نحوه برنامه ریزی رمزگشای IR برای کنترل موتور AC چند سرعته: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

موتورهای جریان متناوب تک فاز معمولاً در وسایل خانه مانند فن ها یافت می شوند و هنگام استفاده از تعدادی سیم پیچ گسسته برای سرعتهای تنظیم شده ، سرعت آنها را می توان به راحتی کنترل کرد. در این دستورالعمل ما یک کنترلر دیجیتال می سازیم که به کاربران اجازه می دهد عملکردهایی مانند سرعت موتور و زمان کار را کنترل کنند. این دستورالعمل همچنین شامل یک مدار گیرنده مادون قرمز است که از پروتکل NEC پشتیبانی می کند ، جایی که ممکن است موتور از طریق دکمه های فشار یا از سیگنال دریافت شده توسط فرستنده مادون قرمز کنترل شود.

برای انجام این کار ، از GreenPAK used استفاده می شود ، SLG46620 به عنوان یک کنترل کننده اصلی وظیفه این عملکردهای مختلف را بر عهده دارد: یک مدار چندگانه برای فعال کردن یک سرعت (از سه سرعت) ، تایمرهای شمارش معکوس 3 دوره ای و یک رمزگشای مادون قرمز برای دریافت یک سیگنال مادون قرمز خارجی ، که فرمان مورد نظر را استخراج و اجرا می کند.

اگر به توابع مدار نگاه کنیم ، چندین عملکرد مجزا را به طور همزمان مورد توجه قرار می دهیم: MUXing ، زمان بندی و رمزگشایی IR. تولید کنندگان اغلب از IC های زیادی برای ساخت مدار الکترونیکی استفاده می کنند ، زیرا راه حل منحصر به فرد موجود در یک IC واحد وجود ندارد. استفاده از IC GreenPAK تولیدکنندگان را قادر می سازد تا از یک تراشه واحد برای بسیاری از عملکردهای مورد نظر استفاده کنند و در نتیجه هزینه سیستم و نظارت بر تولید را کاهش دهند.

این سیستم با تمام عملکردهای خود برای اطمینان از عملکرد مناسب آزمایش شده است. مدار نهایی ممکن است به تغییرات خاص یا عناصر اضافی متناسب با موتور انتخاب شده نیاز داشته باشد.

برای بررسی اینکه سیستم به طور اسمی کار می کند ، موارد آزمایش ورودی ها با کمک شبیه ساز طراح GreenPAK ایجاد شده است. شبیه سازی موارد مختلف آزمایش را برای خروجی ها تأیید می کند و عملکرد رمزگشای IR تأیید می شود. طراحی نهایی نیز با یک موتور واقعی برای تأیید آزمایش می شود.

در زیر مراحل مورد نیاز برای درک نحوه برنامه ریزی تراشه GreenPAK برای ایجاد رمزگشای IR برای کنترل موتور AC چند سرعته را شرح دادیم. با این حال ، اگر فقط می خواهید نتیجه برنامه نویسی را دریافت کنید ، نرم افزار GreenPAK را بارگیری کنید تا فایل طراحی GreenPAK را که قبلاً تکمیل شده است مشاهده کنید. کامپیوتر خود را به GreenPAK Development Kitto وصل کرده و برنامه را فشار دهید تا IC سفارشی برای رمزگشای IR برای کنترل موتور AC چند سرعته ایجاد شود.

مرحله 1: موتور فن 3 سرعته AC

موتورهای 3 سرعته AC موتورهای تک فاز هستند که با جریان متناوب کار می کنند. آنها اغلب در انواع مختلفی از ماشین آلات خانگی مانند انواع مختلف فن (فن دیواری ، پنکه رومیزی ، پنکه جعبه ای) استفاده می شوند. در مقایسه با موتور DC ، کنترل سرعت در یک موتور جریان متناوب نسبتاً پیچیده است زیرا فرکانس جریان تحویل داده شده باید تغییر کند تا سرعت موتور تغییر کند. وسایلی مانند فن و ماشینهای تبرید معمولاً نیازی به دانه بندی دقیق در سرعت ندارند ، اما نیاز به مراحل گسسته مانند سرعتهای کم ، متوسط و زیاد دارند. برای این کاربردها ، موتورهای فن AC دارای تعدادی کویل داخلی هستند که برای چندین سرعت طراحی شده اند که در آن تغییر از یک سرعت به سرعت دیگر با فعال کردن سیم پیچ سرعت مورد نظر انجام می شود.

