网站中英文切换代码,全自动引流推广软件,php和c 做网站的区别,jsp做网站用到什么技术一、LC滤波电路
其实以下的滤波都可以叫低通滤波器。
1.1倒 “L” 型 LC 滤波电路
1.1.1定性分析 1.1.2仿真实验
电感#xff1a;通低频阻高频的。仿真中高频信号通过电感#xff0c;因为电感会阻止电流发生变化#xff0c;故说阻止高频信号
电容#xff1a;隔直通交。… 一、LC滤波电路
其实以下的滤波都可以叫低通滤波器。
1.1倒 “L” 型 LC 滤波电路
1.1.1定性分析 1.1.2仿真实验
电感通低频阻高频的。仿真中高频信号通过电感因为电感会阻止电流发生变化故说阻止高频信号
电容隔直通交。仿真实验中电容容值比较小对于高频信号来说它的容抗比较小高频信号可以很大一部分流经这个电容导向地。
电阻该电阻低频信号可以通过而高频信号会被截止。
但是还要考虑一点该并联电路会有谐振问题。可以通过计算器计算 82uH 与 3.3uF 之间产生的谐振频率是 9675HZ 当电源频率为该数值频率时可以看到负载的输出达到了 100V 最大电压值达到 -100V 的最低电压值。而输入电压仅仅有 5V。
这是由于发生了谐振它的谐振频率与这个电源的频率一样所以它导致它的增益倍数被放大了很多倍。当我们把电源频率调低一点至 5.7K 负载电压是 7.61V 也是被放大了当再调低一点至 1K 的话 它的增益就是一倍就是 5.045 V。
这样也能说明它是通低频阻高频的而当它到达一定频率之后它的增益会放大很多倍。所以设计电路为一个低通滤波器的时候一定要避免这个频率达到它的谐振频率而有时候是需要利用这个增益的。 倒“L”型LC滤波电路 1.2只有电容滤波 1.3 “π” 型 LC 滤波电路
1.3.1电阻式
在上面的只有电容滤波的电路中 100mA 的电流需要 500uF 的电容当需要的电流更大时电容的容值就得增加。这就不如 π 型滤波电路的性价比高。注意上面这句话是不是在不经意间就解决了你“为什么这里用 π 型滤波电路的困惑”
假设和上面的电路情况一样经过全波整流之后的参数如下图左边所示。将 500uF 的电容拆成两个 250uF 的加上一个 100Ω 电阻你就会发现效率蹭蹭的就上去了。 电压 310V 电流 100mA 这就意味着负载的等效电阻为 3.1K 如图所示。 你可能会疑惑不是有电阻电容吗在负载断的电压电流数值怎么不变请你知道这个电路是一个正儿八经的滤波电路一些微小的变化一些微小的分压分流请忽略。
电容阻抗
经过第一个电容 C1 滤波之后的纹波
后面的电路是电容并联负载后和电阻串联电容和电阻并联后的电阻仍约等于电容的阻抗。
计算纹波公式为
纹波从 4V 单电容滤波变成了 0.24V 后半截 π。
1.3.2电感式
上面电阻的位置可以换成电感需要注意一下几点
1根据电流大小选择
上面的电路中电流只有 100mA 即负载电流比较小则选择 CRC 型滤波。如果电路电流是 1A 则流过电阻的功耗就大了。
当较大的电流流过电感时我们认为电感元件进行能量的储存和释放不消耗电能理想状态下。
2根据频率大小选择
串联在电路中的电感的阻抗计算公式为
频率高电感阻抗高串联分压多消除纹波效果明显。频率低电感阻抗低串联分压少消除纹波效果不明显就需要电感量非常的大。
1.3.3总结
小电流低频CRC
大电流高频CLC
1.4本项目的应用
1原因
通过上面的讲解你应该能体会到本项目使用的 π 型滤波的原因
本项目电机部分驱动电流大-----→ 不能用电阻功耗大。本项目高频噪声、纹波偏多-----→用电感串联分压多
2数值
电感的值跟实际 PCB 布局和滤波的频率都有很大的关系经验值 22uH。
必须有 C66 这样一个大电容在因为后面电机停转等原因会产生低频干扰。 二、步进电机基础知识
