Arduino драйвер мотора для робота

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

Выкладываю схема драйвера мотора с небольшими размерами, толщиной 2.5 мм, и небольшой стоимости

Печатка в формате DIPtrace

http://yadi.sk/d/aFIBedNN6RRas

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013
jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

На вывод DIR подается о или 1 в зависимости от требуемого направления вращения

На вывод PWM подается шим, определяющий с какой скоростью нужно вращать двигатель

Не рекомендуется резко менять направление без остановки двигателей. так как напряжение на выходе драйвера + напряжение вырабатываемое двигателем продолжающим какое то время вращаться по инерции  создадут большой ток, что возможно повредит выходные транзисторы. Также рекомендуется на двигатель между выводами подключить керамический конденсатор для уменьшения помех по питанию

carduino.ru
Offline
Зарегистрирован: 06.12.2011

Судя по схеме, если ШИМ-ить то будет греться как чайник, из-за сквозняков

К тому же что это за драйвер работающий при питании не более +5в

А если у меня мотор +12в или 9в ?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

carduino.ru пишет:

Судя по схеме, если ШИМ-ить то будет греться как чайник, из-за сквозняков 

К тому же что это за драйвер работающий при питании не более +5в

А если у меня мотор +12в или 9в ?

на самом деле еле греется. через полчаса выложу видео работы

5В для работs на моторах с редукторами с ебея достаточно. они до 6 вольт. к томуже никто не запрещает выходные транзисторы запитать от другого источника. но лично я пока еще не проверял. если будет время запитаю вечером от 12В

carduino.ru
Offline
Зарегистрирован: 06.12.2011

Попробуйте задать значение ШИМ 128 и погоняйте минут 10, даже без нагрузки они будут грется

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

погонял 7 минут при шим 128. транзиторы теплые не более

вот видео работы

http://www.youtube.com/watch?v=GDPL89Dnbt8

 

 

carduino.ru
Offline
Зарегистрирован: 06.12.2011

Скорее всего ток в цепи не больной, по этому фронты сигналов на затворе(Gate) без завала, если увеличивать ток нагрузки то фронты начнут заваливаться и через ключи будет протекать сквозное напряжение

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

carduino.ru пишет:

Скорее всего ток в цепи не больной, по этому фронты сигналов на затворе(Gate) без завала, если увеличивать ток нагрузки то фронты начнут заваливаться и через ключи будет протекать сквозное напряжение

позже проверю. такое возможно. с другой стороны это драйвер для робота а не грузового трактора в масштабе 1:10. расчитан в первую очередь для моторов с ебея, один канал драйвера один мотор легко тянет (максимальный ток транзисторов 6А). после проверки на 12В и большей нагрузкой будет понятнее как он себя поведет. хотя я в него верю. в принципе можно было бы обойтись и без 74HC00. Но она выполняет дополнительно роль драйвера для полевых транзисторов, а если его выкинуть то тогда и фронты будут заваливаться, и соответственно сквозной ток, высокий нагрев и выход из строя

carduino.ru
Offline
Зарегистрирован: 06.12.2011

Если для робота, то вполне сгодится, но имейте ввиду что будете использовать лишнии 10-30% энергии батареек на сквозняки.

74HC00 при больших токах нагрузки может умереть и  резистор 10ом ее не спасет

74HC00 на роль драйвера не подойдет, она не сможет обеспечить нужную крутизну фронта, так как у нее допустимый ток на выходе 20-25 мА

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

carduino.ru пишет:

Если для робота, то вполне сгодится, но имейте ввиду что будете использовать лишнии 10-30% энергии батареек на сквозняки.

74HC00 при больших токах нагрузки может умереть и  резистор 10ом ее не спасет

74HC00 на роль драйвера не подойдет, она не сможет обеспечить нужную крутизну фронта, так как у нее допустимый ток на выходе 20-25 мА

А что по вашему лучше использовать биполярники? и тратить 1,5 вольта грубо, так как ток протекает через 2 транзистора. при питании 5В-1.5 на потери в биполярнике получаем 3,5 вольта на двигателе. допустим двигатель потребляет 0,4 А. выделающаяся мощность на 1 транзисторе получается 300 мВт.

