[M32] Sterowanie silnikiem BLDC z dysku twardego za pomocą ATMEGA32 - schemat i kod

Witam serdecznie forumowiczów.
Niestety jestem zmuszony poprosić państwa o pomoc, gdyż po spędzeniu połowy dnia na próbowaniu różnych możliwości i przeszukiwaniu informacji w głębi internetu, spełzłem na niczym.

Próbuję sprawić, aby silnik od dysku kręcił się, sterując go ATMEGĄ32.
Schemat podłączenia jaki wykonałem jest następujący (zastosowałem diody 1n4007, tranzystory pnp bc327 oraz npn bc337):



Program jest następujący:


Niestety, w efekcie zamiast kręcenia się silniczka, uzyskuje jego drgania, parę milimetrów w lewo, w prawo.W momencie gdy te drgania występują, silnika nie da się prawie przekręcić ręką, więc siłę musi mieć.

Silnik oraz mikrokontroler podłączone są do tego samego zasilania, przez stabilizator 7805 (po parudziesięciu sekundach takich drgań, stabilizator robi się ciepły).

Poprawiłem tytuł.
[zumek]

Cieżko analizować taki program ale może podpowiem jak ja bym próbował go uruchomić.
Zamiast silnika podpiąłbym po trzy zestawy diod połączone przeciwsobnie i puscil program z duzymi delayami albo wrecz krokowo i patrzylbym czy sie diody zapalają w odpowiednich kolejnościach. Drgania to może byc efekt złago podłączenia silniczka lub złego sterowania.

Nie wiem co tu jest ciężkiego do analizowania - wszystkie stałe są ładnie wyszczególnione. Przebieg sygnałów wymyśliłem sam, ale jest on identyczny z tymi na innych stronach na temat sterowania BLDC.

Nie wiem za to czy to normalne, ale jeśli do wyżej wymienionego obwodu nie podłączyłem silnika, natomiast między plusem i minusem umiesciłem szeregowo diodę z rezystorem (na górze), i otwarłem tylko jeden z górnych tranzystorów, to dioda bardzo delikatnie świeciła (nie tak mocno jak gdy otwarłem górny i dolny na raz).

Tak się nie uda. Musi być informacja o położeniu wirnika.
Link

Czytałem, że niektórym bez informacji o położeniu wirnika potrafili uzyskać parę obrótów na sekundę. U mnie silnik nie wykonał nawet jednego pełnego obrotu.

A jakim cudem silniki trójfazowe prądu przemiennego działają bez informacji o położeniu wirnika?

Mógłby się zakręcić gdyby częstotliwość narastałaby płynnie od zera.
Ale to nie byłoby to.
Silniki trójfazowe ogólnie dzielimy na synchroniczne i asynchroniczne.
W jednych i w drugich występuje pewien rodzaj "synchronizacji" niejako związanej z samą zasadą działania takich silników.

@Phanic - silniki synchroniczne trzeba rozruszać (np. poprzez wbudowaną klatkę rozruchową, albo innym silnikiem) później o ile nie są przeciążone lecą na synchronicznej prędkości, a asynchrony konstrukcyjnie mają zapewnione to, że będą startować (o ile nie przeciążone) i kręcić się z prędkością niższą niż synchroniczna. W szeregowcu odpowiednią rolę spełnia komutator, zaś u ciebie komutator jest elektroniczny (czyli niby go nie ma, ale trzeba zasymulować). Zatem tak jak w komutatorze odpowiednie grupy uzwojeń mogą być załączane tylko w odpowiednich pozycjach wału, inaczej to nie będzie prawidłowo działać. Polecam poczytać o sensorless bldc to może uda ci się to poprawić.

Moim zdaniem 6 cykli/obrót jakie zaplanowałeś to za mało a gdy na jeden przeskok to też mi nie pasuje.
Co to za silniczek od twardego dysku? 3 fazy jak widzę ale ile biegunów magnetycznych?
Poszukaj w sieci datasheet-ów układów sterowania takimi silnikami tam będzie dużo wiedzy na ten temat.
Doraźnie zamiast tranzystorów daj 6 przycisków i spróbuj zrobić jeden cykl który przesunie wirnik na następna pozycję. Zasil układ testowy przez szeregowy rezystor aby zwarcia nie spaliły płytki.