2.1步进电机的原理 2.2步进电机的命名方式
28BYJ-48 步进电机命名介绍 命名解释28步进电机的有效最大外径是 28mm有效最大外径是步进电机外壳的最大直径这个尺寸通常用于确定电机的大小和安装空间。B表示是步进电机Y表示是永磁式永磁式电机内部的转子使用了永久磁铁这种设计使得电机在停止时具有更高的保持力矩holding torque。当电机的定子线圈通常是电磁铁通电时会产生电磁场。这些电磁场与转子的恒定磁场相互作用产生一个扭矩使转子定位。当电机停止供电时转子的永久磁铁与定子铁芯的磁力仍然存在保持转子在其位置不动。 就像磁铁可以吸住铁片一样电机内部的永久磁铁可以吸住定子铁芯使转子在停止时保持不动。J表示是减速型减速比1:64减速比 是指电机内部的某个部分通常是电机转子转动一定圈数后外部输出轴才转动一圈。对于1:64的减速比意味着电机转子转动64圈输出轴才转动一圈。48表示四相八拍 四相 步进电机的四相指的是电机内部有四组线圈每组线圈称为一相。 八拍 每相线圈可以以一定顺序通电使电机转动。八拍指的是一个完整的周期需要8个步进信号即8个脉冲。 电压5V步距角步进角度 5.623 X 步进角度 是指步进电机接收到一个脉冲信号时转子转动的角度。对于28BYJ-48 来说原始步进角度是 5.625 度。 64分之一 由于减速齿轮的存在实际输出轴的步进角度需要将原始步进角度除以减速比 64因此每个步进脉冲输出轴的实际转动角度为 5.625 度 / 64 ≈ 0.088 度。
2.3驱动方式
步进电机不能直接使用电流源来工作必须使用专用的步进电机驱动器它由以下部分组成
脉冲发生控制单元生成控制脉冲信号来驱动电机功率驱动单元提供电机所需的电流和电压保护单元保护电机和驱动器免受过电流、过电压等故障的影响
三、单极性步进电机
3.1基础知识
3.1.1结构
如下图单极性步进电机里面有两个大线圈并在中间引出都引出抽头将两个大线圈分成了四个小线圈故又叫四相五线步进电机又因为电流只有一个方向又叫单极性步进电机。
红 5 接 5V 电源皆从红 5 流入其他四个色接驱动的输出端从各自相中流出单片机输出接驱动输入。 3.1.2驱动方法
下面的知识点可以看懂看不懂就算了。
1单四拍
A→B→C→D→A→循环往复
特点步距角 5.625 / 32 ,电流最小扭矩最小
2双四拍
AB→BC→CD→DA→AB→循环往复
特点步距角 5.625 / 32 ,电流最大扭矩最大
3八拍
A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A→循环往复
特点步距角 5.625 / 64 ,电流居中扭矩居中
4所需脉冲
单四拍和双四拍转一周需要 2048 个脉冲八拍需要 4096 个脉冲。
5转动位置和通电情况如图图为自画比较粗糙 3.2 ULN2003 数据手册
3.2.1展示 3.2.2描述
ULN2003 是高耐压、大电流达林顿陈列由七个 NPN 达林顿管组成。所有单元共用发射极每个单元采用开集电极输出。每一对达林顿都串联一个 2.7K 的基极电阻直接兼容 TTL 和 5V CMOS 电路可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 ULN2003 工作电压高工作电流大灌电流可达 500mA并且能够在关态时承受 50V 的电压输出还可以在高负载电流下并行运行 很好的提供了需要多接口驱动电路的解决方案。
1特点
工作电压范围宽七路高增益达林顿阵列输出电压高可达 50V 输出电流大可达 500mA可与 TTL、CMOS、PMOS 直接连接内置钳位二极管适应感性负载
2应用
继电器驱动直流照明驱动步进电机驱动电磁阀直流无刷电机驱动
