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

pomiar prądu silnikczka DC - jak? (sygnał dla Atmega)

13 Lut 2008 19:56 19986 34
  • Poziom 42  
    Witam,

    trochę odgrzewam swój dawny temat ale dopiero teraz zabrałem się za to i mam problemy a dodatkowo mało się znam na elektronice analogowej.

    otóż chcę sterować niedużym silniczkiem powiedzmy DC za pomocą PWM z procka (to wiem jak zrobić i wszystko działa) ale....

    .... chciałbym jednocześnie mieć możliwość pomiaru prądu jaki on zużywa (nie tyle w trakcie działania co w momencie gdy zaczyna mieć większe obciążenie i trzeba wtedy zmienić mu sterowanie z procka)

    .... próbowałem na LM324 i jakiejś prostej aplikacji gdzie dałem mały rezystor 0,4R pomiędzy GND a silniczkiem, który dalej podłączony jest do VCC. I chciałem mieżyć napięcie jakie się odkłada na tym rezystorku ale kurczę nijak nie wiem jak podobierać wartości rezystorów przy WO i może coś knocę - nic mi nie działa zabardzo.

    ma ktoś może pomysł a może jakąś sugestię jak to w miarę prosto mierzyć przy pomocy co najwyżej jednego LM324 ???

    fajnie by było gdyby w przypadku wzrastającego przeciążenia silnika wzrastało odpowiednio napięcie na wyjściu WO.

    założenia to: mały silniczek DC, który w czasie normalnej pracy bez obciążenia pobiera ok 80-100mA a gdy się zatrzymuje go palcami to prąd wzrasta do ok 600-800mA. Tzn mam różne silniczki i różne prądy pracy jałowej mają i podczas obciążenia. Gdyby ktoś mógł mnie naprowadzić jak dobierać elementy jak obliczać do WO to byłbym wdzięczny - a może jakiś inny sposób???

    docelowo chciałbym w podobny sposób badać obciążenie silniczków ale krokowych też sterowanych z procka

    z góry dziękuję za sugestie i podpowiedzi - czekam niecierpliwie na porady

    pozdrawiam
  • Poziom 16  
    hej

    skoro mozwisz ze sterowac bedziesz pwm, to przypomnial mi sie appnote od atmela dla ladowarki aku. tam tez jest sterowanie pwm i kontrola pradu ladowania ( czyli kontrola na obciazeniu)

    zerknij na strone 39

    CHARGER

    ogolnie przejrzyj dokument , jest ciekawy w temacie...
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Witam
    Nie ma sprawy, zaraz coś się wymyśli. Silnik będzie sterowany przez mosfeta i można pomiar robić na rezystorze podłączonym do masy? Jakie napięcie referencyjne masz w uP? Najlepiej aby było około 2,56V, bo jak będzie 5V to układ elektroniczny skomplikuje się z powodu zabezpieczeń.
  • Poziom 42  
    pacraf - dzięki za pdfka - może się przyda - postudiuję go najpierw

    Dar.El - myślałem żeby taki silniczek malutkiej mocy sterować nawet jakimś zwykłym tranzystorkiem ale może być i mosfetem. Myślałem też aby sterować takim silnikiem np za pomocą scalaczka typu L293D albo podobnego (jesli chodzi o silniki DC oczywiście) bo jeśli chodzi o krokowe to przez bufor np ULN2803 ale narazie krokowce zostawmy.

    napięcie referencyjne 2,56 chyba jest w procku? dobrze myślę? a jak nie to chyba coś się załatwi takiego prawda?
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Jest w uP 2,56V. Kwestia jeszcze szybkości reakcji na przeciążenie i inne zmiany, trzeba będzie sygnał trochę wygładzić, przez co opóźni się pomiar o 10ms. Potrzebny będzie LM358 lub LM324, rezystor pomiarowy i trochę innych rezystorów i kondensatorów. Dziś wieczorem spróbuję narysować schemat. Pamiętaj o zakłóceniach jakie wytworzą silniki.
  • Poziom 42  
    hmmm ciekawe - może się opóźnić nawet nieco więcej chyba niż 10ms. To i tak byłby bardzo dobry wynik takie 10ms opóźnienia tym bardziej, że do rozwiązania o którym myślę silnik i tak będzie pracował na bardzo wolnych obrotach

    ok czekam więc na jakąś propozycję
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Witam
    Układ jest prosty i trochę szybszy, myślę że 2ms opóźni max. Wzmacniacz operacyjny musi spełniać parę warunków:
    1- Zasilany z 5V.
    2- Wejście musi działać od dolnego napięcia zasilania, w tym wypadku od masy.
    3- Wyjście też musi chodzić od dolnego zasilania.

