Il controller PIC controlla il motore elettrico

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Questa raccolta riguarda due progetti di un controller PIC, descritti sul sito web del radioamatore giapponese Seiichi Inoue. Il primo è progettato per controllare la velocità del motore CC, il secondo è quello del motore passo-passo.

Il diagramma schematico del regolatore di velocità dell'albero del motore CC è mostrato in fig. 1 (una descrizione dettagliata in inglese si trova all'indirizzo ).

Il controller PIC controlla il motore elettrico

Il dispositivo è realizzato sul microcontrollore (MK) PIC16F873. La sua frequenza di clock (10 MHz) è impostata da un risonatore al quarzo ZQ1. L'alimentazione viene fornita al motore elettrico principale M1 attraverso un potente transistor ad effetto di campo VT2, il cui gate riceve impulsi rettangolari dall'uscita del microcontrollore CCP1 attraverso uno stadio di adattamento sul transistor VT1. La frequenza degli impulsi è costante e il ciclo di lavoro può essere modificato, regolando così la velocità del rotore del motore.

L'albero del motore elettrico M1 è collegato meccanicamente (tramite una trasmissione a due stadi con ingranaggi 1:1) al secondo motore elettrico, che viene utilizzato come generatore. La tensione da esso generata attraverso il ponte a diodi VD1 e il partitore di tensione R1 - R3 viene alimentata all'ingresso AN0 del convertitore analogico-digitale, che fa parte del MK. Il diodo Zener VD2 con una tensione di stabilizzazione di 5 V protegge questo ingresso da danni, il condensatore C5 attenua l'ondulazione della tensione raddrizzata.

La velocità richiesta è impostata da un resistore variabile R2 con una caratteristica funzionale A.

Un aumento della tensione fornita all'ingresso AN0 indica che la velocità dell'albero motore sta aumentando. In risposta a ciò, l'MK riduce la durata degli impulsi all'uscita dell'SSR1 e la velocità di rotazione ritorna al valore precedente. Quando la tensione generata dal motore-generatore diminuisce, la durata degli impulsi aumenta e la velocità di rotazione aumenta.

La linea di LED HL1 - HL8 permette di controllare visivamente la velocità dell'albero motore: il numero di LED luminosi aumenta al suo aumento.

Il dispositivo è alimentato da una tensione stabilizzata di 5 V, prelevata dall'uscita dello stabilizzatore integrale DA1. Il motore M1 riceve una tensione non stabilizzata da una fonte separata.

Il regolatore è assemblato su una breadboard 70x45 mm.

I dispositivi di controllo del motore passo-passo contengono solitamente registri a scorrimento che formano la sequenza necessaria di impulsi forniti agli avvolgimenti. Il dispositivo proposto sul controller PIC consente inoltre di cambiare la direzione e regolare la velocità del rotore. La descrizione del progetto, il disegno del circuito stampato e i codici sorgente commentati del programma del microcontrollore si trovano in .

Lo schema schematico del dispositivo è mostrato in fig. uno.

Il controller PIC controlla il motore elettrico

Il principale è MK PIC16F84A. La frequenza dell'orologio (4 MHz) imposta il risonatore al quarzo ZQ1. Sugli elementi R8-R10, C6 e sul transistor VT5 è assemblato un generatore, la cui frequenza può essere modificata agevolmente da un resistore variabile R9 con una caratteristica funzionale A. La tensione dal condensatore C6 viene alimentata all'ingresso di RB5 MKDD1. Dopo aver superato la soglia, all'uscita di RB7 appare una tensione di alto livello. Il transistor VT5 aperto scarica il condensatore, dopodiché il ciclo si ripete.

Quando si sposta il motore del resistore R9 da una posizione estrema all'altra, la velocità del motore M1 cambia da 27 a 128 min-1. Va notato che all'aumentare della velocità diminuisce la coppia sull'albero motore. Il dispositivo non ha feedback, quindi la velocità di rotazione dipende sia dalla resistenza della parte di ingresso del resistore R9, sia dal carico sull'albero.

Le uscite RA0 - RA3 MK attraverso i tasti, realizzati su transistor compositi VT1 - VT4, commutano la tensione sugli avvolgimenti del motore passo-passo. I diodi VD1 - VD4 proteggono i transistor dalla rottura dovuta agli impulsi di tensione che si verificano nel momento in cui sono chiusi.

I pulsanti SB0 - SB2 sono collegati ai primi tre bit della porta RB (RB1 - RB3) del MK, con l'aiuto del quale cambiano il senso di rotazione dell'albero motore e lo arrestano.

Tutte le parti (ad eccezione del motore e del resistore variabile) sono montate su una breadboard da 70x45 mm. L'aspetto del dispositivo è mostrato in fig. 3.

Il controller PIC controlla il motore elettrico

Gli stabilizzatori 78L05 e 7805 sono sostituibili con il KR142EN5A domestico (B), il transistor 2SC1815 - con una qualsiasi delle serie KT3102, il diodo zener RD-5A - con il KC147A domestico. I transistor VT1-VT4 (vedi Fig. 2) devono resistere alla corrente degli avvolgimenti del motore e avere un coefficiente di trasferimento della corrente di base di circa 4000. Il ponte raddrizzatore VD1 (vedi Fig. 1) è KTS407A o assemblato da diodi al silicio a bassa potenza. LED HL1 - HL8 - qualsiasi serie AL307.

Testi di origine dei programmi

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