Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

[Eagle] Prośba o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników i wskaźnika

Defozo 27 Gru 2013 14:02 6012 27
  • #1 27 Gru 2013 14:02
    Defozo
    Poziom 17  

    Witam, proszę o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników wykorzystującego 2 potencjometry do sterowania tych silników i jeden potencjometr sterujący ośmioma diodami LED.
    [Eagle] Prośba o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników i wskaźnika
    Silniki są na napięcie 12V i maksymalny prąd 5A.
    Stabilizator oraz silniki są zasilane z tego samego źródła.
    Mikrokontroler jest zasilany poprzez stabilizator 5V - 7805.

    Zastanawiam się nad doborem właściwego tranzystora.
    Chciałbym, aby się nie grzał nadmiernie (ewentualnie posiadał jakieś zabezpieczenie temperaturowe) i nie miał spadków napięcia.
    Czy IRF740 to dobry wybór?

    W załączniku dołączam skompresowany plik schematu w programie Eagle.

    Pozdrawiam Świątecznie,
    Defozo

    0 27
  • Pomocny post
    #2 27 Gru 2013 14:38
    Steryd3
    Poziom 31  

    Na pierwszy rzut oka znalazłem kilka błędów. Po pierwsze nie za bardzo wiem jaki bufor pójdzie w miejsce IC1 ale jeżeli jakiś ULN2803 lub jakiś krewniak to to nie ma prawa działać w ten sposób. Proszę dokładnie oglądną notę katalogową tego układu- ten układ to nic innego jak pozabezpieczane tranzystory Darlingtona pracujące w układzie OC -wynika z tego, że chcesz zwierać masę przez diody do masy. Diody poobracaj a zamiast zbiorczo do masy podepnij do zasilania. Druga kwestia to zasilanie AVCC -będzie to działać ale...słabo. Filtr dla tego zasilania wygląda klasycznie nieco inaczej-radzę sprawdzić w nocie AVRka. Do suwaków potencjometrów poodkładaj po kondensatorze 100nF równolegle do masy. Z pewnością to nie zaszkodzi a może pomóc.

    0
  • #3 27 Gru 2013 18:08
    Defozo
    Poziom 17  

    Dziękuję za pomocną odpowiedź.
    Faktycznie, pomyliłem się i podłączyłem odwrotnie bieguny diod.

    Co do zasilania AVCC...
    W nocie AVRka przeczytałem:

    Cytat:
    AVCC is the supply voltage pin for the A/D Converter, Port C (3..0), and ADC (7..6). It should be
    externally connected to VCC, even if the ADC is not used. If the ADC is used, it should be connected
    to VCC through a low-pass filter. Note that Port C (5..4) use digital supply voltage, VCC.

    Stąd zastosowany dławik i kondensator. Jak to może wyglądać inaczej?
    Powinienem zastosować zewnętrzne źródło napięcia odniesienia?

    Nie jestem pewien, czy dobrze rozumiem, jak mają być podłączone te kondensatory 100nF przy potencjometrach.
    Tak:
    [Eagle] Prośba o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników i wskaźnika

    Czy tak?
    [Eagle] Prośba o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników i wskaźnika

    Umieszczam poprawiony schemat:
    [Eagle] Prośba o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników i wskaźnika

    0
  • Pomocny post
    #4 27 Gru 2013 19:02
    Steryd3
    Poziom 31  

    Moją intencje oddaje pierwszy schemat -kondensator między suwak i masę. Choć po prawdzie gdybyś dodatkowo wyposażył każdy potencjometr w drugi kondensator tak jak ma to miejsce na schemacie nr 2 też by się nic nie stało (choć nie ma takiej potrzeby).
    Co do dławika do filtrowania zasilania dla ADC...miałem na myśli coś takiego jak w tym linku w wersji D:
    Link

    Do tranzystorów MOSFET po dołączał bym jeszcze między bramkę a masę rezystory o klasycznej w tym wypadku rezystancji 1GΩ.

