מפענח Ir למולטי

מנועי זרם חילופין חד פאזיים נמצאים בדרך כלל בפריטים ביתיים כמו מאווררים, וניתן לשלוט בקלות על מהירותם כאשר משתמשים בכמה פיתולים נפרדים למהירויות מוגדרות. במאמר זה אנו בונים בקר דיגיטלי המאפשר למשתמשים לשלוט בפונקציות כגון מהירות המנוע וזמן ההפעלה. מאמר זה כולל גם מעגל מקלט אינפרא אדום התומך בפרוטוקול NEC, בו ניתן לשלוט על מנוע מכפתורי לחיצה או אות שמתקבל על ידי משדר אינפרא אדום.

כדי לבצע זאת, GreenPAK ™ SLG46620 IC משמש כבקר בסיסי האחראי על פונקציות מגוונות אלה: מעגל מולטיפלקס להפעלת מהירות אחת (מתוך שלוש מהירויות), טיימרים של ספירה לאחור למשך 3 תקופות ומפענח אינפרא אדום לקבלת אות אינפרא אדום חיצוני, המוציא ומבצע את הפקודה הרצויה.

אם נסתכל על הפונקציות של המעגל, נציין כמה פונקציות דיסקרטיות המופעלות במקביל: MUXing, תזמון ופענוח IR. לעתים קרובות יצרנים משתמשים בממשקי IC רבים לבניית המעגל האלקטרוני בגלל היעדר פיתרון ייחודי זמין בתוך IC יחיד. השימוש ב- GreenPAK IC מאפשר ליצרנים להשתמש בשבב יחיד להכללת רבות מהפונקציות הרצויות וכתוצאה מכך להפחית את עלות המערכת ופיקוח על הייצור.

המערכת על כל תפקידיה נבדקה על מנת להבטיח פעולה תקינה. המעגל הסופי עשוי לדרוש שינויים מיוחדים או אלמנטים נוספים המותאמים למנוע שנבחר.

כדי לבדוק שהמערכת פועלת באופן סמלי, נוצרו מקרי בדיקה לתשומות בעזרת אמולטור המעצבים של GreenPAK. ההדמיה מאמתת מקרי בדיקה שונים עבור הפלטים, והפונקציונליות של מפענח ה- IR מאושרת. העיצוב הסופי נבדק גם עם מנוע בפועל לאישור.

מנוע מאוורר עם 3 הילוכים

מנועי AC 3 הילוכים הם מנועים חד פאזיים המופעלים על ידי זרם חילופין. הם משמשים לעתים קרובות במגוון רחב של מכונות ביתיות כגון סוגים שונים של מאווררים (מאוורר קיר, מאוורר שולחן, מאוורר ארגז). בהשוואה למנוע DC, בקרת המהירות במנוע זרם חילופין מסובכת יחסית מכיוון שתדירות הזרם המועבר חייבת להשתנות כדי לשנות את מהירות המנוע. מכשירים כמו מאווררים ומכונות קירור בדרך כלל אינם דורשים פירוט עדין במהירות, אלא דורשים צעדים נפרדים כגון מהירויות נמוכות, בינוניות וגבוהות. עבור יישומים אלה, יש למנועי מאוורר AC מספר סלילים מובנים המיועדים למספר מהירויות שבהם שינוי מהירות אחת לאחרת מתבצע באמצעות הפעלת סליל המהירות הרצויה.

המנוע בו אנו משתמשים בפרויקט זה הוא מנוע זרם חילופין בעל 3 הילוכים בעל 5 חוטים: 3 חוטים לבקרת מהירות, 2 חוטים להספק וקבל התחלה, כפי שמודגם באיור 2 להלן. חלק מהיצרנים משתמשים בחוטים מקודדים בצבע רגיל לצורך זיהוי פונקציות. גליון הנתונים של המנוע יציג את המידע של המנוע המסוים לזיהוי חוטים.

ניתוח פרויקטים

במאמר זה, IC של GreenPAK מוגדר לבצע פקודה נתונה, המתקבלת ממקור כגון משדר IR או כפתור חיצוני, כדי לציין אחת משלוש פקודות:

הפעלה / כיבוי: המערכת מופעלת או מכובה עם כל פרשנות לפקודה זו. מצב הפעלה / כיבוי יתהפך עם כל קצה עולה של הפקודה On / Off.

טיימר: הטיימר מופעל למשך 30, 60 ו -120 דקות. בדופק הרביעי הטיימר מכובה ותקופת הטיימר חוזרת למצב התזמון המקורי.

מהירות: שולט במהירות המנוע, תוך איטרציה רצפית של הפלט המופעל מחוטי בחירת המהירות של המנוע (1,2,3).

