Paano Mag-Program ng IR Decoder para sa Multi-speed AC Motor Control: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ang mga solong-phase na alternating kasalukuyang motor ay karaniwang matatagpuan sa mga item sa sambahayan tulad ng mga tagahanga, at ang kanilang bilis ay madaling kontrolin kapag gumagamit ng isang bilang ng mga discrete winding para sa itinakdang mga bilis. Sa Instructable na ito bumubuo kami ng isang digital controller na nagbibigay-daan sa mga gumagamit na kontrolin ang mga pagpapaandar tulad ng bilis ng motor at oras ng pagpapatakbo. Ang Instructable na ito ay nagsasama rin ng isang infrared receiver circuit na sumusuporta sa NEC protocol, kung saan ang isang motor ay maaaring makontrol mula sa mga push button o mula sa isang senyas na natanggap ng isang infrared transmitter.

Upang maisakatuparan ito, ginagamit ang isang GreenPAK ™, ang SLG46620 ay nagsisilbing isang pangunahing tagapamahala na namamahala sa magkakaibang mga pagpapaandar na ito: isang multiplex circuit upang buhayin ang isang bilis (sa labas ng tatlong bilis), 3-time countdown timer, at isang infrared decoder na matatanggap isang panlabas na infrared signal, na kumukuha at nagpapatupad ng isang nais na utos.

Kung titingnan namin ang mga pag-andar ng circuit, mapapansin namin ang maraming mga discrete function na sabay-sabay na ginagamit: MUXing, timing, at IR decoding. Ang mga tagagawa ay madalas na gumagamit ng maraming mga IC para sa pagbuo ng electronic circuit dahil sa kakulangan ng isang magagamit na natatanging solusyon sa loob ng isang solong IC. Ang paggamit ng isang GreenPAK IC ay nagbibigay-daan sa mga tagagawa na gumamit ng isang solong maliit na tilad para sa pagsasama ng marami sa mga nais na pag-andar at dahil dito mabawasan ang gastos ng system at pangangasiwa ng pagmamanupaktura.

Ang system na may lahat ng mga pag-andar nito ay nasubukan upang matiyak ang wastong operasyon. Ang panghuling circuit ay maaaring mangailangan ng mga espesyal na pagbabago o karagdagang elemento na iniayon sa napiling motor.

Upang suriin na ang sistema ay gumagalaw nang nominado, ang mga kaso ng pagsubok para sa mga input ay nabuo sa tulong ng GreenPAK na disenyo ng emulator. Ang pagpapatulad ay napatunayan ang iba't ibang mga kaso ng pagsubok para sa mga output, at ang pag-andar ng IR decoder ay nakumpirma. Ang panghuling disenyo ay nasubok din sa isang tunay na motor para sa kumpirmasyon.

Sa ibaba inilarawan namin ang mga kinakailangang hakbang na maunawaan kung paano naka-program ang chip ng GreenPAK upang likhain ang IR decoder para sa multi-speed AC motor control. Gayunpaman, kung nais mo lamang makuha ang resulta ng pag-program, mag-download ng GreenPAK software upang matingnan ang natapos na GreenPAK Design File. I-plug ang GreenPAK Development Kitto sa iyong computer at pindutin ang programa upang lumikha ng pasadyang IC para sa IR decoder para sa multi-speed AC motor control.

Hakbang 1: 3-Speed AC Fan Motor

Ang 3-speed AC motors ay mga solong-phase na motor na pinamamahalaan ng isang alternating kasalukuyang. Kadalasan ginagamit sila sa iba't ibang mga machine sa bahay tulad ng iba't ibang uri ng mga tagahanga (wall fan, table fan, box fan). Kung ikukumpara sa isang motor na DC, ang pagkontrol ng bilis sa isang alternating kasalukuyang motor ay medyo kumplikado dahil dapat baguhin ang dalas ng naihatid na kasalukuyang upang mabago ang bilis ng motor. Ang mga kagamitan tulad ng mga tagahanga at mga refrigerator machine ay karaniwang hindi nangangailangan ng pinong granularity sa bilis, ngunit nangangailangan ng mga discrete na hakbang tulad ng mababa, daluyan, at mataas na bilis. Para sa mga application na ito, ang mga motor ng fan ng AC ay may bilang ng mga built-in na coil na dinisenyo para sa maraming mga bilis kung saan ang pagbabago mula sa isang bilis patungo sa isa pa ay nagagawa sa pamamagitan ng pagpapasigla ng likid ng nais na bilis.

