बहु के लिए इर डिकोडर

सिंगल-फेज़ अल्टरनेटिंग करंट मोटर्स आमतौर पर घरेलू सामान जैसे पंखे में पाए जाते हैं, और सेट स्पीड के लिए कई असतत वाइंडिंग्स का उपयोग करते समय उनकी गति को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है। इस लेख में, हम एक डिजिटल नियंत्रक का निर्माण करते हैं जो उपयोगकर्ताओं को मोटर गति और संचालन समय जैसे कार्यों को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। इस लेख में एक अवरक्त रिसीवर सर्किट भी शामिल है जो एनईसी प्रोटोकॉल का समर्थन करता है, जहां एक मोटर को पुश बटन या एक अवरक्त ट्रांसमीटर द्वारा प्राप्त सिग्नल से नियंत्रित किया जा सकता है।

इसे बाहर ले जाने के लिए, एक ग्रीनपैक ™ SLG46620 आईसी को इन विविध कार्यों के प्रभारी के रूप में एक बुनियादी नियंत्रक के रूप में उपयोग किया जाता है: एक मल्टीप्लेक्स सर्किट एक गति को सक्रिय करने के लिए (तीन गति में से), 3-पीरियड काउंटडाउन टाइमर, और एक इन्फ्रारेड एनोडर प्राप्त करने के लिए बाहरी अवरक्त संकेत, जो वांछित कमांड को अर्क और निष्पादित करता है।

यदि हम सर्किट के कार्यों को देखते हैं, तो हम एक साथ नियोजित किए गए कई असतत कार्यों को नोट करते हैं: मक्सिंग, टाइमिंग और आईआर डिकोडिंग। एकल आईसी के भीतर उपलब्ध अद्वितीय समाधान की कमी के कारण निर्माता अक्सर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के निर्माण के लिए कई आईसी का उपयोग करते हैं। ग्रीनपैक आईसी का उपयोग निर्माताओं को वांछित कार्यों में से कई के लिए एक एकल चिप को नियोजित करने में सक्षम बनाता है और इसके परिणामस्वरूप सिस्टम लागत और विनिर्माण की निगरानी को कम करता है।

उचित संचालन सुनिश्चित करने के लिए अपने सभी कार्यों के साथ प्रणाली का परीक्षण किया गया है। अंतिम सर्किट को विशेष संशोधनों या चुने हुए मोटर के अनुरूप अतिरिक्त तत्वों की आवश्यकता हो सकती है।

यह जांचने के लिए कि सिस्टम नाममात्र चल रहा है, इनपुट के लिए परीक्षण मामले ग्रीनपैक डिजाइनर एमुलेटर की मदद से उत्पन्न हुए हैं। उत्सर्जन आउटपुट के लिए विभिन्न परीक्षण मामलों की पुष्टि करता है, और आईआर डिकोडर की कार्यक्षमता की पुष्टि की जाती है। अंतिम डिजाइन की पुष्टि के लिए एक वास्तविक मोटर के साथ परीक्षण भी किया जाता है।

3-स्पीड एसी फैन मोटर

3-स्पीड एसी मोटर्स एक एकल-चरण मोटर्स हैं जो एक प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित होते हैं। वे अक्सर घरेलू मशीनों की एक विस्तृत विविधता जैसे कि विभिन्न प्रकार के प्रशंसकों (दीवार के पंखे, टेबल फैन, बॉक्स फैन) में उपयोग किए जाते हैं। एक डीसी मोटर की तुलना में, एक चालू विद्युत मोटर में गति को नियंत्रित करना अपेक्षाकृत जटिल है क्योंकि वितरित वर्तमान की आवृत्ति को मोटर की गति को बदलने के लिए बदलना होगा। प्रशंसकों और प्रशीतन मशीनों जैसे उपकरणों को आमतौर पर गति में ठीक दानेदारता की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन कम, मध्यम और उच्च गति जैसे असतत चरणों की आवश्यकता होती है। इन अनुप्रयोगों के लिए, एसी फैन मोटर्स में कई अंतर्निहित कॉइल हैं जो कई गति के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जहां वांछित गति के कुंडल को सक्रिय करके एक गति से दूसरे में परिवर्तित किया जाता है।

