Tugann an t-alt seo aghaidh ar dhúshláin choiteanna a bhíonn roimh dhearthóirí i réimse an uathoibrithe thionsclaíoch agus iad ag forbairt comhéadain braite suímh le haghaidh rialú mótair-go sonrach, suíomh a bhrath in fheidhmchláir a éilíonn luasanna níos airde agus méideanna níos lú. Tá sé ríthábhachtach faisnéis a gabhadh ó ionchódóirí a úsáid chun suíomh mótair a thomhas go beacht chun uathoibriú agus innealra a oibriú go rathúil. Is comhpháirteanna ríthábhachtacha de chórais dá leithéid iad analóg samplála sioncronach tapa, ardtaifigh, déchainéil go-tiontairí digiteacha (ADCanna).
Réamhrá
Tá faisnéis chruinn maidir le rothlú mótair ar nós suíomh, luas agus treo riachtanach chun tiomántáin agus rialaitheoirí beachta a tháirgeadh le haghaidh feidhmchláir atá ag teacht chun cinn, mar mheaisíní cóimeála a ghléasann micrea-chomhpháirteanna ar limistéir PCB le spás teoranta. Le déanaí, tá tús curtha le rialú mótair ag miniaturize, ag cur ar chumas iarratais nua róbait máinliachta sa tionscal cúram sláinte agus iarratais drone nua san aeraspáis agus cosanta. Tá rialtóirí mótair níos lú ag tiomáint iarratais nua i dtionól tionsclaíoch agus tráchtála. Do dhearthóirí, is é an dúshlán atá ann ná na-riachtanais chruinneas arda a bhaineann le braiteoirí aiseolais suímh i bhfeidhmchláir ardluais a chomhlíonadh agus na comhpháirteanna go léir a chomhtháthú laistigh de spás PCB teoranta le suiteáil laistigh de phacáistí mionsamhla, mar airm róbataice.
Fíor 1. Dúnta-Córas Aiseolais Rialaithe Mótair Lúb
Rialú Mótair
Is éard atá sa lúb rialaithe mótair (mar a thaispeántar i bhFíor 1) go príomha de mhótar, rialtóir, agus comhéadan aiseolais suímh. Rothlaíonn an mótar an seafta, ag tiomáint an lámh robotic chun bogadh dá réir sin. Bainistíonn an rialtóir mótair nuair a chuireann an mótar fórsa i bhfeidhm, nuair a stopann sé, nó nuair a leanann sé ag rothlú. Soláthraíonn an comhéadan suímh laistigh den lúb faisnéis luas agus suímh don rialtóir. Maidir le meaisíní cóimeála a láimhseálann PCBanna miondhromchla, tá na sonraí seo ríthábhachtach chun oibriú i gceart. Éilíonn na hiarratais seo go léir tomhas beacht suímh na rudaí rothlacha.
Ní mór taifeach an-ard a bheith ag braiteoirí suímh chun suíomh an tseafta mhótair a bhrath go beacht, chun micrea-chomhpháirteanna comhfhreagracha a phiocadh, agus iad a chur ag na suíomhanna cearta ar an gclár. Ina theannta sin, éilíonn luasanna mótair níos airde bandaleithead lúb níos mó agus latency níos ísle.
Córais Aiseolais Staide
I bhfeidhmchláir ísealchríocha, féadfar braite suímh a chur i bhfeidhm trí úsáid a bhaint as braiteoirí incriminteacha agus comparadóirí. Mar sin féin, éilíonn feidhmchláir ardleibhéil slabhraí comharthaí níos casta. Ionchorpraíonn na córais aiseolais seo braiteoirí suímh agus comhoiriúnú comhartha deiridh tosaigh analógach, ADC, agus tiománaí ADC ina dhiaidh sin. Téann sonraí trí na comhpháirteanna seo sula dtéann siad isteach san fhearann digiteach. Is é an braiteoir suímh is cruinne an ionchódóir optúil. Is éard atá in ionchódóir optúil ná foinse solais LED, diosca marcáilte atá ceangailte leis an seafta mótair, agus fóta-bhrathadóir. Tá limistéir chumhdaigh teimhneacha agus thrédhearcacha ar an diosca a chuireann bac ar solas nó a ligeann dó dul tharstu. Aimsíonn an fótabhraiteadóir na comharthaí solais seo, agus déanann sé na bíoga solais air/as a thiontú go comharthaí leictreonacha.
