PIC-контроллер управляет электродвигателем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

В этой подборке рассказывается о двух конструкциях на PIC-контроллере, описанных на веб-сайте японского радиолюбителя Seiichi Inoue. Первая из них предназначена для управления частотой вращения электродвигателя постоянного тока, вторая - шагового электродвигателя.

Принципиальная схема регулятора частоты вращения вала электродвигателя постоянного тока показана на рис. 1 (подробное описание на английском языке можно найти по адресу <hobby-elec.org/e_pic6_9.htm>).

Устройство выполнено на микроконтроллере (МК) PIC16F873. Его тактовую частоту (10 МГц) задает кварцевый резонатор ZQ1. Питание на основной электродвигатель М1 подается через мощный полевой транзистор VT2, на затвор которого через согласующий каскад на транзисторе VT1 поступают прямоугольные импульсы с выхода ССР1 микроконтроллера. Частота импульсов постоянна, а скважность можно изменять, регулируя, таким образом, частоту вращения ротора двигателя.

Вал электродвигателя М1 механически (через зубчатую двухступенчатую передачу 1:1) связан со вторым электродвигателем, который используется в качестве генератора. Вырабатываемое им напряжение через диодный мост VD1 и делитель напряжения R1 - R3 поступает на вход AN0 аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав МК. Стабилитрон VD2 с напряжением стабилизации 5 В защищает этот вход от повреждения, конденсатор С5 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.

Требуемую частоту вращения устанавливают переменным резистором R2 с функциональной характеристикой А.

Рост напряжения, поступающего на вход AN0, свидетельствует о том, что частота вращения вала двигателя увеличивается. В ответ на это МК уменьшает длительность импульсов на выходе ССР1, и частота вращения возвращается к прежнему значению. При уменьшении напряжения, вырабатываемого двигателем-генератором, длительность импульсов возрастает и частота вращения повышается.

Линейка светодиодов HL1 - HL8 позволяет визуально контролировать частоту вращения вала двигателя: число светящихся светодиодов растет с ее увеличением.

Питается устройство стабилизированным напряжением 5 В, снимаемым с выхода интегрального стабилизатора DA1. На двигатель М1 поступает нестабилизированное напряжение от отдельного источника.

Регулятор собран на макетной плате размерами 70x45 мм.

Устройства управления шаговым двигателем обычно содержат сдвиговые регистры, формирующие необходимую последовательность импульсов, поступающих на обмотки. Предлагаемое устройство на PIC-контроллере позволяет также изменять направление и регулировать частоту вращения ротора. Описание конструкции, чертеж монтажной платы и комментированные исходные коды программы микроконтроллера размещены по адресу <hobby-elec.org/e_step.htm>.

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 2.

Основной служит МК PIC16F84A. Тактовую частоту (4 МГц) задает кварцевый резонатор ZQ1. На элементах R8-R10, С6 и транзисторе VT5 собран генератор, частоту которого можно плавно изменять переменным резистором R9 с функциональной характеристикой А. Напряжение с конденсатора С6 поступает на вход RB5 МК DD1. После того как оно превысит пороговое, на выходе RB7 появляется напряжение высокого уровня. Открывшийся транзистор VT5 разряжает конденсатор, после чего цикл повторяется.

При перемещении движка резистора R9 из одного крайнего положения в другое частота вращения двигателя М1 изменяется от 27 до 128 мин-1. Следует учесть, что при увеличении частоты вращения снижается момент на валу двигателя. Устройство не имеет обратной связи, поэтому частота вращения зависит как от сопротивления введенной части резистора R9, так и от нагрузки на валу.

Выходы RA0 - RA3 МК через ключи, выполненные на составных транзисторах VT1 - VT4, коммутируют напряжения на обмотках шагового двигателя. Диоды VD1 - VD4 защищают транзисторы от пробоя импульсами напряжения, возникающими в момент их закрывания.

К первым трем разрядам порта RB (RB0 - RB2) МК подключены кнопки SB1 - SB3, с помощью которых изменяют направление вращения вала двигателя и останавливают его.

