Zmiana Kontroli Za Pomoca Pwm Na Zwykly V (tl081)

[Hikari]

Hej,

 

Od jakiegos czasu walcze ze swoim kontrolerem obrotow dla wenylatorow (Matrix Orbital).

 

Sterowanie jest oczywiscie za pomoca PWM (rozlaczana/zwierana jest GND, a nie +12V!!!). Matrix Orbital daje troche czestotliwosci do wyboru, ale akceptowalna wartosc to wlasciwie tylko 19 Hz. Niestety wentylatory 120mm przy takich ustawieniach dosc slyszalnie terkocza... dlatego powstal pomysl, aby jakos przeksztalcic sterowanie za pomoca PWM na zwykla zmiane napiecia.

 

Po zabawie z dlawikami (sredni rezultat) powstal pomysl oparty o TL081 i IRF9540 (zalacznik) - tutaj serdecznie dziekuje tomazziemu za dotychczasowa pomoc (to On zaprojektowal ten uklad).

 

Prosze Was o informacje jak zmodyfikowac uklad tak, zeby mozna bylo ustawiac minimalne napiecie na wyjsciu? Obawiam sie, ze po podlaczeniu urzadzenia bede mial minimalnie z 6V, podczas gry na terkoczacym PWM sa to 3V (i te 3V sa dla mnie jak najbardziej ok, bo wentyle sa wtedy nieslyszalne).

 

No i na dodatek wczoraj sklecilem uklad i niestety niezaleznie od PWM mam ciagle na wyjsciu 12V (IRF9540 wogole sie nie nagrzewa)!

 

Nie wiem co jest grane, ale pamietam, ze przy pierwszym podlaczeniu zasilania 12V cos w ukladzie "pyknelo". Problem w tym, ze nie wiem co i nie wiem dlaczego. Walsciwie to wszystko jest dobrze podlaczone, jedynie nie mam pewnosci co do Q1 (nie znam producenta tego BC547, ale wiekszosc z nich ma emiter na nozce 3 - tak tez zalozylem i u siebie, ale moze niepoprawnie).

 

Jak sprawdzic w ukladzie co sie moglo popsuc? Any ideas?

 

P.S.

W temacie elektroniki jestem bardzo beginner, wiec prosze o odpowiedzi w postaci opisu slowno-muzycznego :) (tzn. "zamiast rezystora ... wstaw potencjometr ...", etc.). Bede bardzo wdzieczny za pomoc.

[Excray]

Równolegle do kondensatora C1A podepnik potencjometr 47kom i tym potkiem wyregulujesz sobie minimalne obroty.

 

EDIT> Co jest podpięte pod wejście PWM IN?

Edytowane 8 Grudnia 2006 przez Excray

[Hikari]

Dzieki za odp.

 

PWM_IN to minus z wyjscia kontrolra (czyli skrajna zyla do zasialnia wiatraka - wtyczka 3 pinowa).

 

Pytanie jeszcze zostalo dalczego to nie dziala i ciagle mam 12V...

[Excray]

Zobacz jakie jest napięcie na tym wyprowadzeniu.

[Hikari]

Na wejsciu mam 1,36V (PWM=5%, 19Hz).

 

UPDATE:

Kurde, juz odpalilem ukladzik. Przejrzalem schemat jeszcze raz i okazalo sie, ze zrobilem blad (rezystor R4=22k przylutowalem przed, a nie po R4A=220k).

 

Problem:

Przy PWM=30% wiatraki staja, ok 35% to minimalna wartosc (na wyjsciu 5V). Jak wyskalowac uklad tak, zeby dawal 5V przy 5% PWM??? Oczyiwsice chodzi o taki patent, zeby zachowac liniowa charakterystyke miedzy V minimalnym a 12V. Patent z potencjometrem rownolegle do C1A sprawia, ze wentyle przestaja dzialac przy tych 40% (czyli tylko pogarsza to sprawe).

Edytowane 8 Grudnia 2006 przez Hikari

[PelzaK]

hm... zastanawia mnie skomplikowatość tego układu, przecież zamianę PWM na U liniowe można spokojnie zrealizować za pomocą 2 rezystorów, kodensatora i tranzystora... Już pomijam że schemat jakoś nie po polsku narysowany :)

[Hikari]

Co do samego ukladu to mielismy z tomazzim dosc dluga dyskusje na temat Matrix Orbitala, wiec tego sie nie czepiam.

 

Kurcze, prosze jakiegos speca o odpowiedz jak wykalibrowac taki uklad? Chce moc sobie wyregulowac napiecie wyjsciowe przy PWM=1% i PWM=100% (tak, zeby na calym zakresie miec charakterystyke liniowa).

