Založen: Jan 19, 2016 Příspěvky: 1515 Bydliště: Liberecko
Zaslal: so březen 16 2024, 18:33 Předmět: Stabilizace stejnosměr. motorku pomocí PWM a snímače otáček
Řeším takový problém, na který asi nemám mentální kapacitu, a proto nedocházím k řešení:
Chtěl bych stabilizovat otáčky stejnosměrného komutátorového motorku. Motorek chci budit pulzně-šířkově. Na hřídeli motorku bych měl snímač otáček a podle aktuálních otáček bych odvozoval řídicí napětí pro PWM budič (modulátor) tak, abych docílil stabilních nastavených otáček motorku.
Nabízí se jistě několik možných přístupů.
Moje výchozí představa je taková, že bych na hřídel umístil děrovaný kotouč a opticky snímal frekvenci otáčení. Tento kmitočet bych integračním článkem převedl na napětí (napětí přímo úměrné otáčkám).
Pak bych měl PWM modulátor s výkonovým tranzistorem, kterým bych moduloval napětí do motorku. Střída PWM modulu by byla řízena napětím.
Potřebuji tedy vyhodnotit skutečné otáčky a nastavené otáčky a podle toho nastavit řídicí napětí na PWM modulátoru, tak aby dával motoru tolik, aby se motor točil správnými otáčkami.
Tady bohužel moje fantazie selhává a nenapadá mě, jak vyvodit z údaje o skutečných a nastavených otáčkách řídicí napětí pro PWM.
Napadá mě sice, jak z toho vybruslit a problému odvození řídicího napětí pro PWM se vyhnout, ale rád bych to rozlouskl tak, jak je problém nastolen. Vím, že by to šlo vyřešit programaticky pomocí PIC, ATmel, Raspberry, Intelu Core i9, ale tohle řešení ponechám stranou, chci to řešit elektronicky.
Uplně stejně jako když řídíš zdroj. Porovnáváš otáčky (napětí) s nastavenou referencí a výstupem komparátoru řídíš PWM. Problém může být v odezvě a možnosti rozkmitání.
Založen: Sep 28, 2005 Příspěvky: 1279 Bydliště: ZČ + JM
Zaslal: so březen 16 2024, 19:35 Předmět:
Nejjednoduššeji asi rozdílovým zesilovačem (OZ + 4 odpory), na jeden vstup "požadované" napětí (tedy požadované otáčky) z potenciometru/trimru, na druhý vstup signál z čidla. Při nesouhlasu bude na výstupu napětí, vyjadřující rozdíl mezi požadavkem a skutečnými otáčkami, které využiješ pro řízení PWM. V podstatě "P" regulátor, reagující ale dost rychle. Pro zavedení "I" části (zpomalení reakce) přidáš kondenzátor paralelně ke zpětnovazebnímu odporu OZ, hodnotu bude nutné vyzkoušet podle požadované rychlosti reakce (a setrvačným hmotám atd.) tak, aby se to nerozkmitalo. _________________ Kampaň, účelovka, nepodepsal, Palermo, ODS, Kalousek, je líp a jsou na to čísla, nastudujte si to.
Jelikož to má být spojitá analogová regulace, tak tam nebude komparátor, ale chybový zesilovač, který zesiluje rozdíl mezi požadovanou a skutečnou hodnotou. Výstupem zesilovače se řídí PWM pro motor. To je nejjednodušší tzv. proporcionální regulátor. Otáčky motoru jsou úměrné chybě mezi požadovanou a skutečnou hodnotou. Čím větší požadovaná hodnota, tím větší chyba, čím větší zesílení chybového zesilovač, tím menší chyba. Pokud se ale překročí nějaká kritická hodnota zesílení, regulátor se rozkmitá. Pokud je potřeba nulová chyba regulace, je potřeba k proporcionální složce přidat integrační, která s nějakou časovou konstantou (další parametr) integruje chybu a výsledek se připočítává k proporcionální složce, vznikne PI regulátor. Pak se ještě může přidat derivační složka, vznikne PID regulátor.
Založen: Jan 12, 2009 Příspěvky: 7090 Bydliště: Plzeňsko
Zaslal: so březen 16 2024, 19:54 Předmět:
Převodník kmitočet/napětí existují.
Viz. home.zcu.cz/~ronesova/index.php?menuitem=aes_mfu
Případně bych použil LM2907. _________________ Sháním hasičák s CO2 "sněhový", raději funkční.
(Nemusí mít platnou revizi.)
(Celkově budu raději, když se to obejde bez papírů.)
Založen: Jan 19, 2016 Příspěvky: 1515 Bydliště: Liberecko
Zaslal: so březen 16 2024, 20:11 Předmět:
Ano, chybový zesilovač mě napadl také. Jenže ten v okamžiku, kdy jsou otáčky správné, tak místo toho, aby to držel v nějakém buzení, dá výstup nula, přeruší buzení motoru a otáčky mi na okamžik spadnou, než chybový zesilovač pošle nové buzení. A to je špatně, protože pro udržení toho roztočeného stavu, tam musím mít vždy nějaké nepřerušované buzení.
