Аннотация 3
Введение 7
1. Бесколлекторный двигатель постоянного тока 8
1.1 Пpинцип pаботы 9
1.2 Бездатчиковое управление 10
2. Микpоконтpоллеp АTmеgа8 17
2.1 Пpеpывания в Аtmеgа8 19
2.2 Таймеpы и счётчики микpоконтpоллеpа Аtmеgа8 20
2.3 Широтно - импульсная модуляция 21
2.3.1 Нормальный режим работы 24
2.3.2 Режим сброса таймера при совпадении (СТС) 24
2.3.3 Режим быстрой ШИМ (FAST PWM) 25
2.3.4 Режим широтно-импульсной модуляции с фазовой коррекцией 26
2.4 Аналого-цифровые преобразователи 27
2.5 Компаратор аналоговых сигналов 29
3 Схема управления бесколлекторным двигателем 30
3.1 Описание. Р-канальные MOSFET 30
3.2 Виртуальная средняя точка 32
3.3 Инкрементальный энкодер 34
4 Практическая часть 36
4.1 Создание микросхемы управления, монтаж и сборка 36
4.2 Тестирование. Режим работы при 100% скважности ШИМ 38
4.3 Тестирование. Режим работы менее 100% скважности ШИМ 41
4.4 Расчет мощности, общая схема 42
Заключение 43
Список использованных источников литературы 44
Автоматизация роботизированных установок и технологических комплексов является основой для прогресса современного роботизированного производства, военной техники, и т.д. Подготовленность объектов к внедрению новых средств автоматизации и робототехники определяется существующим уровнем механизации технологических процессов, требованиями к проектируемой системе управления, техническими, материальными и финансовыми возможностями предприятий-владельцев объектов управления. Мировой опыт разработки, внедрения и эксплуатации оригинальных устройств, средств и систем автоматизации, робототехники и мехатроники позволяет ставить и решать сложные и трудоёмкие задачи, имеющие большую вероятность решения при условии правильного поэтапного выполнения, пробации и анализа промежуточных результатов решения задач, с целью определения последующих направлений исследований, проектирования и новых разработок. В настоящее время основой любого станка, робота, машины (любого устройства выполняющее механические движения) является двигатель. К двигателям, используемой в сфере мехатроники и робототехники, предъявляется ряд особых требований, характерных именно для этой сферы деятельности. Прежде всего, это большая удельная мощность двигателя, хорошие динамические характеристики, малые габаритные размеры, высокая надежность и срок службы изделия при относительно малой номинальной мощности двигателя (до 100-150 Вт). Всё это делает предпочтительным использование привода на базе бесколлекторного двигателя постоянного тока. Это обусловлено и хорошими скоростными показателями бесконтактных двигателей, и высоким сроком службы, превышающим 20000 часов.
Микроконтроллер, предназначен для управления различными электронными устройствами и осуществления взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер программой. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах, микроконтроллеры содержат встроенные дополнительные устройства. Эти устройства выполняют свои задачи под управлением
микропроцессорного ядра микроконтроллера. Микроконтроллеры используются во всех сферах жизнедеятельности человека, устройствах, которые окружают его. Основные качества - это малые габариты, высокая производительность, надежность и способность быть адаптированным для выполнения самых различных задач, простота подключения и большие функциональные возможности. С помощью программирования
микроконтроллера можно решить многие практические задачи аппаратной техники.
Цель работы - разработка микросхемы и программы управления бесколлекторным двигателем, на основе микроконтроллера АТтеда8.
Задачи:
1. изучение принципов работы бесколлекторного двигателя;
2. изучение способов управления бесколлекторным двигателем;
3. изучение микроконтроллера А1теда8;
4. изучение работы Т1тег/Соип1ег; изучение ШИМ, АЦП и аналогового компаратора;
5. приобретение навыков программирования МПС;
6. написание программы управления бесколлекторным двигателем постоянного тока;
7. приобретение навыков изготовления печатных плат и монтажа радиодеталей
В данной работе был изучен микроконтроллер А1шеда 8, принцип работы таймеров - счетчиков, ШИМ, АЦП, аналоговый компаратор, а так же изучен инкментальный энкодер и оптопара TORT 5000. Выполнена пайка и монтаж радиоэлементов Создана микросхема управления бесколлекторным двигателем, написана программа для микроконтроллера. Выполнена практическая часть по тестированию программы и работы бесколлекторного двигателя на основе А1шеда 8.
