Přípravek pro řízení motoru vrtací soustavy marsovského roveru

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem obvodu pro řízení DC motoru, který bude sloužit k pohonu vrtáku pro odběr vzorků regolitu. Celý vrták je součástí roveru vyvíjeného spolkem Brno Mars Rover za účelem účasti na mezinárodní soutěži European Rover Challenge. Při řízení motoru bylo dosaženo dobrých výsledků použitím polovodičového H-můstku ovládaného pomocí PWM signálu. Důležitou úlohou je řízení točivého momentu a rychlosti motoru. Z toho důvodu zařízení disponuje snímačem proudu kotvy motoru. Celý obvod je ovládán mikrokontrolérem, který realizuje kaskádní řídicí obvod a zároveň komunikuje s nadřazeným mikrokontrolérem pomocí sběrnice I2C. Pro fyzickou realizaci zařízení byla navržena, osazena a otestována funkční deska plošných spojů. Práce obsahuje identifikaci parametrů použitého motoru, popis použitých komponent, návrh desky plošných spojů a popis programu mikrokontroléru.

This thesis deals with the design of a circuit for DC motor control, which will be a part of a drilling mechanism used for gathering regolith samples. The whole drilling mechanism will be mounted on a rover developed by Brno Mars Rover team. The aim is to take part in the European Rover Challenge international competition. As for controlling the motor, good results were achieved utilising a semiconductor based H-bridge, switched by a PWM signal. An important task is the control of the motor’s torque and speed. To achieve this, the circuit features a sensor of armature current. The entire circuit is handled by a microcontroller, which implements a cascade control loop and communicates with its master via I2C. A working PCB has been designed, built and tested. The thesis includes identification of the motor’s parameters, description of the used components, the design process of the PCB and description of the microcontroller’s software.