3.2.3电路框图 3.2.4内部等效线路图 3.2.5陈氏总结
看着会用就可以不用非常了解内部的结构的原理很久没学习了不要又陷入自己的误区。
你只需要知道
达林顿晶体管是一种由两个NPN或PNP晶体管组成的复合晶体管特点是具有高电流增益。第一个晶体管的集电极接第二个晶体管的基极两个晶体管的电流增益相乘使得整体的电流增益非常大。达林顿陈列是由多个达林顿晶体管组成的电路阵列每个达林顿晶体管都是独立的。ULN2003中包含7个达林顿对每对都有自己的输入和输出。开集电极意味着每个达林顿对的输出端集电极没有连接到电源而是外部设备需要提供电源。当输入信号使达林顿对导通时输出端被拉低至接地点从而完成电流路径。开集电极输出使得这些达林顿对可以直接用于驱动负载如继电器、灯泡等。ULN2003中每个达林顿对的发射极都连接到同一个接地点地。这意味着所有达林顿对的负端都是共用的接地点。ULN2003 能够兼容 TTL 和 5V CMOS电路是因为每个达林顿对的输入端有一个 2.7KΩ 的基极电阻这使得其输入电压阈值和电流需求与 TTL 和 5V CMOS 电路相匹配即无论是那种信号的电压过来都是可以驱动达林顿晶体管的。在 ULN2003 中每个达林顿对在关态时即输入信号为低电平时其输出端可以承受最高 50V 的电压而不会损坏。这是因为达林顿晶体管的结构和材料能够承受较高的反向电压。
3.3KF2EDGR-3.81-5P介绍
KF2EDGR-3.81-5P 是插拔式接线端子展示如下 此处为四相五线所以这里的接线端子需要有五跟线。
其中 1 线是公共端接电源称为 com 端。 其他是电机的其他四相只需要控制每一项的通断用的是 ULN2003A 来驱动。
3.4原理图
3.4.1理解原理图之前必须形成的概念
ULN2003A 是一个反向器在上面 ULN2003A 的电路框图中放大器输出端有一个圆圈也验证代表反向的意思左边为输入中间是达林顿管可以放大微小信号右边为输出电流只有一个方向。
输入 0 则输出 1连接着上面所说的电机的其他四相。 运行时输入 1 → ULN2003A → 输出0 → 电机的其他四相就是0 → 公共端为1 就导通回路了。 只需要改变供电的次序就可以控制电机的转向。
·3.4.2原理图 四、双极性步进电机
4.1基础知识 双极性步进电机实物图 4.1.1优缺点
1优点
1、精度高适合定位要求高的场合 2、可靠性好寿命长
2缺点
1、如果控制不当容易产生共振 2、难以运转到较高的转速
4.1.2内部结构
右边双极性步进电机里面就只有两个线圈没有中间的抽头所以又叫两相四线步进电机。该电机电流有两个方向需要桥路来驱动改变线圈电流的方向。
双极性的意思是通过线圈的电流有两个方向
A → A- A- → AB → B- B- → B 4.1.3驱动方式
与单极性的步进电机一样有三种驱动方式单四拍、双四拍、八拍
A表示电流从A流向A-A-表示电流从A-流向A
1单四拍 ABA-B- 循环往复 特点:步距角7.5°电流最小扭矩最小
2双四拍 ABBA-A-B-B-A 循环往复 特点:步距角7.5°电流最大扭矩最大
3八拍AABBBA-A-A-B-B-B-A循环往复 特点:距角3.75°电流居中扭矩居中
因为单四拍的步距角是 7.5 度也就是说按 ABA-B- 这样线圈通电顺序就可以让步进电机转动 7.5 度又因为该步进电机没有减速比所以 360/7.5 4848 个这样的单四拍就可以让电机转动一圈双四拍的同理。
八拍步距角是 3.75 度360/3.75 96所以在八拍的驱动方式下步进电机转一圈要 96 个这样的八拍脉冲。
4.2 LV8548MC-AH 数据手册
废话不多说版
4.2.1展示 4.2.2描述
