Cara Memprogram Decoder IR untuk Kawalan Motor AC Multi-kelajuan: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Motor arus ulang-alik fasa tunggal biasanya terdapat pada barang-barang isi rumah seperti kipas angin, dan kelajuannya dapat dikendalikan dengan mudah ketika menggunakan sebilangan belitan diskrit untuk kelajuan yang ditetapkan. Dalam Instructable ini kami membina pengawal digital yang membolehkan pengguna mengawal fungsi seperti kelajuan motor dan masa operasi. Instructable ini juga merangkumi rangkaian penerima inframerah yang menyokong protokol NEC, di mana motor dapat dikendalikan dari butang tekan atau dari isyarat yang diterima oleh pemancar inframerah.

Untuk melaksanakannya, GreenPAK ™ digunakan, SLG46620 berfungsi sebagai pengawal asas yang bertanggung jawab atas pelbagai fungsi ini: litar multiplex untuk mengaktifkan satu kelajuan (dari tiga kelajuan), pemasa undur 3-periode, dan penyahkod inframerah untuk menerima isyarat inframerah luaran, yang mengekstrak dan melaksanakan perintah yang diinginkan.

Sekiranya kita melihat fungsi litar, kita perhatikan beberapa fungsi diskrit yang digunakan secara serentak: MUXing, timing, dan IR decoding. Pengilang sering menggunakan banyak IC untuk membina litar elektronik kerana kekurangan penyelesaian unik yang tersedia dalam satu IC. Penggunaan IC GreenPAK membolehkan pengeluar menggunakan satu cip untuk memasukkan banyak fungsi yang diinginkan dan seterusnya mengurangkan kos sistem dan pengawasan pembuatan.

Sistem dengan semua fungsinya telah diuji untuk memastikan pengoperasian yang tepat. Litar akhir mungkin memerlukan pengubahsuaian khas atau elemen tambahan yang disesuaikan dengan motor yang dipilih.

Untuk memastikan sistem ini beroperasi secara nominal, kes ujian untuk input telah dihasilkan dengan bantuan emulator pereka GreenPAK. Emulasi mengesahkan kes ujian yang berbeza untuk output, dan fungsi penyahkod IR disahkan. Reka bentuk akhir juga diuji dengan motor sebenar untuk pengesahan.

Di bawah ini kami menerangkan langkah-langkah yang diperlukan untuk memahami bagaimana cip GreenPAK telah diprogramkan untuk membuat penyahkod IR untuk kawalan motor AC berkelajuan tinggi. Namun, jika anda hanya ingin mendapatkan hasil pengaturcaraan, muat turun perisian GreenPAK untuk melihat Fail Reka Bentuk GreenPAK yang sudah siap. Pasang GreenPAK Development Kitto komputer dan program hit anda untuk membuat IC khusus untuk penyahkod IR untuk kawalan motor AC berkelajuan tinggi.

Langkah 1: Motor Kipas AC 3-Kelajuan

Motor AC 3-kelajuan adalah motor fasa tunggal yang dikendalikan oleh arus bolak-balik. Mereka sering digunakan dalam pelbagai jenis mesin isi rumah seperti pelbagai jenis kipas (kipas dinding, kipas meja, kipas kotak). Berbanding dengan motor DC, mengawal kelajuan pada motor arus ulang-alik agak rumit kerana frekuensi arus yang dihantar mesti berubah untuk mengubah kelajuan motor. Peralatan seperti kipas dan mesin penyejuk biasanya tidak memerlukan butiran halus dalam kelajuan, tetapi memerlukan langkah diskrit seperti kelajuan rendah, sederhana, dan tinggi. Untuk aplikasi ini, motor kipas AC mempunyai sebilangan gegelung terbina dalam yang dirancang untuk beberapa kelajuan di mana perubahan dari satu kelajuan ke kelajuan lain dicapai dengan memberi tenaga pada gegelung kelajuan yang diinginkan.

Motor yang kami gunakan dalam projek ini adalah motor AC 3-kelajuan yang mempunyai 5 wayar: 3 wayar untuk kawalan kelajuan, 2 kabel untuk kuasa, dan kapasitor permulaan seperti yang digambarkan dalam Gambar 2 di bawah. Beberapa pengeluar menggunakan wayar berkod warna standard untuk pengenalan fungsi. Lembar data motor akan menunjukkan maklumat motor tertentu untuk pengenalan wayar.

Langkah 2: Analisis Projek

Dalam Instructable ini GreenPAK IC dikonfigurasi untuk menjalankan perintah yang diberikan, diterima dari sumber seperti pemancar IR atau butang luaran, untuk menunjukkan salah satu dari tiga perintah:

Hidup / Mati: sistem dihidupkan atau dimatikan dengan setiap tafsiran arahan ini. Keadaan Hidup / Mati akan diterbalikkan dengan setiap kelebihan arahan Hidup / Mati.

