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

Czy ktoś znajdzie błąd?....please....

kotu 09 Kwi 2006 00:16 2130 13
  • #1 09 Kwi 2006 00:16
    kotu
    Poziom 14  

    Witam wszystkich!
    Mam pewien problem. Otóż budujemy z kolegami robota, jednak
    natrafiliśmy na pewien problem odnośnie sterowania silnikami.
    W naszym zamyśle silniki mają być sterowane z mikrokontrolera
    Atmega16, z wykorzystaniem 4 PWM'ów do płynnego zmieniania
    prędkości obrotowej silnika. Co prawda nie jestem elektronikiem,
    bo moim zadaniem miało byc jedynie oprogramowanie tego robota,
    jednak tak się złożyło że od kumpla z teamu dostałem schemat ideowy,
    który (chyba z całkiem niezłym skutkiem) przerobiłem na schemat do
    naniesienia na płytkę. Wydaje mi się, że nie pomyliłem się przy tym,
    jednak w trakcie testowania obrotów tylko jednego silnika w jedną stronę,
    silnik po ustawieniu pinu na stan wysoki (max) nie zatrzymuje się, tylko
    wciąż kręci się z tą samą prędkością... Wrzucę tu schemat wraz z
    rozrysowanym układem do naniesienia. Może ktoś mądrzejszy ode mnie
    znajdzie na nim błąd (możliwe że nawet ideowy jest do niczego - w końcu
    mój kumpel od elektroniki to "chyba" też człowiek ). Proszę bardzo o
    każdą uwagę i ewentualną pomoc...

    0 13
  • #2 09 Kwi 2006 07:52
    morph13
    Poziom 25  

    Jesli chodzi o sterowanie PWM-em tranzystorów MOSFET to bym odrzucił koncepcje jaką zaproponowałeś.
    Przy sterowaniu PWM silnika należy dobrać odpowiednio częstotliwość przebiegu aby silnik "nie szarpał" oraz pamiętać, że uzyteczny zakres sterowania to i tak tylko około 1/3 załego zakresu "możliwego wypełnienia" ze względu na bezwładność wirnika.

    Ale do rzeczy, proponowałbym zastosowanie drivera dla MOSFET-ów, są specjalne układy, które zawierają przetwornice wewnętrzne i inne dodatkowe obwody po to by nie stosować takich kombinacji jakie wy proponujecie (dwa zasilania, jakieś diody i tp...).
    Scalak rozwiąrze problem sterowania. W tym przypadku trzebaby zastosować dwie kość (każda na jedną steonę) lub jedną czyli typowy sterownik mostka w układzie H (H-bridge). Nie podaje konkretnych przykładów gdyż kości możńa zamówic jako sample (darmowe próbki) w TI lub Analog-u oraz w co lepiej zaopatrzonych sklepach.
    Rozwiązanie "scalonego sterowania MOSFET-ami" uwalnia od pamiętania o pojemnośćiach bramek i zakresach napięć ich pracy itp.

    Pozostanie wam tylko napisania odpowiedzniego oprogramowania. Więcej info na Google po wpisaniu H-bridge :-).

    Powodzenia.

    0
  • #3 09 Kwi 2006 14:19
    Fajfer2
    Poziom 20  

    Bezwładność wirnika nie ogranicza zakresu sterowania .
    Zakres sterowania ogranicza tylko rozdzielczość PWM-a
    (jeśli oczywiście tranzystory( i/lub transoptory ) "wyrabiają"
    się z krótkimi impulsami)
    No może przy bardzo dużych częstotliwościach to "ciągnięcie"
    prądu przez indukcyjność może ograniczyć reg.
    ( troszkę podobnie jak w regulacji tyrystor + "czysta" indukcyjność )
    Te rezystorki bazowe (bc547) są zdaje się za duże, a te rezystorki
    CE-G (1kΩ) za małe.
    Zmierz czy napięcie wzgl. masy i źródła(s) ( po wysterowaniu tego bc547 ) na bramce irf jest bliskie 0 )
    Jestem też jak najbardziej za użyciem scalonego drivera.
    Poszukaj na "elenocie" .
    No i przekraczasz dopuszczalne Vgs (20V max )
    Po co w ogóle jest te 24V ?

    0
  • #4 09 Kwi 2006 17:18
    morph13
    Poziom 25  

    ....bezwładność ..... sterowanie...... trochę skrótowo to ujołem i z tad to "niedomówienie" jednak....

