Sériovo riadený motor s premenlivými otáčkami: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Ovládajte rýchlosť malého jednosmerného motora iba pomocou sériového portu vo svojom počítači, jediného MOSFETu a triviálneho softvéru. (MOSFET a sériový port tvoria „ovládanie rýchlosti“; budete potrebovať motor a vhodné napájanie pre tento motor; zatiaľ čo sériový port môže poskytovať napätie na zapínanie a vypínanie mosfetu, môže „ t dodávať prúd potrebný pre typický motor.)

Krok 1: Pozrite sa na obvod

Vykonáme moduláciu šírky impulzu pomocou generického N-kanálového napájacieho MOSFETu pripojeného k dátovému kolíku prenosu z portu rs232 počítača. Keď je sériový port nečinný, kolík bude v stave „1“, čo je v čase prekladu na rs232 niečo ako -12 V (v závislosti od ovládačov sa môže blížiť k -9 V alebo -5 V) a tranzistor bude celkom VYPNUTÝ. Keď prenášame „0“bitov na sériový port, pin rs232 prejde na +12V alebo tak, čo stačí na to, aby sa väčšina mosfetov celkom dobre zapla.

Ak prenášame veľa „0“bis za sebou, motor sa takmer úplne zapne a motor bude bežať rýchlo. Ak prenášame väčšinou „1“bitov, motor pobeží pomalšie.

Krok 2: Zapojte ho

Pretože existuje iba jeden komponent a iba niekoľko pripojení, môžete jednoducho pridať vodiče „voľného tvaru“.

MOSFETy sú citlivé na statickú elektrinu, takže buďte trochu opatrní, ale veľmi málo je kritických.

Krok 3: Nastavte súbory s hodnotami PWM

Jeden zo spôsobov, ako ovládať motor bez toho, aby ste museli písať KAŽDÝ softvér, je pripraviť niekoľko súborov obsahujúcich príslušné bajty (s viac alebo menej 0 bitmi) a jednoducho ich KOPÍROVAŤ do portu COM, ku ktorému máte pripojený motor. Pripravil som niekoľko súborov (pomocou emacsu, ale čokoľvek, čo vám funguje, je v poriadku):

• 0.pwm:: obsahuje 5000 znakov NULL (riadiaci priestor na väčšine klávesníc) [br] To je približne tak blízko k „plnej rýchlosti“, ako sa s touto technikou dokážeme dostať.
• 1.pwm:: obsahuje 5 000 riadiacich znakov A (ascii 01) (jeden bit „1“na znak)
• 3.pwm:: obsahuje 5 000 riadiacich znakov C (ascii 03) (dva bity "1" na znak)
• 7.pwm:: obsahuje 5 000 riadiacich znakov G (ascii 07) (tri bity „1“na znak)
• 15.pwm:: obsahuje 5000 riadiacich znakov (ascii 15) (štyri bity "1" na znak)
• 31.pwm:: obsahuje 5000 riadiacich _ znakov (ascii 31) (päť bitov "1" na znak)
• 63.pwm:: obsahuje 5000 "?" znakov (ascii 63) (šesť bitov "1" na znak)
• 127.pwm:: obsahuje 5000 znakov DEL (ascii 127) (sedem bitov "1" na znak)

(Teraz, keď som nakreslil obrázky, zistíte, že skutočné bitové vzorce nie sú ideálne. Pretože sériový rs232 najskôr prenáša LSB, naozaj sa chceme posunúť nulami namiesto jedničiek. Cvičenie pre študenta!)

