Upravljački program motora analognog sata: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Čak i u digitalnom svijetu, klasični analogni satovi imaju bezvremenski stil koji ostaje ovdje. Možemo koristiti dual-rail GreenPAK ™ CMIC za implementaciju svih aktivnih elektroničkih funkcija potrebnih u analognom satu, uključujući upravljački program motora i kristalni oscilator. GreenPAK-ovi su jeftini, sićušni uređaji koji se savršeno uklapaju u pametne satove. Kao demonstracija koju je lako izgraditi, nabavio sam jeftin zidni sat, uklonio postojeću ploču i zamijenio svu aktivnu elektroniku jednim GreenPAK uređajem.

Možete proći kroz sve korake da biste razumjeli kako je GreenPAK čip programiran za kontrolu upravljačkog programa motora analognog sata. Međutim, ako samo želite jednostavno stvoriti upravljački program motora analognog sata, a da ne morate prolaziti kroz sva unutarnja kola, preuzmite GreenPAK softver da biste vidjeli već dovršenu datoteku dizajna upravljačkog programa analognog sata. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i pritisnite "program" za stvaranje prilagođenog IC -a za kontrolu vašeg upravljačkog programa motora analognog sata. Sljedeći korak će raspravljati o logici koja se nalazi u datoteci dizajna GreenPAK -a upravljačkog programa analognog sata, za one koji su zainteresirani za razumijevanje načina rada kola.

Korak 1: Pozadina: Lavetni tip koračnih motora

Tipični analogni sat koristi koračni motor tipa Lavet za okretanje zupčanika mehanizma sata. To je jednofazni motor koji se sastoji od ravnog statora (stacionarni dio motora) s induktivnom zavojnicom omotanom oko ruke. Između krakova statora nalazi se rotor (pokretni dio motora) koji se sastoji od kružnog stalnog magneta sa zupčanikom pričvršćenim na njegov vrh. Zupčanik u kombinaciji s drugim zupčanicima pomiče kazaljke na satu. Motor radi izmjenom polariteta struje u zavojnici statora s pauzom između promjena polariteta. Tijekom strujnih impulsa, inducirani magnetizam povlači motor kako bi poravnao polove rotora i statora. Dok je struja isključena, motor se nevoljnom silom povlači u jedan od dva druga položaja. Ovi položaji mirovanja nevoljnosti konstruirani su dizajnom neujednačenosti (zareza) u metalnom kućištu motora tako da se motor okreće u jednom smjeru (vidi sliku 1).

Korak 2: Vozač motora

Priloženi dizajn koristi SLG46121V za proizvodnju potrebnih oblika struje kroz zavojnicu statora. Odvojeni 2x push-pull izlazi na IC-u (označeni M1 i M2) spajaju se na svaki kraj zavojnice i pokreću izmjenične impulse. Za ispravan rad ovog uređaja potrebno je koristiti push-pull izlaze. Talasni oblik se sastoji od impulsa od 10 ms svake sekunde, naizmjenično između M1 i M2 sa svakim impulsom. Impulsi su stvoreni sa samo nekoliko blokova koji se pokreću iz jednostavnog kruga kristalnog oscilatora od 32.768 kHz. OSC blok prikladno ima ugrađene razdjelnike koji pomažu pri podjeli takta od 32.768 kHz. CNT1 emituje taktni impuls svake sekunde. Ovaj impuls pokreće jednokratno kolo od 10 ms. Dva LUT -a (označena sa 1 i 2) demultipleksiraju impuls od 10 ms na izlazne pinove. Impulsi se prenose na M1 kada je izlaz DFF5 visok, M2 kada je nizak.

Korak 3: Kristalni oscilator

Kristalni oscilator od 32.768 kHz koristi samo dva pin bloka na čipu. PIN12 (OSC_IN) je postavljen kao niskonaponski digitalni ulaz (LVDI), koji ima relativno nisku sklopnu struju. Signal sa PIN12 ulazi u OE PIN10 (FEEDBACK_OUT). PIN10 je konfiguriran kao izlaz sa 3 stanja s ulazom ožičenim na masu, pa se ponaša kao NMOS izlaz s otvorenim odvodom. Ovaj signalni put se prirodno invertira, pa nije potreban drugi blok. Izvana, PIN 10 izlaz se povlači do VDD2 (PIN11) pomoću otpornika od 1MΩ (R4). I PIN10 i PIN12 napaja VDD2 šina, koja je zauzvrat trenutno ograničena otpornikom od 1 MΩ na VDD. R1 je otpornik povratne sprege koji odstupa od invertirajućeg kruga, a R2 ograničava izlazni pogon. Dodavanjem kristala i kondenzatora završava se Pierceov oscilatorni krug kao što je prikazano na slici 3.

Korak 4: Rezultati

VDD se napajao litijumskom baterijom CR2032 koja obično daje 3,0 V (3,3 V kada je svježa). Izlazni valni oblik sastoji se od naizmjeničnih impulsa od 10 ms kao što je prikazano dolje na slici 4. U prosjeku tijekom minute, izmjereno strujno opterećenje iznosilo je otprilike 97 uA uključujući motorni pogon. Bez motora, trenutna potrošnja iznosila je 2,25 µA.

Zaključak

Ova napomena o primjeni pruža GreenPAK demonstraciju cjelovitog rješenja za upravljanje analognim koračnim motorom na satu i može biti osnova za druga, specijalizirana rješenja. Ovo rješenje koristi samo dio resursa GreenPAK -a, što IC ostavlja otvorenim za dodatne funkcije prepuštene samo vašoj mašti.