Ir dekoder for multi

Enfasede vekselstrømsmotorer finnes vanligvis i husholdningsartikler som vifter, og hastigheten kan lett kontrolleres når du bruker flere diskrete viklinger for innstilte hastigheter. I denne artikkelen bygger vi en digital kontroller som lar brukerne kontrollere funksjoner som motorhastighet og driftstid. Denne artikkelen inkluderer også en infrarød mottakerkrets som støtter NEC-protokollen, der en motor kan styres fra trykknapper eller et signal mottatt av en infrarød sender.

For å gjennomføre dette brukes en GreenPAK ™ SLG46620 IC som en grunnleggende kontroller som har ansvaret for disse forskjellige funksjonene: en multiplex-krets for å aktivere en hastighet (av tre hastigheter), 3-period nedtellingstimere og en infrarød dekoder for å motta en eksternt infrarødt signal, som trekker ut og utfører ønsket kommando.

Hvis vi ser på funksjonene til kretsen, noterer vi oss flere diskrete funksjoner som brukes samtidig: MUXing, timing og IR-dekoding. Produsenter bruker ofte mange IC-er for å bygge den elektroniske kretsen på grunn av mangelen på en tilgjengelig unik løsning innen en enkelt IC. Bruken av en GreenPAK IC gjør det mulig for produsentene å bruke en enkelt brikke for å inkludere mange av de ønskede funksjonene og dermed redusere systemkostnadene og tilsynet med produksjonen.

Systemet med alle dets funksjoner er testet for å sikre riktig drift. Den endelige kretsen kan kreve spesielle modifikasjoner eller tilleggselementer tilpasset den valgte motoren.

For å kontrollere at systemet fungerer nominelt, er testtilfeller for inngangene generert ved hjelp av GreenPAK designer-emulatoren. Emuleringen bekrefter forskjellige testtilfeller for utgangene, og funksjonaliteten til IR-dekoderen er bekreftet. Det endelige designet blir også testet med en faktisk motor for bekreftelse.

3-trinns viftemotor

3-trinns vekselstrømsmotorer er enfasede motorer som drives av vekselstrøm. De brukes ofte i et bredt utvalg av husholdningsmaskiner, for eksempel forskjellige typer vifter (veggvifte, bordvifte, boksvifte). Sammenlignet med en likestrømsmotor er det relativt komplisert å kontrollere hastigheten i en vekselstrømsmotor siden den leverte strømens frekvens må endres for å endre motorhastigheten. Apparater som vifter og kjølemaskiner krever vanligvis ikke fin granularitet i hastighet, men krever diskrete trinn som lave, middels og høye hastigheter. For disse applikasjonene har viftemotorer flere innebygde spoler designet for flere hastigheter der endring fra en hastighet til en annen oppnås ved å aktivere den ønskede hastighetens spole.

Motoren vi bruker i dette prosjektet er en 3-trinns vekselstrømsmotor som har 5 ledninger: 3 ledninger for hastighetskontroll, 2 ledninger for kraft og en startkondensator som illustrert i figur 2 nedenfor. Noen produsenter bruker standard fargekodede ledninger for funksjonsidentifikasjon. En motors datablad viser den spesifikke motorinformasjonen for ledningsidentifikasjon.

Prosjektanalyse

I denne artikkelen er en GreenPAK IC konfigurert til å utføre en gitt kommando, mottatt fra en kilde som en IR-sender eller en ekstern knapp, for å indikere en av tre kommandoer:

På / av: systemet slås på eller av med hver tolkning av denne kommandoen. Tilstanden for På / Av vil bli reversert med hver stigende kant av På / Av-kommandoen.

Timer: timeren brukes i 30, 60 og 120 minutter. Ved den fjerde pulsen blir timeren slått av, og timeren går tilbake til den opprinnelige timingen.

Hastighet: Kontrollerer motorens hastighet og gjentar den aktiverte utgangen fra motorens hastighetsvalgtråder (1,2,3).

