OVLÁDÁNÍ STEJNOSMĚRNÉHO MOTORKU

Vlastimil Vágner  

    Přípravek vznikl z potřeby co nejjednodušeji ovládat DC motorek počítačem a aby  náklady na jeho výrobu byli opravdu minimální. Přípravek se připojuje na sériový port počítače který pomocí uvedeného přípravku ovládá otáčky motorku změnou střídy,v žádném případě nechci konkurovat továrním výrobkům pro regulaci DC motorků. Přípravek je využíván vnukem při ovládání různých hraček ze stavebnice MERKUR v tomto případě ovládá motorek sestaveného výtahu z uvedené stavebnice, článek má hlavně sloužit pro vlastní inspiraci. Ti kdož programují  a budou mít zájem experimentovat si určitě napíší vlastní program přímo pod Windows.

 

FUNKCE PŘÍPRAVKU

    Přípravek napájí motorek délkou pulsu který otvírá výkonový tranzistor,délka pulsu je dána střídou kterou zadáváme při spuštění programu společně s přenosovou rychlostí pro sériový výstup TXD počítače. Tímto způsobem regulace tranzistor pracuje ve spínaném režimu což má výhodu v tom že tranzistor tolik nehřeje jako při regulaci otvírání tranzistoru potenciometrem(lineární regulace).

 

POPIS PŘÍPRAVKU

    Schéma zapojení je na obrázku č.01 zapojení je velice jednoduché vstup počítače TXD je připojen na anodu diody D1 GND počítače je spojeno se záporným pólem napájení. Katoda diody D1 je připojena na řídící elektrodu „G“ tranzistoru T1 zde je připojen i rezistor R1 zajišťující uzavření tranzistoru T1 při nepřítomnosti kladného napětí z výstupu TXD. Výstup tranzistoru T1 „D“ je připojen na rezistor R2 a anodu diody D3 a na výstupní zdířku. Rezistor R2 napájí signalizační led D2 anoda led diody a katoda diody D3 je připojena na kladné napájecí napětí které je v tomto případě zvoleno 5V, v případě jiného napětí a využívání signalizační led diody D2 je nutné přepočítat předřadný rezistor R2 pro proud led diody. Vývod tranzistoru „S“ je připojen na záporný napájecí pól zdroje.Tranzistor T1 je typu MOSFET s kanálem „N“ tento je zvolen z HLAVNÍHO důvodu že při sepnutí má nepatrný přechodový odpor a druhý důvod je že byl jediný v době zkoušek přípravku. Dioda D3 chrání tranzistor před napěťovými špičkami při napájení induktivní zátěže.V tabulce jsou naměřené hodnoty z programu PVM.EXE.  

 

POPIS VÝSTUPU TXD

    Výstup TXD je zvolen z důvodu že není potřeba psát program pro ovládání jiných výstupů protože výstup TXD je přímo řízen z obvodu pro sériovou komunikaci UART a slouží k vysílání dat. Vysílaná data se skládají ze start bitu pak osmi jednotlivých bitů vysílaného byte a ze stopbitu. start bit je vždy první při vysílání dat a je to nejkratší dosažitelný impulz tedy signál s nejmenší střídou. Po start bitu je za sebou řazeno osm bitů od nejmenší váhy po největší  pozor data jsou negovaná na konci dat následuje stopbit. Potřebná čísla vysílaná na sériovou linku získáme dle tabulky níže, pro výpočet je výhodné si označit stupně střídy od 0 do 8 (start bit + data = 9 bitů),vyjít z byte $FF a odrolovat ho do leva o požadovanou střídu. Bereme v úvahu jen jeden (spodní) byte výsledku „ b: = lo ( $FF shl střída)“. Opakovací kmitočet (frekvenci) impulzů nastavíme pomocí přenosové rychlosti obvodu UART kdy výsledný kmitočet našich impulzů bude 115200 (konstanta) / (dělitel) / 10,vysílá se celkem (1+8+1=10 bitů. Před generováním impulzů je nutné předat obvodu UART hodnotu dělitele, možný způsob je třeba c : = round (115200/100)/10)) v programu se pak aktivuje výstup TXD pro komunikaci zadají se proměnné pro možný způsob zadávání hodnot jak pro střídu tak pro přenosovou rychlost, volbu portu kde je připojený přípravek a další požadované hodnoty.

                     

Tabulka pro výpočet střídy k popsanému výstupnímu signálu TXD

                

Střída

 

start

 

 

 

 

 

 

 

 

stop

 

Byte

Po

 

 

 

 

bit

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

bit

 

D0 až D7

inverzi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/10

 

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

 

255

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2/10

 

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

 

254

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3/10

 

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

 

252

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4/10

 

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

 

248

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5/10

 

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

 

240

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6/10

 

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

 

224

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7/10

 

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

 

192

63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8/10

 

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

 

128

127

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9/10

 

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

 

0

255

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

POPIS PROGRAMU

    Program s názvem PVM.EXE je napsán a odladěn v Turbo Pascalu je určen hlavně pro odzkoušení přípravku může však být použit přímo v konkrétní aplikaci kdy toto základní ovládání postačuje. Program je velice jednoduchý a je určený pod OS DOS kde funguje bez problémů, stejně tak i pod OS Windows 95/98. Jde spustit i na počítačích s OS Windows 2000,XP,NT pokud jsou nainstalovány jako 32-bitová verze zde jde spustit pouze z příkazové řádky. Při zadávání hodnot po stisku klávesy mezerník je pouze delší doba než vypne motorek to je jediné omezení programu, pokud má použitý počítač disketovou mechaniku je možné vytvořit bootovací disketu přihrát program PVM.EXE a používat program takto i když má počítač OS Windows 2000,XP,NT. Ovládání programu PVM.EXE po spuštění programu se volí sériový port kde je připojený převodník volbu provedeme stiskem klávesy č.1 až č.4 stiskem klávesy 1 volíme port com1 stiskem klávesy 2 volíme port com2 atd., po volbě portu zadáme parametr za střídu tento zadáváme v rozsahu od 0 do 255 po zadání stiskneme klávesu ENTER další parametr zadáváme kmitočet tento zadáváme do maxima tj.65535 parametr zadáváme na celá čísla po zadání stiskneme klávesu ENTER. Po tomto zadání program již do doby než stiskneme klávesu mezerník pro nové zadání posílá na výstupní linku TXD zadanou hodnotu, v případě že stiskneme mezerník program provede zastavení motoru a po zadání nových parametrů program opět spustí motorek který má otáčky zadané dle parametrů. V případě že stiskneme klávesu ESC program provede vypnutí motoru a ukončí se.

 

Seznam součástek : Rezistory R1…4K7 , R2…1K5 , Diody  D1…1N4148 , D3…1N4007 ,

D2….led dioda 2V/0.002A průměr 3mm ,  Tranzistor T1..IRFZ44N (BUZ10,IRLZ24N)

Tranzistor T1 volíme dle požadovaného proudu a hlavně musíme mít na zřeteli ovládací napětí do řídícího vstupu které je nutné k plnému otevření tranzistoru.

 

                            Obr

 

        foto01 

Použitý motorek při oživování přípravku a programu

 

 

 foto02

Zapojení přípravku na kontaktním poli při oživování a testování programu

 

Přiložená tabulka naměřených hodnot z ladění programu PVM.EXE

 

Program PVM

Zadané hodnoty

Naměřené hodnoty

Střída

Kmitočet

Střída [ % ]

Kmitočet [ Hz ]

100

5

50

4,99

100

10

50

9,98

100

25

50

25

100

50

50

50,1

100

75

50

75

100

100

50

100

100

250

50

251

100

500

50

503

100

750

50

765

100

1000

50

961

Měněná jen střída  !

10

1000

90

961

25

1000

90

961

50

1000

89

960

75

1000

90

961

100

1000

50

961

150

1000

89

961

Měněná jen střída  - druhá série

50

100

90

100

95

100

89

100

96

100

11

100

97

100

20

100

98

100

30

100

99

100

40

100

100

100

50

100

101

100

60

100

102

100

69

100

103

100

79

100

104

100

90

100

105

100

91

100

200

100

89

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zadané hodnoty

Zadané hodnoty

Střída

Kmitočet

Střída [ % ]

Kmitočet [ Hz ]

101

1000

60

960

101

2000

60

1930

101

3000

60

2830

101

5000

60

5710

101

10000

39

7690

100

15000

33

????????

 

 

 

 

 

 

 

 

100

15

48

15

100

20

50

20

 

 

 

 

Česky řečeno,při střídě 100 kmitočet od 5 do 500 platí přesně na 1%

 

 

 

 

 

    Vágner Vlastimil : vagnervlastimil@seznam.cz

 

„Láska vdaných žen je nejcennější na světě, manželé o tom ovšem nevědí.“ Oscar Wilde