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車用儀表微步進馬達 PWM 驅動方法

為了解決機車大彈簧價格的問題，作者鄧平擇 這樣論述：

本論文的目的旨在開發車用儀表上的指針驅動控制器，傳統的儀表都是靠機械式的電磁鐵來帶動指針，並且靠游絲彈簧作緩衝及回復原始位置。機械式的結構本身誤差大，無法達到精確定位之效果。有鑑於此，目前電子式信號推動車用儀表的指針，採用 NMB 指針 PM 型步進馬達來帶動指針，此步進馬達的特點為耐震動，沒有游絲等機械結構、耐雜訊干擾、耐戶外風吹雨打且價格低廉具有競爭力。最重要地，它可以非常準確的達到定位效果，可應用在量測車速、引擎轉速、油量及溫度等指針式儀表。唯一的缺點在於 NMB 指針 PM 型步進馬達每走一步為10 度，解析度過低帶動指針旋轉不夠平滑，每步之間會有停頓的感覺。如何克服步進馬達

步進角過大，解析度過低的問題是本論文的研究動機。在此我們以二相激磁為基礎，提出 PWM 脈波寬度調變步進分割技術作為微步進馬達驅動方法。本文所訂定的規格是在每步 10 度之間再劃分 100 等分，換言之，步進馬達每走一步變為 0.1 度。利用這種技術可使指針旋轉解析度提高 100 倍，非常平滑地在轉速表或油表內移動，並應用在車用(或機車)儀表上。此外，本系統採用 PIC16F1507八位元 RISC 晶片作為微控制器，該晶片內建 2K flash ROM、128 Bytes RAM、4組 PWM 產生器以及 12 通道 10 位元 A/D 轉換器。Microchip 公司的報價為 0.67美元

，價格低廉且耐雜訊干擾第一級，具有 SMD 與 DICE 的包裝，可大幅縮小PCB 板的尺寸，容易安裝在現行機車座上，非常適合作為本產品的微控制器使用。關鍵詞：指針式儀表、微步進馬達、脈波寬度調變、脈波調變切割技術、二相激磁。