ÖLÇÜM · SENSÖR FÜZYONU · KORUMA
Fırçalı DC Motor Sürücü için Çok Sensörlü İzleme Sistemi
Hız, akım, titreşim ve sıcaklık kanallarını birleştiren; sensör füzyonu, fan kontrolü ve emniyet rölesi içeren izleme sistemi simülasyon ortamında doğrulandı.
Tek ölçüm yerine yedekli izleme
Çalışma, üç tekerlekli bir mobil platformun tek motor kanalı için tasarlandı. Amaç yalnızca motor hızını ölçmek değil; enkoder arızası veya gürültülü bir sensör kanalı durumunda da hız, akım, titreşim ve sıcaklık verilerini birlikte değerlendirerek sürücüyü izlemekti.
Dört sensör, iki koruyucu çıkış
Enkoder, ACS712 akım sensörü, MPU6050 IMU ve NTC termistörler STM32G431 tabanlı veri toplama katmanına bağlandı. DRV8874 motor sürücü, fan sürücü ve motor beslemesini kesen SPDT emniyet rölesi aynı izleme zincirinde ele alındı. Analog kanallar filtrelenip 12 bit ADC üzerinden örneklenirken titreşim verisi I²C üzerinden toplandı.
Hız tahmini ve koruma mantığı
Enkoder hızı ile titreşim spektrumundan çıkarılan hız, ters varyans ağırlıklı ortalamayla birleştirildi. Ana görev 1 kHz çalışıyor; titreşim penceresi 250 ms aralıkla FFT işleminden geçiyor. Fan 60 °C üzerinde açılıp 50 °C altında kapanıyor, 100 °C üzerinde ise emniyet rölesi kilitli biçimde motor beslemesini kesiyor.
Üç ortamda doğrulama
Analog koşullandırma ve sürücü devreleri LTspice'ta, motor-kontrol ve termal model MATLAB/Simulink'te, istatistiksel değerlendirme ise Python ile incelendi. 600 koşuluk kampanyada birleştirilmiş hız tahmini enkodere göre varyansı %20,1, titreşim tahminine göre %94,6 azalttı. Bu sonuçların tamamı simülasyon verisidir.
Sonuç ve sınır
150 rpm senaryosunda model %2,09 aşım ve 20,4 ms yükselme süresi verdi; 120 saniyelik termal koşuda fan devredeyken kasa sıcaklığı 65,6 °C civarında kararlı hâle geldi. Tasarım ölçüm zincirini ve koruma yaklaşımını nicel olarak sınadı, ancak fiziksel prototip üretilmedi.