Krok 4: Hrajte s DOSom: Nakonfigurujte si port COM a skopírujte súbory

9600 bps je bežný bitrate. Pekne sa zhoduje s „asi“jedným bajtom za milisekundu, takže v tomto prípade to koreponduje na frekvenciu PWM 1 000 Hz, čo by podľa mňa malo byť v prípade malých motorov v poriadku. Môžete experimentovať s rôznymi bitovými rýchlosťami, aby ste zistili, ako veci fungujú, čo je jedna z výhod tejto metódy. Vytvorte okno DOS (alebo „príkazový riadok“) (za predpokladu, že používate operačný systém Windows) a nakonfigurujte svoj port ako: mode com1: 9600, n, 7, 1 "To hovorí, že komunikačný port má bežať rýchlosťou 9600bps a odoslať 7 bitov v každom znaku (aby zodpovedal našim 7 rôznym bitovým dĺžkam.)" n "znamená ŽIADNA parita, takže to budú jediné dátové bity. „1“znamená, že bude existovať jeden „stop“bit, ktorý nám zabráni úplne zapnúť motor (no dobre.) Teraz teda môžete motor zapnúť príkazmi like: copy 0.pwm com1: Pretože posielame 5000 znakov približne 1 za milisekundu, motor by sa mal zapnúť takmer na plné otáčky asi 5 sekúnd. Ak chcete menej ako 5 sekúnd, vytvorte kratší súbor. Podobne, môžete urobiť: skopírujte 127.pwm com1: na spustenie motora na najnižšiu možnú rýchlosť. Pri nastavení, ktoré som mal, by sa motor vôbec neotáčal s ničím „pomalším“ako 31 pwm, ale s YMMV (riedim k Mal som 12 V motor, ktorý vybíjal 5 V batérií.) Príkaz COPY vám umožní spojiť súbory dohromady, takže ak chcete, aby sa váš motor zrýchlil a potom znova spomalil, môžete urobiť niečo ako: skopírujte 31. pwm+15. pwm+7.pwm+0.pwm+7.pwm+15.pwm+31.pwm com1:

Krok 5: Ovládajte motor z programu

Ak píšete program, pravdepodobne môžete COM1: otvoriť ako súbor a jednoducho doň zapisovať, ako keby to bol iný súbor. Zdá sa, že by bolo veľmi užitočné načasovať obdobia, počas ktorých je motor zapnutý, zadaním určitého počtu znakov. Nezabudnite, že systém veľmi pravdepodobne ukladá do vyrovnávacej pamäte znaky, ktoré odosielate na sériový port, takže to, že sa vráti hovor WRITE, neznamená, že motor dokončil všetko, čo ste mu povedali. Pretože nerobíme nič „fantazijné“so signálmi portov, nemali by ste skúmať tajomné možnosti, ktoré môže podporovať. (Aj keď, ak dokážete zistiť, ako odoslať sekvenciu BREAK na komunikačný port, je to nepretržitý stav „0“a motor bude poháňať celú cestu; viac ako odosielanie nepretržitých 0 znakov.)

Ak vám váš programovací jazyk neumožňuje výstup na COM1:, stále budete môcť ovládať motor „zavolaním“systému DOS, aby robil príkazy kopírovania. (OK. Stiahol som si Microsoft Visual Basic Express 2005 (ktorý je bezplatný)) a podarilo sa mi prepojiť vodorovný posuvník s rýchlosťou motora riadenou cez sériový port. Pripojený zips. Pravdepodobne je na duplikáciu programu viac, ako je potrebné. vo vašom systéme, ale nedokázal som presne zistiť, ktoré bity boli potrebné. Program je zjednodušený a je ťažšie ho pochopiť (ospravedlňujeme sa), pretože je viacvláknový. Jedno vlákno nerobí nič iné ako výstup na sériový port a hlavné vlákno číta posuvník a aktualizuje informácie použité v sériovom vlákne.)

Krok 6: Experimentujte

Ak veci v zásade fungujú, poskytuje to strašne veľa priestoru na experimentovanie.

• Opravte moje bitové vzorce!
• Záleží na bitrate veľmi?
• Musíte ovládať šírku impulzov „zapnuté“a „vypnuté“alebo jednoducho stačí ovládať ich pomer?
• Ak máte iba ovládať pomer, môžete zvážiť viacznakové sekvencie s vyššími bitovými rýchlosťami, aby ste získali viac rýchlostí. Výstup 0, po ktorom nasleduje 127, by bol asi o polovicu zapnutý.
• To by malo fungovať aj pri stmievaní žiaroviek.