SPWM генератор модулу (микроконтроллерди колдонбостон): 14 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Баарыңарга салам, менин инструктивдүү окуума кош келиңиздер! Баарыңар сонун кылып жатасыңар деп үмүттөнөм. Жакында, мен PWM сигналдары менен тажрыйба жүргүзүүгө кызыгып, импульстар поездинин иштөө цикли синус толкуну тарабынан модуляцияланып жаткан SPWM (же синусоидалык импульстун модуляциясы) түшүнүгүнө туш болдум. Мен SPWM сигналдарынын мындай түрүн синус толкунун ишке ашыруу үчүн керектүү баалуулуктарды камтыган издөө таблицасынын жардамы менен түзүлгөн микроконтроллердин жардамы менен оңой эле түзүүгө мүмкүн болгон бир нече жыйынтыктарды көрдүм.

Мен микроконтроллерсиз SPWM сигналын чыгаргым келди, ошондуктан системанын жүрөгү катары Оперативдик күчөткүчтөрдү колдондум.

Баштайлы!

Жабдуулар

1. LM324 Quad OpAmp IC
2. LM358 кош салыштырмалуу IC
3. 14 пин IC базасы/розеткасы
4. 10K каршылыгы-2
5. 1K резисторлор-2
6. 4.7K резисторлор-2
7. 2.2K каршылыгы-2
8. 2K өзгөрмөлүү резистор (алдын ала коюлган) -2
9. 0.1uF керамикалык конденсатор-1
10. 0.01uF керамикалык конденсатор-1
11. 5 пин эркек баш
12. Veroboard же perfboard
13. Ысык желим мылтык
14. Лагердик жабдуулар

1 -кадам: Теория: SPWM үчүн сигнал генерациясынын түшүндүрмөсү

Микроконтроллерсиз SPWM сигналдарын түзүү үчүн бизге ар кандай жыштыктагы эки үч бурчтуу толкун керек (бирок, биринчиден, экинчисине окшош болушу керек). Бул эки үч бурчтуу толкундар LM358 сыяктуу IC салыштыргычын колдонуп бири -бири менен салыштырылганда, биз керектүү SPWM сигналын алабыз. Салыштыргыч жогорку сигналды берет, эгерде OpAmpдин инверттелүүчү эмес терминалындагы сигнал инверттөөчү терминалдын сигналына караганда чоңураак болсо, анда жогорку жыштыктагы үч бурчтуу толкун инверттик эмес пинге берилип, төмөнкү жыштыктагы үч бурчтуу толкунга тойгузулат. Салыштыргычтын инверттик пинине, биз инверттелүүчү терминалдагы сигнал амплитудасын инверттөөчү терминалдагы сигналга чейин бир нече жолу өзгөрткөн көптөгөн учурларды алабыз. Бул OpAmp чыгышы импульс поезди болгон шартка мүмкүндүк берет, анын милдети эки толкундун өз ара аракеттенишине жараша башкарылат.

2 -кадам: Райондук диаграмма: Түшүндүрмө жана теория

Бул эки толкун формасынын генераторунан жана салыштырмадан турган бүт SPWM долбоорунун схемасы.

Үч бурчтук толкун 2 оперативдүү күчөткүч аркылуу түзүлүшү мүмкүн, ошондуктан эки толкун үчүн жалпы 4 OpApms талап кылынат. Бул үчүн мен LM324 quad OpAmp пакетин колдондум.

Келгиле, үч бурчтуу толкундар чындыгында кантип пайда болгонун карап көрөлү.

Башында биринчи OpAmp 2 10kiloOhm резисторлорунун чыңалуу бөлүштүрүүчү тармагын колдонуп, инверттелбеген пин потенциалга (Vcc/2) же жарым чыңалуу чыңалуусуна байланган интегратордун ролун аткарат. Мен 5Вны камсыздоо катары колдонуп жатам, ошондуктан инверттелбеген пин 2,5 вольттук потенциалга ээ. Инверттөөчү жана тескери эмес пиндин виртуалдык байланышы, ошондой эле, конденсаторду акырындык менен заряддай турган, тескери бурамада 2,5 в потенциалын кабыл алууга мүмкүндүк берет. Конденсатор берүүнүн чыңалуусунун 75 пайызына чейин заряддалары менен, салыштыргыч катары конфигурацияланган башка иштөөчү күчөткүчтүн чыгымы төмөндөн жогоруга өзгөрөт. Бул өз кезегинде конденсаторду чыгарууну баштайт (же интеграцияланбайт) жана конденсатордогу чыңалуу 25 % чыңалуудан төмөн түшөөрү менен компаратордун чыгышы кайра төмөн түшөт, ал кайра конденсаторду заряддай баштайт. Бул цикл кайра башталат жана бизде үч бурчтуу толкундуу поезд бар. Үч бурчтук толкундун жыштыгы колдонулган резисторлордун жана конденсаторлордун мааниси менен аныкталат. Сиз жыштыкты эсептөө формуласын алуу үчүн бул кадамдагы сүрөттү карай аласыз.

Макул, теория бөлүгү бүттү. Келгиле, курулушту алалы!

