Elektronika

[crgs7u9wg]

mielott raternenk a kovetkezo reszre, meg szeretnem koszonni a biztatast, szoktak mondani, ha mar egy valakinek
a hasznara volt/lesz ez a kis ismeretterjesztes mar megerte arrol pedig mar ne is beszeljunk, hogy ebben
a kozossegben micsoda kincsesbanya van, emberileg, szaktudasban, stb. szoval jo ide tartozni
 
most mar azert eleg messzire jutottunk, azonban meg eleg sok minden hatravan, azert azt latni kell, hogy az
elozoekben attekintett kapcsolasokkal mar igen szep megoldasok keszithetoek a teljesitmeny elektronikaban,
viszont szamos olyan eset lehetseges, ahol a mar megismert aramkorok nem adnak megoldast, egy ilyen problemakor
a dc motorok iranyvaltos pwm -es vezerlese, tekintsuk meg a kovetkezo aramkort:
 
 
http://i48.tinypic.com/2drbd53.gif" border=0>
 
 
kerem senki ne ijedjen meg! semmifele bonyodalom vagy fejfajas nem lesz, ez egy nagyon egyszeru aramkor
es a segitsegevel sokat tudunk tanulni
 
lathato, hogy itt is optocsatolok, fetmeghajtok es fetek talalhatoak egy kicsit mas elrendezesben, talan az
egyeduli kulonbseg, hogy ebben a kapcsolasban nem csak n-csatornas fetek vannak hanem p-csatornasok is
 
mindenfele magyarazat nelkul nekunk csak annyit kell megjegyeznunk ezekrol a p-fet kapcsolokrol, hogy a source
labukat fel kell kotni a pozitive tapfeszultsegre, bekapcsolt allapotban a feszultseg a drain labukon jelenik meg
es ugy tudjuk oket bekapcsolni, hogy a gate labukat lehuzzuk a foldre, kikapcsolas eseteben a gate -et a tapra
kell kapcsolni, szoval ilyen egyszeru az egesz azonban van par dolog amire figyelni kell, az egyik ilyen dolog
hogy a tapfeszultseg nem lepheti at a gate-source atutesi feszultseget, szoval maradnunk kell a megszokott 12vnal
a masik dolog amire figyelnunk kell, hogy a p-feteket nem gyartjak olyan profi kivitelben mint a n-es tarsaikat,
ez elsosorban abban nyilvanul meg, hogy az un. maradek ellenallasuk nagysagrendekkel nagyobb mint az n-feteknel,
tehat jobban fognak melegedni adott atfolyo aram mellett, persze ez meg nem fog minket tavoltartani attol,
hogy adott helyeken ne alkalmaznank oket
 
akkor kezdjuk is el az aramkor megismereset:
 
a hcpl2630 -as optocsatolo egy viszonylag gyors dual kivitel, helyette lehet hasznalni 6n137 -et is, ami csak egy
optot tartalmaz, a tapja 5v -os (ami nekunk itt most csak annyi bosszusagot okoz, hogy be kell raknunk egy 7805
-os feszultsegszabalyzot) a bemenetunk az opto miatt egy un. aramhurkos izolalt bemenet lesz, ami egy igen-igen
elonyos dolog, sajnos az ilyen erosaramu/motoros kornyezetben a elektromos zajok nem kuszobolhetoek ki es akar
a teljes project bukasat is jelenthetik, ezert kell nagyon erosen vedekeznunk a zajok ellen es pontosan ezert
kell a probakapcsolasainkkal nagyon durvan banni teszteleskor, hogy a gyonge pontok kideruljenek
 
maga az aramhurkos vezerles ugy kuzd a zajok ellen, hogy azt mondja: nekem, hogy aktive legyen a bemenetem, kell
10-20ma -er, ha ez nincsen meg, akkor nem aktive a bemenet, most a zaj hiaba indukal feszulteget akar tobb voltot
is a vezerlo hosszu vezetekein, a szukseges aram nem fog tudni kialakulni, pontosan ilyen megfontolasok alapjan
lathato a gondosan megtervezett keszulekek bemenetein egy un. esd vedo soros ellenallas, hogyan ved egy ilyen?
nos, mikor a felhasznalo, jol feltoltve megerinti a bemenetet (neha muszaj neki, tekintve mondjuk, hogy egy
kapcsolorol beszelunk akkor a tobb ezer voltos feszultseg hatasara a kis ttl aramkorunk meghalna, azonban mivel
ez a sztatikus toltes igen nagy feszultseget kepvisel de ehez egy viszonylag nagy impedancia tartozik a soros
esd ellenallas fogja elemeszteni ezt a kartekony energiat es nem az ic torekeny kis sziliciuma
 
vissza az optokhoz: maga a kimenet az egy un. open-collectoros kimenet, ez semmi mas mint egy npn tranzisztor
aminek a kollektora van kivezetve, mikor a bazison befolyik az aram a tranzisztorba az emitteren keresztul, akkor
lehetoseg nyillik arra, hogy a kollektor aram tudjon kialakulni, azaz a kollektor "lefoldelodik"
 
aramkorunkben az elozoektol eltero modon kettos fetmeghajto ic -t hasznalunk, megpedig egy olyan specialis tipust
aminel az egyik meghajto inverteres uzemu, meg a masik hagyomanyos, tehat ha az inverteres bemenetre logikai 1
kerul, akkor az ehez tartozo kimeneten alacsony szint jelenik meg: gnd, ha logikai 0 (gnd) kerul a bemenetere,
akkor a kimeneten +12v (vcc) jelenik meg, hasonloan, de forditva viselkedik a hagyomanyos meghajto resz
 
most egy fonos resz kovetkezik: tegyuk fel, hogy ez az aramkor egy panelon van rajta, amire rakotottuk a 12v -ot
es a motort is, de a bemeneti interface csatlakozo, ami a pic/avr -tol jon nincsen bedugva es bekapcsoljuk
az aramkorunket, nezzuk meg, hogy milyen feszultseg szintek alakulnak ki a fetek gate -jein: gate_a=12v
gate_b=12v gate_c=0v gate_d=0v tehat fet_a kapcsolo nincsen bekapcsolva, fet_b kapcsolo szinten nincsen
bekapcsolva, fet_c be van kapcsolva es fet_d is be van kapcsolva
 
ennek pontosan igy kell lennie, kulonben igen erdekes bekapcsolasi jelenseggel talalnank magunkat szembe
tipikusan, gondoljuk el, hogyha a fet_a bekapcsol es a fet_c is, nyilvanvaloan ez a kombinacio rovidre zarna
a tapunkat! persze onmagaban a kapcsolas nem vedi ki a rovidzar lehetoseget hibas program eseteben
 
ilyen extra vedelem termeszetesen kiepitheto, viszonylag egyszeru modon: a feladat az, hogy az illegalis,
fustolos kombinaciokat ki kell szurni(jobban mondva egy legalis kombinaciohoz rendelni oket, itt a legalis
azt jelenti, hogy nincs rovidzar de nem is forog a motor), ilyenek illegalis kombinaciok azok ahol a fet_a
es fet_c egyszerre van bekapcsolva vagy a fet_b es a fet_d van egyszerre bekapcsolva
(ez hazi feladatnak nem is rossz)
 
most, hogy a fustolos kombinaciokat megneztuk, nezzunk meg par hasznos kombinaciot is:
 
fet_a=0 fet_b=0 fet_c=0 fet_d=0 => a motor szabadon forog
fet_a=1 fet_b=0 fet_c=0 fet_d=1 => a motor az egyik iranyba forog
fet_a=0 fet_b=1 fet_c=1 fet_d=0 => a motor a masik iranyba forog
fet_a=0 fet_b=0 fet_c=1 fet_d=1 => a motor rovidre van zarva, fekezodik
fet_a=1 fet_b=1 fet_c=0 fet_d=0 => ez is egy fekezos uzem
 
sajnos elkerulhetetlen, hogy foglalkozzunk meg egy fontos dologgal, megpedig, hogy pontosan mi tortenik akkor,
ha mondjuk a fet_a es a fet_d be van kapcsolva, majd azt szeretnenk, hogy a motorunk fekezodjon, ekkor nyilvan
a fet_a -t kikapcsolom es a fet_c -t bekapcsolom, es itt is van a problema:
 
ezeknek a fet -es kapcsoloknak van egy nagy hatranyuk, tipikusan, hogy csak veges idon belul lehet oket ki ill.
bekapcsolni, szoval mikor a fenti esetben a fet_a -t kikapcsolom akkor ott varnom kell egy kicsit mielott
a fet_c -t bekapcsolnam, kulonben lesz egy kis ido (pontosan annyi amennyit kiszerettem volna sporolni) mikor
a fet_a es a fet_c rovidrezarja a tapot, ez nem sok ido, de biztosithatok mindenkit, hogy ez egy nagyon csunya
dolog
 
szoval a programunkban figyelni kell, hogy minden ki es bekapcsolas elott legyen egy kis varakozas, ennek a
merteke az alkalmazott fet -tol ill. a meghajtastol fugg
 
szerintem ebben a reszben ennyi boven eleg, a kovetkezo resznel kerul majd ismertetesre egy eleg korrekt
motorvezerlo algoritmus, ill. a teljesitmenyt elkezdjuk emelni
 
ezuton szeretnek mindenkit arra biztatni, hogy epitse meg az aramkort es egy rovidzarvedett tapegyseggel
(atalakitott pc-tap) vegezzen batran kiserleteket, ha esetleg van arra igeny akkor atnezhetunk egy ilyen hulladek
pc -vel kialakitott programozhato vezerlo dolgot is, ahol c nyelven tudnank vezerelni a printer portot,
input/output, billentyuzertol allithatnank idoziteseket, a kepernyon kiirnank ertekeket stb. alapvetoen egy
freedos kene meg egy editor ill. egy szinten ingyenes c fordito, kisebb grafikus alkalmazas is szobajohetne
mondjuk, hogy valamilyen ertek az idoben hogyan valtozik
 

[000000000]

Az igény megvan, jöhet a vezérlő. Ha bírod energiával. Mondjuk lehet, hogy programozáshoz egy pascal célszerűbb lenne nem ?

[crgs7u9wg]

akar basic -ben vagy assembly -ben is csinalhatjuk, de a c azert elonyosebb, mert valamilyen szinten eloremutato nyelv
 
kesobbiekben fel lehet hasznalni az ismereteket pic/avr -es programozashoz is, arrol mar nem is beszelve, hogy en kezeskedek arrol, hogy senkinek semmifele problemat nem fog jelenteni a peldaprogramok megertese, modositasa, esetlegesen teljesen uj programok letrehozasa
 

[me3ua0a6]

Azt szeretném megkérdezni, hogy van-e valami konkrét oka, hogy pont ezeket az alkatrészeket használod a kapcsoláshoz?
Pl optóként megfelel egy LTV827-es is?
Meghajtóként egy MC33152?
Ha már szakértő, akkor rákérdezek

[crgs7u9wg]

az optonal a valasztasomnak az volt az oka, hogy ez a tipus egy viszonylag gyors opto, az adatlap 10megabit/sec et ir, en olyan 1 megaig teszteltem es kifogastalan volt az atvitel, az alltalad emlitett optonal valami 80khz -et olvastam atvitel maximumnak, szoval jobb a gyorsabb, tekintve, hogy majd eleg precizen fogjuk allitani a bekapcsolasi idot a feteknel
 
a fetmeghajto eseteben az dominalt, hogy egyreszrol 4ampert tud kiadni, ami egy korrekt ertek, masreszrol, voltak olyan rendesek, hogy tettek be egy tokba egy invertalo es egy sima meghajtot, ami szukseges, igy tudjuk garantalni, mindenfele plusz alkatresz nelkul, hogy bekapcsolaskor ne zarjanak ossze a fetek, masreszrol, hogy a logika szep legyen, tehat ha az opto led vilagit akkor az a fet be van kapcsolva

[s7manbs8]

Nagyon jó dolgokat írsz, ha esetleg a beszerzési helyet is feltüntetnéd a választott alkatrészekhez, akkor azt hiszem annak is nagyon örülnénk. Pl. a soselectronic-nál ránéztem az M33152-re, elég korrekt áron van, vagy lesz nem soká ott kapható.

[crgs7u9wg]

ha kis darabszamu alkatresz kell, en az fdh.hu -tol szoktam megrendelni, budapest teruletere kihozzak ingyen, ha van es megeri, akkor a lomex.hu hoz szoktam elmenni, tehat akkor az alkatreszek:
 
ucc27425 sajnos most nincsen az fdh -nal, de van helyette egy teljesen kompatibilis ucc37325 772ft+afa -ert, az opto hcpl-2630 a lomex -nel 364ft+afa, az fdh -nal 840ft+afa
 
mielott barki megtamadna sajnos azt en is tapasztaltam, hogy manapsag eleg draga idoket elunk, es csak kapkodom neha a fejemet, hogy egy kis marok alkatreszre micsoda penzek mennek el

[s7manbs8]

Utóbbi mondatodra, ezért érdemes megnézni mi a kapható választék és abból a célnak megfelelőt és azért árban se horror összegűt célszerű kiválasztani, mert ha többe kerül a leve, mint a húsa, az nem nagy öröm a hobbysta lelkének.  
 
Pl. amit Sir-Nyeteg említ, az valami 150Ft+Áfa, ha jól láttam. és lehet hogy kell elé egy invertáló fokozat, de az is csak 30Ft. Ezt csak példának említem, nem kritikai szándékkal.

[0gbwyh99]

[keri]

Sir-Nyeteg, itt az általam előszeretettel használt motor meghajtó:
http://peefdg.bay.livefilestore.com/y1pOLVkCyJXJO8g5JbLxvrgcUrRb3mUVcJI3ETbmSGeMq0c1dACU8jGazHT5IE7-LEPPsAZuDlXnKG14gm7eyTjEOGsMPdNdeB7/motormeghajt%C3%B3.jpg" border=0>
 
PIC-re van közvetlenül kötve. Alsó FET logikai szinttel vezérelhető. Értelem szerűen egyszerre csak az egyik vezetékre szabad jelet adni különben összenyit.
 
A motor rúgásokat a FET-ben lévő védődióda vezeti el. NEM ELFOJTJA hanem elvezeti, leginkább a tápegység puffer kondenzátorába, ezért lényegében nem tud a tápfeszültségnél nagyobb feszültség (+1,2V) kialakulni, így a motor tranziensek nem veszélyeztetik a FET-et.
 
A motor indítási árama veszélyeztetheti a FET-et, ami állítólag a te esetedben 120A? vagyis 0,1ohm  a motor egyenáramú ellenállása.
 
Ez lecsaphatja a FET-et mivel az általam használt típusok 40A-t bírnak max, de értelmetlen 120A-re méretezni egy 3A-es motort, inkább szoftverből old meg a lágyindítást, azaz PWM-ben korlátozd le az induló áramot és fokozatosan növeld a kitöltési tényezőt.
Másik ötlet, hogy a használt tápegységet korlátozd le fizikailag hogy ne tudjon nagyobb áramot mint a FET, és akkor nem tud tönkremenni. (leg egyszerűbb a soros IZZÓ)

[me3ua0a6]

Köszönöm, de lényegében ugyanezt építettem meg én is... Több verziót raktam már össze! A 120A-t meg szerintem nem tudod lekorlátozni PWM-mel, hiszen épp amiatt használok PWM-et, hogy ne tépje le a fejet a gépről a motor.
PWM-mel is 120A a motor indítási árama, és tegyük fel, hogy a motor kb 5%-os kitöltésnél indul el. Az előző 4db 1%-os lépésnél már leégtek volna a fetek. De ilyen nem volt nálam. Csak rettentően melegedtek a P fetek. Egyébként nyomógombbal állítom a kitöltési tényezőt: #5218

[s7manbs8]

Eleve áramkorlátot kellene beletenni nem, akkor bármilyen esetben sem engedné, hogy túllépje a maximális áramot, ami a FET-et már kinyírja.

[me3ua0a6]

Igaz!

[keri]

Látod itt jön be az hogy Tibornak az enyhén szólva nyers megfogalmazása ellenére igaza volt hogy nem ártana legalább az elméleti alapokkal tisztában lenni, hogy átlásd a működését a kapcsolóüzemű technikának.
 
Egy induktív elemen (amilyen a motor is) nem fog azonnal 120A kialakulni. Ha a motor indukciója:L az áramkör soros ellenállása:R akkor az időállandója L*R=Tau. Azaz ennyi idő alatt alakul ki a maximális áram (120A) 63%-a.
Vagyis nem azonnal indul meg 120A mert időre van szükség ehhez. Tehát ha ennél rövidebb időre kapcsolod be, akkor nem tud 120A folyni a FET-en.
A pontos áram számítása: I=U/R*e^-(t/Tau)
 
Ez alapján meg tudod határozni a PWM frekvenciát és szükséges kitöltési tényezőt, ahol a kívánt áramon áll be az egyensúly.
 
A megfelelő PWM egyébként úgy működik nagyvonalakban, mintha a motor belső ellenállását szoroznád a kitöltési tényező reciprokával. Vagyis 1% kitöltésnél a belső ellenállást 100-al szorozhatod, és a tápfesz/belső ellenállás*100 alapján fogod megkapni azt az áramot amire végeredményben beáll majd a motor árama álló helyzetben.
Vagyis (ha megfelelően magas a PWM freki) akkor kb. 1,2A lesz 1%-nál az áram. Az ingadozás pedig a PWM frekvencia növelésével csökken.

[keri]

Amúgy pedig nem ugyan az a kapcsolás.
A tranzisztor (BC182) 150Mhz-ig használható, míg az optocsatoló jóval kisebb frekvencián. Ez önmagában okozhatja a melegedést nagy PWM frekvencián.