Практическая задачка

Пока я тут фигней маюсь и героически борюсь с режимом, предлагаю вам немного мозг размять. И прикинуть решение в меру своей извращенной фантазии.

Задача такая:
Нужно управлять скоростью маломощного двигателя постоянного тока, от переменного резистора. Ну или еще от какой крутилки, главное что плавно. Управлять нужно ШИМом. Частота ШИМа должна быть за пределами звукового диапазона, т.е. выше 25кГц.

Устройство должно быть максимально дешевым в производстве. И максимально простым в изготовлении. В качестве силового ключевого элемента пусть будет MOSFET IRF630. Но это совершенно не важно, важно чем будет формироваться ШИМ сигнал. Напряжение питания 12вольт.

Короче, Переменный резистор —> ??? —> ШИМ
Конкретной схемы я не требую, мне главное концепция построения схемы. Достаточно пары фраз из которых будет ясна конструкция схемы. У кого какие идеи?

З.Ы.
Большая часть идей и схемотехнических решений которые могут пригодиться на сайте есть.
А дня через три-четыре я выдам свое решение.

UPD:
Да, лучше выкладывать сначала свою мысль, а потом читать комментарии, чтобы не заражаться чужими идеями :)

55 thoughts on “Практическая задачка”

  1. Я не знаю, какой вариант будет дешевле, поэтому предлагаю два:
    (Самое очевидное, первое, что пришло в голову)

    1) [???] = МК. Просто, но возможно избыточно.
    2) [???] = Простенький ОУ без ОС, т.е. работающий в режиме компаратора. На один вход ОУ подаётся напряжение с потенциометра, на второй вход — пилообразоное. Выход ОУ управляет затвором полевика.

  2. Если не нужна большая точность, можно использовать старую добрую логику типа 2И-НЕ. Что-нить типа ЛА3 + кондер + сопротивление + MOSFET.

    1. Точность не нужна. А там разве скважность меняется? Насколько помню генератор на ЛА3 там резюком частота задается. Или ты про другое?

    1. О! Зачет!!! Мощно. Интересно до какой частоты его можно разогнать.

      Еще была какая то из логик, способная работать на напруге до 15 вольт, блин серию забыл.

  3. А я думаю, что вполне возможно сотворить такое с одного DC-DC преобразователя типа МС33063А … тут как раз минимум деталей , копеечная обвеска и на резистор отвечающий за скважность сигнала повесить переменник. :) тока вот не уверен, на счет частоты ,выше 25 КГц… тут надо будет экспериментировать!

  4. Я давно использовал 555 таймер, как ШИМ-генератор для упарвления вентилятором в компе. Правда, собирался он почти наобум, точности и линейности там совсем не было. Зато работал, сцукен. Правда, какая там частота была не скжу, по-моему где-то в районе 15 кГц. Но там ввиду конструкции движка пофигу на частоту. Почти.

      1. неа. правда, уже и не жужжит, но там просто кулеру уже лет 7, а до этого он в блоке питания стоял фиг знает сколько.

  5. Не удержался и прочитал. +1 к идее компаратора (первый коммент) — точно такое же самому в голову пришло…

  6. Если ATtiny — дорого, то релаксационный генератор на операционнике
    А именно: «Генератор с переменной скважностью импульсов» (radiomaster.ru/stati/radio/rel_gen.php)

  7. Ну ты же сам описывал ШИМ регулятор маломощного двигателя, то бишь кулера.

    Я бы покопался по операционникам, чтобы частоту задрать где-то в 30 МГц, развесил бы соответствующую обратку, а вместо термодатчика вроде можно вмандить обычный делитель напряжения на переменном резисторе :)

  8. дык МК, который будет компаратором определять сопротивление (через напряжение), а дальше уже в зависимости от полученного результата управляем скважностью ШИМ-а.
    Хотя я бы вместо подстроечника взял бы валлкодер, элегантнее будет + когда резюк подсохнет и будет «трещать» при поворотах мотору будет плохо =)))

    1. Ссылка не работает

      Отличная схема. Не самая проста, не самая дешевая. Но тем не менее конструкция хороша! Особо мне там понравился генератор и идея стабилизации на генерации двигателя. Автору респект!

      1. ну яж говорю ТЛ-ку поюзай =) она (или её аналог) почти в каждом компьютерном БП =) собирай горелые бп или нафиг ненужные слабые и выковыривай, а если покупать, то у нас в грабительском чип и дипе она 48р стоит, а если в партии от 100 штук то 20 =)
        но это не показатель, я сегодня у этих барыг LM324 купил за 50 р =(( хотя её цена в самый базарный день — червонец
        А что делать, если в других местах нет =(((

        1. Не, я принципиально не юзаю БУ Детали. Выковыривать ее из платы, убирать потом горы пыли, что оттуда вывалятся… нафиг нафиг. Время дороже. Разве что когда другого выхода нету.

