analogue and digital outputs - naresuan university 06.pdf · analogue and digital outputs 15 3....

ANALOGUE

AND DIGITAL

OUTPUTS

1

Digital Output 2

Digital output 3

Analogue and Digital Outputs 4

LEDs LED constant-current drive with

microprocessor control.

Multiple LEDs in parallel.

Multiple independent LEDs

Multiple LEDs constant current drive

Opto-isolator


การต่อ LED ทีละ 1 ดวง

VOH = R·IOH+VLED

จากตารางใน datasheet ของตัวไมโครคอนโทรลเลอร์

IOH=-10A, VOH= VDD-0.3

IOH=-60A, VOH= VDD-1.5

จากข้อมูลของ LED

ILED=15mA

ไม่สามารถต่อ LED ให้ติดที่ลอจิก 1 ในลักษณะนี้ได้

LED

Port x.x

+1.8

-

R

IOH

VOH


การต่อ LED ทีละ 1 ดวง Port 1.5, 1.6 และ 1.7

IOL= 20 mA, VOL= 1

V(+)-VOL = VR+1.8

VR = V(+) - VOL -1.8

R= VR/I = [V(+) - VOL -1.8]/ I

LED ต้องการ ILED=15mA

R= [5-1-1.8]/ 15mA

=146.66 150

Port อื่นๆ

IOL= 15 mA, VOL= 1

ไม่ต้องมี ตัวต้านทานก็ได้

LED

Port x.x

V+

R

+1.8

-

VOL

IOL


Driving BJT

Driving MOSFET

Relay control and clamping 8


DACs

IC DAC มีทั้งแบบที่รับส่งข้อมูลแบบขนานและอนุกรม Weighted-resistor

N คือ จ านวนบิต

R-2R network

Nreff Val

VR

RV

out 2

122

110

2222

NNNNref

f DDDDV

R

RV

out


D/A Specifications Resolution ดูได้จากจ านวนของบิตที่เป็น Input ของ D/A เช่น D/A มี

Input จ านวน 8 บิต สามารถสร้างระดับแรงดัน Output ได 28 หรือ 256 ระดับ, Resolution = 1/256

Full-scale Output Voltage บอกถึงค่าแรงดัน Output มากที่สุด หรือเมื่อป้อนข้อมูลที่เป็น “1” ทุกบิตให้กับ D/A ซึ่งจะน้อยกว่าค่า Vref อยู่ 1 LSB เสมอ

Input Code สามารถมีได้หลายชนิดเช่น Binary, BCD, Offset Binary ซึ่งในการใช้งาน ต้องส่งข้อมูลไปให้กับ D/A ให้ถูกต้อง

Accuracy คือค่าความถูกต้องของแรงดัน Output ที่ได้ออกมาจริง เปรียบเทียบกับค่าแรงดัน Output ที่ควรจะได้ตามทฤษฎี โดยทั่วไปแล้ว ค่าความผิดพลาดของ D/A ก็จะมีค่าไม่เกิน +/- ½ LSB

Linearity หมายถึงค่าความผิดพลาดของ Output Voltage ที่วัดได้เทียบกับแนวเส้นตรงที่ได้ เมื่อแปรค่าของข้อมูลจากน้อยไปมาก มีค่าประมาณ +/- ½ LSB

Settling Time คือระยะเวลาที่ D/A ใช้ในการท าให้ Output Voltage มีค่าเท่ากับข้อมูลที่ป้อนเข้าไป มีความผิดพลาดได้ +/- ½ LSB


DC Motor

Brushed DC motor

Brushless DC motor

Brushed DC motor แบ่งตามลักษณะการวางต าแหน่งของขดลวดกับ แกนของแม่เหล็ก 1. แบบ Shunt Motor เป็นแบบการวางต าแหน่งของขดลวดขนานกับแกนแม่เหล็ก เป็นแบบท่ี

สามารถปรับเส้นแรงได้อย่างอิสระ นิยมใช้กับระบบควบคุมการเคลื่อนท่ีต้องการแรงบิตสูง 2. แบบ Series Motor เป็นแบบการวางต าแหน่งของขดลวดอนุกรมกับแกนแม่เหล็กเป็นแบบ

เส้นแรงแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับกระแส เหมาะน าไปใช้ในสภาวะเฉพาะคือ เมื่อต้องการแรงบิตสูงที่ความเร็วต่ า

3. Compound


DC motor speed and

direction control

PWM (Pulse Width Modulation)

ที่ความถี่ 20 kHz หรือต่ ากว่า เป็นความถี่ ที่มนุษย์สามารถได้ยินเสียงมอเตอร ์

ท างานได้ ถ้าความถี่สูงเกินไป ค่า Impedance ของขดลวดในมอเตอร์จะมี ค่าสูงท าให้เกิดความร้อนและการสูญเสีย

พลังงาน


IC ขับ DC motor

เช่น L293D Supply-Voltage Range: 4.5 V to

36 V

Output Current 600 mA Per Channel

Peak Output Current 1.2 A Per Channel

Output Clamp Diodes for Inductive

Transient Suppression (L293D)

PWM signal


Brushless DC motor

Stepper Motors

1. Permanent-magnet: a rotor with

alternating north and south poles

2. Variable-reluctance: a soft iron rotor

with teeth and a wounded stator.


3. Hybrid: adds teeth to a permanent

Magnet motor, resulting in better coupling

of the magnetic field into the rotor and

more precise movement.

มุม step

มอเตอร์จะหมุนไปทีละหนึ่ง step ถ้ามอเตอร์ 4 เฟส มีขดลวดชุดเดียว มอเตอร์ จะมีมุม step เท่ากับ 90 องศา ถ้ามีขดลวดหลายชุดก็จะยิ่งมีมุม step น้อยลง โดยจ านวน stepต่อรอบคือ 4 คูณจ านวนชุดขดลวด


วงจรขับ Stepping Motor

วงจรขับ Stepping motor อย่างง่าย การขับ Stepping motor แบบ 1 phase


Step Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4

1 ON OFF OFF OFF

2 OFF ON OFF OFF

3 OFF OFF ON OFF

4 OFF OFF OFF ON

1 ON ON OFF OFF

2 OFF ON ON OFF

3 OFF OFF ON ON

4 ON OFF OFF ON

1 ON OFF OFF OFF

2 ON ON OFF OFF

3 OFF ON OFF OFF

4 OFF ON ON OFF

การขับ Stepping motor

1. การขับแบบ 1 เฟส

2. การขับแบบ 2 เฟส

3. การขับแบบ ครึ่งสเต็ป

4. การขับแบบ Microstepping

analogue and digital outputs - naresuan university 06.pdf · analogue and digital outputs 15 3....

Documents