3.3 Выбор микросхемы и интерфейса связи

Для управления двигателем был выбран драйвер IR2130 (см. приложение А). С помощью этого драйвера происходит управление двигателем. Через MOSFET-транзисторы происходит изменение напряжения на обмотках двигателей, таким образом, двигатели начинают движение. Скорость движения двигателя задается программным путем и осуществляется посредством драйвера.

Для определения скорости вращения двигателя используется энкодер, который считывает сигнал и передает его на микроконтроллер. Микроконтроллер в свою очередь обрабатывает сигнал и сравнивает его с заданными показаниями скорости двигателя.

В качестве интерфейса связи в данном проекте выбран интерфейс CAN. Физический уровень CAN дает возможность оптимизировать протокол связи для различных сред передачи данных (витая пара, однопроводная линия, оптический кабель, радиоканал, инфракрасное излучение) . Скорость передачи данных около 1 Мбит/с. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5В, для обеспечения большей устойчивости к помехам. Для связи микроконтроллера с интерфейсом используется микросхема MCP2551. Данная микросхема выгодно отличается от своих аналогов не только низкой ценой, но и другими показателями.

В данном проекте используются устройства, которым необходимо различное напряжение питания, вследствие этого используются преобразователи напряжений. Для напряжения питания на драйвере требуется 12В, для микросхем гальванической развязки требуется 3,3В и 5В. Таким образом, вся схема делится на определенные зоны, в которых осуществляется определенное питание устройств. Для этого и применяются преобразователи напряжений. Например, отдельно преобразуется питание с 36В до 12В, с 36В до 5В, с 36В до 3,3В, осуществляется отдельное заземление этих устройств в соответствии с подводимым напряжением питания.

3.4 Выбор датчиков

Оптические преобразователи угловых перемещений (или инкрементальные энкодеры) осуществляют синхронное преобразование текущего значения аналоговой величины угла поворота входного вала в последовательность прямоугольных электрических импульсов, имеющих координатно-периодический характер. При этом временной масштаб сигналов пропорционален текущей скорости измеряемого перемещения, а количество импульсов кратно величине перемещения.

Энкодеры применяются в системах автоматизации как датчики для определения углов, положения, скорости и ускорения.

Выбираем энкодер AEDS-9621

Корпус энкодера и вал выполнены из материала 4VA; Количество импульсов: до 4096; Макс. число оборотов: 3,600 об/мин; Нагрузка на подшипник: макс. 100 N радиальная, 100 N аксиальная; Рабочее напряжение: 5 VDC; Предельная частота: 200кГц; Рабочая температура: -40 ... +85°C.

Ультразвуковые датчики используются в нашей курсовой для определения препятствий и подачи определенного сигнала на микроконтроллер, который в свою очередь подает управляющий сигнал на двигатель.

Выбираем ультразвуковой датчик PING-28015:

Напряжение питания: +5В;

Номинальный ток: 30 мА;

Максимальный ток: 35 мА;

Радиус действия: от 2 см до 3м;

Частота сигнала синхронизации: 40 кГц;

Задержка между сигналами: 200 мс;

Размер: ширина 16 мм;

длина 46 мм;

высота 22мм.