یہ مضمون صنعتی آٹومیشن فیلڈ میں ڈیزائنرز کو درپیش عام چیلنجوں کی نشاندہی کرتا ہے جب موٹر کنٹرول - خاص طور پر ، اعلی رفتار اور چھوٹے سائز کی ضرورت ہوتی ہے۔ آٹومیشن اور مشینری کے کامیاب آپریشن کے لئے موٹر پوزیشن کو عین مطابق پیمائش کرنے کے لئے انکوڈرز سے حاصل کردہ معلومات کا استعمال ضروری ہے۔ تیز ، اعلی - ریزولوشن ، دوہری - چینل ہم وقت ساز نمونے لینے کے مطابق ینالاگ - to - ڈیجیٹل کنورٹرز (ADCs) اس طرح کے نظام کے لازمی اجزاء ہیں۔
تعارف
ابھرتی ہوئی ایپلی کیشنز کے لئے عین مطابق ڈرائیوز اور کنٹرولرز تیار کرنے کے لئے پوزیشن ، رفتار اور سمت جیسے موٹر گردش کی درست معلومات ضروری ہے ، جیسے اسمبلی مشینیں جو مائیکرو - کو محدود جگہ کے ساتھ پی سی بی علاقوں میں ماؤنٹ کرتی ہیں۔ حال ہی میں ، موٹر کنٹرول نے صحت کی دیکھ بھال کی صنعت میں سرجیکل روبوٹکس کی نئی ایپلی کیشنز اور ایرو اسپیس اور دفاع میں ڈرون کی نئی ایپلی کیشنز کو قابل بناتے ہوئے ، منیئٹورائز کرنا شروع کیا ہے۔ چھوٹے موٹر کنٹرولرز صنعتی اور تجارتی اسمبلی میں بھی نئی ایپلی کیشنز چلا رہے ہیں۔ ڈیزائنرز کے ل the ، چیلنج اعلی - اعلی - اسپیڈ ایپلی کیشنز میں پوزیشن فیڈ بیک سینسر کی صحت سے متعلق تقاضوں کو پورا کرنے میں ہے جبکہ چھوٹے پیکیجز جیسے روبوٹک ہتھیاروں کے اندر تنصیب کے لئے محدود پی سی بی اسپیس کے اندر موجود تمام اجزاء کو مربوط کرتے ہیں۔
چترا 1. بند - لوپ موٹر کنٹرول فیڈ بیک سسٹم
موٹر کنٹرول
موٹر کنٹرول لوپ (جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے) بنیادی طور پر موٹر ، ایک کنٹرولر ، اور پوزیشن فیڈ بیک انٹرفیس پر مشتمل ہوتا ہے۔ موٹر شافٹ گھومتی ہے ، اور اسی کے مطابق روبوٹک بازو کو چلاتی ہے۔ موٹر کنٹرولر اس وقت انتظام کرتا ہے جب موٹر فورس کا اطلاق کرتا ہے ، جب وہ رک جاتا ہے ، یا جب یہ گھومتا رہتا ہے۔ لوپ کے اندر پوزیشن انٹرفیس کنٹرولر کو رفتار اور پوزیشن کی معلومات فراہم کرتا ہے۔ چھوٹی سطح - ماؤنٹ پی سی بی کو سنبھالنے والی اسمبلی مشینوں کے لئے ، یہ ڈیٹا مناسب آپریشن کے لئے اہم ہے۔ ان ایپلی کیشنز کو گھومنے والی اشیاء کی درست پوزیشن کی پیمائش کی ضرورت ہوتی ہے۔
موٹر شافٹ کی پوزیشن کا عین مطابق پتہ لگانے ، اسی طرح کے مائکرو - اجزاء کو منتخب کرنے اور بورڈ پر صحیح مقامات پر رکھنا چاہئے۔ مزید برآں ، اعلی موٹر کی رفتار زیادہ لوپ بینڈوتھ اور نچلے تاخیر کا مطالبہ کرتی ہے۔
