درایور موتور ساعت آنالوگ: 4 مرحله

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

حتی در دنیای دیجیتالی ، ساعتهای آنالوگ کلاسیک دارای سبکی بی انتها هستند که در اینجا باقی می مانند. ما می توانیم از GreenPAK ™ CMIC دو ریل برای پیاده سازی تمام عملکردهای الکترونیکی فعال مورد نیاز در ساعت آنالوگ ، از جمله درایور موتور و نوسان ساز کریستال استفاده کنیم. GreenPAK ها دستگاه های کم هزینه و کوچکی هستند که درست با ساعت های هوشمند هماهنگ می شوند. به عنوان یک تظاهرات آسان ، من یک ساعت دیواری ارزان تهیه کردم ، برد فعلی را برداشته و تمام لوازم الکترونیکی فعال را با یک دستگاه GreenPAK جایگزین کردم.

برای درک نحوه برنامه ریزی تراشه GreenPAK برای کنترل درایور موتور ساعت آنالوگ می توانید تمام مراحل را طی کنید. با این حال ، اگر فقط می خواهید بدون نیاز به گذراندن تمام مدارهای داخلی ، به آسانی Analog Clock Motor Driver را ایجاد کنید ، نرم افزار GreenPAK را بارگیری کنید تا فایل طراحی GreenPAK Analog Clock Motor Driver را مشاهده کنید. کیت توسعه GreenPAK را به رایانه خود وصل کنید و "برنامه" را فشار دهید تا IC سفارشی برای کنترل درایور موتور ساعت آنالوگ شما ایجاد شود. گام بعدی منطقی را که در داخل فایل طراحی GreenPAK Analog Clock Motor Driver برای کسانی که علاقه مند به درک نحوه عملکرد مدار هستند ، مورد بحث قرار می دهد.

مرحله 1: زمینه: استپر موتورهای نوع Lavet

یک ساعت معمولی آنالوگ از یک موتور پله ای نوع Lavet برای چرخاندن چرخ دنده ی مکانیسم ساعت استفاده می کند. این یک موتور تک فاز است که شامل یک استاتور مسطح (قسمت ثابت موتور) با یک سیم پیچ القایی است که دور بازو پیچیده شده است. بین بازوهای استاتور روتور (قسمت متحرک موتور) قرار دارد که از یک آهنربای دائمی دایره ای شکل تشکیل شده و یک چرخ دنده در بالای آن متصل شده است. چرخ دنده همراه با چرخ دنده های دیگر عقربه های ساعت را حرکت می دهد. این موتور با تغییر قطب جریان در سیم پیچ استاتور با مکث بین تغییرات قطبی کار می کند. در طول پالس های جریان ، مغناطیس القایی موتور را می کشد تا قطب های روتور و استاتور را تراز کند. در حالی که جریان خاموش است ، موتور با نیروی اکراه به یکی از دو موقعیت دیگر کشیده می شود. این موقعیت های استراحت بی میلی با طراحی غیر یکنواختی (بریدگی ها) در محفظه موتور فلزی طراحی شده اند به طوری که موتور در یک جهت می چرخد (شکل 1 را ببینید).

مرحله 2: راننده موتور

طرح پیوست شده از SLG46121V برای تولید شکل موج مورد نیاز در سیم پیچ استاتور استفاده می کند. خروجی های فشار 2 بار جداگانه روی IC (با برچسب M1 و M2) به هر سر سیم پیچ متصل شده و پالس های متناوب را هدایت کنید. برای عملکرد صحیح این دستگاه لازم است از خروجی های push-pull استفاده شود. شکل موج شامل یک پالس 10 میلی ثانیه در هر ثانیه است که بین M1 و M2 با هر پالس متناوب است. پالس ها تنها با چند بلوک که از مدار ساده نوسان ساز بلوری 32.768 کیلوهرتز رانده شده اند ایجاد می شوند. بلوک OSC به راحتی تقسیم کننده هایی برای تقسیم ساعت 32.768 کیلوهرتز در نظر گرفته است. CNT1 در هر ثانیه یک پالس ساعت را خروجی می دهد. این پالس یک مدار 10 میلی ثانیه ای را ایجاد می کند. دو LUT (با برچسب 1 و 2) پالس 10 میلی ثانیه ای را به پین های خروجی چندگانه می کنند. هنگامی که خروجی DFF5 زیاد باشد ، پالس ها به M1 منتقل می شوند ، هنگامی که کم است M2.

مرحله 3: نوسان ساز کریستال

نوسان ساز بلوری 32.768 کیلوهرتز از دو بلوک پین روی تراشه استفاده می کند. PIN12 (OSC_IN) به عنوان ورودی دیجیتال با ولتاژ پایین (LVDI) تنظیم شده است که جریان سوئیچینگ نسبتاً پایینی دارد. سیگنال PIN12 وارد OE PIN10 (FEEDBACK_OUT) می شود. PIN10 به عنوان یک خروجی 3 حالته با سیم ورودی به زمین پیکربندی شده است و باعث می شود مانند یک خروجی NMOS تخلیه باز عمل کند. این مسیر سیگنال به طور طبیعی وارونه است ، بنابراین هیچ بلوک دیگری مورد نیاز نیست. در خارج ، خروجی PIN 10 توسط یک مقاومت 1MΩ (R4) تا VDD2 (PIN11) کشیده می شود. هر دو PIN10 و PIN12 از ریل VDD2 تغذیه می کنند ، که به نوبه خود محدود کننده مقاومت 1 MΩ به VDD است. R1 یک مقاومت بازخورد برای سوگیری مدار معکوس است و R2 درایو خروجی را محدود می کند. افزودن کریستال و خازن ها مدار نوسان ساز پیرس را مطابق شکل 3 تکمیل می کند.

مرحله 4: نتایج

VDD از باتری لیتیوم سکه CR2032 تغذیه می کند که معمولاً 3.0 ولت (در صورت تازه بودن 3.3 ولت) را تامین می کند. شکل موج خروجی شامل پالسهای متناوب 10 میلی ثانیه است که در شکل 4 در زیر نشان داده شده است. به طور متوسط در یک دقیقه ، جریان اندازه گیری شده تقریباً 97 آمپر آمپر بود که شامل درایو موتور می شد. بدون موتور ، جریان فعلی 2.25 میکرو آمپر بود.

نتیجه

این یادداشت کاربردی نشان دهنده یک راه حل کامل GreenPAK برای رانندگی یک استپر موتور ساعت آنالوگ است و می تواند پایه ای برای سایر راه حل های تخصصی تر باشد. این راه حل فقط از بخشی از منابع GreenPAK استفاده می کند ، که IC را برای عملکردهای اضافی که فقط به تخیل شما باقی مانده است باز می گذارد.