Mikrokontroler chroni silnik prądu stałego

fig_1_got

Chociaż każdy przeciążony silnik prądu stałego może pobierać nadmierny prąd i ulegać mniejszemu lub większemu uszkodzeniu, silnik wentylatora chłodzącego jest szczególnie wrażliwy i narażony na uszkodzenia z powodu zabrudzeń spowodowanych przez kurz, owady lub wpadające doń ciała obce.
Niektóre wentylatory posiadają wbudowaną ochronę przed przeciążeniem, a inne mogą korzystać z zewnętrznego urządzenia ostrzegawczego, takiego jak detektor uszkodzenia lub nieprawidłowej pracy wentylatora TC670 firmy Microchip.
W wielu produktach istotne jest nie tylko wykrycie przeciążonego silnika, ale także wyłączenie silnika, aby zapobiec awariom.
Chociaż można zaprojektować system ochrony na bazie układu TC670, stosunkowo prosty mikrokontroler (tzw. low-end microcntroller) może oferować tańszą, bardziej elastyczną i łatwiejszą do wdrożenia alternatywę.
Jeśli produkt zawiera mikrokontroler, tylko dwa zapasowe wyprowadzenia są niezbędne do ochrony silnika.
Na rysunku 1 pokazano dedykowany obwód ochronny oparty na małym mikrokontrolerze i tranzystorze mocy FET. Ten projekt wykorzystuje 8-pinową pamięć flash MC68HC-908QT2 firmy Freescale i tranzystor FET IRF520A firmy Fairchild do sterowania bezszczotkowym silnikiem prądu stałego wentylatora o mocy znamionowej 0.72A przy 12V DC.
Wysokie lub niskie napięcie wyjściowe na wyjściowym pinie PA5 mikrokontrolera IC1 steruje tranzystorem FET z kanałem N – Q1, który z kolei steruje silnikiem.
Prąd przepływający przez silnik wywołuje napięcie V, które jest proporcjonalne do prądu silnika przepływającego przez rezystor pomiarowy R1. Filtr dolnoprzepustowy składający się z R2 i C1 redukuje szum na napięciu wykrywania, które doprowadzane jest do wejścia PA4 i wbudowanego w układzie IC1 konwertera A/D.
Regulator napięcia IC2 zapewnia stabilne zasilanie 5V dla układu IC1. Podczas normalnej pracy napięcie na R1 wynosi około 0,52V.
Kiedy silnik ulega przeciążeniu, napięcie wzrasta, aż osiągnie ustalony górny limit 0.85V.
Napięcie wyjściowe na pinie mikrokontrolera PA5 następnie spada do niskiego poziomu, wyłączając tranzystor Q1, aby zatrzymać silnik i zapalając diodę D1, aby wskazać przeciążenie.
Kiedy silnik się zatrzymuje, nie pobiera prądu, a napięcie czujnika spada poniżej minimalnej wartości progowej 0.3V.
Wyjście mikrokontrolera PA5 pozostaje na niskim poziomie i przytrzymuje tranzystor Q1 w stanie, który utrzymuje się w nieskończoność, dopóki nie zostanie wyłączone zasilanie obwodu, a następnie je włączy.
Program sterujący, w języku asemblerowym MC-68HC908, posiada prosty algorytm dostosowujący się do innych mikrokontrolerów, które zawierają konwerter A/D. 2.5-sekundowe opóźnienie rutynowo chroni silnik przed uruchomieniem do czasu, aż ustabilizuje się napięcie zasilające system. Tutaj znajduje się listing oprogramowania do bezpłatnego pobrania.
Autor: Abel Raynus

pełny materiał w pliku pdf

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.