Actionari cu Motoare de Curent Continuu

Politehnica

Actionari cu Motoare de Curent Continuu

Byadmin ianuarie 1, 2024

INTRODUCERE

SISTEME DE ACȚIONARE ELECTRICĂ. GENERALITĂȚI

LANȚURI CINEMATICE

Caracteristicile lanțurilor cinematice

Asocierea lanțurilor cinematice

MAȘINI ELECTRICE

ACȚIONĂRI CU MAȘINI SINCRONE.

Generalități

MOTORUL SINCRON

Pornirea motorului sincron

Frânarea motorului sincron

Motoare sincrone speciale

Motoare sincrone reactive (MSR)

Motoarele pas cu pas (MPP)

ACȚIONĂRI CU MAȘINI ASINCRONE

Generalități

MOTORUL ASINCRON

Pornirea motorului asincron trifazat

Pornirea motorului asincron monofazat

ACȚIONĂRI CU MOTOARE DE CURENT CONTINUU

DESCRIEREA ȘI FUNCȚIUONAREA MOTORULUI DE CC

Ecuațiile de funcționare

Caracteristicile de funcționare ale motorului de curent continuu

A. Motorul cu excitație în derivație

Motorul cu excitație serie

La acest motor înfășurarea rotorică este în serie cu înfășurarea de excitație, (fig. 1.5).

Motorul cu excitație mixtă

Pornirea motoarelor de curent continuu

Regimul de frânare la motorul de curent continuu

Regimul de frânare la motorul de curent continuu cu excitație în derivație

Frânarea cu recuperare

Frânarea în contracurent

Frânarea dinamică

Regimul de frânare la motorul de curent continuu cu excitație serie

Frânarea cu recuperare de energie

Frânarea dinamică

Frânarea în contracurent

REGLARE A TURAȚIEI MOTORULUI DE CURENT CONTINUU

Reglajul turației mcc cu excitație derivație

Reglajul turației motorului de curent continuu cu excitație serie

Sisteme de reglare a vitezei m.c.c. alimentate prin impulsuri

PROIECTUL TEHNIC

Generalități

Părțile componente ale schemei

Microcontroller PIC16F874

ALGORITMUL DE PROGRAMARE

Schema algoritmului

PROIECTAREA UNUI SISTEM DE ACȚIONARE CU MOTOR DE CURENT CONTINUU

INTRODUCERE

SISTEME DE ACȚIONARE ELECTRICĂ. GENERALITĂȚI

Un sistem de acționare electrică reprezintă o mulțime de obiecte interconectate și interdependente în scopul realizării conversiei electromagnetice a energiei pentru un anumit proces tehnologic.

Componentele principale ale unui sistem de acționare electrică sunt : motorul electric, mașina de lucru, transmisia si elementul de execuție (fig.1).

Figura 1. Componentele unui sistem de acționare

Motorul electric realizează transformarea puterii electrice în putere mecanică.

Mașina de lucru ML este antrenată de motorul electric M și realizează anumite operații dintr-un proces tehnologic.

Transmisia T reprezintă legătura mecanică dintre motor și mașina de lucru, cu rolul de a realiza transferul de putere mecanică, și eventual, de a schimba parametrii acestei puteri (viteza unghiulară, cuplu).

Elementul de execuție EE are drept scop alimentarea cu energie electrică a motorului si comanda funcționarii motorului în conformitate cu anumite cerințe.

Realizarea si funcționarea optimă a unui sistem de acționare electrică presupune, în primul rând, cunoașterea foarte exactă a procesului tehnologic și a mașinii de lucru folosite, funcție de care se vor alege sau calcula si construi motorul electric, elementul de execuție și elementul de transmisie, avându-se în vedere asigurarea unui cost cât mai redus și a unei mari fiabilități în funcționare.

LANȚURI CINEMATICE

În lanțului cinematic. schemele cinematice structurale mecanismele care realizează funcții identice, dar sunt de naturi diferite se reprezintă prin același simbol convențional.

Schema fluxului cinematic este o reprezentare intuitivă a modului de transmitere a mișcării prin mecanismele

Caracteristicile lanțurilor cinematice

Ecuația de transfer:

Figura 2. Schema bloc-Funcția de transfer

unde:

i – raport de transfer

xi – mărime de intrare

xe – mărime de ieșire

Figura 3. Mecanismul șurub-piuliță

xe = vav =ns psc

unde:

vav – viteza de avans

ns – turația șurubului

psc – pasul șurubului conducător

;

Figura 4. Cinematica mișcării



Figura 5. Raportul de transfer

;

Notăm: ; ;

Rezultă:

unde:

iT – raport total de transfer

iC – raport constant

iR – raport reglabil

iD – raport dimensional

Ecuația de transfer a lanțului cinematic:

Ecuația de reglare a lanțului cinematic:

Mărimile de ieșire a lanțurilor cinematice pot să aibă la o anumită mașină-unealtă valori diferite:

ye1

Raportul de reglare a mărimii de ieșire:

Domeniul de reglare a mărimilor de intrare:

yi1

Raportul de reglare al mărimilor de intrare:

Capacitatea de reglare a lanțului cinematic:

sau

Mărimea capacității de reglare CR a lanțurilor cinematice caracterizează complexitatea mecanismului de reglare a lanțurilor cinematice.

Asocierea lanțurilor cinematice

Pentru a putea asocia lanțurile cinematice se impune ca două viteze ale mărimilor de ieșire din lanțurile cinematice să păstreze un anumit raport între ele.

Condiția economică, dar și condițiile de precizie și fiabilitate, impun ca într-un lanț cinematic să existe un număr minim de mecanisme.

Există trei moduri de asociere:

Asocierea serie:

Figura 6. Metode de asocierea lanțurilor cinematice

Două sau mai multe lanțuri cinematice sunt asociate sau legate în serie (fig.6) atunci când, prin intermediul unui mecanism C, se transmite mărimea de ieșire ye1 dintr-un lanț cinematic sub formă de mărime de intrare yi2 în lanțul cinematic următor.

Datorită raportului de transfer iC al mecanismului C de legătură, între cele două mărimi există relația:

b) Asocierea paralel:

Figura 7. Asocierea în parallel a lanțurilor cinematice

Două sau mai multe lanțuri cinematice sunt asociate în paralel (fig.7) atunci când între mărimile de ieșire trebuie să existe anumite relații, sau când între mărimile de intrare există anumite relații.

Lanțurile cinematice asociate în paralel se pot subgrupa, în ceea ce privește legătura dintre mărimile de ieșire, ca fiind:

lanțuri cinematice cu legătură condiționată cinematic (fig.7.a) – lanțuri cinematice care asigură mișcarea de rotație și de translație pentru obținerea directoarei elicoidale, ale căror viteze să satisfacă raportul vT / vA = tg.

lanțuri cinematice cu legătură necondiționată cinematic – lanțuri cinematice care asigură viteza de așchiere și de avans, între care nu există o condiționare ca în cazul precedent.

În figura 7.b este prezentată o variantă de asociere în paralel rezultă din considerente economice.

Asocierea mixtă:

Figura 8. Asocierea mixtă a lanțurilor cinematice

Asocierea mixtă a lanțurilor cinematice reprezintă o asociere între lanțurile cinematice legate în serie și lanțurile cinematice legate în paralel.

În funcție de numărul mărimilor de ieșire furnizate la capătul de ieșire avem:

asociere mixtă cu o mărime de ieșire (fig.8.a);

asociere mixtă cu două sau mai multe mărimi de ieșire (fig.8.b)

Asocierea mixtă cu o singură mărime de ieșire (fig.8.a), constă în lanțuri cinematice asociate în paralel, ale căror mărimi se însumează pentru a furniza o singură mărime de ieșire lanțului următor, care este legat în serie cu precedentele, ceea ce ar permite și denumirea de asociere paralel-serie.

Însumarea algebrică a mărimilor de ieșire se obține printr-un mecanism de însumare, care poate fi: mecanism diferențial, mecanism cu clichet, cuplaj cu role, etc. ca mecanisme mecanice sau diferite tipuri de sertărașe hidraulice care permit însumarea debitelor, precum și orice alt mecanism care permite însumarea a două mărimi de aceeași natură sau de natură diferită.

Asocierea mixtă cu două sau mai multe mărimi de ieșire (fig.8.b), constă în asocierea de lanțuri cinematice în serie cu lanțuri cinematice în paralel, astfel aceasta poate fi denumită și asociere serie-paralel.

MAȘINI ELECTRICE

Prin mașină electrică se înțelege o mașină, în general, rotativă, care transformă puterea mecanică în putere electrică sau invers. Mașinile electrice se împart în mașini de curent continuu și mașini de curent alternativ, după felul energiei electrice ce ia parte în conversia electromecanică realizată de mașină.

Orice mașină electrică este reversibilă din punct de vedere al conversiei energiei realizate; ea poate funcționa fie ca generator, fie ca motor. Prin generator electric se înțelege o mașină electrică, care transformă puterea mecanică în putere electrică. Prin motor electric se definește o mașină electrică care transformă puterea electrica în putere mecanică. Unele mașini pot funcționa si ca frâna electrică și în această situație mașina primește atât putere mecanică cât și putere electrică, pe care le transformă în timp în căldură, realizând în același timp un cuplu electromecanic realizat la arbore.

Mașinile de curent alternativ se împart în doua mari clase: sincrone si asincrone. Mașina sincronă se caracterizează prin faptul că în regim permanent frecvența curentului schimbat cu rețeaua de curent alternativ se afla în raport constant cu viteza unghiulară de rotație a mașinii, indiferent de gradul de încărcare al mașinii. Mașina asincronă se caracterizează printr-o viteză unghiulară care nu se menține în raport constant cu frecventa rețelei electrice, ci variază odată cu schimbarea regimului de funcționare sau cu modificarea gradului de încărcare al mașinii.

