Управление асинхронным двигателем на микроконтроллере: База знаний по трехмерному проектированию в Pro/Engineer, Creo, Solidworks, электронике на STM32

Содержание

Самодельные конструкции на микроконтроллерах. Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на AVR. Основные аспекты программирования микроконтроллера AVR

Бывает идешь мимо припаркованных машин, и замечаешь краем глаза, что кто то уже давно, судя по тусклому свечению ламп, забыл свет выключить. Кто то и сам так попадал. Хорошо когда есть штатный сигнализатор не выключенного света, а когда нету поможет вот такая поделка: Незабывайка умеет пищать, когда не выключен свет и умеет пропикивать втыкание задней передачи.

Схема цифрового индикатора уровня топлива обладает высокой степенью повторяемости, даже если опыт работы с микроконтроллерами незначителен, поэтому разобраться в тонкостях процесса сборки и настройки не вызывает проблем. Программатор Громова – это простейший программатор, который необходим для программирования avr микроконтроллера. Программатор Горомова хорошо подходит как для внутрисхемного, так и для стандартного схемного программирования. Ниже приведена схема контроля индикатора топлива.

Плавное включение и выключение светодиодов в любом режиме (дверь открыта, и плафон включен). Так же авто выключение через пять минут. И минимальное потребление тока в режиме ожидания.

Вариант 1 — Коммутация по минусу. (с применением N-канальных транзисторов) 1) «коммутация по минусу», т.е такой вариант при котором один питающий провод лампы соединен с +12В аккумулятора (источника питания), а второй провод коммутирует ток через лампу тем самым включает ее. В данном варианте будет подаваться минус. Для таких схем нужно применять N-канальные полевые транзисторы в качестве выходных ключей.

Сам модем небольшого размера, недорог, работает без проблем, четко и быстро и вообще нареканий нет к нему. Единственный минус для меня был, это необходимость его включать и выключать кнопкой. Если его не выключать, то модем работал от встроенного аккумулятора, который в итоге садился и модем снова было нужно включать.

Принцип работы прост: привращении крутилки регулируется громкость, при нажатии — выключение-включение звука. Нужно для кар писи на винде или андройде

Изначально в Lifan Smily (да и не только) режим работы заднего дворника — единственный, и называется он «всегда махать». Особенно негативно воспринимается такой режим в наступивший сезон дождей, когда на заднем стекле собираются капли, но в недостаточном для одного прохода дворника количестве. Так, приходится либо слушать скрип резины по стеклу, либо изображать робота и периодически включать-выключать дворник.

Немного доработал схему реле времени задержки включения освещения салона для автомобиля Форд (схема разрабатывалась для вполне конкретного автомобиля, как замена штатного реле Ford 85GG-13C718-AA, но была успешно установлена в отечественную «классику»).

Уже не первый раз проскакивают такие поделки. Но почему-то люди жмуться на прошивки. Хотя в большинстве своём они основаны на проекте elmchan «Simple SD Audio Player with an 8-pin IC».

Исходниник не открывают аргументируя, что пришлось исправлять проект, что в у меня качество лучше… и т.д. Короче взяли open source проект, собрали, и выдаёте за своё.

Итак. Микроконтроллер Attiny 13- так сказать сердце данного устройства. С его прошивкой долго мучился, никак не мог прошить.Ни 5ю проводками через LPT, ни прогромматором Громова. Компьютер просто не видит контроллер и все.

В связи с нововведениями в ПДД, народ стал думать о реализации дневных ходовых огней. Один из возможных путей это включение ламп дальнего света на часть мощности, об этом и есть данная статья.

Это устройство позволит ближнему свету автоматически включиться при начале движения и регулирует напряжение на лампах, ближнего света, в зависимости от скорости с которой вы едите. Так же, это послужит более безопасному движению и продлит срок службы ламп.

Принцип закрывания дверцы клетки весьма прост. Дверка клетки подпирается специальным упором, сделанным из медной проволоки. К упору крепится капроновая нить нужной длины. Если потянуть за нить, то упор соскальзывает, и дверка клетки под собственным весом закрывается. Но это в ручном режиме, а я хотел реализовать автоматический процесс без участия кого-либо.

Для управления механизмом закрывания дверцы клетки был применен сервопривод. Но в процессе работы он создавал шум. Шум мог спугнуть птицу. Поэтому сервопривод я заменил на коллекторный двигатель, взятый из радиоуправляемой машинки. Он работал тихо и идеально подходил, тем более что управлять коллекторным двигателем не составляло сложностей.

Для определения, находится ли уже птица в клетке, я использовал недорогой датчик движения. Сам датчик движения уже является законченным девайсом, и паять ничего не нужно. Но у данного датчика угол срабатывания весьма большой, а мне нужно, чтобы он реагировал только во внутренней области клетки. Для ограничения угла срабатывания я поместил датчик в цоколь, когда-то служившей эконом-лампы. Из картона вырезал своего рода заглушку с отверстием посередине для датчика.

Пошаманив с расстоянием данной заглушки относительно датчика, настроил оптимальный угол для срабатывания датчика.

В качестве зазывалы для птиц я решил применить звуковой модуль WTV020M01 с записанным на микроSD карте памяти пением чижа и щегла. Именно их я и собирался ловить. Поскольку я использовал один звуковой файл, то и управлять звуковым модулем я решил простим способом, без использования протокола обмена между звуковым модулем и микроконтроллером.

При подаче на девятую ножку звукового модуля низкого сигнала, модуль начинал воспроизводить. Как только звук воспроизводился на пятнадцатой ноге звукового модуля, устанавливается низкий уровень. Благодаря этому микроконтроллер отслеживал воспроизведение звука.

Поскольку я реализовал паузу между циклами воспроизведения звука, то для остановки воспроизведения звука программа подает низкий уровень на первую ножку звукового модуля (reset). Звуковой модуль является законченным устройством со своим усилителем для звука, и, по большому счету, в дополнительном усилителе звука он не нуждается. Но мне данного усиления звука показалось мало, и в качестве усилителя звука я применил микросхему TDA2822M. В режиме воспроизведения звука потребляет 120 миллиампер. Учитывая, что поимка птицы займет какое-то время, в качестве автономной батареи питания я применил не совсем новый аккумулятор от бесперебойника (всё равно валялся без дела).

Принцип электронного птицелова прост, и схема состоит в основном из готовых модулей.

Программа и схема —

Теперь у меня на столе лежит два одинаковых программатора. А всё для того, чтобы попробовать новую прошивку. Эти близняшки буду шить друг друга. Все опыты проводятся под MS Windows XP SP3 .
Цель — увеличение скорости работы и расширение совместимости программатора.

Популярная среда разработки Arduino IDE привлекает большим количеством готовых библиотек и интересных проектов, которые можно найти на просторах Сети.


Некоторое время назад оказались в моем распоряжении несколько микроконтроллеров ATMEL ATMega163 и ATMega163L. Микросхемы были взяты из отслуживших свой срок девайсов. Данный контроллер очень похож на ATMega16, и фактически является его ранней версией.

Привет читателям Датагора! Мне удалось собрать вольтметр минимальных размеров с посегментной разверткой индикатора при довольно высокой функциональности, с автоматическим определением типа индикатора и выбором режимов.


Прочитав статьи Edward Ned’а, я собрал DIP-версию и проверил ее в работе. Действительно вольтметр работал, ток через вывод микросхемы к индикатору не превышал 16 миллиампер в импульсе, так что работа микросхемы без резисторов, ограничивающих токи сегментов, вполне допустима и не вызывает перегрузок элементов.
Не понравилось слишком частое обновление показаний на дисплее и предложенная шкала «999». Хотелось подправить программу, но исходных кодов автор не выкладывает.

В это же мне потребовались вольтметр и амперметр для небольшого блока питания. Можно было собрать на совмещенный вариант, а можно было собрать два миниатюрных вольтметра, причем габариты двух вольтметров получались меньше совмещенного варианта.


Свой выбор я остановил на микросхеме и написал исходный код для посегментной развертки индикатора.
В процессе написания кода возникла идея программируемого переключения шкал и положения запятой, что и удалось реализовать.


Механический энкодер — вещь удобная в использовании, но он имеет некоторые досадные недостатки. В частности, контакты со временем изнашиваются и приходят в негодность, появляется дребезг. Оптические энкодеры гораздо надежнее, но они дороже, многие из них боятся пыли, и они редко встречаются в таком виде, в котором их удобно было бы использовать в радиотехнике.

Короче, когда я узнал о том, что шаговый двигатель можно использовать как энкодер, эта идея мне очень понравилась.
Практически вечный энкодер! Замучить его невозможно: соберешь раз и можешь энкодить всю жизнь.