De réir mar a rothlaíonn an diosca, gineann an fóta-bhrathadóir (sioncrónaithe le patrún an diosca) comharthaí beaga sín agus cosine (ag an leibhéal mV nó µV). Tá an chumraíocht seo tipiciúil le haghaidh ionchódóirí optúla dearbhshuímh. Téann na comharthaí seo isteach i gciorcaid aeroiriúnaithe analógacha (a chuimsíonn aimplitheoirí scoite nó PGAanna analógacha de ghnáth chun comharthaí suas go buaic 1 V a fháil go dtí an buaicraon), go hiondúil chun raon voltais ionchuir ADC a mheaitseáil leis an raon uasta dinimiciúil. Gabhtar gach comhartha sín agus comhshíneas aimplithe ansin ag an aimplitheoir tiomána de chuid ADC samplála sioncrónach.
Ní mór do gach cainéal den ADC tacaíocht a thabhairt do shampláil shioncrónach chun pointí sonraí sín agus comhshíneas a fháil ag an am céanna, toisc go soláthraíonn na pointí comhcheangailte seo an fhaisnéis maidir le suíomh na haise. Seoltar na torthaí tiontaithe ADC chuig ASIC nó microcontroller. Déanann an rialtóir mótair vótaíocht ar shuíomh an ionchódóra le linn gach timthriall PWM agus úsáideann sé na sonraí seo chun an mótar a thiomáint de réir orduithe faighte. San am atá caite, chun comhtháthú isteach i spás boird teoranta, bhí ar dhearthóirí córais luas ADC nó comhaireamh cainéal a íobairt.
Fíor 2. Córas Aiseolais Staide
Aiseolas suímh a bharrfheabhsú
De réir mar a leanann an teicneolaíocht ag dul chun cinn, tá feidhmchláir rialaithe mótair a dteastaíonn braite ard-chruinneas uathu i gcónaí ag nuáil. Féadfar taifeach na n-ionchódóirí optúla a chinneadh ag líon na sliotán fótailiteagrafaíochta mín ar an diosca, idir na céadta agus na mílte de ghnáth. Trí na comharthaí sín agus comhshíne seo a thabhairt isteach i dTADanna ardluais, ardfheidhmíochta, is féidir ionchódóirí le taifeach níos airde a chruthú gan athruithe córais a bheith de dhíth ar an diosca ionchódóra. Mar shampla, trí chomharthaí sín agus comhshínis an ionchódóra a shampláil ar ráta níos ísle ní ghlactar ach le líon teoranta luachanna comharthaí, mar a léirítear i bhFíor 3; cuireann sé seo teorainn le cruinneas toilleas suímh. I bhFíor 3, ceadaíonn sampláil ag ráta níos airde leis an ADC luachanna comhartha níos mionsonraithe a fháil, rud a chumasaíonn cinneadh suímh níos beaichte. Tacaíonn ráta ardluais samplála an ADC le róshampláil, feabhsaítear tuilleadh feidhmíochta torainn agus cuireann sé deireadh le roinnt riachtanas próiseála post digiteach. Ag an am céanna, is féidir ráta sonraí aschuir an ADC a laghdú, rud a chiallaíonn go dtacaíonn sé le comharthaí minicíochta sraitheach níos moille, rud a shimplíonn an comhéadan digiteach. Tá córais aiseolais suite mótair suite ar an tionól mótair, a d'fhéadfadh a bheith an-dlúth i roinnt iarratais. Mar sin, tá méid ríthábhachtach chun an modúl ionchódóra a fheistiú isteach sa limistéar PCB teoranta atá ar fáil. Trí chomhpháirteanna ilchainéil a chomhtháthú laistigh d'aon phacáiste mionchineálach, déantar coigilteas suntasach spáis.