    Co do zewnętrznego napięcia odniesienia...nie koniecznie. W podesłanym linku też o tym jest mowa. Ogólnie wszystko zależy od tego jaka dokładność Cie zadawała. W Twoim przypadku zewnętrzne wysokostabilne źródło odniesienia niewiele wnosi. Tobie chodzi o pomiar pozycji potencjometru. Zauważ, że przetwornik jest zasilany z tego samego źródła co potencjometry a więc niezależnie od zmian napięcia zasilania(odniesienia) to samo napięcie trafi na potencjometr i na odniesienie przetwornika a więc wynik się nie zmieni. Oczywiście wszystko to przy założeniu, że napięcie zmienia się dla tych dwóch elementów dokładnie tak samo(co jak wiadomo nigdy do końca spełnione nie jest).

    0
  • #5 28 Gru 2013 00:32
    Defozo
    Poziom 17  

    Jeszcze raz dziękuję za wyczerpującą wypowiedź.
    Czy teraz schemat jest poprawny?
    [Eagle] Prośba o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników i wskaźnika

    Mam jeszcze pytanie odnośnie tych kondensatorów przy potencjometrach: Co najmniej jeden z potencjometrów nie będzie przylutowany bezpośrednio do płytki. Wobec tego powinienem kondensator zostawić na płytce czy przylutować jak najbliżej potencjometru?

    0
  • #6 28 Gru 2013 07:57
    Steryd3
    Poziom 31  

    Schemat moim zdaniem wygląda już ok.
    Co do kondensatora...wydaje mi się, iż pozostawienie go na płycie będzie dobrym rozwiązaniem. Jak zrobisz płytkę też się pochwal-może i tu też coś doradzimy:)
    Miłego rutowania! Pozdrawiam!

    0
  • Pomocny post
    #7 28 Gru 2013 14:33
    mateo15-s
    Poziom 12  

    Cześć

    Piszesz, że silniki są zasilane z 12V, a na schemacie tego nie widać :( Podpowiem - przeanalizuj połączenia przy złączach JP2, JP3. Dodatkowo równolegle do obciążeń indukcyjnych powinno dawać się diodę zabezpieczającą.

    0
  • #8 28 Gru 2013 15:44
    Steryd3
    Poziom 31  

    mateo15-s napisał:
    Piszesz, że silniki są zasilane z 12V, a na schemacie tego nie widać

    Zdecydowanie racja! Zamiast masy +12V!

    0
  • #9 28 Gru 2013 23:03
    kicajbas
    Poziom 25  

    Witam
    ..a z ta rezystancja 1GΩ to nie za dużo?
    Pozdr.

    0
  • #11 30 Gru 2013 00:16
    szczywronek
    Poziom 27  

    1n4148 (D1, D2) to zdecydowanie za słabe diody w tym miejscu.

    Rezystory od diod nie są za małe?

    Tranzystory, które wybrałeś, się nie nadają. To są tranzystory wysokonapięciowe (400V). To, że tyle wytrzymują nie jest problemem - im więcej wytrzymują tym lepiej. Niestety coś za coś. Mają bardzo dużą rezystancję w stanie przewodzenia - $$R_{ds(on)}=0,5\Omega$$ - w związku z tym i straty mocy będą spore.
    Ponadto sposób sterowania jest... nie optymalny :) Jeżeli chcesz minimalizować straty mocy w tranzystorze to musisz się postarać aby jak najkrócej trwały stany pośrednie - między pełnym otwarciem i zatkaniem tranzystora. Sterowanie bezpośrednio z portów mikrokontrolera będzie trwało wieczność ze względu na niską wydajność prądową. Napięcie 5V na bramce ryzykownie niskie.

    0
  • #12 30 Gru 2013 01:00
    Defozo
    Poziom 17  

    Captain_Nemo napisał:
    1n4148 (D1, D2) to zdecydowanie za słabe diody w tym miejscu.

    W takim razie może diody schottkiego 1N5822?

    Captain_Nemo napisał:
    Rezystory od diod nie są za małe?

    Testowałem tą wartość wiele razy i widziałem te rezystory również w innych urządzeniach, nigdy mnie nie zawiodły, ponadto zauważyłem widoczny spadek jasności przy rezystorach 100R.

