Informatiebundel ADuC832 Motor interface bord MGM/[dp]

Transcriptie

1 Het ADuC832 Motor interface bord. Het ADuC832V2.0 motor interface bord heeft als doel: Een DC motor en een stappenmotor, die op het motor interface bord gemonteerd zijn, te kunnen aansturen met een ADuCV2.0/V1.1 microcontroller bord. Een extern generatorsignaal (digitaal signaal op CMOS of TTL niveau), dat met de BNC connector van het motor interface bord wordt verbonden, door te geven naar ofwel de /INT0 interrupt ingang ofwel de Timer0 teller ingang van de microcontroller. Het digitaal feedback signaal (impulstrein) van een optische encoder gemonteerd op de as van de DC motor door te geven naar ofwel de /INT0 interrupt ingang ofwel de Timer0 teller ingang van de microcontroller. Het Motor interface bord moet worden voorzien van een voedingsspanning van 12V DC (rode banaanstekker = +12V, zwarte banaanstekker = GND)! De selectie van het signaal dat wordt doorgegeven naar de /INT0 of de T0 ingang gebeurt via een verbinding op de Input Jumper SV2 op het motor interface bord, zie Fig. 1. Het motor bord kan via twee flat cable verbindingen met het microcontroller bord worden verbonden. Via deze flat cable verbindingen worden de 10 pin headerconnectoren H2 en H3 van het motorbord verbonden met de gelijknamige headerconnectoren op het ADuC832V2.0 bord. Op het ADuC832V1.1 bord wordt H2 en H3 van het motorbord doorverbonden met respectievelijk H3/P2 en H2/P3 van het microcontrollerbord. De gemaakte verbindingen worden aangegeven in Fig. 1. Fig. 1 Flatcable verbindingen tussen het ADuC832V2.0 bord en het Motor interface bord en de Input Jumper settings. pag. 1

2 1) De Stappenmotor sturing. Een stappenmotor kan principieel worden voorgesteld door twee magnetiseerbare statorparen en een permanente magneet rotor, zie Fig. 3. Elk statorpaar kan op twee manieren (N-Z of Z- N) gemagnetiseerd worden door telkens één van de twee statorspoelen te bekrachtigen. De statorspoelen zijn via een middenaftakking met de voedingsspanning verbonden en via een MOSFET schakelaar kan telkens één uiteinde van de wikkeling naar de grondpotentiaal worden verbonden om zo de stator in een bepaalde zin te magnetiseren. De MOSFET s worden aangestuurd door de ADuC832 microcontroller, die met een bepaalde binaire sequentie op P2.0-P2.3 ( 0 = wikkeling aan, 1 = wikkeling uit) de overeenkomende wikkelingen bekrachtigt, zie Fig. 2. Op deze manier kan er een draaiend magnetisch statorveld worden gevormd dat de permanent magneet rotor zal volgen. Voor een detailcircuit zie pagina 1 van 2 van het schema van de ADuC832 motor interface. Fig. 2 Sequentie waarmee de statorspoelen moeten worden aangestuurd: 1 = bekrachtigde wikkeling (poortbit= 0 ), 0 = niet bekrachtigde wikkeling (poortbit= 1 ). Fig.3 Principewerking van een unipolaire stappenmotor en zijn stuurcircuit. pag. 2

3 2) De DC motor sturing. De DC-motor die op het motor interface bord aanwezig is wordt aangestuurd door een H-brug met een geïntegreerd stuurcircuit, de TLE6209R van Infineon, zie Fig. 4. Deze automotive component laat toe de snelheid van een DC-motor in een bepaalde draaizin (aangegeven op de DIR pin), via het signaal op de PWM pin in te stellen. Voor de werking van dit circuit wordt verwezen naar de datasheet van de betreffende component. In Fig. 1 wordt aangegeven hoe de stuursignalen van de TLE6209R naar de ADuC832 controller worden verbonden. Fig.4 Het inwendige van de TLE6209R. Daar er pinnen voor het aansturen van de stappenmotor gemeenschappelijk zijn met deze voor het aansturen van de TLE6209R, moet men er voor zorgen dat bij het gebruik van de stappenmotor het DIS (Disable) stuursignaal steeds 1 is gemaakt. Op deze manier zal de TLE6209R niet reageren op de gemeenschappelijke stuursignalen. Bij het aansturen van de DC-motor via de TLE6209R volstaan de DIR en PWM signalen bij een laag gemaakt DIS signaal. In dit geval worden de default reset parameters gebruikt in de TLE6209R. Voor het lezen van de status van de H-brug, of voor het zelf instellen van een aantal parameters wordt de SPI interface met signalen SDO, SDI, SCLK, en CSN gebruikt. Hiervan zijn er een aantal signalen gemeenschappelijk met de stappenmotorsturing. De snelheid waarmee deze signalen gegenereerd kunnen worden zal echter zodanig zijn dat de stappenmotor hierop niet reageert. Voor een detailcircuit: zie pagina 2 van het schema van de ADuC832 Motor interface. pag. 3

4 3) De optische encoder. Op de as van de DC motor is een optische encoderschijf aangebracht die door een IR lichtsluis (optocoupler OPB625) beweegt. Samen zullen deze een digitale impultrein genereren wanneer de DC motor draait. Het principe hiervan wordt aangegeven in Fig. 5. De encoderschijf van het motor interface bord genereert 32 impulsen per omwenteling aan de uitgang van de optocoupler. Deze impulstrein kan via de Input Jumper worden verbonden met de /INT0 of de T0 ingang van de ADuC832 microcontroller, zie Fig. 1. Op deze manier kan men op het microcontrollerbord de omwentelingssnelheid van de DC motor meten. Voor een detailcircuit: zie pagina 2 van het schema van de ADuC832 Motor interface. Fig. 5 Optische encoder op de DC motoras. pag. 4

5 4) Layout en schema s van het motor interface bord. pag. 5

6 pag. 6

7 Encoderschijf met 32 tanden pag. 7