۱- مقدمه

سرو درایور MHD4830 یک کنترل کننده موتور دی‌سی مجهز به پروتکل ارتباطی شبکه می‌باشد که قادر است گشتاور، سرعت و موقعیت هر موتور DC دلخواهی را به صورت دقیق کنترل نماید. این سرو درایور می‌تواند در کاربردهای مختلفی در صنعت به کار گرفته شود. از جمله سیستم‌های ترکشن، نوار نقاله، درب های اتومات، وسایل نقلیه الکتریکی، جرثقیل برقی و بالابر، تردمیل، ماشین‌های شستشوی برقی، رباتیک و … سرو درایور MHD4830 علاوه بر کاربردهای صنعتی مناسب آزمایشگاه‌های کنترل به منظور پیاده‌سازی الگوریتم‌های کنترلی می‌باشد.

۲- ویژگی­ های اساسی سرو درایور

۱- تغذیه درایور: ولتاژ دی سی ۱۲ تا ۳۶ ولت

۲- قابلیت جریان دهی دائمی: ۳۰ آمپر

۳- قابلیت جریان دهی لحظه ای: ۶۰ آمپر

۴- مجهز به سوکت شبکه TCP/IP

۵- دارای یک ورودی انکودر افزایشی با تغذیه ۵ ولت

۶- دارای سوکت ورودی پالس و جهت

۷- دارای دیپ‌سوئیچ تنظیمات

۸- دارای پتانسیومترهای تنظیمی

۱۰- دارای چهار مد عملیاتی: حلقه باز، سنسورلس، حلقه بسته، تنظیمات

۱۱- دارای ۳ مد کنترلی: مد کنترل گشتاور، مد کنترل سرعت، مد کنترل موقعیت

۱۲- ابعاد: 20*12*6

۱۳- وزن: ۱٫۲۰۰ کیلوگرم

۳- معرفی اتصالات سرو درایور

سرو درایور MHD4830 دارای اتصالات زیر می‌باشد:

۱- خروجی موتور

۲- ورودی تغذیه

۳- پتانسومترهای تنظیمی

۴- دیپ‌سوئیچ‌های تنظیمی

۵- سوکت ورودی سیگنالهای کنترلی

۶- پورت ورودی شبکه

۷- سوکت ورودی انکودر

در شکل‌های ۱ و ۲ اتصالات سرو درایور نمایش داده شده‌اند.

شکل ۱: توضیح اتصالات مقابل سرو درایور

شکل ۲: توضیح اتصالات کنار سرو درایور

۴- مدهای عملیاتی و کنترلی سرو درایور

سرو درایور MHD4830 دارای چهار مد عملیاتی و سه مد کنترلی می باشد که در این بخش به توضیح آنها می ­پردازیم.

۱-۴- دیپ‌سوئیچ‌های تنظیمی

در مقابل سرو درایور یک عدد دیپ‌سوئیچ ۸ تایی وجود دارد که به وسیله آن مدهای عملیاتی، مدهای کنترلی و سایر تنظیمات انجام می­ شود (شکل ۳).

شکل ۳: دیپ‌سوئیچ‌های تنظیمی

مطابق شکل ۳ دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۱ و ۲ مد عملیاتی (حلقه باز، سنسورلس، حلقه بسته، تنظیمات) سرو درایور را تعیین می­‌کنند. دیپ‌سوئیچ شماره ۳ نحوه فرمان دادن به سرو درایور را تعیین می‌کند که می‌تواند از طریق کابل شبکه یا پالس خارجی باشد. دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۴، ۵ و ۶ مد کنترلی سرو درایور (مد کنترل گشتاور، مد کنترل سرعت و مد کنترل موقعیت) را تعیین می‌نمایند و در نهایت دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۷ و ۸ جهت تنظیم لیمیت جریان استفاده می‌شوند.

۲-۴- تنظیم مد عملیاتی

سرو درایور MHD4830 دارای چهار مد عملیاتی می‌باشد که از طریق دیپ‌سوئیچ­‌های شماره ۱ و ۲ تنظیم می‌شوند. چهار مد علمیاتی سرو درایور به صورت زیر می‌باشند:

مد تنظیمات: در این مد عملیاتی تعداد پالس انکودر، سرعت نامی موتور، نسبت گیربکس و مشخصات پورت شبکه باید برای سرو درایور تعریف شود.

مد حلقه باز: در این مد عملیاتی هیچگونه اعمال کنترلی برروی سیگنال دریافتی انجام نمی‌شود و تنها فرامین دریافتی از طریق پورت شبکه و یا سوکت ورودی پالس به موتور اعمال می‌شود. این مد مناسب آزمایشگاه‌های کنترل جهت پیاده‌سازی الگوریتم­‌های کنترلی در نرم‌افزارهایی همچون متلب و ویژوال استودیو می­‌باشد.

مد سنسورلس: در این مد عملیاتی سرو درایور قادر است بدون نیاز به انکودر گشتاور و یا سرعت موتور را تحت تغییرات بار ثابت نگه دارد. این مد عملیاتی در کاربردهایی که امکان نصب انکودر وجود نداشته و یا استفاده از انکودر باعث افزایش قیمت می‌شود کاربرد دارد.

مد حلقه بسته: در این مد عملیاتی سرو درایور قادر است گشتاور، سرعت و موقعیت هر موتور دی‌سی دارای انکودر را به صورت دقیقی کنترل نماید. این مد عملیاتی مناسب کاربردهایی می‌باشد که نیاز به کنترل سرعت و موقعیت دقیق می‌باشند.