    Captain_Nemo napisał:
    Tranzystory, które wybrałeś, się nie nadają. To są tranzystory wysokonapięciowe (400V). To, że tyle wytrzymują nie jest problemem - im więcej wytrzymują tym lepiej. Niestety coś za coś. Mają bardzo dużą rezystancję w stanie przewodzenia - $$R_{ds(on)}=0,5\Omega$$ - w związku z tym i straty mocy będą spore.
    Ponadto sposób sterowania jest... nie optymalny :) Jeżeli chcesz minimalizować straty mocy w tranzystorze to musisz się postarać aby jak najkrócej trwały stany pośrednie - między pełnym otwarciem i zatkaniem tranzystora. Sterowanie bezpośrednio z portów mikrokontrolera będzie trwało wieczność ze względu na niską wydajność prądową. Napięcie 5V na bramce ryzykownie niskie.

    Wybór tranzystora przysparzał mi problemów od samego początku.
    Nie wiem w jaki sposób szukać odpowiednich tranzystorów, zawsze coś okazuje się niezgodne z założeniami.
    Jaki tranzystor może być dobry do tego zadania?

    Co do napięcia 5V na bramce tranzystora: Czy powinienem zastosować drugi tranzystor przed tranzystorem sterującym silnikiem, aby podać na jego bramkę 12V zamiast 5V, a może po prostu wymiana tranzystora na jakiś inny wystarczy?

    0
  • #13 30 Gru 2013 10:16
    mateo15-s
    Poziom 12  

    Cześć

    Co do rezystorów Ledów - nie napisałeś jakie do diody (może mocy ? :D). Policz sobie prąd płynący przy takim rezystorze. Rozsądnie jest trzymać się informacji z Datasheetów. Napięcie/prąd diody.

    Co do wyboru tranzystora, poszukaj takiego z niskim Rds ON, a do sterowania bardzo przydatny prosty driverek na dwóch tranzystorach - para komplementarna. Gwarantuje Ci szybkie załączanie i wyłączania MOSFETA, koszt 4 dodatkowych tranzystorów jest śmiesznie mały w przypadku pojedynczego PCB.

    0
  • #14 30 Gru 2013 11:24
    szczywronek
    Poziom 27  

    Defozo napisał:
    W takim razie może diody schottkiego 1N5822?
    Ten prąd silników "maksymalny 5A" to prąd w czasie pracy pod obciążeniem, czy w czasie rozruchu?

    Defozo napisał:
    zauważyłem widoczny spadek jasności przy rezystorach 100R.
    :sm31: Przy zastosowaniu rezystorów 10Ω zauważyłbyś z kolei wzrost natężenia światła... tylko krótko ;) mateo15-s dobrze mówi - podstawa to dane diody.

    Co do szukania tranzystorów - wykorzystaj filtry na stronach dystrybutorów elektroniki (np. TME, farnell).

    Taki drobiazg mi jeszcze chodzi po głowie: rezystory pomiędzy suwakami potencjometrów a wejściami ADC - program zawsze może pójść w maliny i zrobić coś dziwnego, rezystory uchronią port przed spaleniem gdyby został przypadkowo ustawiony jako wyjście przy potencjometrze skręconym w skrajne położenie.

    0
  • #15 31 Gru 2013 03:30
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Zamiast 7805 zastosuj jakiś LDO z tych powodów: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/03/Regulatory-napiecia-wydzielane-cieplo.html

    Czy jesteś pewien, że według ostatnio wklejonego przez Ciebie schematu, silniki będą działać? Przyglądnij się dokładnie temu fragmentowi schematu.

    No i czekamy na informację, co to za LEDy, że potrzebujesz do nich driver i jaką funkcję spełniają, że każda jest sterowana osobno.

    0
  • #17 31 Gru 2013 15:50
    Steryd3
    Poziom 31  

    dondu napisał:
    Zamiast 7805 zastosuj jakiś LDO
    Bez zmiany napięcia zasilania nie ma to chyba większego sensu.

