Appunti da e per chi si vuole auto-costruire un posizionatore

[Costantinopiri]

seguo con interesse la discussione e mi domando non li fabbricano piu i posizionatori?

Però fa sempre piacere leggere,perchè in questo caso è evidente che sono "ferrati" in materia e quanto scrivono e si accingono a realizzare è "Farina" del loro "Sacco"

Ciao.

 

[pm.astra2dve]

Per la storia dei mosfet come ho già detto, io sono un ignorante , anche perchè li uso veramente poco.
L'antirimbalzo per il reed io lo farei con un circuitino con 2 resistenze, un diodo, un condensatore e una porta triggerata inverter o nand boh vedremo . A proposito, quanti volt e mA tiene il contattino reed? Lo collego ai 5V .

 

[antgue]

Ampolle reed da 14,2X2,3mm supportano correnti massime di 0.5A e hanno potenza massima commutabile di 10W, mentre la 47x3mm ha una corrente massima di 1A e potenza massima 25W.
Per toglie bene i rimbalzi bisogna controllare le tempistiche di commutazione quando la parabola è in rotazione e calcolare un filtro dato da resistenza di pull-up e condensatore in parallelo al reed (che chiude a massa)... opportunamente dimensionati per avere una frequenza di taglio almeno 4-5 superiore alla masima frequenza operativa

seguo con interesse la discussione e mi domando non li fabbricano piu i posizionatori?

Intruder800: me lo chiedo pure io a volte... il fatto è che costano troppo poco

 

[Maxicono]

@intruder
come ho già detto in questo stesso tread, se avessi bisogno di un posizionatore, me lo comprerei, qui stiamo giocando un po'.

@antgue
per i rimbalzi, penso basti una routine di "debouncing", normalmente si fa così.

 

[antgue]

Si può fare anche da software, ma meglio comunque filtrare un pochino visto che sono solo 2 componenti e che il MICRO non può perdersi tanto in ad analizzare il segnale visto che deve anche controllare se arrivano i segnali IR da telecomando

 

[antgue]

Pm.astra2dve, mi era venuta un'idea:
-abilitare il counter interno 16bit assegnadogli external input (dove andrà collegato il segnale filtrato del sensore)

-ad ogni spostamento richiesto, calcolare il numero di impulsi richiesti dal sensore

- impostare il counter al valore calcolato

-attivare l'interrupt di fine conteggio

... il processiore aspetta e intanto è libero di fare altri controlli.

- all'attivazione dell'interupt di fine conteggio il micro il pochi microsecondi
salta alla subroutine che spegne il motore

- dopo aver fermato il motore controlla quanti eventuali inpulsi di inerzia sono arrivati e corregge il valore di posizione

Non potrebbe andare?

 

[pm.astra2dve]

I micro che usiamo noi dispongono di 2 registri contatori interni a 16 bit, il problema è che il conteggio automatico va sempre in avanti, non sono programmabili per contare all'indietro. Quindi io dovrò impostare il registro sempre con il modulo del valore "delta" tra la posizione attuale e quella dove devo andare complementato a 1, perchè l'interrupt arriva soltanto on overflow (FFFFh -> 0000h), quindi devo scrivere nel registro l'offset dal massimo, e non dallo zero. Questo aggiunge chiamate a routine di sottrazione a 16 bit con segno (devo capire verso dove farlo girare) e non consente di avere sempre disponibile in modo diretto il conteggio assoluto; ciò rende obbligatorio alla prima accensione eseguire la calibrazione (vado a E-azzero-vado a W-memorizzo) tenendo un altro registro a 16 bit per il valore corrente di posizione. In fin dei conti, tra sottrazioni, segni e registri aggiuntivi credo che la soluzione del timer integrato o del registro incrementato o decrementato via software si equivalgano quanto a complessità... Con il timer integrato certo il micro può liberarsi per tutto il tempo in cui il motore gira (il timer conta), vedrò . Io lo tengo mezzo occupato mentre gira, nel senso che controllo prima (una volta sola) se ha ricevuto un comando a infrarossi, quindi attendo l'impulso reed, regolo il registro contatore di conseguenza e ritorno ad attendere un comando. Il micro io lo faccio girare al clock massimo ammesso (20 MHz), quindi un ciclo macchina dura 200 ns, in un microsecondo ho eseguito 5 istruzioni, dovrebbe essere abbastanza veloce per permettersi un multiplexing time-division .