इस परियोजना में हम जिस मोटर का उपयोग करते हैं वह एक 3-स्पीड एसी मोटर है जिसमें 5 तार होते हैं: गति नियंत्रण के लिए 3 तार, बिजली के लिए 2 तार, और नीचे चित्रा 2 में सचित्र के रूप में एक स्टार्ट कैपेसिटर। कुछ निर्माता फ़ंक्शन पहचान के लिए मानक रंग-कोडित तारों का उपयोग करते हैं। एक मोटर की डेटशीट तार की पहचान के लिए विशेष मोटर की जानकारी दिखाएगी।

परियोजना विश्लेषण

इस आलेख में, एक ग्रीनपैक आईसी को एक दिए गए कमांड को निष्पादित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, एक स्रोत से प्राप्त किया गया है जैसे कि आईआर ट्रांसमीटर या बाहरी बटन, तीन आदेशों में से एक को इंगित करने के लिए:

चालू / बंद: इस कमांड की प्रत्येक व्याख्या के साथ सिस्टम को चालू या बंद किया जाता है। चालू / बंद की स्थिति चालू / बंद आदेश के प्रत्येक बढ़ते किनारे के साथ उलट जाएगी।

टाइमर: टाइमर 30, 60 और 120 मिनट के लिए संचालित होता है। चौथे पल्स पर, टाइमर बंद कर दिया जाता है, और टाइमर की अवधि मूल समय स्थिति में बदल जाती है।

गति: मोटर की गति को नियंत्रित करता है, सफलतापूर्वक मोटर की गति-चयन तारों (1,2,3) से सक्रिय आउटपुट को पुनरावृत्त करता है।

आईआर विकोडक

एक आईआर डिकोडर सर्किट बाहरी आईआर ट्रांसमीटर से सिग्नल प्राप्त करने और वांछित कमांड को सक्रिय करने के लिए बनाया गया है। हमने NEC प्रोटोकॉल को निर्माताओं के बीच अपनी लोकप्रियता के कारण अपनाया। एनईसी प्रोटोकॉल हर बिट को एन्कोड करने के लिए "पल्स डिस्टेंस" का उपयोग करता है; प्रत्येक पल्स 56 k.5 लेता है जो हमें 38 kHz फ़्रीक्वेंसी कैरियर के सिग्नल का उपयोग करके प्रेषित किया जाता है। एक तर्क 1 संकेत के प्रसारण के लिए 2.25 एमएस की आवश्यकता होती है जबकि एक तर्क 0 संकेत के प्रसारण में 1.125 एमएस लगता है। चित्र 3 एनईसी प्रोटोकॉल के अनुसार पल्स ट्रेन ट्रांसमिशन दिखाता है। इसमें 9 ms AGC फट, फिर 4.5ms स्पेस, फिर 8-बिट एड्रेस और अंत में 8-बिट कमांड शामिल है। ध्यान दें कि पता और आदेश दो बार प्रेषित होते हैं; दूसरी बार 1 का पूरक है (सभी बिट्स उल्टे हैं) यह सुनिश्चित करने के लिए समानता है कि प्राप्त संदेश सही है।संदेश में सबसे पहले LSB प्रसारित किया जाता है।

ग्रीनपाक डिजाइन

आईसी डिजाइन को मुफ्त GUI- आधारित ग्रीनपैक डिजाइनर सॉफ्टवेयर में बनाया गया था। पूर्ण डिजाइन फ़ाइल यहां पाई जा सकती है।

प्राप्त संदेश के प्रासंगिक बिट्स को कई चरणों में निकाला जाता है। शुरू करने के लिए, संदेश की शुरुआत CNT2 और 2-बिट LUT1 का उपयोग करके 9ms AGC फट से निर्दिष्ट की गई है। यदि यह पता चला है, तो 4.5ms स्थान CNT6 और 2L2 के माध्यम से निर्दिष्ट किया गया है। यदि शीर्ष लेख सही है, तो पते के स्वागत की अनुमति देने के लिए DFF0 आउटपुट उच्च है। प्राप्त संदेश से घड़ी के दालों को निकालने के लिए ब्लॉक CNT9, 3L0, 3L3 और P DLY0 का उपयोग किया जाता है। बिट मान IR_CLK सिग्नल के बढ़ते किनारे पर लिया जाता है, IR_IN से बढ़ते किनारे से 0.845ms।

व्याख्या किए गए पते की तुलना 2LUT0 का उपयोग करते हुए PGEN में संग्रहीत पते की तुलना में की जाती है। 2LUT0 एक XOR गेट है, और PGEN उल्टे पते को संग्रहीत करता है। आने वाले सिग्नल की तुलना में पीजीईएन के प्रत्येक बिट क्रमिक रूप से होता है, और प्रत्येक तुलना का परिणाम आईआर-सीएलके के बढ़ते किनारे के साथ डीएफएफ 2 में संग्रहीत होता है।

