Motor de velocitat variable controlada en sèrie: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Controleu la velocitat d’un petit motor de corrent continu amb el port sèrie de l’ordinador, un sol MOSFET i algun programari trivial. (El MOSFET i el port sèrie constitueixen el "control de velocitat"; encara necessitareu un motor i una font d'alimentació adequada per a aquest motor; mentre que el port sèrie pot proporcionar la tensió per activar i desactivar un mosfet, pot subministreu el corrent que necessita un motor típic.)

Pas 1: mireu el circuit

Farem la modulació d'amplada de pols amb un MOSFET d'alimentació genèric de canal N connectat al pin de dades Transmet des del port rs232 de l'ordinador. Quan el port sèrie estigui inactiu, el passador es quedarà a l'estat "1", que en el moment en què es tradueix a rs232, és una cosa semblant a -12V (segons els controladors, podria estar més a prop de -9V o -5V), i el transistor estarà força DESACTIVAT. Quan transmetem "0" bits al port sèrie, el pin rs232 anirà a + 12V més o menys, cosa que és suficient per encendre la majoria de mosfets bastant bé.

Si transmetem una gran quantitat de "0" bis seguits, el motor estarà a prop de completament engegat i el motor funcionarà ràpidament. Si transmetem principalment "1" bits, el motor funcionarà més lentament.

Pas 2: connecteu-lo

Com que només hi ha un component únic i només algunes connexions, només podeu afegir cables de forma lliure.

Els MOSFET són sensibles estàticament, per tant, tingueu una mica de compte, però és molt important.

Pas 3: configureu fitxers amb valors PWM

Una manera de controlar el motor sense haver d’escriure cap programari és preparar alguns fitxers que continguin bytes adequats (amb més o menys 0 bits), i simplement copiar-los al port COM on tingueu el motor connectat. He preparat diversos fitxers (amb emacs, però tot el que funcioni bé està bé):

• 0.pwm:: conté 5.000 caràcters NULL (espai de control a la majoria de teclats) [br] Això és gairebé tan a prop de la "velocitat màxima" com podrem aconseguir amb aquesta tècnica.
• 1.pwm:: conté 5.000 caràcters control-A (ascii 01) (un bit "1" per caràcter)
• 3.pwm:: conté 5.000 caràcters control-C (ascii 03) (dos bits "1" per caràcter)
• 7.pwm:: conté 5.000 caràcters control-G (ascii 07) (tres bits "1" per caràcter)
• 15.pwm:: conté 5.000 caràcters control-O (ascii 15) (quatre bits "1" per caràcter)
• 31.pwm:: conté 5.000 caràcters control-_ (ascii 31) (cinc bits "1" per caràcter)
• 63.pwm:: conté 5.000 "?" caràcters (ascii 63) (sis bits "1" per caràcter)
• 127.pwm:: conté 5000 caràcters DEL (ascii 127) (set bits "1" per caràcter)

(Ara que he dibuixat imatges, notareu que els patrons de bits reals no són ideals. Atès que la sèrie rs232 transmet LSB primer, volem canviar de zeros en comptes d’uns. Un exercici per a l’estudiant!)

Pas 4: Juga amb DOS: configura el port COM i copia els fitxers

9600 bps és una taxa de bits habitual. Coincideix molt bé amb "aproximadament" un byte per milisegon, de manera que en aquest cas es correspon amb una freqüència PWM de 1000Hz, que crec que hauria d'estar bé per als motors més petits. Podeu experimentar amb diferents velocitats de bits per veure com funcionen les coses, que és un dels avantatges d’aquest mètode. Creeu una finestra DOS (o “Indicador d’ordres”) (suposant que utilitzeu un sistema operatiu Windows) i configureu el port de com: mode com1: 9600, n, 7, 1 "Això indica que el port de comunicacions s'executa a 9600bps i envia 7 bits a cada caràcter (per coincidir amb les nostres 7 longituds de bits diferents.) La" n "significa NO paritat, de manera que aquests seran els únics bits de dades. El "1" significa que hi haurà un bit "stop", que ens impedirà encendre el motor fins a completar (oh bé). Així que ara podeu encendre el motor amb ordres com: copiar 0.pwm com1: atès que enviem 5.000 caràcters a aproximadament 1 per mil·lisegon, el motor s'ha d'engegar a prop de la velocitat màxima durant uns 5 segons. Si voleu menys de 5 segons, feu un fitxer més curt. De la mateixa manera, podeu fer: copieu 127.pwm com1: per fer funcionar el motor a la velocitat més baixa possible. Amb la configuració que tenia, el motor no giraria gens amb res "més lent" que 31.pwm, però YMMV (k Tenia un motor de 12V que funcionava amb 5V de bateries.) L'ordre COPIA us permet encadenar fitxers, de manera que si voleu que el motor s'acceleri i es redueixi la velocitat, podeu fer alguna cosa com: copiar 31.pwm + 15. pwm + 7.pwm + 0.pwm + 7.pwm + 15.pwm + 31.pwm com1:

Pas 5: Controleu el motor des d'un programa

Si escriviu un programa, probablement podeu obrir COM1: com a fitxer i simplement escriure-hi com si fos un altre fitxer. Ser capaç de cronometrar els períodes en què s’activa el motor mitjançant la publicació d’un nombre determinat de caràcters semblaria molt útil. No oblideu que és probable que el sistema emmagatzemeu els caràcters que envieu al port sèrie, de manera que el fet de tornar una trucada per escrit no vol dir que el motor hagi acabat de fer el que li hagueu indicat. Com que no fem res de "fantàstic" amb els senyals del port de com, no hauríeu d'haver d'investigar les opcions arcanes que podria admetre. (tot i que, si podeu esbrinar com enviar una seqüència BREAK al port de com, aquest és un estat "0" continu, i conduirà el motor TOT ENCÀRREC; més que enviar 0 caràcters continus.)

Si el vostre llenguatge de programació no us permet sortir a COM1, és possible que pugueu controlar el motor "trucant" a DOS per fer ordres de còpia. (D'acord. He descarregat Visual Basic Express 2005 de Microsoft (que és gratuït) i he aconseguit lligar una barra de desplaçament horitzontal a la velocitat del motor, controlada mitjançant el port sèrie. Zip adjunt. Probablement tingui més del que necessita per duplicar el programa al vostre sistema, però no he pogut esbrinar exactament quins bits es necessitaven. El programa es simplifica i fa que sigui més difícil d’entendre (ho sento) en ser multi-threaded. Un thread només fa la sortida al port sèrie i el fil principal llegeix la barra de desplaçament i actualitza la informació que utilitza el fil de sèrie.)

Pas 6: experimentar

Si les coses bàsicament funcionen, això proporciona molt espai per a l’experimentació.

• Arregla els meus patrons de bits.
• Té molta importància la taxa de bits?
• Heu de controlar l'amplada dels impulsos "on" i "off", o simplement és suficient controlar-ne la relació?
• Si només heu de controlar la proporció, podeu considerar seqüències de diversos caràcters a velocitats de bits més altes per obtenir més nivells de velocitat. La sortida 0 seguida de 127 estaria aproximadament a la meitat.
• Això també hauria de funcionar per a l’enfosquiment de les bombetes de llanterna.