מפענח IR

מעגל מפענח IR בנוי לקליטת אותות ממשדר IR חיצוני ולהפעלת הפקודה הרצויה. אימצנו את פרוטוקול NEC בגלל הפופולריות שלו בקרב היצרנים. פרוטוקול NEC משתמש ב"מרחק דופק "כדי לקודד כל ביט; כל דופק לוקח 562.5 לנו להעביר באמצעות האות של מוביל תדרים 38 קילוהרץ. שידור אות לוגיקה 1 דורש 2.25 אלפיות שניים ואילו שידור של אות לוגי 0 לוקח 1.125 אלפיות השנייה. איור 3 ממחיש את העברת הרכבת הדופק על פי פרוטוקול NEC. זה מורכב מ- AGC פרץ של 9 ms, ואז שטח של 4.5ms, ואז כתובת 8 סיביות, ולבסוף את הפקודה של 8 סיביות. שים לב שהכתובת והפקודה מועברים פעמיים; הפעם השנייה היא השלמה של 1 (כל הביטים הפוכים) כזוגיות כדי להבטיח שההודעה שהתקבלה נכונה.LSB מועבר ראשון בהודעה.

GreenPAK עיצוב

עיצוב ה- IC נבנה בתוכנת GreenPAK מעצבים מבוססת GUI בחינם. את קובץ העיצוב השלם תוכלו למצוא כאן.

החלקים הרלוונטיים של ההודעה שהתקבלה חולצים על פני כמה שלבים. ראשית, ההתחלה של ההודעה מוגדרת מ- AGms פרץ של 9ms באמצעות CNT2 ו- LUT1 של 2 סיביות. אם זו זוהתה, אז נקבע שטח של 4.5ms באמצעות CNT6 ו- 2L2. אם הכותרת נכונה, פלט DFF0 מוגדר גבוה כדי לאפשר קבלת כתובת. הבלוקים CNT9, 3L0, 3L3 ו- P DLY0 משמשים לחילוץ פעימות השעון מההודעה שהתקבלה. ערך הסיב נלקח בקצה העולה של האות IR_CLK, 0.845ms מהקצה העולה מ- IR_IN.

לאחר מכן משווים את הכתובת המתפרשת לכתובת המאוחסנת בתוך ה- PGEN באמצעות 2LUT0. 2LUT0 הוא שער XOR, וה- PGEN שומר את הכתובת ההפוכה. כל ביט של ה- PGEN מושווה ברצף לאות הנכנס, ותוצאת כל השוואה מאוחסנת ב- DFF2 יחד עם הקצה העולה של IR-CLK.

במקרה, שגיאה כלשהי בכתובת, פלט התפס 3-סיביות LUT5 SR משתנה ל High כדי למנוע השוואה בין שאר ההודעה (הפקודה). אם הכתובת שהתקבלה תואמת את הכתובת המאוחסנת ב- PGEN, המחצית השנייה של ההודעה (פקודה & פקודה הפוכה) מופנית אל SPI כך שניתן יהיה לקרוא ולבצע את הפקודה הרצויה. CNT5 ו- DFF5 משמשים לציון סוף הכתובת והתחלת הפקודה כאשר 'נתוני מונה' של CNT5 שווים לפולסים 18:16 לכתובת בנוסף לשני הפולסים הראשונים (9ms, 4.5ms).

אם הכתובת המלאה, כולל הכותרת, התקבלה ונשמרה כהלכה ב- IC (ב- PGEN), פלט השער 3L3 OR נותן את האות נמוך לסיכה nCSB של SPI להפעלה. כתוצאה מכך SPI מתחיל לקבל את הפקודה.

ל- SLG46620 IC 4 רושמים פנימיים באורך 8 סיביות וכך ניתן לאחסן ארבע פקודות שונות. DCMP1 משמש להשוואת הפקודה שהתקבלה לרשמים הפנימיים ומתוכנן מונה בינארי דו-סיבתי שתוצרי A1A0 שלו מחוברים ל- MTRX SEL # 0 ו- # 1 של DCMP1 כדי להשוות את הפקודה שהתקבלה לכל הרגיסטרים ברצף ובאופן רציף.

מפענח עם תפס נבנה באמצעות DFF6, DFF7, DFF8 ו- 2L5, 2L6, 2L7. העיצוב פועל באופן הבא; אם A1A0 = 00 , פלט ה- SPI מושווה לרשום 3. אם שני הערכים שווים, DCMP1 נותן אות גבוה בפלט ה- EQ שלו. מאז A1A0 = 00 , זה מפעיל את 2L5, ו DFF6 יוצא כתוצאה מכך אות גבוה המציין שהאות הפעלה / כיבוי התקבל. באופן דומה, עבור שאר אותות הבקרה, CNT7 ו- CNT8 מוגדרים כ- "שניהם Edge Delay" כדי ליצור עיכוב בזמן ולאפשר ל- DCMP1 לשנות את מצב הפלט שלו לפני שער הפלט מוחזק על ידי ה- DFFs.

