BBC micro:bit [17] Poštovani čitatelji, u prošlom ste nastavku, radi proučavanja kodiranja analognih izlaza BBC micro:bita sastavili sklop s tranzistorom za upravljanje elektromotora. Na kraju teksta postavljeno je nekoliko intrigantnih pitanja, a ovdje možete pronaći odgovore i moguća praktična rješenja. Prvo pitanje. Razmislite i odgovorite, zašto vratilo elektromotora staje kad klizač na zaslonu mobitela ugodite na vrijednost 20 (ili nešto manje), a trebalo bi se usporeno vrtjeti sve do broja 1? Otprije znate da je brzinu vrtnje rotora istosmjernog elektromotora moguće ugađati izazivanjem pada napona. Pritom je snaga manja što je napon niži (P = U × I), radi toga u određenom trenutku raspoloživa snaga više nije dovoljna da se savlada, na primjer, trenje koje se javlja u ležajevima rotora elektromotora. Situacija se pogoršava kada je na vratilo rotora priključen teret, na primjer kotač koji gura robotska kolica. Za rješavanje tog problema potreban je sklop koji neće snižavati priključeni napon, ali će ipak usporavati vrtnju. U elektronici postoji sklop koji se u stručnoj literaturi naziva sklop za pulsnoširinsku modulaciju od engleskog pulse-width modulation (PWM). Na Slici 17.1. prikazan je strujni krug koji opisuje načelo djelovanja PWM-sklopa. Za vrijeme intervala ΔtOFF, prekidač SW1 otvoren je pa na izvodima elektromotora nema napona napajanja. Za vrijeme intervala ΔtON, prekidač SW1 zatvoren je pa do izvoda elektromotora
KODIRANJE
dolazi maksimalan napon napajanja. Pod ovim uvjetima prosječna vrijednost napona na izvodima elektromotora određena je odnosom ΔtON / (ΔtOFF + ΔtON). Na taj se način dobiva regulacija brzine rotora koja ne ovisi o naponu napajanja (Umaks), već o intervalu vremena napajanja elektromotora. Kako biste provjerili valjanost rečenog sagradite sklop prema elektroničkoj shemi sa Slike 17.2. kod kojeg ulogu prekidača SW1 preuzima tranzistor BC337 i BBC micro:bit. U ovom sklopu ispravljačka dioda D1 ima dvojaku funkciju. Prvo, štiti tranzistor T1 od induciranog napona koji nastaje prilikom isključivanja zavojnice rotora elektromotora. Taj inducirani napon može doseći vrijednosti koje su tri do pet puta više od vrijednosti napona napajanja elektromotora. Drugo, u trenucima intervala ΔtOFF, dioda se koristi kao šant (premosnica) jer se tada elektromotor ponaša kao generator struje. Radi svega navedenoga valja izabrati diodu koja će podnijeti barem polovinu struje koju treba elektromotor i koja će podnijeti reverzni (obrnuti) napon koji je barem pet puta viši od napona napajanja elektromotora. Dobro će poslužiti dioda 1N4007 jer podnosi struje do 1 A i reverzne napone do 1000 V. Nakon gradnje sklopa prijeđite na kodiranje BBC micro:bita. U MC E pokrenite novi projekt te ga imenujte, na primjer PWM te prepišite programski kôd sa Slike 17.3.
Slika 17.1. Kod ovog strujnog kruga treba uzastopno preklapati prekidač SW1 kako bi se na priključcima elektromotora dobili impulsi. Iz ponuđene formule da se zaključiti da će srednja vrijednost napona na priključcima elektromotora biti niža što je vrijeme ΔtON kraće
10