с 2 транзисторов это 600мВт. нагруженный двигатель потребляет еще больше. и при этом мы потеряли в мощности изза снижения напряжения на двигателе. поэтому биполярые не рассматриваю при таком низком напряжении питания.

а по поводу сквозных токов проверю осциллографом как нибудь  как открываются и закрываются транзисторы

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

посмотрел фронты на одной паре транзисторов. все хорошо. нагружал двигатель сильнее форма почти не меняется

carduino.ru
Offline
Зарегистрирован: 06.12.2011

А Вы на затворе сигнал смотрите? Для правдивости нужно видео снимать Ваших измерений

Нагрузите до 1-2А и посмотрите осциллографом, только разверните что бы было 50us в клетке

А что это за перепад от точки 0 до 1? Просадка питания?


 

 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

дальнейшие поиски недостатков в драйвере считаю бесмысленным. функции свои выполняет хорошо, нужный ток выдает, греется слабо. а ваша критика возможно связана с тем что вы торгуете модулями для ардуины, в том числе и драйвер

http://carduino.ru/product_info.php?products_id=1938

покажите параметры вашего драйвера, поточнее желательно. осциллограммы, какой тип транзисторов стоит. марка не интересует, а интересно полевые или биполярные

carduino.ru
Offline
Зарегистрирован: 06.12.2011

Я так понимаю что конструктивной критики Вы не хотите выслушивать

Я всего лишь пытался указать Вам на Ваши ошибки.

Но похоже что Вы думаете что "Все вокруг дураки, один Вы умный"

Удачи Вам!

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

нет я не считаю. но вы реально ни одного плюса не заметили а указываете только на недостатки

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Уважаемый Carduino, вы не горячитесь ли? Схема, на мой взгляд, вполне толковая. Вопросы, мне видится, возникнут лишь когда мост запитать напряжением ощутимо выше уровня "1" 74hc00. Верхние мосфеты перестанут полностью закрываться. Можно попробовать побороть эту проблему внесением в схему буферов 74ls07, где открытый коллектор можно до 30 вольт тянуть, да и ток там до 40ма. Не соображу вписывается такое решение в схему или нет. Автор, не прокомментируете?

В чем смысл увеличения нагрузки при оценке крутизны фронтов? Насколько мне позволяют судить мои скромные познания, фронты от скорости заряда затворной емкости зависит, а не от нагрузки. Хватит тока у 74-ой быстро заряжать затворы -- грузи сколько хочешь -- фронты будут идеальными пока дым из поевиков от перегруза не пойет. Учитывая, что у 4606 емкость затвора всего около 255пф, проблема быстрого перезаряда не выглядит такой уж зловещей.

Насчет цены на 4606... До попадания на этот форум я на алиэкспрессе разглядывал комплементарнные полевые сборки. Вообще-то на 4622 целился, но узрел чудесные цены на 4606. Там за них около восьми рублей просят (при покупке двадцати штук). Очень мне цена понравилась, что полез смотреть в гугл, применяет их кто в мостах и шим. Вот здесь и окахзался. Выходит, надо брать. :)

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

Уважаемый a5021

AO4606 применяют в жк мониторах в цепи подсветки

насчет применения 74ls07 пока незнаю. не хочется усложнять. попробую другой путь найти, если конечно буду искать,  пока этого драйвера хватает. но на будущее буду иметь в виду

а насчет увеличения нагрузки это правда, чем сильнее нагружаешь полевик тем больше входная емкость. сам не проверял, но один разраб с работы рассказал

maksim
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2012

Уже писал в другой ветке о выше указанном модуле из сообщения #13, реакции пока никакой, поэтому повторюсь. 

Из описания модуля:
Предназначен для управления двумя коллекторными двигателями постоянного тока или одним биполярным шаговым двигателем.

Схемы на этот модуль нет, но то что у вас на картинке может управлять только одним DC-двигателем или половиной шаговика. Так как на картинке только один Н-мост.