    LM358 i LM 324 to spełniają, ale to nie najlepsze wzmacniacze.
    Jeżeli rezystor pomiarowy prądu R4 byłby daleko od uP i powstawałyby przekłamania pomiaru prądu to trzeba zastosować wzmacniacz różnicowy, ale chyba do pomiaru prądu silnika nie jest wymagana dokładność 1%.

    pomiar prądu silnikczka DC - jak? (sygnał dla Atmega)
  • Pomocny post
    Poziom 16  
    Witam kolege!!

    Tak jak poprzednik rozrysował, podobnie kombinowałem i gotowe rozwizanie moge podsunąć, znajduje się w jednym z moich projektów, podam linka https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic743822.html na schemacie użyłem LM393 jest to komparator zasilany pojedyńczym napięciem. Rezystor pomiarowy 0,1oma. Po podłączeniu do ADC mikrokontrolera powinno udać się mierzyć obciążenie silnika.

    Mam nadzieje że pomogłem nieco :-)
    Pozdrawiam!!
    Janek
  • Poziom 42  
    wielkie dzięki koledzy, jutro a w zasadzie to już dzisiaj bo jest 3:10 w nocy - jak dam radę to przetestuję pomysły.

    Dzięki Dar.El za te obliczenia itp

    Jstan - również dziękuję a poza tym fajnie opisany ten projekcik z roletami - chyba też się za to wezmę, tylko jako że ja jestem już "zboczony" na punkcie procków to oczywiście na jakimś AVRku będę takie sterowanie próbował zrobić i włączanie pilotem IR

    pozdrówka - jutro dam znać co mi wyszło
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Witam
    Od kiedy komparatorem mierzy się prąd :!: :?: . W tym układzie jest to wykrywanie przeciążenie silnika (pewnie nie ma krańcówek), jak rolety dojadą do końca, silnik staje i komparator daje sygnał na uP.
  • Poziom 16  
    Dlatego napisałem że powinno się dac mierzyć prąd, ponieważ z tego co pamiętam przy testowaniu urządzenia, po dołączeniu do wyjścia leda zaobserwowałem że przy zwiększaniu obciążenia dioda płynnie sie zaświeca, zauważ że komparator współpracuje z kilkoma elementami zewnętrznymi. Zresztą nie bez powodu dlatego użyłem dalszych stopni(4093) z obwodami schmitta. A jego zaletą(LM393) jest właśnie to że może mierzyć napięcia bliskie zera i zadowoli się pojedyńczym napieciem.

    Pozostaje tylko przetestować.
    Pozdrawiam
    Janek
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Rozświecają się powoli bo nie dałeś żadnego filtra i komparatory są bezpośrednio połączone z silnikiem, który wytwarza dużo szpilek. Nie powinieneś dawać swojego schematu jako przykład do innych rozwiązań.
  • Poziom 24  
    Witam,
    Nie wiem jak postępy z tym pomiarem.
    Dobrze by było gdybyś podał jaki czas reakcji jest Ci potrzebny, i jaka rozdzielczość pomiaru prądu.
    Jeśli wymagania nie są zbyt wysokie i masz zamiar stosować do pomiaru ten rezystor 0,4R to chyba można się obyć bez wzmacniacza.
    Pozdrawiam
  • Poziom 42  
    Dar.El ---->> MEGA WIELKIE DZIĘKI ;)

    (sorry , że dopiero dzisiaj piszę ... wczoraj miałem taki dzień, że nawet na sekundę nie mogłem podejść do tematu , ale dzisiaj ............. )

    twój układ na szczęście dla mnie prosty jak przysłowiowy drut w sensie ilości elementów - ale działa SUPER - teraz już mogę sam sobie dobierać wartości elementów do odpowiedniego silniczka i wszystko działa super. Na wyjściu do przetwornika AC w Atmega8 mam wspaniale podane napięcie i zmienia się w takiej skali i tak pięknie, że będę teraz mógł to sobie już programowo wykorzystać

    dodam, że pod ręką miałem tylko LM324 i też b.dobre efekty - wręcz jak dla mnie jeśli chodzi o spełnienie założeń - niesamowite.

    wyszło mi mniej więcej tak:

    (w Atmega8 oczywiście wewnętrzne napięcie odniesienia 2,56V)

    1. gdy silnik nie pracuje to przetwornik AC widzi ok 0,06V

    2. gdy silnik jest podłączony i pracuje bez większego obciążenia to AC widzi ok 0,2V - 0,4V

