Motorstyring: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Et 6 -motorskontrolkort med LMD18200 -chips.

Trin 1: Krav

Bestem dine krav. LMD18200'erne kan skifte 3A ved 55 V. Projektet, min bacheloropgave, der brugte dette motorkontrolkort, omfattede 6 servomotorer, der kun krævede et par hundrede milliampere ved 12 V. Tesen var designet af et laboratorium planetarisk rover for at teste nye kontrolalgoritmer på MIT's Field and Space Robotics Laboratory.

Trin 2: Design kredsløbet

Motorstyring opnås gennem pulsbreddemodulation. Selvom PWM -forstærkere er lidt mere komplicerede i både hardware og kontrol, er de meget mere strømeffektive end lineære forstærkere. En PWM -forstærker fungerer ved meget hurtigt at skifte strøm eller spænding til en belastning mellem til- og frakoblingstilstande. Den effekt, der leveres til belastningen, bestemmes af koblingsbølgeformens driftscyklus. Forudsat at dynamikken i belastningen er langsommere end skiftefrekvensen, ser belastningen tidsgennemsnittet.

I dette design er koblingsfrekvensen cirka 87 kHz, som blev indstillet til motorerne på roveren. Driftscyklussen er spændingsstyret ved at indstille tærsklen for monostabile oscillatorer drevet af en astabel oscillator. En digital til analog omformer på roverens computer styrer tærskelspændingen og dermed forstærkernes driftscyklus. PWM -bølgeformerne genereres af syv timere (hver af de fire 556'er har to timere, og den ottende timer er ubrugt). Den første timer er indstillet til astabel svingning og skifter mellem en tændt og slukket tilstand ved 87 kHz. Dette 87 kHz urssignal føres ind i udløserne af de seks andre timere, som er indstillet til at fungere i monostabil tilstand. Når en monostabil timer modtager et trigger -signal, ændrer den tilstand fra off (0 volt) til on (5 volt) i et tidsrum, der er indstillet af indgangsspændingen. Den maksimale tid er cirka 75% perioden for det astable kloksignal, og minimumstiden er nul. Ved at variere indgangsspændingerne vil hver monostabil timer generere en firkantbølge på 87 kHz med driftscyklus mellem 0 og 75%. LMD18200 chips fungerer simpelthen som digitale switches styret af timers output og af bremse- og retning digitale input fra computeren.

Trin 3: Fremstil printkortet

Kortene blev fremstillet gennem en kemisk ætsningsproces. Ved hjælp af en standard laserprinter blev kredsløbssporet udskrevet på vandopløseligt papir. Toneren på dette papir blev overført ved opvarmning til et sammensat kobber- og isolerende materialetavle. Jeg brugte fikseringslinjen fra en demonteret laserprinter, men et strygejern kan også gøre tricket. Resterne af papiret blev derefter skyllet væk, og kun toneren efterlades i mønsteret af kredsløbssporet. Ferrichlorid ætsede det eksponerede kobber og fjernede det fra brættet. Den resterende toner blev skrubbet af med hånden ved hjælp af den grønne side af en svamp og efterlod kun kobberkredsløbssporene. Alternativt er der kits til rådighed, der gør denne proces ret let.

Trin 4: Lodning i komponenter

Lodde i alle komponenterne. Da det kun var et enkeltlagsbræt, var der brug for et par springtråde.