با استفاده از دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۱ و ۲ و به صورت شکل ۴ مدهای عملیاتی سرو درایور تنظیم می‌شوند.

شکل ۴: تنظیم مدهای عملیاتی سرو درایور

۳-۴- تنظیم مد کنترلی

سرو درایور MHD4830 دارای سه مد کنترلی می‌باشد که توسط دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۴، ۵ و ۶ قابل تنظیم می‌­باشند. مدهای کنترلی سرو درایور به صورت زیر می‌باشد:

مد کنترل گشتاور: در این مد کنترلی سرو درایور قادر است گشتاور اعمالی به موتور رو کنترل نماید. در این مد کنترلی حلقه کنترل جریان به صورت کاملا خودکار و از طریق شناسایی پارامترهای الکتریکی موتور بسته می‌شود و نیازی به هیچگونه تنظیمات اضافی نیست.

مد کنترل سرعت: در این مد کنترلی سرعت موتور به صورت دقیق قابل کنترل می‌باشد.

مد کنترل موقعیت: در این مد کنترلی سرو درایور قادر است موقعیت موتور را به صورت دقیقی کنترل نماید.

با استفاده از دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۴، ۵ و ۶ مدهای کنترلی سرو درایور به صورت شکل ۵ قابل تنظیم می‌باشند.

شکل ۵: تنظیم مدهای کنترلی سرو درایور

۴-۴- تنظیم نحوه فرمان دادن به سرو درایور

سرو درایور MHD4830 از طریق پورت شبکه و یا پالس PWM قابل هدایت می‌باشد. همانند شکل ۶ نحوه فرمان دادن به سرو درایور از طریق دیپ‌سوئیچ شماره ۳ تنظیم می‌گردد.

شکل ۶: نحوه فرمان دادن به سرو درایور

۵-۴- تنظیم لیمیت جریان

سرو درایور قادر است حداکثر جریان قابل اعمال به موتور را کنترل نماید. با استفاده از دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۷ و ۸ و مطابق شکل ۷ لیمیت جریان قابل تنظیم می‌­باشد.

شکل ۷: تنظیم حداکثر جریان اعمالی به موتور

۵- راه اندازی سرو درایور

جهت راه اندازی سرو درایور مراحل زیر را به ترتیب انجام دهید:

۱- قبل از اتصال تغذیه سرو درایور با توجه به نیاز خود یکی از مدهای عملیاتی تنظیمات، حلقه باز، سنسورلس و حلقه بسته را از طریق دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۱ و ۲ انتخاب کنید.

۲- نحوه فرمان دادن به سرو درایور (پورت شبکه یا پالس) را با دیپ‌سوئیچ شماره ۳ انتخاب کنید.

۳- چنانچه یکی از مدهای عملیاتی سنسورلس یا حلقه بسته را در مرحله یک انتخاب کرده­‌اید از طریق دیپ‌سوئیچ­های شماره ۴، ۵ و ۶ مد کنترلی سرو درایور (گشتاور، سرعت، موقعیت) را انتخاب نمایید.

۴- توسط دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۷ و ۸ لیمیت جریان را مشخص نمایید.

۵- با توجه به نحوه فرمان دادن به درایور که در مرحله دو انتخاب نموده‌اید کابل شبکه و یا سوکت سیگنال (پالس و جهت) را متصل نمایید.

۶- تمامی پتانسیومترهای تنظیمی (POT1, POT2, POT3) را در خلاف جهت عقربه‌های ساعت تا انتها بچرخانید.

۷- موتور را به خروجی سرو درایور متصل کنید.

۸- تغذیه درایور را متصل کنید (ولتاژ دی‌سی ۱۲ تا ۳۶ ولت).

۹- چنانچه در مد عملیاتی حلقه باز می‌باشید اکنون درایور آماده دریافت فرامین حرکتی می‌باشد و نیازی به انجام مراحل بعدی نیست.

۱۰- چنانچه مد عملیاتی سنسورلس و یا حلقه بسته را انتخاب نموده‌اید بایستی با استفاده از دیپ‌سوئیچ­‌های شماره ۱ و ۲ یک مرتبه سرو درایور را از مد سنسورلس و یا حلقه بسته وارد مد عملیاتی حلقه باز کرده و سپس به مد سنسورلس و یا حلقه بسته برگردانید تا عملیاتی شناسایی شروع شود.

۱۱- به مدت ۵ ثانیه صبر کنید تا سرو درایور پارامترهای موتور را شناسایی نماید (جهت اطمینان از انجام عملیات شناسایی چنانچه دست خود را به هنگام شناسایی بر روی بدنه موتور قرار دهید باید یک لرزش مکانیکی خفیف در موتور قابل احساس باشد).

۱۲- پس از اتمام عملیات شناسایی باید بهره­‌های حلقه­‌های کنترل سرعت و موقعیت را با استفاده از پتانسیومترهای تنظیمی به صورت دقیقی تنظیم نمایید.

۱۳- در مد عملیاتی سنسورلس اگر مد کنترل گشتاور را انتخاب نموده‌اید نیازی به تنظیم پتانسیومترها نیست و بلافاصله پس از اتمام عملیات شناسایی سرو درایور آماده دریافت فرمان مرجع گشتاور می‌باشد. اما چنانچه مد کنترل سرعت را انتخاب نموده‌اید بایستی با استفاده از پتانیسومترهای POT2 و POT3 بهره­‌های حلقه کنترل سرعت را تنظیم نمایید (در قسمت توضیح مفصل مدهای کنترلی نحوه تنظیم بهره­ ها توضیح داده شده است).