LV8548MC 是一款 2 通道低饱和压 正/反向 电机驱动 IC它是12V 系统产品中电机驱动的最佳选择可以驱动两个直流电机或采用并联连接一个直流电机或全步和半步步的步进电机。
4.2.3引脚说明
引脚说明 序号引脚名称引脚说明等效电路1VCC电源电压 4.0~16V 。2IN1 电机驱动控制输入引脚。 与 IN2 引脚结合使用共同驱动控制OUT1 和 OUT2 的输入引脚。 该引脚为数字输入L 电平输入范围为0~0.7(V)H电平输入范围为 1.8~5.5(V)可以输入 PWM 信号。 该引脚内置有 100(kΩ) 的下拉电阻。当所有 IN1、IN2、IN3 和 IN4 引脚均为 L 电平时驱动器将进入待机模式此时电路电流可调至 0。 3IN2 电机驱动控制输入引脚。 与 IN1 引脚结合使用共同驱动控制OUT1 和 OUT2 的输入引脚。 可以输入 PWM 信号。 内置有 100(kΩ) 的下拉电阻。 4IN3 电机驱动控制输入引脚。 与 IN4 引脚结合使用共同驱动控制OUT3 和 OUT4 的输入引脚。 可以输入 PWM 信号。 内置有 100(kΩ) 的下拉电阻。 5IN4 电机驱动控制输入引脚。 与 IN4 引脚结合使用共同驱动控制OUT3 和 OUT4 的输入引脚。 可以输入 PWM 信号。 内置有 100(kΩ) 的下拉电阻。 6GND地。7OUT4驱动输出引脚。 电机线圈连接在 OUT3 引脚之间。8OUT3驱动输出引脚。 电机线圈连接在 OUT4 引脚之间。9OUT2驱动输出引脚。 电机线圈连接在 OUT1 引脚之间。10OUT1驱动输出引脚。 电机线圈连接在 OUT2 引脚之间。 输出控制逻辑 4.2.4应用电路示例重点 驱动两个直流电机时的应用电路示例 驱动一个步进电机时的应用电路示例 并联连接时的应用电路示例 通过将 IN1 与 IN3 连接IN2 与 IN4 连接OUT1 与 OUT3 连接OUT2 与 OUT4 连接可以实现如图所示的类似 H 桥的使用方式。最大电流 Imax2.0A上下总 RON0.522Ω
4.3原理图
如4.2.4的实例2。 五、两路有刷直流电机
5.1基础知识
5.1.1视频
直流电机工作原理-国语版_哔哩哔哩_bilibili
该视频是有刷直流电机的详细、形象讲解视频凡是不懂就去听一遍。
5.1.2文字版基础知识
5.1.2.1结构 曲面磁铁比永磁体磁性更强。
电枢将绕着电机的螺栓换成的金属环接上电线就构成了电路也形成一块扁平磁铁。
换向器你也发现手动换电线实在是麻烦具有对称缝隙的圆环和电枢固定在一起会和电枢一起旋转。
电刷会随着换向器的旋转而在上面滑动电刷上设置的弹簧压力保证了电刷能一直与幻象器接触。
电流电线流出通过电刷、换向器后从另一边导线流出。
通电之后电磁铁和电枢再次旋转起来注意看当电刷经过缝隙时之后电刷会切换与下一个换向器的接触点。请注意有两个电刷所以两边都会同时切换在切换之前电输中的电流是向这个方向流动的。而在电刷切换后电流将向反方向流动。这意味着电磁铁的磁极也发生了切换这将使电枢保持旋转换向器重复做着电线切换的工作就像之前手动完成的但是这一次它是自动完成的。只要接上电池它就能一直旋转断开电池电磁消失旋转也就停止了。
陈氏总结靠的就是换向器电枢接触点和开口的地方垂直实现切换。
5.1.2.2现实生活中的改进
1只有一个金属环这会导致电机运行速度不规则并且还有可能会在换向器缝隙中间的位置卡住→拆分换向器的圆环然后添加另一个回路
首先电刷接触一个回路的换向器片驱动对应的金属环使电枢旋转。等固定地方时电刷就另外一个换向器器接触。这意味着当前回路关闭然后下一个回路打开现在新的电磁铁继续旋转电刷继续切换触点。然后下一个回路打开电机不断旋转回路不断切换这意味着这些回路将轮流变成电磁铁。有些电机会在电枢里加入更多的回路这样确保了电机可以更加顺畅的旋转。作用于电枢上的旋转力矩称为转矩转矩越大转速也就越快。 2提高电机的转矩已知缠绕的电线越多电磁铁的磁性就越强。对金属螺栓缠绕更多线圈时磁力的确增强了。同理在增加电枢回路的线圈数量时磁力也同样增强了这样电机就会拥有更强大的磁性也就意味着它会转得更快。 3增大电流