Предварительный усилитель-коммутатор с цифровым управлением. Применяем с программированием через оболочку Arduino, электронные потенциометры от Microchip, графический TFT.



Разрабатывать и собирать это устройство в мои планы не входило. Ну вот просто никак! У меня уже есть два предварительных усилителя. Оба меня вполне устраивают.
Но, как обычно происходит у меня, стечение обстоятельств или цепь неких событий, и вот нарисовалась задача на ближайшее время.

Здравствуйте, уважаемые читатели ! Хочу представить вам « » — проект подающего робота для настольного тенниса, который будет полезен новичкам и любителям при отработке приёма различного типа подач в любую зону стола, поможет рассчитать тайминг и силу приёма мяча.

А ещё можно просто привыкнуть к новой накладке или ракетке, и хорошенько простучать её.

Приветствую читателей ! Есть у меня пожилой компьютер, которому уже исполнилось лет десять. Параметры у него соответствующие: «пенёк» 3,0 ГГц, пара Гб ОЗУ и древняя материнская плата EliteGroup 915-й серии.


И задумал я куда-нибудь старичка пристроить (подарить, продать), т. к. выбрасывать жалко. Но мешала задуманному одна неприятность: у материнки не срабатывало включение от кнопки питания, и что бы я ни делал, начиная от проверки проводов и заканчивая прозвонкой транзисторов на плате, проблему найти так и не смог. Отдавать в ремонт спецам — ремонт окажется дороже всего компа.

Думал я, думал и нашёл способ запустить моего бедолагу. Выдернул батарею BIOS-а, от чего комп испугался и сразу стартанул при следующем появлении питания! А дальше — почти в каждом BIOS-е есть запуск ПК от любой кнопки клавиатуры или кнопки POWER на клавиатуре. Казалось бы, проблема решена. Ан нет, есть нюансы. С USB-клавиатур запуск не срабатывал. Плюс не хотелось пугать нового хозяина, компьютер должен стартовать от привычной кнопки питания на корпусе.

Представляю вторую версию двухканального циклического таймера. Были добавлены новые функции и изменилась принципиальная схема. Циклический таймер позволяет включать и выключать нагрузку, а также выдерживать паузу на заданные интервалы времени в циклическом режиме. Каждый из выходов таймера имеет 2 режима работы — «Логический» и «ШИМ». Если выбран логический режим устройство позволяет управлять с помощью контактов реле освещением, отоплением, вентиляцией и другими электроприборами. Нагрузкой могут выступать любые электрические приборы мощность нагрузки которых не превышает максимального тока реле. Тип выхода «ШИМ» позволяет например подключить через силовой транзистор двигатель постоянного тока, при этом есть возможность установить скважность ШИМ, чтобы двигатель вращался с определенной скоростью.

Часы собранные на микроконтроллере ATtiny2313 и светодиодной матрице показывают время в 6-ти различных режимах.

Светодиодная матрица 8*8 управляется методом мультиплексирования. Токоограничивающие резисторы исключены из схемы, чтобы не испортить дизайн, и, поскольку отдельные светодиоды управляются не постоянно, они не будут повреждены.

Для управления используется только одна кнопка, длительное нажатие кнопки(нажатие и удержание) для поворота меню и обычное нажатие кнопки для выбора меню.

Это хобби-проект, потому точность хода часов зависит лишь от калибровки внутреннего генератора контроллера. Я не использовал кварц в этом проекте, так как он занимал бы два нужных мне вывода ATtiny2313. Кварц может быть использован для повышения точности в альтернативном проекте (печатной плате).

На этот раз я представлю простой малогабаритный частотомер с диапазоном измерения от 1 до 500 МГц и разрешением 100 Гц.

В настоящее время, независимо от производителя, почти все микроконтроллеры имеют так называемые счетные входы, которые специально предназначены для подсчета внешних импульсов. Используя этот вход, относительно легко спроектировать частотомер.

Однако этот счетчый вход также имеет два свойства, которые не позволяют напрямую использовать частотомер для удовлетворения более серьезных потребностей. Одна из них заключается в том, что на практике в большинстве случаев мы измеряем сигнал с амплитудой в несколько сотен мВ, который не может перемещать счетчик микроконтроллера. В зависимости от типа, для правильной работы входа требуется сигнал не менее 1-2 В. Другое заключается в том, что максимальная измеримая частота на входе микроконтроллера составляет всего несколько МГц, это зависит от архитектуры счетчика, а также от тактовой частоты процессора.

Это устройство позволяет контролировать температуру воды в чайнике, имеет функцию поддержания температуры воды на определенном уровне, а также включение принудительного кипячения воды.

В основе прибора микроконтроллер ATmega8, который тактируется от кварцевого резонатора частотой 8МГц. Датчик температуры – аналоговый LM35. Семисегментный индикатор с общим анодом.

Эта декоративная звезда состоит из 50 специальных светодиодов RGB, которые контролируются ATtiny44A . Все светодиоды непрерывно изменяют цвет и яркость в случайном порядке. Также есть несколько разновидностей эффектов, которые также активируются случайно. Три потенциометра могут изменять интенсивность основных цветов. Положение потенциометра индицируется светодиодами при нажатии кнопки, а изменение цвета и скорость эффекта можно переключать в три этапа. Этот проект был полностью построен на компонентах SMD из-за специальной формы печатной платы. Несмотря на простую схему, структура платы довольно сложная и вряд ли подойдет для новичков.

В этой статье описывается универсальный трехфазный преобразователь частоты на микроконтроллере(МК) ATmega 88/168/328P . ATmega берет на себя полный контроль над элементами управления, ЖК-дисплеем и генерацией трех фаз. Предполагалось, что проект будет работать на готовых платах, таких как Arduino 2009 или Uno, но это не было реализовано. В отличие от других решений, синусоида не вычисляется здесь, а выводится из таблицы. Это экономит ресурсы, объем памяти и позволяет МК обрабатывать и отслеживать все элементы управления. Расчеты с плавающей точкой в программе не производятся.

Частота и амплитуда выходных сигналов настраиваются с помощью 3 кнопок и могут быть сохранены в EEPROM памяти МК. Аналогичным образом обеспечивается внешнее управление через 2 аналоговых входа. Направление вращения двигателя определяется перемычкой или переключателем.

Регулируемая характеристика V/f позволяет адаптироваться ко многим моторам и другим потребителям. Также был задействован интегрированный ПИД-регулятор для аналоговых входов, параметры ПИД-регулятора могут быть сохранены в EEPROM. Время паузы между переключениями ключей (Dead-Time) можно изменить и сохранить.

Этот частотомер с AVR микроконтроллером позволяет измерять частоту от 0,45 Гц до 10 МГц и период от 0,1 до 2,2 мкс в 7-ми автоматически выбранных диапазонах. Данные отображаются на семиразрядном светодиодном дисплее. В основе проекта микроконтроллер Atmel AVR ATmega88/88A/88P/88PA, программу для загрузки вы можете найти ниже. Настройка битов конфигурации приведена на рисунке 2 .

Принцип измерения отличается от предыдущих двух частотомеров. Простой способ подсчета импульсов через 1 секунду, используемый в двух предыдущих частотомерах(частотомер I, частотомер II), не позволяет измерять доли Герц. Вот почему я выбрал другой принцип измерения для своего нового частотомера III. Этот метод намного сложнее, но позволяет измерять частоту с разрешением до 0,000 001 Гц.

Это очень простой частотомер на микроконтроллере AVR. Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в 2-х автоматически выбранных диапазонах. Он основан на предыдущем проекте частотомера I , но имеет 6 разрядов индикатора вместо 4-х. Нижний диапазон измерения имеет разрешение 1 Гц и работает до 1 МГц. Более высокий диапазон имеет разрешение 10 Гц и работает до 10 МГц. Для отображения измеренной частоты используется 6-разрядный светодиодный дисплей. Прибор построен на основе микроконтроллера Atmel AVR ATtiny2313A или ATTiny2313 . Настройку битов конфигурации вы можете найти ниже.

Микроконтроллер тактируется от кварцевого резонатора частотой 20 МГц (максимально допустимая тактовая частота). Точность измерения определяется точностью этого кристалла, а также конденсаторов C1 и C2. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше периода частоты кварцевого генератора (ограничение архитектуры AVR). Таким образом, при 50% рабочем цикле можно измерять частоты до 10 МГц.

Поделки с микроконтроллерами – вопрос, как никогда актуальный и интересный. Ведь мы живем в 21 веке, эпохе новых технологий, роботов и машин. На сегодняшний день каждый второй, начиная с малого возраста, умеет пользоваться интернетом и различного рода гаджетами, без которых порою и вовсе сложно обойтись в повседневной жизни.