N.

https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1005252.html

zdziwiony napisał:

Tak się nie uda. Musi być informacja o położeniu wirnika.
Link

Nie musi. Na 89C2051 pisałem program do sterowania BLDC. Silnik w programie jest rozpędzany stopniowo. Wystarczy że na niskich obrotach wskoczy w "fazę" a dalej już ładnie idzie. Trzeba tylko dobrze dobrać przyspieszenie aby nie stracił obrotów ani też aby się nie rozpędzał zbyt wolno. Ja na silniczku z dysku 5400RPM wycisnąłem 10000RPM.

Kolego phanick pewnie zbyt wolno albo zbyt szybko próbujesz kręcić tym silnikiem. Posprawdzaj przy różnych szybkościach zmian na wyjściach. Czasami trzeba mu na start trochę pomóc ręką

zdziwiony napisał:

Tak się nie uda. Musi być informacja o położeniu wirnika.
Link

Da się, nie wprowadzaj w błąd.
Phanick zobacz tutaj, jest sporo opisów https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1488939.html#7289478

Witam
silnik najprawdopodobniej Ci się nie kręci ponieważ masz za mały prąd na uzwojeniach
bc 337 ma wzmocnienie B z zależności od modelu od 100 do 630
przyjmując że wzmocnienie jest równe 250, prąd jednej fazy będzie wynosił około 200mA - co jest skromną wartością, szczególnie że rezystancja takiego silnika jest niewielka

dlatego sugerowałbym zmienić stopień mocy na coś odpowiedniego (albo dodatkowy tranzystor mocy albo tranzystory typu mosfet)
przekonasz się czy ta teoria jest słuszna jeżeli pomierzysz rezystancję między uzwojeniami

Witam po dłuższej przerwie.
Wreszcie udało mi się wysterować silnik od tego dysku za pomocą powyższych tranzystorów.
Sugerowałem się schematem zamieszczonym w tym poście:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1738274.html



Tranzystory sterują napięciem 5V. Niestety już po paru sekundach pracy stabilizator parzy. Ponadto dysk kręci się ok 5-10 obr na sekundę, więcej nie udało mi się uzyskać (silnik się zatrzymuję).

Wykorzystam jeszcze zamiast PNP mosfety z poniższego schematu:

Takie sterowanie jak masz na tych schematach jest nic nie warte. Co do prądu maksymalnego dla tranzystorów bipolarnych już ci napisano. Dla MOSFETów musisz odpowiednio sterować bramką, na twoim schemacie przełączanie będzie skrajnie asymetryczne i będziesz miał sytuacje w których przewodzą oba MOSFETy, no chyba, że będziesz kluczował parę Hz z jakimś masakrycznym dead-time. Także przemyśl budowę półmostka, albo kup gotowy. Kolejna rzecz - silnik z HDD oczekuje raczej zasilania 12V - im szybciej się będzie kręcił tym bardziej spada prąd uzwojenia, a w efekcie moment, stąd też potrzebne jest odpowiednie napięcie. No i dla BLDC musisz zapewnić komutację elektroniczną, ale uzależnioną od położenia wirnika. W tym celu silniki BLDC albo mają czujniki Halla, albo wykorzystuje się pomiar SEM w odłączonym uzwojeniu (zawsze jedno z 3 jest odłączone). W przeciwnym przypadku nie uzyskasz imponujących prędkości obrotowych.

Zaproponuj jakiś gotowy, w miarę łatwo dostępny układ sterujący.

phanick napisał:

Zaproponuj jakiś gotowy, w miarę łatwo dostępny układ sterujący.

Poszukaj w moich tematach. Opisywałem to pare lat temu.

phanick napisał:

Zaproponuj jakiś gotowy, w miarę łatwo dostępny układ sterujący.

