Драйвер за мотор на аналогов часовник: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Дори в един дигитален свят, класическите аналогови часовници имат вечен стил, който остава тук. Можем да използваме двурелсов GreenPAK ™ CMIC за изпълнение на всички активни електронни функции, необходими в аналогов часовник, включително драйвер на двигателя и кристален осцилатор. GreenPAK са евтини, малки устройства, които се вписват точно в интелигентните часовници. Като лесна за изграждане демонстрация получих евтин стенен часовник, премахнах съществуващата платка и замених цялата активна електроника с едно устройство GreenPAK.

Можете да преминете през всички стъпки, за да разберете как чипът GreenPAK е програмиран да управлява драйвера на аналоговия часовник. Ако обаче просто искате лесно да създадете драйвер за двигател на аналогов часовник, без да се налага да преминавате през цялата вътрешна схема, изтеглете софтуера GreenPAK, за да видите вече завършения файл за проектиране на драйвер за аналогов часовник GreenPAK. Включете комплекта за разработка на GreenPAK към компютъра си и натиснете „програма“, за да създадете персонализирана интегрална схема за управление на вашия драйвер за аналогов часовник. Следващата стъпка ще обсъди логиката, която е в дизайна на файла на драйвера на аналоговия часовник GreenPAK за тези, които се интересуват да разберат как работи схемата.

Стъпка 1: Предистория: Стъпкови двигатели тип Lavet

Типичният аналогов часовник използва стъпков двигател тип Lavet, за да завърти зъбното колело на механизма на часовника. Това е еднофазен двигател, който се състои от плосък статор (неподвижна част на двигателя) с индуктивна намотка, увита около рамото. Между раменете на статора лежи роторът (движещата се част на двигателя), който се състои от кръгъл постоянен магнит с шестерен зъбен механизъм, прикрепен към върха му. Шестерен механизъм, съчетан с други предавки, премества стрелките на часовника. Двигателят работи чрез редуване на полярността на тока в намотката на статора с пауза между промените на полярността. По време на токови импулси индуцираният магнетизъм дърпа двигателя, за да подравнява полюсите на ротора и статора. Докато токът е изключен, двигателят се дърпа в една от двете други позиции чрез неохотна сила. Тези позиции за почивка на нежелание са проектирани чрез проектиране на неравномерности (прорези) в металния корпус на двигателя, така че двигателят да се върти в една посока (виж фигура 1).

Стъпка 2: Шофьор на мотор

Приложеният дизайн използва SLG46121V за създаване на необходимите токови форми на вълната през статорната бобина. Отделни 2x push-pull изхода на IC (обозначени M1 и M2) се свързват към всеки край на бобината и задвижват редуващите се импулси. Необходимо е да използвате push-pull изходи, за да работи това устройство правилно. Формата на вълната се състои от 10 ms импулс всяка секунда, редуващи се между M1 и M2 с всеки импулс. Импулсите се създават само с няколко блока, задвижвани от обикновена верига с кристален осцилатор 32.768 kHz. Блокът OSC удобно има вградени разделители, които помагат да се раздели тактовата честота 32.768 kHz. CNT1 извежда тактов импулс всяка секунда. Този импулс задейства еднократна верига от 10 ms. Два LUT (означени с 1 и 2) демултиплексират 10 ms импулса към изходните щифтове. Импулсите се предават на M1, когато изходът на DFF5 е висок, M2, когато е нисък.

Стъпка 3: Кристален осцилатор

Кристалният осцилатор 32.768 kHz използва само два пинови блока на чипа. PIN12 (OSC_IN) е зададен като нисковолтов цифров вход (LVDI), който има относително нисък ток на превключване. Сигналът от PIN12 се подава в OE на PIN10 (FEEDBACK_OUT). PIN10 е конфигуриран като изход с 3 състояния с вход, свързан към земята, което го прави като отворен NMOS изход. Този път на сигнала естествено се обръща, така че не е необходим друг блок. Външно изходът PIN 10 се изтегля до VDD2 (PIN11) чрез 1MΩ резистор (R4). И PIN10, и PIN12 се захранват от VDD2 шината, която от своя страна е ограничена по ток 1 MΩ резистор към VDD. R1 е резистор за обратна връзка, който отклонява инвертиращата верига, а R2 ограничава изходното задвижване. Добавянето на кристала и кондензаторите завършва веригата на Пиърс осцилатор, както е показано на фигура 3.

Стъпка 4: Резултати

VDD се захранва от литиево -монетна батерия CR2032, която обикновено осигурява 3.0 V (3.3 V, когато е свежа). Формата на изходната вълна се състои от редуващи се импулси от 10 ms, както е показано по -долу на фигура 4. Средно за минута измереното изтегляне на ток беше приблизително 97 uA, включително задвижването на двигателя. Без двигателя, текущото равенство е 2,25 µA.

Заключение

Тази бележка за приложение предоставя GreenPAK демонстрация на цялостно решение за задвижване на аналогов часовник стъпков двигател и може да бъде основа за други по -специализирани решения. Това решение използва само част от ресурсите на GreenPAK, което оставя IC отворена за допълнителни функции, оставени само на вашето въображение.