Fíor 3. Ráta Samplála
Sampla Dearaidh d'Aiseolas ar Staid an Ionchódóra Optúil
Léiríonn Fíor 4 sampla de réiteach optamaithe atá oiriúnach do chórais aiseolais ar shuíomh an ionchódóra optúil. Comhéadann an ciorcad seo go héasca le ionchódóirí optúla absalóideacha, agus ansin gabhann sé go héasca na comharthaí sín agus comhshíne difreálach ón ionchódóir. Is aimplitheoir dé-chainéil, íseal torainn, iomlán difreálach é an t-aimplitheoir deiridh ADA4940-2 tosaigh{-a úsáidtear chun an AD7380 a thiomáint. Is cainéal dé, 16-giotán, iomlán difreálach, 4 MSPS sampláil shioncrónach SAR ADC é atá lonnaithe i bpacáiste LFCSP dlúth 3 mm × 3 mm. Leis an bhfoinse voltas tagartha ar-sliseanna 2.5 V is féidir an ciorcad seo a chur i bhfeidhm le líon íosta comhpháirteanna. Is féidir le VCC agus VDRIVE an ADC, chomh maith le ráillí soláthair an tiománaí amplifier, a thiomáint ag rialtóirí LDO mar an LT3023 agus LT3032. Nuair a bhíonn na dearaí tagartha seo idirnasctha (m.sh., ag baint úsáide as ionchódóir optúil sliotán 1024 a ghineann 1024 timthriall sín agus comhshíneas in aghaidh an réabhlóid diosca ionchódóra), déanann an AD7380 16-giotán sampla gach sliotán ionchódóra thar 216 cód, ag méadú taifeach foriomlán an ionchódóra go 26 giotán. Cinntíonn an ráta tréchur 4 MSPS go ngabhtar faisnéis mhionsonraithe faoi thimthriall sín agus comhshíne mar aon leis na sonraí suímh ionchódóra is déanaí. Cuireann an tréchur ard seo ar chumas róshampláil ar-sliseanna a chur i bhfeidhm, ag laghdú na moille ama nuair a chothaíonn an ASIC digiteach nó an microcontroller aiseolas beacht ar shuíomh an ionchódóra don mhótar. Buntáiste eile a bhaineann le róshampláil ar-sliseanna AD7380 ná an fhéidearthacht 2 ghiotán breise de thaifeach a chur leis, ar féidir iad a chomhcheangal leis an ngné feabhsaithe taifeach ar-sliseanna. Leis an bhfeabhsú réitigh seo feabhsaítear cruinneas a thuilleadh, ag baint amach suas le 28 giotán. Nóta Feidhme Soláthraíonn AN-2003 faisnéis mhionsonraithe ar chumais róshamplála agus feabhsaithe réitigh an AD7380.
Fíor 4. Dearadh Córas Aiseolais Optamaithe
Conclúid
Éilíonn córais rialaithe mótair cruinneas níos airde, luasanna níos tapúla, agus miniaturization níos mó. Feidhmíonn ionchódóirí optúla mar fheistí braite suímh mhótair. Mar sin, ní mór don slabhra comhartha ionchódóra optúil ardchruinneas a sheachadadh nuair a bhíonn seasamh mótair á thomhas. Tréchur ardluais, ard-Déanann ADCanna faisnéis a ghabháil go beacht agus sonraí maidir le suíomh mótair a tharchur chuig an rialtóir. Comhlíonann luas, dlús agus feidhmíocht AD7380 riachtanais an tionscail agus ag an am céanna cumasaítear cruinneas níos airde i gcórais aiseolais suímh agus feidhmiú an chórais a bharrfheabhsú.
Údar
Jonathan Cola