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

Pojawiające się napięcia na odłączonych nogach CD4051

Katachi1992 16 Lut 2017 13:15 738 14
  • #1 16 Lut 2017 13:15
    Katachi1992
    Poziom 7  

    Witam,
    To mój pierwszy post na forum.
    Zaprojektowałem i wykonałem układ przedstawiony na schemacie poniżej. Jeśli chodzi o część enkodera SSI, transoptorów i zasilania, wszystko działa w najlepsze. Mam problem z mostkiem H oraz skomplikowanym przez siebie układem jego sterowania w postaci multiplexera CD4051.

    Pojawiające się napięcia na odłączonych nogach CD4051

    Na wejście COM podaję sygnał PWM, a następnie za pomocą 2 sygnałów DIR1, DIR2 wybieram gdzie sygnał ma się udać. Do zasilania pierwszej lub drugiej gałęzi mostka H, czy też na hamulec. Jak zwykle. Wszystko wydaje się jakby miało normalnie działać, ale, jak się pewnie domyślacie, tak nie jest. Po zasileniu multiplexera i podaniu na sygnał adresowy odpowiedniego adresu napięcie na wyjściach są losowymi wartościami między 1,5, a 5V, niezależnie od stanu napięcia na porcie COM, mimo tego, że odpowiednie wyjście wchodzi w stan przewodzenia z wejściem układu.

    Dla bezpieczeństwa wlutowałem nawet rezystory pullDown 10kΩ między interesujące mnie wyjścia a masę i wymontowałem tranzystory Q2 i Q4 w celu uniknięcia stanu zwarciowego. Odłączyłem dodatkowo zasilanie mostka H. Ciągle nic.

    0 14
  • #2 16 Lut 2017 14:30
    atom1477
    Poziom 43  

    No i to działa zgodnie ze schematem. Tylko inaczej niż Ty byś chciał.
    Bo multiplexer nie działa tak jak myślisz
    Gdy dane wyjście nie jest wybrane, to nie znaczy że nie będzie na nim napięcia.
    Bo napięcie w każdym miejscu każdego układu elektrycznego jest zawsze.
    Kwestia tylko jakie to jest napięcie.
    A Ty pewnie założyłeś że brak wybrania wyjścia = "brak napięcia" = 0V.
    A niestety tak nie jest. 0V to wcale nie jest brak napięcia. 0V to też napięcie.
    Ale nie to jest największym problemem tutaj.
    Większym jest to że brak wybrania wyjścia miał by być brakiem napięcia czy tam zerem woltów. A tak nie jest.
    Nie wybrane wyjście jest pływające.
    Zresztą taki układ często się wykorzystuje w odwrotną stronę, gdzie na wszystkich kanałach są jakieś napięcia większe od 0V a tylko jedno z nich przechodzi na pin IOCOM.
    Tak więc sterowanie PWMami za pomocą 4051 to niezbyt dobry pomysł.
    Dodatkowo masz tam sterowanie za pomocą PC817. One też nie są za dobre do przenoszenia sygnału PWM ze względu na ich małą szybkość.
    No i na koniec napięcia.
    Użyłeś napięcia 5V i chcesz za ich pomocą sterować tranzystorami IRF530. To tak nie zadziała.
    Tutaj trzeba albo tranzystorów Logic-Level, albo wyższego napięcia sterującego.

    0
  • #3 16 Lut 2017 17:29
    Katachi1992
    Poziom 7  

    Zatem, jak myślę, pominięcie stabilizatora 5V i doprowadzenia napięcia 12V bezpośrednio na wyjścia transoptorów oraz na układ multiplexera powinny dać lepszy rezultat?
    Trapi mnie jednak inna rzecz. Skoro te wyjścia multiplexera pływają, to dodanie rezystorów pull-down 10kΩ powinno chyba sprowadzić napięcia do poziomu masy? Tymczasem wynik tej operacji nic nie zmienił.

    0
  • #4 16 Lut 2017 18:15
    atom1477
    Poziom 43  

    Katachi1992 napisał:
    Zatem, jak myślę, pominięcie stabilizatora 5V i doprowadzenia napięcia 12V bezpośrednio na wyjścia transoptorów oraz na układ multiplexera powinny dać lepszy rezultat?

    Powinno pomóc.

    Katachi1992 napisał:
    Tymczasem wynik tej operacji nic nie zmienił.

    No dodanie rezystorów powinno pomóc. Może coś nie łączyło. Napięcia na wejściach A i B są prawidłowe podczas statycznego sterowania za pomocą PC817?

    0
  • #5 16 Lut 2017 19:16
    Katachi1992
    Poziom 7  

    Tak, sygnały ABC są ok.
    Jeśli chodzi o sygnały z wyjść transoptorów, to były one ok (sprawdziłem na oscyloskopie), jednak to było gdy zmontowałem układ na płytce stykowej, nie było wtedy to podłączone do żadnego mostka H. Za obciążenie o ile dobrze pamiętam posłużyły jakieś rezystory.

    0
  • #6 16 Lut 2017 19:28
    atom1477
    Poziom 43  

    A, czyli masz oscyloskop? No to dobrze.
    Możesz wstawić jakieś oscylogramy? Najlepiej sygnału PWM na wyjściu transoptora.

    0
  • #7 17 Lut 2017 15:52
    Katachi1992
    Poziom 7  

    Wróciłem do mojego układu, usunąłem stabilizator napięcia, a jak się potem okazało, pomysł z oscyloskopem był bardzo przydatny w ustaleniu źródła wciąż niewyeliminowanych problemów.

