मल्टी-स्पीड एसी मोटर कंट्रोल के लिए आईआर डिकोडर कैसे प्रोग्राम करें: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

सिंगल-फेज अल्टरनेटिंग करंट मोटर्स आमतौर पर घरेलू सामानों जैसे कि पंखे में पाए जाते हैं, और सेट गति के लिए कई असतत वाइंडिंग का उपयोग करते समय उनकी गति को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है। इस निर्देशयोग्य में हम एक डिजिटल नियंत्रक का निर्माण करते हैं जो उपयोगकर्ताओं को मोटर गति और परिचालन समय जैसे कार्यों को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। इस निर्देशयोग्य में एक इन्फ्रारेड रिसीवर सर्किट भी शामिल है जो एनईसी प्रोटोकॉल का समर्थन करता है, जहां एक मोटर को पुश बटन से या इन्फ्रारेड ट्रांसमीटर द्वारा प्राप्त सिग्नल से नियंत्रित किया जा सकता है।

इसे करने के लिए, एक ग्रीनपैक™ का उपयोग किया जाता है, एसएलजी४६६२० इन विविध कार्यों के प्रभारी एक बुनियादी नियंत्रक के रूप में कार्य करता है: एक गति को सक्रिय करने के लिए एक मल्टीप्लेक्स सर्किट (तीन गति में से), ३-अवधि की उलटी गिनती टाइमर, और प्राप्त करने के लिए एक इन्फ्रारेड डिकोडर एक बाहरी इन्फ्रारेड सिग्नल, जो वांछित कमांड को निकालता है और निष्पादित करता है।

यदि हम सर्किट के कार्यों को देखते हैं, तो हम एक साथ नियोजित कई अलग-अलग कार्यों को नोट करते हैं: एमयूएक्सिंग, टाइमिंग और आईआर डिकोडिंग। एकल आईसी के भीतर उपलब्ध अद्वितीय समाधान की कमी के कारण निर्माता अक्सर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के निर्माण के लिए कई आईसी का उपयोग करते हैं। ग्रीनपैक आईसी का उपयोग निर्माताओं को कई वांछित कार्यों को शामिल करने के लिए एकल चिप को नियोजित करने में सक्षम बनाता है और इसके परिणामस्वरूप सिस्टम लागत और विनिर्माण की निगरानी को कम करता है।

अपने सभी कार्यों के साथ प्रणाली का उचित संचालन सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण किया गया है। अंतिम सर्किट को विशेष संशोधनों या चुने हुए मोटर के अनुरूप अतिरिक्त तत्वों की आवश्यकता हो सकती है।

यह जांचने के लिए कि सिस्टम नाममात्र का काम कर रहा है, ग्रीनपैक डिजाइनर एमुलेटर की मदद से इनपुट के लिए टेस्ट केस तैयार किए गए हैं। इम्यूलेशन आउटपुट के लिए विभिन्न परीक्षण मामलों की पुष्टि करता है, और आईआर डिकोडर की कार्यक्षमता की पुष्टि की जाती है। पुष्टि के लिए वास्तविक मोटर के साथ अंतिम डिजाइन का भी परीक्षण किया जाता है।

नीचे हमने आवश्यक चरणों का वर्णन किया है, यह समझने के लिए कि मल्टी-स्पीड एसी मोटर नियंत्रण के लिए आईआर डिकोडर बनाने के लिए ग्रीनपैक चिप को कैसे प्रोग्राम किया गया है। हालाँकि, यदि आप केवल प्रोग्रामिंग का परिणाम प्राप्त करना चाहते हैं, तो पहले से पूर्ण की गई ग्रीनपैक डिज़ाइन फ़ाइल को देखने के लिए ग्रीनपैक सॉफ़्टवेयर डाउनलोड करें। मल्टी-स्पीड एसी मोटर नियंत्रण के लिए आईआर डिकोडर के लिए कस्टम आईसी बनाने के लिए ग्रीनपैक डेवलपमेंट किट को अपने कंप्यूटर और हिट प्रोग्राम में प्लग करें।

चरण 1: 3-स्पीड एसी फैन मोटर

3-स्पीड एसी मोटर्स सिंगल-फेज मोटर्स हैं जो एक प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित होती हैं। वे अक्सर विभिन्न प्रकार की घरेलू मशीनों में उपयोग किए जाते हैं जैसे कि विभिन्न प्रकार के पंखे (दीवार का पंखा, टेबल पंखा, बॉक्स पंखा)। एक डीसी मोटर की तुलना में, एक प्रत्यावर्ती धारा मोटर में गति को नियंत्रित करना अपेक्षाकृत जटिल है क्योंकि मोटर की गति को बदलने के लिए वितरित धारा की आवृत्ति को बदलना होगा। पंखे और रेफ्रिजरेशन मशीन जैसे उपकरणों को आमतौर पर गति में बारीक ग्रैन्युलैरिटी की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन कम, मध्यम और उच्च गति जैसे असतत चरणों की आवश्यकता होती है। इन अनुप्रयोगों के लिए, एसी फैन मोटर्स में कई गति के लिए डिज़ाइन किए गए कई अंतर्निर्मित कॉइल होते हैं जहां वांछित गति के कॉइल को सक्रिय करके एक गति से दूसरी गति में परिवर्तन किया जाता है।

