Dekoder Ir untuk multi

Motor arus bolak-balik satu fase biasanya ditemukan di barang-barang rumah tangga seperti kipas angin, dan kecepatannya dapat dengan mudah dikontrol saat menggunakan beberapa belitan terpisah untuk kecepatan yang ditetapkan. Pada artikel ini, kami membangun pengontrol digital yang memungkinkan pengguna untuk mengontrol fungsi-fungsi seperti kecepatan motor dan waktu pengoperasian. Artikel ini juga mencakup rangkaian penerima inframerah yang mendukung protokol NEC, di mana motor dapat dikontrol dari tombol tekan atau sinyal yang diterima oleh pemancar inframerah.

Untuk melakukan ini, IC GreenPAK ™ SLG46620 digunakan sebagai pengontrol dasar yang bertanggung jawab atas beragam fungsi ini: rangkaian multipleks untuk mengaktifkan satu kecepatan (dari tiga kecepatan), penghitung waktu mundur 3 periode, dan dekoder inframerah untuk menerima sinyal infra merah eksternal, yang mengekstrak dan menjalankan perintah yang diinginkan.

Jika kita melihat fungsi rangkaian, kita mencatat beberapa fungsi diskrit yang digunakan secara bersamaan: MUXing, timing, dan decoding IR. Pabrikan sering menggunakan banyak IC untuk membangun sirkuit elektronik karena kurangnya solusi unik yang tersedia di dalam satu IC. Penggunaan IC GreenPAK memungkinkan produsen menggunakan satu chip untuk menyertakan banyak fungsi yang diinginkan dan akibatnya mengurangi biaya sistem dan pengawasan produksi.

Sistem dengan semua fungsinya telah diuji untuk memastikan pengoperasian yang benar. Sirkuit terakhir mungkin memerlukan modifikasi khusus atau elemen tambahan yang disesuaikan dengan motor yang dipilih.

Untuk memeriksa apakah sistem beroperasi secara nominal, kasus uji untuk input telah dibuat dengan bantuan emulator perancang GreenPAK. Emulasi memverifikasi kasus uji yang berbeda untuk keluaran, dan fungsionalitas dekoder IR dikonfirmasi. Desain akhir juga diuji dengan motor sebenarnya untuk konfirmasi.

Motor Kipas AC 3-Kecepatan

Motor AC 3-kecepatan adalah motor satu fase yang dioperasikan oleh arus bolak-balik. Mereka sering digunakan di berbagai macam mesin rumah tangga seperti berbagai jenis kipas (kipas dinding, kipas meja, kipas kotak). Dibandingkan dengan motor DC, pengendalian kecepatan pada motor arus bolak-balik relatif rumit karena frekuensi arus yang dikirim harus berubah untuk mengubah kecepatan motor. Peralatan seperti kipas dan mesin pendingin biasanya tidak memerlukan perincian halus dalam kecepatan, tetapi memerlukan langkah-langkah terpisah seperti kecepatan rendah, sedang, dan tinggi. Untuk aplikasi ini, motor kipas AC memiliki beberapa kumparan bawaan yang dirancang untuk beberapa kecepatan di mana perubahan dari satu kecepatan ke kecepatan lainnya dilakukan dengan memberi energi pada kumparan kecepatan yang diinginkan.

Motor yang kami gunakan dalam proyek ini adalah motor AC 3 percepatan yang memiliki 5 buah kabel: 3 buah kabel untuk pengatur kecepatan, 2 buah kabel untuk power, dan sebuah start kapasitor seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2 dibawah ini. Beberapa pabrikan menggunakan kabel berkode warna standar untuk identifikasi fungsi. Lembar data motor akan menunjukkan informasi motor tertentu untuk identifikasi kabel.

Analisis Proyek

Dalam artikel ini, IC GreenPAK dikonfigurasi untuk menjalankan perintah yang diberikan, yang diterima dari sumber seperti pemancar IR atau tombol eksternal, untuk menunjukkan salah satu dari tiga perintah:

On / Off: sistem dihidupkan atau dimatikan dengan setiap interpretasi dari perintah ini. Keadaan On / Off akan dibalik dengan setiap tepi naik dari perintah On / Off.

Timer: timer dioperasikan selama 30, 60, dan 120 menit. Pada pulsa keempat, pengatur waktu dimatikan, dan periode pengatur waktu kembali ke keadaan waktu semula.

Kecepatan: Mengontrol kecepatan motor, secara berturut-turut mengiterasi output yang diaktifkan dari kabel pemilihan kecepatan motor (1,2,3).