ACȚIONĂRI CU MAȘINI SINCRONE.

Generalități

Mașina sincronă se cunoaște în două forme constructive: 1) cu poli aparenți; 2) cu poli plini. În cazul mașinii sincrone cu poli aparenți se manifestă anizotropia magneticã pe două axe și anume: a) pe axa longitudinală “d” care este axa polilor inductorului; b) pe axa transversală “q” care este axa interpolară și prin urmare este ortogonală electric față de axa longitudinală.

Schemele echivalente și diagramele fazoriale simplificate ale MS prin neglijarea rezistenței pe fază a indusului pentru factor de putere inductiv sunt reprezentate în figurile următoare. Semnul minus în fața lui E semnifică regimul de motor când tensiunea este contraelectromotoare.

Figura 9. Schema electrică a indusului și diagramele fazoriale pentru mașina sincronă cu poli aparenți

Figura 10. Cu poli plini

Mașina sincronă cu poli aparenți dezvoltă un cuplu de anizotropie magnetică chiar și dacă mașina nu este excitată (E0 = 0), care stă la baza funcționării mașinii sincrone reactive.

Mașina sincronă dezvoltă un cuplu numai dacă rotorul se rotește sincron cu câmpul magnetic învârtitor rezultant și în același sens. În concluzie: mașina sincronă nu poate porni singură pentru că nu dezvoltă cuplu.

Există următoarele tipuri constructive de MS:

a) cu excitație electromagnetică, formată din bobine concentrate pe miez de fier alimentate în curent continuu și piese polare pentru fiecare pol, asemănătoare constructiv cu excitația motorului de curent continuu. În construcție normală excitația mașinii este în rotor, dar există și construcții inversate;

b) excitată static cu magneți permanenți. Se renunță la cele două perii și inelele colectoare necesare pentru alimentarea rotorului în curent continuu. Mașinile sincrone excitate cu magneți permanenți (MSMP ) sunt la fel de robuste ca și MAS.

c) cu reluctanță variabilă (MSRV), (bariere nemagnetice); rolul barierelor nemagnetice este de a mări anizotropia magnetică pe cele două axe ale mașinii.

Problemele MSMP sunt: deprecierea proprietăților magneților permanenți odată cu creșterea temperaturii și compensarea reacției indusului pentru a păstra punctul de funcționare optim al magnetului permanent.

Problemele MSRV sunt legate de realizarea unei construcții rigide a rotorului în condițiile extinderii barierelor nemagnetice.

MOTORUL SINCRON

Pornirea motorului sincron

Motoarele sincrone nu dezvoltă cuplu de pornire. Metodele de pornire sunt:

a) cu motor auxiliar;

b) în asincron;

c) prin convertor de frecvență.

Ca motor auxiliar se poate utiliza fie un MCC fie un MAS.

Pornirea în asincron se poate face dacă mașina are în tălpile polare o înfășurare în scurtcircuit.

Figura 11. Pornirea în asincron a MS

Pentru pornirea în asincron se realizează schema principială din fig.10. Cât timp rotorul este antrenat de un cuplu asincron excitația nealimentată este conectată (contactul K1 închis) pe ie electromagnetică, formată din bobine concentrate pe miez de fier alimentate în curent continuu și piese polare pentru fiecare pol, asemănătoare constructiv cu excitația motorului de curent continuu. În construcție normală excitația mașinii este în rotor, dar există și construcții inversate;

b) excitată static cu magneți permanenți. Se renunță la cele două perii și inelele colectoare necesare pentru alimentarea rotorului în curent continuu. Mașinile sincrone excitate cu magneți permanenți (MSMP ) sunt la fel de robuste ca și MAS.

c) cu reluctanță variabilă (MSRV), (bariere nemagnetice); rolul barierelor nemagnetice este de a mări anizotropia magnetică pe cele două axe ale mașinii.

Problemele MSMP sunt: deprecierea proprietăților magneților permanenți odată cu creșterea temperaturii și compensarea reacției indusului pentru a păstra punctul de funcționare optim al magnetului permanent.

Problemele MSRV sunt legate de realizarea unei construcții rigide a rotorului în condițiile extinderii barierelor nemagnetice.

MOTORUL SINCRON

Pornirea motorului sincron

Motoarele sincrone nu dezvoltă cuplu de pornire. Metodele de pornire sunt:

a) cu motor auxiliar;

b) în asincron;

c) prin convertor de frecvență.

Ca motor auxiliar se poate utiliza fie un MCC fie un MAS.

Pornirea în asincron se poate face dacă mașina are în tălpile polare o înfășurare în scurtcircuit.

Figura 11. Pornirea în asincron a MS

Pentru pornirea în asincron se realizează schema principială din fig.10. Cât timp rotorul este antrenat de un cuplu asincron excitația nealimentată este conectată (contactul K1 închis) pe un rezistor Rp sau este scurtcircuitată.

Când alunecarea s<350,05 se alimentează excitația (contactul K2 se închide și simultan se deschide contactul K1). Apare un regim tranzitoriu de accelerare a rotorului în decursul căruia acesta este atras în sincronism de cuplul sincron – Ms. Colivia de pornire iese din funcționare, iar MS se prinde în sincronism.

Frânarea motorului sincron

La mașina sincronă se aplică frânarea reostatică sau dinamică, care reprezintă un regim de generator fără recuperarea energiei.

Statorul se deconectează de la rețea și se cuplează pe o rezistență RF de frânare trifazată. Înfășurarea rotorului rămâne alimentată în curent continuu. La alimentarea excitației de la un redresor static comandat se poate realiza forțarea excitației care duce la o creștere importantă a cuplului de frânare.

Figura 12. Schema electrică a frânării MS

Motoare sincrone speciale

Motoare sincrone reactive (MSR)

Un MS cu rotor anizotrop (întrefier neuniform), de exemplu MS cu poli aparenți, care funcționează fără excitație (E0 = 0), se numește mașină reactivă. MS cu bariere nemagnetice în rotor reprezintă o construcție care urmărește realizarea unui cuplu de anizotropie electromagnetică maxim. Cuplul electromagnetic care are tendință să orienteze rotorul în poziția de reluctanță minimă a întrefierului, deci de flux magnetic maxim sau energie magnetică maximă, se numește cuplu reactiv.

Motoarele pas cu pas (MPP)

Motoarele pas cu pas au înfășurări statorice concentrate (ca la MCC) care transformă impulsurile de tensiune în deplasări unghiulare sau liniare discrete numite pași. Motoarele pas cu pas sunt convertoare-amplificatoare de informație numerică. Clasificarea motoarelor pas cu pas: active, care sunt excitate cu magneți permanenți și reactive;

Figura 13. MPP reactive cu rotor bipolar și stator cu 12 poli

Bobinele statorice sunt alimentate printr-un comutator electronic de la o sursă de curent continuu. Pentru ca energia magnetică a sistemului să fie maximă rotorul ocupă poziția în care reluctanța (Rm) echivalentă a circuitului este minimă.

A. La alimentarea înfășurărilor corespunzătoare polilor 1-1' rotorul se situează în lungul axei acestora.

B. Înfășurările corespunzătoare polilor 1-1' și 2-2' alimentate fac rotorul să se situeze pe bisectoarea unghiului dintre axele polilor 1-1' și 2-2’, deci dintre axele geometrice a doi poli consecutivi, rezultând un unghi de pas de 15°.

C. Alimentarea înfășurărilor 2-2' face rotorul să se alinieze pe axa 2-2' rezultând un pas unghiular de 30° = 15° + 15°.

Motoarele pas cu pas se utilizează pentru acționarea mecanismelor de poziționare.

ACȚIONĂRI CU MAȘINI ASINCRONE

Generalități

Mașinile asincrone (MAS) trifazate, numite și mașini de inducție, au o largă utilizare în sistemele de acționare electrică (SAE) datorită următoarelor avantaje: construcție simplă și robustă, siguranță în exploatare, preț de cost scăzut, alimentare direct de la rețea.

Dezavantajele lor sunt: modificarea vitezei se face greoi cu investiții ridicate, absorb putere reactivă, prin urmare duc la scăderea factorului de putere.

Cea mai răspândită este MAS cu rotorul în scurtcircuit, celălalt tip constructiv îl reprezintă mașina asincronă cu inele (MASI). Dacă la MASI se include în rezistența fazei rotorice și rezistența reostatului exterior, atunci ecuațiile ce descriu funcționarea obțin o formă unică.

Ca și în cazul transformatorului, pentru ca mărimile rotorice să poată fi comparate direct cu cele statorice, mașina reală se înlocuiește cu o mașină echivalentă.

Mașina echivalentă are atât în stator cât și în rotor același număr de faze, de înfășurări și de spire ale înfășurărilor și este echivalentă energetic cu mașina reală. În plus are rotor imobil, deci frecvența din rotor este egală cu frecvența din stator, iar pentru că și tensiunea electromotoare din stator este egală cu tensiunea electromotoare din rotor cele două înfășurări pot fi conectate galvanic între ele.

MOTORUL ASINCRON

Pornirea motorului asincron trifazat

La pornirea motoarelor asincrone trebuie să se asigure următoarele condiții:

– Cuplul electromagnetic la pornire să fie suficient de mare pentru a se realiza pornirea în gol sau în sarcină în funcție de condițiile de funcționare ale mașinii.

– Curentul de pornire al mașinii să nu depășească valoarea limită admisibilă determinată de rețeaua de alimentare pentru a se evita căderile mari de tensiune din rețea, care provoacă deranjamente în funcționarea altor consumatori. Curenții mari de pornire în primarul mașinii provoacă încălziri ale înfășurării, precum și scăderea randamentului energetic în perioada de pornire.