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Если меня не подводит зрение, то чипы на плате имеют маркировку L9110 (некое сугубо китайское изобретение). Коли так, то каждая микросхема содержит полноценный мост на биполярах, обеспечивая ток до 800ма, при напряжении до 12в (падение на транзисторах около двух вольт, т.е. до двигателя дойдет 10в максимум). Чипов два, соответственно, мостов тоже два. Скорее всего, здесь нет никакого лукавства.

Перелопатил кучу даташитов и статей по полевым транзисторам, но так и не нашел, что величина емкости затвора зависит от величины тока, протекающего по направлению исток - сток. Что от величины напряжения в канале может изменяться емкость затвор-сток пишут везде, но это совсем не наш случай.

 

 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

a5021 пишет:

Если меня не подводит зрение, то чипы на плате имеют маркировку L9110 (некое сугубо китайское изобретение). Коли так, то каждая микросхема содержит полноценный мост на биполярах, обеспечивая ток до 800ма, при напряжении до 12в (падение на транзисторах около двух вольт, т.е. до двигателя дойдет 10в максимум). Чипов два, соответственно, мостов тоже два. Скорее всего, здесь нет никакого лукавства.

Перелопатил кучу даташитов и статей по полевым транзисторам, но так и не нашел, что величина емкости затвора зависит от величины тока, протекающего по направлению исток - сток. Что от величины напряжения в канале может изменяться емкость затвор-сток пишут везде, но это совсем не наш случай.

я лично сам не проверял. мне рассказал один разработчик. завтра узнаю поточнее

http://irobot.ntue.edu.tw/mcu/IO/LetryMotorDriver/index.html

статья про 9110. оказывается ему рекомендуется схема что и в моем драйвере. блин оказывается придумали до меня)))

на ебее драйвер на 9110 предлагают за 78 рублей

http://www.ebay.com/itm/L9110S-H-bridge-Stepper-Motor-Dual-DC-motor-Driver-Controller-Board-for-Arduino-/310541225088?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item484db30c80

есть еще интересная микросхема

si9986 с защитой от сквозных токов, полевыми транзисторами, до 1А, 200КГц, до 13В

http://www.vishay.com/docs/70007/si9986.pdf

цена чуть больше 20 рублей если брать сразу 25 штук

http://www.ebay.com/itm/25-PCS-Vishay-Siliconix-SI9986DY-T1-8-SOIC-IC-BOX-2S-/160890305217?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2575cf3ac1

так что лучше вместо AO4606 использовать si9986. выходит и дешевле и правлиьнее

 

 

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Двадцать пять штук это уже какое-то серийное производство. :) Хотя микруха, безусловно, интересная. За наводку спасибо.

Евгений, а вы не могли бы выложить вариант печатки в одноканальном исполнении? Ну, навроде того, что вы на видео показываете. Идеально бы в PDF-е, чтоб отЛУТить быстренько и за испытания взяться. Обнаружил тут у себя две штуки FDS8958A, так они почти копия AO4606 и прежде чем заказывать последние в поднебесной, хочу кой-какие детали прояснить.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

a5021 пишет:

Двадцать пять штук это уже какое-то серийное производство. :) Хотя микруха, безусловно, интересная. За наводку спасибо.

Евгений, а вы не могли бы выложить вариант печатки в одноканальном исполнении? Ну, навроде того, что вы на видео показываете. Идеально бы в PDF-е, чтоб отЛУТить быстренько и за испытания взяться. Обнаружил тут у себя две штуки FDS8958A, так они почти копия AO4606 и прежде чем заказывать последние в поднебесной, хочу кой-какие детали прояснить.

25 штук рано или поздно пригодятся. микруха действительно интересная

могу предложить в формате diptrace. сделал и в PDF но не очень качественно получилось. выкладываю и то и другое. pdf уже отзеркален

http://yadi.sk/d/HAFc8mEM6cjGs

maksim
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2012

Да действительно. Шилд на 2 мотора, но почему то для моторов клемники, а для питания штырьки. Китайская логика...

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

maksim пишет:

Да действительно. Шилд на 2 мотора, но почему то для моторов клемники, а для питания штырьки. Китайская логика...