Il filtro RC con il condensatore tenuto sempre carico dalla resistenza e cortocircuitato dal contatto reed va bene se devi solo leggere il fronte di discesa dell'onda. Quando il reed si riapre il condensatore impiega un certo tempo per caricarsi, tempo che allunga la durata dell'impulso negativo rilevato dal micro; mettendo una porta trigger di Schmitt rendi anche la salita istantanea, ma allunghi sempre di un tempo pari a quello impiegato dalla carica del condensatore a raggiungere 1/3 Vcc (per far commutare la porta). Le celle RC del primo ordine non vanno troppo bene per filtrare segnali impulsivi, in quanto se calcolate troppo basse (diagramma di frequenza) possono influenzare anche di parecchio la risposta al gradino (diagramma di fase). La tua celletta non è propriamente una RC passa-basso ma comunque esiste la possibilità che il rumore di commutazione riesca a passare, se la prima commutazione del reed non è sufficiente a scaricare completamente il condensatore prima che il rumore di commutazione (la vibrazione del contatto) induca gli impulsi spuri.
Io rimango dell'opinione che sia meglio usare un semplice monostabile con due resistenze, un diodo e un condensatore. Non appena recupero il toroidale e faccio un semplicissimo alimentatore verifico con l'oscilloscopio che razza di segnale esce dal reed, mi interessa il tempo tra due commutazioni successive del reed più che altro . Poi potrò dare ulteriori suggerimenti .

 

[antgue]

il contatore del PIC conta sempre in avanti, ma infatti in questo counter viene inserito il valore: (0000- impulsi richiesti) in modo di ottenere l'interrupt di "arrivo arrivo a destinazione" e fermare il motore.
Per quanto riguarda la "pulizia" dei rimbalzi elettromeccanici, se non si mette un filtro RC, il trigger di shmitt non ha nessun effetto in quanto i "rimbalzi" elettrici del contatto che apre o chiude, sono compresi tra i 0 e i 5V. Il filtro, anche se sfalza un po' il duty-cicle non da nessun problema e in piu per ora si contana solo un fronte di commutazione e l'altro fronte viene ignorato.

 

[antgue]

Ho trovato il set di comandi diseqc in questo datasheet: http://www.datasheetarchive.com/pdf/3241608.pdf
temporaneamente (prima di implementarlo nel micro principale si potrebbe testare con un PIC esterno.

Per il pilotaggio del motore pensavo di farlo con 4 segnali:
Avanti, Indietro, PWM, Power Enable.
Quando i segnali avanti e indietro sono a 0, il motore risulterà in corto a massa in entrambi i poli... Power Enable disabilita la potenza in caso il motore non debba girare, ma pur sempre con i 2 poli in corto a massa per tenere frenato il motore
P.S Valuto se meglio circuitalmente fare un solo segnale Avanto/Indietro

 

[antgue]

Ho realizzato il filtro passa banda (22Khz) seguito da retificatore e piccolo monostabile per rilevare gli impussi diseqc 22Khz e mandarli al microprocessore.
Devo ancora verificare con un generatore BF che i valori del filtro siano corretti e vedere quindi il il segnale digitale diseqc da mandare al micro.
Appena possibile posterò lo schema

 

[pm.astra2dve]