– Durata procesului de pornire să fie cât mai scurtă, pentru a nu se produce încălziri însemnate ale înfășurării primare.

Pornirea motoarelor asincrone poate avea loc direct prin cuplarea mașinii direct la o rețea trifazată având tensiunea și frecvența nominală, sau indirect, mașina fiind cuplată mai întâi la o tensiune redusă, care în decursul pornirii este mărită treptat până la valoarea nominală.

La alegerea metodei de pornire, trebuie să se țină seama de condițiile impuse de rețeaua de alimentare și de mecanismul acționat de motor.

Cuplarea directă a mașinii la rețea este aplicată la mașinile asincrone cu rotorul bobinat la care pornirea se efectuează cu ajutorul unui reostat conectat în rotor, precum și la mașinile asincrone cu rotorul în colivie în cazul în care rețeaua de alimentare este suficient de puternică încât șocurile de curent la pornire să nu prezinte importanță, iar mecanismul acționat poate să suporte șocul de cuplu electromagnetic.

Cuplarea indirectă a mașinii asincrone în perioada pornirii este aplicată la motoarele asincrone cu colivie în rotor, alimentate de la rețele electrice relative slabe.

Pornirea motorului asincron monofazat

Motorul asincron monofazat prezintă un însemnat avantaj prin faptul că pentru alimentarea acestuia este necesară o sursă monofazată, dar motorul asincron monofazat nu are cuplu de pornire. Dacă se aplică în exterior un cuplu mecanic de acționare motorul poate porni în sensul cuplului aplicat. Desigur această pornire este dificilă, deoarece trebuie să fie lansat rotorul de fiecare dată când urmează să fie pornit motorul asincron monofazat.

Pentru a depăși această dificultate motorul monofazat se echipează în stator cu o înfășurare auxiliară decalată față de înfășurarea principală și alimentată de la aceeași sursă de curent alternativ, curentul prin această înfășurare auxiliară trebuie să fie defazat față de curentul prin înfășurarea principală. În acest fel se produce în mașină un câmp magnetic învârtitor și mașina poate dezvolta un cuplu electromagnetic de pornire diferit de zero.

ACȚIONĂRI CU MOTOARE DE CURENT CONTINUU

În ultimul timp motoarele de curent continuu au revenit în actualitate, deși motorul asincron este folosit în circa 95% din sistemele de acționare electromecanică. Această revenire se datorează avantajelor oferite de motorul de curent continuu prin caracteristica mecanică naturală liniară și suficient de rigidă, precum și a progreselor realizate în domeniul mutatoarelor cu comutație naturală și forțată.

Dacă generatoarele de curent continuu se construiesc actual mai puțin, deoarece funcțiile lor au fost preluate de dispozitivele semiconductoare în schimb motoarele de curent continuu continuă să aibă o arie de aplicabilitate largă și anume:

a) în tracțiune electrică: pentru acționarea tramvaielor, troleibuzelor, electrocarelor;

b) în metalurgie: pentru acționările principale și auxiliare ale laminoarelor de țevi și tablă;

c) pentru acționarea mașinilor unelte, în special a lanțurilor cinematice de avans;

d) pentru antrenarea unor instalații de ridicat și transportat, etc.

Aprecierea calităților tehnice ale unui motor de curent continuu se face ținând cont de următoarele caracteristici :

a) Pornire

b) Funcționare

c) Reglarea vitezei

d) Frânarea

În comparație cu motorul asincron, motorul de curent continuu permite reglajul turației în limite largi, în mod continuu și mai economicos. Regimurile tranzitorii de pornire, frânare și inversarea sensului de mișcare au durată mai scurtă, iar caracteristica mecanică poate fi dură în cazul excitației separate sau paralel, moale în cazul excitației serie sau poate fi modificată conform cerințelor acționării prin dimensionarea corespunzătoare a excitațiilor în cazul motoarelor cu excitație mixtă

Avantajele enumerate determină menținerea în competiție a motorului de curent continuu în pofida avantajelor evidente ale motoarelor asincrone: construcție robustă, alimentare directă de la rețeaua de curent alternativ, preț de cost și gabarit mai scăzut pe unitatea de putere.

a) Caracteristicile de pornire se referă la:

și Ip = f(t)

și Mp =f(t)

durata procesului tranzitoriu

economicitatea pornirii din punct de vedere al energiei disipate, al costului aparatajului și al fiabilității.

b) Caracteristicile de funcționare sunt : Ω = f(M) și n = f(I) în condițiile menținerii constante a UA=UN, Re, RA.

Se adaugă caracteristica mecanică n = f(M) esențială pentru studiul acționărilor electrice.

c) Caracteristici de reglare a vitezei:

domeniul (plaja) de reglare nmax / nmin

modul de reglare : continuu sau în trepte

economicitatea reglării din punct de vedere al pierderii de energie, costul aparatajului și a fiabilității.

d) Caracteristicile de frânare: constau în extinderea caracteristicii mecanice n=f(M) pentru trei regimuri speciale de lucru: frână propriu-zisă, generator supraturat și frânare dinamică în regim de generator.

DESCRIEREA ȘI FUNCȚIUONAREA MOTORULUI DE CC

Ecuațiile de funcționare

Figura 14. MCC-conexiuni

a) – cu excitație în derivație;

b) – cu excitație serie;

c) – cu excitație mixtă;

PC – poli auxiliari, IC – înfășurare de compensație; Exd – înfășurare de excitație derivație.

Exs – înfășurare de excitație serie; Re – reostate de excitație; Rp-reostat de pornire.

În figura 14 sunt indicate schemele electrice ale motoarelor de curent continuu cu excitație derivație (separată), serie și mixtă.

Regimurile de funcționare tranzitorii și permanente ale motorului de curent continuu sunt determinate de ecuațiile referitoare la: tensiunea la borne, tensiunea electromotoare, cuplul electromagnetic, ecuația cuplurilor și fluxul magnetic de excitație.

UA = RAIA + LA – E

E = -KeØn

M = KØI (1)

M – Mrε = J

Ø = f(I, ie) ,

în care:

Mrε = Mr + Mm + MFe – reprezintă cuplul rezistent total ce se opune antrenării rotorului compus din cuplul rezistent Mr, dat în general grafic sau analitic, cuplul datorat frecărilor în lagăre și frecării vâscoase cu aerul și cuplul corespunzător pierderilor în fier.

În regim staționar de funcționare, când mărimile electrice și mecanice obțin valori constante, ecuațiile de funcționare devin:

UA = RAIA – E

M = Mrε (2)

Prin eliminarea variabilei E între primele două ecuații ele sistemului (1) se obține ecuația caracteristicii turație-curent.

) (3)

Substituind curentul prin cuplul corespunzător rezultă ecuația caracteristicii turație-cuplu.

(4)

Explicarea relației fluxului magnetic în cazul diferitelor tipuri de motoare conduce la ecuații particularizate ale caracteristicilor.

Aceste ecuații sunt parametrice, deci pot fi modificate prin acțiunea directă în scopul obținerii caracteristicilor artificiale necesare regimurilor tranzitorii (pornirea, reglarea vitezei, frânare) urmate de funcționarea stabilă a motorului pe caracteristica naturală.

Caracteristicile de funcționare ale motorului de curent continuu

A. Motorul cu excitație în derivație

Schema de conexiune a acestui motor, prevăzut cu excitație derivație sau separată (independentă) este indicată în figura 15.

Figura 15. MCC compensată cu excitație independentă

– circuitele electrice; b) – schema electrică echivalentă rotorică; 1 – poli principali; 2 – poli auxiliari; 3 – înfășurare de compensație.

Din schema echivalentă a motorului rezultă:

V = kΦ + RaI (5)

unde constanta electrică k este:

(6)

în care: p este numărul de perechi de poli, N – numărul total de conductoare pe periferia mașinii, a – numărul de căi de curent, Φ – fluxul considerat constant la curentul de excitație Ie constant, I –curentul rotoric, – viteza rotorică și Ra- rezistența înfășurării rotorice. În cazul Φ = const, se poate scrie kΦ = K, unde K este denumită constanta electromagnetică a mașinii. Momentul electromagnetic al mașinii este proporțional cu curentul rotoric:

M = kΦI = KI. (7)

În aceste condiții rezultă:

(8)

care este o variație liniară și constituie ecuația caracteristicii mecanice naturale a motorului de curent continuu cu excitație derivație prezentată sub forma f(I), respectiv = f (M). În aceste relații s-a notat:

(9)

Dacă se intercalează o rezistență Rx în serie cu rezistența rotorică Ra, se obțin caracteristicile mecanice artificiale, sub forma:

(10)

Figura 16. Caracteristica mecanică naturală a mcc cu excitație independentă

1 – caracteristica compensată; 2 – caracteristica insuficient compensată.

Figura 17. Caracteristica de sarcină a mcc cu excitație independentă

a) – de tensiune ; b) – de flux ; c) – reostatice.

În figura 16 este prezentată caracteristica mecanică naturală, iar în figura 1.4, caracteristicile artificiale de tensiune (a), de flux (b) și reostatice (c). În cazul figurii 17, a, caracteristicile de tensiune se deplasează prin translație față de caracteristica mecanică naturală.

dacă V1 > VN , caracteristica se deplasează în sus cu Δ01 = (V1 – VN)/K > 0,

dacă V2 < VN , deplasarea se realizează în jos cu Δ02 = (V2 – VN)/K < 0.

În cazul figurii 17, b, prin slăbire de flux Φ2 < Φ1 caracteristica de tensiune se deplasează prin translație în sus și invers.

În cazul figurii 1.4, c, prin intercalare de rezistențe se obțin caracteristici din ce în ce mai moi, ajungând să frâneze și să oprească motorul.

Motorul cu excitație serie

La acest motor înfășurarea rotorică este în serie cu înfășurarea de excitație, (fig. 18).

