Перейти к содержанию
    

Самодельный драйвер биполярного шагового двигателя. Контроль тока

2 часа назад, HardEgor сказал:

Ничего не понял, какие верхние, на каком питании, в каком плече?

Автор реализовал режим управления по току с использованием в качестве него тока верхних ключей моста, т.е. однополярного, для этого достаточно одного ЦАП и одного компаратора,— если бы он взял двуполярный ток нагрузки, потребовалось бы переключение его полярности, либо два компаратора и две схемы уставки для них.

Формальных ошибок нет, но INA199 явно слабоват полосой и запредельно дорогой, в сравнении с вариантом, когда резистор внизу и усилитель на заурядном ОУ, либо вообще без ОУ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В 19.03.2023 в 17:40, Plain сказал:

Автор реализовал режим управления по току с использованием в качестве него тока верхних ключей моста

А какой глубокий смысл делать делать по току верхних ключей, если тоже самое намного проще сделать  на нижнем ключе. Ладно завтра понедельник, будем поглядеть)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, HardEgor сказал:

А какой глубокий смысл делать делать по току верхних ключей, если тоже самое намного проще сделать  на нижнем ключе. Ладно завтра понедельник, будем поглядеть)

Да, я думаю в нижнем плече будет проще, да и INA199 был взят скорее просто потому, что он был у меня.

6 часов назад, Plain сказал:

Автор реализовал режим управления по току с использованием в качестве него тока верхних ключей моста, т.е. однополярного, для этого достаточно одного ЦАП и одного компаратора,— если бы он взял двуполярный ток нагрузки, потребовалось бы переключение его полярности, либо два компаратора и две схемы уставки для них.

Формальных ошибок нет, но INA199 явно слабоват полосой и запредельно дорогой, в сравнении с вариантом, когда резистор внизу и усилитель на заурядном ОУ, либо вообще без ОУ.

А какой посоветуете ОУ взять, чтобы дешево, сердито, и быстро работал? Я вот тут в документе на драйвер от ST нашел такой TSV991ILT..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да, еще вот какой момент. Я сейчас изучаю такой вот документ про контроль тока в биполярниках на примере L297.

И там я нашел график, который показывает ток в катушке и перепад напряжения через шунт:

rcc_.thumb.jpg.ee684dd0d942556ae99d6090b000c565.jpg

 

Почему график Vrs и график I Load разные? Ведь перепад напряжения на шунте и показывает ток в цепи нагрузки. Почему в таком случае спад тока плавный, а Vrs внезапно падает к нулю?

OPEN-LOOP_CONTROL_OF_A_BIPOLAR_STEPPER_MOTORS_USIN.pdf

Изменено пользователем Alex_Malder

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

32 minutes ago, Alex_Malder said:

 

 

Почему график Vrs и график I Load разные? Ведь перепад напряжения на шунте и показывает ток в цепи нагрузки. Почему в таком случае спад тока плавный, а Vrs внезапно падает к нулю?

OPEN-LOOP_CONTROL_OF_A_BIPOLAR_STEPPER_MOTORS_USIN.pdf 916.9 kB · 1 download

 

Потому что у Вас датчик тока стоит в шине питания драйвера, а ток показан в цепи нагрузки (обмотка двигателя).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

8 минут назад, Vasil_Riabko сказал:

Потому что у Вас датчик тока стоит в шине питания драйвера, а ток показан в цепи нагрузки (обмотка двигателя).

То есть чтобы увидеть I Load, куда я должен поставить шунт? Между катушкой и выходом с одного из полумостов?

Вот так примерно?:

dfgdfg.thumb.jpg.ab8acc479737148929057761bfb5b70a.jpg

Изменено пользователем Alex_Malder

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

14 minutes ago, Alex_Malder said:

То есть чтобы увидеть I Load, куда я должен поставить шунт? Между катушкой и выходом с одного из полумостов?

 

Да.
Но Для работы драйвера это не обязательно. Зная про непрерывность тока в обмотке двигателя ( индуктивность) у Вас есть вся информация про ток обмотке. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Итак, схема в приложениях.