Все детали (за исключением двигателя и переменного резистора) смонтированы на макетной плате размерами 70x45 мм. Внешний вид устройства показан на рис. 3.

Стабилизаторы 78L05 и 7805 заменимы отечественными КР142ЕН5А (В), транзистор 2SC1815 - любым из серии КТ3102, стабилитрон RD-5A - отечественным КС147А. Транзисторы VT1-VT4 (см. рис. 2) должны выдерживать ток обмоток двигатели и иметь коэффициент передачи тока базы около 4000. Выпрямительный мост VD1 (см. рис. 1) - КЦ407А или собранный из маломощных кремниевых диодов. Светодиоды HL1 - HL8 - любые из серии АЛ307.

Исходные тексты программ

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Лазер может подглядывать в замочную скважину 14.09.2021 Способность "заглядывать" внутрь закрытых помещений в течение долгого времени относилась к разряду научной фантастики и всяких "супергеройских" умений. Однако, исследователи из лаборатории Computational Imaging Lab Стэнфордского университета, взяв за основу технологию NLOS (non-line-of-sight imaging), добились того, что единственный луч лазерного света, проникающий в замкнутое помещение, скажем так, через замочную скважину, позволят увидеть все физические объекты, находящиеся в этом помещении. Технология съемки NLOS является уже достаточно давно известной технологией. На основе этого метода уже были созданы "умные" камеры, способные заглядывать за углы и производить съемку предметов, скрытых какими-либо препятствиями. Однако, большинство предыдущих реализаций технологии NLOS-съемки позволяли увидеть достаточно крупные объекты и ровные поверхности, стен в помещении, к примеру. Технология NLOS является очень перспективной технологией для целого ряда областей. Самоуправляемые автомобили-роботы, к примеру, при помощи такой технологии могут "заглянуть" за углы и распознать потенциальную опасность прежде, чем ее сможет увидеть обычная камера или человек-водитель. Технология работает следующим образом - лазер излучает серию коротких импульсов определенной длительности, идущих через определенный интервал времени. Свет лазера многократно отражается от поверхностей предметов, в том числе и от скрытых препятствиями, какая-то его часть возвращается назад и улавливается датчиками камеры. Информация о том, сколько времени прошло между подачей начального импульса и регистрацией сигнала отраженного света, обрабатывается при помощи сложных математических алгоритмов, которые воссоздают изображения предметов, не попадающих в поле прямого зрения камеры. Конечные изображения не могут похвастаться высоким качеством и разрешающей способностью, но человек достаточно легко распознает предметы на этих изображениях. Однако, у существующих реализаций NLOS-технологии имеется ряд серьезных ограничений, качество ее работы очень сильно зависит от площади и отражающей способности поверхности скрытых предметов. Это, и некоторые другие ограничения, делали попытки съемки извне находящегося внутри замкнутого помещения практически невозможным делом до последнего времени. Метод съемки "через замочную скважину", разработанный в Стэнфорде, получил такое название из-за того, что для его работы необходимо лишь крошечное отверстие, через которое луч лазера может осветить маленькое пятно на противоположной поверхности. Огромное количество фотонов многократно отражается от поверхностей стен и предметов в помещении, но лишь небольшому количеству фотонов удается вернуться назад и попасть на поверхность лавинного фотодетектора, способного регистрировать и измерять время прибытия даже единичных фотонов.

Другие интересные новости:

▪ Энергия падающей капли воды

▪ Крошечные устройства доставят лекарство в организм человека

▪ Пугало может бегать и плавать

▪ В каменноугольном периоде дышалось легче

▪ Intel покажет новый Tablet PC

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрик в доме. Подборка статей

▪ статья Кино- и видеосъемка: как добиться точной передачи цвета. Искусство видео

▪ статья Что показывает индекс Доу-Джонса? Подробный ответ

▪ статья Калган лекарственный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автомат плавного включения ламп накаливания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нагреваем иголку. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025