Figura 18. Caracteristicile universale ale mcc serie

Ca urmare a fenomenului de saturare magnetică, nu este posibil studiul analitic al caracteristicilor mecanice. Aceste caracteristici sunt prezentate în cataloage pentru fiecare serie de motoare sub formă de caracteristici raportate care indică dependența dintre viteza de rotație, puterea și randamentul mașinii în funcție de cuplul de sarcină sau de curentul absorbit de la rețea. În figura 1.6 sunt date caracteristicile universale ale unui tip constructiv de mașină de curent continuu cu excitație serie constând din:

viteza relativă ν= /N = f (i), unde i = I / IN;

cuplul redus m = f (i), puterea redusă π = P/PN = f (i)

randamentul redus η/ηN = f (i).

Formal, caracteristica mecanică este identică cu cea a motorului de curent continuu derivație, cu observația că mărimea K = k Φ nu mai este o constantă.

O proprietate esențială a motorului serie constă în aceea că funcționează la putere constantă, astfel că nu există posibilitatea de supraîncărcare, motorul serie fiind autoreglator.

Motorul cu excitație mixtă

Motoarele de curent continuu cu excitație mixtă au comportare intermediară între MCC cu excitație derivație și MCC cu excitație serie.

Turația are expresia:

(11)

Această expresie ilustrează diversitatea caracteristicilor ce pot fi obținute, cuprinse între caracteristicile motorului serie și caracteristicile motorului derivație. Caracteristica mecanică este semimoale, scăzând cu creșterea cuplului la solenații de același semn (compund) și crescând la solenații opuse ale înfășurărilor de excitație (anticompund).

În figura 19 s-au reprezentat sintetic următoarele caracteristici mecanice: 1 – motor cu excitație mixtă; 2 – motorul serie; 3 – motorul derivație

Figura 19. Caracteristica mcc cu excitație mixtă

Pornirea motoarelor de curent continuu

Pornirea motoarelor de curent continuu se face manual sau prin comandă automată, prin controlul uneia din mărimile care pot fi măsurate și care variază în acest interval: curent, viteză, timp.

Figura 20. Comanda pornirii a mcc cu excitație independentă funcție de viteză

a) – schema de forță; b) – schema de comandă.

Se prezintă în figura 20 schema de forță și de comandă în funcție de viteză. Vitezele 1 , 2 , 3, indicate în diagramă sunt proporționale cu tensiunile electromotoare e1 = Ki , i =1, 2, 3, tensiuni care pot fi evidențiate de releele de tensiune d1, d2 și d3, care anclanșează la atingerea acestor nivele. Se apasă pe butonul a1, contactorul c închide contactele principale 1c și 2c din circuitul rotoric și mașina pornește. La atingerea vitezei 1 anclanșează d1 și astfel contactorul c1 anclanșează și scurtcircuitează prin contactul său 1d1 tronsonul R3 al reostatului, ș.a.m.d. Releele termice d4 și d5 au rol de protecție la suprasarcină.

Pornirea motorului de curent continuu serie se realizează utilizând trepte de rezistențe conectate în serie cu circuitul rotoric, ca și la motorul derivație.

Acest motor este utilizat cu precădere în acționările electromecanice din tracțiunea minieră, urbană și feroviară.

Pornire prin conectare directă la rețea: este cea mai simplă metodă de pornire.

În procesul pornirii:

UA = RAIA + KeØn

UA = RAIA + LA + KeØn

în care:

LA, RA, reprezintă parametrii electrici ai întregului circuit al rotorului.

Ecuația de cupluri în regim dinamic este:

M – Mrε = J

în care:

Mrε = Mr + Mm + MFe reprezintă cuplul rezistent total la arbore.

Ecuațiile de funcționare în regim dinamic dovedesc că procesul de pornire al motorului este caracterizat de două regimuri tranzitorii:

regimul tranzitoriu electromagnetic determinat de variația în timp a mărimilor electrice prin circuitele motorului (indus plus excitație).

regimul tranzitoriu mecanic determinat de creșterea turației n.

Motoarele cu excitație serie pornesc cel mai repede pentru că odată cu curentul indusului crește și fluxul de excitație.

Pornirea motoarelor cu excitație mixtă se face similar cu a motoarelor cu excitație în derivație.

Pornire cu reostat: este utilizată la motoare de puteri medii și mari și constă din înscrierea unui reostat de pornire în circuitul rotoric, care se scoate treptat din circuit pe măsură ce motorul se turează. Reostatul este metalic, cu ploturi, deci cu rezistență variabilă în trepte, și numai în cazuri speciale prezintă o rezistență variabilă continuu.

În studiul procesului pornirii cu reostat se neglijează regimul tranzitoriu electric, deci se admite că la modificarea rezistenței indusului se modifică brusc curentul prin indus, dar turația își păstrează valoarea anterioară, deși se modifică lent.

Pornirea oricărui motor se poate efectua în sarcină sau în gol.

La pornirea în gol cu reostat se restrânge domeniul de variație al curentului în timpul pornirii, iar la pornire în sarcină se utilizează dimensionarea rezistenței de pornire.

Pornirea prin alimentare cu tensiune progresiv corespunzătoare: se utilizează la mașini de mare putere sau instalații speciale. Instalația electrică necesită același aparataj ca și la reglarea turației.

În tracțiunea electrică se utilizează conectarea în serie a mai multor motoare de curent continuu. După intrarea în turație motorul de curent continuu se conectează automat la tensiunea rețelei.

Regimul de frânare la motorul de curent continuu

Regimul de frânare la motorul de curent continuu cu excitație în derivație

Mașinile electrice posedă însușirea de a funcționa în regim de motor sau în regim de frână, după cum produc mișcarea sau se opun mișcării. În regim de motor cedează putere mecanică : P = MΩ > 0, în regim de frână primește putere mecanică pe care o transformă în căldură : P = MΩ < 0

Figura 21. Regimurile de funcționare în cele patru cadrane a) și funcționarea în regim de motor la: b) mecanism de ridicare-coborâre și c) mecanismul de translație

. Se deosebesc următoarele metode de frânare:

1. Frânare cu recuperare

2. Frânare în contracurent

3. Frânare reostatică

Frânarea cu recuperare

Se presupune că vehiculul coboară în sens direct până la Ω > Ω0, iar curentul prin indus își modifică sensul de circulație:

IA < 0

M = KIA < 0

În consecință cuplul electromagnetic își schimbă sensul iar efectul este de frânare.

La frânarea în sens direct P = EAIA < 0, deci este cedată în rețea, iar motorul de curent continuu funcționează în regim de generator.

La mecanismul de ridicare-coborâre frânarea cu recuperare se realizează la coborârea greutății. Dacă se inversează sensul (polaritatea) tensiunii de alimentare a indusului rezultă Ω’ și Ω au sensurile inverse, deci .

Prin urmare curentul din indus IA are sens invers, deci M = KIA < 0 are sens invers. Regimul de funcționare este de motor cu sens invers.

Frânarea în contracurent

Cuplul rezistent opus de mecanismele de lucru la arborele motorului poate fi de două tipuri:

a) potențial (de exemplu: mecanismul de ridicare – coborâre)

b) reactiv (de exemplu: mecanismul de translație).

a) La mecanismul ridicare – coborâre, frânarea se comandă prin mărirea rezistenței conectată în serie cu indusul. Cuplul electromagnetic și curentul își păstrează sensul, dar se inversează sensul tensiunii electromotoare rezultând:

Curentul de frânare IAF scade odată cu creșterea rezistenței de frânare RF.

b) La mecanismul de tip reactiv frânarea se realizează prin inversarea polarității tensiunii U = UA de alimentare a indusului (rotorului) concomitent cu înserierea unei rezistențe RF. Frânarea în contracurent este foarte puternică dar poate produce șocuri în transmisie care periclitează părțile mecanice ale instalației.

Frânarea dinamică

Indusul se deconectează de la rețea și se conectează pe o rezistență de frânare RF. Motorul de curent continuu funcționează în regim de generator, deci curentul din indus își schimbă semnul.

Regimul de frânare la motorul de curent continuu cu excitație serie

Frânarea cu recuperare de energie

Funcționarea unui motor de curent continuu cu excitație în serie nu poate trece din cadranul I în cadranul II prin mărirea vitezei pentru a se obține tensiunea electromotoare E > U, deoarece odată cu creșterea vitezei cuplul va scădea, deci și curentul prin indus va scădea, va scădea și fluxul de excitație, și tensiunea electromotoare, prin urmare viteza de rotație se va menține aproximativ constantă. Excitația se poate conecta separat la rețea printr-o rezistență tampon sau se poate alimenta de la o sursă de tensiune redusă.

În cazul motorului de curent continuu cu excitație mixtă înfășurarea de excitație în derivație permite frânarea cu recuperare. Deoarece curentul prin indus își schimbă sensul înfășurarea de excitație serie va avea acțiune demagnetizantă. În practică se aplică două soluții:

a) la frânare se inversează conexiunea bornelor înfășurării de excitație serie;

b) înfășurarea de excitație serie se deconectează de la alimentare;

Frânarea dinamică

Indusul se deconectează de la rețea și se conectează pe o rezistență, iar motorul de curent continuu trece să funcționeze în regim de generator. Se aplică două metode:

a) excitația rămâne conectată în serie, dar se păstrează sensul curentului în regim de motor (se inversează legarea bornelor înfășurării de excitație la indus);

b) excitația se alimentează separat de la rețea printr-o rezistență de limitare a curentului.