इस परियोजना में हम जिस मोटर का उपयोग करते हैं वह एक 3-स्पीड एसी मोटर है जिसमें 5 तार होते हैं: गति नियंत्रण के लिए 3 तार, बिजली के लिए 2 तार, और एक प्रारंभ संधारित्र जैसा कि नीचे चित्र 2 में दिखाया गया है। कुछ निर्माता फ़ंक्शन पहचान के लिए मानक रंग कोडित तारों का उपयोग करते हैं। एक मोटर की डेटाशीट तार की पहचान के लिए विशेष मोटर की जानकारी दिखाएगी।

चरण 2: परियोजना विश्लेषण

इस निर्देशयोग्य में एक ग्रीनपैक आईसी को किसी दिए गए कमांड को निष्पादित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, जो एक स्रोत से प्राप्त होता है जैसे कि आईआर ट्रांसमीटर या बाहरी बटन, तीन आदेशों में से एक को इंगित करने के लिए:

चालू/बंद: इस आदेश की प्रत्येक व्याख्या के साथ सिस्टम चालू या बंद होता है। चालू/बंद आदेश के प्रत्येक बढ़ते किनारे के साथ चालू/बंद की स्थिति उलट दी जाएगी।

टाइमर: टाइमर 30, 60 और 120 मिनट के लिए संचालित होता है। चौथी पल्स पर टाइमर बंद कर दिया जाता है, और टाइमर की अवधि मूल समय की स्थिति में वापस आ जाती है।

गति: मोटर की गति-चयन तारों (1, 2, 3) से सक्रिय आउटपुट को क्रमिक रूप से पुनरावृत्त करते हुए, मोटर की गति को नियंत्रित करता है।

चरण 3: आईआर डिकोडर

बाहरी आईआर ट्रांसमीटर से सिग्नल प्राप्त करने और वांछित कमांड को सक्रिय करने के लिए एक आईआर डिकोडर सर्किट बनाया गया है। निर्माताओं के बीच इसकी लोकप्रियता के कारण हमने एनईसी प्रोटोकॉल को अपनाया। एनईसी प्रोटोकॉल हर बिट को एनकोड करने के लिए "पल्स डिस्टेंस" का उपयोग करता है; 38 kHz फ़्रीक्वेंसी कैरियर के सिग्नल का उपयोग करके प्रत्येक पल्स 562.5 हमें प्रेषित करता है। लॉजिक 1 सिग्नल के ट्रांसमिशन के लिए 2.25 ms की आवश्यकता होती है जबकि लॉजिक 0 सिग्नल के ट्रांसमिशन में 1.125 ms लगते हैं। चित्रा 3 एनईसी प्रोटोकॉल के अनुसार पल्स ट्रेन ट्रांसमिशन को दिखाता है। इसमें 9 ms AGC बर्स्ट, फिर 4.5ms स्पेस, फिर 8-बिट एड्रेस और अंत में 8-बिट कमांड होता है। ध्यान दें कि पता और आदेश दो बार प्रेषित होते हैं; दूसरी बार 1 का पूरक है (सभी बिट्स उल्टे हैं) समता के रूप में यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्राप्त संदेश सही है। एलएसबी संदेश में सबसे पहले प्रेषित होता है।

चरण 4: ग्रीनपैक डिजाइन

प्राप्त संदेश के प्रासंगिक बिट्स कई चरणों में निकाले जाते हैं। शुरू करने के लिए, संदेश की शुरुआत 9ms AGC बर्स्ट से CNT2 और 2-बिट LUT1 का उपयोग करके निर्दिष्ट की जाती है। यदि यह पता चला है, तो 4.5ms स्पेस को CNT6 और 2L2 के माध्यम से निर्दिष्ट किया जाता है। यदि शीर्षलेख सही है तो पते की प्राप्ति की अनुमति देने के लिए DFF0 आउटपुट उच्च सेट किया गया है। प्राप्त संदेश से घड़ी की दालों को निकालने के लिए ब्लॉक CNT9, 3L0, 3L3 और P DLY0 का उपयोग किया जाता है। बिट मान IR_CLK सिग्नल के बढ़ते किनारे पर लिया जाता है, IR_IN से बढ़ते किनारे से 0.845ms।

