Driver Motor Jam Analog: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Bahkan di dunia digital, jam analog klasik memiliki gaya yang tak lekang oleh waktu. Kita dapat menggunakan GreenPAK™ CMIC rel ganda untuk mengimplementasikan semua fungsi elektronik aktif yang diperlukan dalam jam analog, termasuk driver motor dan osilator kristal. GreenPAK adalah perangkat kecil berbiaya rendah yang cocok dengan jam tangan pintar. Sebagai demonstrasi yang mudah dibuat, saya memperoleh jam dinding murah, melepas papan yang ada, dan mengganti semua elektronik aktif dengan satu perangkat GreenPAK.

Anda dapat melalui semua langkah untuk memahami bagaimana chip GreenPAK telah diprogram untuk mengontrol Driver Motor Jam Analog. Namun, jika Anda hanya ingin membuat Driver Motor Jam Analog dengan mudah tanpa harus melalui semua sirkuit dalam, unduh perangkat lunak GreenPAK untuk melihat File Desain GreenPAK Driver Motor Jam Analog yang sudah selesai. Colokkan GreenPAK Development Kit ke komputer Anda dan tekan "program" untuk membuat IC khusus untuk mengontrol Driver Motor Jam Analog Anda. Langkah selanjutnya akan membahas logika yang ada di dalam file design GreenPAK Driver Motor Jam Analog bagi yang berminat memahami cara kerja rangkaian tersebut.

Langkah 1: Latar Belakang: Motor Stepper Tipe Lavet

Jam analog tipikal menggunakan motor stepper tipe Lavet untuk memutar roda gigi pinion dari mekanisme jam. Ini adalah motor fase tunggal yang terdiri dari stator datar (bagian stasioner motor) dengan kumparan induktif melilit lengan. Di antara lengan stator terletak rotor (bagian yang bergerak dari motor) yang terdiri dari magnet permanen berbentuk lingkaran dengan gigi pinion yang terpasang di atasnya. Roda gigi pinion yang digabungkan dengan roda gigi lainnya menggerakkan jarum jam. Motor bekerja dengan mengubah polaritas arus pada kumparan stator dengan jeda antara perubahan polaritas. Selama pulsa arus, magnet yang diinduksi menarik motor untuk menyelaraskan kutub rotor dan stator. Saat arus dimatikan, motor ditarik ke salah satu dari dua posisi lain dengan gaya enggan. Posisi istirahat reluktansi ini direkayasa oleh desain ketidakseragaman (takik) di rumah motor logam sehingga motor berputar dalam satu arah (lihat Gambar 1).

Langkah 2: Pengemudi Motor

Desain terpasang menggunakan SLG46121V untuk menghasilkan bentuk gelombang arus yang diperlukan melalui kumparan stator. Pisahkan 2x push-pull output pada IC (berlabel M1 dan M2) terhubung ke setiap ujung koil, dan menggerakkan pulsa bolak-balik. Anda perlu menggunakan output push-pull agar perangkat ini dapat beroperasi dengan benar. Bentuk gelombang terdiri dari pulsa 10 ms setiap detik, bergantian antara M1 dan M2 dengan setiap pulsa. Pulsa dibuat hanya dengan beberapa blok yang digerakkan dari rangkaian osilator kristal 32,768 kHz sederhana. Blok OSC dengan nyaman memiliki pembagi bawaan untuk membantu membagi jam 32,768 kHz. CNT1 mengeluarkan pulsa clock setiap detik. Pulsa ini memicu sirkuit one-shot 10 ms. Dua LUT (berlabel 1 dan 2) mendemultipleks pulsa 10 ms ke pin output. Pulsa dilewatkan ke M1 saat output DFF5 tinggi, M2 saat rendah.

Langkah 3: Osilator Kristal

Osilator kristal 32,768 kHz hanya menggunakan dua blok pin pada chip. PIN12 (OSC_IN) diatur sebagai input digital tegangan rendah (LVDI), yang memiliki arus switching yang relatif rendah. Sinyal dari PIN12 diumpankan ke OE PIN10 (FEEDBACK_OUT). PIN10 dikonfigurasi sebagai output 3-status dengan input kabel ke ground, membuatnya bertindak seperti output NMOS saluran terbuka. Jalur sinyal ini secara alami terbalik, jadi tidak diperlukan blok lain. Secara eksternal, output PIN 10 ditarik ke VDD2 (PIN11) oleh resistor 1MΩ (R4). Baik PIN10 dan PIN12 ditenagai oleh rel VDD2, yang pada gilirannya dibatasi arus resistor 1 MΩ ke VDD. R1 adalah resistor umpan balik untuk membiaskan rangkaian pembalik, dan R2 membatasi drive keluaran. Menambahkan kristal dan kapasitor melengkapi rangkaian osilator Pierce seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Langkah 4: Hasil

VDD ditenagai oleh baterai koin lithium CR2032 yang biasanya menyediakan 3,0 V (3,3 V saat segar). Bentuk gelombang keluaran terdiri dari pulsa 10 ms bolak-balik seperti yang ditunjukkan di bawah ini pada Gambar 4. Rata-rata selama satu menit, penarikan arus yang diukur kira-kira 97 uA termasuk penggerak motor. Tanpa motor, penarikan arus adalah 2,25 A.

Kesimpulan

Catatan aplikasi ini memberikan demonstrasi GreenPAK dari solusi lengkap untuk menggerakkan motor stepper jam analog dan dapat menjadi dasar untuk solusi lain yang lebih khusus. Solusi ini hanya menggunakan sebagian dari sumber daya GreenPAK, yang membuat IC terbuka untuk fungsi tambahan yang tersisa hanya untuk imajinasi Anda.