Kontrol Kart Devresi

ST-ARM sürücü devresindeki H-köprü sürücü devresinin kontrol için Mikrochip firmasına ait dsPIC33EP512MU kullanılmıĢtır. Yüksek performanslı olan dsPICler hassas motor kontrol sistemlerinde, yüksek verimli, daha hassas ve uzun ömürlü olmaları sebebiyle tercih edilmektedir. dsPIC33EP512MU kartının 16 bit özelliği, yüksek hızlı PWM özelliği, USB 2.0 ve 10 bitlik 24 kanal analog giriĢ özelliklerinden dolayı ARM kontrolünde dsPIC tercih edilmiĢtir. Bu çalıĢmada üzerinde dsPIC33EP512MU810 olan ġekil 5.40‟da görülen SnadPIC PIC Microchip GeliĢtirme Kartı kullanılmıĢtır.

ġekil 5.40. SnadPIC PIC Microchip GeliĢtirme Kartı

SnadPIC PIC Microchip GeliĢtirme Kartında bulunan dsPIC33EP512MU810‟un temel özellikleri Çizelge 5.14‟de verilmiĢtir.

Çizelge 5.14. dsPIC33EP512MU810 temel özellikleri

Kontrol kartı tasarlanırken ġekil 5.41‟de görüldüğü gibi dsPIC33EP512MU810‟in pin bağlantı uçları kullanılmıĢtır.

ġekil 5.41. dsPIC33EP512MU810 pin bağlantıları

Bu çalıĢmada ġekil 5.41‟de görülen bağlantı uçlarına göre tasarlanan devrenin baskı devresi ġekil 5.42‟de verilmiĢtir.

ġekil 5.42. Kontrol kartı baskı devresi

ġekil 5.42‟deki kontrol devresinin programdaki üst görünüĢü ġekil 5.43‟de görülmektedir.

ġekil 5.43. Kontrol devresinin üst görüntüsü

ġekil 5.43‟den de görüldüğü gibi dsPIC33EP512MU810‟ın çıkıĢ olarak kullanılan uçlarının tamamı dsPIC ve devreyi korumak amaçlı optokuplör üzerinden diğer devrelere uygulanmıĢtır. Kontrol devresinde PWM1 ve PWM2 çıkıĢları H-köprü devrelerine giden kontrol sinyal uçlarını ifade etmektedir. Ayrıca kontrol devresi üzerinde, HA22A1 konum sensöründen gelen bilgiler, sistemin kontrolünde kullanılan WG240128B-TMI-VZ dokunmatik LCD bağlantıları, akım değerleri, enkoderden ve tork sensöründen gelen bilgilerin giriĢ olarak uygulandığı soketler oluĢturulmuĢtur. GerçekleĢtirilen kontrol devresinin resmi ġekil 5.44‟de verilmiĢtir.

ġekil 5.44. Kontrol devresi resmi

ST-ARM kontrol devresinde sistemin kontrolü kullanılan WG240128B-TMI-VZ dokunmatik LCD ile yapılmaktadır. Dokunmatik LCD ekran ile kontrol devresinin haberleĢmesi için MikroElektronica firmasına ait Serial GLCD Adapter 240x128 devresi kullanılmıĢtır. Ayrıca dokunmatik LCD ekranın kontrol edilebilmesi için yine MikroElektronica firmasına ait Touch Panel Controller devresi kullanılmıĢtır. Dokunmatik LCD ekranın deney düzeneğindeki bağlantısı ġekil 5.45‟de verilmiĢtir.

ġekil 5.45. Dokunmatik LCD ekran resmi

Dokunmatik LCD, sistemin çalıĢtırılıp durdurulduğu, devir, tork ve akım değerlerinin yazıldığı bir ekran olarak tasarlanmıĢtır. Deney düzeneğinde arayüz devresinin kullanılmasından dolayı burada sadece sistemin çalıĢtırılıp durdurulması yapılmıĢtır ve devir değeri ekranda yazdırılmıĢtır. Pasif durumda olan diğer bölümler istenildiğinde yazılımları gerçekleĢtirilerek aktif duruma getirilebilmektedir. ġekil 5.46‟da tasarlanan dokunmatik LCD‟nin çalıĢtığı durumdaki görüntüsü verilmiĢtir.

Tez çalıĢmasında kullanılan SnadPIC PIC microchip geliĢtirme kartının programlanmasında MikroElektronica firmasında ait MicroC PRO for dsPIC versiyon 6.2 programı kullanılmıĢtır. MikroC, Mikroelektronika firmasının geliĢtirdiği bir derleyicidir. ġu an piyasada CCS-C, HI-TECH C, MPLAB® C gibi değiĢik derleyiciler bulunmasına rağmen, MikroC‟nin tercih edilmesinin baĢlıca sebeplerini aĢağıdaki gibi sıralanabilir (Kazan F.A. ve ark., 2014).