यदि पते में कोई त्रुटि पाई गई है, तो बाकी संदेश (कमांड) की तुलना करने के लिए 3-बिट LUT5 SR कुंडी आउटपुट को हाई में बदल दिया जाता है। यदि प्राप्त पता PGEN में संग्रहीत पते से मेल खाता है, तो संदेश का दूसरा भाग (कमांड और उलटा कमांड) SPI को निर्देशित किया जाता है, ताकि वांछित कमांड को पढ़ा और निष्पादित किया जा सके। CNT5 और DFF5 का उपयोग पते के अंत को निर्दिष्ट करने और कमांड के प्रारंभ के लिए किया जाता है जहां CNT5 का 'काउंटर डेटा' पहले दो दालों (9ms, 4.5ms) के अलावा पते के लिए 18:16 दालों के बराबर होता है।

यदि हेडर सहित पूरा पता, आईसी (पीजीईएन) में सही ढंग से प्राप्त और संग्रहीत किया गया है, तो 3 एल 3 या गेट आउटपुट एसपीआई के एनसीएसबी पिन को सक्रिय करने के लिए कम सिग्नल देता है। SPI फलस्वरूप कमांड प्राप्त करना शुरू करता है।

SLG46620 IC में 8-बिट लंबाई के 4 आंतरिक रजिस्टर हैं और इस प्रकार चार अलग-अलग कमांड को स्टोर करना संभव है। DCMP1 का उपयोग आंतरिक कमांड को प्राप्त कमांड की तुलना करने के लिए किया जाता है और एक 2-बिट बाइनरी काउंटर डिज़ाइन किया गया है, जिनके A1A0 आउटपुट DCMP1 के MTRX SEL # 0 और # 1 से जुड़े हैं, प्राप्त कमांड की क्रमिक रूप से और लगातार सभी तुलना करने के लिए।

डीएफएफ 6, डीएफएफ 7, डीएफएफ 8, और 2 एल 5, 2 एल 6, 2 डी 7 का उपयोग करके कुंडी के साथ एक डिकोडर का निर्माण किया गया था। डिजाइन निम्नानुसार संचालित होता है; यदि A1A0 = 00 , SPI आउटपुट की तुलना रजिस्टर 3 से की जाती है। यदि दोनों मान समान हैं, तो DCMP1 अपने EQ आउटपुट पर एक उच्च संकेत देता है। A1A0 = 00 के बाद से, यह 2L5 को सक्रिय करता है, और DFF6 परिणामी रूप से एक उच्च सिग्नल को आउटपुट करता है जिससे संकेत मिलता है कि ऑन / ऑफ को संकेत मिल गया है। इसी प्रकार, बाकी नियंत्रण संकेतों के लिए, CNT7 और CNT8 को एक समय की देरी उत्पन्न करने के लिए 'दोनों एज डिले' के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है और डीसीएमपी 1 को आउटपुट के मूल्य डीएफएफ द्वारा आयोजित होने से पहले अपने आउटपुट की स्थिति को बदलने की अनुमति देता है।

ऑन / ऑफ कमांड का मान रजिस्टर 3, रजिस्टर 2 में टाइमर कमांड और रजिस्टर 1 में स्पीड कमांड में संग्रहीत किया जाता है।

स्पीड MUX

गति को स्विच करने के लिए, 2-बिट बाइनरी काउंटर बनाया गया था, जिसका इनपुट पल्स बाहरी बटन द्वारा प्राप्त किया जाता है जो कि P4 से या आईआर स्पीड सिग्नल से कमांड तुलनित्र से जुड़ा होता है। प्रारंभिक अवस्था में Q1Q0 = 11 , और 3-बिट LUT6 से काउंटर के इनपुट पर एक पल्स लगाने से, Q1Q0 क्रमिक रूप से 10, 01 और फिर 00 स्थिति बन जाता है। 3-बिट LUT7 का उपयोग 00 राज्यों को छोड़ने के लिए किया गया था, यह देखते हुए कि चुने हुए मोटर में केवल तीन गति उपलब्ध हैं। नियंत्रण प्रक्रिया को सक्रिय करने के लिए ऑन / ऑफ सिग्नल उच्च होना चाहिए। नतीजतन, यदि ऑन / ऑफ सिग्नल कम है, तो सक्रिय आउटपुट अक्षम है और चित्र 6 में दिखाए अनुसार मोटर बंद है।