Ogni tanto il Paolino torna a farsi vivo scusate ma ho avuto da fare .
Intanto però ho posizionato il nuovo tubo all'esterno in terrazzino per passare la nuova cavetteria per quando rimotorizzerò .
Purtroppo la amata scheda Terratec 1200 si è bruciata martedì dovrei entrare nel club degli Skystar2-isti
Giusto oggi sono sceso in garage e ho recuperato tra le altre cose l'alimentatore con i finali bruciati dal quale riciclerò un bel trasformatore toroidale da 200W di potenza, con 2 avvolgimenti: 14V 4A e 27V 4A, il secondo raddrizzato mi darebbe sui 37V quindi anche senza stabilizzatore è già usabile per provare se almeno i motori girano al banco , l'altro avvolgimento da 14V lo userò per l'alimentazione della scheda (12 e 5), è un po' sovradimensionato (4A) per un micro e robette di contorno, ma non voglio mettere un altro trasformatorino piccolo per i servizi , ho rimediato anche un barattolino, cioè un condensatore elettrolitico da 10.000 µF 63V, sarà da vedere se è ancora buono perchè avrà almeno 15 anni
Spero di postare con più frequenza .

 

[pm.astra2dve]

Bene oggi posso dire che finalmente sono riuscito a muovere il primo pistone della mia vita
Ho costruito un circuitino al volo per provare un metodo di attuazione diverso da quello meccanico a relè...

Intanto, l'allestimento al completo:


Ho utilizzato il circuito di un alimentatore da banco, che aveva i finali saltati (solo perchè aveva il ponte raddrizzatore di potenza e il condensatore sovradimensionato già pronti ):


Nella scatola nera è rimasto il grosso trasformatore toroidale da 210W, semplicemente per tenere i fili a 230V nascosti , i fili blu sono il secondario da 28V, quelli rossi i 14V per avere i 5V stabilizzati... Raddrizzati vengono fuori quasi 38V per il motore


Il circuitino è molto semplice, si compone di un radiatore riciclato dove è montato un integrato L298N e una resistenza corazzata da 0.5 ohm 25W (per il current sensing), componenti di contorno 2 resistenze di pulldown sulle linee pilota e 4 diodi fast di potenza BYW29 a protezione dell'integrato. Volendo l'L298N dispone di 2 ponti ad H completi e potrebbe gestire entrambi i motori dell'SMR1224EL, per questa prova ho collegato i ponti in parallelo per raddoppiare la corrente massima (ogni ponte regge 2A), per la tensione non c'è problema, l'L298N accetta al massimo 50V .


Il voltmetro recuperato dall'alimentatore mi serve soltanto per leggere la caduta di tensione sulla resistenza di current sensing , fondo scala 2V.


Per la prima prova ho usato il pistone da 6", perchè lo scatolotto del motore HH è troppo ingombrante per tenere tutto sul tavolino , comunque dovrò controllare la trasmissione perchè dal rumore che fa mi dà l'impressione di non essere ben ingrassata... e mi sono pure accorto che il morsetto dove fissare il filo è spaccato, dovrò sostituirlo... .

E' la prima volta che faccio andare un attuatore, quindi non so nulla dei valori di corrente e sforzo eccetera, quindi mi affido a voi: girando a vuoto leggo una corrente di circa 500 mA, opponendo una buona resistenza non sono riuscito a superare i 750... Mi sembra un po' pochino, anche visto che se non sbaglio il rating dei pistoni è 4A. Con una corrente così bassa il finale se la spassa, non scalda e potrei anche evitare di utilizzarlo in parallelo, evitando di usarne 2 per 2 motori. Che mi dite? Tanto poi lo so che manterrò il parallelo perchè io adoro fare tutto sovradimensionato , devo solo calare un po' la capacità del condensatore sui 36V: 10.000 uF sono decisamente troppi per la corrente richiesta, all'accensione per caricarlo mi calano le luci di casa

 

[pm.astra2dve]

Ho provato anche il motore H-H e funziona a meraviglia , è anche più silenzioso .
I microswitch dei fine corsa però sono impostati per un arco di 90°, se aumento i limiti corro qualche rischio? Come dire, la trasmissione ha un limite meccanico o se levassi i microswitch il perno potrebbe girare anche di 360°?