۱۴- در مد عملیاتی حلقه بسته اگر مد کنترل گشتاور را انتخاب نموده‌اید نیازی به تنظیم پتانسومترهای نیست و بلافاصله پس از اتمام عملیات شناسایی سرو درایور آماده دریافت فرمان مرجع گشتاور می‌باشد. اما چنانچه مد کنترل سرعت و یا موقعیت را انتخاب نموده‌اید بایستی با استفاده از پتانسیومترهای POT1 ، POT2 و POT3 بهره‌های حلقه کنترل سرعت و موقعیت را تنظیم نمایید (در قسمت توضیح مفصل مدهای کنترلی نحوه تنظیم بهره­ ها توضیح داده شده است).

۱۵- پس از تنظیم بهره‌های حلقه­‌های کنترل سرعت و موقعیت سرو درایور آماده دریافت فرامین می‌باشد.

مثال: شکل ۸ یک نمونه از تنظیمات دیپ‌سوئیچ­‌های سرو درایور را نشان می‌دهد.

شکل ۸: مثالی از تنظیمات سرو درایور

همانطور که در شکل ۸ مشخص است نحوه قرارگیری دیپ‌سوئیچ­‌های شماره ۱ و ۲ سرو درایور را در مد عملیاتی حلقه بسته قرار می‌دهد. با توجه به اینکه دیپ‌سوئیچ شماره ۳ در وضعیت OFF قرار دارد سرو درایور فرامین را از طریق پورت شبکه دریافت خواهد کرد. دیپ‌سوئیچ­‌های شماره ۴، ۵ و ۶ طوری تنظیم شده‌اند که سرو درایور در مد کنترل سرعت عمل خواهد نمود. و در نهایت با توجه به نحوه قرارگیری دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۷ و ۸ لیمیت جریان بر روی ۱۶ آمپر تنظیم شده است.

۶- مد عملیاتی حلقه باز

مطابق شکل ۴ چنانچه دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۱ و ۲ در وضعیت ON قرار گیرند درایور وارد مد عملیاتی حلقه باز خواهد شد. حال چنانچه دیپ‌سوئیچ شماره ۳ در وضعیت OFF قرار داشته باشد سرو درایور از طریق پورت شبکه کنترل خواهد شد و چنانچه در وضعیت ON قرار داشته باشد سرو درایور از طریق پالس PWM و DIR کنترل خواهد شد.

۱-۶- کنترل از طریق پالس PWM و DIR در مد حلقه باز

در این مد کنترلی مثالی از نحوه قرارگیری دیپ‌سوئیچ‌ها به صورت شکل ۹ می ­باشد. همانطور که مشاهده می‌کنید در کنترل از طریق پالس PWM و DIR در مد حلقه باز وضعیت دیپ‌سوئیچ­‌های ۴، ۵ و ۶ مهم نمی‌باشد. همچنین دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۷ و ۸ لیمیت جریان را مشخص می ­کنند (که در شکل ۹ روی ۱۶ آمپر می‌باشد) و چنانچه جریان موتور بیشتر از لیمیت شود درایور قطع خواهد کرد.

شکل ۹: کنترل از طریق پالس PWM و DIR در مد حلقه باز با لیمیت جریان ۱۶ آمپر

پس از تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها باید سرو درایور از طریق سوکت ورودی سیگنال­ های کنترلی (شکل ۲) به کنترلر متصل شود. در شکل ۱۰ نحوه اتصال سرو درایور به کنترلر با خروجی NPN نمایش داده شده است. توجه شود که مقاومت R با توجه به ولتاژ تغذیه کنترلر باید به درستی انتخاب شود.

شکل ۱۰: اتصال سرو درایور به کنترلر به خروجی NPN

همچنین در شکل ۱۱ نحوه اتصال سرو درایور به کنترلر با خروجی PNP نمایش داده شده است.

شکل ۱۱: اتصال سرو درایور به کنترلر با خروجی PNP

شکل ۱۲ نحوه اتصال سرو درایور به کنترلر با خروجی­‌های تفاضلی را نشان می‌دهد.

شکل ۱۲: اتصال سرو درایور به کنترلر با خروجی تفاضلی

پس از برقراری اتصال سرو درایور آماده است تا پالس تنظیم سرعت و جهت را دریافت نماید. ورودی PUL+/PUL- یک ورودی دیجیتال می‌باشد که با اعمال یک پالس PWM قادر است سرعت موتور را تنظیم نماید. لازم به ذکر است که فرکانس پالس اعمالی باید بین ۴ تا ۱۰ کیلوهرتز باشد و دیوتی‌سایکل آن نیز از ۵ تا ۹۵ درصد تغییر نماید. به طوریکه که دیودی سایکل ۵ درصد معادل سرعت صفر و دیوتی سایکل ۹۵ درصد معادل حداکثر سرعت موتور خواهد بود. همچنین ورودی DIR+/DIR- یک ورودی دیجیتال بوده که با اعمال یک پالس I/O قادر است جهت موتور را تغییر دهد. در صورت اعمال نکردن ولتاژ به ورودی جهت، موتور در جهت مستقیم و در صورت اعمال ولتاژ، موتور در جهت معکوس دوران خواهد کرد.

