Arduino - navrh zapojeni vykonoveho spinaciho obvodu

Zpráva

Couba · #1 Příspěvek od **Couba** » 29 říj 2011, 02:57

Ahoj,
potreboval bych poradit se zapojenim nasledujiciho. Arduinem potrebuji spinat odporovou zatez 12V cca. 20A rizenou PWM. Dale potrebuji spinat stejnosmerny motor 12V cca 10A take rizeny PWM. Idealne bych jeste potreboval dostavat zpetnou vazbu ze motor bezi - log 0 nebo 1 a sledovat hodnotu odporu zateze. Dale do Arduina potrebuji privest spinaci signal ss 12V a dale jeste sledovat hodnotu napeti - ss cca. 9-15V.Mohl by mi prosim nekdo nacrtnout schema zapojeni i s hodnotami soucastek? Prg napisu ale s timto si bohuzel neporadim. Diky.

frpr666 · #2 Příspěvek od **frpr666** » 29 říj 2011, 10:58

Jestli to dobře chápu tvé požadavky jsou zhruba takovéto?
Kdyžtak to ještě blíže vyspecifikuj.
položka, Arduino I/O, popis
-------------------------------------------------
1/ výstup pwm, odporová zátěž 12V 20A
2/ výstup pwm, motor 12V 10A, pro pwm
3/ vstup, binární signál, zpětná vazba, log1=motor "běží"
4/ vstup, analogový signál, hodnota odporu (proudu) zátěže, zátěž z bod 1.?
5/ vstup, binární signál, log1=12V
6/ vstup, binární signál, log1=napětí 9V-15V OK.

Couba · #3 Příspěvek od **Couba** » 29 říj 2011, 13:06

Malinko jsem to poupravil, hodnoty proudu jsou zatim cca. o 30% naddimenzovane, aby byla rezerva do budoucna.

1/ výstup pwm, odporová zátěž 12V 20A
2/ výstup pwm, motor 12V 10A, pro pwm
3/ vstup, binární signál, zpětná vazba, log1=motor "běží"
4/ vstup, analogový signál, hodnota odporu (proudu) zátěže, zátěž z bodu 1
5/ vstup, binární signál, log1=12V
6/ vstup, analog signál, napětí 9V-15V, vyuzit ADC prevodnik - asi pres odporovy delic (ten bych snad jeste spocital :lol:

)

frpr666 · #4 Příspěvek od **frpr666** » 29 říj 2011, 18:50

Ahoj,
co se týče řízení motoru, pro začátek bych dal pár odkazů na kvalitní čtení:

http://www.microchip.com -> AN905 - Brushed DC Motor Fundamentals
http://www.microchip.com -> AN847 - RC Model Aircraft Motor Control

Co se týče sledování proudu odporovou zátěží
http://www.microchip.com -> AN1332 - Current Sensing Circuit Concepts and Fundamentals
Pozn.
V AN847 jsou dokonce hw schémata k této problematice.

frpr666 · #5 Příspěvek od **frpr666** » 30 říj 2011, 21:21

Řešil bych to asi takto:
Pro bod 1/ a 2/ bych převzal zapojení z AN847, což jsou mosfety s nízkým "otevíracím" napětím Vgs, irf7459. Nebo použít běžný např. IRFZ44N a budič TC4427 za pár kaček. Pozor na ošetření stavu "hned" po zapnutí než naběhnou výstupy od Arduino
Bod 3/ hlídání otáčení, asi nějakou optozávoru svázanou s otáčením hřídele M a přivést na TMRx od Arduino v "caputure mode".
Bod 4/ hlídání proudu, toto je docela složitý. Asi bych použil podobné zapojení jako z AN1332 fig. 5 plus nějaký filtr jako dolní propust ke stanovení "střední" hodnoty proudu pwm. Podle požadované rychlosti "reakce" potom vyhodnocovat A/D od Arduino nebo komparátorem.
Bod 5/ odpor plus zenerka
Bod 6/ odporový dělič
Obtížné části nejprve vyzkoušet na "breadboard" potom pájet dohromady :-)

Couba · #6 Příspěvek od **Couba** » 30 říj 2011, 22:50

A co tohle bude mi to fungovat? Prochazejici proud bych meril za pomoci adc prevodniku - ubytek napeti na odporovém drátu - konstantan. Spinaci T bych pouzil IRFZ44N. Viz. schema i s parametry soucastek.

