PWM regulace DC motoru se zapnutím/vypnutím tlačítkem

Zpráva

Brzda · #1 Příspěvek od **Brzda** » 22 říj 2019, 22:12

Zdravím, řeším problém s konstrukcí PWM regulace DC motorku. Motorek je na 12V a v zátěži odebírá téměř 1A.
Požadavek na obvod je takový aby se dal motorek pomocí tlačítka zapnout, nebo vypnout a pomocí potenciometru regulovat jeho otáčky.

Našel jsem si zde obvod pro zapínání/vypinání pomocí 4069. Pro PWM regulaci jsem si našel obvod pomocí časovače 555. Vznikl mi z toho obvod na obrázku 1.
Jednotlivé části obvodu (1. část s 4069, 2. část s 555) fungují správně, ale jakmile je spojím dohromady tak jak je na obrázku, tak se mi motorek nerozjede a tranzistor T3 se začne přehřívat.

Pokud ale místo tranzistoru T2 použiju relé a připojím jeho vstup mezi kolektor T1 a VCC jak je zobrazeno na obrázku 2, tak vše funguje dle očekávání.

Dalším požadavkem je co nejmenší velikost. Aktuálně to mám v plánu provizorně udělat v běžných součástkách, ale časem bych to chtěl předělat do SMD, což mi to relátko trochu kazí. Ślo by místo relé použít nějaký optočlen? U něj ale by byl zase ubýtek napětí a tím pádem bych na motorku neměl požadovaných 12V.

Netušíte někdo proč zapojení na obrázku 1 nefunguje, případně pokud mám radši použít zapojení na obrázku 2, jaký optočlen použít?

Díky za jakoukoliv radu

Osmdesat · #2 Příspěvek od **Osmdesat** » 22 říj 2019, 22:38

Ten BD911 bude nejspíš nedostatečně otevřený, proto se přehřívá. Navíc je to bipolár, takže tam i při saturaci bude nezanedbatelný úbytek, který se bude měnit v teplo.
Konceptuálně je ale nechytré řešit to takto - tj. tranzistorem spínat celý ten PWM obvod, včetně zátěže.
Šel bych na to jinak - pokud budeš hledat, vygúglíš, že s 555 lze postavit i on-off tlačítkový obvod.
Asi víš kam mířím - pro daný úkol vystačíš s jedním IO 556, který má v sobě dvě 555 - jeden pro tlačítko, druhý pro pwm.
PWM s 555 lze jednoduše zastavit mínusem na pinu RST, plusem do RST jej zase rozběhneš. Stačí tedy výstup tlačítkové 555 zapojit na RST pin pulzně šířkové 555. Žádný další tranzistor tedy nebude potřeba, pouze ten IRF, kterým moduluješ motor. A v případě použití 556 jediné pouzdro, což přesně potřebuješ, když žádáš co nejmenší rozměr.

#3 Příspěvek od **masar** » 22 říj 2019, 23:28

Přesně tak. Včetně diagnózy.
:wink:

p.s. Pokud bys mocímermo chtěl, aby tvoje zapojení č. 1 aspoň trochu fungovalo (třeba z ješitnosti nebo z důvodu hotové DPS), zkus zapojit emitor T1 místo do země do báze T2 nebo místo BD použít také IRF.

jova1 · #4 Příspěvek od **jova1** » 22 říj 2019, 23:40

A nestačilo by, když už to má takhle hotové, jen tu T2 nahradit klemou a tím výstupem do jeho báze řídit ten vstup RST?
Pokud mu to bude fungovat jak potřebuje, tak to v další fázi může přestavět na tu dvojitou 555.

#5 Příspěvek od **masar** » 22 říj 2019, 23:42

Ano, to by stačilo. :wink:

p.s. Ještě doplním, že místo R2 a R3 stačí jen jeden z nich. Vstupy nezapojených invertorů je vhodné připojit na Vcc nebo GND. Dioda 1N4007 není Zenerova dioda a v kolektoru T1 nemusí být vůbec.

#6 Příspěvek od **ok1hga** » 23 říj 2019, 06:18

řekl bych taky,
že u napájení obou IO chybí na schématech blokovací kapacity . . .
. . . u pinu 14 IO1 a u pinu 8 IO2

Brzda · #7 Příspěvek od **Brzda** » 23 říj 2019, 07:32

Díky všem za radu, dneska zkusím hodit na nepájivé pole zapojení s 556.

#8 Příspěvek od **EKKAR** » 23 říj 2019, 17:09

1) Vůbec nepotřebuješ T2 = BD911. Nahraď ho zkratem a nechej hlavní vypínač jen na hlavním +12V přívodu.
2) Sepnutí pohonu uděláš mnohem jednodušším způsobem tak, že tranzistorem T1 = BC639 (ale klidně i jen BC546 - 547 - 548, 635/7/9 je overboost) budeš zkratovat kapacitu C4 u časovače NE555 = emitor dáš na společnou zem a kolektor na spojený vývody 2 a 6 časovače. Sepnutej tranzistor = nenabíjí se kondík, časovač má výstup trvale v nízký úrovni, koncovej trand je zavřenej, motorek se netočí. Zavřenej tranzistor = časovač funguje jako astabilní klopnej obvod, koncovej trand spíná a rozpíná v rytmu impulsů nastavenejch potenciometrem.