    ... pozwole sobie odnieść się do bezwładności (nie nalezy tego lekceważyć i w prof. konstrukcjach sie tego nie robi) oraz rozdzielczośći bazując na opracowaniu ksiażkowym gdyż oba te tematy poniekąd zazębiaja się .....

    ...... zakładając 10-bitową rozdzielczość, odpowiadającą 1024 krokom. W praktyce jednak okazuje się, że efektywny zakres regulacji obrotów silnika DC pokrywa zaledwie część możliwyc wartości. W konkretnym przypadku wynosi on najczęściej α=0,75 ... 1. Wartości średnie napięcia zasilajacego silnik odpowiadajace wypełnieniu poniżej 0,75 były (są) na tyle małe, ze silnik nie był (jest) w stanie obrócić wirnikiem..........

    Bezwładność wirnika kontra duże wypełnienie. Zakładamy, że silnik pracuje z minimalnym wypełnieniem gwarantującym mu pewny sart z mała prędkośćią. Następuje zwiększenie wypełnienia do wartości max. Jeśli wirnik jest mały co = ma mała masę efekt jest prawie natychmiastowy, jednak jeśli wirnik ma "stosowną mase" zanim osiągnie zakładane parametry pracy pociąga to za soba drastyczne zwiększenia zapotrzebowania pradowego (uwaga na tranzystory !!! - wydzielanie ciepła) a osiągnięcie przez niego zadanych parametrów nie nastapi "od razu".

    Wracając do układu..... Nie jest konieczne sterowaniem PWM-em wszystkich tranzystorów. Stosując scalak (driver) można nim tylko sterować która gałęź będzie pracowała a tranzystor (większej mocy niz w gałęziach mostka H) włączony w wyjście mostaka a masę można właśnie sterować tym przebiegiem. Metoda jest o tyle dobra, że wykorzystujemy tylko jedno wyjście PWM a konfigurując odpowiednio piny drivera sterowanie kierunkiem zajmie nam dodatkowo tylko 2 piny procesora.

    Oczywiście temat steowania PWM nie został jeszcze do końca wyjasniony w tym wątku ze względu na jego obszerność teoretyczną i praktyczną.
    Niemniej jednak zapraszam do eksperymentów i włąsnych przemyśleń.

    0
  • #5 09 Kwi 2006 18:25
    Fajfer2
    Poziom 20  

    No o ile dobrze liczę to przy zasilaniu 12V i wypełnieniu 1/1023
    (może ma być 1/1024 ale to niewiele zmienia)
    to Usk = 0.375V no i istotnie mało który silnik ruszy
    (akurat kombinuję nad silnikiem obcowzbudnym, a ten na pewno rusza,
    z racji stałego wzbudzenia)
    Jedynie co mnie zastanawia to maksymalna dopuszczalna wartość
    skuteczna prądu odbiornika(w kontekście Ids max) w czasie tak małego wypełnienia.
    Po prostu wydaje mi się że będzie ona bardzo mała ( zwłaszcza
    dla rezystancyjnego obciążenia - no ale to jest indukcyjne obciążenie)
    Oczywiście nie należy bardzo szybko (tj. znacznie szybciej niż reakcja wirnika) zwiększać wypełnienia , ale to tylko kwestia oprogramowania

    0
  • #6 09 Kwi 2006 19:02
    morph13
    Poziom 25  

    Wyliczenia jakie podałeś sa prawidłowe i silnik nie ruszy, bynajmniej nie ten :-), jednak już wczesniej wspomiałem o 70-75% wypełnieniu któte to daje "powiedzmy pewny start" i napięcie około 9V przy zasilaniu 12V a co z kolei pociąga za soba relatywnie niższa rozdzielczośc sterowania na poziomie 8 bitów.

    Ale wróćmy do tematu (garść własnych przemyśleń).
    Przeznaczenie tego układu to sterowanie jakiegoś robota. Ja dodałbym jeszcze "element" odpowiadający za okreslenie położenia lub tylko wykrywajacy obrót (np impulsator optyczny). Odpowiednie "powiązanie programowe" z impulsatorem zapewni "wiekszy komfort pracy" i wyeliminuje np zacięcie lub unieruchomienie wirnika i jeśli nie ma uładu pomiaru prądu (to tez może służyć do stwierdzenia czy wszystkojest OK) zabezpieczy to tranzystory przed uszkodzeniem oraz zapewni "pewność pracy".

