Ir dekóder a multi számára

Az egyfázisú váltakozó áramú motorok általában olyan háztartási cikkekben találhatók, mint a ventilátorok, és sebességük könnyen szabályozható, ha több különálló tekercset használnak a beállított sebességhez. Ebben a cikkben egy digitális vezérlőt építünk, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy olyan funkciókat vezéreljenek, mint a motor fordulatszáma és az üzemidő. Ez a cikk egy olyan infravörös vevő áramkört is tartalmaz, amely támogatja a NEC protokollt, ahol a motort nyomógombokkal vagy egy infravörös adó által vett jel vezérelheti.

Ennek megvalósításához egy GreenPAK ™ SLG46620 IC-t használnak alapvezérlőként, amelyek felelősek ezekért a különféle funkciókért: egy multiplex áramkör egy sebesség (három sebességből) aktiválására, 3 periódusos visszaszámlálók és egy infravörös dekóder egy külső infravörös jel, amely kivonja és végrehajtja a kívánt parancsot.

Ha megnézzük az áramkör funkcióit, akkor több diszkrét funkciót figyelünk meg egyszerre: MUXing, időzítés és IR dekódolás. A gyártók gyakran sok IC-t használnak az elektronikus áramkör kiépítéséhez, mivel egyetlen IC-n belül nincs elérhető egyedi megoldás. A GreenPAK IC használata lehetővé teszi a gyártók számára, hogy egyetlen chipet alkalmazzanak a kívánt funkciók sokaságához, és ezáltal csökkentsék a rendszer költségeit és a gyártás felügyeletét.

A rendszert minden funkciójával tesztelték a megfelelő működés biztosítása érdekében. A végső áramkör speciális módosításokat vagy további elemeket igényelhet a választott motorhoz.

Annak ellenőrzésére, hogy a rendszer nominálisan működik-e, a GreenPAK tervezőemulátor segítségével generálták a bemenetek teszteseteit. Az emuláció a kimenetek különböző teszteseteit ellenőrzi, és megerősíti az IR dekóder funkcionalitását. A végleges kivitelt egy tényleges motorral is tesztelik a megerősítés érdekében.

3 sebességes váltakozó áramú ventilátor motor

A háromfokozatú váltakozó áramú motorok egyfázisú motorok, amelyeket váltakozó áram működtet. Gyakran használják sokféle háztartási gépben, például különféle típusú ventilátorokban (fali ventilátor, asztali ventilátor, dobozos ventilátor). Az egyenáramú motorhoz képest a váltakozó áramú motor sebességének szabályozása viszonylag bonyolult, mivel a leadott áram frekvenciájának meg kell változnia a motor fordulatszámának megváltoztatásához. Az olyan készülékek, mint a ventilátorok és a hűtőgépek, általában nem igényelnek apró részletességű sebességet, de különálló lépéseket, például alacsony, közepes és nagy sebességet igényelnek. Ezekhez az alkalmazásokhoz a váltóáramú ventilátoros motorok több beépített tekerccsel rendelkeznek, amelyek több sebességre vannak tervezve, ahol az egyik sebességről a másikra történő váltás a kívánt sebességű tekercs bekapcsolásával történik.

A projektben használt motorunk egy 3 fokozatú váltakozó áramú motor, amelynek 5 huzalja van: 3 vezeték a sebességszabályozáshoz, 2 vezeték az áramellátáshoz és egy indító kondenzátor, amint az az alábbi 2. ábrán látható. Egyes gyártók szabványos színkóddal ellátott vezetékeket használnak a funkciók azonosításához. A motor adatlapja megmutatja az adott motor adatait a vezeték azonosításához.

Projektelemzés

Ebben a cikkben egy GreenPAK IC úgy van konfigurálva, hogy végrehajtson egy adott parancsot, amelyet olyan forrásból kapott, mint egy IR-adó vagy egy külső gomb, a három parancs egyikének jelzésére:

Be / Ki: a rendszer a parancs minden értelmezésével be- vagy kikapcsol. A Be / Ki állapot megfordul a Be / Ki parancs minden emelkedő élével.

Időzítő: az időzítő 30, 60 és 120 percig működik. A negyedik impulzusnál az időzítő kikapcsol, és az időzítő időtartama visszatér az eredeti időzítési állapotba.

Sebesség: A motor fordulatszámának szabályozása, a motor fordulatszám-választó vezetékeinek (1,2,3) aktivált kimenetének ismétlése.

