Kontroler motora: 4 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Kontrolna ploča sa 6 motora s čipovima LMD18200.

Korak 1: Zahtjevi

Odredite svoje zahtjeve. LMD18200 mogu prebaciti 3A na 55 V. Projekt, moj preddiplomski rad, koji je koristio ovu upravljačku ploču motora uključivao je 6 servo-motora koji su zahtijevali samo nekoliko stotina miliampera pri 12 V. Teza je bila dizajn laboratorijskog planetarnog rovera za testiranje novi algoritmi upravljanja u Laboratoriju za robotsku i svemirsku robotiku MIT -a.

Korak 2: Dizajnirajte krug

Upravljanje motorom postiže se širinom impulsa. Iako su PWM pojačala nešto složenija i u hardveru i u upravljanju, mnogo su učinkovitija od linearnih pojačala. PWM pojačalo radi tako da vrlo brzo prebaci struju ili napon na opterećenje između stanja uključivanja i isključivanja. Snaga koja se daje opterećenju određena je radnim ciklusom sklopnog valnog oblika. Pod uvjetom da je dinamika opterećenja sporija od učestalosti prebacivanja, opterećenje vidi prosjek vremena.

U ovom je dizajnu frekvencija uključivanja približno 87 kHz, koja je podešena na motore na roveru. Radni ciklus se kontrolira naponom postavljanjem praga monostabilnih oscilatora koje pokreće nestabilni oscilator. Digitalno -analogni pretvarač na računalu rovera kontrolira prag napona, a time i radni ciklus pojačala. PWM valne oblike generira sedam mjerača vremena (svaki od četiri 556 ima dva mjerača, a osmi mjerač vremena se ne koristi). Prvi mjerač vremena postavljen je za nestabilnu oscilaciju i prebacuje između stanja uključivanja i isključivanja na 87 kHz. Taj signal takta od 87 kHz dovodi se u okidače ostalih šest mjerača vremena, koji su postavljeni za rad u monostabilnom načinu rada. Kad monostabilni mjerač vremena primi signal okidača, on mijenja stanje iz isključenog (0 volti) u uključeno (5 volti) tijekom vremena zadanog ulaznim naponom. Maksimalno vrijeme je približno 75% razdoblja nestabilnog signala sata, a minimalno vrijeme je nula. Promjenom ulaznih napona, svaki monostabilni mjerač vremena generirat će kvadratni val od 87 kHz s radnim ciklusom između 0 i 75%. Čipovi LMD18200 djeluju jednostavno kao digitalni prekidači kontrolirani izlazom mjerača vremena i digitalnim ulazima kočnice i smjera s računala.

Korak 3: Izradite pločicu

Ploče su proizvedene kemijskim postupkom jetkanja. Koristeći standardni laserski pisač, trag kruga je ispisan na papiru topljivom u vodi. Toner na ovom papiru premješten je zagrijavanjem na kompozitnu ploču od bakra i izolacijskog materijala. Koristio sam grijač s demontiranog laserskog pisača, ali i glačalo može pomoći. Ostaci papira su zatim isprani, ostavljajući samo toner u uzorku traga kruga. Željezni klorid je nagrizao izloženi bakar uklanjajući ga s ploče. Preostali toner uklonjen je ručno zelenom stranom spužve, ostavljajući samo tragove bakrenog kruga. Alternativno, dostupni su kompleti koji ovaj postupak čine prilično lakim.

Korak 4: Lemljenje u komponentama

Lemiti u svim komponentama. Budući da se radilo samo o jednoslojnoj ploči, bilo je potrebno nekoliko kratkospojnih žica.