Hur man programmerar IR-avkodare för flerväxlad AC-motorstyrning: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Enfas växelströmsmotorer finns vanligtvis i hushållsartiklar som fläktar, och deras hastighet kan enkelt kontrolleras när man använder ett antal diskreta lindningar för inställda hastigheter. I denna instruktionsbok bygger vi en digital styrenhet som tillåter användare att styra funktioner som motorvarvtal och drifttid. Denna instruktionsbok innehåller också en infraröd mottagarkrets som stöder NEC -protokollet, där en motor kan styras från tryckknappar eller från en signal som tas emot av en infraröd sändare.

För att utföra detta används en GreenPAK ™, SLG46620 fungerar som en grundkontroll med ansvar för dessa olika funktioner: en multiplexkrets för att aktivera en hastighet (av tre hastigheter), 3-period nedräkningstimrar och en infraröd avkodare att ta emot en extern infraröd signal, som extraherar och utför ett önskat kommando.

Om vi tittar på kretsens funktioner noterar vi flera diskreta funktioner som samtidigt används: MUXing, timing och IR -avkodning. Tillverkare använder ofta många IC: er för att bygga den elektroniska kretsen på grund av avsaknaden av en tillgänglig unik lösning inom en enda IC. Användning av en GreenPAK IC gör det möjligt för tillverkarna att använda ett enda chip för att inkludera många av de önskade funktionerna och därmed minska systemkostnaden och tillsynen över tillverkning.

Systemet med alla dess funktioner har testats för att säkerställa korrekt drift. Den slutliga kretsen kan kräva speciella modifieringar eller ytterligare element skräddarsydda för den valda motorn.

För att kontrollera att systemet fungerar nominellt har testfall för ingångarna genererats med hjälp av GreenPAK -designeremulatorn. Emuleringen verifierar olika testfall för utgångarna och IR -avkodarens funktionalitet bekräftas. Den slutliga konstruktionen testas också med en verklig motor för bekräftelse.

Nedan beskrivs stegen som behövs för att förstå hur GreenPAK-chipet har programmerats för att skapa IR-avkodaren för flerväxlad AC-motorstyrning. Men om du bara vill få resultatet av programmeringen, ladda ner GreenPAK -programvara för att se den redan färdiga GreenPAK -designfilen. Anslut GreenPAK Development Kitto till din dator och tryck på programmet för att skapa anpassad IC för IR-avkodaren för flerväxlad AC-motorstyrning.

Steg 1: 3-växlad AC-fläktmotor

3-växlade växelströmsmotorer är enfasmotorer som drivs av en växelström. De används ofta i en mängd olika hushållsmaskiner som olika typer av fläktar (väggfläkt, bordsfläkt, lådfläkt). Jämfört med en likströmsmotor är styrhastigheten i en växelströmsmotor relativt komplicerad eftersom den levererade strömens frekvens måste ändras för att ändra motorvarvtalet. Hushållsapparater som fläktar och kylmaskiner kräver vanligtvis inte finkornighet i hastighet, utan kräver diskreta steg som låga, medelhöga och höga hastigheter. För dessa applikationer har AC-fläktmotorer ett antal inbyggda spolar utformade för flera hastigheter där växling från en hastighet till en annan uppnås genom att aktivera den önskade hastighetens spole.

Motorn vi använder i detta projekt är en 3-växlad växelströmsmotor som har 5 ledningar: 3 ledningar för varvtalsreglering, 2 trådar för effekt och en startkondensator som illustreras i figur 2 nedan. Vissa tillverkare använder standard färgkodade trådar för funktionsidentifiering. En motors datablad visar den specifika motorens information för trådidentifiering.

Steg 2: Projektanalys

I denna instruerbara är en GreenPAK IC konfigurerad för att utföra ett givet kommando, mottaget från en källa som en IR -sändare eller en extern knapp, för att indikera ett av tre kommandon:

På/Av: systemet slås på eller av med varje tolkning av detta kommando. Läget On/Off kommer att vändas med varje stigande kant av On/Off -kommandot.

