Optoizolacja LPT

[dzikidarek]

Witam,
Jestem nowy na forum, od niedawna interesuję się tematyką CNC. Dzisiaj zabrałem się za przeanalizowanie optoizolacji portu LPT komputera na podstawie schematu jednego z użytkowników. Schemat zamieszczam w załączniku.
Stworzyłem część układu zaproponowanego na schemacie w programie symulacyjnym (zastosowałem inny transoptor ze względu braku proponowanego w bibliotece programu) i na wyjściu podłączyłem witualny oscyloskop na wyjściu, podając na wejściu sygnał prostokątny. Podczas analizy sygnału wyjściowego i porównaniu go z sygnałem na wejściu pojawiła się we mnie wątpliwość czy, aby tak powinno być? Stąd moje pytania odnośnie tematu:
1. Dlaczego sygnał wyjściowy nie ma takiej samej amplitudy i wartości napięcia skutecznego jak generowany sygnał prostokątny?
2. Dlaczego wartość sygnału wyjściowego ulega zmniejszeniu gdy wartość sygnału wejściowego rośnie? Czy na wyjściu układu nie powinniśmy otrzymać odwzorowania sygnału wejściowego?

Proszę o wytłumaczenie
Pozdrawiam

[grg12]

Wrzuć te obrazki w rozsądnej rozdzielczości bo nic nie widać.
I jeszcze jedno - jeśli zamierzasz sterować maszyną przy pomocy programu MACH albo LinuxCNC masz przed sobą małą pułapkę. Te programy nie generują sygnału prostokątnego tylko serie "szpilek" o szerokości kilku us (dokładnej szerokości nie pamiętam) co stawia znacznie większe wymagania na szybkość transoptorów. Jeśli użyjesz zbyt wolnych na wyjściu nie pojawi się nic.

[dzikidarek]

Niestety nie udaje mi się dodać obrazków poprzez forum. Przesyłam link do zdjęć w wyższej rozdzielczości.

https://goo.gl/photos/YPM3bGaSUsyDsUps5

Dodatkowo chciałbym zapytać jakich transoptorów powinienem użyć do optoizolacji by zapewnić wysoką szybkość działania układu, a dodatkowo czy w takim wypadku stosowany powinien być przerzutnik Smitha? jeżeli tak to czy mógłbyś podać jakieś konkretne 2 okłady które będą ze sobą współpracowały?

Pozdrawiam i dziękuję za zainteresowanie

[triera]

np. 6N137

wolne mogą sterować przekaźnikami.

[grg12]

Zacznijmy od schematu - ustawienie generatora sygnały są złe bo generuje sygnał przemienny +-5V (domyślam się że z tego powodu dodałeś diody D1 i D2). Usuń te diody i w opcjach generatora zmień "Amplitude" na 2.5V i "Offset" na 2.5 - powinieneś uzyskać sygnał 0-5V (w praktyce - są to bardzo optymistyczne wartości - od portu równległego spodziewałbym się bardziej czegoś w okolicy 0-3.7V ("Amplitude" 1.9, "offset" 1.9).
Bramki schmitta to dobry pomysł. Schmat twojego układu przypomina projekt kolegi ottop (z tego wątku: https://www.cnc.info.pl/topics27/separa ... toizolator) zrobiony w eagle - ale symulacja jest robiona w innym programie. Nie wiem czy w tym programie zasilanie i masa bramek schmitta jest dodawane automatycznie, być może trzeba je jakoś skonfigurować. Większość programów symulacyjnych typu spice wymaga też żeby przynajmniej jedna linia w układzie była przyłączone do masy (GND) - w twoim schemacie nic takiego nie widzę - to może wyjaśniać dziwne wartości pomiarów.
Jeśli chodzi o "polecane" układy - twój układ wygląda jak układ kolegi ottop, domyślam się wiec że forum już przeszukałeś . Użyto tam optoizolatorów PC847 i działa - ja osobiście mam do nich uraz bo u mnie nie zdziałały i musiałem robić układ od początku. Użyłem na wszelki wypadek znacznie szybszych (i niestety - dość drogich) układów HCPL2630. Schemat jest tutaj: http://members.chello.at/~grzegorz12/el ... r_fast.zip - działa znakomicie ale jest bardziej złożony i droższy niż to konieczne - po prostu chciałem mieć całkowitą pewność że nie będę musiał robić płytki po raz trzeci

[dzikidarek]

Dzięki za szybką i pomocną odpowiedź, wiem, że z generatorem coś namieszałem, ale podawałem sygnał miedzy + a "0 chyba ", to nieistotne. Rzeczywiście bazowałem na tym schemacie o którym wspomniałeś. Spróbuję zrobić jakiś schemat na podstawie tego podanego przez ciebie, i wtedy poddam go ocenie i poproszę o wyjaśnienie ewentualnych niejasności.