व्याख्या किए गए पते की तुलना 2LUT0 का उपयोग करके PGEN के भीतर संग्रहीत पते से की जाती है। 2LUT0 एक XOR गेट है, और PGEN उल्टे पते को संग्रहीत करता है। PGEN के प्रत्येक बिट को आने वाले सिग्नल की तुलना में क्रमिक रूप से किया जाता है, और प्रत्येक तुलना का परिणाम IR-CLK के बढ़ते किनारे के साथ DFF2 में संग्रहीत किया जाता है।

यदि पते में किसी त्रुटि का पता चला है, तो शेष संदेश (कमांड) की तुलना करने से रोकने के उद्देश्य से 3-बिट LUT5 SR लैच आउटपुट को उच्च में बदल दिया जाता है। यदि प्राप्त पता PGEN में संग्रहीत पते से मेल खाता है, तो संदेश का दूसरा भाग (कमांड और इनवर्टेड कमांड) SPI को निर्देशित किया जाता है ताकि वांछित कमांड को पढ़ा और निष्पादित किया जा सके। CNT5 और DFF5 का उपयोग पते के अंत और कमांड की शुरुआत को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है जहां CNT5 का 'काउंटर डेटा' पहले दो दालों (9ms, 4.5ms) के अलावा पते के लिए 18:16 दालों के बराबर होता है।

इस घटना में कि हेडर सहित पूरा पता, सही ढंग से प्राप्त किया गया है और आईसी (पीजीईएन में) में संग्रहीत किया गया है, 3L3 OR गेट आउटपुट SPI के nCSB पिन को सक्रिय करने के लिए संकेत देता है। एसपीआई फलस्वरूप कमांड प्राप्त करना शुरू कर देता है।

SLG46620 IC में 8-बिट लंबाई के 4 आंतरिक रजिस्टर हैं और इस प्रकार चार अलग-अलग कमांड को स्टोर करना संभव है। DCMP1 का उपयोग प्राप्त कमांड की आंतरिक रजिस्टरों से तुलना करने के लिए किया जाता है और एक 2-बिट बाइनरी काउंटर डिज़ाइन किया गया है जिसका A1A0 आउटपुट MTRX SEL # 0 और DCMP1 के # 1 से जुड़ा हुआ है ताकि प्राप्त कमांड को सभी रजिस्टरों से क्रमिक रूप से और लगातार तुलना किया जा सके।.

DFF6, DFF7, DFF8 और 2L5, 2L6, 2L7 का उपयोग करके कुंडी के साथ एक डिकोडर का निर्माण किया गया था। डिजाइन निम्नानुसार संचालित होता है; यदि A1A0 = 00 SPI आउटपुट की तुलना रजिस्टर 3 से की जाती है। यदि दोनों मान समान हैं, तो DCMP1 अपने EQ आउटपुट पर एक उच्च संकेत देता है। A1A0 = 00 के बाद से, यह 2L5 को सक्रिय करता है, और DFF6 परिणामस्वरूप एक उच्च सिग्नल आउटपुट करता है जो दर्शाता है कि सिग्नल ऑन / ऑफ प्राप्त हुआ है। इसी तरह, शेष नियंत्रण संकेतों के लिए, CNT7 और CNT8 को समय की देरी उत्पन्न करने के लिए 'दोनों किनारे विलंब' के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है और DCMP1 को आउटपुट के मूल्य को DFFs द्वारा आयोजित किए जाने से पहले अपने आउटपुट की स्थिति को बदलने की अनुमति देता है।

ऑन/ऑफ कमांड का मान रजिस्टर 3 में, टाइमर कमांड को रजिस्टर 2 में और स्पीड कमांड को रजिस्टर 1 में स्टोर किया जाता है।

चरण 5: स्पीड MUX

गति स्विच करने के लिए, एक 2-बिट बाइनरी काउंटर बनाया गया था जिसका इनपुट पल्स बाहरी बटन द्वारा प्राप्त किया जाता है जो पिन 4 से जुड़ा होता है या कमांड तुलनित्र से पी 10 के माध्यम से आईआर स्पीड सिग्नल से होता है। प्रारंभिक अवस्था Q1Q0 =11 में, और 3bit LUT6 से काउंटर के इनपुट पर एक पल्स लगाने से, Q1Q0 क्रमिक रूप से 10, 01 और फिर 00 स्थिति बन जाती है। 3-बिट LUT7 का उपयोग 00 राज्य को छोड़ने के लिए किया गया था, यह देखते हुए कि चयनित मोटर में केवल तीन गति उपलब्ध हैं। नियंत्रण प्रक्रिया को सक्रिय करने के लिए ऑन/ऑफ सिग्नल उच्च होना चाहिए। नतीजतन, यदि ऑन/ऑफ सिग्नल कम है, तो सक्रिय आउटपुट अक्षम हो जाता है और मोटर बंद हो जाता है जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है।

