Jak zbudować układ do zdalnego pozycjonowania anteny z potencjometrem?

Witam,
Nie wiem czy w dobrym miejscu pisze... ale mam problem. Próbuje złożyć układ który nastawiał by silnik najlepiej nie krokowy sprzężony z potencjometrem (chodzi o znanie pozycji i wyłączanie krańcowe) silnik wykonywałby wiele obrotów a ostatnie kółko zębate w przekładni było by ?podpięte? do potencjometru. Potencjometr byłby wpięty miedzy zasilanie a masę i działał by jako dzielnik napięcia. Natomiast ze strony osoby sterującej byłby taki sam potencjometr wpięty tak samo w zasilanie, masę i wał silnika (na ostatniej zębatce tam gdzie potencjometr ?czujnik?) naśladowałby ruch potencjo-metra którym bym sterował. Kiedyś obił m się taki układ o oczy ale przeszukałem cały mój zbiór EP i nie znalazłem:( to się chyba nazywało układ do pozycjonowania anteny czy jakoś tak) proszę o pomoc w budowie układu który mialby poruwnywac wartosc napiecia z 2 potencjometrów i odpowiednio dobierac obroty lewo, prawo a gdy napiecia się równają to zatrzymać silnik. Może na jakimś komparatorze by to poskładać. Popróbuje i będę informował jak mi idzie:P wszelka pomoc mile widziana. Mam nadzieje że to co napisałem ma sens mimo że się 10razy powtarzam. Pozdrawiam Snik

To po pierwsze warto dawać oddzielne przewody masy i zasilania do potencjometru
przy antenie (a swoją drogą warto go zabezpieczyć przez czynnikami atmosferycznymi,
bo elektronika czasem tego nie lubi), bo jeśli przez te przewody będzie płynął prąd
silnika, to zakłóci sygnał z potencjometru; po drugie napięcia z potencjometrów trzeba
dać na wzmacniacz operacyjny, i na jego wyjściu dać dwa komparatory, wyregulowane
tak, by jakieś napięcie na wyjściu powodowało kręcenie silnika w jedną stronę, jakieś
inne w drugą, a pośrednie nie mają powodować kręcenia silnika.

Typowy wzmacniacz operacyjny wzmacnia około 200000 razy - to jest dużo za dużo,
bo szumy spowodują zadziałanie układu (swoją drogą trzeba wzmacniacz zrobić tak,
by ograniczał pasmo do kilku herców), więc trzeba dać ujemne sprzężenie zwrotne,
żeby je ograniczyć do rozsądnej wielkości... komparatory będzie dobrze regulować,
jak będzie na nich około 1V, na rozpoznawanie sygnałów poniżej 1mV nie ma co się
wysilać, bo nawet na ekranowany przewód wejdą zakłócenia o tej amplitudzie, jak
potrzebna będzie duża precyzja, to raczej podnieść napięcie zasilania potencjometru
- czyli wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego wypada ograniczyć do 1000.

Do tego proponuję na wejściach wzmacniacza operacyjnego dać filtry: jakiś
dolnoprzepustowy, oraz tłumienie 50Hz (a niezależnie od tego w sprzężeniu
zwrotnym wzmacniacza dać kondensator); i chyba tego musi starczyć, bo jak
damy za dużo filtrów dolnoprzepustowych, to może się wzbudzić (tak, że silnik
będzie kręcił anteną w jedną stronę, obracał ją za daleko, zmieniał kierunek,
i znowu za daleko...) - a w każdym razie niech będą na różne częstotliwości.

W dalszej części układu sprawa do rozważenia: czy chcemy mieć na wyjściu
tylko stany "kręć w lewo", "stój", "kręć w prawo", czy też jakieś pośrednie?
To, jakie będą, określimy dając sprzężenie zwrotne w komparatorach - jeśli
będzie dodatnie, to będą tylko trzy stany, jeśli ujemne to i pośrednie.

I sugerowałbym jeszcze woltomierz pokazujący różnicę między ustawieniem
potencjometru sterującego, i anteny (pokazujący po prostu napięcie na wyjściu
wzmacniacza operacyjnego) - żeby się orientować, co się dzieje z anteną.

Witam,
Wymyśliłem (przy pomocy literatury) cos takiego . Na górze jest układ regulujący w która stronę ma się kręcić silnik (na razie są tam włączniki ale będzie to trzeba zastąpić sterownikiem). Amperomierz pokazuje w którą stronę płynie prąd i nie będzie go w układzie (zamiast niego będzie silnik). Niżej jest układ na komparatorze który porównuje napięcia z potencjometrów. Nie mam zielonego pojęcia jak połączyć jedno z drugim

Ps. Układ ma mieć 3 stany; lewo, stop, prawo. Ponieważ będą przekładnie silnik nie powinien ?zajechać? za daleko i potem wracać sie i tak dalej.

