Slik programmerer du IR-dekoder for flerhastighets vekselstrømsmotorkontroll: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Enfasede vekselstrømsmotorer finnes vanligvis i husholdningsartikler som vifter, og hastigheten kan enkelt kontrolleres når du bruker en rekke diskrete viklinger for angitte hastigheter. I denne instruksjonsboken bygger vi en digital kontroller som lar brukerne kontrollere funksjoner som motorhastighet og driftstid. Denne instruksen inkluderer også en infrarød mottakerkrets som støtter NEC -protokollen, hvor en motor kan styres fra trykknapper eller fra et signal mottatt av en infrarød sender.

For å utføre dette, brukes en GreenPAK ™, SLG46620 fungerer som en grunnleggende kontroller som har ansvaret for disse forskjellige funksjonene: en multiplexkrets for å aktivere en hastighet (av tre hastigheter), nedtellingen for 3 perioder og en infrarød dekoder for å motta et eksternt infrarødt signal, som trekker ut og utfører en ønsket kommando.

Hvis vi ser på funksjonene til kretsen, merker vi flere diskrete funksjoner som samtidig brukes: MUXing, timing og IR -dekoding. Produsenter bruker ofte mange ICer for å bygge den elektroniske kretsen på grunn av mangelen på en tilgjengelig unik løsning i en enkelt IC. Bruk av en GreenPAK IC gjør at produsentene kan bruke en enkelt brikke for å inkludere mange av de ønskede funksjonene og dermed redusere systemkostnadene og tilsynet med produksjonen.

Systemet med alle dets funksjoner er testet for å sikre riktig drift. Den siste kretsen kan kreve spesielle modifikasjoner eller tilleggselementer som er skreddersydd for den valgte motoren.

For å kontrollere at systemet fungerer nominelt, er testcases for inngangene generert ved hjelp av GreenPAK -designeremulatoren. Emuleringen verifiserer forskjellige testtilfeller for utgangene, og funksjonaliteten til IR -dekoderen bekreftes. Det endelige designet er også testet med en faktisk motor for bekreftelse.

Nedenfor har vi beskrevet trinnene som trengs for å forstå hvordan GreenPAK-brikken er programmert til å lage IR-dekoderen for flertrinns vekselstrømsmotorkontroll. Men hvis du bare vil få resultatet av programmeringen, kan du laste ned GreenPAK -programvare for å se den allerede fullførte GreenPAK -designfilen. Koble GreenPAK Development Kitto til datamaskinen og trykk på programmet for å lage den tilpassede IC-en for IR-dekoderen for flertrinns vekselstrømsmotorkontroll.

Trinn 1: 3-trinns AC viftemotor

3-trinns vekselstrømsmotorer er enfasede motorer som drives av en vekselstrøm. De brukes ofte i et stort utvalg av husholdningsmaskiner, for eksempel forskjellige typer vifter (veggvifte, bordvifte, boksvifte). Sammenlignet med en likestrømsmotor er kontrollhastigheten i en vekselstrømsmotor relativt komplisert siden frekvensen til den leverte strømmen må endres for å endre motorhastigheten. Apparater som vifter og kjølemaskiner krever vanligvis ikke fin granularitet i hastighet, men krever diskrete trinn som lav, middels og høy hastighet. For disse applikasjonene har AC-viftemotorer en rekke innebygde spoler designet for flere hastigheter der man bytter fra en hastighet til en annen ved å aktivere ønsket hastighets spole.

Motoren vi bruker i dette prosjektet er en 3-trinns vekselstrømsmotor som har 5 ledninger: 3 ledninger for hastighetskontroll, 2 ledninger for kraft og en startkondensator som illustrert i figur 2 nedenfor. Noen produsenter bruker standard fargekodede ledninger for funksjonsidentifikasjon. En motors datablad viser den spesifikke motorens informasjon for ledningsidentifikasjon.

Trinn 2: Prosjektanalyse

I denne instruksen er en GreenPAK IC konfigurert til å utføre en gitt kommando, mottatt fra en kilde som en IR -sender eller en ekstern knapp, for å indikere en av tre kommandoer:

På/Av: systemet slås på eller av med hver tolkning av denne kommandoen. Til-/På -tilstanden blir reversert for hver stigende kant av På/Av -kommandoen.