चरण 6: टाइमर

एक 3-अवधि का टाइमर (30 मिनट, 60 मिनट, 120 मिनट) लागू किया गया है। नियंत्रण संरचना बनाने के लिए 2-बिट बाइनरी काउंटर पिन 13 से जुड़े बाहरी टाइमर बटन और आईआर टाइमर सिग्नल से दालों को प्राप्त करता है। काउंटर पाइप विलंब 1 का उपयोग करता है, जहां आउट0 पीडी संख्या 1 के बराबर होती है और आउट1 पीडी संख्या 2 के बराबर होती है। प्रारंभिक अवस्था में Out1, Out0 = 10, टाइमर अक्षम है। उसके बाद, पाइप विलंब 1 के लिए इनपुट CK पर एक पल्स लगाने से, आउटपुट स्थिति क्रमशः 11, 01, 00 में बदल जाती है, CNT/DLY को प्रत्येक सक्रिय अवस्था में बदल देती है। CNT0, CNT3, CNT4 को 'राइजिंग एज डिले' के रूप में संचालित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया था, जिसका इनपुट CNT1 के आउटपुट से उत्पन्न होता है, जिसे हर 10 सेकंड में एक पल्स देने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है।

30 मिनट की देरी के लिए:

३० x ६० = १८०० सेकंड ÷ १०सेकंड अंतराल = १८० बिट

इसलिए, CNT4 के लिए काउंटर डेटा 180 है, CNT3 360 है, और CNT0 720 है। एक बार समय विलंब समाप्त हो जाने के बाद, एक उच्च पल्स 3L14 से 3L11 के माध्यम से प्रेषित होता है, जिससे सिस्टम बंद हो जाता है। यदि पिन12 से जुड़े बाहरी बटन या IR_ON/OFF सिग्नल द्वारा सिस्टम को बंद कर दिया जाता है, तो टाइमर रीसेट हो जाते हैं।

*यदि आप इलेक्ट्रॉनिक स्विच का उपयोग करना चाहते हैं तो आप इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले के बजाय ट्राइक या सॉलिड स्टेट रिले का उपयोग कर सकते हैं।

* पुश बटन के लिए एक हार्डवेयर डिबांसर (संधारित्र, रोकनेवाला) का उपयोग किया गया था।

चरण 7: परिणाम

डिजाइन के मूल्यांकन में पहले चरण के रूप में, ग्रीनपैक सॉफ्टवेयर सिम्युलेटर का उपयोग किया गया था। इनपुट पर वर्चुअल बटन बनाए गए थे और विकास बोर्ड पर आउटपुट के विपरीत बाहरी एल ई डी की निगरानी की गई थी। सिग्नल विजार्ड टूल का उपयोग डिबगिंग के लिए एनईसी प्रारूप के समान सिग्नल उत्पन्न करने के लिए किया गया था।

पैटर्न 0x00FF5FA0 के साथ एक संकेत उत्पन्न किया गया था, जहां 0x00FF PGEN में संग्रहीत उल्टे पते के अनुरूप पता है, और 0x5FA0 DCMP रजिस्टर 3 में इनवर्टेड कमांड के अनुरूप ऑन / ऑफ कार्यक्षमता को नियंत्रित करने के लिए कमांड है। प्रारंभिक अवस्था में सिस्टम बंद स्थिति में है, लेकिन सिग्नल लागू होने के बाद, हम ध्यान दें कि सिस्टम चालू हो जाता है। यदि पते में एक बिट को बदल दिया गया है और सिग्नल को फिर से लागू किया गया है, तो हम ध्यान दें कि कुछ नहीं होता (असंगत पता)।

चित्र 11 सिग्नल विजार्ड को एक बार (वैध ऑन/ऑफ कमांड के साथ) शुरू करने के बाद बोर्ड को प्रस्तुत करता है।

निष्कर्ष

3-स्पीड एसी मोटर को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए ग्रीनपैक आईसी के कॉन्फ़िगरेशन पर यह निर्देश योग्य केंद्र। इसमें साइकिल चलाने की गति, 3-अवधि का टाइमर बनाने और NEC प्रोटोकॉल के साथ संगत IR डिकोडर बनाने जैसे कई कार्य शामिल हैं। ग्रीनपैक ने कम लागत और छोटे क्षेत्र के आईसी समाधान में कई कार्यों को एकीकृत करने में प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया है।