Simple HDD motor controller on CPLD

Простий контроллер для HDD двигуна.

Download project file ver. 1.1 --->  HDD_motor_controller.rar

В продовженні теми проектування різноманітних схем на основі плати NM9221 була написана дана статя. Схема вийшла достатньо простою і в CPLD MAX3064 вона зайняла всього 8 МС (мікрокомірок), живлення для схеми використовувалось +5В для плати NM9221  і  LM555  для генерації вхідних синхронізуючих сигналів по схемі "clk", а також +12В для подачі живлення на обмотки HDD двигуна через підсилюючі ключі Дарлінгтона на основі мікросхеми UNL2003. 

 

Рис.1

На рис.2 і рис.3 наведена логіка роботи контроллера в чотирьох варіантах. Схема за логікою ver.1.1. як на рис.2 зкомпільована і протестована на роботоздатність, на відеоб що вкінці статті можна подивитись на результат тестування. В файлах проекту при зміні елементу hdd_conct на елемент  hdd_const_ver_2 схема буде працювати за логікою ver.1.2 рис.2.

Рис.2

На рис.3 схема роботи контроллера не ралізована а наведенна, як ще один варіант роботи схеми. При реалізаціїї схеми сигнали на фази А, В, С будуть подаватися  півперіоди синусойд які будуть згенеровані ШИМ ( PWM ) - модуляцією, цей метод також називається microstepping . 

Рис.3

На рис.4  наведена схема яка розроблена в графічному редакторі Max+plusII. На рис.5 показано розташування пінів для CPLD MAX3064 після компіляції проекту в середовищі розробки.  На рисунку також показано відповідність пінів до фаз для HDD двигуна. Але сигнали одразу не поступають на фази двигуна а йдуть на підсилючі каскади мікросхеми UNL2003 як на рис.6.

Рис.4

Рис.5

Серед десятка протестованих мікросхем UNL2003AN, та UNL2003APG було зроблено вибір в сторону останніх оскільки вони точно виковували свою функцію і не нагрівалиль в порівнянні із UNL2003AN. Також слід зауважити що при живленні HDD двигуна від живлення +12В(заміряний струм 3А) , двигун за одну - дві хвилини нагрівався але при цьому мав досить пристойний момент в порівнянні із +5В(заміряний струм 1,5А) живленням при якому двигун не нагрівався. Вхідна частота з генератора була 100Гц, також двигун був тестований для інших частот як 1000Гц, але при цьому двигун потрібно було попередньо розкрутити, бо запуститись самостійно він неміг.

Рис.6

Дивимось на результати тестування схеми. 

І на завершення хотів би сказати, що в планах є розширення теми і розробка схеми із PWM модуляцією тобто режимом microstepping..