    3. gdy zwiększa się obciążenie i to może być płynie to wtedy napięcie na przetworniku zwiększa się dokładnie tak samo płynnie do 2,55V przy całkowitym jego zablokowaniu

    jeszcze raz wielkie dzięki !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Witam
    Nie ma za co, Tobie zawsze pomogę, są zawsze z tego pozytywne efekty :D . Te 0,06V gdy silnik nie jest włączony spowodowane jest kiepski wzmacniaczem operacyjnym. Mimo zapewnień katalogowych nie dochodzi całkiem do dolnego napięcia zasilania i ma też duży błąd wejściowego napięcia niezrównoważenia.
  • Poziom 42  
    Dar.El - czyli wg ciebie leipei użyć tego LM358 czy jeszcze jakiś lepszy?

    ale i tak jest rewelacja - bo przecież w programie już mogę sobie łatwo obejść te 0,06V
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Witam
    W sprzedaży jest dużo wzmacniaczy operacyjnych "rail to rail" ale koszt ich jest co najmniej o jeden rząd wielkości większy. LM358 jest praktycznie wersją LM324 z dwoma wzmacniaczami.
  • Specjalista elektronik
    Ja bym zwrócił uwagę - skoro ma być sterowanie PWM - na taki szczegół, który może się przydać:
    jeśli to sterowanie działa tak, że wyłącza prąd, albo przynajmniej powinno przy normalnym działaniu,
    to można zastosować układ wzmacniacza, który przenosi tylko składową zmienną sygnału - stałą
    można zrekonstruować, a pominięcie stałej przy wzmacnianiu pozwoli uniknąć problemów napięcia
    niezrównoważenia na wejściu - takim sposobem mierzy się napięcia rzędu nanowolta.

    Najprościej to zrobić, jeśli ADC jest dość szybki, aby odczytać napięcie w czasie włączenia prądu,
    i w czasie wyłączenia - wystarczy odjąć, i - jeśli tylko mamy całkowite wyłączenie - wiemy, jaki
    prąd płynął; jeśli to ten µC steruje tym PWM, to zna współczynnik wypełnienia, i może wyliczyć
    średni prąd. Jeśli ADC jest zbyt wolny, to będzie potrzebny detektor, żeby tę różnicę "liczyć"
    w układzie analogowym, i dopiero ją przetwarzać na wartość cyfrową.

    To pozwoli zastosować dużo mniejszy opór szeregowy - żeby nie tracić na nim napięcia zasilania.

    Natomiast trzeba uważać, żeby prąd raz na okres generatora PWM osiągał zero - inaczej wynik
    pomiaru wyjdzie zaniżony; celowe byłoby zrobienie układu tak, by to wykrywał i alarmował.
  • Poziom 42  
    dziękuję _jta_ za wskazówki ale, jak widziałeś wcześniej, ciężko mi coś samemu na ich podstawie coś zrobić. Jak narazie sposób a w zasadzie gotowy i obliczony schemat od Dar.El sprawdził mi się i programowo już sobie radzę z tym silnikiem tak jak chciałem, przynajmniej narazie w fazie prób. Co więcej już sobie jakoś sam dobieram parametry tego układu przez niego zaproponowanego i działa mi to z różnymi silniczkami tego typu a co najważniejsze mam cyfrowy jasny odczyt na wejściu AC Atmega8 i mogę dalej już robić z nim co mi się żywnie podoba oraz reagować sygnałem PWM na napędzany przez ten sam procek silnik

    jeśli jednak w czasie dalszych moich prac nad tą moją konstrukcją naqpotkam jakieś problemy to zapewne pozwolę sobie jeszcze dopytać tutaj

    pozdrawiam i dziękuję
  • Poziom 10  
    Witam

    A jak powinienem zmodyfikować ten układ, żeby mierzyć prąd do 1,6 A?

    Pozdrawiam
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    preemo napisał:

    A jak powinienem zmodyfikować ten układ, żeby mierzyć prąd do 1,6 A?

    Są dwie możliwości: albo kolega nie czytał uważnie tematu, albo nie rozumie tego, co zostało napisane (kol. Dar.El podał przy schemacie wzór na napięcie wyjściowe, jego zależność od wartości rezystorów).
    W obu przypadkach pomoc jest ... trudna :D
    Pozdrawiam.
  • Poziom 10  
    Hehe sorry
    Widzę, że mój wrodzony gamonizm wziął górę nad rozsądnym myśleniem:)

    Zapytam jeszcze czy rodzaj kondensatorów ma znaczenie w tym układzie?
    I mam nadzieję, że to nie kolejne głupie pytanie:D

    Pozdrawiam
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Prawie wszystkie, które mają taką pojemność, i są łatwe do zdobycia, nadają się - pewnie niełatwo znaleźć
    elektrolity 0.1µF; może papierowe, albo MKSE (tylko niektóre typy) powodowałyby problemy ze względu na
    dużą indukcyjność, ale to też trzeba bardzo się starać, żeby znaleźć nieodpowiedni kondensator...

