Analóg órajelű motorvezérlő: 4 lépés

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

Még a digitális világban is a klasszikus analóg órák időtlen stílusúak, és itt maradnak. A kétsínű GreenPAK ™ CMIC segítségével megvalósíthatjuk az analóg órában szükséges összes aktív elektronikus funkciót, beleértve a motor meghajtót és a kristályoszcillátort. A GreenPAK-k olcsó, apró eszközök, amelyek tökéletesen illeszkednek az intelligens órákhoz. Könnyen felépíthető bemutatóként beszereztem egy olcsó faliórát, eltávolítottam a meglévő lapot, és az összes aktív elektronikát kicseréltem egy GreenPAK eszközre.

Az összes lépésen keresztül megértheti, hogyan programozták a GreenPAK chipet az analóg órajelű motorvezérlő vezérlésére. Ha azonban egyszerűen szeretné létrehozni az analóg órajelű motorvezérlőt anélkül, hogy minden belső áramkörön át kellene mennie, töltse le a GreenPAK szoftvert a már elkészült analóg órajelű motorvezérlő GreenPAK tervezési fájljának megtekintéséhez. Csatlakoztassa a GreenPAK fejlesztői készletet a számítógépéhez, és nyomja meg a "program" gombot az egyéni IC létrehozásához az analóg órajelű motorvezérlő vezérléséhez. A következő lépés az Analog Clock Motor Driver GreenPAK tervezési fájljában található logikát tárgyalja azok számára, akik érdeklődnek az áramkör működésének megértése iránt.

1. lépés: Háttér: Lavet típusú léptetőmotorok

Egy tipikus analóg óra Lavet típusú léptetőmotort használ az óramechanika fogaskerekének forgatásához. Ez egy egyfázisú motor, amely egy lapos állórészből (a motor álló részéből) áll, és egy kar köré tekercselt induktív tekercs. Az állórész karjai között található a rotor (a motor mozgó része), amely egy kör alakú állandó mágnesből áll, amelynek tetején fogaskerék van rögzítve. A fogaskerék fogaskerék más fogaskerekekkel együtt mozgatja az óra mutatóit. A motor úgy működik, hogy az állórész tekercsében lévő áram polaritását a polaritásváltozások közötti szünetekkel váltakozik. Az áramimpulzusok során az indukált mágnesesség húzza a motort, hogy a rotor és az állórész pólusait összehangolja. Amíg az áram ki van kapcsolva, a motort vonakodó erő húzza a másik két helyzet egyikébe. Ezeket a vonakodási nyugalmi helyzeteket a fém motorházban lévő egyenetlenségek (bevágások) kialakításával alakították ki úgy, hogy a motor egy irányban forogjon (lásd az 1. ábrát).

2. lépés: Motorvezérlő

A mellékelt kivitel SLG46121V -t használ a szükséges áramhullámformák előállításához az állórész tekercsén keresztül. Az IC két különálló push-pull kimenete (M1 és M2 jelzéssel) csatlakozik a tekercs mindkét végéhez, és hajtja a váltakozó impulzusokat. A készülék megfelelő működéséhez push-pull kimeneteket kell használni. A hullámforma másodpercenként 10 ms -os impulzusból áll, minden impulzussal váltakozva M1 és M2 között. Az impulzusok mindössze néhány blokkból jönnek létre, amelyeket egy egyszerű, 32,768 kHz -es kristályoszcillátor áramkör hajt. Az OSC blokk kényelmesen beépített elválasztókkal segíti a 32,768 kHz -es óra felosztását. A CNT1 másodpercenként órajel -impulzust ad ki. Ez az impulzus 10 ms-os egylökéses áramkört vált ki. Két LUT (1 és 2 jelzésű) demultiplexeli a 10 ms impulzust a kimeneti tüskékhez. Az impulzusokat az M1 továbbítja, ha a DFF5 kimenet magas, az M2 pedig alacsony.

3. lépés: Kristály oszcillátor

A 32,768 kHz -es kristályoszcillátor mindössze két tűs blokkot használ a chipen. A PIN12 (OSC_IN) kisfeszültségű digitális bemenetként (LVDI) van beállítva, amely viszonylag alacsony kapcsolási árammal rendelkezik. A PIN12 jel érkezik a PIN10 OE -jébe (FEEDBACK_OUT). A PIN10 3 állapotú kimenetként van konfigurálva, a bemenet a földhöz van kötve, így úgy működik, mint egy nyitott leeresztő NMOS kimenet. Ez a jelút természetesen megfordul, így nincs szükség más blokkra. Külsőleg a PIN 10 kimenetet 1MΩ -os ellenállás (R4) húzza fel a VDD2 -re (PIN11). Mind a PIN10, mind a PIN12 tápellátását a VDD2 sín táplálja, amely viszont 1 MΩ-os ellenállást VDD-re korlátoz. R1 egy visszacsatolási ellenállás az invertáló áramkör torzítására, és R2 korlátozza a kimeneti meghajtót. A kristály és a kondenzátorok hozzáadásával befejeződik a Pierce oszcillátor áramkör, amint azt a 3. ábra mutatja.

4. lépés: Eredmények

A VDD -t CR2032 lítium -érme akkumulátor üzemelteti, amely jellemzően 3,0 V -ot (3,3 V friss állapotban) biztosít. A kimeneti hullámforma váltakozó 10 ms -os impulzusokból áll, amint az a 4. ábrán látható. Egy perc átlagában a mért áramfelvétel nagyjából 97 uA volt, beleértve a motor hajtását. Motor nélkül az áramfelvétel 2,25 µA volt.

Következtetés

Ez az alkalmazási megjegyzés GreenPAK bemutatást nyújt az analóg óra léptetőmotor hajtására szolgáló teljes megoldásról, és alapul szolgálhat más, speciális megoldásokhoz. Ez a megoldás csak a GreenPAK erőforrásainak egy részét használja fel, ami nyitva hagyja az IC -t a további, csak a fantáziájára hagyott funkciók számára.