وحدة التحكم في المحرك: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

لوحة تحكم 6 محركات باستخدام رقائق LMD18200.

الخطوة 1: المتطلبات

حدد متطلباتك. يمكن لـ LMD18200s تبديل 3A عند 55 فولت. كان المشروع ، رسالتي الجامعية ، التي استخدمت لوحة التحكم في المحرك هذه تتضمن 6 محركات مؤازرة تتطلب فقط بضع مئات من المللي أمبير عند 12 فولت. كانت الأطروحة هي تصميم مركبة كوكبية معملية للاختبار خوارزميات تحكم جديدة في مختبر الروبوتات الميدانية والفضائية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

الخطوة الثانية: تصميم الدائرة

يتم التحكم في المحرك من خلال تعديل عرض النبضة. على الرغم من أن مضخمات PWM أكثر تعقيدًا إلى حد ما في كل من الأجهزة والتحكم ، إلا أنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من المضخمات الخطية. يعمل مضخم الصوت PWM عن طريق تحويل التيار أو الجهد بسرعة كبيرة بين حالات التشغيل والإيقاف. يتم تحديد الطاقة المقدمة للحمل من خلال دورة عمل شكل موجة التبديل. شريطة أن تكون ديناميكيات الحمل أبطأ من وتيرة التبديل ، فإن الحمل يرى متوسط الوقت.

في هذا التصميم ، يبلغ تردد التبديل حوالي 87 كيلوهرتز ، والذي تم ضبطه على المحركات في العربة الجوالة. يتم التحكم في دورة العمل بالجهد عن طريق تحديد عتبة المذبذبات الأحادية المستقرة التي يقودها مذبذب مستقر. يتحكم المحول الرقمي إلى التناظري الموجود على كمبيوتر العربة الجوالة في جهد العتبة وبالتالي دورة عمل مكبرات الصوت. يتم إنشاء أشكال موجات PWM من خلال سبعة مؤقتات (كل من الأربعة 556 لها موقتان ، والمؤقت الثامن غير مستخدم). تم ضبط المؤقت الأول للتذبذب المستقر ، ويتحول بين حالة التشغيل والإيقاف عند 87 كيلو هرتز. يتم تغذية إشارة الساعة البالغة 87 كيلو هرتز هذه في مشغلات أجهزة ضبط الوقت الستة الأخرى ، والتي تم تعيينها للعمل في وضع الاستقرار الأحادي. عندما يستقبل عداد أحادي الاستقرار إشارة تشغيل ، فإنه يغير الحالة من إيقاف التشغيل (0 فولت) إلى تشغيل (5 فولت) لفترة زمنية محددة بواسطة جهد الدخل. يبلغ الحد الأقصى للوقت حوالي 75٪ من فترة إشارة الساعة المستقرة والحد الأدنى للوقت هو صفر. من خلال تغيير الفولتية المدخلة ، سيولد كل مؤقت أحادي الاستقرار موجة مربعة تبلغ 87 كيلو هرتز مع دورة عمل تتراوح بين 0 و 75٪. تعمل رقائق LMD18200 ببساطة كمفاتيح رقمية يتم التحكم فيها عن طريق إخراج المؤقتات والمدخلات الرقمية للتوجيه والفرامل من الكمبيوتر.

الخطوة 3: تصنيع لوحة الدوائر

تم تصنيع لوحات الدوائر من خلال عملية النقش الكيميائي. باستخدام طابعة ليزر قياسية ، تمت طباعة أثر الدائرة على ورق قابل للذوبان في الماء. تم نقل الحبر الموجود على هذه الورقة بالتسخين إلى لوح مركب من النحاس والمواد العازلة. لقد استخدمت شريط المصهر من طابعة ليزر مفككة ، لكن المكواة يمكنها أيضًا القيام بالخدعة. تم بعد ذلك غسل بقايا الورق بعيدًا ، ولم يتبق سوى مسحوق الحبر في نمط أثر الدائرة. حفر كلوريد الحديديك النحاس المكشوف وإزالته من اللوح. تم تنظيف مسحوق الحبر المتبقي يدويًا باستخدام الجانب الأخضر من الإسفنج ، ولم يتبق سوى آثار الدائرة النحاسية ، وبدلاً من ذلك ، هناك مجموعات متاحة تجعل هذه العملية سهلة للغاية.

الخطوة 4: جندى في المكونات

جندى في جميع المكونات. نظرًا لأنها كانت عبارة عن لوحة ذات طبقة واحدة فقط ، فقد كانت هناك حاجة إلى عدد قليل من أسلاك العبور.