Timer: timeren brukes i 30, 60 og 120 minutter. Ved den fjerde pulsen slås timeren av, og tidsperioden går tilbake til den opprinnelige timetilstanden.

Hastighet: Kontrollerer motorens turtall og gjentar den aktiverte utgangen suksessivt fra motorens hastighetsvalgtråder (1, 2, 3).

Trinn 3: IR -dekoder

En IR -dekoderkrets er bygget for å motta signaler fra en ekstern IR -sender og for å aktivere ønsket kommando. Vi vedtok NEC -protokollen på grunn av populariteten blant produsenter. NEC -protokollen bruker "pulsavstand" for å kode hver bit; hver puls tar 562,5 oss for å bli overført ved hjelp av signalet fra en 38 kHz frekvensbærer. Overføringen av et logisk 1 -signal krever 2,25 ms mens overføringen av et logisk 0 -signal tar 1,125 ms. Figur 3 illustrerer pulstogoverføringen i henhold til NEC -protokollen. Den består av 9 ms AGC-burst, deretter 4,5 ms mellomrom, deretter 8-biters adresse og til slutt 8-biters kommando. Vær oppmerksom på at adressen og kommandoen overføres to ganger; den andre gangen er 1s komplement (alle bitene er invertert) som paritet for å sikre at den mottatte meldingen er korrekt. LSB overføres først i meldingen.

Trinn 4: GreenPAK Design

Den mottatte meldingens relevante biter trekkes ut over flere stadier. Til å begynne med spesifiseres begynnelsen av meldingen fra 9 ms AGC-burst ved bruk av CNT2 og 2-biters LUT1. Hvis dette er oppdaget, blir 4,5 ms plass spesifisert gjennom CNT6 og 2L2. Hvis overskriften er korrekt, er DFF0 -utgangen satt Høy for å tillate mottak av adressen. Blokkene CNT9, 3L0, 3L3 og P DLY0 brukes til å trekke ut klokkeimpulsene fra den mottatte meldingen. Bitverdien er tatt ved den stigende kanten av IR_CLK -signalet, 0,845 ms fra den stigende kanten fra IR_IN.

Den tolket adressen blir deretter sammenlignet med en adresse lagret i PGEN ved bruk av 2LUT0. 2LUT0 er en XOR -port, og PGEN lagrer den inverterte adressen. Hver bit av PGEN blir sekvensielt sammenlignet med det innkommende signalet, og hver sammenlignings resultat lagres i DFF2 sammen med den stigende kanten av IR-CLK.

Hvis det er oppdaget en feil i adressen, endres 3-bits LUT5 SR-låseutgangen til Høy for å forhindre sammenligning av resten av meldingen (kommandoen). Hvis den mottatte adressen samsvarer med den lagrede adressen i PGEN, blir andre halvdel av meldingen (kommando og invertert kommando) dirigert til SPI slik at ønsket kommando kan leses og utføres på. CNT5 og DFF5 brukes til å spesifisere slutten av adressen og starten på kommandoen der 'Teller data' for CNT5 er 18: 16 pulser for adressen i tillegg til de to første pulser (9ms, 4.5ms).

I tilfelle at hele adressen, inkludert overskrift, er korrekt mottatt og lagret i IC (i PGEN), gir 3L3 OR Gate -utgangen signalet Lavt til SPIs nCSB -pin som skal aktiveres. SPI begynner følgelig å motta kommandoen.

SLG46620 IC har 4 interne registre med 8-biters lengde, og det er dermed mulig å lagre fire forskjellige kommandoer. DCMP1 brukes til å sammenligne den mottatte kommandoen med de interne registrene, og en 2-biters binær teller er designet hvis A1A0-utganger er koblet til MTRX SEL # 0 og # 1 i DCMP1 for å sammenligne den mottatte kommandoen med alle registrene suksessivt og kontinuerlig.

En dekoder med lås ble konstruert ved bruk av DFF6, DFF7, DFF8 og 2L5, 2L6, 2L7. Designet fungerer som følger; hvis A1A0 = 00 sammenlignes SPI -utgangen med register 3. Hvis begge verdiene er like, gir DCMP1 et høyt signal ved EQ -utgangen. Siden A1A0 = 00, aktiverer dette 2L5, og DFF6 sender følgelig ut et høyt signal som indikerer at signalet On/Off er mottatt. På samme måte, for resten av styresignalene, er CNT7 og CNT8 konfigurert som 'Begge kantforsinkelse' for å generere en tidsforsinkelse og la DCMP1 endre tilstanden til utgangen før verdien av utgangen holdes av DFF -ene.

