnek kinyerésre. Kezdetben az üzenet kezdetét a 9 ms-os AGC sorozatból határozzák meg CNT2 és 2 bites LUT1 használatával. Ha ezt észlelték, akkor 4,5 ms területet kell megadni a CNT6 és a 2L2 segítségével. Ha a fejléc helyes, a DFF0 kimenet magasra van állítva, hogy lehetővé tegye a cím fogadását. A CNT9, 3L0, 3L3 és P DLY0 blokkok az óraimpulzusok kinyerésére szolgálnak a fogadott üzenetből. A bitértéket az IR_CLK jel emelkedő szélén veszik fel, 0,845 ms -ra az IR_IN emelkedő élétől.

Az értelmezett címet ezután összehasonlítják a 2LUT0 használatával a PGEN -ben tárolt címmel. A 2LUT0 egy XOR kapu, és a PGEN tárolja az invertált címet. A PGEN minden bitjét egymás után hasonlítják a bejövő jelhez, és minden összehasonlítás eredményét a DFF2 tárolja az IR-CLK emelkedő élével együtt.

Ha hibát észlel a címen, a 3 bites LUT5 SR retesz kimenet High értékre változik, hogy megakadályozza az üzenet többi részének összehasonlítását (a parancs). Ha a fogadott cím megegyezik a PGEN -ben tárolt címmel, akkor az üzenet második fele (parancs és fordított parancs) az SPI -re irányul, hogy a kívánt parancs olvasható és végrehajtható legyen. A CNT5 és a DFF5 a cím végének és a parancs kezdetének megadására szolgál, ahol a CNT5 „Számláló adatai” az első két impulzuson kívül (9 ms, 4,5 ms) a cím 18: 16 impulzusainak felelnek meg.

Abban az esetben, ha a teljes címet, beleértve a fejlécet is, helyesen vették és tárolták az IC -ben (PGEN -ben), a 3L3 VAGY kapu kimenet alacsony jelzést ad az aktiválandó SPI nCSB érintkezőjének. Ennek következtében az SPI elkezdi fogadni a parancsot.

Az SLG46620 IC 4 8 bites belső regiszterrel rendelkezik, és így négy különböző parancs tárolására van lehetőség. A DCMP1 a fogadott parancs összehasonlítására szolgál a belső regiszterekkel, és 2 bites bináris számlálót terveztek, amelynek A1A0 kimenetei a DCMP1 MTRX SEL # 0 és # 1-hez vannak csatlakoztatva, hogy a kapott parancsot egymás után és folyamatosan összehasonlítsa az összes regiszterrel.

A reteszelő dekódert DFF6, DFF7, DFF8 és 2L5, 2L6, 2L7 felhasználásával állítottuk elő. A kialakítás a következőképpen működik; ha A1A0 = 00, az SPI kimenetet összehasonlítjuk a 3. regiszterrel. Ha mindkét érték egyenlő, a DCMP1 magas jelet ad az EQ kimenetén. Mivel A1A0 = 00, ez aktiválja a 2L5 -öt, és a DFF6 ennek következtében magas jelet ad ki, jelezve, hogy a jel be-/kikapcsolt. Hasonlóképpen, a többi vezérlőjel esetében a CNT7 és a CNT8 úgy van beállítva, hogy „Both Edge Delay”, hogy késleltetést generáljon, és lehetővé tegye a DCMP1 számára, hogy megváltoztassa kimenete állapotát, mielőtt a kimeneti értéket a DFF -ek visszatartanák.

Az On/Off parancs értéke a 3. regiszterben, az időzítő parancs a 2. regiszterben és a sebességparancs az 1. regiszterben tárolódik.

