Motor Kontrolörü: 4 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

LMD18200 yongaları kullanan 6 motorlu bir kontrol kartı.

Adım 1: Gereksinimler

Gereksinimlerinizi belirleyin. LMD18200'ler 55 V'ta 3A'yı anahtarlayabilir. Bu motor kontrol kartını kullanan lisans tezim olan proje, 12 V'ta yalnızca birkaç yüz miliamper gerektiren 6 servo motor içeriyordu. Tez, test edilecek bir laboratuvar gezegen gezici tasarımıydı. MIT'nin Alan ve Uzay Robotik Laboratuvarı'nda yeni kontrol algoritmaları.

Adım 2: Devreyi Tasarlayın

Motor kontrolü, darbe genişlik modülasyonu ile gerçekleştirilir. PWM amplifikatörleri hem donanım hem de kontrol açısından biraz daha karmaşık olsa da, lineer amplifikatörlerden çok daha verimlidirler. Bir PWM amplifikatörü, akımı veya voltajı açık ve kapalı durumlar arasında bir yüke çok hızlı bir şekilde değiştirerek çalışır. Yüke sağlanan güç, anahtarlama dalga formunun görev döngüsü tarafından belirlenir. Yük dinamiklerinin anahtarlama frekansından daha yavaş olması koşuluyla yük, zaman ortalamasını görür.

Bu tasarımda, anahtarlama frekansı, gezici üzerindeki motorlara ayarlanan yaklaşık 87 kHz'dir. Görev döngüsü, kararsız bir osilatör tarafından sürülen tek kararlı osilatörlerin eşiği ayarlanarak voltaj kontrollüdür. Gezicinin bilgisayarındaki bir dijitalden analoğa dönüştürücü, eşik voltajını ve dolayısıyla amplifikatörlerin görev döngüsünü kontrol eder. PWM dalga formları yedi zamanlayıcı tarafından üretilir (dört 556'nın her birinin iki zamanlayıcısı vardır ve sekizinci zamanlayıcı kullanılmaz). İlk zamanlayıcı kararsız salınım için ayarlanmıştır ve 87 kHz'de açık ve kapalı durumu arasında geçiş yapar. Bu 87 kHz saat sinyali, monostable modda çalışmak üzere ayarlanmış diğer altı zamanlayıcının tetikleyicilerine beslenir. Tek kararlı bir zamanlayıcı bir tetikleme sinyali aldığında, giriş voltajı tarafından ayarlanan bir süre boyunca durumu kapalı (0 volt)'tan açık (5 volt)'a değiştirir. Maksimum süre, kararsız saat sinyalinin periyodunun yaklaşık %75'idir ve minimum süre sıfırdır. Giriş voltajlarını değiştirerek, her monostabil zamanlayıcı, %0 ile %75 arasında görev döngüsü ile 87 kHz kare dalga üretecektir. LMD18200 yongaları, zamanlayıcıların çıkışı ve bilgisayardan gelen fren ve yön dijital girişleri tarafından kontrol edilen dijital anahtarlar gibi davranır.

Adım 3: Devre Kartını Üretin

Devre kartları kimyasal bir aşındırma işlemiyle üretildi. Standart bir lazer yazıcı kullanılarak devre izi suda çözünür kağıda basıldı. Bu kağıt üzerindeki toner, ısıtılarak kompozit bir bakır ve yalıtkan malzeme levhasına aktarıldı. Parçalanmış bir lazer yazıcının kaynaştırıcı çubuğunu kullandım, ancak bir ütü de hile yapabilir. Kağıdın kalıntıları daha sonra yıkanarak uzaklaştırıldı ve devre izi deseninde yalnızca toner kaldı. Demir klorür, açıkta kalan bakırı tahtadan çıkararak kazıdı. Kalan toner, bir süngerin yeşil tarafı kullanılarak elle temizlendi ve yalnızca bakır devre izleri kaldı. Alternatif olarak, bu işlemi oldukça kolaylaştıran kitler de mevcuttur.

Adım 4: Bileşenlerde Lehimleme

Tüm bileşenlerde lehim. Sadece tek katmanlı bir tahta olduğu için birkaç atlama teli gerekliydi.