נהג מנוע שעון אנלוגי: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

אפילו בעולם דיגיטלי, לשעונים אנלוגיים קלאסיים יש סגנון נצחי שנמצא כאן כדי להישאר. אנו יכולים להשתמש ב- GreenPAK ™ CMIC עם מסילה כפולה כדי ליישם את כל הפונקציות האלקטרוניות הפעילות הדרושות בשעון אנלוגי, כולל נהג מנוע ומתנד קריסטל. מכשירי GreenPAK הם מכשירים זעירים בעלות נמוכה שמתאימים בדיוק עם שעונים חכמים. כהדגמה קלה לבנייה, השגתי שעון קיר זול, הסרתי את הלוח הקיים והחלפתי את כל האלקטרוניקה הפעילה במכשיר GreenPAK אחד.

אתה יכול לעבור את כל השלבים כדי להבין כיצד תוכנן שבב GreenPAK לשליטה במנהל ההתקן של שעון אנלוגי. עם זאת, אם אתה רק רוצה ליצור בקלות את מנהל התקן השעון האנלוגי מבלי שתצטרך לעבור את כל המעגלים הפנימיים, הורד את תוכנת GreenPAK כדי לצפות בקובץ העיצוב GreenPAK של מנהל השעון האנלוגי שהושלם כבר. חבר את ערכת הפיתוח של GreenPAK למחשב שלך ולחץ על "תכנית" כדי ליצור את ה- IC המותאם אישית לשליטה במנהל ההתקן של שעון אנלוגי. השלב הבא ידון בהיגיון הנמצא בתוך קובץ התכנון של מנהל התקן שעון אנלוגי של GreenPAK למי שמעוניין להבין כיצד פועל המעגל.

שלב 1: רקע: מנועי צעד מסוג Lavet

שעון אנלוגי טיפוסי משתמש במנוע צעד מסוג Lavet כדי לסובב את גלגל השיניים של מנגנון השעון. זהו מנוע חד פאזי המורכב מסטאטור שטוח (חלק נייח של המנוע) עם סליל אינדוקטיבי עטוף סביב זרוע. בין זרועות הסטטור שוכן הרוטור (חלק נע במנוע) המורכב ממגנט קבוע עגול עם ציוד סיכה המחובר לראשו. גלגל ההילוכים יחד עם הילוכים אחרים מזיזים את ידי השעון. המנוע פועל על ידי החלפת הקוטביות של הזרם בסליל הסטאטור עם הפסקה בין שינויי הקוטביות. במהלך פולסים שוטפים, המגנטיות המושרה מושכת את המנוע כדי ליישר את קטבי הרוטור והסטאטור. בזמן שהזרם כבוי, המנוע נמשך לאחת משתי מצבים אחרים בכוח בעל כורחו. עמדות מנוחת רתיעה אלה מתוכננות על ידי תכנון אי אחידות (חריצים) בבית מנוע המתכת כך שהמנוע מסתובב בכיוון אחד (ראה איור 1).

שלב 2: נהג מנוע

העיצוב המצורף משתמש ב- SLG46121V כדי לייצר את צורות הגל הנוכחיות הנדרשות למרות סליל הסטאטור. יציאות 2x נפרדות של Push-Pull במעגל ה- IC (שכותרתו M1 ו- M2) מתחברות לכל קצה הסליל ומניעות את הפולסים המתחלפים. יש צורך להשתמש ביציאות דחיפה-משיכה כדי שהתקן זה יפעל כהלכה. צורת הגל מורכבת מדופק של 10 ms בכל שנייה, לסירוגין בין M1 ל- M2 עם כל דופק. הפולסים נוצרים בעזרת כמה בלוקים בלבד המונעים ממעגל מתנד קריסטל פשוט של 32.768 קילוהרץ. בלוק OSC בנוי במחיצות כדי לעזור לחלק את השעון 32.768 קילוהרץ. CNT1 פולט דופק שעון בכל שנייה. דופק זה מפעיל מעגל של זריקה אחת של 10 אלפיות השנייה. שני LUTs (המסומנים 1 ו -2) demultiplex את הדופק 10 ms אל סיכות הפלט. פעימות מועברות ל- M1 כאשר תפוקת DFF5 גבוהה, M2 כאשר נמוך.

שלב 3: מתנד קריסטל

מתנד הקריסטל 32.768 קילוהרץ משתמש בשני בלוקים בלבד על השבב. PIN12 (OSC_IN) מוגדר ככניסה דיגיטלית במתח נמוך (LVDI), בעלת זרם מיתוג נמוך יחסית. האות מ- PIN12 ניגש ל- OE של PIN10 (FEEDBACK_OUT). PIN10 מוגדר כפלט של 3 מצבים עם קלט מחובר לקרקע, מה שגורם לו לפעול כמו פלט NMOS של ניקוז פתוח. נתיב האות הזה הופך באופן טבעי, כך שאין צורך בלוק אחר. חיצונית, פלט ה- PIN 10 נמשך ל- VDD2 (PIN11) על ידי נגד 1MΩ (R4). הן PIN10 והן PIN12 מופעלים על ידי מעקה VDD2, שבתורו מוגבל הנגד הנוכחי של 1 MΩ ל- VDD. R1 הוא נגד משוב להטיית המעגל ההפוך, ו- R2 מגביל את כונן הפלט. הוספת הגביש והקבלים משלימה את מעגל המתנד פירס כפי שמוצג באיור 3.

שלב 4: תוצאות

VDD הופעל באמצעות סוללת ליתיום מסוג CR2032 המספקת בדרך כלל 3.0 וולט (3.3 וולט כשהיא טרייה). צורת גל הפלט מורכבת מפעימות לסירוגין של 10 אלפיות השנייה כפי שמוצג להלן באיור 4. ציור הזרם הנמדד בממוצע היה בערך 97 uA כולל כונן המנוע. ללא המנוע, התיקו הנוכחי היה 2.25 µA.

סיכום

הערת יישום זו מספקת הדגמת GreenPAK של פתרון מלא לנהיגה במנוע צעד שעון אנלוגי ויכולה להוות בסיס לפתרונות מיוחדים יותר. פתרון זה משתמש רק בחלק ממשאבי GreenPAK, מה שמשאיר את ה- IC פתוח לפונקציות נוספות שנותרו לדמיונך בלבד.