Verdien av På/Av -kommandoen er lagret i register 3, timer -kommando i register 2 og hastighetskommando i register 1.

Trinn 5: Hastighet MUX

For å bytte hastighet ble det bygget en 2-bits binær teller hvis inngangspuls mottas av den eksterne knappen som er koblet til Pin4 eller fra IR-hastighetssignal gjennom P10 fra kommandokomparatoren. I utgangstilstanden Q1Q0 = 11, og ved å bruke en puls på inngangen til telleren fra 3bit LUT6, blir Q1Q0 suksessivt 10, 01, og deretter 00 -tilstanden. 3-bits LUT7 ble brukt til å hoppe over 00-tilstanden, gitt at bare tre hastigheter er tilgjengelige i den valgte motoren. Av/på -signalet må være høyt for å aktivere kontrollprosessen. Følgelig, hvis På/Av -signalet er lavt, deaktiveres den aktiverte utgangen og motoren slås av som vist i figur 6.

Trinn 6: Timer

En 3-timers timer (30 min, 60 min, 120 min) er implementert. For å lage kontrollstrukturen mottar en 2-biters binær teller pulser fra en ekstern timer-knapp som er koblet til Pin13 og fra IR-timersignalet. Telleren bruker Pipe Delay1, hvor Out0 PD num er lik 1 og Out1 PD num er lik 2 ved å velge en invertert polaritet for Out1. I utgangstilstanden Out1, Out0 = 10, er timeren deaktivert. Etter det, ved å bruke en puls på inngang CK for rørforsinkelse1, endres utgangstilstanden til 11, 01, 00 etter hverandre, og invertere CNT/DLY til hver aktivert tilstand. CNT0, CNT3, CNT4 ble konfigurert til å fungere som 'Rising Edge Delays' hvis inngang stammer fra utgangen til CNT1, som er konfigurert til å gi en puls hvert 10. sekund.

For å ha en tidsforsinkelse på 30 minutter:

30 x 60 = 1800 sekunder ÷ 10 sekunders intervaller = 180 biter

Derfor er tellerdata for CNT4 180, CNT3 er 360 og CNT0 er 720. Når tidsforsinkelsen er ferdig, sendes en høy puls gjennom 3L14 til 3L11 som får systemet til å slå seg av. Tidsinnstillingene tilbakestilles hvis systemet slås av av den eksterne knappen som er koblet til Pin12 eller av IR_ON/OFF -signalet.

*Du kan bruke et triac- eller solid state -relé i stedet for elektromekanisk relé hvis du vil bruke en elektronisk bryter.

* En maskinvare -debouncer (kondensator, motstand) ble brukt til trykknappene.

Trinn 7: Resultater

Som det første trinnet i evalueringen av designet ble GreenPAK Software Simulator brukt. Det ble opprettet virtuelle knapper på inngangene, og de eksterne lysdiodene motsatt utgangene på utviklingskortet ble overvåket. Signalveiviser -verktøyet ble brukt til å generere et signal som ligner på NEC -format av hensyn til feilsøking.

Et signal med mønsteret 0x00FF5FA0 ble generert, hvor 0x00FF er adressen som tilsvarer den inverterte adressen som er lagret i PGEN, og 0x5FA0 er kommandoen som tilsvarer den inverterte kommandoen i DCMP register 3 for å kontrollere På/Av -funksjonaliteten. Systemet i utgangstilstanden er i AV -tilstand, men etter at signalet er påført, merker vi oss at systemet slås PÅ. Hvis en enkelt bit er endret i adressen og signalet ble brukt på nytt, merker vi at ingenting skjer (inkompatibel adresse).

Figur 11 viser kortet etter at signalveiviseren har startet for en gang (med gyldig på/av -kommando).

Konklusjon

Denne instruksen fokuserer på konfigurasjonen av en GreenPAK IC designet for å styre en 3-trinns vekselstrømsmotor. Den inneholder en rekke funksjoner, for eksempel sykkelhastigheter, generering av en tidsperiode for tre perioder og konstruksjon av en IR-dekoder som er kompatibel med NEC-protokollen. GreenPAK har vist effektivitet ved å integrere flere funksjoner, alt i en lavpris og liten område IC -løsning.