Вопросы по реализации контроллера для лебедки
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пнд, 23/03/2020 - 12:49
Приветствую!
Проектирую систему управления лебедки для буксировки сверхлегких летательных аппаратов за автомобилем, т.н. "пассивной" лебедки. "Железная" часть практически готова, дело за электроникой.
Поскольку с контроллерами типа Ардуино никогда не работал, имею честь задать некоторые вопросы в надежде на помощь и советы. С электроникой у меня не так чтобы очень, но кое-какие знания есть. С программированием все более чем хорошо.
Краткое описание проекта:
Лебедка имеет барабан, на который намотано около километра синтетического троса. Буксировка производится посредством движения автомобиля при размотке троса с заданным тормозным усилием.
Потребное усилие для вращения барабана регулируется фрикционным тормозом, в конкретном случае - это автомобильный дисковый тормоз.
Усилие на тормоз передается через тормозной цилиндр посредством электрического линейного привода, имеющего возможность реализации обратной связи через встроенный потенциометр. Редукторный электродвигатель привода мощностью 20 Вт, развиваемое усилие 100 кг.
Усилие на барабане снимается посредством тензодатчика на 300кг.
Лебедка имеет штангу-укладчик троса, имеющий свободный ход по вертикали и горизонтали на поворотных осях. Возвратно-поступательные движения укладчика в горизонтальной плоскости осуществляются редукторным электродвигателем, вращающимся только в одну сторону. Мощность 40Вт, но потребное усилие небольшое.
Так же лебедка имеет электродвигатель обратной смотки троса, привод на барабан через понижающий ременный редуктор, мощность двигателя 2,7 кВт.
Вся электрика, разумеется 12В.
Потребное усилие для вращения барабана регулируется фрикционным тормозом, в конкретном случае - это автомобильный дисковый тормоз.
Усилие на тормоз передается через тормозной цилиндр посредством электрического линейного привода, имеющего возможность реализации обратной связи через встроенный потенциометр. Редукторный электродвигатель привода мощностью 20 Вт, развиваемое усилие 100 кг.
Усилие на барабане снимается посредством тензодатчика на 300кг.
Лебедка имеет штангу-укладчик троса, имеющий свободный ход по вертикали и горизонтали на поворотных осях. Возвратно-поступательные движения укладчика в горизонтальной плоскости осуществляются редукторным электродвигателем, вращающимся только в одну сторону. Мощность 40Вт, но потребное усилие небольшое.
Так же лебедка имеет электродвигатель обратной смотки троса, привод на барабан через понижающий ременный редуктор, мощность двигателя 2,7 кВт.
Вся электрика, разумеется 12В.
Задачи:
1. Управлять электродвигателем приводом тормоза в обе стороны, в т.ч. реверсивно. Регулировать скорость посредством ШИМ.
2. Получать данные с потенциометра привода.
3. Управлять электродвигателем укладчика. Регулировать скорость посредством ШИМ.
4. Получать информацию о вертикальном угле поворота укладчика.
5. Получать данные с тензодатчика.
6. Получать информацию о скорости и направлении вращения барабана, считать количество его оборотов.
7. Управлять включением электродвигателя смотчика. При наличии тех. возможности осуществлять регулировку скорости вращения посредством ШИМ.
8. Все управление и получение обратных данных осуществлять посредством беспроводной связи Wi-fi. Устойчивая дальность связи в пределах 20 метров.
Что предварительно я выбрал для реализации задуманного:
1. Стабилизаторы питания на LM2596 2 шт: отдельно на контроллер и доп. модули.
2. Контроллер NodeMCU v3.
3. Управление электродвигателями привода тормоза и укладчика посредством модулей на L298N с запараллеленными выходами.
4. Модуль HX711 для тензодатчика.
5. Два модуля LM393 (датчик холла) для определения оборотов, направления и скорости вращения барабана.
6. Включение/выключение смотчика посредством одноканального релейного модуля, управляющего в свою очередь внешним более мощным реле.
Вопросы:
1. Посоветуйте, с помощью чего реализовать получение информации о вертикальном угле поворота укладчика. Пока остановил выбор на оптическом тахогенераторе, но не понятно, если ли таковые, способные отслеживать направление вращения.
2. Модули датчиков холла: бывают ли биполярные, чтобы два не ставить, или, может быть, посоветуете лучше решение?
3. Возможно ли при помощи того же модуля H-моста L298N управлять положительным затвором мощных n-p-n мосфетов, включенных в параллель? Не оставляет в покое идея реализации высокотокового ШИМ для электродвигателя смотчика 2,7 кВт.
