Design og produksjon av innbygningselektronikk, programvare, tracking-, telemetri- og fjernstyringsapplikasjoner


Styremoduler for DC-motorer

Novatron har lang erfaring med konstruksjon av motordrifter for mindre DC-motorer, både med analog og PWM basert hastighetsregulering. I tillegg har Novatron AS levert styremoduler for kontroll av større motordrifter for stepper- og asynkronmotorer. Det store flertall av prosjektene er rettet mot styring av motorer i søkelyskastere for skip, alt fra små DC-motor styrte lyskastere på noen hundre watt og opp til store steppermotor- og asynkronmotordrevne 12kW HMI-lyskastere.



Følgespot'er til Lillehammer-OL i 1994

Det mest kjente prosjektet hvor vi leverte motordriftene var imidlertid ikke til skip, men til 6 store spesiallagde følgespot'er montert rundt OL-arenaen på Lillehammer i 1994, lyskastere som var en viktig del av lysopplegget under åpnings- og avslutningsseremoniene. Vi leverte her komplette motordrifter som hver styrte 5 motorer på hver lyskaste, turtallsregulerte motorer for horisontal og vertikalbevegelse og motorer med konstant hastighet for operering av sjalusi, fokus og fargefilterskifter.

Kommunikasjonsformatet som ble brukt var DMX512, et RS485 basert bus-system med inntil 512 8bits settpunkt som brukes mye i forbindelse med scenebelsyning. En lyskaster brukte da typisk en byte for posisjonering av hver enkelte motor og en byte for generelle funksjoner som lys av/på (sjalusi lukket/åpen). Det ble på disse lyskasterne brukt sjalus for å slå lyset av/på da lyskildene var 4kW xenon-lamper som hadde lang oppvarmingstid og derfor ikke var egnet for raske avslag og påslag.
DMX er fortsatt et mye brukt format for scenebelysning.

Basert på mottatte stillingsdata og sensordata om lyskasterens stilling ble motorpådragene kontinuerlig justert slik at lyskasterne til enhver tid best mulig fulgte de mottatte settpunkt.



Ny PWM basert motordrivermodul

Siste tilskudd på motordriftsiden er et kontrollerkort for full styring av en mindre lyskaster med 2 turtallsregulerte motorer for henholdsvis horisontal- og vertikalbevegelse med PWM regulering samt en utgang med fast hastighet for fokuskontroll. I tillegg har kortet utgang for lys av/på.



Bilder som viser PWM motordriver for mindre søkelyskastere med 2 hastighetsstyrte utganger for horisontal- og vertikalmotor og en av/på utgang med fast hastighet for styring av fokusmotor, utviklet i 2020

Modulen har en driftspenning på 24V, men kan også brukes på 12V med endring av styringsparametre. Den kapslede modulen har yttermål på 120x80x20mm og de små luftespaltene gir mer enn nok kjøling da PWM styringen har små tap og produserer minaimalt med varme. Dessuten har modulen også termisk kobling mot montasjeplaten bak, noe som bidrar til ytterligere å redusere mulig oppvarming.

Den viste modulen har en maksimal motorstrøm på 10A for hovedmotorene og elektronisk beskyttet mot overbelastning, men dette kan lett tilpasses ethvert behov. Strømstyringen som er valgt er skalerbar opp til mye høyere strømmer hvis det er ønskelig, det er da kun snakk om justering av enkelte komponentverdier samt oppdimmensjonering av selve kretskortet til å håndtere de større strømmene. Motorstrømmer på opp mot 50A er her realistisk med nødvendig oppgradering av kretskortdimmensjoner og kjøling, selvfølgelig kan også løsningen brukes for andre applikasjoner som trenger en styrbar spenning og strøm.

Motordriften er tilpasset karakteristikken på motoren som skal kontrolleres. Standard her er spenningsstyrte motorer med strømkompensering, dvs. at strømmen kontinuerlig avleses og påvirker utgangsspenningen slik at tap i motorviklinger og tilledninger kompenseres. På den måten sikres en mest mulig stabil motorhastighet uavhengig av belastning. Der hvor det stilles spesielle krav til stabil hastighet så kan motordriften utvides med turtallsensorer (tachometer) for å avlese den virkelige motorhastigheten og korrigere pådraget fortløpende.

De små spaltene nede til venstre er vinduer for statuslysdioder som indikerer om modulen har strøm og at prosessoren er "RUNNING". Ut over dette er det statusindikatorer for drift av alle motorer og releutgang samt feilindikator for å varsle om feilsituasjoner som har medført utkobling, slik som motorblokkering/overstrøm, for lav spenning eller kommunikasjonsfeil.

Modulen på bildet er vist med 3D printet kapsling, noe som er et kostnadsgunstig alternativ for prototyper, 0-serier og ved lavere produksjonskvantum. Novatron har design- og produksjonskapasitet til å håndtere dette i mindre kvantum internt og er ellers behjelpelig med å knytte kontakter til eksterne leverandører av 3D-printede kapslinger.

Modulen er designet for å kunne brukes som erstatning for et eksisterende analogt kort med digitale bryterinnganger rett fra styrepanel. Kontaktrekken i nederkant av kortet er derfor laget 1:1 kompatibel med eksisterende innganger, mens utgangsklemmen på toppen er 1:1 kompatibel med utgangsklemmene på eksisterende modul.

Det som skiller denne modulen fra tidligere analog versjon er i hovedsak 2 ting. For det første vil den pga. PWM styringen utvikle betydelig mindre varme ved aktiv bruk. For det andre kan den styres over RS485 basert bus via den grønne 4-polige klemmen på høyre side.

Panel adapter som muliggjør kobling av
eksisterende "parallell"-panel mot seriebus.

Bruk av RS485 opsjonen muligjør en sterk forenkling av kablingen ombord, fra tidligere 12 leder kabel til nå kun 4 ledere. Skal kabel trekkes over lengre avstander så vil kabelkostnaden og ikke minst selve kablingsjobben kunne utgjøre en betydelig andel av totalkostnaden. Med seriebus opsjonen trengs kun en vanlig nettverkskabel eller annen 4 leder signalkabel kontra den 12-leder kabelen man trengte tidligere. Har man allerede noen ledige ledere i en eksisterende kabel så kan man kanskje også spare å trekke en ny.

Spesielt gunstig vil løsningen være der en klynge med paneler skal styre en klynge med lyskastere montert lenger vekk. Da trengs kun 1 fireleder signalkabel (nettverkskabel) mellom klyngene.

Av de 4 lederne som brukes er 2 for den toveis RS485 bus'en, mens de to andre er strømforsyning til panelet. I andre enden av kabelen monteres enten et vanlig panel med en enkel parallell til serie konverter eller en mottakermodul for fjernstyring av den typen som er omtalt under ISM-BÅND FJERNSTYRING, alt matet med strøm fra motordrivermodulen.

Ta kontakt for ytterligere opplysninger om hvilke muligheter som ligger i en spesialtilpasset motordrivermodul


HKK/11.02.2021