0001.pdf Здесь общая связь блоков. Листа galv_isol_out нет, схема собрана сейчас без него. То же самое can_trans.

0002.pdf Лист с полумостом (один драйвер плюс 2 ключа)

0003.pdf Лист с контуром контроля тока.

Насколько я понял, ток в катушке в момент отключения всех транзисторов существует сам по себе, а точнее, должен сливаться через диоды, так что вопрос про то, почему на шунте я вижу резкие спады напряжения, снимается. Я пока что не ставил шунт непосредственно на входе на обмотку, но думаю это уже неактуально.

Тут вот какой момент образовался. В режиме удержания мотор издает звуки. Т.е., если установить его в один из микрошагов, он может стоять спокойно, а может звенеть, тарахтеть, или еще что-то. При этом осциллограмма напряжения на шунте с трудом ловится осциллографом по причине постоянно изменяющегося периода этого графика "рост-падение" (изменение в пределах около 5%). Более того, иногда возникают моменты, когда одна такая кривулина не укладывается в ШИМ, который я использую для взведения D-триггера, в результате чего драйвера и ключи постоянно включаются на разную длительность, что приводит к неравномерному питанию обмоток током. Соответственно отсюда и звук. Этот вывод косвенно подтверждается фактом, что в момент отключения одной и обмоток (одна полностью отключена, другая на максимуме - таких ситуаций за один электрический оборот всегда 4 штуки) мотор бесшумен.

Вот график изменения напряжения на шунте при работе одной обмотки (микрошаг соответствует верхушке синусоиды), розовые пики наверху это ШИМ, взводящий D-триггер (открывающий ключи для питания обмотки):

photo_2023-03-20_19-58-39.thumb.jpg.68e6b57afd74fabb56c1daeb716d5f00.jpg

А вот как выглядит проблемная ситуация со звуковыми эффектами (синий график - ШИМ):

photo_2023-03-20_19-58-37.thumb.jpg.3b29e93b730ab9550df8000b2f3c3a32.jpg

Обратите внимание, справа нормальная ситуация, а слева - сбой. Собственно, из-за него периодически катушка запитывается бОльшим током, и в результате звенит. Как от нее избавиться в рамках постоянного ШИМ (сейчас 40кГц), я не знаю. Вот поближе:

photo_2023-03-20_19-58-33.thumb.jpg.7a0d4cc9c299bb964d489f0707a942dc.jpg

Здесь происходит следующее. Ток в цепи питания обмотки растет до уровня, определяемого ЦАП. В определенный момент срабатывает компаратор, и выдает на свой выход "0". Этот "0" сбрасывает взведенный ранее при помощи ШИМ D-триггер. Ток начинает падать (в шунте быстрее, в катушке медленнее), но тут снова прилетает импульс ШИМ, и триггер взводится, открывая ключи. После чего таки происходит рост до уровня ЦАП (снова) и сброс на ноль.

Такие ситуации случаются произвольно, угадать их не получится, как я понимаю. Есть одно решение, но хотелось бы узнать, может что-то можно сделать именно в рамках метода, подразумевающего постоянный ШИМ. Что я упускаю?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Первые впечатления — силовое питание неизвестного номинала. Двигатель заявлен 3-вольтовый, но почему-то применены медленные, как улитка, и хилые 600-вольтовые драйверы затворов. Мост не фазосдвигающий, обмотка не замыкается накоротко, а каждый раз размагничивается. Номинала развёртки нет ни на одной картинке, но если частота действительно 40 кГц, то сигнал с INA199 (с неозвученным коэффициентом усиления) появляется через 8 мкс после подачи такта — виновных не установить, поскольку не показано, через какой интервал в обмотку подаётся ток. Питание логических ИС не заблокировано. Если КМОП и в самом деле напрямую управляет настоящей ТТЛ, тогда эта ТТЛ потенциально труп.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В общем я не понимаю что делать. Какой-то бред. Тут два по пять элементов, и они работают как хотят. Почему так сложно??

