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.

Použitý motorek při oživování přípravku a programu

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