घड़ी

3-अवधि वाला टाइमर (30 मिनट, 60 मिनट, 120 मिनट) कार्यान्वित किया जाता है। नियंत्रण संरचना बनाने के लिए, 2-बिट बाइनरी काउंटर, पिन 13 से जुड़े बाहरी टाइमर बटन और आईआर टाइमर सिग्नल से दाल प्राप्त करता है। काउंटर पाइप Del1 1 का उपयोग करता है, जहां Out0 PD संख्या 1 के बराबर है और Out1 PD संख्या बराबर 2 है जो Out1 के लिए एक औंधा ध्रुवीयता का चयन करके करता है। प्रारंभिक अवस्था में Out1, Out0 = 10 , टाइमर अक्षम है। उसके बाद, पाइप डेलय 1 के लिए इनपुट CK पर एक पल्स लगाने से, आउटपुट स्टेट उत्तराधिकार में 11,01,00 में बदल जाता है, हर सक्रिय राज्य में CNT / DLY को प्राप्त करता है। CNT0, CNT3, CNT4 को 'राइजिंग एज डिले' के रूप में संचालित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया था, जिसका इनपुट CNT1 के आउटपुट से उत्पन्न होता है, जिसे हर 10 सेकंड में पल्स देने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है।

30 मिनट की देरी के लिए:

30 x 60 = 1800 सेकंड s 10 सेकंड सेकंड = 180 बिट्स

इसलिए, CNT4 के लिए काउंटर डेटा 180 है, CNT3 360 है, और CNT0 720 है। एक बार समय समाप्त होने के बाद, एक उच्च पल्स 3L14 से 3L11 के माध्यम से प्रेषित होता है, जिससे सिस्टम बंद हो जाता है। यदि सिस्टम पिन 12 से जुड़े बाहरी बटन या IR_ON / OFF सिग्नल द्वारा बंद किया जाता है, तो टाइमर रीसेट हो जाते हैं।

* यदि आप एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच का उपयोग करना चाहते हैं, तो आप एक इलेक्ट्रोकेमिकल रिले के बजाय एक triac या सॉलिड-स्टेट रिले का उपयोग कर सकते हैं।

* पुश-बटन के लिए एक हार्डवेयर डिबॉन्सर (संधारित्र, अवरोधक) का उपयोग किया गया था।

परिणाम

डिजाइन के मूल्यांकन में पहले कदम के रूप में, ग्रीनपैक सॉफ्टवेयर सिम्युलेटर का उपयोग किया गया था। वर्चुअल बटन इनपुट पर बनाए गए थे और विकास बोर्ड पर आउटपुट के विपरीत बाहरी एल ई डी की निगरानी की गई थी। सिग्नल विज़ार्ड उपकरण का उपयोग डीबगिंग के लिए NEC स्वरूप के समान सिग्नल उत्पन्न करने के लिए किया गया था।

0x00FF5FA0 पैटर्न के साथ एक संकेत उत्पन्न हुआ था, जहां 0x00FF PGEN में संग्रहीत उल्टे पते के अनुरूप है, और 0x5FA0 DCMP रजिस्टर 3 में ऑन / ऑफ कार्यक्षमता को नियंत्रित करने के लिए उल्टे कमांड के अनुरूप कमांड है। प्रारंभिक अवस्था में सिस्टम ऑफ़ स्थिति में है, लेकिन सिग्नल लागू होने के बाद, हम ध्यान दें कि सिस्टम चालू है। यदि पते में एक बिट को बदल दिया गया है और सिग्नल फिर से लागू किया गया है, तो हम ध्यान दें कि कुछ भी नहीं होता है (असंगत पता)।

सिग्नल विज़ार्ड को एक बार (वैध / बंद आदेश के साथ) शुरू करने के बाद:

निष्कर्ष

यह आलेख 3-स्पीड एसी मोटर को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए ग्रीनपैक आईसी के कॉन्फ़िगरेशन पर केंद्रित है। इसमें कई कार्य शामिल हैं जैसे कि साइकिल की गति, 3-पीरियड टाइमर पैदा करना और NEC प्रोटोकॉल के साथ संगत IR डिकोडर का निर्माण। ग्रीनपैक ने कम लागत और छोटे क्षेत्र आईसी समाधान में सभी कार्यों को एकीकृत करने में प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया है।