    Jakby ktoś chciał przerobić układ z 14 Lut 2008 23:03 na różnicowy, w którym spadek napięcia między masami
    nie zakłóca pomiaru, to: R3 powinien być równy R2, i między wejście '+' a masę trzeba dać opornik równy R1;
    uwaga: R2 ma być połączony z masą przy R4, a ten nowy opornik - z masą "wyjściową"; wzmocnienie=R1/R2.
  • Poziom 10  
    Witam

    Zlutowałem ten układ i natknąłem się na kilka problemów. Steruję hamowaniem silnika DC przez sterownik VNH2SP30 i PWM. Inny silnik napędza silnika DC a sygnałem PWM zaciski silnika DC zwierane są do masy, zamyka się obwód, pojawia się prąd, który właśnie mam mierzyć. Od strony masy silnika jest wpięty rezystor 0,11 Ohm.

    I tak - jak PWM jest wyłączony na wyjściu wzmacniacza mam 4 V, ale wtedy mnie pomiar nie interesuje. Gdy PWM jest 100 % wszystko jest super - jak silnik stoi jest równe 0 V im szybciej się kręci tym większe napięcie. Ale jak ustawie np. 20 % PWM, to przy stojącym silniku napięcie wynosi 3,2 V i wraz ze wzrostem prądu jeszcze wzrasta. A niezależnie od PWM gdy silnik, stoi na boczniku nie ma żadnego napięcia.

    Zauważyłem, że ten układ pomiarowy nawet jak jest niepodłączony do bocznika to na wyjściu daje 4 V z hakiem. A jak się włącza PWM to w zależności od % wypełnienia spada to napięcie aż do 0 V przy 100 %. Czy ja coś źle zrobiłem, czy może to normalne, da się coś na to zaradzić?

    Będe wdzięczny za każdą pomoc.
    Pozdrawiam
  • Specjalista elektronik
    Układ Dar.El z 14 Lut 2008 23:03? Wejście musi być podłączone - bez tego układ nie może działać poprawnie i może się uszkodzić.
    Napięcie na wyjściu wzmacniacza powinno rosnąć z napięciem na oporniku R4. A to ma być proporcjonalne do prądu silnika - jest inaczej?
  • Poziom 10  
    Tak chodzi o ten układ Dar.Ela.

    Gdy wypełnienie PWM = 100 %, napięcie ładnie rośnie wraz ze wzrostem prądu podczas pracy generatorowej w obwodzie silnika. Ale gdy tylko PWM sie zmniejsza (np. na 50 %) to choć napięcie na boczniku jest równe zero to na wyjściu wzmacniacza jest ponad 2 V.
    I to w sumie działa tak, że obwód silnika jest otwierany i zamykany sygnałem PWM wiec wejścia są tak jakby przez połowe okresu PWM niepodłączone.

    Dlatego jak PWM jest równe 0 to na wyjściu wzmacniacza są 4 V - tak samo jak gdy wejścia są niepodłączone.

    I teraz kwestia czy można coś z tym zrobić i czy da się to jakoś obejść...
  • Specjalista elektronik
    A jak zewrzesz bocznik, to napięcie dalej jest jakieś dziwne, czy się robi uczciwie 0?

    Źródłem problemów mogą być spadki napięcia na połączeniu masy, albo przechodzenie
    sygnałów zmiennych do wzmacniacza i prostowanie ich na nieliniowości jego elementów.
    Może być również niekontakt, albo coś do czegoś dotyka, i płynie prąd...
  • Poziom 10  
    Nie do końca rozumiem co oznacza "zwarcie bocznika"?

    Problem jakiegoś niestykania itp. chyba można wykluczyć bo zrobiłem 2 te układy powiarowe i w obu było to samo...

    Schemat tego układu, może to jakoś pomoże przy rozwiązaniu tego problemu:

    pomiar prądu silnikczka DC - jak? (sygnał dla Atmega)

    Sterownik silnika ustawiony jest na zwieranie silnika do GND zasilania zewnętrznego. Jeszcze raz przypomne, że układ działa poprawnie tylko przy 100 % sygnale PWM.

    Mam nadzieje, że jakoś to ułatwi sprawę...
  • Specjalista elektronik
    Łączysz ze sobą końce R4 (jeśli on jest tylko w roli bocznika do pomiaru prądu przez
    µP), albo podłączasz R3 do tego końca R4, który jest na masie, zamiast do górnego.
    Jeśli wtedy napięcie na wyjściu nie będzie około 0 (może być np. 100mV), to znaczy,
    że do układu przechodzą jakieś zakłócenia, i trzeba będzie poszukać którędy.
  • Poziom 10  
    Takie zwarcie nic nie zmienia. Tzn przy braku sygnału PWM jest nadal 4 V, a przy PWM = 100 % - 0 V czyli ok.

    W poprzednim poście wrzuciłem uproszczony schemat układu może to coś rozjaśni...