Obligatorisk oppgave nr.5

DEL I - Teori

Oppgave 1 - steppermotor

Hvilke utsagn er riktig? Flere svar kan v?re riktige. Skriv gjerne en setning eller to om p?standene.

• A) Man trenger ikke ? kommutere en steppermotor
• B) En steppermotor har alltid 4 elektromagneter
• C) En steppermotor har 4 typer magneter, type: nordpol, sydpol, vestpol og ?stpol
• D) I en steppermotor trenger man ikke alltid elektromagneter, vi kan bruke kun neodymium magneter hvis vi har r?d til det
• E) Alle steppermotorer kan kj?res med wave/halvstep/fullstep uavhengig av hvordan de er laget rent fysisk
• F) Hvis man vil bruke en steppermotor til ? holde rotoren fast i en gitt vinkel trenger man generelt sett ikke en vinkelenkoder
• G) Steppermotorer er de raskeste elektromotorene vi har fordi de er s? enkle

Oppgave 2 - BLDC

Vi tar utgangspunkt i figuren under

Hvilke utsagn er riktig? Flere svar kan v?re riktige. Skriv gjerne en setning eller to om p?standene.

• A) I en BLDC motor styrer vi motorkraften ved ? styre amplituden til den analoge (PWM) p?trykte spenningen p? de tre tilkoblingsledningene
• B) I en BLDC motor styrer vi motorkraften ved ? variere fasen/vinkelen mellom magnetfeltet i forhold til vinkelen p? rotoren
• C) En BLDC motor virker p? samme m?te som en steppermotor bortsett fra at vi har 3 tilkoblingsledninger i stedet for 4
• D) I en BLDC motor ?nsker vi konstant fase/vinkel mellom magnetfeltet i forhold til vinkelen p? rotoren. Vi leser av rotorvinkelen under bruk for ? oppn? dette.
• E) I en BLDC motor styrer vi motorkraften ved ? manipulere spenningen vi sender ut til hall-sensorene
• F) En BLDC motor vil alltid rotere med samme hastighet
• G) En BLDC motor kan aldri kj?res i revers
• H) BLDC motorer har et mye st?rre fartspotensiale enn steppermotorer
• I) Man kan i prinsippet lage en BLDC motor, bare ved ? ta en regul?r DC-motor med b?rster og fjerne b?rstene, men virkningsgraden vil da bli d?rligere siden vi ikke har 3-fase str?m inn p? magnetene

DEL II - DC-motor og PWM

Oppgave 3

Bakgrunn: I denne oppgaven skal dere koble opp DC-motoren og implementere PWM p? arduinoen. Slik ser oppkoblingen ut:

I oppgaven skal dere bruke f?lgende komponenter:

*Alle de n?dvendige komponentene f?lger med i settet, utenom batteri. Dere kan f? utdelt batteri i resepsjonen ved ? vise studentkort eller kj?pe et p? dagligvarebutikken.

Oppgave 3 A)

Koble opp kretsen som vist p? den skjematiske tegningen under:

Ta bilde av den oppsettet med postitlapp eller lignende, med dato og brukernavn. Lim inn bildet i PDFen.

OBS: V?r n?ye med polaritet og ? ikke kortslutte pins p? Arduinoen. Utstyr kan bli ?delagt.

Oppgave 3 B)

Implementer PWM ved ? ikke benytte analogWrite() men kun benytte digitalWrite() til pin 10. Bruk input fra potensiometer for ? endre duty cycle (det er greit om frekvensen p?virkes). Programmet skal ikke inneholde blokkerende kode.

TIPS:

• Driverkretsen t?ler ikke mer enn 5 kHz (ref datablad). Vi anbefaler en frekvens p? rundt 100 Hz.
• For inspirasjon, se prosjekt 10 ZOETROPE i boka til Arduinosettet, men legg merke til at de bruker analogWrite() og ikke digitalWrite() slik som dere skal i denne oppgaven. M?let er at dere skal forst? og kunne implementere PWM p? egenh?nd.

Lev¨¦r koden i en egen oblig5_<brukernavn>.ino-fil.

Innlevering:

• Arduinokoden skal leveres som en egen fil p? formen oblig5_<brukernavn>.ino.
• Tekstlig besvarelse med illustrasjoner skal leveres i PDF-format p? formen oblig5_<brukernavn>.pdf.

Generelle krav til innlevering

• Sett dere inn i sikkerhetsrutiner for lab.
• Oppgavene skal l?ses individuelt.
• Besvarelsene leveres i f?lgende format i Canvas:
  • Tekstlig besvarelse skal leveres PDF format p? formen oblig<nummer>_<brukernavn>.pdf. (Se v?r LaTeX-mal)
  • Arduinokode skal leveres i tekstfiler p? formen <filnavn>.ino.
  • Filmopptak skal leveres p? formen oblig<nummer>_<brukernavn>.mp4, alternativt kan oppsettet vises frem fysisk til gruppel?rer i lab?velsene. For mer informasjon om innlevering av video, se her.
• Plott m? inkludere tittel og benevnelser p? aksene. Man m? ogs? oppgi m?leenhet i parentes hvis man plotter en fysisk st?rrelse (se eksempel i malene: Plotting i Python og Plotting i Matlab)
• Plotter dere flere kurver i samme plott m? dere spesifisere kurvene med ¡°legend¡± (se eksempel i malene)