Analog Clock Motor Driver: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Kahit na sa isang digital na mundo, ang mga klasikong analog na orasan ay may istilong walang tiyak na oras na naririto upang manatili. Maaari naming gamitin ang isang dual-rail GreenPAK ™ CMIC upang ipatupad ang lahat ng mga aktibong elektronikong pag-andar na kinakailangan sa isang analog na orasan, kasama ang driver ng motor at oscillator ng kristal. Ang mga GreenPAK ay murang gastos, maliliit na aparato na akma mismo sa mga matalinong relo. Bilang isang madaling ipakita na demonstrasyon, kumuha ako ng isang murang orasan sa dingding, tinanggal ang mayroon nang board, at pinalitan ang lahat ng mga aktibong electronics ng isang aparato ng GreenPAK.

Maaari kang dumaan sa lahat ng mga hakbang upang maunawaan kung paano naka-program ang chip ng GreenPAK upang makontrol ang Analog Clock Motor Driver. Gayunpaman, kung nais mo lamang madaling lumikha ng Analog Clock Motor Driver nang hindi kinakailangang dumaan sa lahat ng panloob na circuitry, i-download ang GreenPAK software upang matingnan ang natapos na Analog Clock Motor Driver GreenPAK Disenyo ng File. I-plug ang GreenPAK Development Kit sa iyong computer at pindutin ang "program" upang lumikha ng pasadyang IC upang makontrol ang iyong Analog Clock Motor Driver. Tatalakayin sa susunod na hakbang ang lohika na nasa loob ng file ng disenyo ng Analog Clock Motor Driver GreenPAK para sa mga interesadong maunawaan kung paano gumagana ang circuit.

Hakbang 1: Background: Uri ng Lavet Stepper Motors

Ang isang tipikal na analog na orasan ay gumagamit ng isang Lavet type stepper motor upang i-on ang pinion gear ng mekanismo ng orasan. Ito ay isang solong-phase motor na binubuo ng isang flat stator (nakatigil na bahagi ng motor) na may isang inductive coil na nakabalot sa isang braso. Sa pagitan ng mga braso ng stator ay namamalagi ang rotor (gumagalaw na bahagi ng motor) na binubuo ng isang pabilog na permanenteng magnet na may isang pinion gear na nakakabit sa tuktok nito. Ang pinion gear na sinamahan ng iba pang mga gears ay ilipat ang mga kamay ng orasan. Gumagana ang motor sa pamamagitan ng pag-alternate ng polarity ng kasalukuyang sa stator coil na may isang pag-pause sa pagitan ng mga pagbabago sa polarity. Sa kasalukuyang mga pulso, hinihimok ng sapilitan na magnetismo ang motor upang ihanay ang mga poste ng rotor at stator. Habang patay ang kasalukuyang, ang motor ay hinila sa isa sa dalawang iba pang mga posisyon sa pamamagitan ng hindi nag-aatubiling puwersa. Ang mga posisyon sa pahinga sa pag-aatubili ay ininhinyero ng disenyo ng mga hindi pagkakapareho (notches) sa pabahay ng metal na motor upang ang motor ay umiikot sa isang direksyon (tingnan ang Larawan 1).

Hakbang 2: Motor Driver

Ang naka-attach na disenyo ay gumagamit ng isang SLG46121V upang makabuo ng kinakailangang kasalukuyang mga form ng alon kahit na ang stator coil. Paghiwalayin ang mga output ng push-pull na 2x sa IC (may label na M1 at M2) na kumonekta sa bawat dulo ng likid, at himukin ang mga alternating pulso. Kinakailangan na gumamit ng mga output ng push-pull para sa aparatong ito upang gumana nang tama. Ang waveform ay binubuo ng isang 10 ms pulse bawat segundo, alternating pagitan ng M1 at M2 sa bawat pulso. Ang pulso ay nilikha gamit ang ilang mga bloke lamang na hinimok mula sa isang simpleng 32.768 kHz crystal oscillator circuit. Ang OSC block ay maginhawang nagtayo ng mga divider upang makatulong na hatiin ang 32.768 kHz na orasan. Ang CNT1 ay naglalabas ng isang pulso ng orasan bawat segundo. Ang pulso na ito ay nagpapalitaw ng 10 ms one-shot circuit. Dalawang LUTs (may label na 1 at 2) na demultiplex ang 10 ms pulse sa mga output pin. Ang mga pulso ay ipinapasa sa M1 kapag ang output ng DFF5 ay mataas, M2 kapag mababa.

Hakbang 3: Crystal Oscillator

Ang 32.768 kHz crystal oscillator ay gumagamit lamang ng dalawang mga bloke ng pin sa maliit na tilad. Ang PIN12 (OSC_IN) ay itinakda bilang isang mababang boltahe na digital input (LVDI), na medyo mababa ang kasalukuyang paglipat. Ang signal mula sa PIN12 ay nagpapakain sa OE ng PIN10 (FEEDBACK_OUT). Ang PIN10 ay naka-configure bilang isang output na 3-estado na may naka-input na naka-wire sa lupa, ginagawa itong kumilos tulad ng isang bukas na alisan ng NMOS output. Ang path ng signal na ito ay likas na invert, kaya walang ibang bloke ang kinakailangan. Panlabas, ang output ng PIN 10 ay hinila hanggang sa VDD2 (PIN11) ng isang 1MΩ resistor (R4). Ang parehong PIN10 at PIN12 ay pinalakas ng VDD2 rail, na kung saan ay kasalukuyang limitado sa 1 MΩ risistor sa VDD. Ang R1 ay isang resistor ng feedback upang bias ang inverting circuit, at nililimitahan ng R2 ang output drive. Ang pagdaragdag ng kristal at mga capacitor ay nakumpleto ang circuit ng Pierce oscillator tulad ng ipinakita sa Larawan 3.

Hakbang 4: Mga Resulta

Ang VDD ay pinalakas ng isang CR2032 lithium coin baterya na karaniwang nagbibigay ng 3.0 V (3.3 V kapag sariwa). Ang output waveform ay binubuo ng mga alternating 10 ms pulses tulad ng ipinakita sa ibaba sa Larawan 4. Naipakita sa loob ng isang minuto, ang sinusukat na kasalukuyang draw ay halos 97 uA kasama na ang motor drive. Nang walang motor, ang kasalukuyang gumuhit ay 2.25 µA.

Konklusyon

Ang tala ng application na ito ay nagbibigay ng isang pagpapakita ng GreenPAK ng isang kumpletong solusyon para sa pagmamaneho ng isang analog na stepper motor na motor at maaaring maging batayan para sa iba pang mga mas dalubhasang solusyon. Gumagamit lamang ang solusyon na ito ng isang bahagi ng mga mapagkukunan ng GreenPAK, na iniiwan ang IC bukas sa mga karagdagang pag-andar na naiwan lamang sa iyong imahinasyon.