Co do układu wykonawczego - będą na nim duże straty napięcia, proponuję inny:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic132185.html#637793

Co do sterowania tym układem: przydałoby się zadbać o to, żeby do przewodzenia
tranzystorów NPN potrzebne było napięcie znacznie większe od "stanu niskiego"
wzmacniacza operacyjnego - co wymaga użycia odpowiednio dużych R1, R2,
a małych R3, R4; i koniecznie trzeba zrobić układ tak, żeby nigdy oba wejścia nie
dostały "stanu wysokiego" jednocześnie, bo wtedy robi się zwarcie i palą się
tranzystory - raczej powinna być przerwa między "stanem wysokim" na jednym
i drugim (i w czasie tej przerwy stan niski na obu); a jeśli prąd bazy tranzystora
NPN potrzebny do uzyskania wystarczającego prądu kolektora przekracza, to
dodać wtórniki emiterowe na jego wejściach.

W układzie wejściowym mozna by zastosować 3 wzmacniacze operacyjne (można
by go rozbudować bardziej, tak by zmniejszyć prądy płynące przez suwaki
potencjometrów - bo inaczej niedokładny kontakt suwaka zakłóci sterowanie)
- jakiś w miarę prosty układ dodaję w załączniku. Proponuję elementy:
R10, R11, R12, R13 - 51k
R14, R15 - 10M
R16 - 10k
R17, R18, R19 - 15k
R20, R21 - 1M
C10, C11 - 10uF MKSE
C12 - 0.22uF KSF
wzmacniacze operacyjne: np. TL074 lub TL084 (co tańsze - pewnie to będzie TL084,
bo TL074 jest niskoszumowy, a TL084 nie; są 4 w 1, i to kosztuje około 1zł).
Korekta schematu: proponuję dodać jakiś kondensator między R19 (R18, wejście
"-" wzmacniacza operacyjnego) a masą - tak na wszelki wypadek, żeby jakaś
pojemność montażowa nie powodowała wzbudzenia się układu.

Może jako zabezpieczenie zastosować bramkę AND, wtedy pojawiał by się na wyjściu stan wysoki gdy na komparatorach były by stany wysokie i np. przekaźnik (sterowany tranzystorem i zabezpieczony diodą) rozłączał by zasilanie silnika.

Wystarczy sprawdzić poziomy, na jakie są nastawione komparatory - najpierw
zmontować układ sterujący, którego schemat podałem, ustawić potencjometry
tak, by na wyjściu była połowa napięcia zasilania (ten układ ma być zasilany
jednym napięciem - dodatnim), i upewnić się, że na obu komparatorach jest
na wyjściu stan niski - taki, który nie powoduje przepływu prądu przez
tranzystory w układzie wykonawczym. I dopiero podłączyć układ wykonawczy.

A poza tym można by zastosować zasilacz, który przy zwarciu zmniejsza prąd -
typowe stabilizatory scalone 7812 tak robią. I będzie dodatkowe zabezpieczenie
na wypadek, gdyby któryś komparator padł tak, że dawałby na stałe stan wysoki.

ok, właśnie tak mi się wydawało, że nie trzeba zasilania symetrycznego. Co do potencjometrów to mogą być 10kohm czy może lepsze były by 50kohm oczywiście ?A?(ch-ka liniowa) żeby nie mieć strat przy wpięciu miedzy zasilanie a masę. Jutro zabieram się za budowę i będę informował. W symulacji programem nie udało mi się uzyskać stanu ?równowagi? w którym były by ?wyłączone? oba komparatory jednak może to być przez idealne ch-ki elementów w układzie. W najbliższych dniach się okaże. Dziękuje bardzo za dotychczasową pomoc.