    Poniżej prezentuję wyniki dla załączonego 1 i 2 kanału.
    Pojawiające się napięcia na odłączonych nogach CD4051
    Pojawiające się napięcia na odłączonych nogach CD4051

    Po dłuższej analizie i wylutowaniu tranzystorów okazało się, że powodem tego stanu rzeczy były przepalone diody Shottky'ego, które pozwalały na zwarcie układu za pomocą innych diod. W rezultacie kanały po prostu były zwarte ze sobą.

    Problem mogę uznać za rozwiązany.

    Mam jednak inne pytanie, czy powyższa charakterystyka PWM wydaje się ok? Mam problem z tym, że dopiero przy 80% wypełnieniu zaczyna kręcić się silnik (bez obciążenia). Pozostaje mi 20% na regulację prędkości. Niestety układ, którego używam do sterowania daje maksymalne taktowanie na poziomie 1 MHz, więc dostaję do dyspozycji 20 wartości napięć. Czy zmiana częstotliwości na wyższą dałaby dużo lepsze rezultaty? Oczywiście wiązałoby to się pewnie z wymianą transoptorów, może i multiplexera, czego jak się domyślacie, wolałbym uniknąć.

    0
  • #8 17 Lut 2017 16:20
    atom1477
    Poziom 43  

    No niespecjalnie to jest ok. Masz za łagodne zbocza. Trzeba by przejść na 6N136 albo 6N137 na tym kanale którym idzie PWM. Kanały A i B mogą zostać na PC817. Tylko że 6N136/6N137 może działać tylko z napięciem zasiania 5V.

    0
  • #9 17 Lut 2017 22:57
    Katachi1992
    Poziom 7  

    A dodatkowo 6N136/137 jest elementem 8-końcówkowym, a układ już jest na wykonany na wytrawionej płytce, niestety. Więc nastręczałoby to pewnych dodatkowych problemów z montażem :/.

    Ale jeszcze znalazłem taki transoptor SFH620A. Co o nim sądzicie?

    0
  • #10 17 Lut 2017 23:21
    atom1477
    Poziom 43  

    SFH620A będzie minimalnie lepszy od PC817. Tylko weź pod uwagę że czasy Rising i Falling są podawane dla obciążenia o wartości rzędu 100R albo mniej. Wtedy napięcia wyjściowe mają wartości ułamków V. A ty używasz obciążenia 1k i chcesz napięcia wyjściowego kilka V. To spowoduje wielokrotne zmniejszenie szybkości działania.

    0
  • #11 17 Lut 2017 23:41
    Katachi1992
    Poziom 7  

    Ale jeśli zmniejszyłbym rezystancję tak 2-4-krotnie wciąż mieściłbym się w zakresie prądu maksymalnego wyjścia transoptora (50mA). Natomiast spadek napięcia byłby chyba taki sam, na poziomie ok. 11,4V (napięcie zasilania minus spadek na tranzystorze), ale z drugiej poprawiłbym czas narostu.
    Czy może źle rozumuję?

    0
  • Pomocny post
    #12 17 Lut 2017 23:56
    atom1477
    Poziom 43  

    Ale zmniejszenie rezystancji nie zwiększy automatycznie prądu. Nie bez powodu napięcie wyjściowe z transoptora dla małych rezystancji obciążania jest małe. Po prostu prąd obciążenia nie chce wzrastać mimo zmniejszania rezystancji obciążenia.
    Prąd wyjściowy zależy od prądu wejściowego. A prąd wejściowy (czyli prąd diody LED) ma swoje granice.

    0
  • #13 21 Lut 2017 10:20
    Katachi1992
    Poziom 7  

    Przemyślałem powyższe uwagi i zaprojektowałem taki oto układ.
    Pojawiające się napięcia na odłączonych nogach CD4051
    Zależy mi na nieodwróconej logice wychodzącej, dlatego z wyjścia transoptora zastosowałem dodatkowy inwerter, który ustala napięcie na 12V.
    Czy układ ma szansę zadziałać, a jeśli nie, to z jakich powodów?

    0
  • #14 21 Lut 2017 12:14
    atom1477
    Poziom 43  

    Nie będzie działał.
    Tak nie wysterujesz górnego tranzystora MOSFET. On potrzebuje napięcia sterującego zakresie kilka V...12V względem masy.

    0
  • #15 18 Maj 2017 11:03
    Katachi1992
    Poziom 7  

    Witam,
    Po dłuższej przerwie wróciłem do projektu do projektu. Zdecydowałem się na zmniejszenie częstotliwości PWM i pomogło. Potem podłączyłem na nowo transile zabezpieczające o większej wartości napięcia przebicia - 15V. Mogę teraz wejść na wyższe częstotliwości. Jednak mimo tego zaczął przeszkadzać pisk silnika, chciałbym więc wyłagodzić przebieg PWM. Nie mogę tego jednak zrobić, ponieważ na zaciskach silnika pojawiają się szpilki indukowane na uzwojeniu, ale wyłącznie przy wyłączaniu napięcia, jak na poniższym rysunku.
    Pojawiające się napięcia na odłączonych nogach CD4051
    Ostatecznie dodałem dodatkowy układ niwelacji zakłóceń w miarę blisko silnika, jednak to nie zmieniło przebiegu napięcia na oscyloskopie.
    Pojawiające się napięcia na odłączonych nogach CD4051

    Czy ktoś z was wie co może być przyczyną? Z góry bardzo dziękuję za pomoc.

    0