5. lépés: Sebesség MUX

A sebességváltáshoz egy 2 bites bináris számlálót építettek, amelynek bemeneti impulzusát a Pin4-hez csatlakoztatott külső gomb vagy a parancs-összehasonlító P10-es infravörös sebességű jele fogadja. A kezdeti állapotban Q1Q0 = 11, és ha a 3 bites LUT6 impulzusát alkalmazzuk a számláló bemenetére, a Q1Q0 sorrendben 10, 01, majd 00 állapot lesz. A 3-bites LUT7-et használták a 00 állapot kihagyására, mivel a kiválasztott motorban csak három sebesség áll rendelkezésre. A be/ki jelnek magasnak kell lennie a vezérlési folyamat aktiválásához. Következésképpen, ha a Be/Ki jel alacsony, az aktivált kimenet le van tiltva, és a motor le van kapcsolva a 6. ábra szerint.

6. lépés: Időzítő

3 periódusú időzítő (30 perc, 60 perc, 120 perc) van megvalósítva. A vezérlőstruktúra létrehozásához egy 2 bites bináris számláló impulzusokat kap a Pin13-hoz csatlakoztatott külső időzítőgombtól és az IR időzítő jelétől. A számláló a Cső késleltetést1 használja, ahol az Out0 PD szám 1, az Out1 PD szám 2 pedig az In1 fordított polaritásának kiválasztásával. Kezdeti állapotban Out1, Out0 = 10, az időzítő le van tiltva. Ezt követően a cső késleltetés1 CK bemenetére impulzus alkalmazásával a kimeneti állapot 11, 01, 00 -ra változik, és a CNT/DLY -t minden aktivált állapotra megfordítja. A CNT0, CNT3, CNT4 úgy volt konfigurálva, hogy „Rising Edge Delays” -ként működjenek, amelyek bemenete a CNT1 kimenetéből származik, amely úgy van konfigurálva, hogy 10 másodpercenként impulzust adjon.

Ha 30 perc késést szeretne elérni:

30 x 60 = 1800 másodperc ÷ 10 másodperces intervallum = 180 bit

Ezért a CNT4 számlálói adatai 180, a CNT3 360 és a CNT0 720. Az időkésleltetés befejeztével a 3L14 -től 3L11 -ig egy magas impulzus kerül továbbításra, ami a rendszer kikapcsolását eredményezi. Az időzítők visszaállnak, ha a rendszert a Pin12 -hez csatlakoztatott külső gomb vagy az IR_ON/OFF jel kapcsolja ki.

*Elektromechanikus relé helyett használhat triac vagy szilárdtest relét, ha elektronikus kapcsolót szeretne használni.

* A nyomógombokhoz hardveres visszalépőt (kondenzátor, ellenállás) használtak.

7. lépés: Eredmények

A terv értékelésének első lépéseként a GreenPAK szoftver szimulátort használtuk. Virtuális gombokat hoztak létre a bemeneteken, és figyelték a fejlesztői táblán a kimenetekkel ellentétes külső LED -eket. A Signal Wizard eszközt használtuk a NEC Format -hoz hasonló jel előállítására a hibakeresés érdekében.

Egy 0x00FF5FA0 mintájú jelet állítottak elő, ahol a 0x00FF a PGEN -ben tárolt fordított címnek megfelelő cím, a 0x5FA0 pedig a DCMP 3 -as regiszter invertált parancsának megfelelő parancs, amely a Be/Ki funkciót vezérli. A rendszer kezdeti állapotban KI állapotban van, de a jel alkalmazása után megjegyezzük, hogy a rendszer BEkapcsol. Ha egyetlen bit megváltozott a címben, és a jelet újra alkalmazták, akkor vegye figyelembe, hogy semmi sem történik (inkompatibilis cím).

A 11. ábra bemutatja a táblát, miután egyszer elindította a Signal Wizard -t (érvényes On/Off paranccsal).

Következtetés

Ez az utasítás a GreenPAK IC konfigurációjára összpontosít, amelyet egy 3 sebességes váltakozó áramú motor vezérlésére terveztek. Számos funkciót tartalmaz, például ciklussebességet, 3 periódusú időzítő generálását és a NEC protokollal kompatibilis IR dekóder létrehozását. A GreenPAK bizonyította hatékonyságát számos funkció integrálásában, mindezt alacsony költségű és kis területű IC megoldás keretében.