Поэтому в этой статье мы будем затрагивать, в частности, вопросы пользования микроконтроллерами, а также непосредственного применения их с целью облегчения миссий, каждодневно возникающих перед всеми нами. Давайте разберемся, в чем ценность этого прибора, и как просто использовать его на практике.

Микроконтроллер − это чип, целью которого является управление электрическими приборами. Классический контроллер совмещает в одном кристалле, как работу процессора, так и удаленных приборов, и включает в себя оперативное запоминающее устройство. В целом, это монокристальный персональный компьютер, который может осуществлять сравнительно обыкновенные задания.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером заключается в наличии встроенных в микросхему процессора приборов «пуск-завершение», таймеров и иных удаленных конструкций. Применение в нынешнем контроллере довольно сильного вычисляющего аппарата с обширными способностями, выстроенного на моносхеме, взамен единого комплекта, существенно уменьшает масштабы, потребление и цену созданных на его основе приборов.

Из этого следует, что применить такое устройство можно в технике для вычисления, такой, как калькулятор, материнка, контроллеры компакт-дисков. Используют их также в электробытовых аппаратах – это и микроволновки, и стиральные машины, и множество других. Также микроконроллеры широко применяются в индустриальной механике, начиная от микрореле и заканчивая методиками регулирования станков.

Микроконроллеры AVR

Ознакомимся с более распространенным и основательно устоявшимся в современном мире техники контроллером, таким как AVR. В его состав входят высокоскоростной RISC-микропроцессор, 2 вида затратной по энергии памяти (Flash-кэш проектов и кэш сведений EEPROM), эксплуатационная кэш по типу RAM, порты ввода/вывода и разнообразные удаленные сопряженные структуры.

  • рабочая температура составляет от -55 до +125 градусов Цельсия;
  • температура хранения составляет от -60 до +150 градусов;
  • наибольшая напряженность на выводе RESET, в соответствии GND: максимально 13 В;
  • максимальное напряжение питания: 6.0 В;
  • наибольший электроток линии ввода/вывода: 40 мА;
  • максимальный ток по линии питания VCC и GND: 200 мА.

Возможности микроконтроллера AVR

Абсолютно все без исключения микроконтроллеры рода Mega обладают свойством самостоятельного кодирования, способностью менять составляющие своей памяти драйвера без посторонней помощи. Данная отличительная черта дает возможность формировать с их помощью весьма пластичные концепции, и их метод деятельности меняется лично микроконтроллером в связи с той либо иной картиной, обусловленной мероприятиями извне или изнутри.

Обещанное количество оборотов переписи кэша у микроконтроллеров AVR второго поколения равен 11 тысячам оборотов, когда стандартное количество оборотов равно 100 тысячам.

Конфигурация черт строения вводных и выводных портов у AVR заключается в следующем: целью физиологического выхода имеется три бита регулирования, а никак не два, как у известных разрядных контроллеров (Intel, Microchip, Motorola и т. д.). Это свойство позволяет исключить потребность обладать дубликатом компонентов порта в памяти с целью защиты, а также ускоряет энергоэффективность микроконтроллера в комплексе с наружными приборами, а именно, при сопутствующих электрических неполадках снаружи.

Всем микроконтроллерам AVR свойственна многоярусная техника пресечения. Она как бы обрывает стандартное течение русификатора для достижения цели, находящейся в приоритете и обусловленной определенными событиями. Существует подпрограмма преобразования запрашивания на приостановление для определенного случая, и расположена она в памяти проекта.

Когда возникает проблема, запускающая остановку, микроконтроллер производит сохранение составных счетчика регулировок, останавливает осуществление генеральным процессором данной программы и приступает к совершению подпрограммы обрабатывания остановки. По окончании совершения, под шефствующей программы приостановления, происходит возобновление заранее сохраненного счетчика команд, и процессор продолжает совершать незаконченный проект.

Поделки на базе микроконтроллера AVR

Поделки своими руками на микроконтроллерах AVR становятся популярнее за счет своей простоты и низких энергетических затрат. Что они собой представляют и как, пользуясь своими руками и умом, сделать такие, смотрим ниже.

«Направлятор»

Такое приспособление проектировалось, как небольшой ассистент в качестве помощника тем, кто предпочитает гулять по лесу, а также натуралистам. Несмотря на то, что у большинства телефонных аппаратов есть навигатор, для их работы необходимо интернет-подключение, а в местах, оторванных от города, это проблема, и проблема с подзарядкой в лесу также не решена. В таком случае иметь при себе такое устройство будет вполне целесообразно. Сущность аппарата состоит в том, что он определяет, в какую сторону следует идти, и дистанцию до нужного местоположения.

Построение схемы осуществляется на основе микроконтроллера AVR с тактированием от наружного кварцевого резонатора на 11,0598 МГц. За работу с GPS отвечает NEO-6M от U-blox. Это, хоть и устаревший, но широко известный и бюджетный модуль с довольно четкой способностью к установлению местонахождения. Сведения фокусируются на экране от Nokia 5670. Также в модели присутствуют измеритель магнитных волн HMC5883L и акселерометр ADXL335.


Беспроводная система оповещения с датчиком движения

Полезное устройство, включающее в себя прибор перемещения и способность отдавать, согласно радиоканалу, знак о его срабатывании. Конструкция является подвижной и заряжается с помощью аккумулятора или батареек. Для его изготовления необходимо иметь несколько радиомодулей HC-12, а также датчик движения hc-SR501.

Прибор перемещения HC-SR501 функционирует при напряжении питания от 4,5 до 20 вольт. И для оптимальной работы от LI-Ion аккумулятора следует обогнуть предохранительный светодиод на входе питания и сомкнуть доступ и вывод линейного стабилизатора 7133 (2-я и 3-я ножки). По окончанию проведения этих процедур прибор приступает к постоянной работе при напряжении от 3 до 6 вольт.


Внимание: при работе в комплексе с радиомодулем HC-12 датчик временами ложно срабатывал. Во избежание этого необходимо снизить мощность передатчика в 2 раза (команда AT+P4). Датчик работает на масле, и одного заряженного аккумулятора, емкостью 700мА/ч, хватит свыше, чем на год.

Минитерминал

Приспособление проявило себя замечательным ассистентом. Плата с микроконтроллером AVR нужна, как фундамент для изготовления аппарата. Из-за того, что экран объединён с контроллером непосредственно, то питание должно быть не более 3,3 вольт, так как при более высоких числах могут возникнуть неполадки в устройстве.


Вам следует взять модуль преобразователя на LM2577, а основой может стать Li-Ion батарея емкостью 2500мА/ч. Выйдет дельная комплектация, отдающая постоянно 3,3 вольта во всём трудовом интервале напряжений. С целью зарядки применяйте модуль на микросхеме TP4056, который считается бюджетным и достаточно качественным. Для того чтобы иметь возможность подсоединить минитерминал к 5-ти вольтовым механизмам без опаски сжечь экран, необходимо использовать порты UART.

Основные аспекты программирования микроконтроллера AVR

Кодирование микроконтоллеров зачастую производят в стиле ассемблера или СИ, однако, можно пользоваться и другими языками Форта или Бейсика. Таким образом, чтобы по факту начать исследование по программированию контроллера, следует быть оснащенным следующим материальным набором, включающим в себя: микроконтроллер, в количестве три штуки — к высоковостребованным и эффективным относят — ATmega8A-PU, ATtiny2313A-PU и ATtiny13A- PU.

Чтобы провести программу в микроконтроллер, нужен программатор: лучшим считают программатор USBASP, который дает напряжение в 5 Вольт, используемое в будущем. С целью зрительной оценки и заключений итогов деятельности проекта нужны ресурсы отражения данных − это светодиоды, светодиодный индуктор и экран.


Чтобы исследовать процедуры коммуникации микроконтроллера с иными приборами, нужно числовое приспособление температуры DS18B20 и, показывающие правильное время, часы DS1307. Также важно иметь транзисторы, резисторы, кварцевые резонаторы, конденсаторы, кнопки.

С целью установки систем потребуется образцовая плата для монтажа. Чтобы соорудить конструкцию на микроконтроллере, следует воспользоваться макетной платой для сборки без пайки и комплектом перемычек к ней: образцовая плата МВ102 и соединительные перемычки к макетной плате нескольких видов — эластичные и жесткие, а также П-образной формы. Кодируют микроконтроллеры, применяя программатор USBASP.