Это же просто долбаный усилитель, к которому приделан компаратор и триггер, почему все работает то через *опу?!

Доходит до тупости, я ставлю 5В на питание ключей (отдельно от всего остального) - ток вырастает в 2 раза, по сравнению с ситуацией, когда 12В питания! Ну это вот как понимать?

Почему вот это вот происходит?

photo_2023-03-21_14-08-03.thumb.jpg.03fe6b5aebfc1fec7d296767ff5ae4e5.jpg

Зеленый - напряжение на обмотке (A0), желтый - ШИМ (период 50мкс), которая включает триггер, фиолет - выход с усилителя.

Почему слева задержка между появлением напряжения и началом реакции усилителя, а справа он реагирует мгновенно?

Почему рост напряжения почти горизонтальная линия, после резкого роста? Потому что катушка впитывает ток в это время? Ну а как тогда отследить четкое время переключения компаратора, чтобы ключ всегда открывался на один и тот же период?

Потому что происходит вот что:

photo_2023-03-21_14-14-11.jpg

Или вот это: частота 40кГц, развертка 10мкс на сетку, синяя линия - управляющий сигнал на драйвер, зеленый - напряжение на обмотке сразу после шунта, и опять видим что?

Задержку слева 10мкс между появлением напряжения на обмотке! И отсутствие задержки справа! Это вот что такое?!photo_2023-03-21_14-21-47.thumb.jpg.364c8b4e29ecb79cc81e7afa10ed3cc8.jpg

Короче сейчас я перенесу шунты в под нагрузку и буду мерять прямо с шунта осцилом

 

Изменено пользователем Alex_Malder

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, Alex_Malder сказал:

Это же просто долбаный усилитель, к которому приделан компаратор и триггер, почему все работает то через *опу?!

Потому что у компаратора не сделан гистерезис и он срабатывает от любой помехи.

Ну и на выходе INA181 я бы поставил RC, что бы подрезать неизбежные выбросы.

Важно, чтобы параллельно с каждым чипом стоял, как можно ближе, конденсатор на 0.1мкФ, а у некоторых и больше - смотри в даташит.

По-хорошему надо просто промоделировать эту цепь и сохранив с осциллографа сигнал и подать на вход схемы в spice-симуляторе.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

22 минуты назад, HardEgor сказал:

Потому что у компаратора не сделан гистерезис и он срабатывает от любой помехи.

Я думал об этом. Ну вот допустим сделаю я гистерезис, пусть 1В. Компаратор сработал, на выходе его "0", этот сигнал сбрасывает триггер.

Напряжение на шунте падает (спадающий фронт фиолет). Компаратор проходит свой гистерезис и снова в "1".

Тут появляется сигнал ШИМ, котрый взводит триггер снова в 1. Что толку от гистерезиса?

Единственный вариант, который я тут вижу, это если гистерезис здоровенный, вольта 4 например. В этом случае на выходе компаратора будет этот самый 0 аж почти до того момента, пока напряжение на шунте не спадет почти полностью. Ну а если в этот момент, ближе к концу спадающего напряжения на шунте, придет ШИМ импульс, он снова взведет триггер и все повторится.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

5 минут назад, Alex_Malder сказал:

Я думал об этом. Ну вот допустим сделаю я гистерезис, пусть 1В. Компаратор сработал, на выходе его "0", этот сигнал сбрасывает триггер.

Вначале думать и моделировать, а только потом делать. Не наоборот!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В общем поставил я шунты в после нагрузки, в нижнее плечо. Усилители INA199  резко перестали что-то усиливать. Должны в 50 раз усиливать, но судя по разнице в оригинальном сигнале и усиленном там раз 10 может от силы. Я хз что делать, она low high side, почему она не усиливает то?

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Короче подключил обе микросхемы вчистую на самодельный стенд - не работают. Обе. То ли они не предназначены для такой работы (хотя в даташите написано, что будут работать в нижнем плече), то ли я их добил, короче мусор.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...