[Gość <account_deleted>]

hm... zastanawia mnie skomplikowatość tego układu, przecież zamianę PWM na U liniowe można spokojnie zrealizować za pomocą 2 rezystorów, kodensatora i tranzystora... Już pomijam że schemat jakoś nie po polsku narysowany :)

Przyjacielu, polecam zapoznać się z zagadnieniem linearyzacji mosfetow ;) Układ który Twoim zdaniem "można spokojnie zrealizować za pomocą 2 rezystorów, kodensatora i tranzystora" nie będzie działał liniowo (odpowiedź dlaczego znajdziesz na wykresie charakterystyki przejściowej dowolnego tranzystora)

Schemat nie jest po polsku, jest za to po "elektronicznemu" ;) z zaznaczniem połączeń jednopunktowych (SPC), dających efekt złącza Kelwina i zresztą powszechnie stosowanych.

 

@Hikari: Cześć, sory za przerwę, ale ostatnio przebywam w miejscu skąd nie można nadawać ;)

Rozumiem, że po drobnych poprawkach układ ruszył, ale chciałbyś, żeby 0-100% PWM odpowiadało np. 4.5-10V na wyjściu? Z tego co wcześniej mówiłeś możesz ograniczyć dolną i górną granicę regulacji w PID - więc to jest jedna z możliwości. Jeśli jednak chcesz, to mogę odpowiednio przerobić układ.

[Hikari]

Guru! Wróciłeś :)

 

Oczywiscie PID mozna ograniczyc, ale to robota dla mieczakow :) Wolalbym bardziej hardcorowa wersje, czyli najlepiej jakby sie dalo wyregulowac za pomoca potencjometra:

- napiecie 5V na PWM=1%

- napiecie 12V na PWM=12% (tutaj issue jest taka, zeby te 12V nie zaczynalo sie za szybko, tzn. chcialbym utrzymac charakterystyke maksymalnie liniowa w zakresie 1-100% PWM).

[Excray]

Sorry, ale będę upierdliwy trochę.

Pierwsze primo - co to jest efekt złącza kelvina i gdzie niby ono występuje na tym schemacie?

Drugie primo - po co to połączenie jednopunktowe które tak pięknie nazwałeś - SPC? Bo ja nie bardzo widzę sens na coś takiego w takim układzie. Poza tym że utrudnia wykonanie płytki drukowanej nie wnosi nic do działania.

Trzecie primo - układ nie jest układem PID. Chyba nie zrozumiałeś idei działania układów PID.

[Hikari]

Odniose sie co do PID'a - kontroler MatrixOrbital wykorzystuje wlasnie ta metode do sterowania PWM. Mozna w nim ograniczyc min i max wedle uznania i dokladnie o te funkcjonalnosc tutaj chodzilo.

[Excray]

Żeby to był kontroler PID to układ musiałby mieć odniesienie do rzeczywistej prędkości obrotowej wiatraka a nie jedynie do napięcia na wyjściu gdyż stałe napięcie nie gwarantuje stałej prędkości obrotowej wiatraka. Ergo - ten układ nie jest układem PID.

 

Aaa jeszcze jedno - układe wcale nie jest liniowy. Od kiedy to kondensator ładowany przez rezystor ładuje się liniowo?

 

A z tym potkiem pod C1A to moja gafa. Ten potek powinien być podpięty równolegle nie do C1A tylko do C1. Inaczej to faktycznie jeszcze pogarsza sprawę :-(

Edytowane 12 Grudnia 2006 przez Excray

[Hikari]

To jak jeszcze wyregulowac "nachylenie krzywej/prostej" zaleznosci napiecia od PWM?

 

W tej chwili (potencjometr 30k):

PWM=5% > 6V

PWM = 50% > 9,3V

PWM = 85% > 11,98V (max.)

 

Hej, Panowie!

 

Pls jeszcze tylko jedna rada (post powyzej) i juz nie bede zawracal Wam glowy :)

[Excray]

Hmmm. Szczerze mówiąc ciężko trochę jest zrobić liniową regulację w prosty sposób. Raczej sugeruję, aby dać sobie z tym spokój. Da się ale cały układ trzeba by zrobić inaczej. Raczej sugeruję sobie to odpuścić. Generalnie trzebaby używać do ładowania i rozładowywania kondensatorka źródeł prądowych co znacznie skomplikuje schemat szczególnie dla krańcowych wartości. Może lepiej jest skorzystać z gotowego układu scalonego takiego jak LM2907/LM2917.

Edytowane 15 Grudnia 2006 przez Excray

[Hikari]

No to od razu pytanie jak powinien wyglada uklad na LM'ie?

