قبل از اینکه به معرفی جزییات پروژه بپردازیم باید اشاره ای به تفاوت مفهوم سیستم حلقه بسته و حلقه باز داشته باشیم.موتور ها نقش بسیار مهمی در صنعت و زندگی انسان ها ایفا می کنند و تقریبا در هر جایی می توان موتورها را با انواع و مدلهای مختلف دید و به طور کلی به دو دسته موتور های AC و DC می توان انها را تقسیم نمود . با امدن کنترلرهای صنعتی مختلف مثل PLC , کنترلر های مخصوص درایو موتور و حتی میکروکنترلرها امکان کنترل دقیق سرعت و قدرت موتور فراهم شده است.دو روش کلی برای کنترل وجود دارد , در روش حلقه باز سیستم با تولید سیگنال مطلوب و اعمال ان به بار (موتور و …) ان را کنترل می کند (در یک سیستم حلقه باز حتی انسان می تواند نقش یک کنترلر را ایفا کند.خاموش کردن لامپ های روشنایی در صورت احساس تاریکی توسط انسان) برای مثال می توان پنکه را نام برد که طبق کلیدهایی که دارد و با انتخاب یکی از انها موتور با سرعتی مشخص کار می کند در اینجا هیچگونه نظارتی از عملکرد خروجی وجود ندارد و یا در همان مثال کنترل لامپ روشنایی توسط انسان فقط دو استانه مشخص وجود دارد یا محیط روشنایی دارد و انسان لامپ را خاموش می کند و یا اینکه در صورت تاریکی محیط لامپ را روشن می نماید.
پس در سیستم های حلقه باز بخاطر سادگی که یک مزیت مهم از جنبه اقتصادی فراهم می کند معایبی را ذاتا بهمراه دارد که در سیستم های حساس و صنعتی خود را بیشتر نمایان می کند.در مثال کنترل روشنایی توسط انسان یا حتی در صورت وجود برد کنترلی و حذف انسان باز سیستم بصورت حلقه بسته شکل نمی گیرد و شرط حلقه بسته بودن یک سیستم فیدبک گرفتن از خروجی مورد نظر و تنظیم خروجی می باشد تا در حد مطلوب عمل نماید.برای مثال با اضافه کردن یک سنسور سنجش نور محیط و اندازه گیری ان توسط برد کنترلی و تولید سیگنال مطلوب توسط کنترلر به نحوی که بتواند نور لامپ را کنترل نماید (قابلیت کم و یا زیاد کردن نور لامپ) به هر روشی (کنترل به روش تکنیک pwm , زاویه الفا و …) که مد نظر باشد توانستیم یک سیستم حلقه بسته کارامد را شکل دهیم.کنترل نور لامپ به شکل دقیق و مطابق میزان تاریکی و یا یکی دیگر از مزیتهای سیستم حلقه بسته مقاومت کردن در برابرعوامل مزاحم خارجی می باشد (برای مثال اگر درب یا پنجره یک اتاق برای چند ثانیه باز شود و نور از محیط وارد شود سیستم کنترلی ما یا نور لامپ را خودکار کم یا خاموش می کند) در این مثال جنبه اقتصادی و افزایش طول عمر لامپ بیشتر نمایان می باشد اما در در محیط های حساس خصوصا کنترل موتور ها در صورت ایجاد مشکل ممکن است صدمات زیادی حتی جانی وارد شود.
در مثالی دیگر می توان به موتور اسانسور اشاره نمود که حداقل دو بخش فیدبک باید در ان وجود داشته باشد یک فیدبک برای کنترل سرعت حرکت کابین و دیگری سنجش وزن وارد شده (تعداد نفرات وارد شده) در صورتی که در اینجا سیستم حلقه بسته ای وجود نداشته باشد و در صورت پیش امدن یک مشکل خسارت جانی ممکن است به همراه داشته باشد.
بعد از این توضیحات می توانیم نتیجه بگیریم که سیستم های حلقه باز هیچ اطلاعاتی از خروجی خود ندارند و همچنین دنیا را بصورت ایده ال در نظر می گیرند !
اما در پروژه کنترل سرعت موتور ما هدف کنترل سرعت موتور DC 12 ولتی بر واحد RPM بصورت حلقه بسته می باشد که کاربر می تواند توسط کی پد مقدار RPM دلخواه خود را از بازه ی 420 تا 9000 وارد نماید.سیستم فیدبک ما از انکودر و فرستنده گیرنده مادون قرمز تشکیل شده است تا میکروکنترلر بتواند تعداد دور موتور را اندازه گیری نماید.
در صورتی که RPM اندازه گیری شده بیشتر از RPM وارد شده کاربر باشد میکروکنترلر عرض پالس PWM را با دقت تک بیت کاهش می دهد و دوباره اندازه گیری را شروع می کند و این روند تکرار می شود تا سرعت موتور به دلخواه ما برسد.
در صورتی که RPM اندازه گیری شده کمتر از RPM وارد شده کاربر باشد میکروکنترلر عرض پالس PWM را با دقت تک بیت افزایش می دهد و دوباره اندازه گیری را شروع می کند و این روند تکرار می شود تا سرعت موتور به دلخواه ما برسد.
بر روی نمایشگر RPM تنظیم شده کاربر و مقدار RPM اندازه گیری شده و عرض پالس PWM اعمالی نمایش داده می شود و اگر برای مثال یک اغتشاش خارجی وارد نماییم مثلا پره موتور را نگه داریم از انجا که rpm اندازه گیری شده کاهش می یابد برای جبران ان میکروکنترلر عرض پالس را زیادتر می کند.البته برای کاربرد صنعتی می توان جریان مصرفی موتور را نیز اندازه گیری کرد تا در صورت پیش امدن وضعیت خطرناک و افزایش جریان مصرفی بیش از حد مجاز موتور را خاموش کرد.
ویژگی های برد :
دارای کی پد و نمایشگر 2 در 16 کارکتری و میکروکنترلر Atmega32
قابلیت اتصال تغذیه 12 ولتی و همچنین در صورت نیاز به اتصال موتور با ولتاژ بالاتر یا کمتر ترمینال جداگانه در نظر گرفته شده است.
قابلیت اتصال ماژول افزاینده و یا کاهنده ولتاژ بصورت خارجی در صورت نیاز
قابلیت اتصال دو فن برای خنک کردن بخش درایو موتور و بخش ماژول خارجی در صورت استفاده
ایزولاسیون میکروکنترلر از بخش درایو موتور
استفاده از ماسفت IRF3205 و ماسفت درایور IR2101
قابلیت پروگرام برنامه و بوت لودر از روی برد
دارای فیلتر پایین گذر برای کاهش اثر نویز بر بخش های دیجیتالی
دارای کانکتور اتصال اپتو کانتر
فیلم عملکرد دستگاه