IR-dekoder

En IR-dekoderkrets er bygget for å motta signaler fra en ekstern IR-sender og for å aktivere ønsket kommando. Vi vedtok NEC-protokollen på grunn av populariteten blant produsenter. NEC-protokollen bruker "pulsavstand" for å kode hver bit; hver puls tar 562,5 oss å overføres ved hjelp av signalet fra en 38 kHz frekvensbærer. Overføring av et logisk 1 signal krever 2,25 ms mens overføring av et logisk 0 signal tar 1,125 ms. Figur 3 illustrerer pulstogoverføringen i henhold til NEC-protokollen. Den består av 9 ms AGC burst, deretter 4,5 ms mellomrom, deretter 8-biters adresse og til slutt 8-biters kommando. Merk at adressen og kommandoen overføres to ganger; den andre gangen er 1s komplement (alle bitene er invertert) som paritet for å sikre at den mottatte meldingen er riktig.LSB overføres først i meldingen.

GreenPAK Design

IC-designet ble bygget i gratis GUI-basert GreenPAK Designer Software. Den komplette designfilen finner du her.

Den mottatte meldingens relevante biter ekstraheres over flere trinn. Til å begynne med blir begynnelsen av meldingen spesifisert fra 9 ms AGC burst ved bruk av CNT2 og 2-bit LUT1. Hvis dette har blitt oppdaget, blir 4,5 ms plass spesifisert gjennom CNT6 og 2L2. Hvis overskriften er riktig, er DFF0-utgangen satt til Høy for å tillate mottak av adressen. Blokkene CNT9, 3L0, 3L3 og P DLY0 brukes til å trekke ut klokkepulsene fra den mottatte meldingen. Bitverdien tas ved den stigende kanten av IR_CLK-signalet, 0,845 ms fra den stigende kanten fra IR_IN.

Den tolket adressen blir deretter sammenlignet med en adresse som er lagret i PGEN ved hjelp av 2LUT0. 2LUT0 er en XOR-port, og PGEN lagrer den omvendte adressen. Hver bit av PGEN sammenlignes sekvensielt med det innkommende signalet, og hvert sammenligningsresultat lagres i DFF2 sammen med den stigende kanten av IR-CLK.

I tilfelle noen feil har blitt oppdaget i adressen, endres 3-biters LUT5 SR-sperreutgangen til Høy for å forhindre sammenligning av resten av meldingen (kommandoen). Hvis den mottatte adressen samsvarer med den lagrede adressen i PGEN, blir den andre halvdelen av meldingen (kommando & invertert kommando) sendt til SPI slik at ønsket kommando kan leses og utføres på. CNT5 og DFF5 brukes til å spesifisere slutten på adressen og starten på kommandoen der 'Counter data' av CNT5 tilsvarer 18:16 pulser for adressen i tillegg til de to første pulser (9ms, 4,5ms).

Hvis hele adressen, inkludert topptekst, har blitt mottatt korrekt og lagret i IC (i PGEN), gir 3L3 ELLER Gate-utgangen signalet Lavt til SPIs nCSB-pin som skal aktiveres. SPI begynner følgelig å motta kommandoen.

SLG46620 IC har 4 interne registre med 8-bits lengde, og det er dermed mulig å lagre fire forskjellige kommandoer. DCMP1 brukes til å sammenligne den mottatte kommandoen til de interne registerene, og en 2-bit binær teller er designet hvis A1A0-utganger er koblet til MTRX SEL # 0 og # 1 i DCMP1 for å sammenligne den mottatte kommandoen med alle registerene suksessivt og kontinuerlig.

En dekoder med sperre ble konstruert ved bruk av DFF6, DFF7, DFF8 og 2L5, 2L6, 2L7. Designet fungerer som følger; hvis A1A0 = 00 , sammenlignes SPI-utgangen med register 3. Hvis begge verdiene er like, gir DCMP1 et høyt signal ved sin EQ-utgang. Siden A1A0 = 00 aktiverer dette 2L5, og DFF6 sender følgelig ut et High signal som indikerer at signalet On / Off er mottatt. Tilsvarende er CNT7 og CNT8 for resten av styresignalene konfigurert som 'Både kantforsinkelse' for å generere en tidsforsinkelse og tillate DCMP1 å endre tilstanden til utgangen før verdien av utdata holdes av DFF-ene.