۲-۶- کنترل از طریق پورت شبکه در مد حلقه باز

در این مد کنترلی مثالی از نحوه قرارگیری دیپ‌سوئیچ‌ها به صورت شکل ۱۳ می‌‌باشد. همانطور که مشاهده می‌کنید در کنترل از طریق پورت شبکه در مد حلقه باز وضعیت دیپ‌سوئیچ­‌های ۴، ۵ و ۶ مهم نمی­‌باشد. همچنین دیپ‌سوئیچ‌های شماره ۷ و ۸ لیمیت جریان را مشخص می‌­کنند (که در شکل ۱۳ روی ۸ آمپر می‌باشد) و چنانچه جریان موتور بیشتر از لیمیت شود درایور قطع خواهد کرد.

شکل ۱۳: کنترل از طریق پورت شبکه در مد حلقه باز با لیمیت جریان ۸ آمپر

در حالت کنترل از طریق پورت شبکه در مد حلقه باز درایور در وضعیت سرور و کامپیوتر در وضعیت کلاینت (جهت مطالعه بیشتر راجع به پروتکل شبکه به مقاله آموزشی در بلاگ آموزشی ربات سازان مراجعه فرمایید) قرار می‌گیرند. به این صورت که درایور پس از تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها و اتصال تغذیه در وضعیت گوش به فرمان قرار می­‌گیرد تا زمانی که درخواست اتصال از سمت کامپیوتر ارسال شود. پس از ارسال فرمان اتصال از سمت کامپیوتر و برقراری اتصال سرو درایور آماده دریافت فرامین حرکتی می‌­باشد (جهت اطلاع از نحوه اتصال سرو درایور به کامپیوتر به مقاله آموزشی «نحوه اتصال درایور MHD4830 به کامپیوتر» در بلاگ آموزشی ربات سازان مراجعه کنید).

فرمان سرعت در مد حلقه باز یک عدد از 0 تا 65535 می‌باشد به طوریکه عدد 32767 که دقیقا در وسط این بازه قرار دارد معادل سرعت صفر می‌اشد. از عدد 32767 تا 65535 معادل حرکت در جهت مستقیم می‌باشد به طوریکه با افزایش عدد از 32767 تا 65535 سرعت از صفر تا ماکزیمم مقدار خود در جهت مستقیم تغییر خواهد کرد. همچنین از عدد 32767 تا 0 معادل حرکت در جهت معکوس می‌باشد به طوریکه با کاهش عدد از 32767 تا 0 سرعت از صفر تا ماکزیمم مقدار خود در جهت معکوس تغییر خواهد کرد.

در هر مرحله بلافاصله پس از ارسال فرمان سرعت از طریق پورت شبکه، سرو درایور اطلاعات مربوط به ولتاژ موتور، جریان موتور، سرعت موتور و موقعیت موتور را در قالب یک رشته ۱۶ بایتی برای کامپیوتر ارسال می ­کند که ۴ بایت اول مربوط به ولتاژ موتور، ۴ بایت دوم مربوط به جریان موتور، ۴ بایت سوم مربوط به سرعت موتور و در نهایت ۴ بایت آخر مربوط به موقعیت موتور می‌­باشد.

جهت اطلاع از نحوه راه اندازی سرو درایور با نرم افزار هرکولس به مقاله آموزشی «نحوه راه‌اندازی سرو درایور MHD4830 با نرم افزار هرکولس» و همچنین جهت نحوه راه اندازی سرو درایور در نرم افزار متلب به مقاله آموزشی «نحوه راه‌اندازی سرو درایور MHD4830 در نرم افزار متلب در مد حلقه باز» در بلاگ آموزشی ربات سازان مراجعه فرمایید.

۷- مد عملیاتی حلقه بسته

مطابق شکل ۴ چنانچه دیپ‌سوئیچ­ شماره ۱ در وضعیت OFF و دیپ‌سوئیچ شماره ۲ در وضعیت ON قرار گیرند سرو درایور وارد مد عملیاتی حلقه بسته خواهد شد. حال چنانچه دیپ‌سوئیچ شماره ۳ در وضعیت OFF قرار داشته باشد سرو درایور از طریق پورت شبکه کنترل خواهد شد و چنانچه در وضعیت ON قرار داشته باشد سرو درایور از طریق پالس PWM و DIR کنترل خواهد شد. در مد عملیاتی حلقه بسته می‌توان سرو درایور را در سه مد کنترل گشتاور، سرعت و موقعیت راه‌اندازی نمود که با توجه به وضعیت دیپ‌سوئیچ‌های ۴، ۵ و ۶ قابل انتخاب هستند. همچنین توسط دیپ‌سوئیچ‌های ۷ و ۸ لیمیت جریان قابل تنظیم می‌باشد.

۱-۷- کنترل از طریق پالس PWM و DIR در مد حلقه بسته

در این مد از طریق سوکت ورودی سیگنال­ های کنترلی (شکل ۲) می‌­توان گشتاور، سرعت و موقعیت موتور را کنترل کرد. نحوه اتصال سرو درایور به کنترلر همانند شکل­‌های ۱۰، ۱۱ و ۱۲ می‌­باشد. در ادامه به توضیح هر یک از مدهای کنترلی در مد حلقه بسته می‌‌پردازیم.