          1. Бэушки можно заюзать если некогда дойти до магазина за *точно такой же* деталью, и когда чётко уверен что она не дохлая.

            У меня это как правило резисторы и кондёры по 0.1мкф, которые или кончаются невовремя, или жалко на макетку новый лепить =)

  9. Как не верти, а все равно самое оптимальное по куче показателей решение — с микроконтроллером. Даже если взять простенькую и доступную 8-ножку PIC12F675 (0,4$). Даже если за нее сдерут 2$.
    Генератор использовать встроенный, ШИМ реализовать программно, положение потенциометра отслеживать по времени заряда RC цепочки, обороты для жесткой обратной связи контролировать, измеряя встроенным АЦП напряжение, генерируемое двигателем при закрытом силовом ключе, или используя любой датчик (Холла, индуктивный, оптопару, и т.д.).
    Ключ взять с управлением логическим уровнем, например, IRL540, защитный диод в нем уже есть, посадить прямо на выход PIC.
    Свободные порты можно использовать для разного сервиса. (Сигнализация перегрузки, изменение оборотов кнопками «больше» — «меньше», и т.д.)
    В любом случае получится проще, надежней, и универсальней, чем городить по старинке на ОУ, таймерах, логике. Долго подбирать элементы под конкретный движок, и все равно обороты будут нестабильны, в зависимости от изменения окружающих условий и неизбежного и трудноустранимого влияния Луны на Котовы Яйца…
    С PIC конструкция получается предельно простая (1 микросхема, 1 силовой транзистор, стабилизатор или RC цепочка по питанию), проще, чем монтаж и наладка сложной аналоговой схемы, и легко модернизируется.
    Да и сэкономленное время тоже немалых денег стоит (это один из кусков и без того короткой жизни).

    1. Гхм. Ужасы какие то рассказываешь. Зачем мне блекджек и шлюхи, контроль оборотов, точное управление и обратные связи. Если мне надо всего лишь получить ШИМ, чтобы управлять простым вентилятором, ориентируясь на субьективные ощущения и вращая ручку.

      Я сделал на 555таймере, заработало все сразу же, как только впаял. Никакой настройки, никакого кодописательства. ОДна микруха, два диода, два кондера и пять резисторов. Силовой ключ. ВСЕ! ПО стоимость вся схема встала не более чем в два бакса, это вместе с корпусом, который стоит 2/3 от стоимости начинки.

      Из пушки по вороьбям не стреляют. Зачем тут МК?

        1. Главно незабыть писюк к нету подключить, чтобы обороты регулировать из любой точки земного шарика!!! )))

      1. Ну, если уж упрощать, так нахрена тогда ШИМ? Возьми переменный резистор проволочный, достаточно низкоомный, включи последовательно с движком, и крути на здоровье… Ни пушек, ни воробьев, ни 555… Упрощать, так упрощать!!!
        Что самое смешное, и КПД получится примерно такой же, как и у ШИМ с простым ключем, а проще и дешевле резистора уже ничего не будет. Кто не верит — проверьте на макетке или проанализируйте переходные процессы в системе ключ — защитный диод — двигатель.

          1. На самом деле это был бы идеальный вариант. Если бы этот резистор не так дико грелся. А большой проволочный резистор кроме солидных габаритов имеет еще и неслабую стоимость. Плюс, он достаточно туго вращается и его фиг где найдешь. По крайней мере у нас не продают, разве что под заказ вести.

            1. У меня валяется целая куча проволочных резисторов от 4 ом до 10 ком, от 0,5 до 25вт… Собирал когда-то из списанной аппаратуры, чтобы нагружать источники питания и электронные реле при экспериментах. Поскольку по условию движок маломощный, то и мощность резистора будет небольшой, порядка половины мощности двигателя.
              Без обратной связи обороты движка с ШИМ будут нестабильны, особенно в диапазоне малых скоростей. Если уж городить ШИМ, так уж сразу и застабилизировать. Но без контроллера это начнет быстро обрастать деталями и работать нестабильно, требовать настройки, подбора деталей… Микроконтроллер кардинально решает проблему, при простой аппаратной реализации обеспечивая хорошие характеристики с возможным улучшением в будущем без переделки схемы, лишь усложнением программы.
              Кстати, я пробовал несколько простых схем стабилизации оборотов сверлилки с обратной связью по току, некоторые — с простым ШИМ, — все они делались под конкретный двигатель и с моими движками работали паршиво.
              Идеальный вариант — движок со встроенным тахогенератором, как болгары для ленточных накопителей делали. (3v на 1000 об/мин, зависимость линейная). С ним любой регулятор сильно упрощается.