Простейшее устройство на базе микроконтроллера AVR. Пример

Итак, ознакомившись с тем, что собой представляют микроконтроллеры AVR, и с системой их программирования, рассмотрим простейшее устройство, базисом для которого служит данный контроллер. Приведем такой пример, как драйвер низковольтных электродвигателей. Это приспособление дает возможность в одно и то же время распоряжаться двумя слабыми электрическими двигателями непрерывного тока.

Предельно возможный электроток, коим возможно загрузить программу, равен 2 А на канал, а наибольшая мощность моторов составляет 20 Вт. На плате заметна пара двухклеммных колодок с целью подсоединения электромоторов и трехклеммная колодка для подачи усиленного напряжения.

Устройство выглядит, как печатная плата размером 43 х 43 мм, а на ней сооружена минисхемка радиатора, высота которого 24 миллиметра, а масса – 25 грамм. С целью манипулирования нагрузкой, плата драйвера содержит около шести входов.

Заключение

В заключение можно сказать, что микроконтроллер AVR является полезным и ценным средством, особенно, если дело касается любителей мастерить. И, правильно использовав их, придерживаясь правил и рекомендаций по программированию, можно с легкостью обзавестись полезной вещью не только в быту, но и в профессиональной деятельности и просто в повседневной жизни.

Открытый проект частотного преобразователя для управления электродвигателями

Цель проекта

Сделать компактный, встраиваемый  и недорогой частотный преобразователь с питанием от однофазной сети 230-240 В 50Гц, способный управлять асинхронными 220 В 3-х фазными двигателями 1. .2 кВт, для плавного разгона и остановки и поддержания частоты вращения от 0 до 1500 об. в мин. Связь с устройством через полевую шину CAN или RS485.

Решиться делать свой ЧП непросто, потому что есть масса готовых на любой вкус.  Своя мелкосерийная разработка по цене будет неконкурентной. Однако если в ЧП перенести часть функциональности конечного агрегата помимо управления мотором, то можно удешевить аппаратную обвязку вокруг ЧП и экономически оправдать его создание. 

Поиск интегрированных решений

В сети есть открытые проекты и отладочные платы частотных преобразователей с полной документацией и неплохо документированным софтом. Остаются неясными только вопросы оптимальности архитектуры, альтернативной компонентной базы, безопасности, электромагнитной эмиссии, надежности и прочая мелочь вроде диагностики, зазоров, клем, ремонтопригодности… Словом вопросов остается много.

Мы начали с покупки, казалось бы, солидного решения от фирмы Microchip. Коллеги по соседству тоже делали ЧП на Microchip, и я подумал что это то что нужно. Да, там еще был и корректор мощности.

Эта плата сгорела после первого же подключения реального 1 кВт AC мотора. Изучив трассировку плат, стало понятно, что не сгореть это не могло. Вспыхнула пара дорожек под процессорным модулем. Что-то не рассчитали с их шириной. От решений Microchip сразу отказались и больше не возвращались. Все-таки нишевые микроконтроллерные архитектуры — это не наше. А тут еще такой фейл.

Были еще рассмотрены решения от ST, TI, NXP(Freescale), Infineon. Все хотят привязать разработчика к своим семействам микроконтроллеров. Используют для этого все средства — от лицензионных соглашений, до закрытых библиотек и программных инструментов. Этот мир вдруг показался неуютным.

Изучение других ЧП

Так как наборы разработчика от производителей чипов перестали вызывать доверие, то вторым шагом было посмотреть, как сделаны промышленные ЧП. Интересно узнать какие там микроконтроллеры, сколько их, какие силовые элементы, драйверы и прочее. 


HANNING ELEKTRO-WERKE GmbH & Co.
KG.

Это изделия, относящиеся к классу встраиваемых. Имеют пассивное охлаждение, т. е. в них отсутствуют вентиляторы. Лишены всяких элементов ручного управления и индикации, поскольку ставятся в труднодоступных местах. Предполагается подключение к неким внешним панелям управления через интерфейс RS485. Теоретически должны быть идеально согласованы с управляемыми ими моторами.

Правда опыт эксплуатации несколько испортил впечатление. Несмотря на наличие усиленных EMI фильтров и специализированных микроконтроллеров несколько таких преобразователей у нас сгорело просто потому, что заклинивало редукторы у моторов. Ниже показаны снимки внутренности одного из ЧП данной серии.

 


OMRON 3G3MX2-A4040-E.

Это ЧП общего применения c 3-фазным входом. Очень многофункциональный. Настолько, что одних только регулируемых параметров в нем около 700. Мануал 350 страниц. Состоят из четырёх многослойных плат с двухсторонним монтажом. Решение довольно дорогое для мелкосерийной разработки, но все равно интересное с точки зрения применяемых вычислительных ресурсов.  

 

Преобразователь OMRON не имеет корректора мощности, но в случае необходимости дополнительного подавления пульсация тока в разрыв DC шины можно подключить внешний мощный дроссель. Также нет стартового реле с ограничителем тока при подаче напряжения, эту роль скорее всего выполняет твердотельный ключ с резистором 13 Ом. Обмен с сервисной программой несмотря на USB очень медленный. ЭМИ-фильтра на борту нет. Отличаются повышенной перегрузочной способностью, видимо обусловленной оригинальным исполнением IGBT модуля.


Invertek OPTIDRIVE P2

Частотный преобразователь OPTIDRIVE P2 очень технологично скомпонован и послужил образцом для нашего проекта. Выполнен также на двух микроконтроллерах, но до второго добраться не удалось. В качестве силового элемента использована сборка SPM 45 Series от фирмы FAIRCHILD.

Еще изучались преобразователи Lenze SMVector (выполнен на MC9S12E128, 16 bit, 128 KB Flash, 8 KB RAM, 50 MHz и  MC68H0908, 8 bit, 32 KB Flash, 512 B RAM, 8 MHz) 


Shenzhen INVT Electric Goodrive20-EU

И наконец на самом пике дефицита пришлось изучить преобразователь, разработанный в Китае — Goodrive20-EU. Надо признать, что Goodrive20 явился примером экономии на всем: меньший чем у остальных размер радиатора, меньшая емкость конденсаторов, всего один микроконтроллер, отсутствие ЭМИ-фильтра, лаконичная документация, сравнительно бедный набор регулируемых параметров.   

И тем не менее он работал не хуже чем Omron MX2 в некоторых применениях, хотя и с нюансами в способе управления. В частности, долго инициализируется после подачи питания.


Обобщенная структурная схема ЧП

В результате сформировалось представление об обобщенной архитектуре ЧП.
Во-первых, во всех исследованных ЧП применяются интегрированные IGBT модули. На дискретных транзисторах изделий не попадалось. Всегда есть узел ограничителя тока включения. Даже до мощностей в 3 кВт с питанием от однофазной сети не встречаются корректоры мощности (ККМ). Наличие EMI фильтра тоже не является обязательным. Не бывает в ЧП и предохранителей. ЧП всегда включают через защитные автоматы.
Интерфейсная часть ЧП гальванически развязана от силовой части. Силовая часть находится под управлением микроконтроллера с архитектурой DSP или RISC. Микроконтроллеры при этом не самые быстрые по современным меркам, не более 80 МГц. Интерфейсная часть может содержать, а может и не содержать отдельного микроконтроллера. Измерители токов фаз на двигателе делаются на основе шунтов, присоединённых к минусу DC шины. Важным компонентом промышленных ЧП является сдублированный узел экстренного гарантированного отключения мотора (safe torque off, STO). Это узел позволяет отказаться от пары внешних контакторов для отключения питания ЧП в экстренных случаях.

Обобщенная архитектура ЧП

В результате анализа было решено для своего ЧП использовать один микроконтроллер, но более производительный. Им стал MK60FN1M0VLQ12 (ARM® Cortex®-M4, 120 МГц, 1 MB Flash, 128 KB RAM). В пользу такого выбора было несколько аргументов. На тот момент фирма Freescale выложила хороший программный инструментарий для разработки ПО управления двигателями и его отладки. И был расчёт на применение вычислений с плавающей точкой вместо вычислений с фиксированной. Это облегчило бы отладку, моделирование и тестирование. Про остальные аргументы было в этой статье.

Конструкция ЧП

Поскольку ЧП встраиваемый, то он не нуждается в специальном корпусе. Поэтому был изготовлен простой кожух из листовой стали с креплением двух вентиляторов. Была цель максимально упростить сборку и разборку ЧП. Пилотная версия нашего ЧП в свое время размещалась на одной плате. В этой версии стало три платы. Таким образом ЧП получился более компактным. А его модульность позволяет удешевить модификации функциональности и проще выполнять изменения в компонентной базе.