Dekoder IR

Sirkuit dekoder IR dibuat untuk menerima sinyal dari pemancar IR eksternal dan untuk mengaktifkan perintah yang diinginkan. Kami mengadopsi protokol NEC karena popularitasnya di antara produsen. Protokol NEC menggunakan "jarak pulsa" untuk menyandikan setiap bit; setiap pulsa membutuhkan 562,5 kita untuk ditransmisikan menggunakan sinyal pembawa frekuensi 38 kHz. Transmisi sinyal logika 1 membutuhkan 2,25 ms sedangkan transmisi sinyal logika 0 membutuhkan 1,125 ms. Gambar 3 mengilustrasikan transmisi kereta pulsa menurut protokol NEC. Terdiri dari burst AGC 9 ms, kemudian spasi 4,5ms, lalu alamat 8-bit, dan terakhir perintah 8-bit. Perhatikan bahwa alamat dan perintah dikirim dua kali; kedua kalinya adalah pelengkap 1 (semua bit dibalik) sebagai paritas untuk memastikan bahwa pesan yang diterima benar.LSB ditransmisikan terlebih dahulu di dalam pesan.

Desain GreenPAK

Desain IC dibangun di Perangkat Lunak Perancang GreenPAK berbasis GUI. File desain lengkap dapat dilihat disini.

Bit relevan dari pesan yang diterima diekstraksi melalui beberapa tahap. Untuk memulai, permulaan pesan ditentukan dari burst AGC 9ms menggunakan CNT2 dan LUT1 2-bit. Jika ini telah terdeteksi, ruang 4,5 md kemudian ditentukan melalui CNT6 dan 2L2. Jika header benar, output DFF0 diatur ke Tinggi untuk memungkinkan penerimaan alamat. Blok CNT9, 3L0, 3L3, dan P DLY0 digunakan untuk mengekstrak pulsa clock dari pesan yang diterima. Nilai bit diambil pada tepi naik sinyal IR_CLK, 0,845ms dari tepi naik dari IR_IN.

Alamat yang diinterpretasikan kemudian dibandingkan dengan alamat yang disimpan di dalam PGEN menggunakan 2LUT0. 2LUT0 adalah gerbang XOR, dan PGEN menyimpan alamat terbalik. Setiap bit PGEN secara berurutan dibandingkan dengan sinyal yang masuk, dan setiap hasil perbandingan disimpan dalam DFF2 bersama dengan tepi naik IR-CLK.

Jika ada kesalahan yang terdeteksi di alamat, output kait LUT5 SR 3-bit diubah ke Tinggi untuk mencegah perbandingan pesan lainnya (perintah). Jika alamat yang diterima cocok dengan alamat yang disimpan di PGEN, bagian kedua dari pesan (perintah & perintah terbalik) diarahkan ke SPI sehingga perintah yang diinginkan dapat dibaca dan dijalankan. CNT5 dan DFF5 digunakan untuk menentukan akhir alamat dan permulaan perintah di mana 'Counter data' CNT5 sama dengan 18:16 pulsa untuk alamat selain dua pulsa pertama (9ms, 4.5ms).

Jika alamat lengkap, termasuk header, telah diterima dan disimpan dengan benar di IC (di PGEN), output Gerbang 3L3 OR memberikan sinyal Rendah ke pin nCSB SPI untuk diaktifkan. SPI akibatnya mulai menerima perintah.

IC SLG46620 memiliki 4 register internal dengan panjang 8-bit dan dengan demikian dimungkinkan untuk menyimpan empat perintah yang berbeda. DCMP1 digunakan untuk membandingkan perintah yang diterima dengan register internal dan penghitung biner 2-bit dirancang yang keluaran A1A0-nya dihubungkan ke MTRX SEL # 0 dan # 1 dari DCMP1 untuk membandingkan perintah yang diterima ke semua register secara berurutan dan terus menerus.

Dekoder dengan kait dibuat menggunakan DFF6, DFF7, DFF8, dan 2L5, 2L6, 2L7. Desain beroperasi sebagai berikut; jika A1A0 = 00 , keluaran SPI dibandingkan dengan register 3. Jika kedua nilai sama, DCMP1 memberikan sinyal Tinggi pada keluaran EQ-nya. Karena A1A0 = 00 , ini mengaktifkan 2L5, dan akibatnya DFF6 mengeluarkan sinyal Tinggi yang menunjukkan bahwa sinyal On / Off telah diterima. Demikian pula, untuk sinyal kontrol lainnya, CNT7 dan CNT8 dikonfigurasi sebagai 'Both Edge Delay' untuk menghasilkan penundaan waktu dan memungkinkan DCMP1 untuk mengubah status outputnya sebelum nilai output ditahan oleh DFF.