Farnell, TME mają co najmniej po kilka różnych dostępnych scalonych półmostków H. Ba, jeden masz przecież w HDD z którego wymontowałeś silnik. Oczywiście można to zrobić na dyskretnych MOSFETach, tyle, że sterowanie należałoby zmienić i dodać scalony driver MOSFETa - też w wymienionych wcześniej sklepach takowe są dostępne. Babranie się tym na elementach dyskretnych co prawda pozornie jest tańsze, ale jak puścisz z dymem kilka nietanich MOSFETów to pewnie zmienisz zdanie.

Witam po przerwie.
Oryginalny sterownik od dysku działa dobrze, ale przy wykryciu najmniejszego oporu (np dotknięcie palcem silnika) od razu go zatrzymuje.

Nabyłem układ TDA5144 (od Sławmira, za 5 złotych) - to jest to samo, co TDA5140, ale obsługuje prąd do 2 A.
Efekt - rewelacja! Silnik kręci się tak szybko, jak tylko może. Dotykanie go palcem nic nie przeszkadza. Żadnych czujników Halla - wykorzystuję back-emf z trzeciego uzwojenia oraz środka gwiazdy.

Dodano po 2 [minuty]:



Dodano po 35 [sekundy]:

Zastanawia mnie tylko w jaki sposób sterować prędkością, bo nie chcę aby kręcił tyle, ile fabryka dała

Poczytaj w nocie tego scalaka o OTA (OPERATIONAL TRANSCONDUCTANCE AMPLIFIER).

Generalnie idea regulacji prędkości w tym układzie opiera się o zmianę napięcia Vmot.

Do takich zastosowań są rewelacyjne dsPIC-e z rodziny 30f maja wszystko juz w sobie do sterowania serwosilnikami oraz BLDC w dodatku nie trzeba martwić się o czasy martwe

blue_17 napisał:

Do takich zastosowań są rewelacyjne dsPIC-e z rodziny 30f maja wszystko juz w sobie do sterowania serwosilnikami oraz BLDC w dodatku nie trzeba martwić się o czasy martwe

Zerknij do noty ATtiny261/461/861

A nawet każdego nowszego procka W sumie do sterowania BLDC potrzebny jest timer, przydaje się multiplexer (XMEGA ma AWEX, ale bez tego też się da) i komparator z multipleksowaniem wejść analogowych (każdy AVR to ma, podobnie jak znakomita większość innych MCU) - jeśli robimy detekcję w oparciu o BEMF. Żadna filozofia wygenerować 3 fazy przesunięte o 120 stopni.

tmf napisał:

A nawet każdego nowszego procka W sumie do sterowania BLDC potrzebny jest timer, przydaje się multiplexer (XMEGA ma AWEX, ale bez tego też się da) i komparator z multipleksowaniem wejść analogowych (każdy AVR to ma, podobnie jak znakomita większość innych MCU) - jeśli robimy detekcję w oparciu o BEMF. Żadna filozofia wygenerować 3 fazy przesunięte o 120 stopni.

A tranzystory kluczujące? A diody zabezpeczające? I robi się z tego cała masa koniecznych podzespołów.

Do tej pory jest jeden - MCU. A drugi to scalak zawierający 3 półmostki H. Chyba, że sterujesz BLDC pobierającym dziesiątki amperów - ale to już trochę inna bajka.

Muszę powiedzieć, że tda5144 sprawdza się naprawdę dobrze w zastosowaniu, które mu powierzyłem - kręci silnikiem z przymocowaną 20 centymetrową listwą aż do 2200 obr/minutę. Silnik jest ledwo ciepły. Problemem jest jednak to, ze po parunastu sekundach silnik zwalnia, przyspiesza, zwalnia, przyspiesza - obawiam się, że aktywuje się zabezpieczenie termalne w tda5144, gdyż sam układ przy dotykaniu jest parzący (napięcie silnika - 9V).

Pytanie - przymocowałbym do niego radiator, ale jak? Na klej? Skąd wziąć taki fajny i dopasowany radiatorek (obudowa SOP20).