موتوری که در این پروژه استفاده می کنیم یک موتور AC 3 سرعته است که دارای 5 سیم است: 3 سیم برای کنترل سرعت ، 2 سیم برای تغذیه و یک خازن راه اندازی که در شکل 2 زیر نشان داده شده است. برخی از تولید کنندگان از سیم های استاندارد رنگی برای تشخیص عملکرد استفاده می کنند. برگه اطلاعات موتور اطلاعات خاصی از موتور را برای شناسایی سیم نشان می دهد.

مرحله 2: تجزیه و تحلیل پروژه

در این دستورالعمل IC GreenPAK پیکربندی شده است تا یک فرمان داده شده را که از منبع مانند فرستنده IR یا یک دکمه خارجی دریافت شده است اجرا کند تا یکی از سه فرمان را نشان دهد:

روشن/خاموش: سیستم با هر تفسیر این دستور روشن یا خاموش می شود. حالت روشن/خاموش با هر لبه بالا آمدن فرمان روشن/خاموش برعکس می شود.

تایمر: تایمر به مدت 30 ، 60 و 120 دقیقه کار می کند. در نبض چهارم ، تایمر خاموش می شود و دوره تایمر به حالت زمان بندی اولیه باز می گردد.

سرعت: سرعت موتور را کنترل می کند و پی در پی خروجی فعال شده از سیم های انتخاب سرعت موتور را تکرار می کند (1 ، 2 ، 3).

مرحله 3: رمزگشای IR

یک مدار رمزگشایی IR برای دریافت سیگنال از یک فرستنده IR خارجی و فعال کردن فرمان مورد نظر ساخته شده است. ما پروتکل NEC را به دلیل محبوبیت آن در بین تولیدکنندگان ، پذیرفتیم. پروتکل NEC از "فاصله پالس" برای کدگذاری هر بیت استفاده می کند. هر پالس 562.5 طول می کشد تا با استفاده از سیگنال حامل فرکانس 38 کیلوهرتز منتقل شود. انتقال سیگنال منطقی 1 به 2.25 میلی ثانیه نیاز دارد در حالی که انتقال سیگنال منطقی 0 1.125 میلی ثانیه طول می کشد. شکل 3 انتقال قطار پالس را مطابق پروتکل NEC نشان می دهد. این شامل 9 ms AG burst ، سپس 4.5ms فاصله ، سپس آدرس 8 بیتی و در نهایت فرمان 8 بیتی است. توجه داشته باشید که آدرس و فرمان دو بار منتقل می شوند. بار دوم مکمل 1 است (همه بیت ها معکوس هستند) به عنوان برابری برای اطمینان از صحت پیام دریافتی. LSB ابتدا در پیام منتقل می شود.

مرحله 4: طراحی GreenPAK

بیت های مربوط به پیام دریافتی در چندین مرحله استخراج می شوند. برای شروع ، ابتدا پیام از پشت سر هم 9ms AGC با استفاده از CNT2 و 2 بیت LUT1 مشخص شده است. اگر این مورد شناسایی شده باشد ، 4.5 میلی متر فضای از طریق CNT6 و 2L2 مشخص می شود. اگر سرصفحه صحیح باشد ، خروجی DFF0 High تنظیم شده است تا بتوان آدرس را دریافت کرد. بلوک های CNT9 ، 3L0 ، 3L3 و P DLY0 برای استخراج پالس های ساعت از پیام دریافتی استفاده می شود. مقدار بیت در لبه صعودی سیگنال IR_CLK ، 0.845 میلی متر از لبه صعودی از IR_IN گرفته می شود.