Pemasa: pemasa dikendalikan selama 30, 60, dan 120 minit. Pada nadi keempat pemasa dimatikan, dan tempoh pemasa kembali ke keadaan pemasaan asal.

Kelajuan: Mengawal kelajuan motor, berturut-turut mengulangi output yang diaktifkan dari wayar pemilihan kelajuan motor (1, 2, 3).

Langkah 3: Penyahkod IR

Litar penyahkod IR dibina untuk menerima isyarat dari pemancar IR luaran dan untuk mengaktifkan perintah yang diinginkan. Kami menggunakan protokol NEC kerana popularitinya di kalangan pengeluar. Protokol NEC menggunakan "jarak nadi" untuk mengekod setiap bit; setiap nadi mengambil masa 562.5 kita untuk dihantar menggunakan isyarat pembawa frekuensi 38 kHz. Penghantaran isyarat logik 1 memerlukan 2.25 ms manakala penghantaran isyarat logik 0 memerlukan 1.125 ms. Rajah 3 menggambarkan penghantaran kereta nadi mengikut protokol NEC. Ia terdiri daripada 9 ms AGC burst, kemudian ruang 4,5ms, kemudian alamat 8-bit, dan akhirnya perintah 8-bit. Perhatikan bahawa alamat dan arahan dihantar dua kali; kali kedua adalah pelengkap 1 (semua bit terbalik) sebagai keseimbangan untuk memastikan bahawa mesej yang diterima betul. LSB dihantar pertama dalam mesej.

Langkah 4: Reka Bentuk GreenPAK

Bit relevan mesej yang diterima diekstrak dalam beberapa tahap. Untuk memulakan, permulaan mesej ditentukan dari ledakan AGC 9ms menggunakan CNT2 dan LUT1 2-bit. Sekiranya ini dapat dikesan, ruang 4.5ms kemudian ditentukan melalui CNT6 dan 2L2. Sekiranya header betul, output DFF0 ditetapkan Tinggi untuk membolehkan penerimaan alamat. Blok CNT9, 3L0, 3L3 dan P DLY0 digunakan untuk mengekstrak denyutan jam dari mesej yang diterima. Nilai bit diambil pada tepi isyarat IR_CLK yang meningkat, 0.845ms dari tepi yang meningkat dari IR_IN.

Alamat yang ditafsirkan kemudian dibandingkan dengan alamat yang disimpan di dalam PGEN menggunakan 2LUT0. 2LUT0 adalah gerbang XOR, dan PGEN menyimpan alamat terbalik. Setiap bit PGEN secara berurutan dibandingkan dengan isyarat masuk, dan hasil perbandingan masing-masing disimpan dalam DFF2 bersama dengan kelebihan IR-CLK yang meningkat.

Sekiranya terdapat kesalahan yang terdeteksi di alamat, output kait LUT5 SR 3-bit diubah menjadi Tinggi dengan tujuan untuk mencegah membandingkan sisa pesan (perintah). Sekiranya alamat yang diterima sepadan dengan alamat yang tersimpan di PGEN, separuh kedua mesej (perintah & arahan terbalik) diarahkan ke SPI sehingga perintah yang diinginkan dapat dibaca dan dilaksanakan. CNT5 dan DFF5 digunakan untuk menentukan akhir alamat dan permulaan perintah di mana ‘Data kaunter’ CNT5 sama dengan 18: 16 denyutan untuk alamat sebagai tambahan kepada dua denyutan pertama (9ms, 4,5ms).

Sekiranya alamat penuh, termasuk header, telah diterima dengan betul dan disimpan di IC (dalam PGEN), output 3L3 ATAU Gerbang memberikan isyarat Low ke pin nCSB SPI untuk diaktifkan. Oleh itu, SPI mula menerima arahan.

SLG46620 IC mempunyai 4 register dalaman dengan panjang 8-bit dan dengan demikian adalah mungkin untuk menyimpan empat perintah yang berbeza. DCMP1 digunakan untuk membandingkan perintah yang diterima dengan register dalaman dan pembilang binari 2-bit dirancang yang output A1A0 disambungkan ke MTRX SEL # 0 dan # 1 DCMP1 untuk membandingkan perintah yang diterima dengan semua register berturut-turut dan berterusan.

Decoder dengan selak dibina menggunakan DFF6, DFF7, DFF8 dan 2L5, 2L6, 2L7. Reka bentuknya beroperasi seperti berikut; jika A1A0 = 00 output SPI dibandingkan dengan register 3. Sekiranya kedua-dua nilai sama, DCMP1 memberikan isyarat Tinggi pada output EQnya. Oleh kerana A1A0 = 00, ini mengaktifkan 2L5, dan DFF6 seterusnya menghasilkan isyarat Tinggi yang menunjukkan bahawa isyarat Hidup / Mati telah diterima. Begitu juga, untuk isyarat kawalan yang lain, CNT7 dan CNT8 dikonfigurasikan sebagai 'Both Edge Delay' untuk menghasilkan kelewatan masa dan membolehkan DCMP1 mengubah keadaan outputnya sebelum nilai output dipegang oleh DFF.

