SN 28654 N - ElektroTanya

SN 28654 N
Darbe genişliği detektörü
ve servo sürücü
SN 28654 N tektaş tümdevresi için­
de, bir motorun sürülmesi için tran­
sistorlu köprü devresi ile birlikte bir
darbe genişliği detektörü bulun­
maktadır. Bu köprü devresi sayesin­
de 400 mA 'e kadar olan çıkış akım­
ları için dışarıdan güç tranzistoru
bağlanmasına gerek kalmadığı gibi,
motor tek kaynaktan iki yöne de
döndürülebilmektedir. Bu yapısıyla
tümdevre, zamanda çoğullama
(“time-multiplexing'')
yöntemine
göre çalışan uzaktan kumanda uy­
gulamalarında (model uçak, gemi
gibi) dümen kontrol elektroniği
(servo sürücü) olarak kullanılmaya
uygundur.
Şekil 1'de tümdevrenin blok şeması
görülmektedir. 1. ve 2. bacaklar
arasındaki evirici (inverter) yardı­
mıyla negatif veya doğrudan 3. ba­
cak üzerinden pozitif giriş darbeleri
uygulanabildiğinden, SN 28654 N
her türlü uzaktan kumanda devre­
sinde
kullanılabilmektedir.
Bu
tümdevrenin
özelliklerini
belirt­
meden önce, genel olarak bir servo
devresinin yapısını inceleyelim. Bir
uzaktan kumandalı model kontrolü
sisteminde verici anteninden çıkan
ve kumanda işaretleriyle modüle
edilmiş yüksek frekanslı taşıyıcı,
alıcı antenine ulaştıktan sonra, tıpkı
bir radyo yayın alıcısında olduğu gi­
bi işlem görür. Önce arafrekans el­
de edilir, sonra modüle eden işa­
ret grubu demodülasyon ile ortaya
çıkarılır. Bir kod çözücü grup için­
deki darbeleri ayırarak ilgili yerlere
gönderir. Bunlardan biri de servo
elektroniğidir (Şekil 2).
şekli: 3- Giriş darbesi ile Monoflop
darbesi karşılaştırılarak fark darbesi
elde edilir, a) Giriş darbesi (referans
darbe), b) Monoflop darbesi, c) Fark
darbesi.
şekil: 2- Bir servo kuvvetlendiricisinin devre prensibi.
şekil: 4- Fark darbesinin süresinin
uzatılması, a) Fark darbesi, b) Süre
uzatma kondansatöründen potansi­
yel değişimi, c) Süresi uzatılmış dar­
be, d) Motora giden anahtarlama dar­
besi.
Servo kuvvetlendiricisi girişindeki
darbenin süresi, dümenin alması is­
tenen pozisyonu belirleyen bü­
yüklüktür (referans değer). Bu dar­
benin önkenarı Monoflop devresini
tetikler ve bir darbe üretmesine ne­
den olur. Bu darbenin süresi ise potansiyometrenin orta ucunun, dolayısıyle dümenin o anki konumu ile
orantılıdır (Şekil 2).
Karşılaştırıcının görevi Monoflop
çıkış darbesi ile girişteki referans
darbenin sürelerini karşılaştırıp ara­
larındaki farkı bulmaktır (Şekil 3).
Aynı zamanda, fark darbesini baş­
latanın giriş darbesinin arka kenarı
mı, yoksa Monoflop darbesinin ar­
ka kenarı mı olduğuna da bakarak
hangi darbenin daha kısa olduğuna
karar verir ve motorun istenen yön­
de dönebilmesi için fark darbelerini
ikiye ayırır.
Pratik uygulamalarda fark darbesi­
nin süresi sıfır ile l ms arasında de­
ğişebilir. Bu kısa süre, giriş refe­
rans darbelerinin 20 ms'lik veya da­
ha uzun aralıklarla geldiği göz
önünde tutulursa, motora iyi bir ku­
manda için yetersizdir. Bu nedenle,
fark darbesinin süresi uzatılır (dar­
be zamanda açılır, "pulsestretching") ve böylece sonuçta
fark darbesi ile orantılı ama ona gö­
re yeteri kadar uzun bir anahtarlama darbesi elde edilir (Şekil 4).