فیڈ بیک سسٹم کی پوزیشن
کم - اختتامی ایپلی کیشنز میں ، انکریمنٹل سینسر اور موازنہ کرنے والوں کا استعمال کرتے ہوئے پوزیشن کا پتہ لگانے کا اطلاق کیا جاسکتا ہے۔ تاہم ، اعلی - اختتامی ایپلی کیشنز مزید پیچیدہ سگنل چینز کا مطالبہ کرتے ہیں۔ یہ آراء کے نظام پوزیشن سینسر کو شامل کرتے ہیں جس کے بعد ینالاگ فرنٹ - اختتامی سگنل کنڈیشنگ ، ایک ADC ، اور ADC ڈرائیور ہوتا ہے۔ ڈیجیٹل ڈومین میں داخل ہونے سے پہلے ڈیٹا ان اجزاء سے گزرتا ہے۔ سب سے عین مطابق پوزیشن سینسر آپٹیکل انکوڈر ہے۔ ایک آپٹیکل انکوڈر ایل ای ڈی لائٹ سورس ، موٹر شافٹ سے منسلک ایک نشان زدہ ڈسک ، اور ایک فوٹوڈیکٹر پر مشتمل ہوتا ہے۔ ڈسک میں مبہم اور شفاف نقاب پوش علاقوں کی خصوصیات ہیں جو روشنی کو روکنے یا اجازت دینے کی اجازت دیتے ہیں۔ فوٹو ڈیٹریکٹر ان لائٹ سگنلز کا پتہ لگاتا ہے ، جس سے آن/آف لائٹ دالوں کو الیکٹرانک سگنلز میں تبدیل کیا جاتا ہے۔
جیسے جیسے ڈسک گھومتی ہے ، فوٹو ڈیٹریکٹر (ڈسک کے طرز کے ساتھ ہم آہنگ) چھوٹے سائن اور کوسائن سگنل (ایم وی یا µV سطح پر) پیدا کرتا ہے۔ یہ ترتیب مطلق پوزیشن آپٹیکل انکوڈرز کے لئے عام ہے۔ یہ سگنل ینالاگ سگنل کنڈیشنگ سرکٹس میں داخل ہوتے ہیں (عام طور پر 1 V چوٹی - سے - چوٹی کی حد تک) سگنل حاصل کرنے کے لئے مجرد یمپلیفائر یا ینالاگ PGAs پر مشتمل ہوتا ہے) ، عام طور پر ADC ان پٹ وولٹیج کی حد کو زیادہ سے زیادہ متحرک حد سے ملنے کے لئے۔ اس کے بعد ہر ایک بڑھا ہوا سائن اور کوسائن سگنل کو ہم وقت ساز نمونے لینے والے ADC کے ڈرائیو یمپلیفائر نے پکڑا ہے۔
ADC کے ہر چینل کو بیک وقت SINE اور COSINE ڈیٹا پوائنٹس حاصل کرنے کے لئے ہم وقت ساز نمونے لینے کی حمایت کرنا ہوگی ، کیونکہ یہ مشترکہ نکات محور کی پوزیشن کی معلومات فراہم کرتے ہیں۔ اے ڈی سی کے تبادلوں کے نتائج ASIC یا مائکروکنٹرولر کو بھیجے جاتے ہیں۔ موٹر کنٹرولر ہر PWM سائیکل کے دوران انکوڈر کی پوزیشن کا انتخاب کرتا ہے اور موصولہ احکامات کے مطابق موٹر چلانے کے لئے اس ڈیٹا کا استعمال کرتا ہے۔ ماضی میں ، بورڈ کی محدود جگہ میں ضم کرنے کے لئے ، سسٹم ڈیزائنرز کو اے ڈی سی کی رفتار یا چینل کی گنتی کو قربان کرنا پڑا۔
چترا 2۔ پوزیشن فیڈ بیک سسٹم
پوزیشن کی آراء کو بہتر بنائیں