так сейчас часто делают в модулях чтобы как можно меньше паять

maksim
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2012

Дело не в пайке. И так делают не часто, а только нелогичные китайцы. Речь идет именно о подводе силового питания. Если бы было еще 2 клемника для подвода питания, то вопросов бы не возникало. А так получается что на кламниках максимальный ток по 1А, а на штырьках суммарный ток 2А.

Большинство шилдов если имеют клемники для моторов, то и имеют их для подвода питания, а штырьки 2,54 мм применяются для логики.

       

Но судя по характеристикам штыревого соединения, по току вроде как в допуске.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

действительно не обратил внимание питание со штырьков

другое непонятно. макетные платы продают с проводами, на проводах штыри, в принципе логично

но почему на драйверах например тоже штыри. для того чтобы подцепится к макетной плате уже нужны провода штырь с одной, гнездо с другой. неудобно

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

jeka_tm пишет:

25 штук рано или поздно пригодятся. микруха действительно интересная

Если я куплю двадцать мосфетных сборок, то из этого можно будет сделать пять мостов. Пять мостов я напрягусь, но придумаю куда применить. Куда же применить двадцать пять мостов -- я в ужасе. :)

Цитата:

могу предложить в формате diptrace. сделал и в PDF но не очень качественно получилось. выкладываю и то и другое. pdf уже отзеркален

Вполне себе нормально получилось. Мне б сейчас вообще никак не развести. Так случилось, что из всего компьютерного у меня сейчас только старенький 7" нетбук с убунтой, да принтер лазерный. Не самые лучшие условия для трассировки плат. :)  Размеры при распечатке увы поплыли на несколько десяток, но натянуть ножки на площадки все-таки получилось:

Вместо 74hc00 поставил 74hct132, т.к. управление на первом этапе планируется на механических переключателях.  Сейчас запускать уже сил нет, т.ч. о душах микросхем буду позже думать. :) За PDF спасибо!

PS. А что вы на эти штыри взъелись? Там на платах дорог такого сечения нету, какой этот штырь. Сейчас спецом штангелем померял -- 0,7мм сторона, а сечение, стало быть, 0,49. Справочник по предохранителям утверждает, что у медного проводника такого сечения ток плавления будет почти 30 ампер. Совершенно не о чем беспокоиться, я думаю.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

насчет сечения проблем нет. площадь поверхности контакта у гнезд маленькая я лично только поэтому. хотя и гнезда разные бывают. есть которые обжимают со всех сторон, а есть только с 2

как потестируете драйвер расскажите нормально у вас работает или нет

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Весьма недурно работает, надо заметить. Исходные данные натурного эксперимента: питание схемы от 4,8 вольт, внешний шим на 28 килогерц (на attiny), механическая коммутация направления вращения, нагрузка в виде мотора привода лотка от сидюка с рабочим током 70 миллиампер (170ма, если принудительно заклинить вал), защитые диоды (от токов самоиндукции обмотки двигателя) отсутствуют. Результаты:

В одной клекте по вертикали -- один вольт, по горизонтали -- пять микросекунд. Как видно на картиннке, шим приблизительно 50%. Покрутил мотор примерно около часа и не заметил, чтобы температура ключей как-то отличалась от комнатной. Наверное можно сказать, что при таких нагрузках ключи не греются совсем. Падение напряжения на ключах измерить не удалось, т.к. это значение лежит в области сотых долей вольта и на фоне погрешности вольтметра не обнаруживается достоверно.

Попробовал поймать самый короткий импульс, чтобы посмотреть фронты настолько  детально, насколько позволит мне мое ветхое оборудование.

Извиняюсь за ужасное качество картинки, что было под рукой, тем и делал. Здесь в одной клетке по горизонтали -- 400 наносекунд. Дительность импульса -- около 1,2 микросекунды. Здесь не видно, но по более мелкой сетке на экране осциллографа можно прикинуть, что длительность переднего фронта приблизительно 240 наносекунд, заднего -- 320 наносекунд. Строго говоря, это не чистое время переключения мосфетов, т.к. сказывается индуктивная нагрузка в виде мотора, да и старинный осциллограф на таких величинах может смазывать картинку очень прилично. Тем не менее, лично я оцениваю результаты, как весьма недурственные и однозначно буду использовать данное схемное решение в своих самоделках.

