محرك تسلسلي متغير السرعة يتم التحكم فيه: 6 خطوات

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

تحكم في سرعة محرك DC صغير مع لا شيء سوى المنفذ التسلسلي على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، و MOSFET واحد ، وبعض البرامج التافهة. (تشكل MOSFET والمنفذ التسلسلي "التحكم في السرعة" ؛ ستظل بحاجة إلى محرك ومصدر طاقة مناسب لهذا المحرك ؛ بينما يمكن للمنفذ التسلسلي توفير الجهد لتشغيل وإيقاف mosfet ، فإنه يمكن ' ر إمداد التيار الذي يحتاجه محرك نموذجي.)

الخطوة 1: انظر إلى الدائرة

سنقوم بعمل Pulse Width Modulation باستخدام MOSFET عام لقناة N متصل بدبوس بيانات الإرسال من منفذ rs232 بالكمبيوتر. عندما يكون المنفذ التسلسلي خاملاً ، سيبقى الدبوس في الحالة "1" ، والتي بحلول الوقت الذي يتم ترجمته فيه إلى rs232 ، يكون شيء مثل -12 فولت (اعتمادًا على برامج التشغيل ، قد يكون أقرب إلى -9 فولت أو -5 فولت) ، و سيكون الترانزستور مغلقًا تمامًا. عندما نرسل بتات "0" على المنفذ التسلسلي ، سينتقل دبوس rs232 إلى + 12V أو نحو ذلك ، وهو ما يكفي لتشغيل معظم أجهزة mosfets بشكل جيد.

إذا أرسلنا الكثير من "0" مكرر على التوالي ، فسيكون المحرك قريبًا من وضع التشغيل الكامل وسيعمل المحرك بسرعة. إذا أرسلنا معظم البتات "1" ، فسوف يعمل المحرك بشكل أبطأ.

الخطوة 2: اربطها

نظرًا لوجود مكون واحد فقط وقليل من الاتصالات ، يمكنك فقط إضافة أسلاك "شكل حر".

MOSFETs حساسة للكهرباء الساكنة ، لذا كن حذرًا بعض الشيء ، لكن القليل جدًا هو أمر بالغ الأهمية.

الخطوة 3: إعداد الملفات بقيم PWM

تتمثل إحدى طرق التحكم في المحرك دون الحاجة إلى كتابة أي برنامج في إعداد بعض الملفات التي تحتوي على وحدات بايت مناسبة (مع أكثر أو أقل من 0 بت) ، ونسخها ببساطة إلى منفذ COM حيث يكون المحرك متصلاً. أعددت عدة ملفات (باستخدام emacs ، لكن كل ما يناسبك لا بأس به):

• 0.pwm:: يحتوي على 5000 حرف NULL (مسافة التحكم في معظم لوحات المفاتيح) [br] هذا قريب من "السرعة الكاملة" كما سنكون قادرين على الحصول عليه باستخدام هذه التقنية.
• 1.pwm:: يحتوي على 5000 حرف تحكم- A (ascii 01) (بت واحد "1" لكل حرف)
• 3.pwm:: يحتوي على 5000 حرف control-C (ascii 03) (اثنان "1" بت لكل حرف)
• 7.pwm:: يحتوي على 5000 حرف control-G (ascii 07) (ثلاثة "1" بت لكل حرف)
• 15.pwm:: يحتوي على 5000 حرف تحكم- O (أسكي 15) (أربعة "1" بت لكل حرف)
• 31.pwm:: يحتوي على 5000 control-_ character (ascii 31) (خمسة "1" بت لكل حرف)
• 63.pwm:: يحتوي على 5000 "؟" أحرف (ascii 63) (ستة "1" بت لكل حرف)
• 127.pwm:: يحتوي على 5000 حرف DEL (تصاعدي 127) (سبعة "1" بت لكل حرف)

(الآن بعد أن رسمت صورًا ، ستلاحظ أن أنماط البت الفعلية ليست مثالية. نظرًا لأن المسلسل rs232 يرسل LSB أولاً ، نريد حقًا التحول في الأصفار بدلاً من الآحاد. تمرين للطالب!)

