Контролер на двигателя: 4 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Контролна платка с 6 мотора, използваща чипове LMD18200.

Стъпка 1: Изисквания

Определете вашите изисквания. LMD18200s могат да превключват 3А при 55 V. Проектът, моята бакалавърска теза, който използваше тази платка за управление на двигателя, включваше 6 серво мотора, които изискват само няколкостотин милиампера при 12 V. Дисертацията беше дизайнът на лабораторен планетарен роувър за тестване нови алгоритми за управление в Лабораторията по полева и космическа роботика на MIT.

Стъпка 2: Проектирайте веригата

Управлението на двигателя се осъществява чрез широчинно -импулсна модулация. Въпреки че PWM усилвателите са малко по -сложни както в хардуера, така и в управлението, те са много по -енергийно ефективни от линейните усилватели. ШИМ усилвателят работи чрез много бързо превключване на тока или напрежението към товар между състояния на включване и изключване. Захранваната мощност към товара се определя от работния цикъл на превключващата форма на вълната. При условие, че динамиката на натоварването е по -бавна от честотата на превключване, натоварването вижда средното време.

В този дизайн честотата на превключване е приблизително 87 kHz, която е настроена към двигателите на ровера. Работният цикъл се управлява от напрежение чрез задаване на прага на моностабилни осцилатори, задвижвани от нестабилен осцилатор. Цифро -аналогов преобразувател на компютъра на роувъра контролира праговото напрежение и по този начин работния цикъл на усилвателите. Формите на PWM вълни се генерират от седем таймера (всеки от четирите 556 има два таймера, а осмият таймер не се използва). Първият таймер е настроен за нестабилно трептене и превключва между включено и изключено състояние на 87 kHz. Този тактов сигнал от 87 kHz се подава в тригерите на останалите шест таймера, които са настроени да работят в моностабилен режим. Когато моностабилният таймер получава задействащ сигнал, той променя състоянието от изключено (0 волта) на включено (5 волта) за период от време, зададен от входното напрежение. Максималното време е приблизително 75% от периода на нестабилния часовник, а минималното време е нула. Чрез промяна на входното напрежение, всеки моностабилен таймер ще генерира квадратна вълна от 87 kHz с работен цикъл между 0 и 75%. Чиповете LMD18200 действат просто като цифрови превключватели, контролирани от изхода на таймерите и от цифровите входове на спирачката и посоката от компютъра.

Стъпка 3: Изработете платката

Платките са произведени чрез химически процес на ецване. Използвайки стандартен лазерен принтер, следата на веригата беше отпечатана върху водоразтворима хартия. Тонерът на тази хартия беше прехвърлен чрез нагряване на композитна медна и изолационна плоскост. Използвах фюзер от демонтиран лазерен принтер, но ютията също може да свърши работа. След това остатъците от хартията бяха измити, оставяйки само тонера в схемата на следата на веригата. Железният хлорид гравира откритата мед, като я отстранява от дъската. Останалият тонер е изтрит на ръка със зелената страна на гъба, оставяйки само следи от медна верига. Като алтернатива има налични комплекти, които правят този процес доста лесен.

Стъпка 4: Запояване в компоненти

Запоявайте всички компоненти. Тъй като това беше само еднослойна дъска, бяха необходими няколко джъмперни проводника.