Založen: Sep 10,
2004 Příspěvky: 19525 Bydliště: Jičín, Český ráj
Zaslal: so březen 16 2024, 20:39 Předmět:
Komparátor je nesmysl, tím nelze řídit střídu impulsů PWR. Výstup vyhodnocovacího obvodu (tacha) musí být analogový. Námět je tady v článku, jen na výstupu nebude proměnný výkonový odpor, ale vstup řízení PW regulátoru.
To nastavení strmosti je důležité, ale to už tu výše napsáno je.
Ano, chybový zesilovač mě napadl také. Jenže ten v okamžiku, kdy jsou otáčky správné, tak místo toho, aby to držel v nějakém buzení, dá výstup nula, přeruší buzení motoru a otáčky mi na okamžik spadnou, než chybový zesilovač pošle nové buzení. A to je špatně, protože pro udržení toho roztočeného stavu, tam musím mít vždy nějaké nepřerušované buzení.
Ano, jak už jsem napsala, samostatný proporcionální regulátor neumí pracovat s nulovou odchylkou. To buzení při nulové odchylce tam udělá až ta integrační složka PI nebo PID regulátoru.
Založen: Jun 26, 2009 Příspěvky: 1283 Bydliště: Hlohovec (Sk)
Zaslal: so březen 16 2024, 20:51 Předmět:
Obavam sa že si to len chybne inerpretuješ. Presne tak ako požaduješ funguju normalne meniče napetia a dokonca menia stridu PWM a nekmitaju. Proste čo nastaviš to držia, so spätnou väzbou.
Najdi TL494, ta ma aj operaky a možeš riadiť. Myslim že aj schemy na to najdeš bez problemov.
Založen: Jan 19, 2016 Příspěvky: 1515 Bydliště: Liberecko
Zaslal: so březen 16 2024, 22:13 Předmět:
JirkaZ napsal(a):
Jaký je požadavek na stabilitu otáček?
Pokud to není potřeba "digitálně přesně", ale stačí zpětnou vazbou z BEMF a proudu motoru, tak se pro inspiraci podívej do přílohy.
Po vhodných úpravách (mj. nahrazení výkonového bipoláru MOSFETem, ale i řada dalších) osobně vyzkoušeno pro 12V modelářskou vrtačku.
Chtěl bych zapojení využít k pohonu filmové kamery - tam vzhledem k tomu, že posun filmu je nespojitý, na hladkosti nebo plynulosti nezáleží, ale spíš na dodržení dlouhodobě "průměrných" otáček.
Ale je možné, že vyzkouším i aplikaci v audiu - pohon gramo nebo magnetofonu.
To schéma, které jsi přiložil, zjevně spíná a vypína výkonový tranzistor přímo podle aktuální chyby, vyvozené v tomhle případě z proudu a napětí na motorku. Tahle možnost mě pro případ nouze taky napadla, s tím rozdílem, že já bych použil jako údaj pro spínání napětí z tacha. Tím bych se vyhnul odvozování řídicího napětí pro PWM modulátor.
Ale není mi příliš jasná funkce toho spodního komparátoru.
Spodní komparátor je zapojený jako generátor (oscilátor), z jeho časovacího C se odebírá přibližně trojúhelníkový průběh, který se pak sčítá s napětím z regulačního potenciometru a s napětím z motoru (BEMF) a porovnává horním komparátorem s napětím ze snímacího odporu proudu, takže z výstupu toho horního komparátoru pak už leze odpovídající PWM obdélník.
Je to maximálně zjednodušené, ale dobře funkční zapojení (za předpokladu odpovídajícího vyladění - viz i níže).
V příloze je moje úprava toho zapojení použitá pro už zmíněnou modelářskou vrtačku.
Upozorňuju, že zapojení zdaleka není univerzální a pro různé motory je potřeba experimentovat s jednotlivými obvodovými prvky. Jde přitom zejména o míru odezvy regulace na zatížení, neboli aby otáčky byly co možná nejkonstantnější, ale nedocházelo přitom ke rozkmitání regulační smyčky. Jinými slovy: jde o problematiku PID regulace, zde realizované hardwarově.
Pro vyšší napájecí napětí to taky bude chtít upravit obvod buzení G MOSFETu tak, aby nebylo překročeno Ugs max.
Jinak pro kameru by řešení se stabilizací vyhodnocováním BEMF a odebíraného proudu možná použitelné bylo, ale u náročnějšího audia bych už váhal.
Špičkové stroje měly vždy nějaké snímání skutečných otáček (tachodynamo, Hall, optika...) a regulovaly zpravidla PLL smyčkou na konstantní hodnotu z tohoto snímače. Pokud samozřejmě nepoužívaly nějaký druh střídavého synchronního motoru (kam lze řadit i BLDC)...