سپس آدرس تفسیر شده با آدرس ذخیره شده در PGEN با استفاده از 2LUT0 مقایسه می شود. 2LUT0 یک دروازه XOR است و PGEN آدرس معکوس را ذخیره می کند. هر بیت از PGEN به ترتیب با سیگنال ورودی مقایسه می شود ، و نتیجه هر مقایسه در DFF2 همراه با لبه بالارونده IR-CLK ذخیره می شود.

در صورت تشخیص خطا در آدرس ، خروجی 3 بیتی LUT5 SR به منظور جلوگیری از مقایسه بقیه پیام (فرمان) به High تغییر می کند. اگر آدرس دریافتی با آدرس ذخیره شده در PGEN مطابقت داشته باشد ، نیمه دوم پیام (فرمان و فرمان معکوس) به SPI هدایت می شود تا فرمان مورد نظر قابل خواندن و اجرا باشد. CNT5 و DFF5 برای تعیین انتهای آدرس و شروع فرمان استفاده می شود ، جایی که "Counter data" CNT5 علاوه بر دو پالس اول (9ms ، 4.5ms) برای آدرس برابر با 18: 16 است.

در صورتی که آدرس کامل ، از جمله سرصفحه ، به درستی دریافت و در IC ذخیره شده باشد (در PGEN) ، خروجی 3L3 OR Gate سیگنال Low را به پین nCSB SPI می دهد تا فعال شود. در نتیجه SPI شروع به دریافت فرمان می کند.

IC SLG46620 دارای 4 ثبات داخلی با طول 8 بیت است و بنابراین می توان چهار دستور مختلف را ذخیره کرد. DCMP1 برای مقایسه فرمان دریافتی با رجیسترهای داخلی مورد استفاده قرار می گیرد و شمارنده دوتایی 2 بیتی طراحی می شود که خروجی های A1A0 آن به MTRX SEL # 0 و # 1 DCMP1 متصل است تا فرمان دریافتی را به طور پیوسته و پیوسته با همه ثبات ها مقایسه کند. به

رمزگشایی با چفت با استفاده از DFF6 ، DFF7 ، DFF8 و 2L5 ، 2L6 ، 2L7 ساخته شد. طراحی به شرح زیر عمل می کند ؛ اگر A1A0 = 00 خروجی SPI با ثبت 3 مقایسه شود اگر هر دو مقدار برابر باشند ، DCMP1 در خروجی EQ خود یک سیگنال High می دهد. از آنجا که A1A0 = 00 ، این 2L5 را فعال می کند ، و در نتیجه DFF6 یک سیگنال High را نشان می دهد که نشان می دهد سیگنال روشن/خاموش دریافت شده است. به طور مشابه ، برای بقیه سیگنال های کنترل ، CNT7 و CNT8 به صورت "هر دو تاخیر لبه" پیکربندی شده اند تا تأخیر زمانی ایجاد کنند و به DCMP1 اجازه دهند تا قبل از نگه داشتن مقدار خروجی توسط DFF ها ، وضعیت خروجی خود را تغییر دهد.

مقدار فرمان روشن/خاموش در رجیستر 3 ، فرمان تایمر در رجیستر 2 و فرمان سرعت در رجیستر 1 ذخیره می شود.

مرحله 5: سرعت MUX

برای تغییر سرعت ، یک شمارنده دودویی 2 بیتی ساخته شد که پالس ورودی آن توسط دکمه خارجی دریافت می شود که به Pin4 و یا از سیگنال سرعت IR از طریق P10 از مقایسه کننده فرمان متصل است. در حالت اولیه Q1Q0 = 11 و با اعمال یک پالس روی ورودی شمارنده از 3bit LUT6 ، Q1Q0 پی در پی 10 ، 01 و سپس حالت 00 می شود. از LUT7 3 بیتی برای پرش از حالت 00 استفاده شد ، زیرا فقط سه سرعت در موتور انتخاب شده موجود است. سیگنال روشن/خاموش باید فعال باشد تا فرآیند کنترل فعال شود. در نتیجه ، اگر سیگنال روشن/خاموش کم باشد ، خروجی فعال شده غیرفعال شده و موتور مطابق شکل 6 خاموش می شود.