Ang motor na ginagamit namin sa proyektong ito ay isang 3-bilis na AC motor na mayroong 5 mga wire: 3 mga wire para sa kontrol sa bilis, 2 mga wire para sa lakas, at isang nagsisimulang kapasitor tulad ng nakalarawan sa Larawan 2 sa ibaba. Ang ilang mga tagagawa ay gumagamit ng karaniwang mga naka-code na kulay na mga wire para sa pagkilala sa pagpapaandar. Ipapakita ng datasheet ng isang motor ang impormasyon ng partikular na motor para sa pagkakakilanlan ng wire.

Hakbang 2: Pagsusuri sa Proyekto

Sa Instructable na ito isang GreenPAK IC ay naka-configure upang magpatupad ng isang naibigay na utos, na natanggap mula sa isang mapagkukunan tulad ng isang IR transmitter o isang panlabas na pindutan, upang ipahiwatig ang isa sa tatlong mga utos:

Naka-on / Naka-off: ang system ay naka-on o naka-off sa bawat interpretasyon ng utos na ito. Ang estado ng On / Off ay mababaligtad sa bawat tumataas na gilid ng utos na On / Off.

Timer: ang timer ay pinamamahalaan sa loob ng 30, 60, at 120 minuto. Sa ika-apat na pulso ang timer ay nakapatay, at ang tagal ng timer ay babalik sa orihinal na estado ng tiyempo.

Bilis: Kinokontrol ang bilis ng motor, sunud-sunod na pag-ulit ng na-activate na output mula sa mga wire na pagpipilian ng bilis ng motor (1, 2, 3).

Hakbang 3: IR Decoder

Ang isang IR decoder circuit ay binuo upang makatanggap ng mga signal mula sa isang panlabas na IR transmitter at upang buhayin ang nais na utos. Kinuha namin ang NEC na proteksyon dahil sa katanyagan nito sa mga tagagawa. Gumagamit ang NEC protocol ng "pulse distance" upang ma-encode ang bawat bit; ang bawat pulso ay tumatagal ng 562.5 sa amin upang maipadala gamit ang signal ng isang 38 kHz frequency carrier. Ang paghahatid ng isang signal ng lohika 1 ay nangangailangan ng 2.25 ms habang ang paghahatid ng isang signal na lohika 0 ay tumatagal ng 1.125 ms. Ang larawan 3 ay naglalarawan ng paghahatid ng tren ng pulso ayon sa NEC na protokol. Binubuo ito ng 9 ms AGC na pagsabog, pagkatapos ay 4.5ms space, pagkatapos ang 8-bit address, at sa wakas ang 8-bit na utos. Tandaan na ang address at ang utos ay ipinapadala dalawang beses; ang pangalawang pagkakataon ay pantulong sa 1 (lahat ng mga piraso ay baligtad) bilang pagkakapantay-pantay upang matiyak na ang natanggap na mensahe ay tama. Ang LSB ay unang naipadala sa mensahe.

Hakbang 4: Disenyo ng GreenPAK

Ang mga nauugnay na piraso ng natanggap na mensahe ay nakuha sa maraming yugto. Upang magsimula, ang pasimula ng mensahe ay tinukoy mula sa 9ms AGC na pagsabog gamit ang CNT2 at 2-bit LUT1. Kung napansin ito, ang espasyo ng 4.5ms pagkatapos ay tinukoy sa pamamagitan ng CNT6 at 2L2. Kung ang header ay tama ang output ng DFF0 ay itinakda Mataas upang payagan ang pagtanggap ng address. Ang mga bloke ng CNT9, 3L0, 3L3 at P DLY0 ay ginagamit upang makuha ang mga pulso ng orasan mula sa natanggap na mensahe. Ang halaga ng bit ay kinuha sa tumataas na gilid ng signal ng IR_CLK, 0.845ms mula sa tumataas na gilid mula sa IR_IN.