5.1.2.3相关术语
定子电机中不动的部分。本视频中定子是两侧的永磁体。这些安装在电机外壳的边缘内。
转子中间的电枢也称为转子。记住转子只由轴承支撑的旋转体轴从转子中间穿过电动机延伸到后面。
如果一个设备会动并由电池供电里面大概率会有一个直流电动机其他类型电动机的工作方式这里展示的电动机不尽相同。但不管是哪种类型的电机大部分都是通过某种旋转来工作的一旦旋转就能以此驱动各种设备。
5.2原理图
有刷直流电机只需要两根线这里是两路有刷直流电机电路图采用 4.2.4 的实例 1 。 六、无刷直流电机接口
6.1基础知识
6.1.1视频
底层原理极其简单却很难造出精品无刷直流电机的工作原理_哔哩哔哩_bilibili
6.1.2文字版基础知识
与有刷直流电机不同无刷直流电机中间固定不动是定子外圈在旋转是转子。由于定子与转子之间没有接触也没有电刷与换向器所以称之为无刷直流电机。
注意线圈的缠绕方式下图红色方框这样就能通过改变电流的方向来控制转子的转动。 而一个真正的无刷电机一般是由四个线圈和四块磁铁构成的。这四个线圈是一根线绕下来的本质上其实就是一个线圈所以这种类型的电机又叫单向无刷电机。以最上面的 N 极磁铁为例此时它不仅受到 1 号线圈的排斥而且还受到 2 号线圈的吸引相比之前受力增加了一倍它转的也会更快。 这里面需要不停的改变电流的方向这样才会改变线圈的磁性转子才会不停的转动。为了频繁的改变电流的方向人们设计一个叫做 H 桥的电路当开关 S1 和 S4 闭合时电流从 A 流入而当开关 S2 和 S3 闭合时电流开始反向流入这样线圈的极性就能发生改变。 为了用单片机控制可以用 4 个 MOS 管替代这四个机械开关。需要注意的是当给它切换电流方向的时候改变的只是线圈的极性是怎么改变电机的转速呢其实也很简单可以先闭合 S1然后不停的开关 S4这样产生的就是 PWM 波如果有一半时间导通一半时间截止那么将会有一半的能量进入电机它的速度也会变得更慢 PWM 波的占控比越高它的速度也越快。
还有一个很关键的问题那就是电机是怎么知道转子的位置的呢在无刷电机领域一般用开关霍尔元件来识别当磁铁的 n 极靠近时霍尔元件输出高电瓶而让磁铁的 s 级靠近时霍尔元件输出低电瓶。有了霍尔元件的加入芯片就能根据他输出的高低电瓶来控制电机了。比如在最开始霍尔器键检测到的是 N 极一直输出高电瓶而当转过 90 度之后检测到的是 s 级它输出的是低电瓶。芯片采集到这个低电瓶之后会立马改变控制策略。也就是每当转子转 90 度霍尔信号的输出改变一次旋转一周一共改变 4 次。 接下来还有一个这样的问题如果转子转到临界位置那此时霍尔应该输出高电瓶还是低电瓶呢真实的情况是此时输出就紊乱了所以只靠一个霍尔元件是不行的。此时只需要再给他加一个霍尔元件这样即使第一个输出紊乱第二个霍尔元件也能输出正确的磁极信息确保芯片能采集到正确的位置。 在实际应用中应用比较多的是三项无刷直流电机之所以叫它三项电机是因为它的三个线圈都是彼此独立的可以单独控制。把每两个线圈都连起来也就是我们常说的“ 星 ”形链接这样就能同时控制两个线圈了能给转子提供双倍的力转的也会更快。当转过 60 度之后再给 UW 线圈通电。以此类推每转过 60 度更换一次线圈的通电方式这样它就会不停的旋转。 可以看一下转子在各个角度的通电顺序在控制上需要 6 个 MOS 管。 为了增加电机的力矩人们在这个基础上设计了四个磁极、 6 个线圈的无刷电机但是每一组相对的线圈都是串联的所以本质上只有三个险圈也属于三项无刷电机但是这样力举大大增加转速就会更加的快。 对比就成本而言单向无刷电机是更有优势的不仅结构更加简单而且在控制上只需要 4 个 MOS 管。但是在性能上三项无刷电机的性能更强在同等体积下三项电机拥有更高的功率在控制方面也比单向电机更先进。 6.2原理图