Anahtarlama darbeleri bir bellek
devresi üzerinden ilgili çıkış kuvvet­
lendiricisine gönderilir ve bu kuvvet­
lendirici periyodik olarak her darbe
süresince motoru besleme gerilimi­
ne bağlar. Böylece motor istenen
yönde döner ve potansiyometrenin
orta ucu konum değiştirir; ani değer
devamlı olarak referans değere, ya­
ni Monoflop darbesinin süresi giriş
darbesinin süresine yaklaştığından
aradaki fark (fark darbesinin süre­
si) gittikçe azalır. Sonunda potansiyometre orta ucunun istenen konu­
ma gelmesiyle fark darbesi ortadan
kalkar ama eylemsizliği nedeniyle
motor biraz daha döner ve bu defa
ters yönde bir fark darbesi oluşur.
şekil: 5 - Değişik giriş darbelerinin tümdevreye uygulanması.
Bu darbe, diğer çıkış kuvvetlendiri­
cisinin iletime geçmesini ve motoru
frenleyerek birkaç darbe sonra onu
istenen konumda durdurmasını sağ­
lar.
Aslında burada, kararsızlıkları ön­
lemek açısından giriş ve Monoflop
darbeleri arasındaki farkın tam sıfır
yapılması yoluna gidilmemekte, bu
farkın bir ölü bölge ("deadband")
içine düşmesi yeterli görülmektedir.
İki darbe arasındaki fark, birkaç µ
s'lik bu bölgeye düşecek kadar
azaldığında motor durur veya du­
ran motor fark bu bölgeyi aşmadan
harekete geçirilmez.
Yukarıda anlatılan prensibe göre
çalışan SN 28654'te giriş gerilimi
genliği 1... 5 V arasında bulunabi­
lir; böylece tümdevre TTL seviye­
sinde işaretle de doğrudan sürülebilmektedir. Şekil 5'te, giriş darbesi­
nin şekline göre tümdevreye bağlan­
tının nasıl yapılacağı gösterilmiştir.
Monoflop darbesini belirleyen ele­
manların seçilmesinde uyulması is-
şekli: 6 - Monoflop darbesini belirle­
yen elemanlar.
tenen sınır değerler şunlardır (Şekil
6): 6. bacağa bağlı R1 direnci 3
kohm... 12 kohm arasında; R4 di­
rencinin değeri, uçlarındaki gerilim,
yani 5. bacaktaki dolma geriliminin
alt değeri 1V olacak şekilde ve R2
direnci en az 1,5 kohm seçilmelidir.
Monoflop'un (tek kararlı ikili dev­
re) vereceği darbenin genişliği (süre­
si) aşağıdaki bağıntıdan hesaplana­
bilir:
T=
U
U
0 . 9 xR 1 xC 1x 
P −0 .7V 
B
Burada Up potansiyometre ara (or­
ta) ucunun V olarak gerilimidir, ba­
ğıntıya R1 ohm, C1 kondansatörü
farad ve UB besleme gerilimi V ola­
rak yerleştirildiğinde T süresi saniye
cinsinden elde edilir.
Kontrol çevrimi kararsızlıklarını
önlemek için gerekli olan ölü bölge,
fark darbesinin kısaltılması ile
türet-ilmektedir ve bu ölü süre, 7.
bacağa bağlanan kondansatörün
değeriyle
ayarlanabilmektedir.
Burada nF başına yaklaşık 3 µs'lik
bir ölü sürenin oluştuğu göz önünde
tutulacaktır
(3
µs/nF).
Tümdevrenin simetrik yapısından
dolayı, darbe süresini uzatmak için
8. ve 14. bacaklara benzer RC
elemanları takılmaktadır. Fark
darbesinin uzatılması, yol verme
anında motora daha fazla akım ve­
rilebilmesi açısından da yararlıdır.
Yalnız, doğal olarak bu uzatma ar­
ka arkaya gelen giriş darbeleri ara­
sındaki süre ile sınırlanır. Devrenin
çalışmasının daha iyi anlaşılabilme-
si için Şekil 7'de darbe diyagramı
verilmiştir. Dinamik zayıflatma için
10. ve 5. bacaklar arasına direnç
(10...30 kohm) bağlanması da ge­
rekmektedir.
