Stabilizacja obrotów silnika szczotkowego

[Adam Wysocki]

Pisałem w chwilę temu dodanym poście, że regulator to temat na osobnego
posta, no to piszę osobnego posta.

Chciałbym regulować obroty silnika szczotkowego (DC) i zastanawiam się,
jak to najprościej zrobić.

Załóżmy, że uda mi się założyć jakiś impulsator (hallotron, transoptor lub
cokolwiek) i że mam impulsy odzwierciedlające obroty silnika. Moja wizja
na razie jest taka, żeby zamienić te impulsy na napięcie filtrem RC,
drugie napięcie (odniesienia) wyciągnąć z potencjometru, wrzucić te
napięcia na komparator (bez histerezy) i jeżeli obroty silnika będą za
małe (napięcie niższe niż ustawione), to włączać silnik a jeżeli będą za
duże, to go wyłączać. Ograniczyłbym też częstotliwość zmian (np. kolejnym
filtrem przed tranzystorem wykonawczym) do max kilkuset Hz.

Czy to dobry kierunek? Może macie inne pomysły? Nie ukrywam że gdyby udało
się to zrobić bez zewnętrznego czujnika (np. sprawdzając back-emf lub np.
zwiększając napięcie w miarę zwiększania pobieranego prądu), to byłoby
jeszcze lepiej... może wzmocnić impulsy z diody zabezpieczającej
tranzystor, całkować je i to ich użyć jako sygnału sterującego?

--
http://www.chmurka.net/

[V.L.Pinkley]

http://ep.com.pl/files/2897.pdf

Jak potrzeba lepszej stabilizacji to silnik z enkoderem + PLL bodaj 4060
+ PWM.

[Zenek Kapelinder]

Szukaj w ktoryms starym radioelektroniku. Byly schematy i opisy chyba trzech ukladow. Jeden dzialal na 100% bo go kilka razy wykorzystalem. Stare to takie minimum sprzed dwudziestu lat. Bardzo dobrze dzialaly mi regulatory predkosci obrotowej zrobione na bazie scalaka jaki byl uzywany do stabilizacji predkosci w polskich magnetofonach kasetowych. Wystarczylo taki scalak wyposazyc w koncowke mocy. To co opisalem opieralo sie na pomiarze sem wirnika i zadne dodatkowe elementy mierzace predkosc nie byly potrzebne. Jak nie jest potrzebna duza precyzja to regulowany stabilizator napiecia daje rade. Tylko musi miec odpowiednia wydajnosc pradowa zeby pod obciazeniem napiecie nie spadalo.

[stch...@gmail.com]

Filtry analogowe, czyli kondziory, rezystory, komparatory, tranzystory i takie tam.. Tak się kiedyś to robiło. Upierdliwe jak cholera. Dobór wartości elementów RC to jedno, drugie to "pływanie" ich wartości wraz ze zmianą temperatury, trzecie to pierdylion innych problemów z analogówą. Czujnik wykorzystaj jaki Ci się podoba, bądź jaki masz pod ręką. Hallotron, opto, czy byle co..
Wrzuć to na jakiegoś byle jakiego PICa 8-bitowego, dalej steruj PWM'em jakiś tranzystor dziargający silnikiem. Lepiej, prościej i taniej chyba się nie da.

[stch...@gmail.com]

Aha!! Teraz zauważyłem pokrewny wątek z tą diodą. Coś jest zwalone w projekcie układu wykonawczego sterującego motorkiem. Taką sytuację jak zatrzymanie silnika na skutek zewnętrznych mechanicznych oporów można uwzględnić w sofcie PICa, czy czegoś tam generującego PWM. I po problemie. Na 100% !!

[Tomasz Wójtowicz]

W dniu 2017-02-15 o 23:11, Adam Wysocki pisze:

> Pisałem w chwilę temu dodanym poście, że regulator to temat na osobnego
> posta, no to piszę osobnego posta.
>
> Chciałbym regulować obroty silnika szczotkowego (DC) i zastanawiam się,
> jak to najprościej zrobić.
>

Mechanizmy "płynące" do zegarków ściennych (czyli takie, gdzie sekundnik
nie skacze) są tak zrobione, że jest tam silniczek DC sterowany
napięciem i impulsator. Automat tak reguluje napięcie silniczka, żeby
liczba impulsów w skali minuty się zgadzała.

Mechanizm do kupienia za 10 zł. Zamiast sterować małym silniczkiem,
wzmocnić sygnał i podać na duży silnik.

[Miller Artur]

W dniu 2017-02-15 o 23:11, Adam Wysocki pisze:

wszystko fajnie, magnetofony i RC, tylko brakuje odpowiedzi na
podstawowe pytanie - w jakich warunkach mechanicznych ta stabilizacja ma
się odbywać? jakie sa własciwości dynamiczne układu napędzanego? jak i w
jakich granicach zmienia się obciążenie silnika?
niewłaściwie zestrojony układ stabilizacji albo nie będzie stabilizował,
albo wprowadzi cały układ w oscylacje, które w ekstremalnym przypadku
(np przy dużym nadmiarze mocy silnika plus rezonans mechaniczny układu)
będą rosły aż całość się rozleci.

w trudniejszych przypadkach niż wiatraczek, magnetofon czy obroty jałowe
polecam LM628/629.

a.