http://img502.imageshack.us/img502/8171/testtoy.png

Zobrazení v tomto okně zrušeno, obrázek je širší, než 800px. Ořízni zbytečně prázdnou část vpravo a obrázek vyměň, nebo nech tak, ať si každý zobrazí sám v jiném okně.
Hill

feliz_navidad

Ten snímací odpor by měl být proti zemi, takhle se to převodníku asi moc líbit nebude. Leda by měl oddělené napájení a výstup. Proč je tam ten dělič R1/R2? Není lepší dát rovnou poloviční hodnotu R3? D2 by měla být krapet rychlejší a tranzistor by mohl mít nějakou ochranu proti špičkám.

Habesan · #8 Příspěvek od **Habesan** » 31 říj 2011, 07:45

Myslím, že R2/R1 není primárně zamýšlen jako dělič.
R2 společně se zenerkou snižují riziko, že se ten procík odpráskne.
R2 společně s C1 filtruje měřenou hodnotu.
R1 vybíjí C1, jinak bysme měřili špičkovou hodnotu.

feliz_navidad

C1 se vybíjí i přes R2,3 v době, kdy je tranzistor rozepnutý.

Couba · #10 Příspěvek od **Couba** » 31 říj 2011, 13:44

R2, R1 nemel byt delic ale ochrana (delit napeti nepotrebuji - je mi to spise na skodu). Muzete mi prosim dokreslit jak by to melo byt i s ochranou T atd.?

Dekuji.

EDIT: Nebo pokud ma nekdo lepsi reseni tak "posloucham".

frpr666 · #11 Příspěvek od **frpr666** » 31 říj 2011, 21:00

jo, měření proudu není jen tak, zvláště když nám zátěží protéká proud s "obdelníkovým" průběhem. Hlavně také záleží na požadované přesnosti a na konečné aplikaci. Obecně, já bych to řešil např. snímáním úbytku napětí na odporu buď low-side nebo high-side dle "AN1332" potom bych zařadil vhodnou dolní propust a "střední" hodnotu pak zpracoval A/D.
Zapojení se to dá řešit několika IC op.amp., odpory a kondenzátory. Jak to ale dát vše dohromady to je teprve to pravé know-how. Odzkoušené zapojení nemám.
Alespoň přidávám odkaz na kvalitní čtení o IC op.amp. a odkaz na kvalitní simulátor.
Op Amps for Everyone Design Guide (Rev. B)
(www.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf)
LTspice IV
(http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice)

Couba · #12 Příspěvek od **Couba** » 31 říj 2011, 21:11

Zadna velka presnost neni potreba - jde jen o to zda-li motor neni ve zkratu a nebo neni odpojenej.

feliz_navidad · #13 Příspěvek od **feliz_navidad** » 01 lis 2011, 09:57

Snímací odpor dej mezi source a zem, takhle by si musel mít převodník s rozdílovými vstupy a velkým povoleným vstupním napětím, nebo odděleným či plovoucím napájením a výstupem. Velikost snímacího odporu zvol takovou, aby na něm nebyla zbytečně velká ztráta a ještě jsi byl v oblasti rozumného rozlišení převodníku. Pro 0,2 Ohmu a požadovaných 10A je na něm ztráta 20W a úbytek 2V, což je při napájení 12V trochu moc, nemyslíš? Pořád mi uniká, jakým způsobem a co chrání R1. Dioda antiparalelně k motoru by měla být rychlá, jinak je tam k ničemu. Pamatuj, že na ten IRFZ44N ti nebude k otevření stačit běžný logický výstup, ale potřebuješ budič, např. výše uvedený TC4427.

frpr666 · #14 Příspěvek od **frpr666** » 01 lis 2011, 21:44

DC Motor Control Tips ‘n Tricks
(http://ww1.microchip.com/downloads/en/d ... 41233a.pdf)

How can I sense the motor's current?
(http://electronics.stackexchange.com/qu ... rs-current)

Motor Control
(http://www.microchip.com/en_us/technology/motorcontrol/)

Couba · #15 Příspěvek od **Couba** » 02 lis 2011, 18:32

Diky za reakce. A co tento IO?

http://www.mct.net/download/infineon/btn7960.pdf