۱-۱-۷- مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پالس)

در مد کنترل گشتاور سرو درایور قادر است گشتاور اعمالی به موتور را کنترل نماید. مد کنترل گشتاور مناسب سیستم‌های ترکشن از جمله اسکوتر، موتور سیکلت برقی و خودروهای الکتریکی می‌باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در مد کنترل گشتاور در مد حلقه بسته به صورت شکل ۱۴ می‌­باشد.

شکل ۱۴: مد عملیاتی حلقه بسته در وضعیت کنترل گشتاور و فرمان از طریق پالس با لیمیت جریان ۴ آمپر

پس از تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها و اتصال تغذیه سرو درایور، به منظور شروع عملیات شناسایی باید یک مرتبه مد عملیاتی را از روی حلقه بسته به حلقه باز تغییر دهید (مطابق شکل ۱۴ دیپ‌سوئیچ شماره یک را از وضعیت OFF به وضعیت ON منتقل کرده و سپس به وضعیت OFF برگردانید). سپس سرو درایور به مدت ۵ ثانیه شروع به شناسایی پارامترهای الکتریکی موتور می‌­نماید. پس از اتمام عملیات شناسایی نیازی به هیچگونه تنظیماتی نیست و سرو درایور آماده است تا پالس تنظیم گشتاور و جهت را دریافت نماید. ورودی PUL+/PUL- یک ورودی دیجتال می‌باشد که با اعمال یک پالس PWM قادر است گشتاور موتور را تنظیم نماید. لازم به ذکر است که فرکانس پالس اعمالی باید بین ۴ تا ۱۰ کیلوهرتز باشد و دیوتی سایکل آن نیز از ۵ تا ۹۵ درصد تغییر نماید. به طوریکه دیودی سایکل ۵ درصد معادل گشتاور صفر و دیوتی سایکل ۹۵ درصد معادل حداکثر گشتاور موتور (تنظیم شده توسط دیپ‌سوئیچ‌های ۷ و ۸) خواهد بود. همچنین ورودی DIR+/DIR- یک ورودی دیجیتال بوده که با اعمال یک پالس I/O قادر است جهت اعمال گشتاور به موتور را تغییر دهد. در صورت اعمال نکردن ولتاژ به ورودی جهت، گشتاور موتور در جهت مستقیم و در صورت اعمال ولتاژ، گشتاور موتور در جهت معکوس خواهد کرد.

۲-۱-۷- مد کنترل سرعت در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پالس)

در مد کنترل سرعت سرو درایور قادر است سرعت موتور را بر حسب دور بر دقیقه (RPM) به صورت دقیق کنترل نماید. این مد مناسب کاربردهایی است که نیاز به کنترل دقیق سرعت می‌باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در این مد مطابق شکل ۱۵ می‌باشد.

شکل ۱۵: مد عملیاتی حلقه بسته در وضعیت کنترل سرعت و فرمان از طریق پالس با لیمیت جریان ۸ آمپر

پس از تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها و اتصال تغذیه سرو درایور، به منظور شروع عملیات شناسایی باید یک مرتبه مد عملیاتی را از روی حلقه بسته به حلقه باز تغییر دهید (مطابق شکل ۱۵ دیپ‌سوئیچ شماره یک را از وضعیت OFF به وضعیت ON منتقل کرده و سپس به وضعیت OFF برگردانید). سپس سرو درایور به مدت ۵ ثانیه شروع به شناسایی پارامترهای الکتریکی موتور می‌نماید. پس از اتمام عملیات شناسایی لوپ کنترل گشتاور به صورت خودکار بسته می‌شود و فقط کافیست لوپ کنترل سرعت را با استفاده از پتانسومترهای POT2 و POT3 تنظیم نمایید. به منظور تنظیم لوپ کنترل سرعت مراحل زیر را انجام دهید.

پس انجام مراحل فوق سرو درایور آماده دریافت فرمان مرجع سرعت از طریق پالس PWM می‌باشد. فرمان سرعت یک پالس با دیوتی سایکل ۵ تا ۹۵ درصد و با فرکانس بین ۴ تا ۱۰ کیلوهرتز می‌باشد. که دیوتی سایکل ۵ درصد معادل سرعت صفر و دیوتی سایکل ۹۵ درصد معادل ماکزیمم سرعت موتور بر حسب دور بر دقیقه می‌باشد که در مد تنظیمات توسط کاربر ثبت شده است.

۳-۱-۷- مد کنترل موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پالس)

در مد کنترل موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته سرو درایور قادر است از طریق پالس PWM موقعیت موتور را به اندازه یک دوران کامل موتور کنترل کند. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در این مد مطابق شکل ۱۶ می ­باشد.

شکل ۱۶: مد کنترل موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته به صورت فرمان از طریق پالس با لیمیت جریان ۴ آمپر

پس از تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها و اتصال تغذیه سرو درایور، به منظور شروع عملیات شناسایی باید یک مرتبه مد عملیاتی را از روی حلقه بسته به حلقه باز تغییر دهید (مطابق شکل ۱۶ دیپ‌سوئیچ شماره ۱ را از وضعیت OFF به وضعیت ON منتقل کرده و سپس به وضعیت OFF برگردانید). سپس سرو درایور به مدت ۵ ثانیه شروع به شناسایی پارامترهای الکتریکی موتور می‌نماید. پس از اتمام عملیات شناسایی لوپ کنترل گشتاور به صورت خودکار بسته می‌­شود و فقط کافیست لوپ کنترل سرعت و موقعیت را با استفاده از پتانسومترهای POT1 ، POT2 و POT3 تنظیم نمایید. مراحل تنظیم مشابه مد کنترل سرعت می‌باشد با این تفاوت که بایستی با استفاده از POT1 لوپ کنترل موقعیت را نیز تنظیم نمود.