[J.F.]

Użytkownik "Tomasz Wójtowicz" napisał w wiadomości

>Mechanizmy "płynące" do zegarków ściennych (czyli takie, gdzie
>sekundnik nie skacze) są tak zrobione, że jest tam silniczek DC
>sterowany napięciem i impulsator. Automat tak reguluje napięcie
>silniczka, żeby liczba impulsów w skali minuty się zgadzała.

Duze te zegary ?
Bo w tych mniejszych to jest imo normalny "krokowy" silnik, tylko
wieksza czestotliwosc i przekladnia ..

J.

[Adam Wysocki]

Miller Artur <nom...@dupa.com> wrote:

> wszystko fajnie, magnetofony i RC, tylko brakuje odpowiedzi na
> podstawowe pytanie - w jakich warunkach mechanicznych ta stabilizacja ma
> się odbywać? jakie sa własciwości dynamiczne układu napędzanego? jak i w
> jakich granicach zmienia się obciążenie silnika?

Nie ma tam dużej bezwładności. Obciążenie... od jałowego po zatrzymanie,
przy czym zatrzymanie będzie stanem nienormalnym, jak układ wyłączy wtedy
silnik na chwilę to też będzie akceptowalne.

Teraz wygląda to tak (sterowanie PWM bez feedbacku z silnika):

https://www.youtube.com/watch?v=5mrRtoUQt-8

> w trudniejszych przypadkach niż wiatraczek, magnetofon czy obroty jałowe
> polecam LM628/629.

Trochę armata na muchę... :(

--
http://www.chmurka.net/

[Adam Wysocki]

V.L.Pinkley <vernon.l...@gmail.com> wrote:

> http://ep.com.pl/files/2897.pdf

Wygląda na to, że czegoś takiego szukam. Poczytam. Dzięki!

--
http://www.chmurka.net/

[Adam Wysocki]

stch...@gmail.com wrote:

> Filtry analogowe, czyli kondziory, rezystory, komparatory, tranzystory i
> takie tam.. Tak się kiedyś to robiło. Upierdliwe jak cholera. Dobór
> wartości elementów RC to jedno, drugie to "pływanie" ich wartości wraz
> ze zmianą temperatury, trzecie to pierdylion innych problemów z
> analogówą.

Hmm, ale tutaj wartości nie będą krytyczne.

> Czujnik wykorzystaj jaki Ci się podoba, bądź jaki masz pod ręką.
> Hallotron, opto, czy byle co.. Wrzuć to na jakiegoś byle jakiego PICa
> 8-bitowego, dalej steruj PWM'em jakiś tranzystor dziargający silnikiem.
> Lepiej, prościej i taniej chyba się nie da.

Procesor to jedna z opcji, ale ona też ma swoje problemy (choćby
konieczność odfiltrowania zasilania - tam będą spore i szybkozmienne
prądy). Wolałbym, żeby ten procesor się nie wieszał :)

--
http://www.chmurka.net/

[Adam Wysocki]

stch...@gmail.com wrote:

> Aha!! Teraz zauważyłem pokrewny wątek z tą diodą. Coś jest zwalone w
> projekcie układu wykonawczego sterującego motorkiem.

To układ tak prosty, że prościej się chyba nie da. Zrobiłem go na szybko,
bo potrzebuję jakiejś regulacji obrotów zanim wydumam z tą stabilizacją.
To coś podobnego do: http://rysiny.ovh.org/_upwm_ne555.htm

Tylko jest dioda równolegle do silnika.

> Taką sytuację jak zatrzymanie silnika na skutek zewnętrznych
> mechanicznych oporów można uwzględnić w sofcie PICa, czy czegoś tam
> generującego PWM.

Ale nie w sofcie 555... :)

--
http://www.chmurka.net/

[Adam Wysocki]

Tomasz Wójtowicz <sp...@spam.spam.spam.com> wrote:

> Mechanizmy "płynące" do zegarków ściennych (czyli takie, gdzie sekundnik
> nie skacze) są tak zrobione, że jest tam silniczek DC sterowany
> napięciem i impulsator. Automat tak reguluje napięcie silniczka, żeby
> liczba impulsów w skali minuty się zgadzała.

Często jest regulacja? Napięcie jest regulowane liniowo czy jakimś PWMem?

No i kwestia regulacji takich obrotów...

--
http://www.chmurka.net/

[Paweł Pawłowicz]

W dniu 2017-02-16 o 13:09, Adam Wysocki pisze:

> Miller Artur <nom...@dupa.com> wrote:
>
>> wszystko fajnie, magnetofony i RC, tylko brakuje odpowiedzi na
>> podstawowe pytanie - w jakich warunkach mechanicznych ta stabilizacja ma
>> się odbywać? jakie sa własciwości dynamiczne układu napędzanego? jak i w
>> jakich granicach zmienia się obciążenie silnika?
>
> Nie ma tam dużej bezwładności. Obciążenie... od jałowego po zatrzymanie,
> przy czym zatrzymanie będzie stanem nienormalnym, jak układ wyłączy wtedy
> silnik na chwilę to też będzie akceptowalne.