Comunque le prove sono già finite perchè mi si è incenerito l'unico L298N che avevo, d'altra parte avevo fatto un circuito al volo senza nessuna protezione, è bastato un cortocircuito accidentale per farlo bruciare prima che saltasse l'unico fusibile: quello del primario del trasformatore , non tanto per le prove ma mi rode il fatto che un L298N non costa poco (6-8 euro)

Ora sto finendo la progettazione di uno stadio di potenza adeguatamente dimensionato e dotato di tutte le protezioni: su ogni motore, resistenza current sensing che serve per la protezione elettronica, fusibile ritardato come sicurezza aggiunta, fusibile rapido da 10A sul secondario del trasformatore .

I radiatori della scheda raffreddano tutto quello che serve per ogni canale, un L298N, 4 diodi BYW80, la resistenza corazzata, uno dei 2 ponti raddrizzatori sovradimensionati (10A sulla potenza, 6A sui servizi), i 2 integrati stabilizzatori . Ho disposto anche il morsetto a 3 poli per portare negativo, 5V e 12V di sopra al quadretto che monterò in terrazza, naturalmente con fusibili da 1A .

Credo che ne verrà fuori una bella schedina il bello è che è interfacciabile con qualunque tipo di controller: microprocessore con display e tutto quello che ci gira attorno o 2 interruttori con 0 centrale (in quest'ultimo caso la protezione è svolta dai 2 fusibili ritardati).

Dimenticavo dimensioni della scheda 10x16 cm esclusa la sporgenza dei 2 radiatori laterali .

 

[Maxicono]

Rispondo solo ad un pezzo, perchè al momento non ho il tempo di legegre i tuoi due articolatissimi post, cosa che farò in pausa pranzo, cmq sia, i limiti dell' HH sono calcolati, credo, per lo sforzo che deve compiere il motore per "rialzare" la parabola quando è agli estremi, andando oltre, quasi sicuramente la coppia diventerà insufficiente, e potresti avere problemi sia al posizionatore, che alla meccanica stessa del rotore. Rallentando il motore a causa dello sforzo, la corrente aumenterà in conseguenza della diminuizione dell' effetto induttivo, facendo poi scaldare avvolgimento e carboncini.

Ciao

 

[pm.astra2dve]

La mia domanda era soltanto per sapere se la trasmissione interna ha un limite meccanico, oppure se levando i microswitch e facendola girare riesco a far fare un giro completo, tutto qui non è che la voglio usare a 360° , poi comunque la camma dei limiti copre un arco massimo di 200° circa .

Non capisco ancora come ha fatto a incenerirsi il mio L298N, il motore non si è scassato, non ha sforzato, niente di particolare... o è stato un caso che 2 piste hanno toccato qualcosa di metallico... avevo collegato i 2 stadi finali interni in parallelo per aumentare la potenza ma è una configurazione ufficialmente contemplata .

Intanto ho approntato un circuitino volante a relè almeno per riportare i motori in posizione centrale o iniziale .

Ho anche appurato che un condensatore di filtro da 10.000 µF sullo stadio di alimentazione a 36V è eccessivo: all'accensione sottopone il trasformatore a uno spunto di carica di oltre 600W , fatto dimostrato dal fusibile da 2.5A che alla seconda accensione è esploso , la capacità calcolata sarebbe di 2200 ipotizzando 2A per motore, 4700 con il massimo di 4A per canale .