پس انجام مراحل فوق سرو درایور آماده دریافت فرمان مرجع موقعیت از طریق پالس PWM می‌­باشد. فرمان مرجع یک پالس با دیوتی سایکل ۵ تا ۹۵ درصد و با فرکانس بین ۴ تا ۱۰ کیلوهرتز می‌باشد. که دیوتی سایکل ۵ درصد معادل موقعیت صفر و دیوتی سایکل ۹۵ درصد معادل یک دور کامل موتور می‌باشد.

۲-۷- کنترل از طریق پورت ایترنت در مد حلقه بسته

در این مد از طریق پورت شبکه (شکل ۲) می‌توان گشتاور، سرعت و موقعیت موتور را کنترل کرد (جهت اطلاع از نحوه اتصال سرو درایور به کامپیوتر به مقاله آموزشی «نحوه اتصال درایور MHD4830 به کامپیوتر» در بلاگ آموزشی ربات سازان مراجعه کنید). در ادامه به توضیح هر یک از مدهای کنترلی در مد حلقه بسته می­‌پردازیم.

۱-۲-۷- مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پورت ایترنت)

در مد کنترل گشتاور سرو درایور قادر است گشتاور اعمالی به موتور را کنترل نماید. مد کنترل گشتاور مناسب سیستم‌های ترکشن از جمله اسکوتر، موتور سیکلت برقی و خودروهای الکتریکی می‌باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در مد کنترل گشتاور در مد حلقه بسته (فرمان از طریق پورت ایترنت) به صورت شکل ۱۷ می‌­باشد.

شکل ۱۷: مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی حلقه بسته به صورت کنترل از طریق پورت ایترنت با لیمیت جریان ۸ آمپر

پس از تنظیم دیپ‌سوئیچ‌‌ها و اتصال تغذیه سرو درایور، به منظور شروع عملیات شناسایی باید یک مرتبه مد عملیاتی را از روی حلقه بسته به حلقه باز تغییر دهید (مطابق شکل ۱۷ دیپ‌سوئیچ شماره ۱ را از وضعیت OFF به وضعیت ON منتقل کرده و سپس به وضعیت OFF برگردانید). سپس سرو درایور به مدت ۵ ثانیه شروع به شناسایی پارامترهای الکتریکی موتور می­‌نماید. پس از اتمام عملیات شناسایی نیازی به هیچگونه تنظیماتی نیست و سرو درایورآماده است تا فرمان گشتاور را از طریق پورت ایترنت دریافت نماید.

فرمان گشتاور در مد حلقه بسته یک عدد از 0 تا 65535 می‌باشد به طوریکه عدد 32767 که دقیقا در وسط این بازه قرار دارد معادل گشتاور صفر می‌باشد. از عدد 32767 تا 65535 معادل اعمال گشتاور در جهت مستقیم می‌باشد به طوریکه با افزایش عدد از 32767 تا 65535 گشتاور از صفر تا ماکزیمم مقدار خود (مقداری که توسط دیپ‌سوئیچ‌های ۷ و ۸ مربوط به لیمیت جریان تعیین شده‌اند) در جهت مستقیم تغییر خواهد کرد. همچنین از عدد 32767 تا 0 معادل اعمال گشتاور در جهت معکوس می‌باشد به طوریکه با کاهش عدد از 32767 تا 0 گشتاور از صفر تا ماکزیمم مقدار خود در جهت معکوس تغییر خواهد کرد.

در هر مرحله بلافاصله پس از ارسال فرمان گشتاور از طریق پورت شبکه، سرو درایور اطلاعات مربوط به ولتاژ موتور، جریان موتور، سرعت موتور و موقعیت موتور را در قالب یک رشته ۱۶ بایتی برای کامپیوتر ارسال می­ کند که ۴ بایت اول مربوط به ولتاژ موتور، ۴ بایت دوم مربوط به جریان موتور، ۴ بایت سوم مربوط به سرعت موتور و در نهایت ۴ بایت آخر مربوط به موقعیت موتور می­‌باشد.

۲-۲-۷- مد کنترل سرعت در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پورت ایترنت)

در مد کنترل سرعت سرو درایور قادر است سرعت موتور را بر حسب دور بر دقیقه (RPM) به صورت دقیق کنترل نماید. این مد مناسب کاربردهایی است که نیاز به کنترل دقیق سرعت می‌باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در این مد مطابق شکل ۱۸ می­‌باشد.

شکل ۱۸: مد کنترل سرعت در مد عملیاتی حلقه بسته به صورت فرمان از طریق ایترنت با لیمیت جریان ۳۲ آمپر

روند شروع علمیات شناسایی و تنظیم بهره­‌های لوپ کنترل سرعت مشابه مد کنترل سرعت در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پالس) می‌باشد.

فرمان سرعت در مد حلقه بسته یک عدد از 0 تا 65535 می‌­باشد به طوریکه عدد 32767 که دقیقا در وسط این بازه قرار دارد معادل سرعت صفر بر حسب دور بر دقیقه می‌باشد. از عدد 32767 تا 65535 معادل سرعت در جهت مستقیم می‌باشد به طوریکه با افزایش عدد از 32767 تا 65535 سرعت از صفر تا ماکزیمم مقدار خود بر حسب دور بر دقیقه در جهت مستقیم تغییر خواهد کرد. همچنین از عدد 32767 تا 0 معادل سرعت در جهت معکوس می‌باشد به طوری‌که با کاهش عدد از 32767 تا 0 سرعت از صفر تا ماکزیمم مقدار خود بر حسب دور بر دقیقه در جهت معکوس تغییر خواهد کرد.