Şekil 8, SN 28654'ün telsiz uzaktan
kumanda uygulamalarında küçük
bir dümen makinası kontrolündü
kullanılmasına bir örnektir. Köprü
bağlı çıkış katı sayesinde, ara ucu
olmayan bir akü besleme gerilimi
olarak kullanılabilmektedir. Verilen
eleman değerleri için devre, genişliği
0,85... 2,2 ms arasında değişen ve
15 ms'lik aralıklarla tekrarlanan
giriş
darbeleriyle
çalışabilmektedir,
orantı bölgesi ± 50 µs ve ölü bölge
9 µs'dir.
Aynı koşullarda çalışan ama basit­
leştirilmiş bir devre Şekil 9'da gö­
rülmektedir. 5 kohm luk potansiyometrenin alt ucu doğrudan şasiye
şekil: 8 - Tümdevrenln bir uzaktan kumanda servosunda
kullanılması.
şekli: 7 - SN28654 için darbe diyagramı.
şekli: 10 – SN 28654 ile uzaktan kumandalı
anahtarlama devresi.
şekil: 9 - şekil 8 deki devrenin basitleştirilmiş hali.
şekil: 11 - Daha büyük güçler için devrenin genişletilme­
si. (Diğer elemanlar gösterilmemiştir.)
şekil: 12 - SN 28654'ün 14 bacaklı DIL kılıfı.
bağlandığından direnç yolunun son
% 20'lik bölümü kullanılmamalı­
dır. Diğer uygulamalarda da olduğu
gibi, hassas ayarlama ve iyi bir yol
verme sağlayabilmek için motor
olabildiğince çok sayıda oluklu bir
rotora, dolayısıyla çok dilimli kollektöre sahip olmalıdır.
Çoğu zaman uzaktan kumandalar­
da servo kontrolünün yanı sıra
anahtarlamalar (açma veya kapa­
ma) da gerekir. Bu durumda Şekil
10'daki devreden yararlanılabilir.
R yükü yerine koruma diyodu ile
birlikte bir röle de konulabilir. Yü­
kün besleme gerilimine bağlanması
veya ondan ayrılması, uzaktan ku­
manda vericisi üzerindeki kumanda
kolunun sağa veya sola doğru sonuL
na kadar çevrilmesiyle sağlanır. Ve­
rilen eleman değerleri için, 1,5
ms'den uzun giriş darbelerinde yüke
besleme gerilimi uygulanır, daha kı­
sa olanlarda ise gerilim kesilir. Dar­
beler arası süre 20 ms'dir.
SN 28654 'ün verdiği güç yetmiyorsa
veya 12 V gibi daha yüksek bir bes­
leme geriliminden beslenmesi gere­
ken bir motor kullanılacaksa, Şekil
11'deki devreden yararlanılabilir.
Burada tümdevre, güç ve sürücü
transistorlarıyla yapılmış bir köprü
devresine kumanda etmektedir. Bu
devre belirli koşullar altında elekt­
rikli model otoların yön değiştirmeli
hareket kontrolündü da kullanılabi­
lir.
SN 28654 N, Texas Instruments ta-
rafından üretilmektedir ve 14 ba­
caklı plastik DIL kılıfta satılmakta­
dır. Kılıf ölçüleri Şekil 12'de veril­
miştir.
Son olarak Şekil 13'de pratik bir uy­
gulama örneği görülmektedir.
("Micro CO5, Grundig-Graupner").
Burada servo potansiyometresi uç­
larına gelen gerilimi kararlı kılmak
için 3,6 V'luk bir Z-diyodundan
(D101) yararlanılmıştır.
Kaynaklar:
1. Applikationsbuch, Band: 2. Texas Instr.
2. H.Bruss: Schaltungen f ür die Modellfernsteuerung. RPB 93, Franzis Verlag,
München.
şekil: 13 - Pratik bir örnek: Micro-CO5'in şeması. D101 z-diyodu ile potansiyometreye gelen gerilimin kararlılığı
artırılmıştır.
YÜCE YAYINLARININ ELO ELEKTRONİK DERGİSİ’NİN SAYI: 17 (12 ARALIK 1983) SAYFA: 30 VE SAYI:18
(29 ŞUBAT 1984) SAYFA: 27,28,29 DAN ALINMIŞTIR. 11 NİSAN 20003 TE CANON N340P İLE TARANMIŞ,
ABBYY FINE READER İLE MS WORD FORMATINA EVREN ATABEK (www.atabek.org , [email protected])
TARAFINDAN ÇEVRİLMİŞTİR.