Ang interpreted address ay inihambing sa isang address na nakaimbak sa loob ng PGEN gamit ang 2LUT0. Ang 2LUT0 ay isang XOR gate, at iniimbak ng PGEN ang inverted address. Ang bawat piraso ng PGEN ay sunud-sunod kumpara sa papasok na signal, at ang resulta ng bawat paghahambing ay nakaimbak sa DFF2 kasama ang tumataas na gilid ng IR-CLK.

Kung sakaling may napansin na error sa address, ang 3-bit LUT5 SR trangka output ay binago sa Mataas na may layunin na maiwasan ang paghahambing ng natitirang mensahe (ang utos). Kung ang natanggap na address ay tumutugma sa nakaimbak na address sa PGEN, ang pangalawang kalahati ng mensahe (utos at inverted na utos) ay nakadirekta sa SPI upang ang nais na utos ay mabasa at maipatupad. Ginagamit ang CNT5 at DFF5 upang tukuyin ang pagtatapos ng address at pagsisimula ng utos kung saan ang 'Counter data' ng CNT5 ay katumbas ng 18: 16 na pulso para sa address bilang karagdagan sa unang dalawang pulso (9ms, 4.5ms).

Kung sakaling ang buong address, kasama ang header, ay natanggap nang tama at naimbak sa IC (sa PGEN), ang output ng 3L3 O Gate ay nagbibigay ng signal na Mababa sa nCSB pin ng SPI upang maisaaktibo. Dahil dito ay nagsisimulang tanggapin ang utos.

Ang SLG46620 IC ay mayroong 4 na panloob na pagrehistro ng 8-bit ang haba at sa gayon posible na mag-imbak ng apat na magkakaibang utos. Ginagamit ang DCMP1 upang ihambing ang natanggap na utos sa panloob na mga pagrehistro at ang isang 2-bit na binary counter ay dinisenyo na ang mga output ng A1A0 ay konektado sa MTRX SEL # 0 at # 1 ng DCMP1 upang ihambing ang natanggap na utos sa lahat ng mga rehistro nang sunud-sunod at patuloy..

Ang isang decoder na may aldaba ay itinayo gamit ang DFF6, DFF7, DFF8 at 2L5, 2L6, 2L7. Ang disenyo ay nagpapatakbo ng mga sumusunod; kung A1A0 = 00 ang output ng SPI ay inihambing sa pagrehistro 3. Kung ang parehong halaga ay pantay, ang DCMP1 ay nagbibigay ng isang Mataas na signal sa EQ output nito. Dahil sa A1A0 = 00, pinapagana nito ang 2L5, at dahil dito ay naglalabas ng isang Mataas na signal na nagpapahiwatig na ang signal na On / Off ay natanggap. Katulad nito, para sa natitirang mga signal ng kontrol, ang CNT7 at CNT8 ay naka-configure bilang 'Parehong Edge Delay' upang makabuo ng isang pagkaantala ng oras at payagan ang DCMP1 na baguhin ang estado ng output nito bago ang halaga ng output ay hawak ng DFFs.

Ang halaga ng utos na On / Off ay nakaimbak sa rehistro 3, timer utos sa rehistro 2, at bilis ng utos sa rehistro 1.

Hakbang 5: Bilis ng Mabilis

Upang lumipat ng mga bilis, isang 2-bit binary counter ang itinayo na ang input pulse ay natanggap ng panlabas na pindutan na konektado sa Pin4 o mula sa signal ng bilis ng IR sa pamamagitan ng P10 mula sa kumpare ng utos. Sa paunang estado ng Q1Q0 = 11, at sa pamamagitan ng paglalapat ng isang pulso sa input ng counter mula sa 3bit LUT6, sunud-sunod ang Q1Q0 na maging 10, 01, at pagkatapos ay ang 00 na estado. Ang 3-bit LUT7 ay ginamit upang laktawan ang estado ng 00, na ibinigay na tatlong bilis lamang ang magagamit sa napiling motor. Ang signal na On / Off ay dapat na Mataas upang maisaaktibo ang proseso ng pagkontrol. Dahil dito, kung mababa ang signal na On / Off, ang naka-aktibo na output ay hindi pinagana at ang motor ay pinatay tulad ng ipinakita sa Larawan 6.

