Gonilnik motorja analogne ure: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Tudi v digitalnem svetu imajo klasične analogne ure brezčasen slog, ki ostaja tu. GreenPAK ™ CMIC z dvema tirnicama lahko uporabimo za izvajanje vseh aktivnih elektronskih funkcij, potrebnih v analogni uri, vključno z gonilnikom motorja in kristalnim oscilatorjem. GreenPAK so poceni, majhne naprave, ki se prilegajo pametnim uram. Kot demonstracijo, ki jo je enostavno zgraditi, sem dobil poceni stensko uro, odstranil obstoječo ploščo in vso aktivno elektroniko zamenjal z eno napravo GreenPAK.

Če želite razumeti, kako je čip GreenPAK programiran za krmiljenje gonilnika analogne ure, lahko opravite vse korake. Če pa želite preprosto ustvariti gonilnik motorja analogne ure, ne da bi morali iti skozi vse notranje vezje, prenesite programsko opremo GreenPAK, če si želite ogledati že dokončano datoteko za oblikovanje gonilnika analogne ure GreenPAK. Priključite razvojni komplet GreenPAK v računalnik in pritisnite »program«, da ustvarite IC po meri za nadzor gonilnika motorja analogne ure. Naslednji korak bo razpravljal o logiki, ki je znotraj oblikovalske datoteke gonilnika analogne ure GreenPAK za tiste, ki jih zanima razumevanje delovanja vezja.

1. korak: Ozadje: koračni motorji tipa Lavet

Tipična analogna ura uporablja koračni motor tipa Lavet za obračanje zobnika mehanizma ure. Gre za enofazni motor, ki je sestavljen iz ploskega statorja (mirujočega dela motorja) z induktivno tuljavo, ovito okoli roke. Med kraki statorja leži rotor (premični del motorja), ki je sestavljen iz krožnega stalnega magneta z zobnikom, pritrjenim na vrh. Zobnik skupaj z drugimi zobniki premika kazalce ure. Motor deluje tako, da polariteto toka v statorski tuljavi spreminja s premorom med spremembami polarnosti. Med tokovnimi impulzi inducirani magnetizem potegne motor, da poravna polove rotorja in statorja. Ko je tok izklopljen, se motor z neradi silo potegne v enega od dveh drugih položajev. Ti položaji počitka za odpor so zasnovani z zasnovo neenakomernosti (zareze) v kovinskem ohišju motorja, tako da se motor vrti v eno smer (glej sliko 1).

2. korak: Voznik motorja

Priložena zasnova uporablja SLG46121V za izdelavo zahtevanih tokovnih oblik toka skozi statorsko tuljavo. Ločena 2x potisno-izvlečna izhoda na IC (označena z M1 in M2) se povežeta na vsak konec tuljave in poganjata izmenične impulze. Za pravilno delovanje te naprave morate uporabiti izhode za potiskanje. Valovna oblika je sestavljena iz impulza 10 ms vsako sekundo, ki se z vsakim impulzom izmenjuje med M1 in M2. Impulzi so ustvarjeni z le nekaj bloki, ki jih poganja preprosto vezje kristalnega oscilatorja 32,768 kHz. Blok OSC ima priročno vgrajene delilnike, ki pomagajo razdeliti uro 32,768 kHz. CNT1 oddaja impulz ure vsako sekundo. Ta impulz sproži enkratno vezje 10 ms. Dva LUT -a (označena z 1 in 2) demultipleksirata impulz 10 ms na izhodne zatiče. Impulzi se prenesejo na M1, ko je izhod DFF5 visok, M2, ko je nizek.

Korak: Kristalni oscilator

Kristalni oscilator 32.768 kHz uporablja le dva pin bloka na čipu. PIN12 (OSC_IN) je nastavljen kot nizkonapetostni digitalni vhod (LVDI), ki ima relativno nizek preklopni tok. Signal iz PIN12 se vnese v OE PIN10 (FEEDBACK_OUT). PIN10 je konfiguriran kot izhod s tremi stanji z vhodom, ožičenim na ozemljitev, tako da deluje kot izhod NMOS z odprtim odtokom. Ta signalna pot se seveda obrne, zato noben drug blok ni potreben. Zunaj se izhod PIN 10 potegne do VDD2 (PIN11) z uporom 1MΩ (R4). PIN10 in PIN12 napajata vodilo VDD2, ki je trenutno omejen z 1 MΩ uporom na VDD. R1 je povratni upor, ki premakne obračalno vezje, R2 pa omeji izhodni pogon. Z dodajanjem kristala in kondenzatorjev se dokonča vezje Pierceovega oscilatorja, kot je prikazano na sliki 3.

4. korak: Rezultati

VDD je napajal litijev kovanec CR2032, ki običajno zagotavlja 3,0 V (3,3 V, ko je svež). Izhodna valovna oblika je sestavljena iz izmeničnih impulzov 10 ms, kot je prikazano spodaj na sliki 4. Povprečno v minuti je bila izmerjena poraba toka približno 97 uA, vključno z motornim pogonom. Brez motorja je bila trenutna poraba 2,25 µA.

Zaključek

Ta opomba o prijavi ponuja predstavitev GreenPAK -a popolne rešitve za vožnjo analognega koračnega motorja in je lahko osnova za druge bolj specializirane rešitve. Ta rešitev uporablja le del virov GreenPAK, zaradi česar je IC odprt za dodatne funkcije, ki so prepuščene samo vaši domišljiji.