IR dekóder

Az infravörös dekóder áramköre úgy van kialakítva, hogy jeleket fogadjon egy külső IR adótól, és aktiválja a kívánt parancsot. A NEC protokollt a gyártók körében elterjedt népszerűsége miatt fogadtuk el. A NEC protokoll "impulzus távolságot" használ minden bit kódolásához; minden impulzushoz 562,5 minket kell továbbítani, egy 38 kHz-es frekvenciavivő jelének felhasználásával. Az 1. logikai jel átvitele 2,25 ms-ot igényel, míg a 0 logikai jel átvitele 1,125 ms-ot vesz igénybe. A 3. ábra a NEC protokoll szerinti impulzus vonat átvitelt szemlélteti. 9 ms-os AGC-sorozatból áll, majd 4,5 ms-os szóközből, majd a 8-bites címből és végül a 8-bites parancsból áll. Vegye figyelembe, hogy a címet és a parancsot kétszer továbbítják; a második alkalom az 1 komplementere (az összes bit invertálva) paritásként annak biztosítására, hogy a fogadott üzenet helyes legyen.Az üzenetben először az LSB kerül továbbításra.

GreenPAK Design

Az IC tervezése ingyenes GUI-alapú GreenPAK Designer szoftverbe épült. A teljes tervfájl itt található.

A fogadott üzenet releváns bitjeit több szakaszban vonják ki. Először is, az üzenet kezdetét 9 ms-os AGC-bursttól adjuk meg CNT2 és 2-bites LUT1 használatával. Ha ezt észlelték, akkor a CNT6-on és a 2L2-en keresztül 4,5 ms-os területet határoznak meg. Ha a fejléc helyes, a DFF0 kimenet beállítása Magas, hogy lehetővé tegye a cím vételét. A CNT9, 3L0, 3L3 és P DLY0 blokkokat használjuk az óraimpulzusok kivonására a vett üzenetből. A bit értékét az IR_CLK jel emelkedõ szélénél vesszük, 0,845 ms-ra az IR_IN felemelkedõ szélétõl.

Az értelmezett címet ezután összehasonlítjuk a 2LUT0 használatával a PGEN-ben tárolt címmel. A 2LUT0 egy XOR kapu, és a PGEN tárolja az invertált címet. A PGEN minden bitjét egymás után hasonlítjuk a bejövő jelhez, és minden egyes összehasonlítás eredményét a DFF2 tárolja az IR-CLK emelkedő élével együtt.

Abban az esetben, ha hibát észleltek a címben, a 3 bites LUT5 SR retesz kimenetét Magasra változtatja, hogy megakadályozza az üzenet többi részének (a parancs) összehasonlítását. Ha a kapott cím megegyezik a PGEN-ben tárolt címmel, az üzenet második fele (parancs és invertált parancs) az SPI-re irányul, hogy a kívánt parancs olvasható legyen és végrehajtható legyen. A CNT5 és a DFF5 a cím végének és a parancs kezdetének megadására szolgál, ahol a CNT5 „számláló adatai” megegyeznek a cím 18:16 impulzusával az első két impulzus mellett (9 ms, 4,5 ms).

Ha a teljes címet, beleértve a fejlécet is, megfelelően vették és tárolták az IC-ben (PGEN-ben), a 3L3 OR Gate kimenet az alacsony jelet adja az SPI nCSB-pinjének aktiválásához. Az SPI következésképpen megkezdi a parancs fogadását.

Az SLG46620 IC 4 belső, 8 bites hosszúságú regiszterrel rendelkezik, így négy különböző parancs tárolható. A DCMP1 segítségével a kapott parancs összehasonlítható a belső regiszterekkel, és egy 2 bites bináris számlálót tervezünk, amelynek A1A0 kimenetei a DCMP1 MTRX SEL # 0 és # 1 jeléhez vannak csatlakoztatva, hogy a vett parancsot egymás után és folyamatosan összehasonlítsuk az összes regiszterrel.

A reteszelő dekódert DFF6, DFF7, DFF8 és 2L5, 2L6, 2L7 felhasználásával készítettük. A tervezés a következőképpen működik; ha A1A0 = 00 , az SPI kimenetet összehasonlítjuk a 3. regiszterrel. Ha mindkét érték egyenlő, a DCMP1 magas jelet ad az EQ kimenetén. Mivel A1A0 = 00 , ez aktiválja a 2L5-et, és a DFF6 ennek következtében egy magas jelet ad ki, jelezve, hogy a Be / Ki jel érkezett. Hasonlóképpen, a többi vezérlőjel esetében a CNT7 és a CNT8 „Both Edge Delay” -ként van konfigurálva, hogy késleltetést generáljon, és lehetővé tegye a DCMP1 számára, hogy megváltoztassa a kimenet állapotát, mielőtt a kimenet értékét a DFF-k megtartanák.