Jeśli nie robisz tego pozycjonera z powodów ambicjonalnych lub poznawczych to wydaje się , że prostszym rozwiązaniem byłoby wykorzystanie gotowego układu i mechanizmu z taniutkich anten dostępnych w Selgrosie . Koszt poniżej 100 zł , a układ działa bardzo dobrze i do tego ze sterowaniem na pilota . Sam tak zrobiłem więc informacja jest z pierwszej ręki i jeśli chcesz podam bliższe dane . Pozdrawiam

Snikers napisał:

ok, właśnie tak mi się wydawało, że nie trzeba zasilania symetrycznego. Co do potencjometrów to mogą być 10kohm czy może lepsze były by 50kohm oczywiście ?A?(ch-ka liniowa) żeby nie mieć strat przy wpięciu miedzy zasilanie a masę. Jutro zabieram się za budowę i będę informował. W symulacji programem nie udało mi się uzyskać stanu ?równowagi? w którym były by ?wyłączone? oba komparatory jednak może to być przez idealne ch-ki elementów w układzie. W najbliższych dniach się okaże. Dziękuje bardzo za dotychczasową pomoc.

Im większa oporność potencjometru, tym większe mogą być wahania oporności styku
suwaka ze ścieżką oporową, więc raczej nie należy za bardzo zwiększać ich oporności;
jeśli te potencjometry mają mieć duże oporności, to wypadałoby zastąpić pierwszy
wzmacniacz operacyjny układem wzmacniacza pomiarowego - ale na to idą trzy
wzmacniacze operacyjne, i jedna kostlka TL084 nie wystarczy. Chociaż... mam jakiś
pomysł jak uzyskać wysoką oporność wejściową używając tylko dwóch wzmacniaczy.

A w moim układzie właśnie wyłapałem błąd - R14 nie ma być połączony do masy, która
ma być minusem zasilania, tylko do połowy napięcia zasilania - można by R18 zastąpić
dwoma opornikami połączonymi szeregowo, i między nie podłączyć R14. Chodzi o to,
żeby równym napięciom na wejściach odpowiadało napięcie "środkowe" na wyjściu
pierwszego wzmacniacza operacyjnego, i wtedy dwa dalsze powinny mieć stan niski
na wyjściach; a może by R18 zastąpić potencjometrem, i używać go do kompensacji
napięcia niezrównoważenia na wejściu pierwszego wzmacniacza?

Może to było przyczyną, że w symulacji nie wyszło wyłączenie obu komparatorów?


W załączniku podałem schemat wzmacniacza pomiarowego i prostszego układu.
Obydwa te układy wykonują funkcję zamiany różnicy potencjałów między wejściami
na różnicę potencjałów między wyjściem a masą, mnożąc różnicę przez wzmocnienie,
i mają dużą oporność wejściową - ich prąd wejściowy to tylko polaryzacja wejścia
wzmacniacza operacyjnego.
W twoim układzie"masa" użyta w tych układach to powinien być środek R18,
i którykolwiek z tych układów może zastąpić pierwszy wzmacniacz operacyjny
wraz z czterema opornikami (R12-R15 - tymi, które są z nim połączone).

W załączniku schemat układu do pozycjonowania anten z czterema wzmacniaczami operacyjnymi.

Elementy:
R1a, R1b - 2M2
R2a, R2b - 5k1, 1%
R3a, R3b - 1M, 1%
R4a, R4b - 10k
R5a, R5b - 5k1
R6 - 3k3
R7a, R7b - 220k
C1a, C1b, C2a, C2b - 1uF MKSE

Napięcia z potencjometrów powinny się mieścić z zakresie napięć wejściowych
użytych wzmacniaczy operacyjnych - może trzeba dodać do nich oporniki z obu
stron, mogą być wspólne dla obu potencjometrów.
Przy zwartych wejściach od potencjometrów (trzeba do tego podać na nie jakieś
napięcie około 1/2 napięcia zasilania) napięcie między wyjściem pierwszego
wzmacniacza operacyjnego (górny z lewej), a połączeniem R5a i R5b powinno
być nie większe od 1V (zakładam napięcie niezrównoważenia do 5mV), i obydwa
wzmacniacze wyjściowe (z prawej) powinny mieć na wyjściach stan niski.

Witam, zbudowałem sterownik na 3 komparatorach i działa wyśmienicie. Ten odczep do połowy Ucc spowodował ze oba komparatory wyłączają się gdy napięcia są równe. Gdy nie było odczepu to komparatory przełączały się miedzy sobą. Natomiast mam taki problem ze nie wiem jakie tranzystory (i oporniki) zastosować w układzie wykonawczym. Zasilanie ma być 12V a silnik nie powinien mieć dużego obciążenia (parę przekładni założyłem).

Ps. Jakby układ był mało dokładny (pozycjonowanie anteny) to spróbuje dać potencjometry wieloobrotowe na wale silnika a nie na ostatniej przekładni obracającej antenę.

Silnik może pobierać przez chwilę duży prąd przy włączaniu - zanim się rozpędzi -
i choć to mogą być milisekundy (a raczej dziesiątki milisekund, może i setki), to
jest to czas wystarczający, żeby spalić tranzystor, który będzie na mniejszy prąd.