    Takie ułady "sprzężenia zwrotnego" znakomicie sprawują sie w praktyce (windy, dzwigi itp. o robotyce nie wspominając). Jednak algorytm sterowania trzeba napisać samemu dostosowując go do własnych potrzeb.

    W konstrukcjach amatorskich często stosuje się jako enkoder (impulsator) kółko z elementami optycznymi z uszkodzonych myszy komputerowych. Na poziomie takich zastosowań rozdzielcość pomiaru jest w zupełności wystarczająca.

    Wrócę jeszcze do pomiaru prądu. Sprawdzając jego wartość można tez w prosty sposób określić osiąnięcie przez mechanizm napędzany silnkiem wartości max i min położenia bo w obu wypadkach nastąpi zwiekszenie poboru przez silnik. jest to jednak bardzo prosta metoda stosowana np w napedzie podnosnika szyb, bram garażowych i wjazdowych.

    Jeszcze o impulsatorze (enkoderze) mozna i z niego zrezygnować pod warunkiem zastosowania napedu w postaci silnika krokowego.

    kotu - jak masz pytania to dawaj..... temat jest rozległy i cięzko jest od razu wyjaśnić wszystkie aspekty z tym związane.

    0
  • #7 10 Kwi 2006 08:23
    Fajfer2
    Poziom 20  

    Ja bym dołączył pytanie - od czego zależy moment siły (elektromagnetyczny) silnika prądu stałego , czy od Usk , Uśr
    czy też I szczytowego ,Isk, Iśr ? bo sam tego nie wiem

    0
  • #8 10 Kwi 2006 20:08
    sieger
    Poziom 24  

    O ile pamięć nie myli:
    Me=k•Ψ•It

    k - stała konstrukcyjna
    ψ - strumień wzbudzenia
    It - prąd twornika


    Z tym obcowzbudnym do serwonapędu robota to tak średnio. U mnie w szkole na dyplomówce gość puszczał zegar(timer), żeby odłączyć wzbudzenie w razie braku pracy przez jakiś czas. Oczywiście był to układ nietrzymający pozycji (momentu) przy zerowej prędkości.
    Myśl jest taka, coby nie uwędzić uzwojenia.

    0
  • #9 21 Kwi 2006 03:23
    kotu
    Poziom 14  

    Witam!
    Trochę długo mnie tu nie było, jednak mieliśmy mnóstwo pracy związanej
    z robotem. Układ ten jednak działa, chociaż trzeba było wymienić oporniki
    1k na 5k (nie był to główny problem). W końcowej fazie eksperymentów
    zrezygnowaliśmy z tego układu - i tu rada dla ludzi, którzy mają ochotę
    ten układ kiedyś wykorzystać: na pinach NIE MOŻE BYĆ W TRAKCIE
    PODŁĄCZENIA ZASILANIA 2 STANÓW NISKICH JEDNOCZEŚNIE GDYŻ
    SPOWODUJE TO ZWARCIE!!!
    Wystarczyła jedna mikrosekunda
    opóźnienia w trakcie włączania na mikrokontrolerze i spaliła nam się
    większość tranzystorów.... Zastosowaliśmy kostkę LM 358 zamiast
    mniejszych tranzystorów by wyeliminować tą usterkę. Odnośnie dyskusji
    o bezwładności silników itd. to powiem, że nie musimy mieć w robocie
    aż tak wielkiej dokładności. Głównie chodziło o płynny start oraz
    ok. 5-10 trybów prędkości robota. Mimo to bardzo dziękuję za rady
    i zainteresowanie się postem.
    Pozdrowienia.
    KoTu.

    0
  • #10 09 Maj 2006 17:52
    pit_com
    Poziom 15  

    Fajnie oglądać własny schemat w czyimś poście :) A propos, jaką kostkę byście proponowali? Bo juz wolę kupić elektroniki za 5 dych niz kolejną partię tranzystorów :) Może znacie jakieś scalone mostki H ?

    0
  • #12 10 Maj 2006 18:56
    pit_com
    Poziom 15  

    Jaki to mostek? Prad max. to ok.15A

    0
  • #14 11 Maj 2006 19:08
    pit_com
    Poziom 15  

    Najlepszy byłby mostek, aczkolwiek sam sterownik to juz połowa sukcesu.

    0
  Szukaj w 5mln produktów