මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලර යොදාගෙන මෝටර පාලනය කිරීම - 2
AC හා DC මෝටර මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලර
යොදාගෙන පාලනය කරන ආකාරය
සාමාන්‍යයෙන් මෝටරයක් ක්‍රියාත්මක කරගැනීම ඉතා සරල කටයුත්තක් වේ.එනම් එය ක්‍රියාත්මක වීමට අවශ්‍ය වෝල්ටීයතාවය ලබා දුන්විට එය භ්‍රමණය හෙවත් චලනය සිදු කර ගත හැක.නමුත් මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලර යොදාගෙන මෝටර ක්‍රියාත්මක කර ගැනීමෙන් බලාපොරෙත්තු වන්නේ එම චලනය බුද්ධිමත් ආකාරයෙන් සිදු කර ගැනීමයි.උදාහරනයක් ලෙස මොටරයක් යොදාගෙන විවෘත්ත කරන සහ වැසීම සිදුකරන දෙරක් දෙස බලමු.මෙහිදී මෝටරය එක් පසකට චලනය කිරීම මගින් දොර විවෘත්ත කිරීමද අනෙක් පසට චලනය සිදු කිරීම මගින් දොර වැසීම ද පහසුවෙන් සිදු කරගත හැක.එහෙත් මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලරයක් යොදාගෙන මෙම කාර්ය සිදු කිරීමේදී ,සංවේදකයක් යොදාගෙන යම් පුද්ගයෙක් පැමිණීම නිරීක්ෂනය කර ඒ අනුව දොර විවෘත්ත කිරීම සහ වැසීම ස්වයංක්‍රීයව සිදු කිරීම කල හැක.ඒ අනුව මෙහිදී මෝටරයේ ක්‍රියාකාරිත්වය බුද්ධිමත් ආකාරයකට සිදු වී ඇත.
මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලර යොදාගෙන මෝටර පාලනය කිරීමේදී ගැටලුවකට මුහුන පෑමට සිදු වේ.එනම් විවිධ අවශ්‍යතා අනුව නිර්මාණය කරන ලද මොටර වල ක්‍රියාකාරී වෝල්ටීයතාවය,ජව පරිභෝජනය විවිධ වේ.එබැවින් එම මෝටර ක්‍රියාත්මක කිරීමට අවශ්‍ය කරන විදුලි ප්‍රමාණයද විවිධ වේ. නමුත් මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලර ක්‍රියාත්මක වන්නේ 5V පමණ කුඩා DC වෝල්ටීයතාවයකින් වේ.එමනිසා එහි OUTPUT පින් එකකින් ලබාගත හැකි වන්නේ මිලි ඇම්පියර් කිහිපයක ධාරාවකි.මෙම විදුලියෙන් ක්‍රියාත්මක කර ගත හැකි වන්නේ ඉතා කුඩා DC මෝටරයක් පමණි. එබැවින් මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලරයේ විදුලියෙන් තනිව වැඩි විදුලියක් අවශ්‍ය කරන මෝටරයක් ක්‍රියාත්මක කල නොහැක.
ඒ අනුව පැහැදිලි වන කරුන නම් මෝටරය සහ මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලරය අතරට තවත් අතරමැදි පාලක කොටසක් අවශ්‍ය වන බවයි.ඒ අනුව මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලරය මගින් සිදුකරනු ලබන්නේ මෝටරය ක්‍රියාත්මක කිරීමට අවශ්‍ය පාලක සංඥාව අතර මැදි පාලක කොටසට ලබා දීමයි. අතර මැදි පාලක කොටස විසින් එම සංඥා අනුව මෝටරය ක්‍රියාත්මක කිරීම සිදු කරනු ලබයි.මෙම අතර මැදි පරිපථ කොටස Moter Drver circuit ලෙස හදුන්වනු ලබයි.
Moter Driver circuit කොටස පිළිබදව සලකා බැලීමේදී,යොදාගනු ලබන විවිධ මෝටර අනුව Moter Driver circuit කොටස ද විවිධ ආකාරයෙන් නිර්මාණය කරනු ලබයි.එනම් AC මෝටර සදහා එක් Moter Driver circuit කොටසකක්ද, DC මෝටර සදහා තවත් Moter Driver circuit කොටසක්ද ලෙස නිර්මාණය කරනු ලබයි. ඒ අනුව ප්‍රථමයෙන් DC මෝටර පාලන කිරීම සදහා යොදාගනු ලබන Moter Driver circuit කොටස පිළිබදව සලකා බලමු.