Вам, Евгений, еще раз спасибо за идею, помощь в реализации и импульс к тому, чтобы я произвел этот полезный для себя эксперимент. ;-)

 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

рад что пригодилось))фронты неплохие так что можно использовать и при питании от батарей

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

А какие нюансы есть в этой связи при питании от батарей?

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

jeka_tm пишет:

Не рекомендуется резко менять направление без остановки двигателей. так как напряжение на выходе драйвера + напряжение вырабатываемое двигателем продолжающим какое то время вращаться по инерции  создадут большой ток, что возможно повредит выходные транзисторы.

Это абсолютно верная рекомендация, но волею случая мне пришлось ее нарушить. Во время экспериментов у меня отвалился провод от механического переключателя направления вращения (вход dir). Так как на входах логики у меня триггеры шмитта, а на длинный кусок провода отвалившийся от переключателя стали прекрасно ловиться наводки от сети, то образовался генератор меандра с частотой около 50 гц. Переключение направления вращения с скоростью 50 раз в секунду это довольно суровый реверс, но тем не менее, ключи пережили данное потрясение без каких-либо последствий. Я потом повторил опыт, с уже принудительным "вывешиванием" входа diк секунд на пять-шесть, чтобы понаблюдать за состоянием ключей, но так и не обнаружил ничего фатального. Мосфеты даже не нагрелись. Так как эта пара мосфетных сборок у меня единственная, а опасность спалить ее таким глупым образом все же не нулевая, на фоне сильного "трансформаторного" звука двигателя, вспомнилось, "Чёта я очкую, Славик." :)

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

попробуйте усложнить. просто двигатель не набирает обороты так быстро. 2 секунды в одну сторону и 2 в другую смотря какой мотор и вот тогда вероятность выше. и транзисторы как минумум должны сильнее греться а может и сгорят

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Этим, кстати, я и собирался заняться. Одна из моих самоделок, над которой я сейчас размышляю, как раз использует похожий режим реверса. Собственно, я подыскивал транзисторы и попал сюда именно двигаясь в этом направлении. Т.ч. будут результаты, я сюда обязательно отпишу.

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Нижеследующий скетч отработал без проблем больше часа. Устройство безостановочно выдвигало и задвигало шток, приводимый в движение уже упоминавшимся здесь мотором, который, в свою очередь, запитывался от обсуждаемого моста. Признаков нагрева не обнаружено. Шим не использовался, вывод PWM действовал, как Enable/Disable. Реверс производился через обязательный останов.

#define  enablePin       8  // Arduino pin 8 -- enable motor / PWM
#define  directionPin    9  // Arduino pin 9 -- rotate CW / CCW
#define  moveIn          0  
#define  moveOut         1
#define  stopMotor       0
#define  runMotor        1

void setup(void) {
  pinMode(enablePin, OUTPUT);
  digitalWrite(enablePin, stopMotor);
  pinMode(directionPin, OUTPUT);
  digitalWrite(directionPin, moveIn);
}

void loop(void) {
  digitalWrite(enablePin, runMotor);
  delay(2000);
  digitalWrite(enablePin, stopMotor);
  digitalWrite(directionPin, moveOut);
  digitalWrite(enablePin, runMotor);
  delay(2000);
  digitalWrite(enablePin, stopMotor);
  digitalWrite(directionPin, moveIn);
}

UPD:

Без защитного останова тоже все прекрасно. Можно подымать PWM в единицу и перещелкивать DIR когда потребуется. Буду ставить в свою схему вместо стоящей там сейчас TA8428K (мост на  биполярах с защитой). Тем более, что тошибовская микра изрядно греется и выдает существенно меньшее напряжение на мотор.

UPD2:

hct132d буду обратно менять на hc00. Испытания на мех.переключателях закончились и дребезг теперь давить ни к чему. Шмитт на входе не нужен, т.к. норовит ловить помехи.

