Motorový ovladač: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Deska řadiče 6 motorů využívající čipy LMD18200.

Krok 1: Požadavky

Určete své požadavky. LMD18200s může přepínat 3A na 55 V. Projekt, moje bakalářská práce, který používal tuto desku řadiče motoru, zahrnoval 6 servomotorů, které vyžadovaly pouze několik set miliampérů při 12 V. Diplomová práce byla návrh laboratorního planetárního roveru k testování nové řídicí algoritmy v MIT's Field and Space Robotics Laboratory.

Krok 2: Navrhněte obvod

Řízení motoru se provádí pomocí pulzně šířkové modulace. Ačkoli jsou zesilovače PWM o něco komplikovanější jak v hardwaru, tak v ovládání, jsou mnohem energeticky účinnější než lineární zesilovače. Zesilovač PWM pracuje tak, že velmi rychle přepíná proud nebo napětí na zátěž mezi stavy zapnutí a vypnutí. Výkon dodávaný do zátěže je určen pracovním cyklem spínacího průběhu. Za předpokladu, že dynamika zátěže je pomalejší než frekvence přepínání, zátěž vidí časový průměr.

V tomto provedení je spínací frekvence přibližně 87 kHz, která byla naladěna na motory na roveru. Pracovní cyklus je napětí řízené nastavením prahu monostabilních oscilátorů poháněných astabilním oscilátorem. Převodník digitálního signálu na analogový v počítači vozítka ovládá prahové napětí a tím i pracovní cyklus zesilovačů. Vlnové formy PWM jsou generovány sedmi časovači (každý ze čtyř 556 má dva časovače a osmý časovač je nepoužitý). První časovač je nastaven na astabilní oscilace a přepíná mezi zapnutým a vypnutým stavem na 87 kHz. Tento hodinový signál 87 kHz je přiváděn do spouště dalších šesti časovačů, které jsou nastaveny na provoz v monostabilním režimu. Když monostabilní časovač přijme spouštěcí signál, změní stav z vypnutého (0 voltů) na zapnutý (5 voltů) po dobu nastavenou vstupním napětím. Maximální čas je přibližně 75% periody astabilního hodinového signálu a minimální čas je nula. Změnou vstupních napětí bude každý monostabilní časovač generovat čtvercovou vlnu 87 kHz s pracovním cyklem mezi 0 a 75%. Čipy LMD18200 fungují jednoduše jako digitální spínače ovládané výstupem časovačů a digitálními vstupy brzdy a směru z počítače.

Krok 3: Vyrobte obvodovou desku

Desky s obvody byly vyrobeny procesem chemického leptání. Pomocí standardní laserové tiskárny byla stopa obvodu vytištěna na papír rozpustný ve vodě. Toner na tomto papíru byl přenesen zahřátím na desku z kompozitního mědi a izolačního materiálu. Použil jsem fixační lištu z rozebrané laserové tiskárny, ale žehlička také dokáže. Zbytky papíru byly poté odplaveny a zůstal jen toner ve vzoru stopy obvodu. Chlorid železitý leptal odhalenou měď a odstranil ji z desky. Zbývající toner byl ručně setřen pomocí zelené strany houby, takže zůstaly pouze stopy měděného okruhu. Alternativně jsou k dispozici sady, které tento proces velmi usnadňují.

Krok 4: Pájka v součástech

Pájejte všechny součásti. Protože se jednalo pouze o jednovrstvou desku, bylo zapotřebí několik propojovacích vodičů.