در هر مرحله بلافاصله پس از ارسال فرمان سرعت از طریق پورت شبکه، سرو درایور اطلاعات مربوط به ولتاژ موتور، جریان موتور، سرعت موتور و موقعیت موتور را در قالب یک رشته ۱۶ بایتی برای کامپیوتر ارسال می ­کند که ۴ بایت اول مربوط به ولتاژ موتور، ۴ بایت دوم مربوط به جریان موتور، ۴ بایت سوم مربوط به سرعت موتور و در نهایت ۴ بایت آخر مربوط به موقعیت موتور می‌­باشد.

۳-۲-۷- مد کنترل موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پورت ایترنت)

در مد کنترل موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته سرو درایور قادر است از طریق پورت ایترنت موقعیت موتور را به هر میزان دوران کنترل کند. مراحل تنظیم مشابه مد کنترل سرعت می‌باشد با این تفاوت که بایستی با استفاده از POT1 لوپ کنترل موقعیت را نیز تنظیم نمود. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در این مد مطابق شکل ۱۹ می­‌باشد.

شکل ۱۹: مد کنترل موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته به صورت فرمان از طریق ایترنت با لیمیت جریان ۳۲ آمپر

روند شروع علمیات شناسایی و تنظیم بهره ­های لوپ کنترل سرعت و موقعیت مشابه مد کنترل موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته (کنترل از طریق پالس) می‌باشد.

فرمان مرجع موقعیت در مد عملیاتی حلقه بسته یک عدد از 0 تا 4294967295 می‌باشد. به طوری که وسط این عدد یعنی مقدار 2147483647 معادل موقعیت صفر می‌باشد. از عدد 2147483647 تا 4294967295 معادل موقعیت در جهت مستقیم بر حسب پالس و از عدد 2147483647 تا 0 معادل موقعیت در جهت معکوس بر حسب پالس می باشد. جهت اطلاع از نحوه کنترل گشتاور، سرعت و موقعیت در مد حلقه بسته به مقالات و فیلم های آموزشی در بلاگ آموزشی ربات سازان مراجعه کنید.

۸- مد عملیاتی سنسورلس

مطابق شکل ۴ چنانچه دیپ‌سوئیچ­ شماره ۱ در وضعیت ON و دیپ‌سوئیچ شماره ۲ در وضعیت OFF قرار گیرند سرو درایور وارد مد عملیاتی حلقه سنسورلس خواهد شد. حال چنانچه دیپ‌سوئیچ شماره ۳ در وضعیت OFF قرار داشته باشد سرو درایور از طریق پورت شبکه کنترل خواهد شد و چنانچه در وضعیت ON قرار داشته باشد سرو درایور از طریق پالس PWM و DIR کنترل خواهد شد. در مد عملیاتی سنسورلس می‌توان سرو درایور را در دو مد کنترلی گشتاور، سرعت بدون نیاز به انکودر راه اندازی نمود که با توجه به وضعیت دیپ‌سوئیچ‌های ۴ و ۵ قابل انتخاب هستند. همچنین توسط دیپ‌سوئیچ‌های ۷ و ۸ لیمیت جریان قابل تنظیم می‌باشد.

۱-۸- کنترل از طریق پالس PWM و DIR در مد سنسورلس

در این مد از طریق سوکت ورودی سیگنال­ های کنترلی (شکل ۲) می‌‌توان گشتاور و سرعت موتور را کنترل کرد. نحوه اتصال سرو درایور به کنترلر همانند شکل­ های ۱۰، ۱۱ و ۱۲ می‌باشد. در ادامه به توضیح هر یک از مدهای کنترلی در مد سنسورلس می­‌پردازیم.

۱-۱-۸- مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی سنسورلس (کنترل از طریق پالس)

در مد کنترل گشتاور سرو درایور قادر است گشتاور اعمالی به موتور را کنترل نماید. مد کنترل گشتاور مناسب سیستم‌های ترکشن از جمله اسکوتر، موتور سیکلت برقی و خودروهای الکتریکی می‌باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در مد کنترل گشتاور در مد سنسورلس به صورت شکل ۲۰ می‌‌باشد.

شکل ۲۰: مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی سنسورلس به صورت فرمان از طریق پالس با لیمیت جریان ۴ آمپر

از آنجایی‌که در مد سنسورلس کنترل موقعیت نداریم مکان دیپ‌سوئیچ شماره ۶ اهمیتی ندارد. مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی سنسورلس (فرمان از طریق پالس) دقیقا مشابه مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی حلقه بسته (فرمان از طریق پالس) می‌باشد و تمامی مراحل شبیه آن است.

۲-۱-۸- مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس (کنترل از طریق پالس)

در مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس سرو درایور قادر است بدون نیاز به انکودر سرعت موتور را تحت شرایط تغییر بار متصل به شفت موتور ثابت نگه دارد. این مد مناسب کاربردهایی است اولا استفاده از کنترل یا امکان‌پذیر نیست یا باعث افزایش قیمت می‌شود و دوما کنترل سرعت به صورت دقیق بر حسب دور بر دقیقه نیازی نیست ولی ثابت بودن سرعت تحت شرایط تغییر بار الزامی می‌باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در مد کنترل سرعت در مد سنسورلس به صورت شکل ۲۱ می‌باشد.