مرحله 6: تایمر

یک تایمر 3 دوره ای (30 دقیقه ، 60 دقیقه ، 120 دقیقه) اجرا می شود. برای ایجاد ساختار کنترل ، یک شمارنده دوتایی دو بیتی از یک دکمه تایمر خارجی متصل به Pin13 و از سیگنال تایمر IR پالس دریافت می کند. شمارنده از Pipe Delay1 استفاده می کند ، جایی که عدد PD0 با 1 برابر است و عدد PD1 با 2 با انتخاب یک قطبیت معکوس برای Out1. در حالت اولیه Out1 ، Out0 = 10 ، تایمر غیرفعال است. پس از آن ، با اعمال یک پالس بر روی CK ورودی برای تأخیر لوله 1 ، حالت خروجی پی در پی به 11 ، 01 ، 00 تغییر می کند و CNT/DLY را به هر حالت فعال وارونه می کند. CNT0 ، CNT3 ، CNT4 پیکربندی شده اند تا به عنوان "تاخیر در افزایش لبه" عمل کنند که ورودی آن از خروجی CNT1 سرچشمه می گیرد ، که طوری تنظیم شده است که هر 10 ثانیه یک پالس می دهد.

برای تأخیر زمانی 30 دقیقه ای:

30 60 60 = 1800 ثانیه ÷ فواصل 10 ثانیه ای = 180 بیت

بنابراین ، Counter Data برای CNT4 180 ، CNT3 360 و CNT0 720 است. پس از اتمام تاخیر زمانی ، یک پالس High از طریق 3L14 به 3L11 منتقل می شود و باعث خاموش شدن سیستم می شود. اگر سیستم توسط دکمه خارجی متصل به Pin12 یا با سیگنال IR_ON/OFF خاموش شود ، تایمرها تنظیم می شوند.

*در صورت تمایل به استفاده از سوئیچ الکترونیکی می توانید به جای رله الکترومکانیکی از رله تریاک یا حالت جامد استفاده کنید.

* برای فشردن دکمه ها از نرم افزار سخت افزاری (خازن ، مقاومت) استفاده شد.

مرحله 7: نتایج

به عنوان اولین قدم در ارزیابی طرح ، از نرم افزار شبیه ساز GreenPAK استفاده شد. دکمه های مجازی روی ورودی ها ایجاد شد و LED های بیرونی روبروی خروجی های روی برد توسعه نظارت شد. از ابزار Signal Wizard برای ایجاد سیگنال مشابه NEC Format به منظور اشکال زدایی استفاده شد.

سیگنالی با الگوی 0x00FF5FA0 ایجاد شد ، جایی که 0x00FF آدرس مربوط به آدرس معکوس ذخیره شده در PGEN است و 0x5FA0 فرمان مربوط به فرمان معکوس در ثبت DCMP 3 برای کنترل عملکرد روشن/خاموش است. سیستم در حالت اولیه در حالت OFF است ، اما پس از اعمال سیگنال ، توجه می کنیم که سیستم روشن می شود. اگر یک بیت در آدرس تغییر کرده باشد و سیگنال مجدداً اعمال شود ، متوجه می شویم هیچ اتفاقی نمی افتد (آدرس ناسازگار).

شکل 11 بعد از یکبار راه اندازی سیگنال جادوگر (با فرمان معتبر روشن/خاموش) صفحه را نشان می دهد.

نتیجه

این دستورالعمل بر پیکربندی IC GreenPAK طراحی شده است که برای کنترل موتور AC 3 سرعته طراحی شده است. این دستگاه تعدادی از عملکردها مانند سرعت دوچرخه سواری ، تولید یک تایمر 3 دوره ای و ساخت یک رمزگشای IR سازگار با پروتکل NEC را در بر می گیرد. GreenPAK در ادغام چندین عملکرد ، همه در هزینه کم و محلول IC کوچک ، م effectivenessثر بوده است.