ЧП состоит из трех основных плат:

  • Управляющая плата с микроконтроллером и внешними интерфейсами.

  • Плата DC шины, на которой расположен блок питания и блок конденсаторов

  • Силовая плата, на которой расположен IGBT модуль, силовые входы и выходы, измерители тока, EMI фильтр.

Вид частотного преобразователя без кожуха

Компоненты ЧП

Управляющая плата

На управляющей плате находится микроконтроллер и гальвано изолированные внешние интерфейсы:

  • интерфейс для подключения внешнего квадратурного энкодера

  • интерфейс RS232

  • интерфейс CAN

  • интерфейс USB

  • три дискретных выхода и один дискретный вход

    Управляющая плата соединяется с силовой платой двумя плоскими шлейфами через разъемы X7 и X8. Через X7 проходят сигналы управления затворами IGBT модуля. Через X8 проходят сигналы измерения тока и напряжения, линии I2C и несколько других сигналов. Похожая схема применяется в Goodrive20-EU.

Лист 1 схемы управляющей платыЛист 2 схемы управляющей платы3D модель управляющей платы

Кроме того, на управляющей плате находится литиевый аккумулятор для поддержания энергонезависимой работы часов реального времени, держатель для uSD карты и зуммер. Это не обязательные компоненты, но полезные на этапе разработки, отладки и диагностики ПО.

Плата DC шины

DC шина находится под напряжением 310…340 В и через нее проходит средний ток до 10А на максимальной мощности. На плате размещен блок питания в виде отдельного модуля. Так решено было сделать питание просто ради упрощения дизайна платы. На плате находится транзисторный ключ Q3 управляющий вентиляторами. Вентиляторы включаются только при достижении IGBT модулем определенной заданной температуры.

Плата DC шины и питания
Силовая плата

Главным элементом всего устройства является IGBT модуль.

IGBT модуль

В нашем случае использован модуль FSBB30CH60C. Модуль порадовал своей исключительной надежностью. В течении разработки не сгорел ни один модуль. Некоторое время назад это был самый доступный и недорогой модуль. Модуль управляется напрямую логическими сигналами и имеет встроенные защиты от недонапряжения и короткого замыкания.

Плата термосенсора

Немного усложняет дело отсутствие температурного сенсора, встроенного в модуль. Термосенсор пришлось сделать отдельно на микросхеме MAX31725MTA+ на своей маленькой плате и разместить под корпусом IGBT модуля. Проект термосенсора находится в директории TempSensor. Термосенсор соединен с микроконтроллером интерфейсом I2C.

Измерение токов на трех выходах IGBT модуля сделано иначе чем в обычных ЧП. Вместо шунтов поставлены гальвано изолированные датчики Холла ACS759LCB-050B-PFF-T. Это более дорогое решение, но позволяющее более креативно подойти к выбору способов модуляции и упростить трассировку. Традиционные шунты в нижних плечах силовых транзисторов ограничивают возможные типы модуляций. Это не проблема в промышленных ЧП, но наш сделан еще и в экспериментальных целях и мог бы быть применен не только с асинхронными двигателями, но и с синхронными, и с более экзотическими.

Схема силовой платыСиловая плата с IGBT модулем, выпрямителем, ЭМИ фильтром и проч .

Программное обеспечение

Фирмаваре ЧП состоит из двух частей: начального загрузчика и основного приложения.

Начальный загрузчик находится в директории Firmware/Inverter_bootloader и позволяет загружать основное приложение через CAN и через интерфейс RS232. Бинарный образ приложения создается утилитой BIB. Утилита находится в директории Firmware/Loader.
Помимо прочего образ может быть утилитой зашифрован. Загрузчик умеет расшифровывать образы.

Сам проект рабочего приложения находится в директории Firmware/Inverter_firmware. Компилируются проекты в среде EWARM, версии не выше 670.3

Представленное программное обеспечение расчитано на очень простое подключение ЧП.

Схема подключения ЧП

ЧП управляется по шине CAN в режиме скалярного управления.

Почему скалярного? Скалярное управление несмотря на все недостатки при этом характеризуется более низким уровнем шума издаваемым мотором, по крайней мере, когда имеем дело с ЧП, описанными выше и безсенсорным управлением. При стабильной нагрузке и номинальной скорости двигателя в основном рабочем цикле скалярное управление хорошо себя показывает.

Принято считать («Practical Variable Speed Drives and Power Electronics», Malcolm Barnes 2003 ) что безсенсорное скалярное управление обеспечивает точность скорости в 1% и время отклика момента 100 мс, а векторное безсенсорное соответственно 0.5% и 10 мс.

Результаты качества потребления энергии частотным преобразователем на разных мощностях при частоте модуляции 16 КГц:

Используемы в таблице обозначения:

  • V(V) – текущее действующее входное напряжение однофазной сети в вольтах

  • THD V(%) – total harmonic distortion, Коэффициент нелинейных искажений по напряжению

  • I(A) – действующее значение тока в амперах

  • THD I(%) – total harmonic distortion, Коэффициент нелинейных искажений по току

  • I peak (A) – пиковое значение тока в амперах

  • CF I (A) – Коэффициент амплитуды сигнала (крест-фактор) в амперах

  • |P| (W) – Активная потребляемая мощность в ваттах

  • Q (Var) – Реактивная потребляемая мощность. Единица измерения – вар

  • S (VA) – Полная потребляемая мощность. Единица измерения ВА

  • PF — Коэффициент мощности

  • COS PHI – косинус фи

Несколько слов о безопасности

Сначала о сохранности самого преобразователя. Всегда надо помнить о такой вещи как реформинг. Может случиться так что высоковольтные электролитические конденсаторы, установленные в ЧП где-то долго хранились, или сам ЧП не был подключен в сеть более года. В таком случае у конденсаторов истончается диэлектрический слой, и они могут не выдержать быстрой подачи на них полного номинального напряжения и рабочего тока. Тогда требуется реформинг или, иными словами, осторожное постепенное включение.

Защита от возгорания. Она организуется несколькими способами. Сами печатные платы должны быть изготовлены по соответствующей технологии и иметь UL маркировку. Далее необходимо обеспечить ширину силовых проводников на плате, исключающую их возгорание раньше, чем произойдёт выключение внешних силовых расцепителей.

Так выглядит полная эталонная схема обвеса частотного преобразователя не снабженного KKM (без отображения цепей безопасности)

Электробезопасность. Корпус ЧП обязательно должен заземляться. Варисторы на входе ЧП обеспечивают защиту от кратковременных перенапряжений, но при длительных перенапряжениях они сгорают, оставляя толстый слой проводящей сажи.
Тут в действие вступает заземление. Однако ставить чувствительные реле утечки на частотные преобразователи не рекомендуется, поскольку емкость мотора относительно земли настолько существенна, что может вызвать утечку большую чем уровень срабатывания реле. Поэтому заземление должно быть максимально надежным. Стоит также помнить, что заземление само по себе не обеспечивает защиту от электромагнитных помех, излучаемых самой цепью заземления. Поэтому все информационные кабели если они лежат рядом с цепью заземления или заземляющими конструкциями должны иметь свои экраны подключённые к собственным локальным землям. И такие экраны не должны образовывать замкнутых контуров.

Так выглядит лучшая организаци подключения

Эксплуатационная безопасность. На роботизированных объекта, станках, агрегатах, подъемниках, кранах, эскалаторах — везде есть средства экстренной остановки в виде концевиков, датчиков, микровыключателей и проч. Чтобы люди сами могли активизировать экстренную остановку устанавливаются большие заметные красные кнопки. Все эти средства объединяются в электрическую цепь безопасности. Конечной точкой этой цепи являются контакторы, реле или иные ресцепители, обрывающие подачу тока на электродвигатели. На частотных преобразователях в роли расцепителя выступает узел STO (safe torque off) упомянутый выше. Обычно есть два дублирующихся входа STO, но в нашем ЧП есть только один. Это означает что для реализации дублирования средства безопасности дополнительно необходим внешний контактор, разрывающий цепь питания к ЧП при разрыве цепи безопасности. Так требуют стандарты.

В результате у нас получился вот такой ЧП


Для тех же кто заинтересовался проектом в директории JTAG_isolator лежит проект платы изолятора JTAG интерфейса. Очень трудно отлаживать электронику подключенную в сеть без хороших изоляторов.

К сожалению, формат короткой статьи для хабра не позволяет описать все перипетии разработки, алгоритмы, архитектуру софта и прочие подробности. Поэтому заранее прошу понимания читателей если тема не раскрыта в желаемом объёме.
Ещё есть время.