شکل ۲۱: مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس به صورت فرمان از طریق پالس با لیمیت جریان ۴ آمپر

از آنجاییکه در مد سنسورلس کنترل موقعیت نداریم مکان دیپ‌سوئیچ شماره ۶ اهمیتی ندارد. مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس (فرمان از طریق پالس) دقیقا مشابه مد کنترل سرعت در مد عملیاتی حلقه بسته (فرمان از طریق پالس) می‌باشد و تمامی مراحل شبیه آن است. تنها تفاوت این است که در مد حلقه بسته کنترل سرعت به بر حسب دور بر دقیقه صورت می‌پذیرد و در مد سنسورلس کنترل سرعت به صورت نسبی می‌باشد.

۲-۸- کنترل از طریق پورت ایترنت در مد سنسورلس

در این مد از طریق پورت شبکه (شکل ۲) می‌­توان گشتاور و سرعت موتور را کنترل کرد. در ادامه به توضیح هر یک از مدهای کنترلی در مد حلقه بسته می­‌پردازیم.

۱-۲-۸- مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی سنسورلس (کنترل از طریق پورت ایترنت)

در مد کنترل گشتاور سرو درایور قادر است گشتاور اعمالی به موتور را کنترل نماید. مد کنترل گشتاور مناسب سیستم‌های ترکشن از جمله اسکوتر، موتور سیکلت برقی و خودروهای الکتریکی می­‌باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی سنسورلس (فرمان از طریق پورت ایترنت) به صورت شکل ۲۲ می‌­باشد.

شکل ۲۲: مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی سنسورلس به صورت فرمان از طریق ایترنت با لیمیت جریان ۴ آمپر

از آنجاییکه در مد سنسورلس کنترل موقعیت نداریم مکان دیپ‌سوئیچ شماره ۶ اهمیتی ندارد. مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی سنسورلس (فرمان از طریق ایترنت) دقیقا مشابه مد کنترل گشتاور در مد عملیاتی حلقه بسته (فرمان از طریق ایترنت) می‌باشد و تمامی مراحل شبیه آن است.

۲-۲-۸- مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس (فرمان از طریق ایترنت)

در مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس سرو درایور قادر است بدون نیاز به انکودر سرعت موتور را تحت شرایط تغییر بار متصل به شفت موتور ثابت نگه دارد. این مد مناسب کاربردهایی است اولا استفاده از کنترل یا امکان‌پذیر نیست یا باعث افزایش قیمت می‌­شود و دوما کنترل سرعت به صورت دقیق بر حسب دور بر دقیقه نیازی نیست ولی ثابت بودن سرعت تحت شرایط تغییر بار الزامی می‌­باشد. مثالی از نحوه تنظیم دیپ‌سوئیچ‌ها در مد کنترل سرعت در مد سنسورلس به صورت شکل ۲۳ می‌­باشد.

شکل ۲۳: مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس به صورت فرمان از طریق ایترنت با لیمیت جریان ۴ آمپر

از آنجاییکه در مد سنسورلس کنترل موقعیت نداریم مکان دیپ‌سوئیچ شماره ۶ اهمیتی ندارد. مد کنترل سرعت در مد عملیاتی سنسورلس (فرمان از طریق ایترنت) دقیقا مشابه مد کنترل سرعت در مد عملیاتی حلقه بسته (فرمان از طریق ایترنت) می‌باشد و تمامی مراحل شبیه آن است. تنها تفاوت این است که در مد حلقه بسته کنترل سرعت به بر حسب دور بر دقیقه صورت می‌پذیرد و در مد سنسورلس کنترل سرعت به صورت نسبی می‌باشد.

فرمان سرعت در مد سنسورلس یک عدد از 0 تا 65535 می­‌باشد به طوریکه عدد 32767 که دقیقا در وسط این بازه قرار دارد معادل سرعت صفر می‌باشد. از عدد 32767 تا 65535 معادل سرعت در جهت مستقیم می‌باشد به طوریکه با افزایش عدد از 32767 تا 65535 سرعت از صفر تا ماکزیمم مقدار خود در جهت مستقیم تغییر خواهد کرد. همچنین از عدد 32767 تا 0 معادل سرعت در جهت معکوس می‌­باشد به طوریکه با کاهش عدد از 32767 تا 0 سرعت از صفر تا ماکزیمم مقدار خود در جهت معکوس تغییر خواهد کرد.

در هر مرحله بلافاصله پس از ارسال فرمان سرعت از طریق پورت شبکه، سرو درایور اطلاعات مربوط به ولتاژ موتور، جریان موتور، سرعت موتور و موقعیت موتور را در قالب یک رشته ۱۶ بایتی برای کامپیوتر ارسال می‌­کند که ۴ بایت اول مربوط به ولتاژ موتور، ۴ بایت دوم مربوط به جریان موتور، ۴ بایت سوم مربوط به سرعت موتور و در نهایت ۴ بایت آخر مربوط به موقعیت موتور می‌­باشد.

محصول «سرو درایور موتور دی‌سی MHD4830» را ببینید.

✕

همه مستندات مربوط به «سرو درایور موتور دی‌سی MHD4830» را ببینید.

✕