Jest jeszcze inna możliwość sterowania prędkością i kierunkiem, stosując tylko wejście DIR a wejście PWM podciągając na stałe do stanu wysokiego. W tym celu sygnał PWM podaje się wprost na wejście DIR i wtedy wypełnienie 0% stanowi pełną prędkość obrotową do tyłu, a 100% stanowi pełną prędkość obrotową w drugą stronę. Jeśli ustawimy wypełnienie 50% silnik się całkowicie zatrzyma. Bardzo ciekawa możliwość zwłaszcza, gdy brakuje nam wolnych pinów mikrokontrolera. W tej sytuacji do pełnej kontroli nad pracą silnika tak naprawdę wystarczy tylko jeden, jedyny przewód i pin mikrokontrolera.
Rys. 6 Sterowanie układem za pośrednictwem tylko jednego pinu.
Rys. 7 Tabela prawdy układu.
Charakterystyka poszczególnych wyjść:
Current Sense - to wyjście służy do kontroli aktualnego prądu jaki płynie przez układ, jest to wyjście prądowe więc by zapewnić możliwość pomiaru np. przez mikrokontroler musimy przekształcić prąd na napięcie. W karcie katalogowej napisano, że na każdy amper obciążenia przypada prąd równy 377 uA na wyjściu nr 8. Dla maksymalnego prądu jaki może płynąć przez układ napięcie nie powinno przekraczać maksymalnego napięcia jakie można podać na przetwornik A/C mikrokontrolera czyli np. 5V. Zgodnie z Prawem Ohma:
Tak więc musimy zastosować rezystor o wartości 2,2 kohm wpięty pomiędzy pin 8 a masę układu. Wtedy jeśli przed układ popłynie 6A na wyjściu pojawi się 5V i powinien to być sygnał dla układu sterowania, że należy zmniejszyć wypełnienie i zmniejszyć moc bądź całkiem wyłączyć silnik bo pobór prądu zbyt mocno się zwiększył. Ponadto układ sterowania będzie posiadał rzeczywistą informację o tym co dzieje się w obwodzie mocy.
Thermal Flag - Jest to wyjście, które należy podciągnąć do stanu wysokiego, gdy temperatura układu przekroczy 145 oC wyjście to ustawione zostanie w stan niski i może to być informacja dla mikrokontrolera, że należy zmniejszyć moc bo układ się przegrzewa. Jeśli pomimo zmiany stanu na tym wyjściu mikrokontroler nie zmniejszy mocy a układ będzie nagrzewał się jeszcze bardziej to przy 170 oC nastąpi jego automatyczne wyłączenie bez udziału układu zewnętrznego by zapowiedz ewentualnym trwałym uszkodzeniom.
Nadeszła pora sprawdzenia teorii w praktyce. Na początku zbudowałem cały układ testowy "na pająka" W układzie zastosowałem dławik filtrujący napięcie, stabilizator 12 V wraz z kondensatorem filtrującym dla generatora PWM, sam generator PWM zbudowany na bazie układu SG3524 oraz dzielnik napięcia z potencjometrem dla regulacji wypełnienia. Taki generator opisałem przy okazji budowy regulatora mocy dla małej elektrowni wiatrowej - opisany w dziale Energie Odnawialne więc nie będę się powtarzał.
Jedyną zmianą jest zastosowanie układów SMD by zmniejszyć rozmiar przyszłej płytki oraz zmiana wyjścia typ: Otwarty kolektor.
Rys. 8 Generator PWM zbudowany "na pająka".
Rys. 9 Widok całego układu testowego.
Poniżej przedstawiam nagranie przedstawiające pracę układu. Piszczenie w rzeczywistości nie jest tak głośne jak na filmie. Praktycznie go nie słychać, widocznie mikrofon kamery był bardzo wrażliwy na tę częstotliwość.
Jak widać na filmie układ działa bez problemu. Oczywiście w formie pająka byłby nieprzydatny więc należało zaprojektować i wykonać płytkę, którą bez problemu będzie można zastosować w projektowanym urządzeniu. O generatorze PWM wspomniałem bo płytka, którą przygotuję będzie miała dwie możliwości regulacji prędkości obrotowej. Pierwsza możliwość to zadawanie zewnętrznego sygnału PWM a druga to wykorzystanie sygnału, który można będzie wytworzyć na samej płytce i ustawić wypełnienie impulsu na stałe. Gdy napęd będzie miał poruszać się tylko ze stałą prędkością a sterować będziemy tylko kierunkiem nie będzie potrzeby budowania generatora PWM w zewnętrznym układzie sterującym.
Rys. 10 Widok zmontowanego układu sterującego silnikiem DC z wewnętrznym generatorem.
Rys. 11 Widok zmontowanego układu sterującego silnikiem DC z wewnętrznym generatorem.
Po lewej stronie znajduje się zasilające złącze śrubowe a po prawej wyjście dla podłączenia silnika DC. Wszystkie wejścia sterujące i wyjścia znajdują się na złączu 10 pinowym z wyrzutnikiem, dodatkowo opis wszystkich pinów złącza umieściłem w opisie płytki. Generator można włączyć i wyłączyć za pomocą zwory, także wyboru pomiędzy sygnałem z wbudowanego generatora lub z zewnątrz można dokonać za pomocą kolejnej zworki. Na płytce znajdują się także trzy diody SMD informujące o: poprawnym zasilaniu - czerwona, przegrzaniu - żółta i załączonym hamulcu - zielona.
Rys. 12 Zmontowana płytka PCB, widok opisów.