הערך של פקודת ההפעלה / כיבוי נשמר במרשם 3, פקודת הטיימר ברשומה 2 ופקודת המהירות ברשומה 1.

מהירות MUX

כדי להחליף מהירויות, נבנה מונה בינארי בן 2 סיביות שדופק הקלט שלו מתקבל על ידי הכפתור החיצוני המחובר ל- Pin4 או מאות המהירות IR דרך P10 מהמשווה לפקודה. במצב ההתחלתי Q1Q0 = 11 , ועל ידי הפעלת דופק על קלט המונה מ- LUT6 בעל 3 סיביות, Q1Q0 הופך ברצף ל 10, 01 ואז למצב 00. 3 סיביות LUT7 שימשו לדילוג על מצבי 00, בהתחשב בכך שרק שלוש מהירויות זמינות במנוע הנבחר. אות ההפעלה / כיבוי חייב להיות גבוה כדי להפעיל את תהליך הבקרה. כתוצאה מכך, אם אות ההפעלה / כיבוי נמוך, הפלט המופעל מושבת והמנוע מנותק כפי שמוצג באיור 6.

שָׁעוֹן עֶצֶר

טיימר בן 3 תקופות (30 דקות, 60 דקות, 120 דקות) מיושם. ליצירת מבנה הבקרה, דלפק בינארי דו-ביטי מקבל פולסים מכפתור טיימר חיצוני המחובר ל- Pin13 ומאות ה- IR Timer. הדלפק משתמש ב- Delipe Pipe1, כאשר Out0 PD num שווה ל- 1 ו- Out1 PD num שווה 2 על ידי בחירת קוטביות הפוכה ל- Out1. במצב ההתחלתי Out1, Out0 = 10 , הטיימר מושבת. לאחר מכן, על ידי הפעלת דופק על קלט CK לעיכוב צינור 1, מצב הפלט משתנה לרצף 11,01,00, מהפך את CNT / DLY לכל מצב מופעל. CNT0, CNT3, CNT4 הוגדרו לפעול כ'עיכובי קצה עולה 'שהקלט שלו מקורו בפלט של CNT1, שמוגדר לתת דופק כל 10 שניות.

לדחיית זמן של 30 דקות:

30 x 60 = 1800 שניות ÷ מרווחי 10 שניות = 180 ביט

לכן, נתוני מונה עבור CNT4 הם 180, CNT3 הם 360 ו- CNT0 הם 720. לאחר סיום עיכוב הזמן, דופק גבוה מועבר דרך 3L14 ל- 3L11 וגורם לכיבוי המערכת. הטיימרים מתאפסים אם המערכת מכובה על ידי הכפתור החיצוני המחובר ל- Pin12 או על ידי האות IR_ON / OFF.

* אתה יכול להשתמש בממסר טריאקי או במצב מוצק במקום בממסר אלקטרומכני אם ברצונך להשתמש במתג אלקטרוני.

* השתמש בכפתור הלחצנים במתן חומרה (קבלים, נגד).

תוצאות

כצעד הראשון בהערכת העיצוב, נעשה שימוש בסימולטור התוכנה GreenPAK. נוצרו כפתורים וירטואליים על הקלטים ונעקבו אחר נוריות ה- LED החיצוניות שמול היציאות בלוח הפיתוח. כלי אשף האותות שימש להפקת אות הדומה לפורמט NEC לצורך איתור באגים.

נוצר אות עם התבנית 0x00FF5FA0, כאשר 0x00FF היא הכתובת המתאימה לכתובת ההפוכה המאוחסנת ב- PGEN, ו- 0x5FA0 היא הפקודה המתאימה לפקודה ההפוכה ברישום DCMP 3 לשליטה בפונקציונליות On / Off. המערכת במצב ההתחלתי במצב OFF, אך לאחר החלת האות, נציין כי המערכת מופעלת. אם סיבית שונה בכתובת והאות הוחל מחדש, נציין ששום דבר לא קורה (כתובת שאינה תואמת).

לאחר הפעלת אשף האות בפעם אחת (עם פקודת הפעלה / כיבוי חוקית):

סיכום

מאמר זה מתרכז בתצורה של GreenPAK IC המיועד לשלוט על מנוע זרם חילופין 3 הילוכים. הוא משלב מספר פונקציות כגון מהירויות רכיבה על אופניים, יצירת טיימר לשלושה תקופות ובניית מפענח IR התואם לפרוטוקול NEC. ה- GreenPAK הוכיח יעילות בשילוב מספר פונקציות, והכל בפתרון IC בעלות נמוכה ושטח קטן.