Ovládač motora: 4 kroky (s obrázkami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

Doska radiča 6 motorov využívajúca čipy LMD18200.

Krok 1: Požiadavky

Určite svoje požiadavky. LMD18200s môže prepínať 3A na 55 V. Projekt, moja bakalárska práca, ktorý používal túto dosku radiča motora, obsahoval 6 servomotorov, ktoré vyžadovali iba niekoľko stoviek miliampérov pri 12 V. Diplomová práca bola návrhom laboratórneho planetárneho rovera na testovanie. nové riadiace algoritmy v laboratóriu poľnej a vesmírnej robotiky MIT.

Krok 2: Navrhnite obvod

Ovládanie motora sa vykonáva pomocou modulácie šírky impulzu. Napriek tomu, že zosilňovače PWM sú o niečo komplikovanejšie v hardvéri aj v ovládaní, sú oveľa účinnejšie ako lineárne zosilňovače. Zosilňovač PWM funguje tak, že veľmi rýchlo prepína prúd alebo napätie na záťaž medzi stavmi zapnutia a vypnutia. Výkon dodávaný do záťaže je určený pracovným cyklom spínacieho priebehu. Za predpokladu, že dynamika záťaže je pomalšia ako frekvencia prepínania, záťaž vidí časový priemer.

V tomto prevedení je spínacia frekvencia približne 87 kHz, ktorá bola vyladená na motory na roveri. Pracovný cyklus je napätie riadené nastavením prahu monostabilných oscilátorov poháňaných astabilným oscilátorom. Digitálny analógový prevodník v počítači vozítka ovláda prahové napätie a tým aj pracovný cyklus zosilňovačov. Vlnové formy PWM sú generované siedmimi časovačmi (každý zo štyroch 556 má dva časovače a ôsmy časovač je nepoužitý). Prvý časovač je nastavený na astabilné oscilácie a prepína medzi zapnutým a vypnutým stavom na 87 kHz. Tento 87 kHz hodinový signál je privádzaný do spúšťačov ostatných šiestich časovačov, ktoré sú nastavené tak, aby pracovali v monostabilnom režime. Keď monostabilný časovač prijme spúšťací signál, zmení stav z vypnutého (0 voltov) na zapnutý (5 voltov) na dobu nastavenú vstupným napätím. Maximálny čas je približne 75% periódy astabilného hodinového signálu a minimálny čas je nula. Zmenou vstupných napätí každý monostabilný časovač vygeneruje 87 kHz štvorcovú vlnu s pracovným cyklom medzi 0 a 75%. Čipy LMD18200 fungujú jednoducho ako digitálne spínače ovládané výstupom časovačov a digitálnymi vstupmi brzdy a smeru z počítača.

Krok 3: Vyrobte obvodovú dosku

Dosky s plošnými spojmi boli vyrobené procesom chemického leptania. Použitím štandardnej laserovej tlačiarne sa schéma obvodu vytlačila na papier rozpustný vo vode. Toner na tomto papieri bol prenesený zahriatím na kompozitnú dosku z medi a izolačného materiálu. Použil som fixačnú lištu z rozobratej laserovej tlačiarne, ale na svoje si príde aj žehlička. Zvyšky papiera sa potom odplavili a zostal iba toner vo vzore stopy obvodu. Chlorid železitý leptal odhalenú meď a odstránil ju z dosky. Zostávajúci toner bol ručne vymazaný zelenou stranou špongie, pričom zostali iba stopy medeného obvodu. Alternatívne sú k dispozícii súpravy, ktoré tento proces veľmi uľahčujú.

Krok 4: Spájka v súčiastkach

Spájkujte všetky komponenty. Pretože išlo iba o jednovrstvovú dosku, bolo potrebných niekoľko prepojovacích káblov.