Kontroler motora: 4 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Kontrolna ploča sa 6 motora koja koristi čipove LMD18200.

Korak 1: Zahtjevi

Odredite svoje zahtjeve. LMD18200 mogu prebaciti 3A na 55 V. Projekt, moj diplomski rad, koji je koristio ovu ploču za upravljanje motorom, uključivao je 6 servo-motora koji su zahtijevali samo nekoliko stotina miliampera pri 12 V. Teza je bila dizajn laboratorijskog planetarnog rovera za testiranje novi algoritmi upravljanja u Laboratoriji za robotsku i svemirsku robotiku MIT -a.

Korak 2: Dizajnirajte krug

Upravljanje motorom postiže se širinom impulsa. Iako su PWM pojačala nešto složenija i u hardveru i u upravljanju, mnogo su efikasnija po pitanju energije od linearnih pojačala. PWM pojačalo radi tako što vrlo brzo prebacuje struju ili napon na opterećenje između stanja uključivanja i isključivanja. Snaga napajanja opterećenja određena je radnim ciklusom sklopnog valnog oblika. Pod uvjetom da je dinamika opterećenja sporija od učestalosti prebacivanja, opterećenje vidi prosjek vremena.

U ovom dizajnu, frekvencija uključivanja je približno 87 kHz, koja je podešena na motore na roveru. Radni ciklus se kontrolira naponom postavljanjem praga monostabilnih oscilatora koje pokreće nestabilni oscilator. Digitalno -analogni pretvarač na računaru rovera kontrolira prag napona, a time i radni ciklus pojačala. Oblici PWM talasa generirani su sa sedam tajmera (svaki od četiri 556 ima dva tajmera, a osmi tajmer se ne koristi). Prvi mjerač vremena postavljen je za nestabilnu oscilaciju i prebacuje se između stanja uključivanja i isključivanja na 87 kHz. Ovaj signal takta od 87 kHz prenosi se na okidače ostalih šest mjerača vremena, koji su postavljeni za rad u monostabilnom načinu rada. Kad monostabilni mjerač vremena primi signal okidača, on mijenja stanje iz isključenog (0 volti) u uključeno (5 volti) na određeno vrijeme postavljeno ulaznim naponom. Maksimalno vrijeme je približno 75% perioda stabilnog signala sata, a minimalno vrijeme je nula. Promjenom ulaznih napona, svaki monostabilni mjerač vremena će generirati kvadratni val od 87 kHz sa radnim ciklusom između 0 i 75%. Čipovi LMD18200 djeluju jednostavno kao digitalni prekidači kontrolirani izlazom tajmera i digitalnim ulazima kočnice i smjera iz računara.

Korak 3: Izradite pločicu

Pločice su proizvedene hemijskim procesom jetkanja. Koristeći standardni laserski štampač, trag kola je odštampan na papiru rastvorljivom u vodi. Toner na ovom papiru premješten je zagrijavanjem na kompozitnu ploču od bakra i izolacijskog materijala. Koristio sam grijač sa demontiranog laserskog štampača, ali i pegla može pomoći. Ostaci papira su zatim isprani, ostavljajući samo toner u uzorku traga kola. Željezni klorid je nagrizao izloženi bakar uklanjajući ga s ploče. Preostali toner uklonjen je ručno zelenom stranom spužve, ostavljajući samo tragove bakrenog kruga. Alternativno, dostupni su kompleti koji ovaj proces čine prilično lakim.

Korak 4: Lemljenje u komponentama

Lemiti sve komponente. Budući da se radilo samo o jednoslojnoj ploči, bilo je potrebno nekoliko kratkospojnih žica.