Все материалы по проекту частотного преобразователя лежат и накапливаются тут — https://github.com/Indemsys/Frequency_Inverter


Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/53523

Title: Система управления и защиты для асинхронного двигателя на основе логического модуля Siemens LOGO
Authors: Федорова, Софья Сергеевна
metadata.dc.contributor.advisor: Гнеушев, Виталий Викторович
Keywords: асинхронный электродвигатель; программируемое реле; максимально-токовая защита; автоматическое резервирование двигателя; имитационного моделирование; asynchronous motor; programmable relay; maximal and current protection; automatic reservation of the engine; simulation modeling
Issue Date: 2019
Citation: Федорова С. С. Система управления и защиты для асинхронного двигателя на основе логического модуля Siemens LOGO : бакалаврская работа / С. С. Федорова ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Инженерная школа энергетики (ИШЭ), Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ) ; науч. рук. В. В. Гнеушев. — Томск, 2019.
Abstract: Объектом исследования является электропривод переменного тока, программируемого реле LOGO. Цель работы — разработка систем управления и защиты асинхронным двигателем на базе программируемого микроконтроллера LOGO, удовлетворяющей современным высоким технологическим требованиям.
Object of a research is the alternating-current electric drive, the programmable LOGO relay. The purpose of the work is the development of control and protection systems for an asynchronous motor based on a LOGO programmable microcontroller that meets modern high technological requirements.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/53523
Appears in Collections:Выпускные квалификационные работы (ВКР)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Блок управления двигателем на МК (Реферат)

СОДЕРЖАНИЕ

Лист

1. Введение. 3

2. Анализ исходных данных, выбор параметра контроля. 6

2.1. Отладочный комплекс. 6

2.2. Выбор параметра контроля. 10

3. Описание схемы электрической принципиальной. 11

3.1. Плата микроконтроллера. 11

3.2. Плата макета. 13

4. Описание алгоритма программы. 15

5. Описание программы. 17

6. Методика выполнения лабораторной работы. 21

6.1. Цель работы. 21

6.2. Описание лабораторной установки. 21

6.3. Исходные данные. 23

6.4. Домашние задание. 24

6.5. Рекомендации по выполнению. 24

6.6. Последовательность выполнения работы. 26

7. Заключение. 27

Литература. 29

Приложение. Текст программы 30

Графическая часть

Лист №1 Схема электрическая принципиальная

Лист №2 Блок схема алгоритма

1.Введение.

В настоящее время практически невозможно указать какую-то отрасль науки и производства, в которой бы не использовались микропроцессоры (МП) и микроЭВМ.

Универсальность и гибкость МП как устройств с программным управлением наряду с высокой надежностью и дешевизной позволяют широко применять их в самых различных системах управления для замены аппаратной реализации функций управления, контроля, измерения и обработки данных. Применение МП и микроЭВМ в системах управления промышленным оборудованием предполагает, в частности, использование их для управления станками, транспортировочными механизмами, сварочными автоматами, прокатными станами, атомными реакторами, производственными линиями, электростанциями, а также создание на их основе робототехнических комплексов, гибких автоматизированных производств, систем контроля и диагностики. Микропроцессорные средства позволяют создавать разнообразные по сложности выполняемых функций устройства управления — от простейших микроконтроллеров несложных приборов и механизмов до сложнейших специализированных и универсальных систем распределенного управления в реальном времени.

Среди различных форм организации современных микропроцессорных средств можно условно выделить следующие группы:

  • встраиваемые МП и простейшие микроконтроллеры;

  • универсальные микроконтроллеры и специализированные микроЭВМ;

  • микроЭВМ общего назначения;

  • мультимикропроцессорные системы;

  • аппаратные средства поддержки микропроцессорных систем (расширители).

Встраиваемые в приборы и аппаратуру МП и простейшие микроконтроллеры жестко запрограммированы на реализацию узкоспециализированных задач, их программное обеспечение проходит отладку на специальных стендах или универсальных ЭВМ, затем записывается в ПЗУ и редко изменяется в процессе эксплуатации. Встраиваемые средства используют и простейшие внешние устройства (тумблеры/клавишные переключатели, индикаторы).

Специализированные микроЭВМ реализуются чаще всего на основе секционных микро программируемых МП, позволяющих адаптировать структуру, разрядность, систему команд микроЭВМ под определенный класс задач. Однако такой подход организации систем требует трудоемкой и дорогой разработки «Собственного» программного обеспечения.

В последнее время широкое распространение получают также программируемые микроконтроллеры, представляющие собой специализированные микроЭВМ, ориентированные на решение многочисленных задач в системах управления, регулирования и контроля. Особую группу составляют программируемые контроллеры для систем автоматического регулирования. Важнейшим устройством любой системы автоматического регулирования является регулятор, задающий основной закон управления исполнительным механизмом. Замена классических аналоговых регуляторов универсальными программируемыми микроконтроллерами, способными программно перестраиваться на реализацию любых законов регулирования, записанных в память микроконтроллеров, обеспечивает повышение точности, надежности, гибкости, производительности и снижение стоимости систем управления. Большим достоинством универсальных микроконтроллеров является их способность выполнять ряд дополнительных системных функций: автоматическое обнаружение ошибок, контроль предельных значений параметров, оперативное отображение состояния систем и т. п.

В системах автоматического регулирования особое место выделяется для систем управления двигателями, в таких системах основной регулируемой величиной является частота вращения якоря двигателя, которая изменяется при изменении нагрузки. Использование взамен аналогового регулятора микроконтроллера позволит существенно улучшить процесс регулирования. Применение цифрового индикатора и клавиатуры упростит работу по установке параметров автоматического регулирования и контроля регулируемого значения.

В дипломном проекте рассматривается автоматизированная система управления двигателем. В качестве регулятора используется микроконтроллер, который должен поддерживать, определенную пользователем, частоту вращения и выдавать текущие обороты якоря двигателя.

Проекты на базе микроконтроллеров для студентов инженерных специальностей

Микроконтроллер — это небольшой компьютер на одной микросхеме, которая состоит из памяти, ядра процессора и программируемых периферийных устройств ввода-вывода, и они предназначены для встроенных приложений. Микроконтроллеры используются в устройствах с автоматическим управлением, таких как медицинские инструменты, автомобильные системы управления, офисные машины, электроинструменты, пульты дистанционного управления, игрушки и т. д. встроенные системы . Микроконтроллер AVR — это однокристальный микроконтроллер с 8-битным RISC. Этот микроконтроллер был разработан Atmel в 1996 году и был одним из первых семейств микроконтроллеров, в которых для хранения программ использовалась встроенная флэш-память. Что касается микроконтроллера PIC, он также принадлежит к семейству микроконтроллеров и выполнен с использованием микрочиповой технологии. Название PIC расшифровывается как Peripheral Interface Controller. В этой статье перечислены многие проекты на основе микроконтроллеров, в которых используются микроконтроллеры 8051, AVR и PIC.



Проекты на базе микроконтроллеров

В проектах электроники используются различные типы микроконтроллеров для создания менее сложных проектов с низкой стоимостью, таких как 8051, PIC, AVR, ARM и т. Д. Таким образом, большинство дипломированных специалистов, а также студенты инженерных специальностей проявляют интерес к созданию мини и крупные проекты на базе микроконтроллеров для повышения их квалификации с использованием инновационных идей. Микроконтроллер используется внутри проекта вместе с некоторыми функциональными функциями. Микроконтроллеры, которые используются в проектах, запрограммированы на встроенном языке C. Так что проекты на основе микроконтроллеров реализуются в различных категориях, таких как электроника, встроенное оборудование, приборы и т. Д.


Проекты микроконтроллеров


Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о Продвинутые мини-проекты на базе микроконтроллеров

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о Электротехнические проекты на базе микроконтроллеров для студентов инженерных специальностей



8051 Проекты на базе микроконтроллеров

8051 микроконтроллер представляет собой 8-битный 40-контактный микроконтроллер, основанный на Гарвардской архитектуре, в котором память программ и память данных различны. Этот микроконтроллер 8051 использовался в довольно большом количестве машин, поскольку его можно легко включить в проект или собрать вокруг машины. Ниже приведены некоторые проекты, связанные с этим типом микроконтроллеров.

8051

Асинхронный двигатель с плавным пуском от ACPWM

Такой проект, как плавный пуск асинхронного двигателя с использованием ACPWM, может быть построен с микроконтроллерами 8051. С помощью этого микроконтроллера можно управлять всем проектом. В этом проекте метод ШИМ используется для управления MOSFET, а также для управления нагрузкой в ​​цепи с помощью мостового выпрямителя.