Domanda per gli esperti motoristi: qual è la tolleranza di tensione per questi motori (tra l'altro ben fatti) della Jaeger? Cioè quanti più volt posso dargli dentro senza danneggiarli? Perchè il mio toroidale ha un avvolgimento secondario dichiarato da 27V ma poi è da 29, e una potenza tale che meno di 39V non mi dà fuori anche sotto carico, sarebbe 3V in più rispetto ai canonici 36, rischio? . Ci vorrebbe un trasformatore da 26V ma tutti fanno 24 o 28 e per gestire le correnti massime degli attuatori non ho nessuna voglia di implementare uno stadio regolatore di tensione industriale

 

[MISTERSAT]

...
Domanda per gli esperti motoristi: qual è la tolleranza di tensione per questi motori (tra l'altro ben fatti) della Jaeger? Cioè quanti più volt posso dargli dentro senza danneggiarli? Perchè il mio toroidale ha un avvolgimento secondario dichiarato da 27V ma poi è da 29, e una potenza tale che meno di 39V non mi dà fuori anche sotto carico, sarebbe 3V in più rispetto ai canonici 36, rischio? . Ci vorrebbe un trasformatore da 26V ma tutti fanno 24 o 28 e per gestire le correnti massime degli attuatori non ho nessuna voglia di implementare uno stadio regolatore di tensione industriale

Io ti posso solo dire che nei miei due posizionatori, tester collegato, quando muovono il motore la tensione è di circa 30-32V per cui credo che 36V sia la tensione massima e 39V è quasi il 10% in più, sentiamo cosa ne pensa antgue che ne sa sicuramente di più...

 

[antgue]

Ciao ragazzi... scusatemi se sono stato un po' assente.
pm.astra.2dve, il motore non è affatto critico come tensione... oviamente piu tensione gli dai e maggiore è la velocità di rotazione ed inerzie meccaniche... in questi casi, dove non è richiesto un funzionamento continuo, il motore non può avere problemi di riscaldamento e lo si può benissimo alimentare anche del 50% in piu del nominale.
Il limite di tensione è invece dato dal driver, che nel tuo caso, il L298 è di 46V. Tieni persente che la rete può variare del +-10%, quindi si ripercuote in un +-14% della raddrizzata.
Quindi se a 220V hai 40V di raddrizzata, vuol dire che con le variazioni di rete può andare da 35 a 46V e sei troppo vicino al limite del L298.
Avendo la "fortuna" di utilizzare un toroidale, puoi avvolgerci circa 4-6 spire di filo da 1,5mm quadri ricavando cosi un secondario di pochi volt e metterlo in serie al secondario che tu usi (in opposizione di fase) puoi togliergli quei 3-4 volt di troppo che danno fastidio al tuo finale.
Inoltre se non usi il pilotaggio del motore in PWM, ma solamente on-off, l'L298 è un po' sprecato e per di piu molto delicato.

 

[antgue]

Aggiungo che i toroidali hanno un tensione tipica per spira di circa 0.25V.
Quindi se ti serve un secondario di 3V, dovrai avvolgere circa 10-12 spire

 

[pm.astra2dve]

Antgue infatti l'L298 avendo gli ingressi enable e gli ingressi di fase separati sarebbe più indicato per pilotare i motori passo-passo o motori normali in PWM parallelizzando gli stadi interni. Infatti sto pensando di sostituirlo con transistor o mosfet di potenza discreti .

Domanda per te: anche se ho frequentato un ITIS specializzazione di elettronica, purtroppo in quegli ambiti di mosfet non se ne parla, si fa ancora tutto con i transistor classici. Se decido di implementare un ponte ad H con 4 mosfet a canale N, come si calcola la resistenza di polarizzazione di Source? So che i mosfet si pilotano in tensione e non in corrente, ergo qual è la formuletta? grazie

 

[antgue]

I mosfet si comandano in tensione gate-source... con 0V è aperto e con circa 10-15V il drain-source chiude con resistenza tipica che si chiama RDSon (anche di pochi milliohm per mos di potenza)...Tieni persente che però c'è una capacità gate-source che nelle commutazioni si deve scaricare o caricare e quindi da tener presente le tempistiche. dimmi che segnali butti fuori dal micro e vedo di farti io un circuitto di potenza a ponte