Dodatkowo chciałbym zapytać, czy jest jakiś sposób na to, że zależnie od wieku LPT dają one różne wartości napięcia sygnałowego ( nominalnie 5 V i chyba 3 V), by na wyjściu otrzymywać "stałą" wartość?
Dodatkowo chciałbym zapytać, jak poprzez LPT sterowane są obroty wrzeciono (użytkownik na forum elektroda.pl wyjaśnił, że w swoim rozwiązaniu steruje on obrotami wrzeciona poprzez lpt, w taki sposób (tak zrozumiałem), że generuje sygnał na jednym z pinów który załącza wrzeciona a na drugim pinie generuje sygnał, który jest przetwarzany (pewnie przez jakiś uC) który daje napięcie sterowania falownikiem (0V-10V)
(link do tematu na elektrodzie http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3139394.html ))
Czy mógłnym prosić o wyjaśnienie w jaki sposób dokładnie jest to realizowane, ewentualnie jakiś schemat?

Pozdrawiam

[ Dodano: 2016-01-10, 16:53 ]
Wykonałem układ symulacyjny oparty na zaproponowanym. Wyniki mnie ucieszyły ponieważ otrzymałem pożądaną charakterystykę na wyjściu (oto efekty):

https://goo.gl/photos/yZejDXfGxyuRC2Eb6

Jednak pojawił się problem, z tym co pisano wcześniej, a dokładniej, gdy napięcie maksymalne wynosi 3 V układ nie działa ( Przerzutnik Smitha cały czas daje 0 na wyjściu), czy ma ktoś pomysł jak to rozwiązać?
Dodatkowo chciałbym zapytać o wartość jaką przerzutnik powinien wystawiać na wyjściu w danym układnie ( biblioteka proponuje układy 74HC14N_2V, 74HC14N_4V lub 74HC14N_6V ) jak ma się to do rzeczywistości? Domyślam się, że napięcie na wyjściu będzie zbliżone do napięcia zasilającego układ?

Pozdrawiam

[ezbig]

Dodatkowo chciałbym zapytać, jak poprzez LPT sterowane są obroty wrzeciono (użytkownik na forum elektroda.pl wyjaśnił, że w swoim rozwiązaniu steruje on obrotami wrzeciona poprzez lpt, w taki sposób (tak zrozumiałem), że generuje sygnał na jednym z pinów który załącza wrzeciona a na drugim pinie generuje sygnał, który jest przetwarzany (pewnie przez jakiś uC) który daje napięcie sterowania falownikiem (0V-10V)
(link do tematu na elektrodzie http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3139394.html ))
Czy mógłnym prosić o wyjaśnienie w jaki sposób dokładnie jest to realizowane, ewentualnie jakiś schemat?

Sygnał PWM łatwo zamienić na napięcie za pomocą filtra dolnoprzepustowego (uC byłby problematyczny w tym zadaniu) http://forum.atnel.pl/topic5643.html#p86178

[dzikidarek]

Tylko czy takie sterowanie pozwala ustawić wartość na falowniku z programu np 5V, 7V i 10V? Myślałem, że regulacja obrotów to płynna zmiana napięcia przez wyjście z LPT, np. dla częstotliwości sygnału 1kHz 3V, a dla 5kHz 7V itd?
Pozdrawiam

[ezbig]

Tylko czy takie sterowanie pozwala ustawić wartość na falowniku z programu np 5V, 7V i 10V? Myślałem, że regulacja obrotów to płynna zmiana napięcia przez wyjście z LPT, np. dla częstotliwości sygnału 1kHz 3V, a dla 5kHz 7V itd?
Pozdrawiam

PWM ma jedną częstotliwość. Zmienia się tylko stosunek wypełnienia sygnału między 1 a 0 logicznym. Regulując to wypełnienie między 0 a 100% regulujesz napięcie na wyjściu przetwornika między 0-10V. Regulacja jest płynna od 0 do 10V.

Tu możesz poczytać o praktycznym zastosowaniu w linuxCNC: http://www.fijak-logic.com/pl/?q=node/77

To o czym piszesz też jest możliwe tylko potrzebny jest wówczas przetwornik częstotliwość/napięcie.

Tu rozwiązanie z częstotliwością w mach-u: http://www.ebmia.pl/spindlecontrol-ster ... 42774.html

[dzikidarek]

Próbowałem zrobić filtr dolnoprzepustowy taki jak w tym linku

http://forum.atnel.pl/topic5643.html#p86178

lecz niestety wywala mi błąd, czy może być coś nie tak z tym schematem?
Czy mógłbyś wytłumaczyć jak podłączyć te wzmacniacze, żeby faktycznie wzmocniły napięcie do pożądanego 10 V, bo filtr z kondensatorów+ sterowanie wypełnieniem rozumiem (napięcie jest "wyprostowane" a wartość średnia zwiększa się wraz ze wzrostem wypełnienia)?
Przepraszam, że pytam o takie podstawy.
Bardzo dziękuję za pomoc przy rozwiązaniu moich problemów.