DC මෝටර පාලනය සදහා Moter driver circuit ගොඩනැගීම
DC විදුලියෙන් ක්‍රියාත්මක වන මෝටර DC මෝටර ලෙස සාමාන්‍යයෙන් හදුන්වනු ලබයි.DC මෝටර ගත්කල එහි ආමිචරයට සාපේක්ෂව ස්ටේටරයේ කොයිල නිර්මාණය කරන ආකාරය අනුව ප්‍රධාන ආකාර කිහිපයකට DC මෝටර නිර්මාණය කරනු ලබයි.
1.Shunt wound DC motor
2.Series wound DC motor
3.Compound wound DC motor
ඉහත කුමන ආකාරයට DC මෝටර නිර්මාණය කරනු ලැබුවද මේ සෑම මෝටරයක්ම ක්‍රියාත්මක කිරීම සදහා ඇත්තේ අග්‍ර
දෙකක් පමණි.මෙම අග්‍ර දෙකට DC විදුලිය ලබා දීම මගින් මෙය ක්‍රියාත්මක කිරීම සිදුකල හැක.
DC මෝටරයක් පාලනය කරනවා යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ එය ක්‍රියාත්මක කිරීම, කැරකෙන දිශාව වෙනස් කිරීම සහා කැරකෙන වේගය සකස් කිරීම හදුන්වා දිය හැක.ඒ අනුව පහත දැක්වෙන්නේ එම කාර්යන් කිරීමට අදාල Moter Driver පරිපථ සටහන වේ.
මෙම අතර මැදි පාලක කොටස නිර්මාණය සදහා යෙදාගෙන ඇත්තේ ඉලෙක්ට්‍රෝණික් වල බහුලව යොදාගනු ක්‍රමයක් වන bridge ක්‍රමය වේ.මෙහිදී bridge ක්‍රමය ට යොදාගෙන ඇත්තේ BJT ට්‍රාන්සිස්ටර හතරක් වේ.එසේම මෙම පරිපථය H අකුරේ හැඩය ගන්නා නිසා H- bridge ලෙස හැදින්වේ.
BJT ට්‍රාන්සිස්ටරයක ක්‍රියාකාරිත්වය දෙස බලන විට එහි බේස් අග්‍රය මත ඇති කරන කුඩා වෝල්ටීයතාවය මත එය ක්‍රියාත්මක වීම (ON හා OFF කිරීම) සිදුවේ.ඒ අනුව පහත විස්තර කරනු ලබන්නේ bridge ක්‍රමයට යොදාගනු ලබන ට්‍රාන්සිස්ටර හතර ක්‍රියාත්මක කරන ආකාරය අනුව මෝටරයේ ක්‍රියාකාරිත්වය පාලනය කරන ආකාරය වේ.
මෙහි Vcc යනු මෝටරය ක්‍රියාත්මක කිරීමට අදාල වෝල්ටීයතා සැපයුමයි. මෙහි Q1 හා Q4 ට්‍රාන්සිස්ටර දෙක ක්‍රියාත්මක කර එම ට්‍රාන්සිස්ටර දෙක හරහා පරිපථයක් නිර්මාණය කර මෝටරය එක් පසකට ක්‍රියාත්මක කරගත හැක.මෙහිදී විදුලිය A සිට B දෙසට ගමන් කරනු ලබයි.එසේම Q2 හා Q3 ට්‍රාන්සිස්ටර දෙක ක්‍රියාත්මක කිරීම මගින් තවත් පරිපථයක් නිර්මාණය කර මෝටරය ක්‍රියාත්මක කර ගත හැක.මෙහිදී විදුලිය ගමන් කරනු ලබන්නේ B සිට A දෙසට බැවින් මෝටරය අනෙක් පසට ක්‍රියාත්මක වේ.මේ අනුව මොටරය දෙපසට ක්‍රියාත්මක කරගැනීම පැහැදිලි කර ගත හැක.
