Pemacu Motor Jam Analog: 4 Langkah

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

Walaupun dalam dunia digital, jam analog klasik mempunyai gaya abadi yang sentiasa ada. Kita boleh menggunakan GreenPAK ™ CMIC dual-rail untuk melaksanakan semua fungsi elektronik aktif yang diperlukan dalam jam analog, termasuk pemacu motor dan pengayun kristal. GreenPAK adalah peranti kecil kos rendah yang sesuai dengan jam tangan pintar. Sebagai demonstrasi yang mudah dibina, saya memperoleh jam dinding yang murah, mengeluarkan papan yang ada, dan mengganti semua elektronik yang aktif dengan satu peranti GreenPAK.

Anda boleh melalui semua langkah untuk memahami bagaimana cip GreenPAK telah diprogramkan untuk mengawal Pemacu Motor Jam Analog. Walau bagaimanapun, jika anda hanya ingin membuat Pemacu Motor Jam Analog dengan mudah tanpa perlu melalui semua litar dalaman, muat turun perisian GreenPAK untuk melihat Fail Reka Bentuk Pemacu Motor Analog Jam yang sudah siap. Pasang Kit Pembangunan GreenPAK ke komputer anda dan tekan "program" untuk membuat IC khusus untuk mengawal Pemacu Motor Jam Analog anda. Langkah seterusnya akan membincangkan logik yang terdapat di dalam fail reka bentuk Analog Clock Motor Driver GreenPAK bagi mereka yang berminat untuk memahami bagaimana rangkaian berfungsi.

Langkah 1: Latar Belakang: Motor Stepper Jenis Lavet

Jam analog biasa menggunakan motor stepper jenis Lavet untuk memutar roda gigi mekanisme jam. Ini adalah motor fasa tunggal yang terdiri daripada stator rata (bahagian pegun motor) dengan gegelung induktif yang melilit lengan. Di antara lengan stator terdapat rotor (bahagian motor yang bergerak) yang terdiri daripada magnet tetap bulat dengan gear pinion yang terpasang di bahagian atasnya. Gear pinion digabungkan dengan gear lain menggerakkan tangan jam. Motor berfungsi dengan menukar polaritas arus di gegelung stator dengan jeda antara perubahan kekutuban. Semasa denyutan semasa, daya tarikan yang dihasilkan menarik motor untuk menyelaraskan kutub pemutar dan stator. Semasa arus mati, motor ditarik ke salah satu daripada dua kedudukan lain dengan kekuatan yang enggan. Kedudukan rehat keengganan ini direkayasa oleh reka bentuk ketidakseragaman (takik) di perumahan motor logam sehingga motor berputar ke satu arah (lihat Gambar 1).

Langkah 2: Pemandu Motor

Reka bentuk yang dilampirkan menggunakan SLG46121V untuk menghasilkan bentuk gelombang semasa yang diperlukan melalui gegelung stator. Output push-pull 2x yang terpisah pada IC (berlabel M1 dan M2) menyambung ke setiap hujung gegelung, dan menggerakkan nadi bergantian. Anda perlu menggunakan output push-pull agar peranti ini dapat beroperasi dengan betul. Bentuk gelombang terdiri daripada nadi 10 ms setiap saat, bergantian antara M1 dan M2 dengan setiap nadi. Denyutan dibuat hanya dengan beberapa blok yang digerakkan dari rangkaian pengayun kristal 32.768 kHz sederhana. Blok OSC dengan senang dibina mempunyai pembahagi untuk membantu membahagi jam 32.768 kHz. CNT1 mengeluarkan denyutan jam setiap saat. Nadi ini mencetuskan litar satu pukulan 10 ms. Dua LUT (berlabel 1 dan 2) menurunkan pulsa 10 ms ke pin output. Denyutan diteruskan ke M1 apabila output DFF5 tinggi, M2 ketika rendah.

Langkah 3: Pengayun Kristal

Pengayun kristal 32.768 kHz hanya menggunakan blok dua pin pada cip. PIN12 (OSC_IN) ditetapkan sebagai input digital voltan rendah (LVDI), yang mempunyai arus beralih yang agak rendah. Isyarat dari PIN12 masuk ke OE PIN10 (FEEDBACK_OUT). PIN10 dikonfigurasikan sebagai output 3-keadaan dengan input disambungkan ke tanah, menjadikannya bertindak seperti output NMOS longkang terbuka. Laluan isyarat ini secara semula jadi terbalik, jadi tidak ada blok lain yang diperlukan. Secara luaran, output PIN 10 ditarik ke VDD2 (PIN11) oleh perintang 1MΩ (R4). Kedua-dua PIN10 dan PIN12 dikuasakan oleh rel VDD2, yang pada gilirannya adalah perintang 1 MΩ terhad kepada VDD. R1 adalah perintang maklum balas untuk membalikkan litar pembalik, dan R2 menghadkan pemacu output. Menambah kristal dan kapasitor melengkapkan litar pengayun Pierce seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3.

Langkah 4: Hasil

VDD dikuasakan oleh bateri lithium coin CR2032 yang biasanya menyediakan 3.0 V (3.3 V ketika segar). Bentuk gelombang keluaran terdiri daripada denyutan 10 ms bergantian seperti yang ditunjukkan di bawah dalam Rajah 4. Rata-rata selama satu minit, tarikan arus yang diukur adalah kira-kira 97 uA termasuk pemacu motor. Tanpa motor, undian semasa adalah 2.25 µA.

Kesimpulannya

Catatan aplikasi ini memberikan demonstrasi GreenPAK penyelesaian lengkap untuk menggerakkan motor stepper analog dan boleh menjadi asas bagi penyelesaian lain yang lebih khusus. Penyelesaian ini hanya menggunakan sebahagian daripada sumber GreenPAK, yang membiarkan IC terbuka untuk fungsi tambahan yang tinggal hanya untuk imaginasi anda.