Контроллер управления безколлекторнымдвигателем с USB интерфейсом

Выполнили:

Миронов Илья

Фиделин Георгий

Щебентовский Андрей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИГосударственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Физический факультет

Кафедра информационных технологий в физических исследованиях

Описание проекта

Задача управления различными исполнительными

устройствами

Управляющее устройство (система

управления роботом)

Исполнительное устройство (двигатель)

?USB, 5В, мА 36В, 10А

Описание проектаЗадача управления различными исполнительными устройствами

Управляющее устройство (система

управления роботом)

Исполнительное устройство (двигатель)

USB, 5В, мА36В, 10А

Контроллер двигателя

Силовой модуль

Аккумуляторы

Контроллер двигателя Силовой модуль

Структурная схема контроллера

USBразъем

Преобразователь USB-UART

Контроллер AtMEGA16

Логические порты

Сигналы датчика Холла

Сигналы переключения

обмоток

Формирование ШИМ-сигнала

Для управления мощностью двигателя

PID-контроллерУстройство контролирует скорость

вращения, а не усилие.

Программирование контроллера

Схема силового модуля

К обмоткам двигателя

К контроллеру

36 В

Программная часть

Разработан драйвер устройства для ОС QNX

• Драйвер поддерживает работу с несколькими устройствами одновременно

Набор доступных команд

• Запрос номера двигателя

• Установка скорости вращения двигателя

• Электрическая блокировка двигателя

• Установка режима свободного вращения двигателя

Особенности и преимущества

Универсальность

• Одно управляющее устройство может управлять любыми безколлекторнымидвигателями

Легкая масштабируемость

• Позволяет легко наращивать количество однотипных устройств

Горячее включение/отключение

устройств

• Благодаря шине USBвозможно горячее подключение/отключение двигателей.

Конкуренты

Производителей контроллеров достаточно много, но контроллеров с

USB интерфейсом в продаже практически нет.

Наши контроллеры в отличие от контроллеров конкурентов можно

использовать в небольших производствах (например, для

управления движением конвейерной ленты)

Затраты

Затраты Контроллер Силовой модуль

Изготовление платы 100 руб 300 руб

Детали 300 руб 400 руб

Монтаж 100 руб 200 руб

Итог: 500 руб 900 руб

Для легких двигателей (пиковый ток меньше 10 А) можно

использовать другие детали, которые снизят стоимость

силового модуля в полтора раза

Продвижение

Разработка сайта

Обращение с коммерческим предложением:

• к организациям занимающимся продажей оборудования для автоматизации производства

• компаниям, продающим робототехнические комплектующие

• Интернет-магазины

Выводы

Устройство в действии

Разработан и изготовлен промышленным способом комплекс устройств для управления двигателями через USB;

Разработан драйвер устройства для ОС QNX;

Разработка применена на практике в роботе Limber.

Путем простого перепрограммирования микроконтроллера мы можем менять сферу применения производимого оборудования

Контакты

• Миронов Илья

Тел.+79108714258

Email: iliya.mironov@gmail.com

• Фиделин Георгий

Тел.+79056640078

Email: egor@nifti.unn.ru

• Щебентовский Андрей

Тел.+79200132834

Email: andrey_sheb@mail.ru

• Проект проработан детально, в академических традициях физического практикума.

• Проект имеет потенциал масштабирования для разнообразных применений и тех. характеристик двигателей.

• Необходима оптимизация решения под конкретное применение и заказчика, которая должна быть основана на маркетинговом анализе и контактах с потенциальными потребителями.

• Необходимо провести экспертизу конкурентной ситуации: аналогичные решения на рынке, их цена, параметры, масштаб производства.

Экспертное мнение СИТРОНИКС

13