CONTROLING LINEAR BRUSHLESS DC MOTOR USING EMBEDDED SYSTEM

Transkript

1 CONTROLING LINEAR BRUSHLESS DC MOTOR USING EMBEDDED SYSTEM Ozan AKI Trakya Üniversitesi Trakya Üniversitesi ÖZET: ce göre anahtarlama seçimi ve nihayetinde, motoru sürebilmek için gerekli algoritmalar Anahtar sözcükler: ABSTRACT: Linear motors created its own application areas for mechanical motion. On the other hand, linear brushless DC motors are needed to switching control circuits such as brushless DC motor. In this study, an embedded control system has been designed for controlling a linear brushless DC motor. Designing this system has several stages. Designing electronic circuit is consisting of selecting suitable switching components to control necessary load, designing driver and logical circuits, selecting suitable microcontroller and drawing final circuit schema. Designing printed circuit board is need to placing electronic components properly and wiring them related to schema. A microcontroller software has been written for running motor control algorithms. Finally, designed embedded control system has been worked successfully with a real linear brushless DC motor. K ey words: linear brushless DC motor, brushless DC motor, linear motor, embedded system ni çeken kuvvet uygular. Bu kuvvet sonucu meydana gelen fiziksel harekete manyeto motor kuvvet (MMK) denir (Schultz, 2007) i hareketli parça stator rotor ya da rotorda manyetik alan kolektör v (Hughes & Drury, 2013). (Hughes & Drury, 2013). DC (DFSDC) motorunun kontrolü, bir mikrodenetleyici sistem ile DFSDC motorlar sadece bir

2 DFSDC DFSDC ir gömülü sistem devreler ve nihayetinde uygun bir mikro DFSDC motorun hareketini ve kontrolünü programlan YÖNTEM seçilmesi ile ilgili konular DFSDC uplu bu ve hareketli rotor ise 5mm blok demir üzerine sahip bu motor, 300 Amper- manyeto-motor kuvvet (MMF) üretebilecek. Bu kontrol edilen motorun genel görünümü 1 (a) (b) 1. Stator (a) ve Rotorunun (b) Genel Görünümü DFSDC esleme, güç devresi, kontrol 2

3 2 Besleme Devresi ve devre (MeanWell, 2015). - güç ü an güç yine. DC- (TI, 2016), LM78M (TI, 2005). DC- devresinden elde edilen 12V, anahtarlama - te 3. ve Sürücü Devresi Simetrik besleme p bobinleri için birer H köprü devresi H köprüsünü ol için IRF3710S N Kanal 100V 57A MOSFET (IR, 2009).

4 4. -K öprüsü ve Sürücü Devresi MOSFET Sürücü devresi olarak, IR2110S sürücü entegre devreleri S sürücü adet N Kanal Her f anan H köprüsü devre (IR, 2005). 8A Transil (Vishay, 2016). Sürücü devreleri ile birlikte, H köprüsü devre 4 ki mikro denetleyici PWM nin kont köprülerinin dörder kontrol ucu te 5. Sürücülerin K ontrolü için Lojik Devre

5 6 adet HC04 lojik entegresi ile 3 anahtar içeren 74HC (NXP, 2012, 2016). Bu lojik devre, H köprülerinde bir anda sadece motorun üzerinde bulunan, elektromanyetik Schmitt Trigger DFSDC motor üzerinde (NXP, 2012; Toshiba, 2007) sola, ve dur TLP281-4 optokuplörler ve Schmitt Trigger içindeki LED) eviren l 6 da 6. pozisyonunu okumak için ise, UGN3177 Hall Effect d ketli rotor (Allegro, 2005). Hall Effect Mikro Denetleyici Mikro denetleyici olarak Atmel 32KB B EEPROM, 2KB B bu (Atmel, 2015). Bu mikro denetleyici devre üzeri programlama (ISP) bu port 7

6 7. Tasarlanan sistemin temel görevi, ilgili komut al DFSDC motoru hareket ettirmek alt biriml Sis 8 da Atmel Studio ve Arduino Visual Micro (Arduino, 2016; Atmel, 2016; Micro, 2016). 8., her çevrimde (Ganssle, 2004). S sinyal sinyalle 9 da

7 Motorun Sürülmesi 9. DFSDC motorun sürülebilmesi için her faz bobini bobini N ya da tetiklenmesinde PWM lebilmektedir. leri yoluyla her bir faz 10 de 10. DFSDC Faz Bobinleri Sola A B C A B C A B C tetikleme sinyalleri her faz bobinine ait H köprülerine BULGULAR

8 az sürü olurdu. Göreceli olarak yüksek bir gerilim olan 48V beslemeyi devr 76HV DCdirenç DC- eydana gelen SONUÇ boyutla ir.. zmet etse de, Bulgular bölümünde büyüktür. kart K AYNAK LAR Allegro. (2005). Allegro A3175 and A3177 Hall Effect Latches Data Sheet. URL: Arduino. (2016). Arduino Genuino. Retrieved from Atmel. (2015). Atmel ATmega328P 8-Bit Microcontroller with 4/8/16/32kbytes In-System Programmable Flash Datasheet. URL: ATmega48A-48PA-88A-88PA-168A-168PA P_datasheet_Complete.pdf Atmel. (2016). Atmel Studio 7 - Easier to Use and More Powerful Than Ever. Retrieved from Ganssle, J. G. (2004). A guide to debouncing. Guide to Debouncing, Ganssle Group, Baltimore, MD, US, Hughes, A., & Drury, B. (2013). Electric motors and drives: fundamentals, types and applications: Newnes. IR. (2005). International Rectifier IR2110S High and Low Side Driver Datasheet. URL: IR. (2009). International Rectifier IRF3710S HEXFET Power MOSFET Data Sheet. URL: MeanWell. (2015). Mean Well 480W Single Output with PFC Function SP 480 Series Datasheet. URL: Micro, V. (2016, ). Arduino IDE for Microsoft Visual Studio and Atmel Studio. Retrieved from NXP. (2012). NXP 74HC14, 74HCT14 Hex Inverting Schmitt Trigger Product Data Sheet. URL: NXP. (2016). NXP 74HC4053, 74HCT4053 Triple 2-Channel Analog Multiplexer / Demultiplexer Product Data Sheet. URL: Schultz, M. E. (2007). Grob's basic electronics: McGraw-Hill Higher Education.

9 TI. (2005). Texas Instruments LM341 / LM78MXX Series 3-Terminal Positive Voltage Regulators Data Sheet. URL: TI. (2016). Texas Instruments LM2576xx Series SIMPLE SWITCHER 3-A Step-Down Voltage Regulator Data Sheet. URL: Toshiba. (2007). Toshiba Photocoupler GaAs IRED & Photo-Transistor Tlp281, Tlp URL: Vishay. (2016). TRANSZORB Transient Voltage Suppressors 1.5KE6.8A thru 1.5KE540A, 1N6267A thru 1N6303A URL: