Parametry silnika prądu stałego w zastępstwie za krokówkę

Dyskusje na temat silników krokowych i sterowników silników krokowych.

Autor tematu
bmajkut
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 18
Posty: 284
Rejestracja: 02 lis 2012, 18:59
Lokalizacja: Wrocław

#11

Post napisał: bmajkut » 01 cze 2015, 13:06

Wyjdzie taniej na tranzystorach niż na driverach. Zamówiłem już tranzystory BD135-16 i komplementarne do nich BD136-16. Maksymalny prąd kolektor - emiter to 1,5A, chwilowy 3A. W zupełności wystarczy 1A do ładowania bramek.
Pomyliłem się na schemacie. FET N będą oczywiście na dole a P na górze.
Wiem jak działa serwo i wiem że drivery stosuje się przy wyższych częstotliwościach. Można też do zatrzymania wykorzystać hamulec poprzez grzanie tranzystorów.
W takim razie powiedz mi proszę z jaką częstotliwością wg ciebie jest zmieniany kierunek by utrzymać pozycję. 100 MHz? 10 MHz? A może 10 kHz?
Rozkręcałem silnik do maksymalnej prędkości 3300 rpm i magnes nawet nie drgnął. Jeżeli nie miałeś styczności z tego typu magnesami to nie wiesz jaka to jest siła.
etet100 pisze:I to dmuchnięcie obraca oś ? Mam kilka serw i nie wyobrażam sobie żeby tak było. Kiedyś mówiło się o niektórych miernikach czy czujnikach, że wynik zależy od wszystkiego łącznie z prędkością wiatru. Trochę tak to brzmi. A jak to reaguje na obecność jakiegoś dodatkowego pola magnetycznego ?
To że enkoder reaguje na taką zmianę jest jak najbardziej normalną sytuacją. Jeżeli mam 1024 z enkodera, wykrywam wszystkie zbocza to mam rozdzielczość 4096 kroków na obrót. Daje mi to dokładność ok. 0,087 stopnia czyli najmniejsze drgania są wykrywane.
Nie wiem jak to jest z zakłóceniami spowodowanymi polem zewnętrznym. Czujniki cieszą się dobrą opinią, mają szerokie zastosowanie i to serwomotoru własnej roboty chyba sa najlepszym wyborem.



Tagi:


etet100
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 15
Posty: 569
Rejestracja: 24 lut 2008, 12:40
Lokalizacja: Rybnik
Kontakt:

#12

Post napisał: etet100 » 01 cze 2015, 15:19

bmajkut pisze:Wyjdzie taniej na tranzystorach niż na driverach. Zamówiłem już tranzystory BD135-16 i komplementarne do nich BD136-16. Maksymalny prąd kolektor - emiter to 1,5A, chwilowy 3A. W zupełności wystarczy 1A do ładowania bramek.
Pomyliłem się na schemacie. FET N będą oczywiście na dole a P na górze.
Jak chcesz stracić czas na babranie się w tym to twoja sprawa. Liczyłem po prostu na jakiś ciekawy projekt i dlatego proponuję rozwiązanie szybsze, które pozwoli skupić się na ważniejszych sprawach.
bmajkut pisze:Wiem jak działa serwo i wiem że drivery stosuje się przy wyższych częstotliwościach. Można też do zatrzymania wykorzystać hamulec poprzez grzanie tranzystorów.
W takim razie powiedz mi proszę z jaką częstotliwością wg ciebie jest zmieniany kierunek by utrzymać pozycję. 100 MHz? 10 MHz? A może 10 kHz?
No raczej w okolicach tych 10kHz. Z tego co piszesz wynikało po prostu, że zakładasz raczej pojedyncze Hz.
bmajkut pisze:Rozkręcałem silnik do maksymalnej prędkości 3300 rpm i magnes nawet nie drgnął. Jeżeli nie miałeś styczności z tego typu magnesami to nie wiesz jaka to jest siła.
Ale niejeden filmik pod tytułem "wydawało się, że nie odpadnie" na youtube już widziałem...
bmajkut pisze:
etet100 pisze:I to dmuchnięcie obraca oś ? Mam kilka serw i nie wyobrażam sobie żeby tak było. Kiedyś mówiło się o niektórych miernikach czy czujnikach, że wynik zależy od wszystkiego łącznie z prędkością wiatru. Trochę tak to brzmi. A jak to reaguje na obecność jakiegoś dodatkowego pola magnetycznego ?
To że enkoder reaguje na taką zmianę jest jak najbardziej normalną sytuacją. Jeżeli mam 1024 z enkodera, wykrywam wszystkie zbocza to mam rozdzielczość 4096 kroków na obrót. Daje mi to dokładność ok. 0,087 stopnia czyli najmniejsze drgania są wykrywane.
Zerknąłem do dokumentacji i widzę tam max 256ppr. To daje max 1024 impulsów gdy liczyć wszystkie zbocza. Z ciekawości zobaczę jak reagują moje enkodery 512ppr.
etet100 pisze:Nie wiem jak to jest z zakłóceniami spowodowanymi polem zewnętrznym. Czujniki cieszą się dobrą opinią, mają szerokie zastosowanie i to serwomotoru własnej roboty chyba sa najlepszym wyborem.
Opinie opiniami a i tak radzę sprawdzić. Sam też bym się chętnie dowiedział bo mnie od dłuższego czasu te enkodery interesowały.


Autor tematu
bmajkut
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 18
Posty: 284
Rejestracja: 02 lis 2012, 18:59
Lokalizacja: Wrocław

#13

Post napisał: bmajkut » 02 cze 2015, 11:55

Faktycznie akurat ten model ma w takiej konfiguracji tylko 256 impulsów. Nie mniej to jest tylko enkoder, a ja buduję sterownik. W związku tym, że ten enkoder już mam przymocowany do silnika to na tym będę prowadził testy. Mam jeszcze kilka innych modeli czujników z tej firmy i chyba one mają większą rozdzielczość.
Sęk w tym, że nie ma wcale tak dużego wyboru w tych driverach na rynku i cena za jeden to ok 10 zł, a nie chcę znowu kupić czegoś co nie spełni moich oczekiwań. Na tranzystorach też będzie działać i nie powinno działać gorzej niż na driverach.
Poza tym wszystkim to jest moje hobby i budując cokolwiek zawsze warto się czegoś nowego nauczyć.
Jak tylko przyjdą części ze sklepu to od razu zmontuję prototyp na płytce stykowej i napiszę czy działa.
W sterowniku powinienem obsługiwać trzy sprzężenia zwrotne? Od pozycji, prędkości i prądu?

[ Dodano: 2015-06-02, 16:34 ]
Żeby nie było że się ślepo upieram przy swoim to dzisiaj, od razu po pracy pojechałem do sklepu elektronicznego i kupiłem cztery drivery. Po 4,5 zł za sztukę. Dwa nieodwracające i dwa dla pary komplementarnej TC247 i TC248. Wrzucam zdjęcia z prototypu "na szybko". Działa. Silnik kręci się w obie strony. Użyłem tranzystorów IRF630N i nie musiałem korzystać z tranzystorów N i P. Być może wykorzystam to rozwiązanie, jeszcze się zastanowię ;)
ObrazekObrazek


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 12
Posty: 2796
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#14

Post napisał: atom1477 » 02 cze 2015, 20:50

Pisałem o driverach IR2104 i zapomniałem dodać że są słabe i zawsze je wspomagam komplementarnym wtórnikiem emiterowym na tranzystorach PNP/NPN.
Ostatnio ktoś mnie przekonał do IR2184 i je zastosowałem. I muszę powiedzieć że się zawiodłem. Oczywiście są dużo mocniejsze od IR2104, ale okazały się słabsze od IR2104 z komplementarnym wtórnikiem emiterowym.
Jako wtórnik używam BC327/BC337 albo dużo mocniejszych ale wciąż tanich PSS8050/PSS8550. I cenowo wychodzi około 5zł za wysterowanie 2 MOSFETów.
Ale oczywiście jeżeli nie zamierzasz tam dawać PWMa a jedynie sterować włącz/wyłącz to takie drivery nie są potrzebne (wystarczy sam IR2104, albo układ na tranzystorach który znalazłeś).

A te układy TC247 i TC248 to co to? Bo w googlach nic na ich temat nie ma.


Autor tematu
bmajkut
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 18
Posty: 284
Rejestracja: 02 lis 2012, 18:59
Lokalizacja: Wrocław

#15

Post napisał: bmajkut » 03 cze 2015, 07:14

A sorry literówki się wkradły :D
Są to układy TC427 i TC428. W nocie katalogowej jest napisane że naładowanie pojemności 1000pF zajmuje tylko 30ns. Będę ich używał do zmiany kierunku obrotu silnika. Jeszcze będę musiał przemyśleć kwestię sterowania mosfetem do PWM.


etet100
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 15
Posty: 569
Rejestracja: 24 lut 2008, 12:40
Lokalizacja: Rybnik
Kontakt:

#16

Post napisał: etet100 » 03 cze 2015, 08:05

atom1477 pisze:. Oczywiście są dużo mocniejsze od IR2104, ale okazały się słabsze od IR2104 z komplementarnym wtórnikiem emiterowym.
Czym właściwie objawia się "słabość" tych układów ? Bo są stosowane w prawie wszystkich konstrukcjach jakie widziałem, łącznie z UHU i jego wersjami high power. Czy autor tego tematu aby na pewno potrzebuje czegoś więcej ?

[ Dodano: 2015-06-03, 08:41 ]
bmajkut pisze:Faktycznie akurat ten model ma w takiej konfiguracji tylko 256 impulsów. Nie mniej to jest tylko enkoder, a ja buduję sterownik. W związku tym, że ten enkoder już mam przymocowany do silnika to na tym będę prowadził testy.
Tyle impulsów może być wystarczające nawet nie tylko do testów. Chyba, że to ma być uniwersalny sterownik, bo wtedy warto z czasem potestować różne enkodery.
bmajkut pisze:Sęk w tym, że nie ma wcale tak dużego wyboru w tych driverach na rynku i cena za jeden to ok 10 zł, a nie chcę znowu kupić czegoś co nie spełni moich oczekiwań.
A jakie masz oczekiwania ? Bo z jednej strony plany są dosyć ambitne a z drugiej wygląda, że chyba nie przejrzałeś projektów które już są dostępne.
bmajkut pisze:W sterowniku powinienem obsługiwać trzy sprzężenia zwrotne? Od pozycji, prędkości i prądu?
Pewnie tak. Przy czym pozycja i prędkość to zdaje się ten sam czujnik.

Masz już pomysł na algorytm regulatora ? Rozmawiałem jakiś czas temu z człowiekiem który zajmuje się podobnymi tematami. Ta część sprzętowa z którą walczysz to jest pikuś w porównaniu z porządnym algorytmem pid.


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 12
Posty: 2796
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#17

Post napisał: atom1477 » 03 cze 2015, 08:52

etet100 pisze:
atom1477 pisze:. Oczywiście są dużo mocniejsze od IR2104, ale okazały się słabsze od IR2104 z komplementarnym wtórnikiem emiterowym.
Czym właściwie objawia się "słabość" tych układów ? Bo są stosowane w prawie wszystkich konstrukcjach jakie widziałem, łącznie z UHU i jego wersjami high power. Czy autor tego tematu aby na pewno potrzebuje czegoś więcej ?
Autor tematu nie ale wspomniałem jak to wyglądało u mnie.
Ładowanie (pojemności na wyjściu) przebiegało jakby dwuetapowo. Ładowało do około 10V dużym prądem. A potem dalej już dużo mniejszym. Testowałem to też na ładowaniu kondensatorów bo w MOSFETach taki próg mógł wynikać z efektu Millera w MOSFECie. I wyszło że IR2184 po prostu miał małą wydajność przy wyższych napięciach.
IR2104 z wtórnikiem się nie pie***lił. Jak trzeba było to i 5A w impulsie dawał.
etet100 pisze:Masz już pomysł na algorytm regulatora ? Rozmawiałem jakiś czas temu z człowiekiem który zajmuje się podobnymi tematami. Ta część sprzętowa z którą walczysz to jest pikuś w porównaniu z porządnym algorytmem pid.
On w ogóle nie chce robić serwa. Tzn. tak wynika z tego co pisze (sterowanie tylko on/off w lewo i prawo). Chyba że sam nie wie :D


Autor tematu
bmajkut
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 18
Posty: 284
Rejestracja: 02 lis 2012, 18:59
Lokalizacja: Wrocław

#18

Post napisał: bmajkut » 03 cze 2015, 09:22

Robię sterownik serwa tylko teraz dyskusja zeszła na elektronikę, a później na sterowanie mosfetami. Póki co mam sterowanie kierunkiem, teraz muszę skonstruować układ odpowiedzialny za prędkość czyli kolejny mosfet ale niekoniecznie sterowany samym driverem. Zobaczymy.
Tak wiem, że elektroniki to w tym za dużo nie ma. Regulator najpierw zaprojektuję w simulinku, zobaczę co tam się będzie działo. Z tego co wiem to z Simulinka można wygenerować kod w C, ale nie wiem na ile by to było optymalne rozwiązanie.
Prędkość i pozycja to ten sam czujnik co nie zmienia faktu że powinny być obie wartości brane pod uwagę tzn. prędkość i pozycja.
Enkoder to już jest wybór osoby, która skorzysta ze sterownika. Prawdopodobnie układ będzie można konfigurować przez USB. Procesor, który zamówiłem ma sprzętową obsługę USB. Napisanie aplikacji która pozwalała by z PC wgrywać nastawy i rozdzielczość enkodera zajmie mi mniej niż 8 godzin a będzie to bardzo wygodne.
Kiedyś zbudowałem taką bardziej zabawkę gdzie miałem silnik właśnie z tym samym enkoderem, podłączyłem mostek L298 i Arduino Nano. W jakimś sensie było to serwo bo podawałem pozycję i z błędem rzędu 0,5 - 1,5 % udawało się to wysterować przy pomocy PID z jednym sprzężeniem od pozycji. Problem był taki, że silnik kręcił się za wolno i albo były złe nastawy albo właśnie brak pętli sprzężenia zwrotnego od prędkości.
Jak dorobię pomiar prądu to zabezpieczę tym samym tranzystory przed spaleniem i dynamika serwa powinna być lepsza.


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 12
Posty: 2796
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#19

Post napisał: atom1477 » 03 cze 2015, 12:51

Robienie regulatora prędkości na osobnym MOSFEcie to raczej kiepski pomysł.
Jak już się mam mostek H to PWMa trzeba dać właśnie do niego. Szczególnie jak się już ma dość dobre drivery bramek.
Tak zbudowany sterownik ma też zaletę że nie ma tam dedykowanego układu do zmieniania kierunku silnika. Ono wychodzi samo z siebie.
Szczególnie jak się zrobi sterowanie synchroniczne. Czyli wysterowuje również przeciwne tranzystory z mostka (te w których płynęły by prądy wygaszania przez diody w tranzystorach).
W takim sterowaniu podczas postoju i tak podawany jest sygnał PWM.
Tyle że ma on 50%. Zmiana na mniej spowoduje jazdę do tyłu. Zmiana na więcej jazdę do przodu.
I tutaj nie trzeba myśleć specjalnie nad zmianą kierunku. Ona wyjdzie sama z siebie po zmianie tylko tego jednego parametru sterującego (wypełnienia PWMa).
Ostatnio zmieniony 03 cze 2015, 19:24 przez atom1477, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika

ursus_arctos
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 3
Posty: 2083
Rejestracja: 11 cze 2011, 18:29
Lokalizacja: Warszawa / Lublin

#20

Post napisał: ursus_arctos » 03 cze 2015, 15:14

Popieram w 100% - żadnych dodatkowych tranzystorów. Sterowanie silnikiem DC wymaga 4 tranzystorów mocy i nie należy stosować ich więcej, bo będzie tylko dodatkowa komplikacja (duża!) i utrata wydajności.
Dla maksymalnej wydajności zastosuj 2 drivery z bootstrapem i wszystkie mosfety N. Jak mieć tańszy (?) driver, to możesz użyć mosfetów P w górnych gałęziach mostka. Osobiście cały czas jestem oczarowany efektem działania drivera HIP4081. Do bramek należy podpiąć diody zabezpieczające (niektóre tranzystory mają wbudowane, ale to rzadkość), aby uniknąć przykrych niespodzianek w przypadku przepięć.

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „Silniki Krokowe / Sterowniki Silników Krokowych”