Hakbang 6: Timer

Ang isang 3-period timer (30 min, 60 min, 120 min) ay ipinatupad. Upang likhain ang istraktura ng kontrol ang isang 2-bit binary counter ay tumatanggap ng mga pulso mula sa isang panlabas na Button ng Timer na konektado sa Pin13 at mula sa signal ng IR Timer. Gumagamit ang counter ng Pipe Delay1, kung saan ang Out0 PD num ay katumbas ng 1 at Out1 PD num ay katumbas ng 2 sa pamamagitan ng pagpili ng isang baligtad na polarity para sa Out1. Sa paunang estado na Out1, Out0 = 10, ang Timer ay hindi pinagana. Pagkatapos nito, sa pamamagitan ng paglalapat ng isang pulso sa input ng CK para sa Pipe Delay1, ang estado ng output ay nagbabago sa 11, 01, 00 nang sunud-sunod, na binabaligtad ang CNT / DLY sa bawat naka-aktibong estado. Ang CNT0, CNT3, CNT4 ay na-configure upang mapatakbo bilang 'Rising Edge Delays' na ang input ay nagmula sa output ng CNT1, na na-configure upang magbigay ng isang pulso bawat 10 segundo.

Upang magkaroon ng pagkaantala ng oras na 30 minuto:

30 x 60 = 1800 segundo ÷ 10second interval = 180 bits

Samakatuwid, ang Data ng Counter para sa CNT4 ay 180, ang CNT3 ay 360, at ang CNT0 ay 720. Kapag natapos ang pagkaantala ng oras, ang isang Mataas na pulso ay naililipat sa pamamagitan ng 3L14 hanggang 3L11 na sanhi ng pag-off ng system. Ang mga timer ay naka-reset kung ang system ay naka-off sa pamamagitan ng panlabas na pindutan na konektado sa Pin12 o sa pamamagitan ng IR_ON / OFF signal.

* Maaari kang gumamit ng triac o solidong state relay sa halip na electromekanical relay kung nais mong gumamit ng isang electronic switch.

* Ang isang hardware debouncer (capacitor, resistor) ay ginamit para sa mga push button.

Hakbang 7: Mga Resulta

Bilang unang hakbang sa pagsusuri ng disenyo, ginamit ang GreenPAK Software Simulator. Ang mga virtual na pindutan ay nilikha sa mga input at ang panlabas na LEDs kabaligtaran ng mga output sa board ng pag-unlad ay sinusubaybayan. Ginamit ang tool ng Signal Wizard upang makabuo ng isang senyas na katulad sa Format ng NEC alang-alang sa pag-debug.

Ang isang senyas na may pattern na 0x00FF5FA0 ay nabuo, kung saan ang 0x00FF ay ang address na naaayon sa baligtad na address na nakaimbak sa PGEN, at 0x5FA0 ay ang utos na naaayon sa inverted na utos sa DCMP register 3 upang makontrol ang pagpapaandar ng On / Off. Ang system sa paunang estado ay nasa estado ng OFF, ngunit pagkatapos mailapat ang signal, tandaan namin na ang sistema ay ON. Kung ang isang solong pagbabago ay nabago sa address at muling nailapat ang signal, tandaan namin na walang nangyari (hindi tugma ang address).

Ipinapakita ng Figure 11 ang board pagkatapos simulan ang Signal Wizard para sa isang oras (na may wastong utos na On / Off).

Konklusyon

Nakatuon ang pagtuturo na ito sa pagsasaayos ng isang GreenPAK IC na idinisenyo upang makontrol ang isang 3-bilis na AC Motor. Nagsasama ito ng isang bilang ng mga pag-andar tulad ng mga bilis ng pagbibisikleta, pagbuo ng isang 3-period timer, at pagbuo ng isang IR decoder na katugma sa NEC na protokol. Ang GreenPAK ay nagpakita ng pagiging epektibo sa pagsasama ng maraming mga pag-andar, lahat sa isang mababang gastos at maliit na solusyon sa lugar ng IC.