Analoge klokmotorbestuurder: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Selfs in 'n digitale wêreld het klassieke analoog horlosies 'n tydlose styl wat hier is om te bly. Ons kan 'n dual-rail GreenPAK ™ CMIC gebruik om al die aktiewe elektroniese funksies in 'n analoog horlosie te implementeer, insluitend motorbestuurder en kristal ossillator. GreenPAK's is klein, goedkoop toestelle wat pas by slim horlosies. As 'n maklik om te bou demonstrasie, het ek 'n goedkoop muurklok gekry, die bestaande bord verwyder en al die aktiewe elektronika vervang met een GreenPAK-toestel.

U kan deur alle stappe gaan om te verstaan hoe die GreenPAK -chip geprogrammeer is om die analoog klokmotorbestuurder te beheer. As u egter eenvoudig die motorbestuurder van die analoog klok wil skep sonder om deur al die binnekringe te gaan, laai GreenPAK -sagteware af om die reeds voltooide analoog klokmotorbestuurder GreenPAK -ontwerplêer te sien. Koppel die GreenPAK Development Kit aan op u rekenaar en klik op 'program' om die pasgemaakte IC te skep om u analoog klokmotorbestuurder te beheer. Die volgende stap bespreek die logika in die ontwerplêer van die Analog Clock Motor Driver GreenPAK vir diegene wat belangstel om te verstaan hoe die stroombaan werk.

Stap 1: Agtergrond: Lavet Type Stepper Motors

'N Tipiese analoog horlosie gebruik 'n stappermotor van die Lavet -tipe om die ratkas van die klokmeganisme te draai. Dit is 'n enkelfasige motor wat bestaan uit 'n plat stator (stilstaande deel van die motor) met 'n induktiewe spoel om 'n arm. Tussen die arms van die stator lê die rotor (bewegende deel van die motor) wat bestaan uit 'n sirkelvormige permanente magneet met 'n tandwiel aan die bokant daarvan vasgemaak. Die tandwiel, tesame met ander ratte, beweeg die klokwysers. Die motor werk deur die polariteit van die stroom in die statorspoel af te wissel met 'n pouse tussen die polariteitsveranderinge. Tydens stroompulse trek die geïnduseerde magnetisme die motor om die pole van die rotor en stator in lyn te bring. Terwyl die stroom af is, word die motor deur onwillige krag na een van twee ander posisies getrek. Hierdie onwilligheidsrusposisies word ontwerp deur die ontwerp van nie-eenvormighede (inkepings) in die metaalmotorhuis sodat die motor in een rigting draai (sien figuur 1).

Stap 2: Motorbestuurder

Die aangehegte ontwerp gebruik 'n SLG46121V om die vereiste stroomgolfforme deur die statorspoel te produseer. Afsonderlike 2x push-pull-uitsette op die IC (gemerk M1 en M2) word aan elke kant van die spoel verbind, en dryf die afwisselende pulse. Dit is noodsaaklik om push-pull-uitsette te gebruik om hierdie toestel korrek te laat funksioneer. Die golfvorm bestaan uit 'n 10 ms puls elke sekonde, afwisselend tussen M1 en M2 met elke puls. Die pulse word geskep met slegs 'n paar blokke wat uit 'n eenvoudige 32.768 kHz kristal ossillator kring geskied. Die OSC -blok het gerieflik ingeboude verdelers om die klok van 32.768 kHz te verdeel. CNT1 gee elke sekonde 'n klokpuls uit. Hierdie pols veroorsaak 'n 10 ms-een-skoot-kring. Twee LUT's (gemerk 1 en 2) demultipleks die 10 ms puls na die uitsetpenne. Pulse word na M1 oorgedra wanneer die DFF5 -uitset hoog is, M2 as dit laag is.

Stap 3: Kristal ossillator

Die kristal ossillator van 32.768 kHz gebruik slegs twee penblokke op die chip. PIN12 (OSC_IN) is ingestel as 'n laespanning digitale ingang (LVDI), met 'n relatief lae skakelstroom. Die sein van PIN12 voer in die OE van PIN10 (FEEDBACK_OUT) in. PIN10 is gekonfigureer as 'n 3-staat uitset met ingang wat op die aarde bedraad is, wat dit laat optree soos 'n oop dreine NMOS-uitset. Hierdie seinpad draai natuurlik om, sodat geen ander blok nodig is nie. Ekstern word die PIN 10 -uitset deur 'n 1MΩ -weerstand (R4) na VDD2 (PIN11) opgetrek. Beide PIN10 en PIN12 word aangedryf deur die VDD2-spoor, wat op sy beurt 'n beperkte weerstand van 1 MΩ tot VDD het. R1 is 'n terugvoerweerstand om die omgekeerde stroombaan te bevoordeel, en R2 beperk die uitsetaandrywing. Deur die kristal en kapasitors by te voeg, word die Pierce -ossillatorbaan voltooi, soos getoon in figuur 3.

Stap 4: Resultate

VDD word aangedryf deur 'n CR2032 -litiummuntbattery wat gewoonlik 3,0 V lewer (3,3 V as dit vars is). Die uitsetgolfvorm bestaan uit afwisselende 10 ms pulse soos hieronder getoon in Figuur 4. Gemiddeld oor 'n minuut was die gemete stroomtrekking ongeveer 97 uA ingesluit die motoraandrywing. Sonder die motor was die huidige trekking 2,25 µA.

Afsluiting

Hierdie aansoeknota bied 'n demonstrasie van GreenPAK van 'n volledige oplossing vir die bestuur van 'n analoge klokstappermotor en kan die basis wees vir ander meer gespesialiseerde oplossings. Hierdie oplossing gebruik slegs 'n gedeelte van die GreenPAK -hulpbronne, wat die IC oopmaak vir addisionele funksies wat slegs aan u verbeelding oorgelaat word.