Sensor feedback
Er zijn verschillende sensoren beschikbaar voor snelheidsfeedback. De meest voorkomende zijn optische encoders en Hall-effectsensoren. Een optische encoder bestaat uit meerdere componenten. Installeer een katrolschijf op de as van het niet-aangedreven uiteinde van de motor. Een infrarood-LED biedt een lichtbron aan één kant van het wiel en een fototransistor detecteert licht aan de andere kant van het wiel (zie afbeelding 9). Licht dat door de sleuven in het wiel gaat, zet de fototransistor aan. Wanneer de as roteert, schakelt de fototransistor in en uit als het licht door de wielgroef gaat. De frequentie waarmee de transistor in- en uitschakelt, karakteriseert de snelheid van de motor. In toepassingen waarbij de motor wordt verplaatst, wordt ook een optische encoder gebruikt om de motorpositie terug te voeren.
Hall-effectsensors worden ook gebruikt om snelheidsfeedback te geven. Net als bij optische encoders hebben Hall-effectsensors een roterend element nodig dat aan de motor is bevestigd en een stationair element. Het roterende element is een wiel waarop de buitenrand is voorzien van een of meer magneten. Een stationaire sensor detecteert de passerende magneet en produceert een TTL-puls. Afbeelding 10 toont de basiscomponenten van een Hall-effectsensor.
Anti-elektromagnetische flux (BEMF)
Een andere vorm van snelle feedback van BDC-motoren is BEMF-spanningsmeting. De BEMF-spanning is evenredig met de snelheid. Figuur 11 toont de locatie van de BEMF-spanning gemeten in het bidirectionele stuurcircuit. Een spanningsdeler wordt gebruikt om de BEMF-spanning te verlagen tot een bereik van 0-5V, zodat deze kan worden gelezen door de analoog-naar-digitaalomzetter. De BEMF-spanning wordt gemeten tussen PWM-pulsen wanneer een uiteinde van de motor zweeft en het andere uiteinde geaard is. In dit geval werkt de motor als een generator en produceert een BEMF-spanning die evenredig is aan de snelheid.
Alle BDC-motoren gedragen zich enigszins anders vanwege verschillen in efficiëntie en materialen. Het experiment is de beste manier om de BEMF-spanning voor een bepaald motortoerental te bepalen. De reflectieband op de motoras helpt de digitale toerenteller om het motortoerental (in RPM) te meten. Het meten van de BEMF-spanning tijdens het lezen van de digitale tachometer zal de relatie tussen het motorsnelheid en de BEMF-spanning nemen.
Opmerking: de toepassingsnota AN893 van Microchip biedt voorbeelden van firmware en circuits voor het lezen van BEMF-spanningen met behulp van de PIC16F684.
tot slot
Geborstelde DC-motoren zijn gemakkelijk te gebruiken en te besturen, dus ze hebben een korte ontwerpcyclus. PIC-microcontrollers, vooral die met CCP- of ECCP-modules, zijn ideaal voor het aansturen van BDC-motoren.