Timer: timern körs i 30, 60 och 120 minuter. Vid den fjärde pulsen stängs timern av och timerperioden återgår till det ursprungliga tidläget.

Hastighet: Styr motorns varvtal och successivt itererar den aktiverade utsignalen från motorns hastighetsvalstrådar (1, 2, 3).

Steg 3: IR -avkodare

En IR -avkodarkrets är byggd för att ta emot signaler från en extern IR -sändare och för att aktivera det önskade kommandot. Vi antog NEC -protokollet på grund av dess popularitet bland tillverkare. NEC -protokollet använder "pulsavstånd" för att koda varje bit; varje puls tar 562,5 oss för att sändas med hjälp av signalen från en 38 kHz frekvensbärare. Överföringen av en logisk 1 -signal kräver 2,25 ms medan överföringen av en logisk 0 -signal tar 1,125 ms. Figur 3 illustrerar pulstågsöverföringen enligt NEC -protokollet. Den består av 9 ms AGC-burst, sedan 4,5 ms utrymme, sedan 8-bitars adress och slutligen 8-bitars kommando. Observera att adressen och kommandot överförs två gånger; andra gången är 1: s komplement (alla bitar är inverterade) som paritet för att säkerställa att det mottagna meddelandet är korrekt. LSB överförs först i meddelandet.

Steg 4: GreenPAK Design

Det mottagna meddelandets relevanta bitar extraheras över flera steg. Till att börja med specificeras meddelandets början från 9 ms AGC-burst med CNT2 och 2-bitars LUT1. Om detta har detekterats specificeras sedan 4,5 ms utrymme via CNT6 och 2L2. Om rubriken är korrekt är DFF0 -utgången inställd på Hög för att tillåta mottagning av adressen. Blocken CNT9, 3L0, 3L3 och P DLY0 används för att extrahera klockpulserna från det mottagna meddelandet. Bitvärdet tas vid den stigande kanten av IR_CLK -signalen, 0,845 ms från den stigande kanten från IR_IN.

Den tolkade adressen jämförs sedan med en adress lagrad i PGEN med 2LUT0. 2LUT0 är en XOR -grind, och PGEN lagrar den inverterade adressen. Varje bit av PGEN jämförs sekventiellt med den inkommande signalen, och varje jämförelses resultat lagras i DFF2 tillsammans med den stigande kanten av IR-CLK.

Om något fel har upptäckts i adressen ändras 3-bitars LUT5 SR-spärrutgången till Hög i syfte att förhindra jämförelse av resten av meddelandet (kommandot). Om den mottagna adressen matchar den lagrade adressen i PGEN, riktas den andra halvan av meddelandet (kommando & inverterat kommando) till SPI så att det önskade kommandot kan läsas och köras på. CNT5 och DFF5 används för att specificera slutet på adressen och början av kommandot där 'Räknardata' för CNT5 är 18: 16 pulser för adressen utöver de två första pulserna (9ms, 4.5ms).

Om hela adressen, inklusive rubrik, har mottagits och lagrats korrekt i IC (i PGEN), ger 3L3 OR Gate -utgången signalen Låg till SPI: s nCSB -stift som ska aktiveras. SPI börjar följaktligen att ta emot kommandot.

SLG46620 IC har 4 interna register med 8-bitars längd och det är således möjligt att lagra fyra olika kommandon. DCMP1 används för att jämföra det mottagna kommandot med de interna registren och en 2-bitars binär räknare utformas vars A1A0-utgångar är anslutna till MTRX SEL # 0 och # 1 i DCMP1 för att jämföra det mottagna kommandot med alla registren successivt och kontinuerligt.

En avkodare med spärr konstruerades med DFF6, DFF7, DFF8 och 2L5, 2L6, 2L7. Designen fungerar enligt följande; om A1A0 = 00 jämförs SPI -utgången med register 3. Om båda värdena är lika ger DCMP1 en hög signal vid sin EQ -utgång. Eftersom A1A0 = 00 aktiverar detta 2L5 och DFF6 matar följaktligen ut en hög signal som indikerar att signalen On/Off har mottagits. På samma sätt, för resten av styrsignalerna, är CNT7 och CNT8 konfigurerade som "Both Edge Delay" för att generera en tidsfördröjning och tillåta DCMP1 att ändra tillståndet för dess utgång innan värdet på utgången hålls av DFF: erna.