Navíc tedy použité (a vyžádané) PWM je zdrojem rušení, což u audia může být docela komplikace.
PWM_regulator_23_upraveny_sch.png
Komentář:
Velikost:
37.27 kB
Zobrazeno:
32 krát
_________________ Kdo chce, hledá způsob;
kdo ne - hledá důvod.
Ze dvou možností často volím tu třetí.
Naposledy upravil JirkaZ dne so březen 16 2024, 23:22, celkově upraveno 2 krát.
Založen: Sep 10,
2004 Příspěvky: 19525 Bydliště: Jičín, Český ráj
Zaslal: so březen 16 2024, 22:43 Předmět:
Ten spodní OZ je generátor trojúhelníkového průběhu, injekcí toho průběhu se posouvá rozhodovací úroveň na vstupu horního OZ, potažmo střída sepnutí.
Pro kameru (a to i takovou, která umožňuje současný záznam zvuku na magnetickou stopu filmu) ale stačí motorek s odstředivým spínačem, jaké se používaly v bateriových magneťákách, než byl vynalezený dvoutranzistorový regulátor.
Založen: Jun 26, 2009 Příspěvky: 1283 Bydliště: Hlohovec (Sk)
Zaslal: so březen 16 2024, 22:45 Předmět:
Za tie roky som si zvykol ze moje prispevky nikto nevidi (prehliada).
Obvody ako TL494 (pre Teba najvhodnejši) robia presne to čo potrebuješ. Držia striedu PWM na takej hodnote, ktora na vystupe zabezpeči nastavene napetie (to že to napetie bude vyrabane otačkami motora, on nema ako zistit).
Proste bude držať striedu, nebude vypinať a zapinať PWM... (to robia moderne "burst" zelene obvody v nabijackach nových mobilov).
494 ide od nula do akoro 100% PWM. Jedine čo mňa by trapilo, ako otáčky motora prevedieš na napetie.
Frekvenciu TL494 si zvoliš dvoma externými sučiatkami, výstup prepneš na single ended, pridaš nejaky budič mosfetov a poriešene.
Založen: Jan 19, 2016 Příspěvky: 1515 Bydliště: Liberecko
Zaslal: so březen 16 2024, 23:26 Předmět:
Misocko, tvůj příspěvek jsem si přečetl, ale nestíhám tak rychle odpovídat. 494ka vypadá lákavě, ale zatím jsem ji moc nepochopil.
Takže mám si zapojit oscilátor, na + jednoho ze zesilovačů mám dát trimr, na - mám dát otáčkové napětí. A co dál s tím?[/b]
Časy uváděny v GMT + 1 hodina Jdi na stránku 1, 2, 3Další
Strana 1 z 3
Nemůžete odesílat nové téma do tohoto fóra. Nemůžete odpovídat na témata v tomto fóru. Nemůžete upravovat své příspěvky v tomto fóru. Nemůžete mazat své příspěvky v tomto fóru. Nemůžete hlasovat v tomto fóru. Nemůžete připojovat soubory k příspěvkům Můžete stahovat a prohlížet přiložené soubory
Informace na portálu Elektro bastlírny jsou prezentovány za účelem vzdělání čtenářů a rozšíření zájmu o elektroniku. Autoři článků na serveru neberou žádnou zodpovědnost za škody vzniklé těmito zapojeními. Rovněž neberou žádnou odpovědnost za případnou újmu na zdraví vzniklou úrazem elektrickým proudem. Autoři a správci těchto stránek nepřejímají záruku za správnost zveřejněných materiálů. Předkládané informace a zapojení jsou zveřejněny bez ohledu na případné patenty třetích osob. Nároky na odškodnění na základě změn, chyb nebo vynechání jsou zásadně vyloučeny. Všechny registrované nebo jiné obchodní známky zde použité jsou majetkem jejich vlastníků. Uvedením nejsou zpochybněna z toho vyplývající vlastnická práva. Použití konstrukcí v rozporu se zákonem je přísně zakázáno. Vzhledem k tomu, že původ předkládaných materiálů nelze žádným způsobem dohledat, nelze je použít pro komerční účely! Tento nekomerční server nemá z uvedených zapojení či konstrukcí žádný zisk. Nezodpovídáme za pravost předkládaných materiálů třetími osobami a jejich původ. V případě, že zjistíte porušení autorského práva či jiné nesrovnalosti, kontaktujte administrátory na diskuzním fóru EB.
FAQ
Hledat
Uživatelské skupiny
Profil
Soukromé zprávy
Přihlášení
Pro zavedení "I" části (zpomalení reakce) přidáš kondenzátor paralelně ke zpětnovazebnímu odporu OZ, hodnotu bude nutné vyzkoušet podle požadované rychlosti reakce (a setrvačným hmotám atd.) tak, aby se to nerozkmitalo.