Verdien av På / Av-kommandoen er lagret i register 3, tidskommandoen i register 2 og hastighetskommandoen i register 1.

Speed ​​MUX

For å bytte hastighet ble det bygget en 2-bit binær teller hvis inngangspuls mottas av den eksterne knappen som er koblet til Pin4 eller fra IR-hastighetssignalet gjennom P10 fra kommandokomparatoren. I starttilstanden Q1Q0 = 11 , og ved å påføre en puls på inngangen til telleren fra 3-biters LUT6, blir Q1Q0 suksessivt 10, 01, og deretter 00-tilstanden. 3-bit LUT7 ble brukt til å hoppe over 00-statene, gitt at bare tre hastigheter er tilgjengelig i den valgte motoren. På / av-signalet må være høyt for å aktivere kontrollprosessen. Følgelig, hvis på / av-signalet er lavt, deaktiveres den aktiverte utgangen og motoren slås av som vist i figur 6.

Timer

En 3-tidsur (30 min, 60 min, 120 min) er implementert. For å opprette kontrollstrukturen mottar en 2-bit binær teller pulser fra en ekstern timerknapp koblet til Pin13 og fra IR Timer-signalet. Telleren bruker Pipe Delay1, der Out0 PD num er lik 1 og Out1 PD num er lik 2 ved å velge en invertert polaritet for Out1. I starttilstanden Out1, Out0 = 10 , er tidsuret deaktivert. Etter det, ved å bruke en puls på inngangen CK for rørforsinkelse1, endres utgangstilstanden til 11,01,00 etter hverandre, og inverterer CNT / DLY til hver aktivert tilstand. CNT0, CNT3, CNT4 ble konfigurert til å fungere som 'Rising Edge Delays' hvis inngang stammer fra utgangen til CNT1, som er konfigurert til å gi en puls hvert 10. sekund.

For å ha en tidsforsinkelse på 30 minutter:

30 x 60 = 1800 sekunder ÷ 10 sekunders intervaller = 180 bits

Derfor er tellerdata for CNT4 180, CNT3 er 360 og CNT0 er 720. Når tidsforsinkelsen er fullført, overføres en høy puls gjennom 3L14 til 3L11 som får systemet til å slå seg av. Tidtakerne tilbakestilles hvis systemet slås av av den eksterne knappen som er koblet til Pin12 eller av IR_ON / OFF-signalet.

* Du kan bruke et triac- eller solid state-relé i stedet for et elektromekanisk relé hvis du ønsker å bruke en elektronisk bryter.

* En hardware debouncer (kondensator, motstand) ble brukt til trykknappene.

Resultater

Som det første trinnet i evalueringen av designet ble GreenPAK Software Simulator brukt. Det ble opprettet virtuelle knapper på inngangene og de eksterne LED-lampene overfor utgangene på utviklingskortet ble overvåket. Signal Wizard-verktøyet ble brukt til å generere et signal som ligner på NEC Format for feilsøkings skyld.

Et signal med mønsteret 0x00FF5FA0 ble generert, hvor 0x00FF er adressen som tilsvarer den inverterte adressen som er lagret i PGEN, og 0x5FA0 er kommandoen som tilsvarer den inverterte kommandoen i DCMP-register 3 for å kontrollere På / Av-funksjonaliteten. Systemet i starttilstand er i AV-tilstand, men etter at signalet er påført, bemerker vi at systemet slås PÅ. Hvis en enkelt bit er endret i adressen og signalet ble brukt på nytt, bemerker vi at ingenting skjer (inkompatibel adresse).

Etter at du har startet signalveiviseren en gang (med gyldig På / Av-kommando):

Konklusjon

Denne artikkelen konsentrerer seg om konfigurasjonen av en GreenPAK IC designet for å kontrollere en 3-trinns vekselstrømsmotor. Den har flere funksjoner, for eksempel sykkelhastigheter, generering av en 3-tidsur og konstruksjon av en IR-dekoder som er kompatibel med NEC-protokollen. GreenPAK har demonstrert effektivitet ved å integrere flere funksjoner, alt i en IC-løsning med lave kostnader og små områder.