Автор топика совершенно правильно уделил внимание экономической стороне, т.к. для лоукост-драйвера цена один из основных параметров. В моем случае получаются такие расклады: 74hc00 -- 4 руб (50шт. партия, цена по алиэкспрессу), AO4606 -- 8 руб. (20шт. партия, цена по алиэкспрессу). Стоимость в перерасчете на один драйвер (4 руб + 8 руб + 8 руб)  получается приблизительно одинаковой с вариантом драйвера на si9986, но вот изначальные расходы на покупку комплектующих несколько разнятся -- 360 руб против 500 рублей. На алиэкспрессе, кстати, si9986 продают по цене чуть выше 30 руб (10 шт. партия).

Драйвер на si9986 выглядит поинтереснее (особенно в разрезе размер-параметры), но лично мне он даже в количестве 10 шт. не нужен, уж не говоря про 25. Раз драйвер на полевых сборках меня полностью устраивает, плюс он дешевле, то я делаю однозначный выбор в его пользу. Что же касается "лишних" комплектующих, которые придется закупить, применение комплементарным сборкам найти гораздо проще, чем микросхемам мостов. Это тоже мотив для выбора.

UPD3:

Только сейчас подумалось, что медные площадки, где у мосфетов стоки объединяются, имеет смысл сделать большими. Пусть радиаторами будут на всякий случай. Все равно место не используется.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

а5021 спасибо что потестировали.

1. это очень хорошо что не греется при резком переключении направления.

2. я тоже прикинул si9986 действительно в таких количествах не нужен, а транзисторная сборка легко может пригодится. выигрыш в размерах получится не очень большой.

3. если нужно действителтно маленький драйвер то лучше поставить si9986 без 74hc00. получится 1 SO-8 на мотор. что еще меньше. правда алгоритм чуть сложнее

4. главное не забывать про  хотя бы простой фильтр по питанию из резистора и конденсатора для ардуины (если ардуина самодельная, на магазинной фильров хватает). хуже не будет

5. если ардуина самодельная (внутренний генератор на 8МГц) и драйвер на 2 si9986 то общая плата получится размером со  спичечный коробок, что будет удобно если у вас ограничены размеры

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

тесты драйвер уже прошел. думаю пора вставлять в игрушку

доразведу плату под приемник (со стороны аналоговых входов) и буду изготавливать

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

jeka_tm пишет:

4. главное не забывать про  хотя бы простой фильтр по питанию из резистора и конденсатора для ардуины (если ардуина самодельная, на магазинной фильров хватает). хуже не будет

Я было уже хотел навесть емкую керамику или танталы прямо на эту платку, но что-то меня заломало и решил посмотреть, как оно в "голом виде" будет жить. Оказалось оно вполне неплохо себя чувствует и так. Мое устройство  при инициализации замеряет время перемещения штока от одного концевика до другого и раз я не вижу таких движений в рабочем цикле, то значит ардуина не перегружается. Вот оно в рабочем (но еще пока не собранном) состоянии:

Ардуина китайская с алиэкспресса.

PS. Евгений, сделйте печатные радиаторы под стоками. Просто медные полигоны. Вроде и не нужны, но если возможно обеспечить избыточную устойчивость забесплатно, то этим имеет смысл воспользоваться.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

да наверно введу полигоны. а насчет нормально работает я писал если ардуина самодельная то нужно, а на магазинной необязательно. там и так хватает. у вас например 47мкф стоит

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

jeka_tm пишет:

фронты неплохие так что можно использовать и при питании от батарей

Есть в схеме один ньюанс, который именно при питании от батарей может сказываться не самым оптимальным образом. Проявиться он может только в режиме ШИМ и заключается в том, что низкий уровень на линии PWM замыкает через нижние мосфеты обмотку двигателя на массу (фактически закорачивая двитель), тем самым переводя двигатель в режим торможения. Получается, что при скважности ШИМ равной двум (или 50% Busy Cycle), половину периода мы двигатель разгоняем, а половину тормозим. Если задачей является поддержание постоянной скорости, то принудительное изменение направления вектора ускорения с двойной частотой ШИМ выглядит несколько нелогичным. Все бы ничего, но для поддержания определенной скорости требуется увеличивать период заполнения, чтобы отыгрывать назад потерю скорости при торможении, тем самым увеличивая расход энергии. С точки зарения энергоэффективности, здесь бы очень пригодился режим выбега (coasting mode), когда двигатель крутится по инерции, без подачи напряжения на обмотку и без замыкания оной. Условно говоря, двигатель, как бы оказывается отключенным от схемы на период действия низкого уровня ШИМ.  Только данная схема такого режима не подразумевает.