4. Собственно, подбор железа: воткнется ли все описанное в NodeMCU v3, есть ли какие-то очевидные нестыковки или лучшие альтернативные решения?
5. Если знаете, посоветуйте, пожалуйста, продавца на Алиэкспрессе, у которого все можно купить разом, с качеством и быстрой доставкой.
Заранее огромное спасибо за помощь!
мощность двигателя 2,7 кВт.
Вся электрика, разумеется 12В.
2700 / 12 = 225 ампер?
И при этом:
С электроникой у меня не так чтобы очень
Мдаа ...
Могу обрадовать: пиковый ток там еще выше.
Однако, риторический вопрос: какой будет ток, скажем, на каждом из 10 параллельно включенных irlb3034, согласно законам Ома и Кирхгофа в цепи с таким потребителем?
Данный вопрос по 2,7-киловаттному мотору не ключевой. Я специально обозначил простое включение/выключение, как необходимое по умолчанию. Если смущает, просьба на этом не зацикливаться.
Однако, хочу все же сказать, что данный двигатель выбран исходя из ряда параметров, в числе которых доступность, цена и конструкция. По мощности он однозначно с запасом и вряд ли будет работать на полной мощности, по крайней мере, сколь-нибудь продолжительное время. Тем более, если принимать во внимание теоретически возможный подбор режима работы через контроль оборотов. Проще говоря, трос можно сматывать с довольно небольшим усилием, учитывая то, что он опускается вниз самостоятельно на небольшом парашютике после отцепки ЛА. Но контролировать мощность или обороты двигателя при простом непосредственном включении нельзя, поэтому он может развивать значительное усилие в таком режиме. Исходя из этого факта, в дополнение к озвученным параметрам, он и выбран соответствующей мощности. К тому же, время работы смотчика непродолжительно, порядка 2-3 минуты, через интервал раз в 5 больше, как минимум, при самой интенсивной возможной эксплуатации.
Однако, риторический вопрос: какой будет ток, скажем, на каждом из 10 параллельно включенных irlb3034,
Нарисуй тут схему с 10-ю параллельно включенными IRBL, посмеемся вместе. Хоть даже не схему, наскальный рисунок набросай на огрызке салфетки.
Могу обрадовать: пиковый ток там еще выше.
Ты не представляешь, как я рад! :-)
Шо? Опять?
Нарисуй тут схему с 10-ю параллельно включенными IRBL, посмеемся вместе. Хоть даже не схему, наскальный рисунок набросай на огрызке салфетки.
Разве для данных транзисторов подобное включение невозможно?
Если нет - тогда проехали. Основные вопросы иные. Над этим потом посмеемся, при случае.
Понятно. Тема не об этом. Вопрос по ШИМ для смотчика снимаю с повестки.
Дет, а кагже 24 транзюка в полном мосте работают? Глянь св. аппарат Сварог 3в1
Так, всё, это я идиот, надо мной ржать надо. Мосфеты же самовыравниваются по току, забыл, их можно без резюков параллелить.
Пойду полью лысину воткой. :)
Не рано?
Господа, подскажите хотя бы, можно ли скомутировать все выбранные мной модули одновременно с NodeMCU? Я новичок и многих нюансов не знаю. По сути нужен один аналоговый вход, остальные - цифровые, 3 из которых с возможностью ШИМ (два минимально). Это если я ничего не путаю.
По сути нужен один аналоговый вход, остальные - цифровые, 3 из которых с возможностью ШИМ (два минимально). Это если я ничего не путаю.
Совершенно верно, криво написал. С ШИМ и на реле -выходы, остальные - входы, включая один аналоговый.
Забыл указать: потенциометр привода 10K, по феншую.
Каша слов без понимания что есть что. Начни с чего-нибудь попроще.
Что попроще? Отдельно моторчик покрутить или с резистора снять показания? По-моему проект и так состоит из элементарных задач. Вопрос в нюансах выбора модулей и их совместимости.
Что попроще? Отдельно моторчик покрутить или с резистора снять показания?
Да. Составь, просчитай и собери схему отдельного моторчика на рассыпухе. Сразу выяснится. что задача далеко не элементарная.
Обязательно, как железки доедут. А здесь я задал вопросы по их выбору.
начните рисовать схему, все вопросы: воткнется - не воткнется, хватит- не хватит, бестолку обсуждать на пальцах.