No to TPIC2101, dokładnie to, co chcesz.

P.P.

[Tomasz Wójtowicz]

W dniu 2017-02-16 o 13:18, Adam Wysocki pisze:

Z układu, który widziałem to był tranzystor bezpośrednio zasilający
silnik. Baza (bramka?) tranzystora prosto do jakiegoś specjalizowanego
scalaka. Bez oscyloskopu trudno orzec, liniowo czy PWM.

[Tomasz Wójtowicz]

W dniu 2017-02-16 o 12:18, J.F. pisze:

Akurat krokowy silnik kosztuje więcej niż komutatorowiec DC, więc po co
podrażać układ?

[kasik]

> Jak potrzeba lepszej stabilizacji to silnik z enkoderem + PLL bodaj 4060
> + PWM.

Ani CD4046, ani NE565.
PLL-ka zastosowana bezpośrednio (detektor fazy ze wspomnianego scalaka +
silnik robiący za LPF i VCO) świetnie stabilizuje przy małych lub b.
wolnych zmianach obciążenia.
W przypadku wiertarki, zmiany obciążenia silnika są szybkie i b. duże -
pętla natychmiast wypada z synchronizmu, gdyż zakres trzymania (lock
range) w tak prostym rozwiązaniu (silnik jako LPF i VCO) jest bardzo
wąski. Dodatkowo, powrót do stanu synchronizmu jest poważnie utrudniony,
gdyż zakres chwytania (zaskoku, capture range) jest dużo węższy niż
zakres trzymania.

Pozdrawiam
kasik

[Zenek Kapelinder]

Ale po co te wszystkie rady. Silnik z wkretarki ma taki zapas mocy ze zadna stabilizacja nie jest potrzebna. Jak przy 10 tysiacach obroty spadna o 500 to co sie stanie? Nic. Kolejny sztuczny problem rozwiazujecie.

[stch...@gmail.com]

W dniu czwartek, 16 lutego 2017 13:16:45 UTC+1 użytkownik Adam Wysocki napisał:

> stch...@gmail.com wrote:
>

>
> Ale nie w sofcie 555... :)
>

:)) Dobre!! Co prawda nic tam nie pisałeś o obecności 555, ale co mi tam...
Jutro oprogramuję gwoździa :))

[stch...@gmail.com]

W dniu czwartek, 16 lutego 2017 13:14:23 UTC+1 użytkownik Adam Wysocki napisał:

>
> Procesor to jedna z opcji, ale ona też ma swoje problemy (choćby
> konieczność odfiltrowania zasilania - tam będą spore i szybkozmienne
> prądy). Wolałbym, żeby ten procesor się nie wieszał :)
>

Rozdzielenie potencjałów zasilania (analog/syfra), to czysta formalność i małe piwko na PCB. Komunikacja między różnymi światami przez byle transoptor i po problemie.

[V.L.Pinkley]

użytkownik Zenek Kapelinder napisał:

> Ale po co te wszystkie rady. Silnik z wkretarki ma taki zapas mocy ze zadna stabilizacja nie jest potrzebna. Jak przy 10 tysiacach obroty spadna o 500 to co sie stanie? Nic. Kolejny sztuczny problem rozwiazujecie.

Na filmie będzie 100W ale na full obrotach, on ma mały moment obrotowy.
Przy wierceniu dremelem wiertłem fi 2mm 10.000 rpm praktycznie się zatrzymuje.
A tu silnik jeszcze mniejszy.

[Zenek Kapelinder]

to wez wiekszy silnik. Mozesz jeszce sprobowac ostrym wiertlem wiercic. Tak z ciekawosci spytam po co Ci 10000 do wiertla fi2mm? Metalizacji otworu zrobionego przy 10 tysiacach obrotow na minute nie da sie zrobic bo problematyczne jest jej zrobienia przy 50 tysiacach na minute. Jak bylem mlody i piekny to mialem do plytek wiertarke zrobiona z silniczka wentylatora Zefir. Z 10W mial ten silniczek mocy pobieranej z 3 waty na osce. Ostrym wiertlem wiercilem bez problemu.

[Tomasz Wójtowicz]

W dniu 2017-02-16 o 17:48, Tomasz Wójtowicz pisze:

Ale teraz sobie przypomniałem, że to chyba działało jak przetwornica
buck wykorzystująca uzwojenia silniczka w charakterze indukcyjności. Bo
gdyby to było liniowe, to połowa energii z baterii szła by na grzanie
tranzystora.

[Paweł Pawłowicz]

W dniu 2017-02-16 o 13:14, Adam Wysocki pisze:

Znacznie poważniejszym problemem będzie dobranie algorytmu stabilizacji
i jego parametrów.


P.P.