    Dokładnie!
    Jeżeli napięcie zasilania układu wynosi 12V co wniesie zastosowanie regulatora LDO. Regulator "zwykły" czy LDO będzie musiał wytracić na sobie 7V co pomnożone przez prąd pobierany z stabilizatora da w przybliżeniu moc która zostanie stracona na ciepło( i którą należycie trzeba odprowadzić). Zastosowanie stabilizatora typu LDO mogło by wnieść coś do tematu gdyby można było zmniejszyć napięcie na jego wejściu z 12V na powiedzmy 6V czego przy zwykłym stabilizatorze uczynić by nie można. Reklamowanie stabilizatorów LDO na każdym kroku jako panaceum na wszelkie bolączki związane z stratami mocy jest niepoważne.
    Przy tego typu problemach można pokusić się o zastosowanie przetwornicy impulsowej-jeżeli oczywiście "jest się o co bić". I po jej zastosowaniu zasadnym jest zastosowanie regulatora liniowego LDO który może dać mniej zaszumione napięcie przydatne w części "analogowej" układu.
    dondu napisał:
    Czy jesteś pewien, że według ostatnio wklejonego przez Ciebie schematu, silniki będą działać? Przyglądnij się dokładnie temu fragmentowi schematu.

    Bardzo lubię zagadki ale oglądałem ten fragment dłuższą chwilę i nie wiem co kolega mana myśli?

    0
  • #18 31 Gru 2013 16:51
    szczywronek
    Poziom 27  

    Przyłączam się do przedmówcy. Też nie mam pojęcia co kolega dondu wytropił w tym schemacie. No może poza diodami (D1, D2), które włączone w tym miejscu (jeśli to naprawdę 1n4148) mogą zacząć świecić ;)

    Dodają nową zagadkę: coś jest nie tak w "bloku zasilania" :!:

    0
  • #19 02 Sty 2014 14:31
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Zastosuj np. http://www.tme.eu/pl/Document/71cf1899624764088671ce6de5d15eb4/irlz44n.pdf , wskazany jest jakiś driver, chociaż nie jest konieczny. ToMOSFET-a o niskim Vgsth i procesor zasilany z +5V wysteruje go i napięciowo (MOSFET typu "Logic Level") i prądowo (niewielka pojemność bramki, wł./wył. silnika a nie PWM, więc nie będzie to częste).
    Mnie szczególnie "cieszy" rada o zastosowaniu opornika 1GΩ, co beztrosko wstawiono do schematu. Ciekawe jak poszły zakupy takiego opornika?
    Tam powinno być ok. 10kΩ, kilka kΩ.

    0
  • #20 02 Sty 2014 15:25
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Captain_Nemo napisał:
    Przyłączam się do przedmówcy. Też nie mam pojęcia co kolega dondu wytropił w tym schemacie.

    Kol. Dondu popatrzył nie na ostatni lecz przedostatni schemat i teraz się wstydzi :oops:


    trymer01 napisał:
    Mnie szczególnie "cieszy" rada o zastosowaniu opornika 1GΩ, co beztrosko wstawiono do schematu. Ciekawe jak poszły zakupy takiego opornika?
    Tam powinno być ok. 10kΩ, kilka kΩ.

    ... kilkadziesiąt np. 47k.

    0
  • #22 02 Sty 2014 16:29
    Steryd3
    Poziom 31  

    Głupawa rada o rezystorze 1GΩ wyszła ode mnie- szczerze przepraszam. Jakoś musiałem myślami być zupełnie przy innych zagadnieniach. Zdecydowanie ta wartość rezystancji jest kosmicznie za duża. Kilkadziesiąt kΩ powinno być ok.
    Co do błędów przy stabilizatorze- zupełnie mi umknęły a są ewidentne! Rozkład końcówek z pewnością nie jest ze stabilizatora 7805. Jeżeli ma tam być zastosowany rzeczywiście stabilizator 317 to brakuje jeszcze 2 rezystorów ustalających jego napięcie wyjściowe 5V.

    Zastanawiam się ile w tak prostym schemacie można popełnić błędów i wyczaić nieścisłości. To trochę tak jak w słowie "już" -ma trzy litery a można popełnić w nim 2 błędy ortograficzne. Może to jakaś "podpucha"? :)

    0
  • #23 02 Sty 2014 17:43
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Rzeczywiście, ma być PWM - tak więc wskazany byłby driver sterujący MOSFET-y.
    A co do stabilizatora:

    Steryd3 napisał:
    Rozkład końcówek z pewnością nie jest ze stabilizatora 7805. Jeżeli ma tam być zastosowany rzeczywiście stabilizator 317 to brakuje jeszcze 2 rezystorów ustalających jego napięcie wyjściowe 5V.

