電機綜合模塊說明

1、電機綜合對象控制電路模塊模塊由3種相互獨立的電路組成：直流調(diào)壓調(diào)速電機電路、步進電機電路、溫度控制電路。1、直流調(diào)壓調(diào)速電機模塊由測速電路和調(diào)速電路兩部分組成。模塊的電源由接口總線引入。本模塊中使用的電機為12V的直流電機。（1）直流電機測速原理介紹 電機測速部分由一個霍爾開關(guān)和信號放大電路組成。與電機同軸的轉(zhuǎn)盤上裝有兩塊的強力磁鋼，它們的磁極性相反，以保持轉(zhuǎn)盤的平衡并保證轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周霍爾開關(guān)只導通一次?；魻栭_關(guān)平時輸出為正電壓，當轉(zhuǎn)盤上的磁鋼與霍爾開關(guān)正對時，霍爾開關(guān)輸出負電壓，經(jīng)整形、放大輸出。單片機通過對負脈沖計數(shù)，可計算出電機的轉(zhuǎn)速。 電機測速部分電路原理及說明 圖3563144為霍爾

2、開關(guān)，整形、放大由LM358完成。LM358作為比較器使用。SIGNAL為負脈沖輸出接口，對應于模塊上的SIGNAL插孔?？芍苯佑肧IGNAL信號進行測速。電機測速部分電路測試方法 將模塊插在EL-MUT-III實驗箱上并接通電源，調(diào)節(jié)模塊上的電位器DC MOTOR，使電機轉(zhuǎn)動。用示波器在SIGNAL插孔處可以看到連續(xù)的負脈沖。(2) 電機調(diào)速部分電機調(diào)速的原理是通過改變電機兩端的電壓來改變電機的轉(zhuǎn)速。其原理如下：該部分電路測試方法：模塊上的DRV接實驗箱上的可調(diào)電位器的輸出端阿Anout，調(diào)節(jié)電位器，可以觀察到電機轉(zhuǎn)速的變化。（當做綜合模塊其它實驗時，DRV端應接+5V，或調(diào)整電位器DC M

3、OTOR使電機停止轉(zhuǎn)動。） 圖3582、四相步進電機模塊四相步進電機模塊有一個步進電機和外圍驅(qū)動電路組成，模塊的電源通過接口總線獲得。（1）步進電機的工作原理步進電機是純粹的數(shù)字控制電動機。它將電脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源；此外步進電機的角位移與輸入脈沖嚴格成正比，因此，當它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。步進電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。以四相步進電機為例，定子上有四組相對的磁極，每對磁極纏有同一繞組，形成一相。定子和轉(zhuǎn)子上分布著大小、間距相同的多個小

4、齒。當步進電機某一相通電形成磁場后，在電磁力的作用下，轉(zhuǎn)子被強行推動到最大磁導率（或最小磁阻）的位置。本模塊中使用的四相步進電機在八排工作方式時，走動5.625角度需64步；一圈分為64個刻度，因而走動一圈需6464步，即4096步。另外必須按照一定的次序給每個相通電，才能正常完成四步一個齒距的動作。相電壓為12V，其它參數(shù)按電機型號，查閱相關(guān)資料，本模塊使用電機型號為：28BYJ48型。通電次序如下圖所示：圖361引線顏色引腳號12345678紅色1橙色2黃色3粉色4藍色5模塊電路原理 圖362 步進電機有四根引出線。步進電機接線插頭的紅色線對應模塊電路板上5針插座標有1的一端，藍色對應標有

5、5的一端。 (2) 模塊的測試方法CPU模塊的P1.4接步進電機模塊的A插孔，P1.5接B插孔，P1.6接C插孔，P1.7接D插孔。運行測試參考程序STEP1.ASM，步進電機應順時針轉(zhuǎn)動。說明該模塊正常。測試程序STEP1.ASM如下： CSEG AT 4000H LJMP START CSEG AT 4030HSTART: MOVP1,#0FFH NOPSTART1: MOV A, #60H MOV P1,A LCALL DEL0 MOV A, #70H MOV P1,A LCALL DEL0 MOV A, #30H MOV P1,A LCALL DEL0 MOV A, #0B0H MOV

6、 P1,A LCALL DEL0 MOV A, #90H MOV P1,A LCALL DEL0 MOV A, #0D0H MOV P1,A LCALL DEL0 MOV A, #0C0H MOV P1,A LCALL DEL0 MOV A, #0E0H MOV P1,A LCALL DEL0 LJMP START1DEL0: MOV R2, #03HDEL1: MOV R3, #07FH DJNZ R3, $ DJNZ R2, DEL1 RET END3、溫度控制模塊溫度控制模塊由溫度信號采集電路、模擬溫箱加熱控制電路兩部分組成。其中模擬溫箱加熱控制電路位于鐵殼內(nèi)，上有AC220V電源接口。

7、注意：當220V電源接通時，不要打開鐵殼，以免發(fā)生危險。其余的+5V、+12V、-12V電源均從接口總線獲得。（1）、溫度采集電路本模塊中溫度信號的采集采用熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小。經(jīng)運放LM358轉(zhuǎn)換為A/D模塊可以處理的電壓信號。其原理圖見下圖。 室溫(25)時，R11的阻值為10K。當溫度上升到140時，阻值降為幾歐。我們假設在此范圍內(nèi)，阻值隨溫度的變化是線性的。第一級CA358將電壓信號放大，第二級CA358為電壓跟隨器。在實驗中,我們假設溫度從0變化到100，TEMP_OUT的輸出從5V變化到0V,那么在室溫(25)條件下,TEMP_OUT的輸出近似為3.75V。因此每次實

8、驗前，必須調(diào)整10K電位器，使當前輸出電壓值與溫度相匹配。（2）、模擬溫箱加熱控制電路 對溫度的控制是通過雙向可控硅BT137控制加熱電阻R12的加熱時間來實現(xiàn)的。TLP521為直流光電隔離，1、2腳為輸入端，3腳為輸出端。MC3021為交流光電隔離，1、2腳為輸入，4、6腳為輸出。 J3為220V交流電接口。IN_SYNC為電源端同步信號，OUT_SYNC為負載端同步信號。IN_SYNC、OUT_SYNC主要用于控制可控硅的導通角。其原理圖如下： 圖364 鐵殼上的POWER指示燈對應于圖中D1，LOAD指示燈對應于圖中D2，模塊上HEAT指示燈對應于圖中D4。模塊上的HEATER、TEMP

9、_OUT、P_SYNC、L_SYNC插孔分別對應于圖中的HEAT、TEMP_OUT、IN_SYNC、OUT_SYNC引腳。（3）、溫控模塊的基本測試方法接通模塊電源，AC220V不接，用萬用表測TEMP_OUT端電壓，調(diào)節(jié)10K電位器，將電壓調(diào)到3.75V。接通AC220V，將模塊上HEAT端接GND，模塊上HEAT指示燈、鐵殼上POWER、LOAD指示燈均應點亮。TEMP_OUT端電壓應逐漸減小。4、繼電器控制模塊現(xiàn)代自動控制設備中，都存在一個電子電路與電氣電路的互相連接問題，一方面要使電子電路的控制信號能夠控制電氣電路的執(zhí)行元件（電動機，電磁鐵，電燈等），另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電隔離，以保護電子電路和人身的安全。電子繼電器便能完成這一橋梁作用。（1）、繼電器原理當控制端TRL為高電平時，繼電器斷開，KA由常開端NO打到常閉端NC，COM與NC連通；當控制端T