چونکہ ٹیکنالوجی آگے بڑھتی جارہی ہے ، موٹر کنٹرول ایپلی کیشنز جس میں اعلی - صحت سے متعلق پوزیشن کا پتہ لگانے کی ضرورت ہوتی ہے وہ مسلسل جدت طرازی کر رہی ہے۔ آپٹیکل انکوڈرز کی قرارداد کا تعین ڈسک پر باریک فوٹوولیٹوگرافڈ سلاٹوں کی تعداد کے ذریعہ کیا جاسکتا ہے ، عام طور پر سیکڑوں سے ہزاروں تک ہوتا ہے۔ ان سائن اور کوسائن سگنل کو اعلی - رفتار میں ، اعلی - پرفارمنس ADCs میں کھانا کھلانے سے ، اعلی قرارداد والے انکوڈرز کو انکوڈر ڈسک میں سسٹم کی تبدیلیوں کی ضرورت کے بغیر تشکیل دیا جاسکتا ہے۔ مثال کے طور پر ، انکوڈر کے سائن اور کوسائن سگنلز کو کم شرح پر نمونے لینے سے صرف ایک محدود تعداد میں سگنل اقدار کی گرفت ہوتی ہے ، جیسا کہ شکل 3 میں بیان کیا گیا ہے۔ اس سے پوزیشن کی اہلیت کی درستگی کو محدود کیا جاتا ہے۔ چترا 3 میں ، اے ڈی سی کے ساتھ اعلی شرح پر نمونے لینے سے زیادہ تفصیلی سگنل اقدار کے حصول کی اجازت ملتی ہے ، جس سے زیادہ عین مطابق پوزیشن کے عزم کو قابل بنایا جاسکتا ہے۔ اے ڈی سی کی اعلی - اسپیڈ نمونے لینے کی شرح اوور سمپلنگ کی حمایت کرتی ہے ، شور کی کارکردگی کو مزید بہتر بناتی ہے اور کچھ ڈیجیٹل پوسٹ - پروسیسنگ کی ضروریات کو ختم کرتی ہے۔ بیک وقت ، ADC کے آؤٹ پٹ ڈیٹا کی شرح کو کم کیا جاسکتا ہے ، یعنی یہ آہستہ آہستہ سیریل فریکوینسی سگنلز کی حمایت کرتا ہے ، اس طرح ڈیجیٹل انٹرفیس کو آسان بناتا ہے۔ موٹر پوزیشن فیڈ بیک سسٹم موٹر اسمبلی پر لگائے جاتے ہیں ، جو کچھ ایپلی کیشنز میں انتہائی کمپیکٹ ہوسکتے ہیں۔ لہذا ، دستیاب پی سی بی کے محدود علاقے میں انکوڈر ماڈیول کو فٹ کرنے کے لئے سائز اہم ہے۔ ایک ہی چھوٹے پیکیج کے اندر متعدد چینل کے اجزاء کو مربوط کرنے سے اہم جگہ کی بچت ہوتی ہے۔
چترا 3. نمونے لینے کی شرح
آپٹیکل انکوڈر پوزیشن کی آراء کی ڈیزائن مثال
چترا 4 آپٹیکل انکوڈر پوزیشن فیڈ بیک سسٹم کے ل suitable موزوں ایک بہتر حل کی مثال پیش کرتا ہے۔ یہ سرکٹ آسانی سے مطلق - ٹائپ آپٹیکل انکوڈرز کے ساتھ انٹرفیس کرتا ہے ، پھر آسانی سے انکوڈر سے تفریق والے سائن اور کوسائن سگنلز کو اپنی گرفت میں لے جاتا ہے۔ ADA4940 - 2 فرنٹ - اختتام یمپلیفائر ایک دوہری - چینل ہے ، کم - شور ، AD7380 کو چلانے کے لئے مکمل طور پر تفریق یمپلیفائر استعمال کیا جاتا ہے۔ مؤخر الذکر ایک دوہری - چینل ، 16 - بٹ ، مکمل طور پر تفریق ، 4 ایم ایس پی ایس ہم آہنگی کے نمونے لینے والے SAR ADC ایک کمپیکٹ 3 ملی میٹر × 3 ملی میٹر ایل ایف سی ایس پی پیکیج میں رکھا گیا ہے۔ آن - چپ 2.5 V حوالہ وولٹیج ماخذ اس سرکٹ کو کم سے کم تعداد کے اجزاء کے ساتھ نافذ کرنے کے قابل بناتا ہے۔ ADC کے VCC اور VDrive ، یمپلیفائر ڈرائیور کی سپلائی ریلوں کے ساتھ ، LDO ریگولیٹرز جیسے LT3023 اور LT3032 کے ذریعہ چل سکتے ہیں۔ جب یہ حوالہ ڈیزائن باہم مربوط ہوجاتے ہیں (جیسے ، 1024 - سلاٹ آپٹیکل انکوڈر کا استعمال کرتے ہوئے 1024 سائن اور کوسائن سائیکل فی انکوڈر ڈسک انقلاب) ، 16 بٹ AD7380 نمونے 216 کوڈ میں ہر انکوڈر سلاٹ میں 26 بٹس میں انکوڈر کے مجموعی طور پر ریزولوشن میں اضافہ ہوتا ہے۔ 4 ایم ایس پی ایس تھروپٹ ریٹ تازہ ترین انکوڈر پوزیشن ڈیٹا کے ساتھ تفصیلی سائن اور کوسائن سائیکل کی معلومات پر قبضہ کرنے کو یقینی بناتا ہے۔ یہ اعلی تھروپپٹ اوورسمپلنگ پر عمل درآمد کے قابل بناتا ہے ، جب ڈیجیٹل ASIC یا مائکروکونٹرولر موٹر کو عین مطابق انکوڈر پوزیشن کی آراء فراہم کرتا ہے تو وقت کی تاخیر کو کم کرتا ہے۔ AD7380 کے آن چپ اوورسمپلنگ کا ایک اور فائدہ قرارداد کے اضافی 2 بٹس کو شامل کرنے کی صلاحیت ہے ، جسے آن چپ ریزولوشن بڑھانے کی خصوصیت کے ساتھ ملایا جاسکتا ہے۔ اس قرارداد میں اضافہ 28 بٹس کو حاصل کرنے کے ساتھ ، درستگی میں مزید بہتری لاتا ہے۔ ایپلیکیشن نوٹ اے این -2003 AD7380 کی اوورسمپلنگ اور ریزولوشن بڑھانے کی صلاحیتوں کے بارے میں تفصیلی معلومات فراہم کرتا ہے۔
چترا 4۔ بہتر تاثرات کے نظام کا ڈیزائن
نتیجہ
موٹر کنٹرول سسٹم اعلی صحت سے متعلق ، تیز رفتار اور زیادہ سے زیادہ منیٹورائزیشن کا مطالبہ کرتا ہے۔ آپٹیکل انکوڈر موٹر پوزیشن کا پتہ لگانے والے آلات کے طور پر کام کرتے ہیں۔ لہذا ، آپٹیکل انکوڈر سگنل چین کو موٹر پوزیشن کی پیمائش کرتے وقت اعلی درستگی کی فراہمی کرنی ہوگی۔ اعلی - اسپیڈ ، ہائی - تھروپٹ ADCs معلومات کو درست طریقے سے گرفت میں لیتے ہیں اور موٹر پوزیشن ڈیٹا کو کنٹرولر میں منتقل کرتے ہیں۔ AD7380 کی رفتار ، کثافت ، اور کارکردگی صنعت کی ضروریات کو پورا کرتی ہے جبکہ پوزیشن فیڈ بیک سسٹم میں اعلی صحت سے متعلق کو قابل بناتی ہے اور نظام کے نفاذ کو بہتر بناتی ہے۔
مصنف
جوناتھن کولاؤ