 C tabanlı bir yazım dili olması, bununla birlikte komut yapısının kolay ve kullanıĢlı olması

 Tek bir programda bir mikrodenetleyici programcısı için gerekli olan her Ģeyin olması, yani hiçbir yardımcı programa gerek kalmaması

 DüĢünülen bir proje için kütüphanesinin oldukça yeterli olması ve bir eklentiye ihtiyaç duymaması

 Mikroelektronika firmasının derleyici ve kütüphanelerini, diğer firmalara oranla daha sık güncellemesi ve yenilemesi, teknolojiye daha çabuk ayak uydurması  Tek bir dil ile PIC, PIC24/dsPIC, PIC32, ARM, AVR, 8051 platformlarında

program yazılabilmesi

 MikroC içerisinde gelen örnek devre Ģemaları ve program kodlarının her birinin hemen hemen birer proje yapısında olması

 Ġnternet üzerinden forum aracılığıyla veya doğrudan iletiĢim yöntemiyle Mikroe team tarafından yardım sunulması

 Paralel, seri ve USB veri iletiĢimine destek vermesi ve bu iletiĢim türlerini kullanıcıya çok kolay bir Ģekilde kullandıran yapısının bulunması

 Libstock sitesi üzerinden örnek projelere ve örnek kodlara ulaĢım imkanının bulunması

 Derleyici içerisinde yer almayan ve sonradan geliĢtirilen kütüphanelerin programa rahatlıkla entegre edilebilmesi ve kütüphane desteğinin artırılması  Mikroelektronika firmasının ses, iletiĢim, depolama vs… konularında yaklaĢık

300 adet hazır modül kartının bulunması ve bu kartların her birinin kullanımı konusunda açıklayıcı örneklerin bulunması

SnadPIC PIC microchip geliĢtirme kartının yazılımında kullanılan MikroC yazılımının üreticisi olan MikroElektronika firmasının Visual GLCD adındaki programı da Dokunmatik LCD‟lerin programlanması için kullanılmaktadır. Visual GLCD

programında görsel olarak tasarlanan LCD tasarımının yazılımı da yine MikroC programından gerçekleĢtirilmiĢtir.

SnadPIC PIC microchip geliĢtirme kartına dsPIC33EP512MU810‟a ait Bootloder programı yüklenerek bilgisayarın USB bağlantısı hem kartın güç kaynağı hem de programlama kablosu olarak kullanılabilmektedir. MicroC programında yazılan yazılım derlendikten sonra oluĢan hex dosyaları bilgisayardan mikroBootloader USB HID programı aracılığıyla geliĢtirme kartına kolayca yüklenebilmektedir. Böylece program üzerinde yapılan değiĢikliklerde ekstra bir programlayıcıya ihtiyaç duyulmamaktadır. Programlayıcı sadece geliĢtirme kartına ilk olarak Bootloder programı atılırken kullanılmıĢtır.

Tez çalıĢmasında gerçekleĢtirilen kontrol kartı 5 adet H-köprü devresindeki 10 adet tetikleme sinyalinin kontrolünü gerçekleĢtirmektir. Burada tetikleme sinyalleri zamana ya da rotor konumuna bağlı olarak da yazılımsal olarak gerçekleĢtirilebilmektedir. Kontrol kartına rotorun konum bilgisi 180_{‟de bir} yerleĢtirilmiĢ olan 5 adet HA22A1 konum sensörlerinden ve enkoderden gelmektedir. GerçekleĢtirilen yazılıma göre ST-ARM‟nin çalıĢması için ilk olarak dokunmatik LCD ekrandan BAġLAT butonuna basılması gerekmektedir. Bundan sonra kontrol kartı konum sensörlerinden aldığı bilgiye göre Çizelge 5.11‟deki sırayla H-Köprü sürücüye gerekli tetikleme sinyallerini göndermektedir. Bu sırada eğer enkoderden puls gelmezse kontrol kartı sistemin enerjisini kesmektedir. Enkoderden sinyal geldiğinde motor artık rotor konumunu enkoderden almaya baĢlamaktadır ve ST-ARM bu sinyallere göre kontrol edilmektedir. Ayrıca kontrol devresi akım sensörlerinden gelen değerler referans sınırı aĢtığında sistemi otomatik olarak durdurmaktadır. ST-ARM‟nin durdurulması dokunmatik LCD ekran üzerindeki DURDUR butonuna basılarak gerçekleĢtirilmektedir.