Nilai perintah On / Off disimpan di register 3, perintah timer di register 2, dan perintah speed di register 1.

Langkah 5: Kelajuan MUX

Untuk menukar kelajuan, pembilang binari 2-bit dibina yang nadi inputnya diterima oleh butang luaran yang disambungkan ke Pin4 atau dari isyarat kelajuan IR melalui P10 dari pembanding perintah. Dalam keadaan awal Q1Q0 = 11, dan dengan menggunakan nadi pada input pembilang dari 3bit LUT6, Q1Q0 berturut-turut menjadi 10, 01, dan kemudian keadaan 00. 3-bit LUT7 digunakan untuk melewati keadaan 00, memandangkan hanya tiga kelajuan yang tersedia di motor yang dipilih. Isyarat Hidup / Mati mestilah Tinggi untuk mengaktifkan proses kawalan. Akibatnya, jika isyarat Hidup / Mati rendah, output yang diaktifkan dinonaktifkan dan motor dimatikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.

Langkah 6: Pemasa

Pemasa 3 tempoh (30 min, 60 min, 120 min) dilaksanakan. Untuk membuat struktur kawalan, pembilang binari 2-bit menerima denyutan dari Butang Pemasa luaran yang disambungkan ke Pin13 dan dari isyarat Pemasa IR. Pembilang menggunakan Pipe Delay1, di mana Out0 PD num sama dengan 1 dan Out1 PD num sama dengan 2 dengan memilih polariti terbalik untuk Out1. Dalam keadaan awal Out1, Out0 = 10, Pemasa dilumpuhkan. Setelah itu, dengan menggunakan nadi pada input CK untuk Pipe Delay1, keadaan output berubah menjadi 11, 01, 00 berturut-turut, membalikkan CNT / DLY ke setiap keadaan yang diaktifkan. CNT0, CNT3, CNT4 dikonfigurasi untuk beroperasi sebagai 'Rising Edge Delays' yang inputnya berasal dari output CNT1, yang dikonfigurasi untuk memberikan denyut nadi setiap 10 saat.

Untuk mempunyai kelewatan masa 30 minit:

30 x 60 = 1800 saat ÷ selang 10 saat = 180 bit

Oleh itu, Data Pembilang untuk CNT4 adalah 180, CNT3 adalah 360, dan CNT0 adalah 720. Setelah kelewatan masa selesai, nadi Tinggi dihantar melalui 3L14 hingga 3L11 menyebabkan sistem mati. Pemasa ditetapkan semula jika sistem dimatikan oleh butang luaran yang disambungkan ke Pin12 atau dengan isyarat IR_ON / OFF.

* Anda boleh menggunakan geganti triac atau keadaan pepejal dan bukannya geganti elektromekanik jika anda ingin menggunakan suis elektronik.

* Alat pendengar perkakasan (kapasitor, perintang) digunakan untuk menekan butang.

Langkah 7: Hasil

Sebagai langkah pertama dalam penilaian reka bentuk, GreenPAK Software Simulator telah digunakan. Butang maya dibuat pada input dan LED luaran yang bertentangan dengan output pada papan pengembangan dipantau. Alat Signal Wizard digunakan untuk menghasilkan isyarat yang serupa dengan NEC Format demi debugging.

Satu isyarat dengan corak 0x00FF5FA0 dihasilkan, di mana 0x00FF adalah alamat yang sesuai dengan alamat terbalik yang disimpan di PGEN, dan 0x5FA0 adalah perintah yang sesuai dengan perintah terbalik dalam daftar DCMP 3 untuk mengawal fungsi On / Off. Sistem dalam keadaan awal berada dalam keadaan MATI, tetapi setelah isyarat diterapkan, kita perhatikan sistemnya AKTIF. Sekiranya satu bit telah diubah pada alamat dan isyarat itu digunakan semula, kami perhatikan tidak ada yang berlaku (alamat tidak sesuai).

Gambar 11 menunjukkan papan setelah memulakan Signal Wizard untuk satu kali (dengan perintah On / Off yang sah).

Kesimpulannya

Instructable ini berpusat pada konfigurasi IC GreenPAK yang dirancang untuk mengawal Motor AC 3-kelajuan. Ini menggabungkan sejumlah fungsi seperti kecepatan berbasikal, menghasilkan pemasa 3-masa, dan membina penyahkod IR yang sesuai dengan protokol NEC. GreenPAK telah menunjukkan keberkesanan dalam mengintegrasikan beberapa fungsi, semuanya dalam penyelesaian kos rendah dan IC kawasan kecil.