在上面介绍直流电机调速原理的时候,就介绍了相关的三种调速方法,可是随着直流电机应用范围和要求的不断扩大,直接改变磁通以及电路电阻已经不能够完全解决问题,于是后两者逐渐作为一种小范围微调的形式出现在设计的系统中,前者则成为了调速的主调,随着电力电子技术的发展,直流斩波电路被人们所重视,直流斩波电路也就是将直流电压分割成一系列脉冲,通过改变脉冲的占空比来获得实际要求的输出电压。
然而改变占空比也有着不同,我简单的以直流电机正转时要加速为例,来看看如何改变占空比。我们控制高低电平的输出比,一种输出的脉冲周期不变,我们提高高低脉冲的输出比,另一种保证高低脉冲的输出比不变,缩短输出的脉冲周期,两种方法都可以实现直流电机正转时加速的目的,而且在本设计中,为了确保信号不会失真,我选择了前一种改变占空比的方式。
2。4 电机驱动模块原理
此设计利用单片机来控制直流电机调速,可是,调速的前提是直流电机要能够正常工作,本设计应用的是3V直流微型电机,若是直接用单片机端口输出的电压直接驱动直流电机,可能会因为驱动电压过低而实现不了设计目的。
于是电机驱动模块的应用势在必行,我采用了H桥式电机驱动电路,在保证电机能够正常工作的前提之后,H桥式电机驱动电路还会通过选择端口信号的导通,来完成电机转向的切换,在使用过程中,该电路添加了保护二极管,以防止直流电机可能产生的瞬间电流和反馈电流造成的损坏。
该电路设计简单,可以将驱动电流的峰值提高,这样就能够满足正常负载的要求,与此同时,采用了电机驱动电路,也提高了整个电路设计的可靠性,优化了系统结构,显著地提高了电路效率。
利用驱动电路的另一个原因也很重要,在设计要求中操作者可以改变电机的转向,若是以前的简单电路,自然相对的操作方式也很简单,改变电源的正负接法,这样就可以简单的实现,现在不行,工作时直接操作,安全问题需要考虑,对电机的损伤也是不可忽视的,所以这就必须采用,这也显示了电机驱动电路的重要。
2。5 测速显示原理
前面介绍过,传统方式直接测量有着严重的限制,往往不能满足要求,通过电机驱动电路之后,电机发生转动,可是人的肉眼无法准确地确定电机的转向以及转速,所以我们就需要传感器的帮助,将转速这个非物理量转化成物理量,最后通过显示电路显示出来。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
本设计中传感器我采用A3144霍尔传感器,显示电路我采用LCD1602液晶显示屏。
在测速电路采用的A3144霍尔传感器,此元件本身是单级开关型的霍尔传感器,只感应南极磁场,其本身的输出波形就是方波信号,所以当它输出的高电平的电压值在单片机端口的承受范围之内,就可以直接连接在单片机上。在单片机内部程序循环扫描的过程中,当一次测量完成之后,测量的数据会由计数器保存,结果经过相关程序的运算,任意时刻的转速就可以直接在显示屏上显示出来。
而显示电路中采用的LCD1602液晶显示屏也是经过集成的,作为一款商业化的液晶显示屏,显示的内容也要依靠相关程序的编译,其自身也存在着缺陷,即使通过编程显示了内容,也只是能显示字母、数字,不能显示图片,但这一缺点对本设计的影响不大,可以忽略不计,除此之外,其他相关的知识在后面会有详细介绍,在这里就不重复解释了。
2。6 本章小结