ඒ අනුව ඉහත සදහන් කල ආකාරයට ට්‍රාන්සිස්ටර ක්‍රියාත්මක කිරීමට අදාල පාලන සංඥා මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලරය විසින් ලබා දීම මගින් මෝටරය පාලනය කිරීම සිදු කරගත හැක.
මෙහිදී සදහන් කලයුතු වැදගත් කාරනා කිහිපයක් ඇත. එනම් කිසිම විටක Q1 හා Q2 ට්‍රාන්සිස්ටර දෙක සහ Q3 හා Q4 ට්‍රාන්සිස්ටර දෙක එකවර ක්‍රියාත්මක කල නොකල යුතුය.ඊට හේතුව වන්නේ එම ට්‍රාන්සිස්ටර හරහා Short citcuit ඇති වී ට්‍රාන්සිස්ටරවලට හානී සිදුවිය හැකි වීමයි.
එසේම ඉන්ඩක්ටර වලදී පැහැදිලි කර ආකාරයට මෝටර ආදී සංනායක කෝයිල වලින් සමන්විත උපාංග ක්‍රියාත්මක වන විට ඒ අවට චුම්බක ක්ෂත්‍රයක් හටගනු ලබයි.මෝටරය හරහා ගමන් කරන විදුලිය නතර කල විට ඇති වූ චුම්බක ක්ෂත්‍රය විසින් මෙම විදුලිය නතර වීමට විරුද්ධව පෙර විදුලිය ගමන් කල දිශාවටම විදුලියක් ඇති කරනු ලබයි.එහෙත් ට්‍රාන්සිස්ටර හතරම අක්‍රීයව පවතින නිසා මෙම විදුලිය ගමන් කිරීම සදහා ගමන් මාර්ගයක් නොමැත.එමනිසා ඉහත පරිපථය පහත දැක්වෙන ආකාරයට ට්‍රාන්සිස්ටරවල කලෙක්ටරය හා එමිටරය අතරට ඩයොඩයක් යොදා පරිපථය වෙනස් කරගනු ලබයි.මෙලෙස යොදන ඩයෝඩ තාක්ෂණික ව්‍යවහාරයේදී Free willing ඩයෝඩ ලෙස හදුන්වනු ලබයි.
තවද මෙම මෝටර පාලන පරිපථ සටහන සංගෘහිත පරිපථ (IC) ලෙස නිර්මාණය කර ඇත.මෙම IC නිර්මාණය කර ඇත්තේ ඉහත සදහන් කරන ලද සියලුම ආරක්ෂක පූර්වෝපායන් අන්තර්ගත වන ආකාරයට වන අතර සාමාන්‍ය භාවිතයේදී මෙම IC වර්ග motor control IC ලෙස හැදින්වේ.
පරිපථ නිර්මාණය කරන විට මෙම මෝටර පාලන පරිපථ කොටස ට්‍රාන්සිස්ටර හා ඩයොඩ යොදාගෙන අපටම නිරිමාණය කර ගත හැකි නමුත් බොහෝවිට සිදු කරනු ලබන්නේ motor control IC එකක් ගෙන පරිපථය නිර්මාණය කර ගැනීමයි.L293, L293D, L298 යනු එලෙස නිර්මාණය කර ඇති IC කිහිපයකි. මෙම IC යොදාගෙන මෝටර පාලනය කිරීම ඉතා පහසුවෙන් සිදුකරගත හැක. මෙම IC එකක් යොදාගෙන මෝටර පාලනය කරන ආකාරය විමසා බලමු.
පහත දක්වා ඇත්තේ L293D IC හී පින් සැකැස්ම වේ.
මෙම IC එක තුල ඉහත සදහන් කරන ලද මෝටර පාලන H-bridge පරිපථ දෙකක් ඇතුලත් කර ඇත.ඒ අනුව මෙම IC එක යොදාගෙන DC මෝටර දෙකක් වෙන වෙනම පාලනය කිරීම සදහා යොදාගත හැක.
