کنترل DC موتور با کامپیوتر از طریق ارتباط USB

توضیحات پروژه:
راه اندازی موتور های الکتریکی با تمام سادگی، دارای پیچیده گی های خاص خود است. موتور های الکتریکی مصرف بالایی دارند و برای راه اندازی آن ها نیاز به درایور مناسب است. و مشکل اساسی در استفاده از موتورهای الکتریکی، نویز شدید ایجاد شده توسط موتور های الکتریکی می باشد. از آنجایی که موتور های الکتریکی مصرف کننده های سلفی هستند، در زمان START و یا STOP کردن موتور، نویز شدیدی به مدار القاء می شود.

در این پروژه یک مدل عملی از کنترل موتور DC ارائه شده است. در این پروژه می توان یک موتور DC را چپ گرد و راست گرد کرده و سرعت آن را کم و زیاد کرد. درایور استفاده شده برای راه اندازی موتور الکتریکی از قسمت کنترلر کاملا ایزوله است. و هیچ نویزی از موتور الکترکی نمی تواند بر روی عمل کرد بخش کنترلر تاثیر بگذارد.

با استفاده از این پروژه چپ گرد، راست گرد و سرعت گردش موتور DC قابل کنترل است. برای کنترل سرعت گردش موتور از عرض پالس ( PWM ) استفاده شده است.

توجه داشته باشید که در این پروژه از فیدبک استفاده نشده است و در صورتی که موتور تحت بار قرار بگیرد، دور آن کم خواهد شد و پروژه توانایی تشخیص این مسئله را ندارد.

در این پروژه از یک موتور DC ساده 12 ولت استفاده شده است. موتور باید به ترمینال فونیکـس سبز رنگی که در پروژه قرار دارد متصل شود.
برای استفاده از این پروژه، نیاز به یک عدد آداپتور 12 ولت DC یا AC دارید. این آداپتور برای تامین جریان موتور DC استفاده می شود.

توجه: به علت استفاده از پل دیودی در طراحی این پروژه، می توان از منابع تغذیه AC نیز جهت تامین جریان موتور DC استفاده کرد.

هدف از طراحی این پروژه کنترل موتور DC با کامپیوتر و از طریق درگاه USB می باشد. و برای کاهش حجم مدار، تغذیه قسمت کنترلر و مانیتورینگ این پروژه از طریق تغذیه +5 ولت درگاه USB تامین می شود. برای همین جهت استفاده از این پروژه،حتما باید از طریق یک کابل به درگاه USB کامپیوتر متصل شده باشد.
جهت برنامه نویسی نرم افزار کنترلر از ویژوال بیسک استفاده شده است. نمای گرافیکی این نرم افزار از قرار زیر است:
( مراجعه شود به Figure 1 )

فرایند چپ گرد، راست گرد، کم کردن و زیاد کردن سرعت گردش موتور از طریق ابزارهای قسمت Controler نرم افزار قابل اجرا می باشد.
( مراجعه شود به Figure 2 )

موتور DC در هر وضعیت و سرعتی که باشد از طریق ابزارهای قسمت Monitoring ، نمایش داده می شود.
( مراجعه شود به Figure 3 )

در این سیستم فرایند کنترل موتور DC از طریق دستی و بدون استفاده از نرم افزار هم ممکن می باشد. به منظور کنترل دستی موتور DC از 5 عدد تک سوییچ مطابق شکل زیر استفاده شده است.
( مراجعه شود به Figure 4 )

با فشردن کلید Left_Key موتور چپ گرد خواهد چرخید.
با فشرد کلید Right_Key موتور راست گرد خواهد چرخید.
با فشردن کلید Stop_Key موتور از حرکت خواهد ایستاد.
با فشردن کلید UP_Key مقدار PWM افزایش می یابد. با افزایش PWM دور موتور بیشتر می شود.
با فشردن کلید Down_Key مقدار PWM کاهش می یابد. با کاهش PWM دور موتور کم می شود.

در تمامی مدت کنترل موتور DC، جهت گردش موتور و مقدار PWM ، هم بر روی LCD و هم در نرم افزار نمایش داده می شود:
( مراجعه شود به Figure 5 )

کنترل از طریق کامپیوتر و کنترل دستی می تواند به صورت هم زمان نیز انجام شود.

نکته: این پروژه برای استفاده در سیستم عامل های Windows XP و Windows 7 و همچنین استفاده با لپ تاپ تست شده است.

توجه: این پروژه الکترونیکی در مدل دانشجویی تهیه شده است و کاربرد صنعتی ندارد.

اهداف آموزشی:
• آشنایی با LCD کاراکتری و نحوه راه اندازی آن .
• آشنای با پیکره بندی ارتباط UART در میکروکنترلر
• آشنای با نحوه ارتباط میکروکنترلر با USB
• آشنایی با موتور های DC و درایور راه انداز موتور .
• آشنایی با PWM
• آشنایی با حافظه EEPROM داخلی میکروکنترلر و نحوه ذخیره اطلاعات در آن
• آشنایی با ساخت برد مدار چاپی

اجزای پروژه:
• جهت مانیتورینگ وضعیت موتور از یک LCD کاراکتری 2*16 استفاد شده است.
• برای تبدیل ارتباط سریال به USB ار تراشه FT232 استفاده شده است.
• در این پروژه از یک موتور DC ساده 12 ولت استفاده شده است.
• جهت چپ گرد و راست گرد موتور از رله دو کنتاکت استفاده شده است.

برد پروژه:
• برد پروژه با مدارچاپی قابل سفارش است.
برای تهیه برد مدار چاپی روش های مختلفی وجود دارد، ولی در این پروژه از روش چاپ و اتو به صورت کاملا دستی استفاده شده و بر روی برد از مارکاژ و پوشش محافظ سبز استفاده نشده است. و هیچ اثری از نام فروشگاه بر روی برد وجود ندارد.

همراه این پرو‍ژه موارد زیر ارسال می شود:
1 . CD شامل فایل های زیر:
• توضیحات کامل از پروژه ، تحت فایل Word ، که در آن نحوه راه اندازی پروژه ، شماتیک مدار ، برنامه میکروکنترلر و روش ساخت برد پروژه ، به صورت مصور شرح داده شده است.
• نرم افزارهای Bascom AVR ، Code Vision AVR ، Proteus
2 . یک عدد آداپتور
3 . یک عدد موتور 12 ولت DC ساده ( بدون گیربکـس )

توجه: مدل آموزشی این پروژه فقط با یکی از موارد زیر قابل سفارش می باشد.

نام پروژه: کنترل DC Motor با کامپیوتر ( نرم افزار Visual Basic ) از طریق ارتباط USB
میکروکنترلر پروژه: AVR به شماره ATmega16
زبان برنامه نویسی: Basic
کامپایلر: Bascom AVR
فرمت فایل توضیحات: Word
تعداد صفحه: 110

توجه: متاسفانه از ارسال سورس کد اصلی این پروژه معذوریم. کدهای برنامه نویسی که همراه این پروژه ارسال خواهد شد جهت توجیه عملکرد پروژه بی نقص است و تمام مراحل کار پروژه در آن لحاظ شده است. فقط بخشی کوچکی از برنامه حذف شده است تا شاید از کپی برداری جلوگیری شود.