الخطوة 4: العب مع DOS: قم بتكوين منفذ COM وانسخ الملفات

9600 بت في الثانية هو معدل بت شائع. إنه يتطابق بشكل جيد مع "حوالي" بايت واحد لكل مللي ثانية ، لذلك في هذه الحالة يتطابق مع تردد PWM يبلغ 1000 هرتز ، والذي أعتقد أنه يجب أن يكون مناسبًا للمحركات الصغيرة. يمكنك تجربة معدلات بت مختلفة لمعرفة كيفية عمل الأشياء ، وهي إحدى مزايا هذه الطريقة. أنشئ نافذة DOS (أو "موجه الأوامر") (بافتراض أنك تستخدم نظام تشغيل windows) ، وقم بتهيئة منفذ com الخاص بك مثل: mode com1: 9600، n، 7، 1 "هذا يخبر منفذ الاتصال بالتشغيل بسرعة 9600 بت في الثانية ، وإرسال 7 بتات في كل حرف (لتتطابق مع 7 أطوال بت مختلفة.) تعني" n "عدم وجود تماثل ، لذلك ستكون هذه هي بتات البيانات الوحيدة. يعني الرقم "1" أنه سيكون هناك بت "توقف" واحد ، مما سيمنعنا من تشغيل المحرك طوال الطريق (حسنًا.) لذا يمكنك الآن تشغيل المحرك باستخدام الأوامر مثل: copy 0.pwm com1: نظرًا لأننا نرسل 5000 حرف بمعدل 1 لكل مللي ثانية تقريبًا ، يجب تشغيل المحرك بسرعة تقترب من السرعة الكاملة لمدة 5 ثوانٍ تقريبًا. إذا كنت تريد أقل من 5 ثوانٍ ، فقم بإنشاء ملف أقصر. وبالمثل ، يمكنك القيام بما يلي: نسخ 127.pwm com1: لتشغيل المحرك بأدنى سرعة ممكنة. مع الإعداد الذي قمت به ، لن يدور المحرك على الإطلاق بأي شيء "أبطأ" من 31.pwm ، ولكن YMMV (أنا ضعيف k كان لدي محرك بجهد 12 فولت يعمل ببطاريات 5 فولت.) يتيح لك الأمر COPY تجميع الملفات معًا ، لذلك إذا كنت تريد زيادة سرعة محركك ثم إبطاء سرعته مرة أخرى ، فيمكنك القيام بشيء مثل: نسخ 31.pwm + 15. pwm + 7.pwm + 0.pwm + 7.pwm + 15.pwm + 31.pwm com1:

الخطوة 5: التحكم في المحرك من خلال البرنامج

إذا كنت تكتب برنامجًا ، فيمكنك على الأرجح فتح COM1: كملف والكتابة عليه ببساطة كما لو كان أي ملف آخر. قد يبدو أن القدرة على ضبط الفترات التي يعمل فيها المحرك عن طريق إخراج عدد معين من الأحرف في متناول اليد. لا تنس أنه من المحتمل جدًا أن يقوم النظام بتخزين الأحرف التي ترسلها إلى المنفذ التسلسلي مؤقتًا ، لذلك لا يعني مجرد إرجاع مكالمة WRITE أن المحرك قد انتهى من فعل كل ما أخبرته به. نظرًا لأننا لا نفعل أي شيء "خيالي" مع إشارات منفذ com ، فلا يجب عليك التحقق من الخيارات الغامضة التي قد تدعمها. (على الرغم من أنه إذا كان بإمكانك معرفة كيفية إرسال تسلسل BREAK إلى منفذ com ، فهذه حالة مستمرة "0" ، وستقود المحرك طوال الطريق ؛ أكثر من إرسال أحرف 0 متصلة.)

إذا كانت لغة البرمجة الخاصة بك لا تسمح لك بالإخراج إلى COM1: ، فقد تظل قادرًا على التحكم في المحرك عن طريق "استدعاء" DOS للقيام بأوامر النسخ. (حسنًا ، لقد قمت بتنزيل Microsoft Visual Basic Express 2005 (وهو مجاني) وتمكنت من ربط شريط تمرير أفقي بسرعة المحرك ، يتم التحكم فيه عبر المنفذ التسلسلي. zip مرفق. ربما يكون هناك أكثر مما يحتاج إلى نسخ البرنامج على نظامك ، لكنني لم أتمكن من معرفة البتات المطلوبة بالضبط. البرنامج مبسط ويصعب فهمه (آسف) من خلال كونه متعدد الخيوط. لا يفعل مؤشر ترابط واحد شيئًا سوى الإخراج إلى المنفذ التسلسلي ، يقرأ الخيط الرئيسي شريط التمرير ويقوم بتحديث المعلومات المستخدمة بواسطة السلسلة التسلسلية.)

الخطوة السادسة: التجربة

إذا كانت الأشياء تعمل بشكل أساسي ، فإن هذا يوفر مساحة كبيرة للتجريب.

• إصلاح أنماط البت الخاصة بي!
• هل معدل البت مهم كثيرا؟
• هل يتعين عليك التحكم في عرض نبضات "التشغيل" و "الإيقاف" ، أم أن التحكم في نسبتها يكفي ببساطة؟
• إذا كان عليك فقط التحكم في النسبة ، فيمكنك التفكير في التسلسلات متعددة الأحرف بمعدلات بت أعلى للحصول على مستويات سرعة أعلى. الناتج 0 متبوعًا بـ 127 سيكون نصفه تقريبًا.
• يجب أن يعمل هذا أيضًا على تعتيم مصابيح الكشاف.