Värdet på On/Off -kommandot lagras i register 3, timerkommando i register 2 och hastighetskommando i register 1.

Steg 5: Speed MUX

För att växla hastigheter byggdes en 2-bitars binär räknare vars ingångspuls tas emot av den externa knappen som är ansluten till Pin4 eller från IR-hastighetssignalen via P10 från kommandokomparatorn. I utgångsläget Q1Q0 = 11, och genom att applicera en puls på ingången till räknaren från 3bit LUT6, blir Q1Q0 successivt 10, 01 och sedan 00 -tillståndet. 3-bitars LUT7 användes för att hoppa över 00-tillståndet, med tanke på att endast tre hastigheter är tillgängliga i den valda motorn. På/Av -signalen måste vara hög för att aktivera kontrollprocessen. Följaktligen, om På/Av -signalen är låg, inaktiveras den aktiverade utgången och motorn stängs av enligt figur 6.

Steg 6: Timer

En 3-periodstimer (30 min, 60 min, 120 min) implementeras. För att skapa kontrollstrukturen tar en 2-bitars binär räknare emot pulser från en extern timer-knapp ansluten till Pin13 och från IR-timersignalen. Räknaren använder rörfördröjning1, där Out0 PD num är lika med 1 och Out1 PD num är lika med 2 genom att välja en inverterad polaritet för Out1. I utgångsläget Out1, Out0 = 10 är timern inaktiverad. Därefter, genom att applicera en puls på ingången CK för rörfördröjning1, ändras utgångstillståndet till 11, 01, 00 i följd, vilket inverterar CNT/DLY till varje aktiverat tillstånd. CNT0, CNT3, CNT4 konfigurerades att fungera som "Rising Edge Delays" vars ingång härrör från utsignalen från CNT1, som är konfigurerad för att ge en puls var 10: e sekund.

För att ha en tidsfördröjning på 30 minuter:

30 x 60 = 1800 sekunder ÷ 10 sekunders intervall = 180 bitar

Därför är motdata för CNT4 180, CNT3 är 360 och CNT0 är 720. När tidsfördröjningen är klar överförs en hög puls genom 3L14 till 3L11 vilket får systemet att stängas av. Tidsuret återställs om systemet stängs av med den externa knappen som är ansluten till Pin12 eller med IR_ON/OFF -signalen.

*Du kan använda ett triac- eller halvledarrelä istället för elektromekaniskt relä om du vill använda en elektronisk omkopplare.

* En hårdvaruavstängare (kondensator, motstånd) användes för tryckknapparna.

Steg 7: Resultat

Som det första steget i utvärderingen av konstruktionen användes GreenPAK Software Simulator. Virtuella knappar skapades på ingångarna och de externa lysdioderna motsatt utgångarna på utvecklingskortet övervakades. Signalguideverktyget användes för att generera en signal som liknar NEC -format för felsöknings skull.

En signal med mönstret 0x00FF5FA0 genererades, där 0x00FF är adressen som motsvarar den inverterade adressen lagrad i PGEN, och 0x5FA0 är kommandot som motsvarar det inverterade kommandot i DCMP -register 3 för att styra på/av -funktionen. Systemet i utgångsläget är i AV -läge, men efter att signalen applicerats noterar vi att systemet slås PÅ. Om en enda bit har ändrats i adressen och signalen applicerades igen, noterar vi att ingenting händer (inkompatibel adress).

Figur 11 visar tavlan efter att ha startat signalguiden en gång (med giltigt på/av -kommando).

Slutsats

Denna instruktion fokuserar på konfigurationen av en GreenPAK IC som är utformad för att styra en 3-växlad växelströmsmotor. Den innehåller ett antal funktioner som cykelhastigheter, generering av en 3-periodstimer och konstruktion av en IR-avkodare som är kompatibel med NEC-protokollet. GreenPAK har visat effektivitet när det gäller att integrera flera funktioner, allt i en låg kostnad och en liten IC -lösning.