Как мне видится, для реализации режима выбега, "шимить" надо не двумя мосфетами диагонали сразу, а только одним. Пусть верхний будет постоянно включен, а соответствующий ему диагональный нижний включается и выключается по сигналу ШИМ. Я  не шибко искушенный схемотехник, но мне это дело видится как-то так:

Здесь U1 и U2 элементы 2И (без инверсии), а U3, соответственно, инвертор. С точки зрения числа корпусов, плата изменится не сильно, если U1 и U2 сделать из той же 74hc00 (один элемент 2И-НЕ, а второй последовательно инвертором), а инвертор U3 выполнить на транзисторе (лучше наверное полевом N-канальном, скажем 2n7002).

Евгений, не хотите заняться? Я б может и сам нарисовал и развел, да не могу в силу остутствия приличного компа и софта. И так чуть не замахался в онлайн редакторе псевдо-схему рисовать.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

насчет того что при скважности 50% полпериода разгоняется. а полпериода тормозится давно уже знаю и пока ничего подходящего не придумал.

вы вашу схему тестировали уже в протеусе? дело в том что в вашей схеме в некоторых точках (при определенных 1 и 0 на входах) образуются сквозные токи. тестировал если испльзовать р и n катанльные транзисторы, так и все n канальные.

есть вариант другой. обычная схема драйвера только в нижней точке питания транзисторов моста поставить еще один полевой транзистор irlml2502 например. и на него уже будет подаваться шим. без него на выходе моста вообще ничего не будет

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

jeka_tm пишет:

вы вашу схему тестировали уже в протеусе? дело в том что в вашей схеме в некоторых точках (при определенных 1 и 0 на входах) образуются сквозные токи. тестировал если испльзовать р и n катанльные транзисторы, так и все n канальные.

Вот уж не думал, что такую схему надо через протеус гонять, чтобы проверить правильность. Схема моста тут та же, что и у вас, т.е. на комплементарных сборках, только логика заменена. Вы говорите сквозные токи? Как они могут образоваться, если открывающий "0" на вернем ключе сразу закрывает мосфет, что под ним?

Логика тут проще не придумаешь: если на ШИМе ноль, то нижние ключи не откроются никогда, что бы там ни было на входе DIR. Если ШИМ в единице, то для открытия нижнего ключа должна еще прийти единица с верхнего (над ним), но для верхнего она является закрывающей. Верхние же ключи, из за инвертора между ними, всегда в противофазе, т.е. когда открыт один, то закрыт другой и наоборот. Не получается сквозняков, как ни крути.

Цитата:

есть вариант другой. обычная схема драйвера только в нижней точке питания транзисторов моста поставить еще один полевой транзистор irlml2502 например. и на него уже будет подаваться шим. без него на выходе моста вообще ничего не будет

Теряется изящество. :-)

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

я тестировал с элементами 2и-не которые в 74HC00. с ними будут сквозные если на pwm подать 0 одна из половинок моста откроется. если на pwm 1 то все норм. 2И если использовать такого не будет. да схема получилась удачная. сам правда тестировать не могу сейчас. сделал плату для танка. ей занимаюсь. но по быстрому могу завтра развести если вы будете проверять в железе/ предполагаю у вас есть 74HC08?

протеус так для проверки. проверял изначально на бумаге

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

jeka_tm пишет:

я тестировал с элементами 2и-не которые в 74HC00. с ними будут сквозные если на pwm подать 0 одна из половинок моста откроется. если на pwm 1 то все норм.

На схеме нарисован элемент 2И (без НЕ), под схемой написано, что элементы без инверсии. Ну никак это не может быть 74hc00. :)

Цитата:

2И если использовать такого не будет. да схема получилась удачная. сам правда тестировать не могу сейчас. сделал плату для танка. ей занимаюсь. но по быстрому могу завтра развести если вы будете проверять в железе

Надо бы схему сначала окончательно нарисовать. Я не могу, т.к. считай без компа сейчас. Протестировать наверное смогу, 08 вроде была (покопаться придется), надо только будет сборки с предыдущей платы судуть или новые где-то найти.

