کنترل سرعت موتور بدون میکروکنترلر — راهنمای کاربردی

در این آموزک می‌خواهیم مداری بسازیم که بدون نیاز به هیچ‌گونه میکروکنترلری بتوانیم سرعت یک موتور جریان مستقیم را کنترل کرد.  قلب این مدار از یک آی‌سی 555 ساخته شده است. بلوگ دیاگرام و شکل آی‌سی در شکل ۱ رسم شده است.

فیلم آموزشی کنترل سرعت موتور بدون میکروکنترلر

پایه‌های 1 و 8 زمین و تغذیه آی‌سی هستند. پایه شماره 2 تریگر نام دارد و اگر ولتاژ آن کمتر از یک سوم ولتاژ تغذیه شود، خروجی آی‌سی که پایه شماره ۳ است یک منطقی (ولتاژی نزدیک تغذیه آی‌سی) خواهد شد. پایه شماره 6  آستانه است و اگر ولتاژ آن بیشتر از دو سوم ولتاژ تغذیه شود، خروجی آی‌سی صفر منطقی می‌شود و همین‌طور پایه شماره 7 (تخلیه) نیز اتصال کوتاه می‌شود. پایه شماره 4 برای ریست‌کردن آی‌سی و در نهایت پایه 5 ولتاژ کنترل را تعریف می‌کنند. با کنترل صحیح پایه‌های این آی‌سی می‌توان یک سیگنال PWM ساخت و از طریق تغییر چرخه کاری (Duty Cycle) ‌آن سرعت موتور را کنترل کرد.

فیلم آموزش برنامه‌ نویسی میکروکنترلر STM8 با توابع SPL

اینجا کلیک کنید

سیگنال PWM با چرخه کاری‌های متفاوت در شکل در شکل ۲ رسم شده است. میانگین این سیگنال متناسب با چرخه کاری است. از طرفی به دلیل اینکه موتورهای جریان مستقیم یک دینامیک سرعت‌پایین است، به میانگین سیگنال ورودی پاسخ می‌دهد. در نتیجه با تغییر چرخه کاری می‌توان سرعت موتور را تغییر داد.

مداری که سیگنال بالا را تولید می‌کند در شکل ۳ رسم شده است.  در این مدار خازن C1 همواره در حال شارژ و دشارژ است. زمانی که ولتاژ آن به پایین‌تر از یک سوم تغذیه رسید، خروجی آی‌سی یک منطقی و اگر ولتاژ آن به بالاتر از دو سوم تغذیه رسید، ولتاژ خروجی صفر منطقی خواهد شد. برای تولید سیگنال PWM با چرخه کاری متفاوت از پتانسیومتر R2 و دیودهای D1 و D2 استفاده می‌کنیم. این دیود‌ها باعث می‌شود که سرعت شارژ و دشارژ خازن متفاوت باشد و در نتیجه چرخه کاری تغییر خواهد کرد. خازن C2 برای حذف نویز‌های فرکانس بالا در منبع تغذیه و عملکرد پایدار آی‌سی استفاده می‌شود. همچنین برای جلوگیری از خراب‌شدن آی‌سی ناشی از ولتاژ نیروی محرکه موتور در هنگام خاموش‌شدن، دیود D3 در دو سر آن قرار می‌گیرد.

جریان ماکزیمم خروجی آی‌سی 555 حدود 200 میلی‌آمپر است. در نتیجه از مدار بالا فقط برای کنترل موتورهای خیلی کوچک استفاده می‌شود. برای کنترل موتورهای خیلی بزرگ لازم است از یک تقویت‌کننده جریان استفاده شود. این امر توسط یک ترانزیستور دوقطبی و یا اثر میدان انجام خواهد شد. شکل زیر مدار کنترل سرعت برای موتورهای جریان‌بالا را نشان می‌دهد.

در صورتی که مطلب بالا برای‌ شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالبی که در ادامه آمده‌اند نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

• مجموعه آموزش‌های مهندسی قدرت
• آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۱
• مجموعه آموزش‌‌های مهندسی الکترونیک
• آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۲
• کنترل موتورهای الکتریکی — به زبان ساده
• کنترل سرعت موتورهای DC — از صفر تا صد
• اسیلاتور ۵۵۵ — از صفر تا صد

^^