Upravljački program motora analognog sata: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Čak i u digitalnom svijetu, klasični analogni satovi imaju bezvremenski stil koji ostaje ovdje. Možemo koristiti dual-rail GreenPAK ™ CMIC za implementaciju svih aktivnih elektroničkih funkcija potrebnih u analognom satu, uključujući pogon motora i kristalni oscilator. GreenPAK-ovi su jeftini, sićušni uređaji koji se savršeno uklapaju u pametne satove. Kao demonstracija koju je lako izgraditi, nabavio sam jeftini zidni sat, uklonio postojeću ploču i zamijenio svu aktivnu elektroniku s jednim GreenPAK uređajem.

Možete proći sve korake da biste razumjeli kako je čip GreenPAK programiran za upravljanje upravljačkim programom motora analognog sata. Međutim, ako samo želite jednostavno stvoriti upravljački program motora analognog sata, a da ne morate prolaziti kroz sva unutarnja kola, preuzmite softver GreenPAK da biste vidjeli već dovršenu datoteku dizajna upravljačkog programa analognog sata. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i pritisnite "program" za stvaranje prilagođenog IC -a za upravljanje vašim upravljačkim programom analognog sata. Sljedeći korak će raspravljati o logici koja se nalazi u datoteci dizajna GreenPAK -a upravljačkog programa analognog sata, za one koje zanima razumijevanje načina rada kruga.

Korak 1: Pozadina: Lavetni tip koračnih motora

Uobičajeni analogni sat koristi koračni motor tipa Lavet za okretanje zupčanika mehanizma sata. To je jednofazni motor koji se sastoji od ravnog statora (nepomični dio motora) s induktivnom zavojnicom omotanom oko ruke. Između krakova statora nalazi se rotor (pokretni dio motora) koji se sastoji od kružnog stalnog magneta s zupčanikom pričvršćenim na njegov vrh. Zupčanik u kombinaciji s drugim zupčanicima pomiče kazaljke na satu. Motor radi izmjenom polariteta struje u zavojnici statora s pauzom između promjena polariteta. Tijekom strujnih impulsa inducirani magnetizam povlači motor kako bi poravnao polove rotora i statora. Dok je struja isključena, motor se nevoljnom silom povlači u jedan od dva druga položaja. Ovi položaji mirovanja nevoljnosti konstruirani su dizajnom neujednačenosti (zareza) u metalnom kućištu motora tako da se motor okreće u jednom smjeru (vidi sliku 1).

Korak 2: Vozač motora

Priloženi dizajn koristi SLG46121V za proizvodnju potrebnih oblika struje kroz zavojnicu statora. Odvojeni 2x push-pull izlazi na IC-u (označeni M1 i M2) spajaju se na svaki kraj zavojnice i pokreću izmjenične impulse. Za ispravan rad ovog uređaja potrebno je koristiti push-pull izlaze. Valni oblik sastoji se od impulsa od 10 ms svake sekunde, koji se izmjenjuje između M1 i M2 sa svakim impulsom. Impulsi su stvoreni sa samo nekoliko blokova koji se pokreću iz jednostavnog kruga kristalnog oscilatora od 32,768 kHz. OSC blok prikladno ima ugrađene razdjelnike koji pomažu pri podjeli takta od 32.768 kHz. CNT1 svake sekunde emitira taktni impuls. Ovaj impuls pokreće jednokratno kolo od 10 ms. Dva LUT -a (označena s 1 i 2) demultipleksiraju impuls od 10 ms na izlazne pinove. Impulsi se prenose na M1 kada je izlaz DFF5 visok, M2 kada je nizak.

Korak 3: Kristalni oscilator

Kristalni oscilator od 32.768 kHz koristi samo dva pin bloka na čipu. PIN12 (OSC_IN) postavljen je kao niskonaponski digitalni ulaz (LVDI), koji ima relativno nisku sklopnu struju. Signal iz PIN12 ulazi u OE PIN10 (FEEDBACK_OUT). PIN10 je konfiguriran kao izlaz sa 3 stanja s ulazom spojenim na masu, pa se ponaša kao NMOS izlaz s otvorenim odvodom. Ovaj signalni put se prirodno invertira, pa nije potreban drugi blok. Izvana, PIN 10 izlaz se povlači do VDD2 (PIN11) pomoću otpornika od 1MΩ (R4). I PIN10 i PIN12 napaja VDD2 vodilica, koja je pak otpornik od 1 MΩ ograničen strujom na VDD. R1 je otpornik povratne sprege za pomicanje invertirajućeg kruga, a R2 ograničava izlazni pogon. Dodavanjem kristala i kondenzatora dovršava se Pierceov oscilatorni krug kao što je prikazano na slici 3.

Korak 4: Rezultati

VDD je napajala litijeva baterija CR2032 koja obično daje 3,0 V (3,3 V kad je svježa). Izlazni valni oblik sastoji se od naizmjeničnih impulsa od 10 ms kako je prikazano dolje na slici 4. U prosjeku tijekom jedne minute, izmjereno strujno opterećenje bilo je otprilike 97 uA uključujući motorni pogon. Bez motora, trenutna potrošnja iznosila je 2,25 µA.

Zaključak

Ova bilješka o primjeni pruža GreenPAK demonstraciju cjelovitog rješenja za upravljanje analognim koračnim motorom na satu i može biti osnova za druga specijalizirana rješenja. Ovo rješenje koristi samo dio resursa GreenPAK -a, što IC ostavlja otvorenim za dodatne funkcije prepuštene samo vašoj mašti.