Expresia caracteristicii mecanice este:

Frânarea în contracurent

Are modalități diferite de realizare, după cum sarcina este de tip potențial sau rezistiv.

a) Pentru sarcini reactive la frânarea în contracurent se schimbă bornele de alimentare ale indusului, iar sensul fluxului de excitație se menține neschimbat. Rezistența RF conectată în serie cu indusul va limita curentul de frânare. Caracteristica mecanică are ecuația:

b) Pentru sarcini potențiale: rezistența de frânare este: RF > RF0. Rezistența de frânare limită este rezistența pentru care caracteristica mecanică intersectează axa cuplului la M=MR. Ecuația caracteristicii mecanice este:

REGLARE A TURAȚIEI MOTORULUI DE CURENT CONTINUU

În industrie există mașini care lucrează cu viteză variabilă. Reglajul vitezei mașinii se realizează de multe ori cu dispozitive mecanice, de exemplu cutii de viteze, dar reglajul prin variația turației motorului este de cele mai multe ori avantajos tehnologic și economic. Spre exemplu automatizarea unor procese industriale este foarte greu de conceput cu folosirea metodelor mecanice de reglaj a vitezei.

Principalele criterii de apreciere a metodei de reglaj a turație motoarelor sunt:

1. Intervalul de reglaj;

2. Finețea reglajului;

3. Economicitatea reglajului;

4. Stabilitatea funcționării la turația dorită;

5. Sensul reglajului;

1. Intervalul de reglaj reprezintă raportul turației maxime și minime ce se poate obține prin metoda abordată.

2. Finețea reglajului exprimă posibilitatea de a modifica cu valori mici turația de lucru. Astfel la motorul asincron cu inele nu se poate obține o finețe prea mare a reglajului cu rezistențe în circuitul rotoric, pentru că numărul acestor rezistențe nu poate fi prea mare.

3. Economicitatea reglajului se referă la cheltuielile necesare punerii în practică a metodei de reglaj, cât și la cheltuielile legate de consumul de energie și întreținere a dispozitivelor de reglaj.

4. Stabilitatea reglajului reprezintă capacitatea motorului de a menține turația dorită atunci când sarcina variază. Acest lucru se exprimă prin factorul:

Expresia reprezintă panta caracteristicii mecanice n = f(M), unde M reprezintă diferența între momentul motor și cel de sarcină pentru o turație dată. Dacă presupunem că momentul de sarcină nu variază prea mult odată cu turația, stabilitatea reglajului se poate aprecia după înclinarea caracteristicii mecanice.

5. Sensul reglajului precizează dacă modificarea turației prin metoda analizată se face prin creșterea sau scăderea turației față de funcționarea pe caracteristica naturală a motorului.

Reglajul turației mcc cu excitație derivație

Metodele de reglaj a turației motoarelor de curent continuu cu excitație derivație sunt:

a) – reglajul cu ajutorul rezistențelor în circuitul rotoric;

b) – reglajul prin modificarea fluxului;

c) – reglajul prin varierea tensiunii de alimentare;

a) Intervalul de reglaj depinde de valoarea rezistențelor și a cuplului de sarcină. Finețea nu este prea mare deoarece numărul de rezistențe ce se pot utiliza este limitat de obicei 3 – 4. Economicitatea este slabă datorită pierderilor mari de putere pe rezistențe, stabilitatea este mică turații mici, reglajul vitezei se face în dauna stabilității funcționării, turația poate fi doar micșorată. Caracteristicile mecanice în cazul folosirii rezistențelor adiționale în circuitul rotoric sunt ca în fig. 22.

Figura 22. Caracteristicile mecanice ale motorului de curent continuu cu excitație derivație pentru diferite rezistențe Rp înseriate în rotor la tensiune și flux constant.

b) Metoda de reglaj cu variația fluxului este mai avantajoasă sub toate aspectele, dat fiind că reglajul se face în circuitul de excitație unde trece cam a zecea parte din curentul motorului. Reglajul se face în sensul creșterii turației, dar aceasta nu poate depășii 1,6 – 2 ori turația nominală, fiind posibilă distrugerea motorului. Caracteristicile mecanice sunt acelea din fig. 2.2.

Figura 23. Caracteristicile mecanice ale motorului de curent continuu cu excitație derivație obținute prin scăderea curentului statoric pentru tensiunea U constantă și fără rezistențe înseriate rotorului

c) Metoda de reglaj prin variația tensiunii de alimentare este superioară celorlalte în ce privește intervalul de reglaj, la finețea și stabilitatea reglajului apar dificultăți în asigurarea sursei de tensiune variabilă. Caracteristicile mecanice sunt de forma unor drepte paralele aflate sub caracteristica naturală, ca în fig. 24.

Figura 24. Caracteristicile mecanice ale mcc cu excitație derivație

Reglajul turației motorului de curent continuu cu excitație serie

Metodele de reglaj a turației motoarelor de curent continuu cu excitație serie sunt:

a) – metoda de introducere de rezistențe înseriate;

b) – metoda variației tensiunii;

c) – șuntarea indusului;

a) În fig.25 sunt trasate caracteristicile mecanice ale motoarelor de curent continuu cu excitație serie, obținute prin înserierea de rezistențe. Din punct de vedere al indicatorilor calității, această metodă nu se deosebește de reglajul turației motoarelor derivație cu ajutorul rezistențelor în circuitul rotoric.

Figura 25. Caracteristicile mecanice ale motorului de curent continuu cu excitație serie obținute introducând rezistențe în circuitul rotoric

b) Reglarea tensiunii de alimentare a motoarelor serie se face prin legarea lor în serie sau în paralel la rețea sau prin alimentarea acestora de la o sursă de tensiune reglabilă. Intervalul de reglaj și finețea în această situație nu sunt prea bune, însă economicitatea și stabilitatea reglajului sunt bune. Caracteristicile mecanice sunt prezentate în fig 26.

Figura 26. Caracteristicile mecanice ale mcc serie –variațiile tensiunii

c) Reglajul turației prin șuntarea indusului produce mărirea fluxului de excitație la momente de sarcini mici.

Figura 27. Caracteristicile mecanice ale mcc prin suntarea indusului

Rs reprezintă o rezistență cu posibilitatea modificării valorii acesteia, ea poate lua valorile Rs1, Rs2, Rs3 etc., (fig.27).

Intervalul de reglaj, finețea și economicitatea sunt scăzute deoarece reglajul se face în curenți mari. Stabilitatea reglajului este mai bună decât în cadrul folosirii rezistențelor înseriate.

Se poate proceda și la șuntarea excitației prin care se obțin turații mai mari decât pe caracteristica naturală.

Figura 28. Reglajul turației motorului serie prin șuntarea excitației

Această metodă are economicitate mai mare dar se sporește pericolul atingerii unor turații prea mari, (fig.28).

Sisteme de reglare a vitezei m.c.c. alimentate prin impulsuri

Instalațiile de reglare automată a vitezei cu limitare de curent sunt realizate pe aceleași principii ca și instalațiile cu redresoare comandate, reglarea efectuându-se prin variația duratei relative de conectare a tiristorului principal prin care se alimentează indusul motorului.

Schema de reglare cuprinde (fig.29) un regulator de viteză RW, care primește la intrare tensiunea de referință de la potențiometru P și tensiunea de reacție furnizată de tahogeneratorul T. Curentul iA din circuitul rotoric, măsurat prin șuntul f, este controlat de regulatorul de curent RI. Reglarea duratei relative de conectare este realizată de generatorul de tact GT și de două formatoare de impulsuri FI1 și FI2.

Figura 29. Schema de reglare

Generatorul de tact dă la ieșire impulsuri dreptunghiulare de tensiune, cu perioada T (fig.30 a) care se aplică formatorului de impulsuri FI1. Aceasta comandă aprinderea tiristorului auxiliar de stingere TS ori de câte ori tensiunea uGT începe cu un nou impuls. Același dispozitiv FI1 generează și un semnal de referință ur, în formă de dinți de fierăstrău, având aceeași frecvență ca a generatorului de tact. (fig.30 c). Acest semnal este introdus prin blocul logic BL în formatorul FI2 împreună cu mărimea de comandă uc obținută de la regulatorul de curent. Formatorul FI2 produce un impuls de comandă u1 pentru aprinderea tiristorului principal TP, ori de câte ori semnalul ur este egal cu tensiunea de comandă uc.(fig.30 d). În felul acesta, prin variația semnalului de comandă uc se reglează momentul de amorsare al tiristorului principal determinând variația duratei de conducție a acestuia și obținerea unor tensiuni dreptunghiulare, cu durată de acționare reglabilă, care se aplică indusului motorului. (fig.30 e).

Figura 30. Formele de undă ale semnalelor de reglare

PROIECTUL TEHNIC

Generalități

În figura 31 este prezentată schema de principiu a standului. Acest circuit păstrează constantă viteza unui motor de curent continuu cu ajutorul unui microcontraller PIC16F874, chiar dacă sarcina acestuia variază. În circuit, pe lângă motorul principal M1, se mai folosește un motor M2 pe post de generator, care are rolul de a detecta viteza de rotație a lui M1.

Figura 31. Păstrarea constantă a vitezei unui motor de curent continuu cu ajutorul microcontrolerului PIC16F874.

Microcontrollerul are rolul de a compara tensiunea circuitului de intrare, adică tensiunea dată de motorul M2 cu tensiunea de referință. Dacă valoare comparată este mai mică PIC – ul trimite curent motorului M1 până se ajunge la viteză constantă, iar dacă valoarea este mai mare PIC – ul scade curentul trimis motorului M1 până viteza devine constantă

Dacă se dorește o modificare a vitezei de rotație a motorului principal, se reglează potențiometrul VR1, astfel se modifică tensiunea circuitului de intrare, adică cea care este comparată de microcontroller. Prin modificarea acestei tensiuni PIC – ul crește sau scade curentul trimis motorului M1 și astfel se obține mărirea sau micșorarea vitezei de rotație a motorului principal.

