Bộ điều khiển động cơ: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Bảng điều khiển 6 động cơ sử dụng chip LMD18200.

Bước 1: Yêu cầu

Xác định yêu cầu của bạn. LMD18200s có thể chuyển đổi 3A ở 55 V. Dự án, luận văn tốt nghiệp đại học của tôi, sử dụng bảng điều khiển động cơ này bao gồm 6 động cơ servo chỉ yêu cầu vài trăm miliampe ở 12 V. các thuật toán điều khiển mới tại Phòng thí nghiệm Người máy hiện trường và Không gian của MIT.

Bước 2: Thiết kế mạch

Điều khiển động cơ được thực hiện thông qua điều chế độ rộng xung. Mặc dù bộ khuếch đại PWM phức tạp hơn một chút về cả phần cứng và điều khiển, nhưng chúng tiết kiệm điện hơn nhiều so với bộ khuếch đại tuyến tính. Bộ khuếch đại PWM hoạt động bằng cách chuyển đổi rất nhanh dòng điện hoặc điện áp sang tải giữa trạng thái bật và tắt. Công suất cung cấp cho tải được xác định bởi chu kỳ làm việc của dạng sóng chuyển mạch. Với điều kiện là động lực của tải chậm hơn tần số chuyển mạch, tải xem thời gian trung bình.

Trong thiết kế này, tần số chuyển mạch xấp xỉ 87 kHz, được điều chỉnh cho phù hợp với động cơ trên rover. Chu kỳ hoạt động được điều khiển bằng điện áp bằng cách đặt ngưỡng của bộ dao động ổn định được điều khiển bởi bộ dao động ổn định. Một bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự trên máy tính của rover điều khiển điện áp ngưỡng và do đó chu kỳ hoạt động của bộ khuếch đại. Các dạng sóng PWM được tạo ra bởi bảy bộ hẹn giờ (mỗi bộ trong số bốn bộ 556 có hai bộ hẹn giờ và bộ định thời thứ tám không được sử dụng). Bộ đếm thời gian đầu tiên được đặt cho dao động ổn định và chuyển đổi giữa trạng thái bật và tắt ở tần số 87 kHz. Tín hiệu xung nhịp 87 kHz này được đưa vào các bộ kích hoạt của sáu bộ hẹn giờ khác, được thiết lập để hoạt động ở chế độ ổn định. Khi một bộ đếm thời gian ổn định nhận được tín hiệu kích hoạt, nó sẽ thay đổi trạng thái từ tắt (0 vôn) sang bật (5 vôn) trong một khoảng thời gian được đặt bởi điện áp đầu vào. Thời gian tối đa xấp xỉ 75% chu kỳ của tín hiệu đồng hồ đáng kinh ngạc và thời gian tối thiểu là 0. Bằng cách thay đổi điện áp đầu vào, mỗi bộ đếm thời gian ổn định đơn sẽ tạo ra sóng vuông 87 kHz với chu kỳ nhiệm vụ từ 0 đến 75%. Các chip LMD18200 hoạt động đơn giản như các công tắc kỹ thuật số được điều khiển bởi đầu ra của bộ định thời và bởi các đầu vào kỹ thuật số phanh và hướng từ máy tính.

Bước 3: Chế tạo bảng mạch

Các bảng mạch được chế tạo thông qua quá trình ăn mòn hóa học. Sử dụng một máy in laser tiêu chuẩn, dấu vết mạch được in trên giấy không tan trong nước. Mực trên giấy này được chuyển bằng cách nung nóng sang một bảng vật liệu cách nhiệt và đồng hỗn hợp. Tôi đã sử dụng thanh nhiệt áp từ một máy in laser đã tháo dỡ, nhưng một chiếc bàn là cũng có thể làm được điều đó. Phần còn lại của tờ giấy sau đó đã được rửa sạch, chỉ để lại lớp mực in theo hình dạng của dấu vết mạch. Ferric clorua khắc phần đồng tiếp xúc và loại bỏ nó khỏi bảng. Phần mực còn lại được lau sạch bằng tay bằng cách sử dụng mặt xanh của miếng bọt biển, chỉ để lại các dấu vết mạch đồng.

Bước 4: Hàn trong các thành phần

Hàn trong tất cả các thành phần. Vì nó chỉ là một bảng một lớp, nên cần phải có một vài dây nhảy.