[Excray]

Sorki chłopie ale nie będę Ci rozrysowywać schematu elektronicznego. Masz notę katalogową i tam jest wiele propozycji. Masz głowę a więc powinienes wiedzieć która Cie interesuje i jak ją zaadpotować do Twojego schematu. A ja w przeciwieństwie do Ciebie nie mam czasu a na pewno na to aby robić obliczenia do jakichś dziwnych schematów. Wogóle nie wiem po co Ci ta liniowość. Jeśli jej naprawdę tak badzo potrzebujesz to albo musisz sam sobie wykonać schemat alo prosić o to kogoś innego. Ja naprawdę mam lepsze rzeczy do roboty. Es tut mir leid.

 

 

Edit> Zresztą na Twoim miejscu w ramach cięcia kosztów zrobiłbym to na mikroprocesorze. Taki atmel 89c1051 w zupełności wystarczy a cenowo to się zamknie poniżej 20 zeta. I robisz sobie co chcesz. Cuda wianki. Linowośc masz taką jaką sobie sam zażyczysz a do tego możesz jeszcze podpiąć pod procka powrót sygnału obrotów z wiatraczka i na bieżąco korygować obroty wiatraczka. No chłopie prawie jak PID, gdyby tylko nie to że cyfrowy.

Edytowane 15 Grudnia 2006 przez Excray

[Hikari]

Ael mi tylko chodzi o to, zeby miec 12V przy PWM=100%, a nie 85% (teraz w zakresie 1-85% wszystko jest super ok, musze tylko przesunac gorna granice i tyle).

Edytowane 16 Grudnia 2006 przez Hikari

[Excray]

Zmniejsz wartość rezystora R2A (22kom) a najlepiej wstaw tam potencjometr 22kom i nim wyreguluj tak aby 12V było dopiero przy 100%.

Edytowane 17 Grudnia 2006 przez Excray

[Hikari]

Dzieki, sprawdze jutro czy to dziala!

[Gość <account_deleted>]

Żeby to był kontroler PID to układ musiałby mieć odniesienie do rzeczywistej prędkości obrotowej wiatraka a nie jedynie do napięcia na wyjściu gdyż stałe napięcie nie gwarantuje stałej prędkości obrotowej wiatraka. Ergo - ten układ nie jest układem PID.

 

Aaa jeszcze jedno - układe wcale nie jest liniowy. Od kiedy to kondensator ładowany przez rezystor ładuje się liniowo?

Nieprawda, do poprawnej pracy PIDa wystarczy monitoring temperatury i odpowiednie dobranie parametrów regulatora

"Ten" układ oczywiście nie jest regulatorem, tylko "końcówką mocy" z przetwornikiem PWM/V

Co do liniowości - wykres ładowania kondensatora w obwodzie typu RC jest praktycznie liniowy w początkowej fazie, więc po dobraniu odpowiedniej stałej czasowej układ uzyskuje całkiem dobre wyniki.

 

Rezystora R2A nie należy zmieniać, decyduje on o stałej czasowej całkowania, zmniejszenie jego wartości spowoduje powstanie tętnień na wyjściu i utratę liniowości. Nie ma on związku z problemem. Przeskalowanie sygnału będzie wymagać dodatkowego wzmacniacza operacyjnego. Prościej będzie zrobić ogranicznik, który spowoduje, że poniżej np. 5V na wyjściu sygnał wejściowy będzie ignorowany.

[PelzaK]

Przyjacielu, polecam zapoznać się z zagadnieniem linearyzacji mosfetow ;) Układ który Twoim zdaniem "można spokojnie zrealizować za pomocą 2 rezystorów, kodensatora i tranzystora" nie będzie działał liniowo (odpowiedź dlaczego znajdziesz na wykresie charakterystyki przejściowej dowolnego tranzystora)

pytanie tylko.. czy w przypadku prostego regulatora skrajnie prosta linearyzacja jest kluczowym parametrem :>.. Niektórzy nie potrafią wyważyć precyzji i dokładności układu w stosunku do potrzeb.. i od razu strzelają z armaty do komara...

[Gość <account_deleted>]

hmm, cyfrowy regulator PID nazywasz "prostym"? ;)

Ponieważ regulacja odbywa się tylko na podstawie odczytu temp. układy pośredniczące muszą być jak najbardziej liniowe. W przeciwnym razie ciężko będzie dobrać nastawy lub regulator będzie pracować niestabilnie (margines fazy - wzbudzanie). Inna sprawa, że układ miał być jak najlepszy, a także w miarę prosty do zbudowania - Hikari nie jest elektronikiem.

[PelzaK]

jeśli ma być prosty.. to proponuję kupić specjalizowanego scalaka, dołączyć trnzystor, czujnik temp, jakis potencjometr i ma... najprościej jak się da i najlepiej w tej prostocie... :)