Valoarea vitezei de rotație a motorului va fi afișată în binar pe cele 8 leduri ale microcontrollerului. Astfel, dacă motorul nu este pornit toate ledurile sunt stinse, iar dacă motorul funcționează la viteză maximă toate ledurile sunt aprinse.

Aprinderea ledurilor începe cu ledul 1 și crește odată cu creșterea curentului trimis motorului principal.

Părțile componente ale schemei

Controlul tensiunii de intrare

Figura 32. Circuitul de intrare

Acesta este circuitul care controlează tensiunea de intrare în PIC, tensiune creată de rotirea motorului M2. Această tensiune este convertită de un convertor A/D. Modificarea tensiunii se face PWM de CCP (capture, compare, PWM) și ajută la controlul funcționării motorului.

Tensiunea de intrare în microcontroller se modifică proporțional cu numărul de rotații făcute de motor.

Microcontrollerul controlează curentul electric transmis motorului, astfel dacă tensiunea de intrare este mare, PIC-ul scade curentul transmis motorului, acesta scade numărul de rotații până se ajunge la viteza dorită. Dacă tensiunea de intrare este mică, PIC-ul crește curentul trimis motorului și astfel crește numărul de rotații ale motorului și se menține constantă viteza la valoarea dorită.

Dioda D1 are un rol protector pentru PIC, mai ales în momentul când tensiunea de intrare este mare. Din potențiometrul VR1 se poate modifica numărul de rotații ale motorului astfel dacă potențiometrul este în poziția 1 tensiunea de intrare va deveni minimă, iar PIC-ul crește curentul transmis motorului pentru a-i păstra constantă viteza, dar de fapt prin creșterea curentului transmis motorului el mărește numărul de rotații și astfel mărește viteza motorului principal. Dacă potențiometrul este în poziția 3 tensiunea de intrare va fi maximă, iar PIC-ul va scade curentul transmis motorului având același scop de a păstra viteza constantă, dar de fapt prin micșorarea curentului transmis motorului el scade numărul de rotații și astfel se micșorează viteza.

Funcționarea motorului în circuit

Figura 33. Schema de alimentare a motorului

Funcția PWM este folosită pentru controlarea funcționării motorului în circuit, control care se face în funcție de curentul electric. PWM poate să schimbe durata pulsului de ieșire din CCP1 în funcție de date. Când timpul nivelului H al pulsului este scurt, timpul nivelului L devine lung în tranzistorul 2, adică valoarea curentului electric transmis motorului crește. În sens invers, când timpul nivelului H este mare, timpul de deschidere al tranzistorului 2 devine scurt și valoarea curentului transmisă motorului scade, (fig.33).

Durata pulsului din CCP1 este controlată în tensiune în funcție de tensiunea circuitului de intrare. Când valoarea tensiunii de intrare este mai mare decât valoarea comparată, timpul nivelului H este mai mare și astfel numărul de rotații ale motorului este micșorat. Când valoarea tensiunii de intrare este mai mică decât valoarea comparată, timpul nivelului H este mic și astfel crește numărul de rotații ale motorului.

Figura 34. Comanda tranzistorilor

Dacă valoarea curentului din motor este mare există gravitatea ca motorul să nu mai poată detecta viteza. De aceea se pune în circuit un rezistor legat în serie pentru micșorarea curentului electric.

Figura 35. Rezonator de 10 MHz

În circuit se folosește un rezonator de 10 MHz, dar acesta nu este direct implicat.

Figura 36. Legarea ledurilor la PIC

Ledurile au rolul să te țină la curent cu funcționarea motorului. Trei biți de rang superior ai datelor de control PWM sunt folosiți pentru aprinderea ledurilor.

În condiția în care motorul nu este pornit, toate ledurile sunt oprite. Numărul de aprinderi a ledurilor crește de la ledul 1 o dată cu creșterea curentului. Când motorul ajunge la turație maximă sunt aprinse toate ledurile.

Figura 37. Regulator cu trei terminale

Acest regulator cu trei terminale este folosit pentru operarea tensiunii de intrare în microcontroller. Aproximativ 70 mA sunt consumați când toate ledurile sunt aprinse, adică motorul funcționează la turație maximă.

Microcontroller PIC16F874

Descriere generală

PIC 16F8XX este un grup în familia microcontrollerelor PIC16CXXX, caracterizat prin costuri reduse, performanțe înalte, structură de tip CMOS și operare statică. Toate aceste microcontrollere folosesc arhitectura de tip RISC (Reduced Instruction Set Computing).

Caracteristic pentru această familie este arhitectura internă în care bus-urile de instrucțiuni și de date sunt separate, cel de instrucțiuni cu lărgime de 14 biți, iar cel de date cu lărgimea de 8 biți. Această arhitectură permite execuția într-un singur ciclu mașină al instrucțiunilor cu excepția ramurilor de program care necesită două cicluri. Sunt disponibile un număr total de 35 de instrucțiuni. O altă caracteristică importantă pentru dezvoltarea de aplicații este existența a două tipuri de memorie program pentru același tip de circuit. Primul tip de memorie este de tip FLASH și permite scrierea ei de un număr foarte mare de ori, facilitate utilă în dezvoltarea de aplicații. Al doilea tip este o memorie CMOS inscriptibilă o singură dată, utilă pentru lucrul în serie de produse cu aplicație. Caracteristica de bază a acestui microcontroller este reprogramarea electrică a acestuia de un număr infinit de ori.

Caracteristici principale:

frecvența maxima de operare 20MHz

memoria program (FLASH) 8KB

memoria de date (RAM) 368B

memoria de date EEPROM 256B

întreruperi 14

porturi intrare – ieșire 5 (A,B,C,D,E)

timer-e 3

module captură / comparare / PWM 2

interfață serială USART, MSSP

interfață paralelă PSP (parallel slave port)

convertor analog – digital (10biți) 8 canale de intrare

set de instrucțiuni 35 instrucțiuni (RISC)

Microcontrollerul conține o unitate aritmetică logică ALU de 8 biți și un registru de lucru. ALU efectuează funcții aritmetice și booleene între datele din registrul de lucru și oricare alt registru. Registrul de lucru este notat cu w. Acumulatorul nu este un registru adresabil. În funcție de instrucțiunea executată, unitatea aritmetico logică (ALU) afectează valorile biților CARRY (C), DIGIT CARRY (DC) și ZERO (Z) din registrul de stare (STATUS).

Microcontroller-ul PIC16F874 este disponibil într-o capsulă de 40 pini:

I – intrare; O – ieșire; I/O – intrare/ieșire; TTL – intrare TTL; TS – intrare Trigger Schmitt (cu histerezis); P – alimentare (power)

Schema bloc a microcontroller-ului

Figura 38. Structura unui microcontroler

Organizarea memoriei

Memoria acestui microcontroller este împărțită în două părți:

memoria program

memoria de date

Fiecare din aceste blocuri de memorie are propriul său bus. Acest lucru permite aducerea într-un singur ciclu a instrucțiunilor respectiv datelor din memorie.

Memoria de date se împarte în:

regiștri cu funcții speciale (SFR)

memoria RAM generală

memoria EEPROM

Organizarea memoriei program (FLASH)

PIC16F874 are un PC (“program counter”) de 13 biți, capabili să adreseze 8kx14 spații de memorie program (0000h – 1FFFh),

Vectorul de reset este 0000h și vectorul de întreruperi este 0004h.

Figura 39. Memoria de date

Observație: Adresa instrucțiunilor de salt (GOTO, CALL) este codificată pe 11 biți. Ceilalți 2 biți trebuie setați manual (dacă este cazul) în registrul PCLATH.

Organizarea memoriei de date

Descriere generală

Memoria de date este organizată în 4 bancuri. Selecția bancului cu care se lucrează se face cu ajutorul biților RP1 și RP0, aparținând registrului STATUS, al regiștrilor SFR. Fiecare banc este împărțit în două zone: prima zonă este alocată regiștrilor cu funcțiuni speciale (SFR), în timp ce a doua zonă este alocată regiștrilor cu funcțiuni generale (GFR).

Primele locații din fiecare banc sunt rezervate regiștrilor cu funcții speciale (SFR):

● 00h 1Fh pentru bancul 0 (32octeți)

● 80h 9Fh pentru bancul 1 (32octeți)

● 100h 10Fh pentru bancul 2 (16octeți)

● 180h 18Fh pentru bancul 3 (16octeți)

Ei sunt folosiți de PC și periferice pentru a controla diferite operații.

Restul memoriei de date este alocată regiștrilor de uz general:

● 20h 7Fh pentru bancul 0 (96octeți)

● A0h EFh pentru bancul 1 (80octeți)

● 110h 16Fh pentru bancul 2 (96octeți)

● 190h 1EFh pentru bancul 3 (96octeți)

Regiștri din memoria de date sunt implementați fizic ca memorie RAM statica (bistabili).

Regiștri cu funcții speciale

Figura 40. Regiștrii

Descriere generală a funcțiilor

Memoria EEPROM

Microcontroller-ul PIC16F874 are 256B de memorie reprogramabilă electric (EEPROM). Această memorie este necesară atunci când se dorește păstrarea unor valori și după ce cip-ul nu mai este alimentat, însă are următoarele dezavantaje:

– memoria nu este direct adresabilă, fiind nevoie a se lucra indirect, prin șase regiștri din SFR (EECON1, EECON2, EEDATA, EEADR, EEDATH, EEADRH).

– are o latență mult mai mare decât memoria RAM

Registrul EEDATA păstrează 8 biți de date pentru citire / scriere, iar registrul EEADR păstrează adresa de la locația EEPROM – ului. La scrierea unui cuvânt în memorie se șterge automat locația și se scrie noua dată (se va șterge înainte de scriere), iar timpul de scriere este controlat de un “timer”.

Registrul EECON1 este registru de control cu cinci biți mai puțini semnificativi, implementați fizic, iar cei mai semnificativi trei biți, nu există, fiind citiți ca zero.