老师原话下面电路为接口设计后续需要驱动无刷直流电机时再设计驱动板和它对接可以用高级定时器产生六路 pwm 控制驱动桥开关、霍尔信号切换相位。
BM_HALL_W, BM_HALL_U, BM_HALL_V这些引脚连接到霍尔传感器用于检测转子的位置。BM_UL, BM_VL, BM_WL, BM_UH, BM_VH, BM_WH这些引脚连接到电机的三相绕组分别是U、V、W相的上桥臂和下桥臂。BM_EN使能引脚用于启用或禁用电机驱动。BM_BKIN刹车输入引脚用于控制电机制动。 这里有一篇博客详细介绍驱动的设计过程后续有时间在继续学习
详解三相直流无刷电机驱动器硬件原理图_无刷直流电机驱动电路原理图-CSDN博客
七、旋转编码器接口
7.1基础知识
7.1.1视频
视频中采用的旋转编码器型号为EC11E15244B2编号: C470754。
旋转编码开关你不懂编程方法和结构原理吗拆给你看_哔哩哔哩_bilibili
7.1.2文字版基础知识
7.1.2.1展示 7.1.2.2陈氏理解
16、7 电源引脚
VCC 与 地 引脚为器件供电。
2A、B、C 旋转编码引脚 这三个引角相当于两个开关串联中间的引角 g 通常接电源负极两边的引角 a 和 b 通常通过上拉电阻接电源正极是为了保证在没有信号输入时保持稳定的高电平。运作过程如下
解析旋转开关信号的解析需要以其中一个开关作为基准信号。这里选 a 作为基准对 a 信号的判断可以是高电瓶、低电瓶、上升沿、下降沿。通常 a 信号的上升延或下降延作为单片机的外部中断触发这种方式相对比较可靠高效。a 信号上升沿顺时针旋转上升沿后 b 信号 100 微秒内保持低电瓶逆时针旋转上升延后 b 信号 100 微秒内保持高电瓶。a 信号下升沿顺时针旋转上升沿后 b 信号 100 微秒内保持高电瓶逆时针旋转上升延后 b 信号 100 微秒内保持低电瓶。
可以通过两个脉冲相位对比判断电机的转向可以通过 B 脉冲单位时间内的数量判断电机的转速。
3D、E 按压开关引脚
按压一次输出一个高或者低的脉冲。
7.2原理图
旋转编码器有一根轴通过设计可以使电机转动时带动旋转编码器上的这根轴也一起转动再将旋转编码器通过下图的接口将输出连接到 STM32 就可以向单片机反馈电机的转速和转向信息。
如果是输出两根线则只连接两根线转速和转向如果是输出四根线则就可以连四根线可以包含其他信息。 上拉电阻R46、R47、R48、R4910kΩ这些电阻将信号线拉到3.3V确保信号线在无信号输入时保持高电平。滤波电容C67、C68、C69、C7068pF这些电容与上拉电阻形成低通滤波器滤除高频噪声确保信号稳定。
八、每个部分滤波的解释
在电机驱动部分使用100uF电容主要是为了应对大电流变化和低频噪声提供更稳定的电源电压。而在旋转编码器部分使用10uF电容是因为其电流需求较小高频噪声相对更重要较小的电容已经足够满足滤波需求。选择电容值的关键在于其应用场景和所需的滤波效果 忠心的感谢每一个认真讲课的好老师本文参考
270_08LC滤波电路_哔哩哔哩_bilibili
STM32物联网项目——单极性步进电机_步进电机stm32开发-CSDN博客
STM32物联网项目-双极性步进电机_步进电机aa-bb-是什么意思-CSDN博客
我想尽量不放别的老师的讲解视频除了第一个视频是我在原视频上的剪辑版后面的视频我都附上相应的链接。
电机这块确实视频讲解更加形象我并没有其他任何商业用途如有侵权请一定及时联系我。