Nilai perintah On / Off disimpan di register 3, perintah timer di register 2, dan perintah kecepatan di register 1.

Kecepatan MUX

Untuk mengganti kecepatan, dibangun pencacah biner 2-bit yang pulsa inputnya diterima oleh tombol eksternal yang terhubung ke Pin4 atau dari sinyal kecepatan IR melalui P10 dari komparator perintah. Dalam keadaan awal Q1Q0 = 11 , dan dengan menerapkan pulsa pada input pencacah dari 3-bit LUT6, Q1Q0 berturut-turut menjadi 10, 01, dan kemudian keadaan 00. LUT7 3-bit digunakan untuk melewati status 00, mengingat hanya tiga kecepatan yang tersedia di motor yang dipilih. Sinyal On / Off harus High untuk mengaktifkan proses kontrol. Akibatnya, jika sinyal On / Off rendah, output yang diaktifkan dinonaktifkan dan motor dimatikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.

Timer

Pengatur waktu 3 periode (30 menit, 60 menit, 120 menit) diterapkan. Untuk membuat struktur kontrol, penghitung biner 2-bit menerima pulsa dari Tombol Pengatur Waktu eksternal yang terhubung ke Pin13 dan dari sinyal Pengatur Waktu IR. Penghitung menggunakan Pipe Delay1, di mana Out0 PD num sama dengan 1 dan Out1 PD num sama dengan 2 dengan memilih polaritas terbalik untuk Out1. Dalam keadaan awal Out1, Out0 = 10 , Timer dinonaktifkan. Setelah itu, dengan menerapkan pulsa pada input CK untuk Pipe Delay1, status output berubah menjadi 11,01,00 berturut-turut, membalikkan CNT / DLY ke setiap status yang diaktifkan. CNT0, CNT3, CNT4 dikonfigurasi untuk beroperasi sebagai 'Rising Edge Delays' yang masukannya berasal dari keluaran CNT1, yang dikonfigurasi untuk memberikan denyut setiap 10 detik.

Untuk memiliki waktu tunda 30 menit:

30 x 60 = 1800 detik ÷ interval 10 detik = 180 bit

Oleh karena itu, Data Penghitung untuk CNT4 adalah 180, CNT3 adalah 360, dan CNT0 adalah 720. Setelah penundaan waktu selesai, pulsa Tinggi ditransmisikan melalui 3L14 ke 3L11 yang menyebabkan sistem mati. Pengatur waktu direset jika sistem dimatikan oleh tombol eksternal yang terhubung ke Pin12 atau oleh sinyal IR_ON / OFF.

* Anda dapat menggunakan relai triac atau solid-state sebagai ganti relai elektromekanis jika Anda ingin menggunakan sakelar elektronik.

* Debouncer perangkat keras (kapasitor, resistor) digunakan untuk tombol tekan.

Hasil

Sebagai langkah awal dalam evaluasi desain, digunakan Simulator Perangkat Lunak GreenPAK. Tombol virtual dibuat pada input dan LED eksternal yang berlawanan dengan output di papan pengembangan dipantau. Alat Signal Wizard digunakan untuk menghasilkan sinyal yang mirip dengan Format NEC untuk kepentingan debugging.

Sinyal dengan pola 0x00FF5FA0 dihasilkan, di mana 0x00FF adalah alamat yang sesuai dengan alamat terbalik yang disimpan di PGEN, dan 0x5FA0 adalah perintah yang sesuai dengan perintah yang dibalik di DCMP register 3 untuk mengontrol fungsionalitas Nyala / Mati. Sistem dalam keadaan awal dalam keadaan OFF, tetapi setelah sinyal diterapkan, kami mencatat bahwa sistem menyala. Jika satu bit telah diubah di alamat dan sinyal telah diterapkan kembali, kami mencatat tidak ada yang terjadi (alamat tidak kompatibel).

Setelah memulai Signal Wizard untuk satu kali (dengan perintah Nyala / Mati yang valid):

Kesimpulan

Artikel ini berkonsentrasi pada konfigurasi IC GreenPAK yang dirancang untuk mengontrol Motor AC 3-kecepatan. Ini menggabungkan beberapa fungsi seperti kecepatan bersepeda, menghasilkan pengatur waktu 3-periode, dan membangun dekoder IR yang kompatibel dengan protokol NEC. GreenPAK telah menunjukkan efektivitas dalam mengintegrasikan beberapa fungsi, semuanya dengan biaya rendah dan solusi IC area kecil.