Az On / Off parancs értéke a 3. regiszterben, az időzítő parancs a 2. regiszterben, a sebesség parancs pedig az 1. regiszterben van tárolva.

Sebesség MUX

A sebességváltáshoz 2 bites bináris számlálót építettek, amelynek bemeneti impulzusát a külső gomb, amely a Pin4-hez csatlakozik, vagy az IR sebesség jeltől a P10-n keresztül a parancs-összehasonlítóból veszi. A Q1Q0 = 11 kiindulási állapotban, és a pulzus bemenetével a 3-bites LUT6 számláló bemenetére Q1Q0 egymás után 10, 01, majd 00 állapot lesz. 3 bites LUT7-et használtak a 00 állapot kihagyására, mivel csak három sebesség áll rendelkezésre a választott motorban. A vezérlési folyamat aktiválásához a Be / Ki jelnek magasnak kell lennie. Következésképpen, ha a Be / Ki jel alacsony, az aktivált kimenet le van tiltva, és a motor kikapcsol, ahogy a 6. ábra mutatja.

Időzítő

3 periódusos időzítő (30 perc, 60 perc, 120 perc) kerül végrehajtásra. A vezérlési struktúra létrehozásához egy 2 bites bináris számláló impulzusokat fogad a Pin13-hoz csatlakoztatott külső időzítő gombból és az IR időzítő jelből. A számláló a Cső késleltetést1 használja, ahol az Out0 PD száma megegyezik 1-vel, és az Out1 PD száma egyenlő 2-vel, az Out1 fordított polaritásának kiválasztásával. Az Out1 , Out0 = 10 kezdeti állapotban az időzítő le van tiltva. Ezt követően egy impulzust alkalmazva a CK bemeneten a Pipe Delay1 számára, a kimeneti állapot egymás után 11,01,00-ra változik, invertálva a CNT / DLY-t minden aktivált állapotba. A CNT0, CNT3, CNT4 úgy lettek konfigurálva, hogy működjenek „Rising Edge Delays” néven, amelyek bemenete a CNT1 kimenetéből származik, amely úgy van konfigurálva, hogy 10 másodpercenként adjon impulzust.

30 perc késleltetés:

30 x 60 = 1800 másodperc ÷ 10 másodperces intervallumok = 180 bit

Ezért a CNT4 számláló adatainak száma 180, a CNT3 értéke 360 ​​és a CNT0 értéke 720. Miután az időkésés befejeződött, a 3L14 és 3L11 között egy magas impulzus kerül továbbításra, aminek következtében a rendszer kikapcsol. Az időzítők nullázódnak, ha a rendszert a Pin12-hez csatlakoztatott külső gomb vagy az IR_ON / OFF jel kikapcsolja.

* Elektromechanikus relé helyett triacot vagy szilárdtest relét használhat, ha elektronikus kapcsolót szeretne használni.

* A nyomógombokhoz hardveres kihangosítót (kondenzátort, ellenállást) használtak.

Eredmények

A tervezés kiértékelésének első lépéseként a GreenPAK szoftver szimulátort alkalmazták. Virtuális gombokat hoztunk létre a bemeneteken, és figyeltük a fejlesztői kártya kimeneteivel szemben lévő külső LED-eket. A Signal Wizard eszközt használtuk a NEC formátumhoz hasonló jel előállítására a hibakeresés érdekében.

0x00FF5FA0 mintájú jel keletkezett, ahol 0x00FF a PGEN-ben tárolt invertált címnek megfelelő cím, és 0x5FA0 a DCMP 3. regiszter invertált parancsának megfelelő parancs a Be / Ki funkció vezérléséhez. A rendszer a kezdeti állapotban OFF állapotban van, de a jel beadása után megjegyezzük, hogy a rendszer bekapcsol. Ha egyetlen bit megváltozott a címben, és a jelet újra alkalmazták, akkor megjegyezzük, hogy semmi sem történik (inkompatibilis cím).

Miután egyszer elindította a Jelvarázslót (érvényes On / Off paranccsal):

Következtetés

Ez a cikk egy GreenPAK IC konfigurációjára összpontosít, amelyet egy 3 sebességes váltakozó áramú motor vezérlésére terveztek. Számos funkciót tartalmaz, mint például a kerékpáros sebesség, egy 3 periódusos időzítő létrehozása és az NEC protokollal kompatibilis IR dekóder felépítése. A GreenPAK bizonyította hatékonyságát több funkció integrálásában, mindezt alacsony költségű és kis területű IC megoldásban.