Цитата:

протеус так для проверки. проверял изначально на бумаге

Протеус тоже вещь в себе. Как-то два дня пытался в нем запусить классический генератор Пирса. Транзистор, кварц, два кондера и три резюка, Так и не вышло, а на макетке работает. Зато я последнее время в нем приспособился платы трассировать. Чем-то глянулся. 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

меня смутило это предложение отчего я подумал неправильно

Цитата:

Здесь U1 и U2 элементы 2И (без инверсии), а U3, соответственно, инвертор. С точки зрения числа корпусов, плата изменится не сильно, если U1 и U2 сделать из той же 74hc00 (один элемент 2И-НЕ, а второй последовательно инвертором), а инвертор U3 выполнить на транзисторе (лучше наверное полевом N-канальном, скажем 2n7002).

если я правильно понял вы имеете в виду следующее на 74hc00

а схема получилась действительно хорошая)). только один недостаток. один из тарнзисторов управляется напрямую с ардуины. что не очень хорошо

 

 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

как вариант сделать можно так

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Выглядит убедительно. Правда схема получилась изначально двухканальная, т.к. что один канал делай, что два, все равно придется ставить два корпуса логики. В предыдущем варианте масштабировалось лучше. Но не суть...

Комплементарных сборок я у себя больше не нашел. Вытаскивать их с предыдущей схемы как-то совсем не хочется, т.к. больно уж хорошо этот драйвер встал в мой макет. Могу предложить следующий вариант: мост выполнить на двух сборках, где одна сборка состоит из пары p-канальных мосфетов, а другая из пары n-канальных. Как вариант, FDS9953 и FDS9956. Просто такие у меня есть и я бы мог проверить работоспособность схемы, если вас такой вариант устроит. Суть схемы при этом не почти не меняется, меняется лишь реализация в части печатной платы. Не возьметесь развести такую "испытательную" плату? Там есть еще пара пожеланий по поводу реализации, но их я озвучу, если вы окажетесь согласны.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

хорошо давайте попробуем. вопрос в следующем. как мы определим что это реально улучшило ситуацию. незнаю может у вас динамометр есть или еще что. нужно узнать на практике насколько хоть ориентировочно это улучшит работу двигателя

какие у вас пожелания?

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Задачки вы, однако, ставите... :) Как вариант, сравнить работу двигателя можно простым экспериментом по поднятию с его помощью груза на нитке. Подобрав величину груза и длину подъема, варьируя коэффициент заполнения ШИМ,  думаю, можно будет визуально наблюдать  разницу во времени подъема. При минимальных параметрах ШИМ, необходимых для начала движения, эта разница будет максимальна, убывая по мере роста  коэффициента заполнения. Подъем груза в данном эксперименте  хорош тем, что более менее известны действующие силы без дополнительных измерений.

В последней схеме есть и менее заметные, но важные при батарейном питании, достоинства. Например, не надо постоянно перезаряжать емкость затвора верхнего мосфета. При высоких частотах ШИМ токи там могут оказаться ощутимыми.

По поводу разводки платы: мост имеет смысл ставить как можно ближе к контактам подачи питания. Шунтирующие емкости предусмотреть, как на мосту, так и на логике (из 08 и 04 у меня есть только 74ACT и 74ALS, которые известны тем, что изрядно шумят по питанию), хотя бы 0.1мкф. Монтаж поплотнее, контакты с шагом 2.54 или 2.0мм (под американские или европейские разъемы). Будете выводить в PDF, не разносите отпечатки по всему листу. В прошлый раз мне пришлось вырезать их отдельными кусочками и совмещать на текстолите, что не очень удобно. Я делаю обычно несколько штук в ряд в одном месте (обычно вверху листа), с обязательной пропечаткой границ плат прямо на меди (так потом резать удобнее). Между границами плат 1мм расстояния под резку.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

извините но не получится. проверим как нибудь в другой раз. возникли неотложные дела