Styresystem for kybernetisk håndleddsprotese - NTNU
Styresystem for kybernetisk håndleddsprotese - NTNU
Styresystem for kybernetisk håndleddsprotese - NTNU
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Kapittel 5. Moduldesign 26<br />
5.3 Motordriver<br />
Siden mikrokontrolleren ikke kan gi nok strøm eller spenning til å drive mo-<br />
toren, vil det være behov <strong>for</strong> en MOSFET-driver. Den valgte driveren er ikke-<br />
inverterende av typen EL7202 fra Intersil som kan levere strømmer opp til 2A.<br />
Ikke-inverterende vil si at et høyt signal på inngangen vil gi et høyt signal på<br />
utgangen med samme spenning som driverens source-spenning. Hver driverbrik-<br />
ke har to kanaler, noe som betyr at det vil være behov <strong>for</strong> to brikker <strong>for</strong> å styre<br />
motorens tre faser.<br />
Når motoren snurrer vil den motinduserte spenningen som genereres <strong>for</strong>søke å<br />
presse strøm gjennom transistorkoblingene. Når transistorene er lukket, vil denne<br />
strømmen ødelegge driverne. Der<strong>for</strong> er det behov <strong>for</strong> friløpsdioder som kan lede<br />
denne strømmen vekk fra MOSFET-ene. De valgte diodene er av typen BAV756S<br />
fra NXP Semiconductors.<br />
For å kunne gi analoge spenninger fra motordriverne, vil styresignalet fra<br />
mikrokontrolleren pulsbreddemoduleres. Bruk av PWM til motorstyring regnes<br />
som kjent stoff, og <strong>for</strong>klares ikke videre. For å hindre at PWM-signalet genererer<br />
hørbare lyder som følge av switchingen, velges en switchefrekvensen på 20 kHz<br />
som ligger i enden av det hørbare frekvensområdet.<br />
En MOSFET kobles inn i kretsen <strong>for</strong> å kunne bruke maskinvare til å stenge av<br />
motoren. Denne må kobles på driverkretsens positive side <strong>for</strong> at ikke MOSFET-<br />
ens resistans skal <strong>for</strong>styrre strømmålingen på driverens negative side. Av denne<br />
grunn må en N&P-kanals MOSFET brukes.<br />
Figur 5.3 viser motordrivermodulens kretsdiagram. Modulen har 4 grense-<br />
snitt; signal fra hall-sensorer og motorstrøm som er utganger, og signal <strong>for</strong> mo-<br />
torfaser og kontrollsignal <strong>for</strong> transistor som er innganger. Høyt signal på inn-<br />
gangen av MOSFET-en, vil få den til å lede, mens et lavt signal vil få den til<br />
å stenge. Motorfasene er som tidligere nevnt pulsbreddemodulerte signaler med<br />
switchefrekvens på 20 kHz. Signal fra hall-sensorene angir rotorens posisjon, og<br />
må kobles til pull-up-motstander <strong>for</strong> å kunne avleses. Ved å sette mikrokontrol-<br />
lerens innganger til intern pull-up, kan sensorene kobles direkte til kontrolleren<br />
uten bruk av ekstra komponenter. Motorstrømmen kobles til en målemotstand,<br />
om det skulle være nødvendig å måle hvor mye strøm som går gjennom motoren.
Change language