3 -кадам: Бардык керектүү бөлүктөрдү чогултуу

Сүрөттөр SPWM модулун жасоо үчүн зарыл болгон бардык бөлүктөрдү көрсөтөт. Мен ICлерди тийиштүү IC базасына орнотуп койдум, керек болсо аларды оңой алмаштырууга болот. Сиз кандайдыр бир сигналдын өзгөрүүсүнө жол бербөө жана SPWM үлгүсүн туруктуу кармоо үчүн, үч бурчтуу жана SPWM толкундарынын чыгышына 0.01uF конденсатор кошо аласыз.

Компоненттерге туура келиши үчүн керектүү веронду кесип алдым.

4 -кадам: Test Circuit кылуу

Эми биз тетиктерди ширете баштоодон мурун, биздин схема каалагандай иштээрине ынануубуз керек, андыктан схемабызды нан тактасында текшерип, керек болсо өзгөртүүлөрдү киргизишибиз керек. Жогорудагы сүрөттө нан схемасындагы менин схемамдын прототиби көрсөтүлгөн.

5 -кадам: Чыгуу сигналдарын байкоо

Биздин чыгаруунун толкун формасы туура экенине ынануу үчүн, маалыматтарды элестетүү үчүн осциллографты колдонуу маанилүү болуп калат. Менде профессионалдуу DSO же ар кандай осциллограф жок болгондуктан, мен өзүмө бул арзан осциллографты алдым- DSO138 Banggoodтан. Бул аз жана орто жыштыктагы сигналдарды талдоо үчүн жакшы иштейт. Колдонуу үчүн биз 1КГц жана 10КГц жыштыктарынын үч бурчтуу толкундарын жаратабыз, аларды бул масштабда оңой элестетүүгө болот. Албетте, сиз профессионалдык осциллографта сигналдар боюнча алда канча ишенимдүү маалымат ала аласыз, бирок тез анализдөө үчүн бул модель жакшы иштейт!

6 -кадам: Үч бурчтук сигналдарды байкоо

Жогорудагы сүрөттөр эки сигналды түзүү схемаларынан пайда болгон үч бурчтуу толкундарды көрсөтөт.

7 -кадам: SPWM сигналын байкоо

Үч бурчтуу толкундарды ийгиликтүү жараткандан жана байкагандан кийин, биз азыр компаратордун өндүрүшүндө пайда болгон SPWM толкун формасын карайбыз. Тиешелүү алкактын таяныч базасын тууралоо бизге сигналдарды туура талдоого мүмкүндүк берет.

8 -кадам: Тетиктерди Perfboardго кошуу

Эми бизде схема текшерилгенден кийин, биз аны түбөлүктүүрөөк кылуу үчүн компоненттерди вертолетке лактап баштайбыз. Биз IC базасын резисторлор, конденсаторлор жана схемага ылайык өзгөрмө резисторлор менен кошо ширетебиз. Бул жайгаштыруу компоненттери маанилүү, биз минималдуу зымдарды колдонушубуз керек жана көпчүлүк туташуулар ширетүүчү издер менен жасалышы мүмкүн.

9 -кадам: Лайкоо процессин бүтүрүү

Болжол менен 1 сааттан кийин мен бардык байланыштарды толуктадым жана модуль акыры ушундай көрүнөт. Бул абдан кичинекей жана компакт.

10 -кадам: Шорттун алдын алуу үчүн ысык клей кошуу

Шорты кыскартуу үчүн кандайдыр бир шорты же кокусунан металл менен контактты кошуу үчүн, мен аны ысык желим катмары менен коргоону чечтим. Бул байланыштарды сактап калат жана кокусунан байланыштан обочолонот. Ошол үчүн изоляциялоочу лента да колдонсо болот.

11-кадам: Модулдан чыгуу

Жогорудагы сүрөттө мен жасаган модулдун pinout көрсөтүлгөн. Менде жалпысынан 5 эркек баштуу казык бар, анын экөө электр менен камсыздоо үчүн (Vcc жана Gnd), бир пин тез уч бурчтуу толкунду байкоо үчүн, экинчи пин акырын үч бурчтуу толкунду байкоо үчүн жана акыры акыркы пин SPWM чыгаруу. Үч бурчтуу толкун казыктары, эгерде биз толкундун жыштыгын жакшы жөнгө салгыбыз келсе, маанилүү.

12 -кадам: Сигналдардын жыштыгын тууралоо

Потенциометрлер ар бир үч бурчтуу толкун сигналынын жыштыгын жакшы жөнгө салуу үчүн колдонулат. Бул бардык компоненттер идеалдуу болбогондуктан жана теориялык жана практикалык мааниси айырмаланышы мүмкүн. Бул алдын ала орнотууларды тууралоо жана ошого жараша осциллографтын чыгышына карап ордун толтурууга болот.

13 -кадам: Схемалык файл

Мен бул долбоордун схемасын түздүм. Сиздин муктаждыктарыңызга жараша аны өзгөртүүдөн тартынбаңыз.

Бул окуу куралы сизге жагат деп ишенем.

Сураныч, пикирлериңизди, сунуштарыңызды жана суроолоруңузду төмөндөгү комментарийлерде бөлүшүңүз.

Кийинки убакытка чейин:)