    Jeśli to ma być LM317 (też nie wiem jak można tak beztrosko pisać L7805/317T) to też nie gra, gdyż n-ry kocówek też nie pasują.

    0
  • #24 02 Sty 2014 20:27
    Steryd3
    Poziom 31  

    trymer01 napisał:
    Jeśli to ma być LM317 (też nie wiem jak można tak beztrosko pisać L7805/317T) to też nie gra, gdyż n-ry kocówek też nie pasują.

    Numery końcówek 317 pasują ale są źle podpięte. Inaczej mówiąc-symbol ma dobry, podpięcie złe(na wyjście stabilizatora ma podpięte napięcie wejściowe).

    0
  • #25 22 Kwi 2014 21:20
    Defozo
    Poziom 17  

    Witam i przepraszam za długą przerwę.

    Przez ten czas lekko uległy zmianie założenia - diody zastąpiłem wyświetlaczem 2x16 na sterowniku HD44780, natomiast potencjometry zastąpiłem przyciskami.

    Nowy schemat:
    [Eagle] Prośba o sprawdzenie schematu sterownika PWM dwóch silników i wskaźnika

    trymer01 napisał:
    Rzeczywiście, ma być PWM - tak więc wskazany byłby driver sterujący MOSFET-y.

    Czy MCP1407 będzie dobrym wyborem?
    Jeśli tak, to czy potrzebuje on jakichś dodatkowych elementów przy podłączeniu?

    Steryd3 napisał:
    Rozkład końcówek z pewnością nie jest ze stabilizatora 7805. Jeżeli ma tam być zastosowany rzeczywiście stabilizator 317 to brakuje jeszcze 2 rezystorów ustalających jego napięcie wyjściowe 5V.

    Przepraszam za niejasność, stabilizator to L7805CV.
    Nie mogłem znaleźć odpowiadającej mu biblioteki w Eagle dlatego posłużyłem się biblioteką stabilizatora 317.

    Steryd3 napisał:
    Inaczej mówiąc-symbol ma dobry, podpięcie złe(na wyjście stabilizatora ma podpięte napięcie wejściowe).

    Poprawione!

    szczywronek napisał:
    No może poza diodami (D1, D2), które włączone w tym miejscu (jeśli to naprawdę 1n4148) mogą zacząć świecić ;)

    Jakimi diodami powinienem je zastąpić?

    Dodam jeszcze informację o silnikach:
    Pierwszy silnik:
    2,5A - podczas rozruchu
    1,9A - podczas normalnej pracy

    Drugi silnik:
    3,2A - podczas rozruchu
    2,0A - podczas normalnej pracy

    Silniki mają przekładnię i nie mają dużego obciążenia.

    Dziękuję za tak duże zainteresowanie tematem,
    Defozo

    0
  • #26 23 Kwi 2014 06:31
    Steryd3
    Poziom 31  

    Widzę, że koncepcja zmienia się co chwilkę na ten układ:)
    Ogólnie można by coś jeszcze zmieniać ale w tej formie powinno to już działać.
    Mam jeszcze pytanie- nie wiem czy tutaj już padło- jak zamierzasz programować ATmega8?
    Na schemacie nie widzę uwzględnionego złącza programatora ISP? Będzie się to odbywało poza układem?

    0
  • #27 08 Gru 2015 06:16
    Lejzi
    Poziom 8  

    Witam,

    Kolega Defozo wykorzystał 6 pinów ADC do podłączenia switchy, a nie lepiej podpiąć wszystkie switche pod jeden kanał ADC i mierzyć napięcie za pomocą drabinki rezystorowej?. W ten sposób będzie miał 5 dodatkowych wolnych pinów. No i jeszcze może zmieniłbym od siebie sposób podłączenia LCD, za pomocą PCF8574. Może takie rady komuś się przydadzą.

    0
  • #28 08 Gru 2015 11:29
    Defozo
    Poziom 17  

    Nie można byłoby wtedy ich wcisnąć jednocześnie(?), a wolne piny i tak nie są potrzebne.
    Natomiast PCF8574 to dodatkowy wydatek.

    Ale dzięki za odpowiedź :)

    0