Registrul EECON2 nu este un registru fizic. El este utilizat exclusiv în secvențe de scriere a memoriei de date EEPROM

Citirea memoriei de date EEPROM

Pentru a citi o locație a memoriei de date EEPROM, utilizatorul trebuie să scrie adresa în registrul EEADR și apoi să seteze pe 1 bitul RD (EECON1<0>) (RD=1 inițializarea citirii în EEPROM). EEDATA va păstra valoarea până la o nouă citire sau până este scrisă de către utilizator (de-a lungul operației de scriere).

Exemplu:

BCF STATUS, RP0

BSF STATUS, RP1 ;bancul 2 de regiștri

MOVLW adresa ;adresa de la care citesc

MOVWF EEADR

BSF STATUS, RP0 ;bancul 3 de regiștri

BCF EECON1, EEPGD

BSF EECON1, RD ;pornesc operația de citire din EEPROM

BCF STATUS, RP0 ;bancul 2 de regiștri

MOVF EEDATA, w

Scrierea memoriei de date EEPROM

Pentru a scrie o locație a memoriei de date EEPROM, utilizatorul trebuie să scrie adresa în registrul EEADR și data în registrul EEDATA. Apoi utilizatorul trebuie să urmeze niște secvențe speciale pentru a inițializa, scrierea, pentru fiecare bit.

Exemplu:

BSF STATUS, RP0

BSF STATUS, RP1 ;bancul 3 de regiștri

TEST

BTFSC EECON1, WR ;aștept sa se încheie ciclul anterior de scriere

GOTO TEST

BCF STATUS, RP0 ;bancul 2 de regiștri

MOVF adresa_eeprom, w

MOVWF EEADR

MOVF data_eeprom, w

MOVWF EEDATA

BSF STATUS, RP0 ;bancul 3 de regiștri

BCF EECON1, EEPGD

BSF EECON1, WREN

MOVLW 0x55

MOVWF EECON2

MOVLW 0xAA

MOVWF EECON2

BSF EECON1, WR

BCF EECON1, WREN

BCF STATUS, RP0

BCF STATUS, RP1 ;bancul 0 de regiștri

Observație: adresa_eeprom și data_eeprom sunt doi regiștri de uz general din bancul 2 unde scriu adresa, respectiv data care trebuie scrisă în memoria EEPROM.

Porturile de intrare / ieșire

PIC16F874 are cinci porturi: PORTA, PORTB, PORTC, PORTD și PORTE

PORT A

PORTA este bidirecțional și are 6 biți. Selectarea intrare/ieșire se face setând respectiv resetând în registrul TRISA biții corespunzători portului. Intrările portului A, cu excepția RA4, pot fi configurate și ca intrări analogice, portul A fiind asociat cu un convertor analog – digital.

Funcționarea portului A:

Regiștri asociați portului A:

Exemplu:

CLRF PORTA; inițializarea portului A

BSF STATUS, RP0; selectăm bancul 1

MOVLW 0X0F; w 00001111

MOVWF TRISA ; setăm RA<3 :0> ca fiind intrări și RA<5 :4>; ca fiind ieșire. Întotdeauna TRISA< 7: 5 > sunt ;citite ca fiind pe zero.

PORT B

PORTB este un port bidirecțional pe 8 biți. Registrul corespunzător direcției datelor este TRISB. Un 1 pe oricare din biții registrului TRISB, pune ieșirea corespunzătoare în modul de lucru de înaltă impedanță, setând bitul ca bit de intrare. Intrarea este de nivel TTL, iar ieșirea de tip CMOS. Biții RB4 RB7 pot genera întreruperi la schimbarea stării.

Funcționarea portului B:

Regiștri asociați portului B:

PORT C

PORTC este un port bidirecțional pe 8 biți. Registrul corespunzător direcției datelor este TRISC. Un 1 pe oricare din biții registrului TRISC, pune ieșirea corespunzătoare în modul de lucru de înaltă impedanță, setând bitul ca bit de intrare.

Funcționarea portului C:

Regiștri asociați portului C:

PORT D

PORTD este un port bidirecțional pe 8 biți. Registrul corespunzător direcției datelor este TRISD. Un 1 pe oricare din biții registrului TRISD, pune ieșirea corespunzătoare în modul de lucru de înaltă impedanță, setând bitul ca bit de intrare. Portul D poate fi folosit și ca port paralel.

Funcționarea portului D:

Regiștri asociați portului D:

PORT E

PORTE este un port bidirecțional pe 3 biți. Registrul corespunzător direcției datelor este TRISE. Un 1 pe oricare din biții registrului TRISE, pune ieșirea corespunzătoare în modul de lucru de înaltă impedanță, setând bitul ca bit de intrare. Portul E poate fi folosit și ca port de control atunci când portul D este folosit ca port paralel.

Funcționarea portului E:

Regiștri asociați portului E:

Timer-e

PIC16F874 are 3 timer-e: Timer0

Timer1

Timer2

Timer0

numărător \ cronometru pe 8 biți (registrul TMR0)

poate fi scris și citit

asociat cu un divizor programabil pe 8 biți (1 – 256)

sursa de tact internă (CLKOUT sau WDT) sau externă (oscilator extern)

generează o întrerupere la trecerea de la FFh la 00h

atunci când se lucrează cu un oscilator extern se poate selecta tranziția pe front pozitiv sau pe front negativ

Regiștri asociați cronometrului Timer0:

Timer1

numărător \ cronometru pe 16 biți (TMR1H și TMR1L)

poate fi scris și citit

asociat cu un divizor programabil (1,2,4,8)

sursa de tact internă (fosc/4) sau externă (oscilator extern conectat la RC1,RC2)

poate genera o întrerupere la trecerea de la FFFFh la 0000h

Regiștri asociați cronometrului Timer1:

Timer2

cronometru pe 8 biți (registrul TMR2)

poate fi scris și citit

asociat cu un divizor programabil (1,4,16)

sursa de tact internă (fosc/4)

poate fi folosit ca bază de timp pentru modulul PWM

asociat cu un registru care îi stabilește perioada de resetare (PR2)

poate genera o întrerupere la 116 perioade

Regiștri asociați cronometrului Timer2:

Modulul de generare a tensiunii PWM

PWM = Pulse Width Modulation (modularea impulsurilor în durată). Microcontroller-ul generează o tensiune dreptunghiulară a cărei valoare medie este proporțională cu factorul de umplere

Umed =5V ∙ Fu

PIC16F874 are doua module PWM identice. Tensiunea de ieșire poate avea o rezoluție de pana la 10 biți.

Figura 41. Structură-funcționare

Perioada PWM = [(PR2)+1]*4*[valoarea divizorului asociat cu Timer2]

Frecvența PWM = 1/ Perioada PWM

Atunci când sunt folosite ambele module PWM tensiunile de ieșire vor avea aceeași frecvență.

Regiștri asociați modulului PWM:

Portul serial. Modulul USART

(Universal Synchronus Asynchronus Reciever Transmitter)

USART, cunoscut și ca ”interfață serială de comunicație” (SCI), poate fi configurat în trei moduri:

mod asincron full duplex

mod sincron master half duplex

mod sincron slave half duplex

Modul asincron

În acest mod USART folosește un format standard al datelor: un bit de start, 8 sau 9 biți de date și un bit de stop. Cel mai uzual format este cel cu 8 biți de date.

Transmisia începe cu cal mai puțin semnificativ bit (LSB). Partea de transmisie funcționează independent față de partea de recepție, dar lucrează la aceeași viteză.

Modul asincron se selectează prin ștergerea bitului SYNC (TXSTA <4>)

Modulul de transmisie asincronă

Partea principală a acestui modul este registrul paralel – serie TSR (transmit shift register). Acest registru primește datele de la registrul TXREG care este încărcat prin program. După ce datele au fost transferate din TXREG în TSR circuitul poate genera o întrerupere.

Transmisia este validată prin setarea bitului TXEN (TXSTA <5>).

Schema bloc

Figura 42. Schema explicativă

Regiștri asociați transmisiei asincrone

Modulul de recepție asincronă

Datele sunt recepționate prin pinul RC7 în blocul de recuperare care este un registru serie – paralel de mare viteză.

Partea principală a modulului de recepție este registrul RSR. După eșantionarea bitului de stop datele sunt transferate în registrul RCREG.

Recepția este validată prin setarea bitului CREN (RCSTA <4>)

Schema bloc

Figura 43. Schema bloc

Regiștri asociați recepției asincrone

Regiștri pentru starea vitezei de comunicare

Setarea vitezei de comunicare pentru Fosc = 4MHz

Întreruperi

PIC16F874 are 14 surse de întrerupere:

întrerupere externă (RB0/INT)

întrerupere Timer0

întrerupere Timer1

întrerupere Timer2

întrerupere la schimbarea valorii de intrare (PORTB<7:4>)

întrerupere la scriere EEPROM

întrerupere generată de portul paralel

întrerupere generată de convertorul analog – numeric

întrerupere generată de modulul de transmisie serială asincronă

întrerupere generată de modulul de recepție serială asincronă

întrerupere generată de portul serial sincron

întrerupere generată de modulul CPP1

întrerupere generată de modulul CPP2

întrerupere generată la o eroare pe bus-ul de date

Regiștri folosiți pentru controlul întreruperilor

Schema bloc

Figura 44. Schema logică

Oscilatorul

Tipuri de oscilatoare

PIC16F874 poate lucra în patru moduri diferite, de oscilație:

LP “LOW POWER CRISTAL”

XT “CRYSTAL / RESONATOR”

HS “HIGH SPEED CRYSTAL / RESONATOR”

RS “RESISTOR / CAPACITOR”

Selectarea unuia din cele patru moduri se face prin setarea celor doi biți de configurație FOSC1 și FOSC2 .