ANEBO můžeš funkci T1 nechat (indikace zapnutí, furt ale platí že 635/7/9 je nadměr, stačí 546/7/8 ) a T2 stejnýho typu použít pro blokování časovače. V tom případě ale T1 a T2 budou mít opačnou funkci - musejí bejt otevřenej jen jeden, protože otevřenej T2 paralelně k C4 znamená blokování kmitání časovače ... Aby platilo že "LED svítí při funkci AKO", musel bys jako T1 použít PNP vodivost, nebo z IO vytáhnout opačnou spínací úroveň.

Brzda · #9 Příspěvek od **Brzda** » 23 říj 2019, 20:04

Zkusil jsem si udělat spínání pomocí 555. Zkoušel jsem obvod na obrázku. Mám tady na stole 3 různý 555, jednu tesláckou MAE555, jednu od ST NE555N a pak ještě nějakou NE555P. Z nějakýho mě záhadnýho důvodu to spínání funguje správně jen s tou 555 od ST. Měl jsem za to, že všechny 555 jsou zaměnitelný. S 555 od ST se ledka hezky vypíná a zapíná stiskem tlačítka, ale s těma dalšíma dvěma se jen zapne, ale už se nevypne ať mačkám tlačítko sebevíc.

JoDiK · #10 Příspěvek od **JoDiK** » 23 říj 2019, 21:18

Zkus zmenšit kapacitu toho kondenzátoru C1. Třeba na 10n.

Brzda · #11 Příspěvek od **Brzda** » 23 říj 2019, 22:02

Zapojil jsem si všechny 555 dle obvodu na posledním obrázku co jsem postoval. Každý obvod se chová jinak

.
Obvod s MAE555 je při připojení napájení ve výchozím stavu zapnutý, vypínání a zapínání spínačem funguje.
Obvod s ST NE555N je při připojení napájení ve výchozím stavu vypnutý, vypínání a zapínání spínačem funguje.
Obvod s noname NE555P je při připojení napájení ve výchozím stavu vypnutý, zapnutí spínačem funguje, ale vypnutí už ne.

Dokáže mi to někdo vysvětlit, proč se chování těch 555 tak liší?

A ještě jsem narazil na jednu "drobnost" a to, že když za sebe zapojím dvě 555, tak jak navrhoval Osmdesat, tak mi po stisku tlačítkem sice přestane motorek běžet, ale po znovu stisknutí už se motorek nerozběhne a jen sebou cukne a ledka u prvního řídícího obvodu jen problikne.

Zatím nejfunkčnější řešení co jsem zkusil bylo mít 4069 jako spínací obvod a z něj mít výstup připojený na reset N555. Tato varianta zatím jako jediná fungovala, tak jak bych potřeboval.

Osmdesat · #12 Příspěvek od **Osmdesat** » 23 říj 2019, 22:29

Když dva dělají totéž, není to totéž - obecnou funkci známe, ale konkrétní implementaci lze provést různě. Čili 555tky různých výrobců mohou mít trochu jiné vnitřní zapojení a trochu odlišné dynamické vlastnosti.

Zkus zablokovat piny CTL 100n kondenzátorem proti zemi. Přechodové děje mohou ramplovat s referenčním napětím na komparátorech. Napájení by mělo být blokované taky.

BOBOBO · #13 Příspěvek od **BOBOBO** » 24 říj 2019, 20:39

Něco takového jsem koupil za kilo na ebayi . i s tím tlačítkem , pro mne to byl naopak problém . Musel jsem přidat relé .

Brzda · #14 Příspěvek od **Brzda** » 24 říj 2019, 22:16

Osmdesat píše:Když dva dělají totéž, není to totéž - obecnou funkci známe, ale konkrétní implementaci lze provést různě. Čili 555tky různých výrobců mohou mít trochu jiné vnitřní zapojení a trochu odlišné dynamické vlastnosti.

Zkus zablokovat piny CTL 100n kondenzátorem proti zemi. Přechodové děje mohou ramplovat s referenčním napětím na komparátorech. Napájení by mělo být blokované taky.

Zkusil jsem z pinu 5 u obou 555 dat elektrolyt 0.1uF na zem a pak dat jeste 0.1uF elektrolyt z napájení na zem. Při sepnutí se motorek na chvíli zapne, asi tak na 0.5s a hned se zas vypne. Ledka na první spínací 555, taky jen problikne. Zkusil jsem oddělat diodu mezi +/- motorku, elektrolyt mezi napájením a zemí a obvod začal zapínat/vypínat správně. Regulace taky šla, ale dost se snížila regulační schopnost. Z potenciometru, kterej má 4.7k, tak regulace funguje cca na první čtvrtině a to ke konci té čtvrtiny začal dost pískat a na zbytku motorek už ani netočí. Aktuální zapojení je na obrázku.

Brzda · #15 Příspěvek od **Brzda** » 25 říj 2019, 07:34

Poznatek č.2. Když jsem oddělal diodu mezi +/- motorku, tak se mi začal přehřívat tranzistor. Když jsem tam diodu vrátil a regulační 555 zapojil napřímo bez spínání pomocí první 555, tak regulace šla v pořádku skrz celý rozsah potenciometru (jen asi na poslední čtvrtině už motorek pískal).