Styresystem for kybernetisk håndleddsprotese - NTNU

Kapittel 5. Moduldesign 31
drivermodulen. Utgangen går lav, transistoren stenger og motoren stopper. For
å starte opp motoren igjen, må mikrokontrolleren “sette” vippa på nytt. For å
lage en SR-vippe trengs to NOR-porter som kobles sammen, og SN74LVC2G02
fra Texas Instruments passer perfekt.
Det er imidlertid viktig å merke seg at temperaturen i motoren ikke vil nå
kritisk nivå med en gang motorstrømmen når 145mA. Den er gitt av en termisk
tidskonstant som forteller hvor lang tid det tar for temperaturen å nå 63% av
endelig verdi. For å kunne tillate motoren å akselerere, noe som vil kreve mer
strøm, må vi finne en måte å hindre at SR-vippa blir resatt med en gang motor-
strømmen overstiger 145mA. Dette kan gjøres ved å sende målesignalet gjennom
et filter som simulerer motorens termiske dynamikk. Motorspolene ligger helt inn-
til motorhuset og kan antas å ha samme termiske tidskonstant, som i motorens
datablad finnes å være τ = 1s. Ved å velge filterkomponenter med verdi R =
100kΩ og C = 10µF kan vi matche denne tidskonstanten:
τ = R · C = 100 · 10 3 · 100 · 10 −6 = 1s,
og filterets utgang vil bruke like lang tid på å nå 2,28V som temperaturen i
motoren bruker på å nå sin maksimumsverdi.
Utregning av maksimumsstrøm kan gjøres med følgende ligning hentet fra
motorprodusentens tekniske informasjonshefte [3], som gjelder ved kontinuerlig
operasjon:
Imax =
T125 − T22 − π
30000 · n · ɛ · Rth2 · (Co + Cv · n)
R · (1 + α22 · (T125 − T22)) · (Rth1 + ɛ · Rth2)
(5.1)