Oscilatorul cu cristal de cuarț

Oscilatorul de mare viteză HS se conectează intre OSC1/CLKIN și OSC2/CLKOUT

Figura 45.

Figura 46.

Programarea microcontroller-ului PIC16F874

Pentru scrierea programului în microcontroller este nevoie o interfață hardware specializată și o interfață software care să o controleze. Interfața hardware se conectează la calculator (PC), în funcție de tipul ei, pe un port serial, paralel sau USB. Ca interfață software se folosește un program specializat (Pony Prog, PICSTART Plus, PRO MATE 2, etc.).

Setul de instrucțiuni

Microcontroller-ul PIC16F874 poate fi programat folosind un set de 35 de instrucțiuni (limbaj de asamblare). Fiecare instrucțiune este codificată pe 14 biți.

Cele 35 de instrucțiuni se împart în 3 categorii:

instrucțiuni la nivel de octet (byte)

instrucțiuni la nivel de bit

instrucțiuni literale și de control

d=0 → destinația este w

d=1 → destinația este f

ALGORITMUL DE PROGRAMARE

Schema algoritmului

Figura 47. Schema algoritmului de programare

Explicarea algoritmului de programare

Se setează tipul procesorului cu directiva LIST (exemplu p = pic 16F874), iar funcțiile standard ale procesorului sunt citite cu directiva INCLUDE.

Configurarea procesorului se face prin directiva CONFIG.

La microcontrolerul pic 16F874 registrul de funcții speciale (SFR) este divizat în patru bank – uri de memorie. Eliminarea alertelor de selectare a bank – urilor de memorie se face prin error level.

Există funcții speciale care sunt comune unor anumite bank – uri, dar există și funcții speciale care sunt specifice numai unui bank de memorie.

Selectarea bank – urilor de memorie se realizează prin selectarea biților RP0 și RP1 din registrul STATUS. Chiar dacă specificarea bank – urilor în registrul STATUS este realizată corect mesajul de specificare a bank – lui este afișat.

Definirea etichetelor

În programul nostru sunt definite trei etichete: speed (viteză); change (schimbare); led.

Prima etichetă speed este valoarea de referință a vitezei. Este controlată de valoarea obținută din conversia analog – numerică a tensiunii date de circuitul de intrare.

Eticheta change – memorează rezultatul comparării tensiunii circuitului de intrare cu tensiune de control a motorului (tensiunea de referință). În funcție de această valoare se modifică valoarea registrului CCPR1 (registru care controlează funcția PWM).

Compararea dintre semnalul circuitului de intrare și cel de referință se realizează la fiecare 10 ms.

Când se sesizează o diferență între valoarea tensiunii de control și cea de intrare, valoarea care a fost specificată de change este adunată sau scăzută din valoarea ciclului PWM.

Variabila led are rolul de a afișa în binar valoarea vitezei de rotație a motorului și de a te ține la curent cu funcționarea motorului.

Program start

Instrucțiunea este executată de la adresa 0 din memoria program când pic – ul este alimentat cu tensiune. Când apare o întrerupere procesul începe de la adresa 4. Fiecare salt în program se face cu instrucțiunea goto.

Procesul de inițializare

Procesul de inițializare se realizează la pornire

Inițializarea porturilor A, B și C

Se folosește primul pin din portul A ca intrare analogică (RA0). Ceilalți pini sunt setați ca ieșiri pentru a evita influența altor porturi de intrare.

Portul B este setat ca ieșire pentru controlul ledurilor.

Portul C este setat ca ieșire pentru realizarea comparării dintre valoarea tensiunii de intrare și valoarea de referință.

Inițializarea conversiei A/D

Deoarece frecvența este de 10 MHz dată de rezonator, rezultă că frecvența convertorului A/D este setată la 10 MHz/32.

Un canal de intrare este setat la AN0. rezultatul conversiei este setat la stânga pentru a lua cei mai semnificativi 8 biți.

Inițializare PWM

Registrul CCP1 este folosit pentru modulul PWM. Acest registru păstrează valoarea dată de variabila change, adică valoarea care mărește sau micșorează mărimea pulsului.

Inițializarea modului de comparare

Registrul CCP2 este folosit pentru comparare celor două semnale și generează întreruperi periodice (o dată la 10 ms).

Inițializarea întreruperilor

Datorită setării bitului de validare a întreruperii din registrul CCP2 este posibilă realizarea întreruperii.

Se termină procesul de inițializare.

Procesul de întrerupere

În momentul în care se realizează o întrerupere se setează flegul de întrerupere pe zero pentru a nu mai putea intra o altă întrerupere până nu este terminată aceasta.

Se așteaptă până procesul de conversie A/D este complet. Conversia începe simultan cu apariția întreruperii.

Compararea cu tensiunea de referință

Când conversia A/D s-a terminat cei mai semnificativi 8 biți ai rezultatului sunt comparați cu valoarea de referință a vitezei. Se obține un rezultat care poate fi mai mare sau mai mic decât valoarea comparată.

Procesul de încetinire a vitezei

Dacă rezultatul obținut este mai mare microcontrolerul scade curentul trimis motorului și astfel se micșorează viteza.

Procesul de mărire a vitezei

Dacă rezultatul obținut în urma comparării este mai mic, microcontrolerul crește curentul transmis motorului și astfel se realizează creșterea vitezei.

Ambele decizii, atât cea de creștere a vitezei cât și cea de micșorare sunt luate de variabila change.

Controlul ledurilor

Dacă motorul nu este alimentat toate ledurile sunt oprite. Aprinderea ledurilor începe de la ledul 1 spre ultimul led odată cu creșterea curentului transmis motorului.

Procesul de terminare a întreruperii

Sfârșitul procesului de întrerupere se realizează cu instrucțiunea RETFIE.

La sfârșitul programului se pune instrucțiunea END.

Programul

list p=pic16f874

include p16f874.inc

__config _HS_OSC & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _LVP_OFF

errorlevel -302 ;Suppress bank warnin;

Label Definition

speed equ d'8' ;Reference speed (5×8/256=0.156V)

change equ d'1' ;Change value (2mV/ms)

led equ h'20' ;LED control data save area;

Program Start

org 0 ;Reset Vector

goto init

org 4 ;Interrupt Vector

goto int; Initial Process init;

Port initialization

bsf STATUS,RP0; Change to Bank1

movlw b'00000001' ; AN0 to input mode

movwf TRISA; Set TRISA register

clrf TRISB; Set TRISB to uotput mode

clrf TRISC; Set TRISC to output mode

bcf STATUS,RP0; Change to Bank0

; A/D converter initialization

movlw b'10000001' ;ADCS=10 CHS=AN0 ADON=ON

movwf ADCON0 ;Set ADCON0 register

bsf STATUS,RP0 ;Change to Bank1

movlw b'00001110' ;ADFM=0 PCFG=1110

movwf ADCON1 ;Set ADCON1 register

bcf STATUS,RP0 ;Change to Bank0

; PWM initialization

clrf TMR2 ;Clear TMR2 register

movlw b'11111111' ;Max duty (low speed)

movwf CCPR1L ;Set CCPR1L register

bsf STATUS,RP0 ;Change to Bank1

movlw d'255' ;Period=1638.4usec(610Hz)

movwf PR2 ;Set PR2 register

bcf STATUS,RP0 ;Change to Bank0

movlw b'00000110' ;Pst=1:1 TMR2=ON Pre=1:16

movwf T2CON ;Set T2CON register

movlw b'00001100' ;CCP1XY=0 CCP1M=1100(PWM)

movwf CCP1CON ;Set CCP1CON register

; Compare mode initialization

clrf TMR1H ;Clear TMR1H register

clrf TMR1L ;Clear TMR1L register

movlw h'61' ;H'61A8'=25000

movwf CCPR2H ;Set CCPR2H register

movlw h'a8' ;25000*0.4usec = 10msec

movwf CCPR2L ;Set CCPR2L register

movlw b'00000001' ;Pre=1:1 TMR1=Int TMR1=ON

movwf T1CON ;Set T1CON register

movlw b'00001011' ;CCP2M=1011(Compare)

movwf CCP2CON ;Set CCP2CON register

; Interruption control

bsf STATUS,RP0 ;Change to Bank1

movlw b'00000001' ;CCP2IE=Enable

movwf PIE2 ;Set PIE2 register

bcf STATUS,RP0 ;Change to Bank0

movlw b'11000000' ;GIE=ON PEIE=ON

movwf INTCON ;Set INTCON register

wait

goto $ ;Interruption wait

; Interruption Process

int

clrf PIR2 ;Clear interruption flag

ad_check

btfsc ADCON0,GO ;A/D convert end ?

goto ad_check ;No. Again

movfw ADRESH ;Read ADRESH register

sublw speed ;Ref speed – Detect speed

btfsc STATUS,C ;Reference < Detect ?

goto check1 ;No. Jump to > or = check

;– control to low speed –

movfw CCPR1L ;Read CCPR1L register

addlw change ;Change value + CCPR1L

btfss STATUS,C ;Overflow ?

movwf CCPR1L ;No. Write CCPR1L

goto led_cont ;Jump to LED control

check1

btfsc STATUS,Z ;Reference = Detect ?

goto led_cont ;Yes. Jump to LED control

;– control to fast speed –

movlw change ;Set change value

subwf CCPR1L,f ;CCPR1L – Change value

btfsc STATUS,C ;Underflow ?

goto led_cont ;Jump to LED control

clrf CCPR1L ;Set fastest speed

; LED control Process

led_cont

comf CCPR1L,w ;Complement CCPR1L bit

movwf led ;Save LED data

movlw b'00010000' ;Set compare data

subwf led,w ;LED – data

btfsc STATUS,C ;Under ?

goto led1 ;No.

movlw b'00000000' ;Set LED control data