Извещение владельца о месте угона с помощью GPS / GSM

Этот проект используется для отслеживания точного местоположения автомобиля с помощью GPS, а GSM используется для отправки сообщения владельцу автомобиля. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об этом проекте. Система контроля угона автомобилей с использованием систем GSM и GPS

Беспроводное обнаружение сыпи

Этот проект используется на автомагистралях для обнаружения необдуманных действий при вождении и сообщает дорожной полиции по беспроводной сети информацию о скорости транспортного средства. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об этом проекте. Проекты на Средство проверки скорости для обнаружения неосторожного вождения по шоссе

Удаленный мониторинг 8 параметров трансформатора на базе GSM

Этот проект используется для получения информации о параметрах распределительного трансформатора с помощью GSM-модема. Для этого мы можем использовать датчик температуры, трансформаторы напряжения-3, трансформаторы тока-3 для контроля трехфазных данных и уровня масла, содержания влаги и передачи в удаленное место.

Электронная доска объявлений на базе Android с дистанционным управлением

Этот проект используется для создания беспроводной доски объявлений для отображения уведомлений после получения сообщения от приложения Android. Эта доска используется в общественных местах, таких как парки, железнодорожные вокзалы, автобусные станции и т. Д. Используя этот проект, можно сократить ручное управление для ежедневного отображения уведомлений.

Список еще нескольких идей проекта микроконтроллера 8051 включает следующее.

  1. ACPWM Control для Индукционный двигатель
  2. На базе Android Дистанционно программируемая последовательная загрузка
  3. Дистанционное управление асинхронным двигателем с помощью приложения для Android с 7-сегментным дисплеем
  4. Удаленное управление бытовой техникой с помощью приложения для Android
  5. Удаленный контроль безопасности с помощью пароля с помощью приложений Android
  6. Автоматический контроль трафика на основе плотности с удаленным замещением на базе Android
  7. Робот-пожарный удаленно управляется приложениями Android
  8. Робот-манипулятор Pick N Place и движение под управлением Android по беспроводной сети
  9. Роботизированный автомобиль с голосовым управлением и функцией распознавания речи на большие расстояния
  10. Управление железнодорожными переездами удаленно через приложение для Android
  11. Удаленный мониторинг 3 параметров состояния трансформатора или генератора на основе XBEE
  12. Отображение сообщения Propeller виртуальным Светодиоды
  13. Параллельные телефонные линии с системами безопасности
  14. Широтно-синусоидальная модуляция
  15. Робот Pick N Place с мягким захватом
  16. Синхронизированные дорожные сигналы
  17. Система управления нагрузкой с помощью DTMF
  18. Автоматическая система открывания дверей с датчиком движения
  19. Отображение набранных телефонных номеров на семисегментном дисплее
  20. Линия, следующая за роботом с помощью микроконтроллера

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о 8051 Проекты микроконтроллеров для студентов инженерных специальностей

Проекты на базе микроконтроллеров AVR

Микроконтроллеры AVR основаны на модифицированной архитектуре Harvard RISC с отдельной памятью для данных и программ. Скорость AVR высока по сравнению со скоростью 8051 и Микроконтроллеры PIC . Эти микроконтроллеры могут быть крошечными микроконтроллерами AVR, Mega AVR, Xmege AVR. Ниже приводится список проектов, основанных на этих микроконтроллерах на базе AVR.

APR

Открытие гаражных ворот на базе ATmega

Основная идея этого проекта — открыть дверь гаража через устройство на базе Android, введя пароль. Как правило, открытие и закрытие гаражных ворот можно производить вручную. Но в этой предлагаемой системе управление может осуществляться с помощью пульта дистанционного управления. Кроме того, этот проект может быть расширен за счет включения EEPROM для изменения пароля владельцем.

Как подключить светодиод к микроконтроллеру ATmega

Этот проект реализует интерфейс между микроконтроллерами LED и ATmega. В этом проекте используется микроконтроллер AVR ATmega16. В этом проекте основной причиной подключения является включение светодиода путем отправки сигналов высокого уровня от микроконтроллера AVR.

Подключение SD-карты к микроконтроллеру ATmega

Этот проект используется для сопряжения SD-карты с помощью микроконтроллера AVR. Этот микроконтроллер работает от источника питания 5 В с частотой кристалла 8 МГц. В этом проекте используется карта памяти Transcend SDSC с 2 ГБ памяти.

Память на SD-карте может быть отформатирована с использованием FAT32, и основная концепция этого проекта заключается в изучении файла с использованием файловой системы FAT32.

Робот Green House с микроконтроллером AVR

В этом проекте реализован тепличный робот с микроконтроллером AVR. Этот робот используется для мониторинга и управления параметрами окружающей среды. В этот проект входит установка для мониторинга и контроля влажности, температуры и освещения.

Этот блок установлен на роботизированном транспортном средстве, поэтому он может двигаться по фиксированной линии. Этот проект включает три модуля, таких как мониторинг параметров, управление и перемещение робота по фиксированной линии. Значения параметров могут отображаться на ЖК-дисплее, чтобы помочь человеку узнать значения параметров.

Как связать RFID с микроконтроллером AVR

Мы знаем, что технология RFID используется в различных приложениях, таких как школы, колледжи, офисы и т. Д. Устройство RFID состоит из двух основных частей, таких как бирка и модем приемника. Как только RFID-метка приближается к приемнику, метка активируется и отправляет свой уникальный идентификационный код в модуль приемника.

Большинство приемников RFID включены через дополнительное оборудование для передачи извлеченного кода в указанном выше формате, после чего он используется через DSP (процессоры цифровых сигналов. Таким образом, в этом проекте сопряжение RFID может осуществляться с помощью микроконтроллера AVR.

Список еще нескольких идей проекта микроконтроллера AVR включает следующее.

  1. Открытие гаражных ворот на базе ATmega
  2. Как подключить светодиод к микроконтроллеру ATmega
  3. Как связать микроконтроллер AVR с ПК с помощью USART
  4. Как написать простой загрузчик для AVR на языке C
  5. Как взаимодействовать RFID с микроконтроллером AVR
  6. Подключение SD-карты к микроконтроллеру ATmega
  7. USART с другим размером кадра с использованием микроконтроллера AVR
  8. Как отключить JTAG микроконтроллера AVR
  9. Автоматизация умного дома с использованием AVR
  10. Состояние переключателя и светодиод с микроконтроллером AVR
  11. Управление цветом светодиода RGB с помощью ATmega16
  12. Последовательный интерфейс Bluetooth Модем с компьютером с использованием ATmega16
  13. Детектор газа LPG с использованием микроконтроллера AVR
  14. Робот Green House с микроконтроллером AVR
  15. Двунаправленный счетчик людей с использованием ATmega
  16. Контроллер влажности с использованием микроконтроллера AVR
  17. Мобильные управляемые электрические устройства с использованием микроконтроллера AVR

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о Проекты микроконтроллеров AVR для студентов инженерных специальностей

Проекты на базе микроконтроллеров PIC

Микроконтроллеры PIC используются в таких приложениях, как смартфоны, периферийные устройства для видеоигр, современные медицинские устройства и аудио аксессуары. PIC расшифровывается как Peripheral Interface Controller и состоит из дополнительных периферийных устройств, таких как аналого-цифровой преобразователь, таймеры и модуль PWM. Некоторые из проектов, основанных на этом микроконтроллере:

Микроконтроллер PIC

Система предварительного наблюдения и сигнализации с использованием микроконтроллера PIC

Этот проект используется для наблюдения за людьми в переполненных местах, таких как религиозные места, митинги, вокзалы и митинги. В этом проекте переключатели, которые активируются давлением, подключены к микроконтроллеру для получения системы аварийной сигнализации перед паникой. Как только произойдет большой выброс, будут сгенерированы аварийные сигналы.

Портативное программируемое напоминание о приеме лекарств с использованием микроконтроллера PIC

В этом проекте реализована система напоминания о приеме лекарств с помощью микроконтроллера PIC. Эта система напоминает пациентам о лекарствах в назначенное время, потому что большинство пожилых людей забывают принимать лекарства. Этот проект напоминания о лекарствах может быть разработан с помощью микроконтроллера PIC.

В этом проекте пациент может сохранить соответствующее время для конкретного лекарства с помощью матричной клавиатуры. Здесь часы реального времени связаны с микроконтроллером PIC, поэтому на основе этого
На основе часов реального времени (RTC), связанных с микроконтроллером, запрограммированное время приема лекарства отображается на ЖК-дисплее вместе со звуком зуммера, чтобы предупредить пациента о приеме соответствующего лекарства.