මෙම IC එකෙහි Vs අග්‍රයට මෝටරය ක්‍රියාත්මක කිරීමට අවශ්‍ය වෝල්ටීයතාවය ලබා දිය යුතුය.එම වෝල්ටීයතාය 4.5 V සිට 36 V දක්වා පාරාසයක අගයක් ලබාදිය හැකි අතර 600mA ධාරාවක් මෙමගින් ලබා ගත හැකිය. එසේම Vss අග්‍රයට 5v වෝල්ටියතාවය ලබා දිය යුතුය.මෙම වෝල්ටීයතාවය,IC එකෙහි ක්‍රියාකාරිත්වය සිදු වීමට අදාල වෝල්ටීයතාවය වේ.
මෙහි input ලෙස දක්වා ඇති අග්‍ර මෝටරය ක්‍රියාත්මක වියයුතු දිශාව සකස් කරන පාලන සංඥා ලබා දෙන අග්‍ර වන අතර output ලෙස දක්වා ඇති අග්‍ර මෝටරයේ සැපයුම් අග්‍ර සමග සම්බන්ද කරනු ලබන අග්‍ර වේ.ඒ අනුව Input1, input2 හා output1, output2 එක් bridge පරිපථයක INPUT/OUTPUT අග්‍ර වන අතර Input3, input4 හා output3, output4 අනෙක් bridge පරිපථයේ INPUT/OUTPUT අග්‍ර වේ.
Enable ලෙස දක්වා ඇති අග්‍ර මගින් මෝටර පාලන bridge පරිපථය ක්‍රියාත්මක කිරීම සිදු කරනු ලබයි. Input අග්‍රවලට සංඥා ලබා දෙනු ලබන්නේ මෝටරය ක්‍රියාත්මක විය යුතු දිශාව සකස් කිරීමට පමණි.මෝටරය ක්‍රියාත්මක කර ගැනීමට නම් Enable අග්‍රය මත වෝල්ටීයතාවයක් ඇති කල යුතුය.ඒ අනුව මෙම අග්‍රය ON/OFF සුවිචයක් ලෙස ක්‍රියාත්මක වේ. Enable1 අග්‍රය මගින් එක් bridge පරිපථයක් ක්‍රියාත්මක කිරීම හා අක්‍රිය කිරීම සිදුකරනු ලබන අතර Enable2 අග්‍රය මගින් අනෙක් bridge පරිපථය ක්‍රියාත්මක කිරීම හා අක්‍රිය කිරීම සිදුකරනු ලබයි. ඒ අනුව පහත දැක්වෙන්නේ මෝටරය ක්‍රියාත්මක කිරීම සදහා සංඥා ලබා දිය යුතු ආකාරය වේ.
PIC 16F877A මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලරය යොදාගෙන DC මෝටරයක් පාලනය කිරීම
ඉහත දක්වා ඇත්තේ L293D IC එකක් හා PIC 16F877A මයික්‍රෝකොන්ට්‍රෝලරය යොදාගෙන DC මෝටර් එකක් පාලනය කිරීමට අදාල පරිපථ සටහන වේ.ඒ අනුව මෙම L293D IC එක යොදාගෙන DC මෝටර් දෙකක් වෙන වෙනම ධාවනය කළ හැකිය.එහෙත් මෙම උදාහරණයේ දී භාවිතා කරනු ලබන්නේ එහි ඇති එක් මෝටර ධාවන පරිපථයක් යොදාගෙන DC මෝටරයක් ධාවනය කරනු ලබන ආකාරය වේ.
මෙම පරිපථයේ ක්‍රියාකාරිත්වය දෙස බලන විට,මෙහි Clockwise,anti-clockwise,stop ලෙස සුවිච තුනක් ඇත.එම සුවිච වලින් Clockwise සුවිචය එබූවිට මෝටරය ඔරලෝසුවේ කටු කැරකෙන දිශාවට භ්‍රමණය වන අතර anti-clockwise සුවිචය එබූවිට මෝටරය ඔරලෝසුවේ කටු කැරකෙන දිශාවට විරුද්ධ දිශාවට භ්‍රමණය වේ. STOP සුවිචය එබූවිට මෝටරය නැවතීම සිදු වේ.
පහත දැක්වෙන්නේ මෙම පරිපථයේ ක්‍රියාකාරිත්වය සිදු කිරීමට අදාල වැඩසටහන වේ.