Trzeba albo dać opornik szeregowo z silnikiem (lub układ z ograniczaniem prądu przez
tranzystor), albo tranzystory na takie prądy, żeby prąd włączeniowy im nie zaszkodził -
zmierz opór silnika, i określ, jaki prąd jest potrzebny do uzyskania wystarczającego
momentu napędzającego - jeśli znacznie mniejszy od napięcia zasilania podzielonego
przez opór silnika, to możesz dodać opornik szeregowy, żeby nie trzeba było
tranzystorów na duże prądy.

Następna sprawa: tranzystory bipolarne, czy MOSFET-y? te pierwsze wymagają, żeby
dać im odpowiedni prąd bazy, trzeba by wyliczyć, jaki on może być, a raczej zmierzyć,
jaki jest prąd bazy, gdy prąd kolektora jest równy temu, jakiego potrzebuje silnik -
ja kiedyś badałem wzmocnienie tranzystorów mocy tak, że dawałem zasilanie przez
opornik między emiter i kolektor, a między bazę i kolektor włączałem miliamperomierz;
opornik miał ograniczać prąd do wartości, dla której interesowało mnie wzmocnienie;
jeśli miliamperomierz w takim układzie wskaże więcej, niż kilka mA, to konieczny jest
dodatkowy stopień wzmocnienia, albo inne tranzystory; MOSFET-om wystarczy mały
prąd, ale dobrze jest dawać im pełne napięcie - należałoby wtedy dodać jakiś układ
z serii 40xx (może 4049 - 6-krotny inwerter mocy) jako wzmacniacz napięcia, i z jego
wyjść sterować bramki (napięcie 12V to w sam raz dla 40xx) - najlepiej byłoby dać
2 MOSFET-y typu P od strony plusa, i 2 typu N od minusa, i tak podłączyć bramki pod
wyjścia 4049, żeby wyłączać wszystkie MOSFET-y kiedy silnik ma się nie kręcić,
a włączać po ednym z każdej strony (i zasilania, i silnika), kiedy ma się kręcić -
wtedy uniknie się problemów z czasami wyłączania MOSFET-ów (sytuacji, że jeden
już się włącza, a drugi jeszcze nie zdążył się wyłączyć, i robią zwarcie zasilania).
Z tym, że MOSFET-y typu P trochę drożej kosztują.

A może łatwiej by było zastosować selsyny.

Działa wszystko bez problemu jeszcze mam problemy z silnikiem i przekładniami ale jak je ze stroje to układ nie powinien się blokować. Użyłem tranzystorów BD135 i BD138 przy częstej regulacji tj. przy dostrajaniu się po obrocie nagrzewają się ale przy obrocie w jedną stronę są zimne wiec założę radiatory z blachy i będzie śmigać.

Przypuszczalnie powodem nagrzewania się tranzystorów jest prąd włączeniowy silnika
(zanim się rozpędzi pobiera duży prąd); można by go trochę ograniczyć zwiększając
oporniki, przez które płynie prąd do baz tranzystorów (wtedy w chwili włączania
tranzystor będzie bardziej ograniczał prąd, a jak silnik się rozpędzi to i tak będzie
wchodził w nasycenie), tylko bez przesady, bo wtedy może nie ruszyć; lub można dać
je mniejsze - wtedy tranzystory będą wchodzić w nasycenie od razu, i nie będą miały
powodu się grzać (ale takie podejście wymaga dokładnego sprawdzenia parametrów
silnika, żeby prąd włączeniowy nie przekroczył dopuszczalnego prądu tranzystora).

Nieco ściślej, są możliwe dwa proste podejścia:
- ograniczyć prąd sterujący bazę tranzystora tak, by spowodowane tym ograniczenie
prądu kolektora dało ograniczenie mocy traconej do bezpiecznej dla tranzystorów
wartości nawet przy zwarciu na silniku;
- dać na tyle duży prąd sterujący bazy, by tranzystory zawsze były albo włączone aż
do nasycenia, albo wyłączone, i nie grzały się nawet przy maksymalnym prądzie,
jaki może popłynąć przez silnik, jak podłączy się go do napięcia zasilania.
Pierwsza wersja jest zabezpieczona przed zwarciem, i chroni silnik przed dużym
prądem w razie wzbudzenia się układu sterowania, druga nie ogranicza momentu
rozruchowego silnika.

Mam nadzieję, że silnik sterujesz z kolektorów, tak jak ja projektowałem?