Синхронизация скорости нескольких двигателей в промышленности с помощью микроконтроллера PIC

Этот проект используется для достижения синхронизации скорости нескольких двигателей с помощью микроконтроллера PIC в промышленности. Этого можно достичь с помощью беспроводной технологии, такой как RF, чтобы можно было синхронизировать скорость двигателя.

Синхронизация сигналов трафика на различных узлах с помощью микроконтроллера PIC

Основная цель этого проекта — синхронизировать светофоры на разных перекрестках с микроконтроллерами PIC. В этом проекте разные микроконтроллеры используются для связи друг с другом посредством последовательной связи. Эти микроконтроллеры используются для синхронизации светофоров на всех перекрестках. Каждый микроконтроллер отвечает за одно соединение.

На главной дороге все перекрестки были синхронизированы для сигнального освещения, так что транспортное средство получает зеленый сигнал на всех перекрестках при движении с постоянной скоростью.

Ультразвуковой дальномер PIC с семисегментным дисплеем

Этот ультразвуковой дальномер снабжен микроконтроллером PIC и семисегментным дисплеем. Этот измеритель работает, посылая короткий шумовой сигнал с частотой, которую невозможно услышать ухом. После этого микроконтроллер прослушивает звук эха с помощью компаратора и нескольких транзисторов.

Список еще нескольких идей проекта микроконтроллера PIC включает следующее.

  1. Использование пульта дистанционного управления телевизором в качестве беспроводной мыши для компьютера с помощью микроконтроллера PIC
  2. Система предварительного наблюдения и сигнализации с использованием микроконтроллера PIC
  3. Портативное программируемое напоминание о приеме лекарств с использованием микроконтроллера PIC
  4. Синхронизация скорости нескольких Двигатели в отраслях, использующих микроконтроллер PIC
  5. Синхронизация сигналов трафика на различных узлах с помощью микроконтроллера PIC
  6. Уведомление владельца об угоне автомобиля на его сотовый телефон через GSM с функциями, программируемыми пользователем, с использованием микроконтроллера PIC
  7. Счетчик энергии Биллинг с контролем нагрузки за GSM с программируемыми пользователем числовыми функциями с использованием микроконтроллера PIC
  8. Солнечная энергия Система измерения с использованием микроконтроллера PIC
  9. На основе плотности Система дорожных сигналов Использование микроконтроллера PIC
  10. Уличный свет, который загорается при обнаружении движения автомобиля
  11. RFID на основе Управление устройством и аутентификация с помощью микроконтроллера PIC
  12. Миниатюрный ИК-пульт дистанционного управления с 3 переключателями
  13. Аварийная сигнализация автомобиля с использованием PIC
  14. ИС часов реального времени Использование PIC
  15. Ультразвуковой дальномер PIC с семисегментным дисплеем

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о Проекты микроконтроллеров PIC для студентов инженерных специальностей

Итак, это все о микроконтроллере основанные на проектах для студентов инженерных специальностей. Это новейшие проекты на различных микроконтроллерах, таких как basic 8051, AVR и Микроконтроллеры PIC . Кроме того, если возникнут сомнения по поводу реализации этих проектов, вы можете связаться с нами, оставив комментарий в разделе комментариев. Мы всегда готовы помочь вам в реализации этих проектов.

Инвертор для асинхронного двигателя — RadioRadar

Электропитание

Предлагаемый инвертор состоит из микроконтроллера, узла защиты от превышения допустимого тока нагрузки и мощных коммутаторов напряжения на IGBT. управляемых специализированными микросхемами-драйверами.

Рис. 1

 

На рис. 1 представлена схема инвертора.
Тактовая частота микроконтроллера задана внешней цепью R5R6C2 Входящим в нее подстроенным резистором R5 можно ее установить такой, чтобы частота сформированного трехфазного напряжения соответствовала требуемой. На выходах RBO-RB5 микроконтроллера формируются сигналы управления узлами А1-A3 — мощными коммутаторами напряжения 300 В. Эти узлы идентичны и построены по стандартной схеме. При желании три установленные в них микросхемы IR2110 можно заменить одной — IR2130 На выходе RB7 микроконтроллера формируются импульсы установки триггера токовой защиты в исходное состояние.
Трехфазное напряжение близкой к синусоидальной формы образуется на выходах ХТЗ-ХТ5 инвертора за счет программного изменения соотношения интервалов открытого и закрытого состояний «верхних» и «нижних» плеч коммутаторов А1- A3. В каждой фазе формируется по 36 импульсов переменной длительности на период выходного напряжения Больше, к сожалению, не позволяют ограниченные ресурсы примененного микроконтроллера.

Датчиком тока нагрузки инвертора для узла защиты от превышения его допустимого значения служит резистор R10, включенный в общую минусовую цепь питания коммутаторов А1- A3. Если падение напряжения на этом резисторе превысит 1,7 В, изменяется логический уровень напряжения на выходе компаратора DA1, что «перебрасывает» триггер из элементов DD2.1, DD2.2 в состояние с высоким уровнем на выходе элемента DD2.2. Этот уровень, поступая в узлы А1- A3 запрещает работу установленных там микросхем-драйверов, что приводит к немедленному закрыванию всех IGBT и к прекращению тока во всех трех фазах подключенного к инвертору электродвигателя Триггер возвращается в исходное состояние по сигналу микроконтроллера. Порог срабатывания защиты устанавливают подстроечным резистором R1.
Источник напряжения 300 В собран по схеме, предложенной Э Мурадханя-ном и Э Пилипосяном в статье «Регулируемый выпрямитель для питания электродвигателей» («Радио», 2006, №11, с. 40-43) с учетом поправки в «Радио», 2007, № 6, с. 50. Источник был дополнен сетевым фильтром При эксплуатации инвертора важно обеспечить очередность включения питающего напряжения. Первым напряжение 220 В подается на трансформатор Т1 (рис 1) и лишь затем включается напряжение 300 В
Инвертор был проверен при работе с асинхронным трехфазным двигателем мощностью 1 кВт, обмотки которого были соединены треугольником. Форма тока в фазах, проверенная с помощью осциллографа, подключенного через трансформатор тока, оказалась практически синусоидальной. При проверке было выяснено, что пусковой момент на валу двигателя недостаточен, а пусковой ток слишком велик.
Тот факт, что выходное напряжение источника 300 В после его включения плавно нарастает в течение приблизительно 3 с, был использован для устранения указанных недостатков путем плавного пуска двигателя. Для этого необходимо изменять частоту трехфазного напряжения пропорционально текущему значению напряжения источника 300 В Чтобы реализовать эту идею, микроконтроллер PIC16F84 был заменен на PIC16F676, имеющий встроенный АЦП.

Рис. 2

Схема замены показана на рис. 2.
В программу микроконтроллера PIC16F676 введен анализ текущего значения напряжения источника 300 В. При его изменении от 0 до 300 В частота формируемого трехфазного напряжения нарастает от 12 до 50 Гц и в дальнейшем остается равной достигнутому значению.

Программы для микроконтроллеров PIC16F84 и РIС 16F676 можно скачать здесь.

Автор: А. Титов, г. Сходня Московской обл.

Мнения читателей
  • Вячеслав/08.03.2014 — 08:23

    Ребята, кто делал этот инвертор, поделитесь чертежом печатной платы пожалуста.yaslov[email protected]

  • Юрий/31.01.2014 — 16:21

    Спасибо авторам этой работы за их труды!!! Спасибо за то,что выложили в общее пользование программы, исходники и схему аппаратной части.

  • Валерий/30.06.2012 — 20:48

    Прошивка не скачивается

  • Валерий/30.06.2012 — 20:47

    Прошивка PIC не скачивается

  • Евгений/23.04.2012 — 06:30

    Скажите пожалуйста, в каких ячейках памяти надо поменять константы, чтобы получить на выходе 400 Гц, а не 50 Гц.в программе для PIC16F676.В целом инвертор вполне работоспособный[email protected]

  • /21.04.2011 — 08:51
  • Александр/31.01.2011 — 04:28

    Скажите пожалуйста, двигатель какой максимальной мощности вы опробовали и чем его нагружали?

  • frolikum/09.11.2010 — 06:53

    Уважаемый Автор у меня к вам небольшое предложение по поводу модернизации данного устройства. Я давно уже брежу идеей создания не просто источника 3х фазного напряжения, а полноценного электропривода.Есть идеи по этому поводу. Если вас интерисует сотрудничество в этой областе то свяжитесь со мной по мылу [email protected] Предлагаю свои услуги по практической реализации и опытами на реальной моделе ЭП. С уважением Фролов Андрей.

  • nikonor/27.06.2010 — 20:47

    Спасибо за замечание, поправили.

  • Александр/25.06.2010 — 10:52

    не работает ссылка на прошивки к МК

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу: