Analog Saat Motor Sürücüsü: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Dijital bir dünyada bile, klasik analog saatler kalıcı bir stile sahiptir. Motor sürücüsü ve kristal osilatör dahil olmak üzere bir analog saatte ihtiyaç duyulan tüm aktif elektronik fonksiyonları uygulamak için çift raylı GreenPAK™ CMIC kullanabiliriz. GreenPAK'ler, akıllı saatlere tam olarak uyan düşük maliyetli, küçük cihazlardır. Yapması kolay bir gösteri olarak ucuz bir duvar saati aldım, mevcut kartı çıkardım ve tüm aktif elektroniği tek bir GreenPAK cihazıyla değiştirdim.

GreenPAK çipinin Analog Saat Motor Sürücüsünü kontrol etmek için nasıl programlandığını anlamak için tüm adımları inceleyebilirsiniz. Ancak, tüm iç devrelerden geçmek zorunda kalmadan sadece Analog Saat Motor Sürücüsünü kolayca oluşturmak istiyorsanız, halihazırda tamamlanmış Analog Saat Motor Sürücüsü GreenPAK Tasarım Dosyasını görüntülemek için GreenPAK yazılımını indirin. GreenPAK Geliştirme Kitini bilgisayarınıza takın ve Analog Saat Motor Sürücünüzü kontrol etmek için özel IC'yi oluşturmak için "program"a basın. Bir sonraki adım, devrenin nasıl çalıştığını anlamak isteyenler için Analog Saat Motor Sürücüsü GreenPAK tasarım dosyasının içindeki mantığı tartışacaktır.

Adım 1: Arka Plan: Lavet Tipi Step Motorlar

Tipik bir analog saat, saat mekanizmasının pinyon dişlisini döndürmek için Lavet tipi bir step motor kullanır. Bir kol etrafına sarılmış endüktif bir bobin ile düz bir statordan (motorun sabit parçası) oluşan tek fazlı bir motordur. Statorun kolları arasında, üstüne bir pinyon dişlisi takılmış dairesel bir kalıcı mıknatıstan oluşan rotor (motorun hareketli kısmı) bulunur. Diğer dişlilerle birleşen pinyon dişlisi, saat ibrelerini hareket ettirir. Motor, polarite değişiklikleri arasında bir duraklama ile stator bobinindeki akımın polaritesini değiştirerek çalışır. Akım darbeleri sırasında, indüklenen manyetizma, rotor ve stator kutuplarını hizalamak için motoru çeker. Akım kapalıyken motor isteksiz kuvvetle diğer iki konumdan birine çekilir. Bu isteksizlik bekleme konumları, motorun bir yönde dönmesi için metal motor gövdesindeki düzensizliklerin (çentiklerin) tasarımıyla tasarlanmıştır (bkz. Şekil 1).

Adım 2: Motor Sürücüsü

Ekli tasarım, stator bobini aracılığıyla gerekli akım dalga biçimlerini üretmek için bir SLG46121V kullanır. IC'deki (M1 ve M2 etiketli) ayrı 2x push-pull çıkışları, bobinin her bir ucuna bağlanır ve alternatif darbeleri yönlendirir. Bu cihazın doğru çalışması için push-pull çıkışlarının kullanılması gerekmektedir. Dalga formu, her bir darbe ile M1 ve M2 arasında değişen, her saniyede 10 ms'lik bir darbeden oluşur. Darbeler, basit bir 32.768 kHz kristal osilatör devresinden sürülen sadece birkaç blokla oluşturulur. OSC bloğu, 32.768 kHz saatin bölünmesine yardımcı olmak için uygun şekilde yerleşik bölücülere sahiptir. CNT1 her saniyede bir saat darbesi verir. Bu darbe, 10 ms'lik tek seferlik bir devreyi tetikler. İki LUT (1 ve 2 etiketli) 10 ms'lik darbeyi çıkış pinlerine ayrıştırır. DFF5 çıkışı yüksek olduğunda darbeler M1'e, düşük olduğunda M2'ye iletilir.

Adım 3: Kristal Osilatör

32.768 kHz kristal osilatör, çip üzerinde sadece iki pin bloğu kullanır. PIN12 (OSC_IN), nispeten düşük anahtarlama akımına sahip bir düşük voltajlı dijital giriş (LVDI) olarak ayarlanır. PIN12'den gelen sinyal, PIN10'un OE'sine beslenir (FEEDBACK_OUT). PIN10, girişin toprağa bağlı olduğu 3 durumlu bir çıkış olarak yapılandırıldığından, açık tahliye NMOS çıkışı gibi davranır. Bu sinyal yolu doğal olarak tersine döner, bu nedenle başka bir bloğa gerek yoktur. Harici olarak, PIN 10 çıkışı 1MΩ direnç (R4) tarafından VDD2'ye (PIN11) çekilir. Hem PIN10 hem de PIN12, sırayla VDD'ye sınırlı 1 MΩ direnç olan VDD2 rayından güç alır. R1, ters çevirme devresini öngerilimlendirmek için bir geri besleme direncidir ve R2, çıkış sürücüsünü sınırlar. Kristal ve kapasitörlerin eklenmesi, Şekil 3'te gösterildiği gibi Pierce osilatör devresini tamamlar.

4. Adım: Sonuçlar

VDD, tipik olarak 3,0 V (taze iken 3,3 V) sağlayan bir CR2032 lityum madeni para pili ile güçlendirilmiştir. Çıkış dalga biçimi, aşağıda Şekil 4'te gösterildiği gibi değişen 10 ms'lik darbelerden oluşur. Bir dakikanın ortalaması alındığında, ölçülen akım çekişi, motor sürücüsü dahil kabaca 97 uA idi. Motor olmadan, akım çekişi 2.25 µA idi.

Çözüm

Bu uygulama notu, bir analog saat kademeli motoru sürmek için eksiksiz bir çözümün GreenPAK gösterimini sağlar ve diğer daha özel çözümlerin temeli olabilir. Bu çözüm GreenPAK kaynaklarının yalnızca bir kısmını kullanır, bu da IC'yi yalnızca hayal gücünüze bırakılan ek işlevlere açık bırakır.