              1. У нас с тобой разный подход. Ты мыслишь в пределах одного двух экземпляров для себя (отсыл к домашним запасам и прочее).
                У меня же подход на массовое производство. Десятки и сотни штук. Любой девайс, даже элементарный и сразу думаю куда продать и, бывает, получается. Так что зажимаем каждую копейку и удешевляем технологию сборки. Аналоговая цепь не требует подключения программатора (экономим на панельке, штырях и зажимакм как минимум несколько операций на сборке).

                А по поводу плохого пуска — выше была отличная схема на двух компараторах с обратной связью по ЭДС на паузе.

                1. При массовом производстве можно запаивать уже запрограммированный контроллер. А программатор все равно у тебя уже есть, да и сделать — полчаса работы. Аналоговая схема может потребовать индивидуальной отладки из за разброса номиналов и параметров, особенно на логике. Опять же, платку на контроллере, с АЦП, ШИМ и силовым ключем, можно использовать в будущем для многих других целей практически без переделок, в отличие от специализированной аналоговой, поэтому их можно готовить впрок. Суммарная себестоимость простой платки с контроллером мало отличается от аналоговой, зато выглядит современно и «Круто!», что немаловажно в маркетинге и принесет дополнительную «зелень». Процедуры работы с АЦП, ШИМ, потенциометром тоже всегда пригодятся. А, например, на PASCALе вся программа — 2-3 десятка строк. Так что и с учетом серийности контроллер выглядит достаточно привлекательно. Добавь к такому контроллеру DS18B20, прозрачный кулер миллиметров 80, питание, — вот тебе настольный вентилятор с автоматической регулировкой дутья в морду лица в зависимости от температуры. Замени вентилятор на элемент Пельтье, приклеенный на дно люминиевой кружки, — будешь иметь холодное пиво в жару или неостывающий кофе зимой. Поставь вместо потенца датчик влажности — два гвоздя в земле горшка, вместо вентилятора — простенькую водяную помпу — вот тебе автомат для полива любимого цветка на время отпуска или запоя. И таких применений — куча! Практически без переделки платы. А куда денешь потом аналоговую схему? Каждый раз городить новую?
                  Схемку на компараторах по ссылке выше я глянул. Когда ее начали повторять массово, там тоже много чего вылезло, страниц на 15 форума. Опять же, для устойчивой работы ей тоже желательно стабилизировать питание, ставить фильтр в цепь обратной связи, иначе искрение щеток на коллекторе дешевых движков может сделать работу неустойчивой. А с дорогим качественным движком нет смысла копейки экономить…

                  1. Хехехе круто выглядит плата размером А4 и утыканая компонентами. Со всех сторон. Это да, круто. Заказчики на такое ведутся тока так. А одна микросхемка (пусть даже это мега навороченный микроконтроллер) не выглядит круто, нет ощущения титанической работы и приходится доказывать ,что вот это современно и правильно, а то все норовят цену снизить.

                    1. Ну, тогда добавь индикатор режима работы (лучше символьный), синюю или многоцветную подсветку, выбор режима кнопками, управление с ИК пульта, побольше надписей на плате на импортном языке, типа «Cool Drive», «Made in Na Colenke», макни плату в зеленку, покрой лаком, напечатай сопроводиловку — буклет на глянцевой бумаге с картинками (для неграмотных и тупых), и упоминанием о том, что все права защищены, и нарушителям будет бяка. Цену укажи в УЕ. Успех гарантирован.

                    2. Самое главное это синяя подсветка. Как во всех китайских зарядниках — вместо синих и красных дефолтных педерастически яркий синий. Чтоб слепил, но было видно, что не говном торгуем

                    3. Переходи тогда на армы =) Седьмые. А лучше на девятые =) Посадил так процик на 208 ног, раму, флешухи, обевски… Что бы заказчики уважали =)

                    4. Или наоборот, на Советские 1816ВЕ48. Керамический корпус в золоте, крышка с кварцевым стеклом, под которой кристалл 5х5мм… У меня до сих пор десятка два лежит, а также 1835ВЕ35. Успел перекупить на последние гроши в начале 90х, когда микросхемы уже грузовиками перерабатывали ради нескольких грамм золота…
                      Смотрятся по сравнению с современными многоножками весьма солидно. А маленькой фитюлькой уже никого не удивишь, будь у нее даже не 2, а 4 сотни мелких ног. Привыкли.

  10. А вообще-то можно было попробовать извратиться на трёх транзисторах. Однопереходном, p-канальном и n-канальном…

  11. + TL494. DI HALT, можно оффтоп? Скажи пожалуйста, как ты хранишь микросхемки в т. ч. МК в своих кассетницах? Я купил коробки пластиковые с отсеками , но можно ли просто так туда кидать микры? Как со статикой бороться? Или это надуманная проблема?

    1. Я, конечно, не DI Halt, но могу порекомендовать глянуть:
      хttp://radiotech.co.cc/Shematic_PCB/RL_tehnolog/aerozoli.htm
      хttp://qrx.narod.ru/spravka/him.htm
      — спреи, создающие антистатическую пленку.

    2. Я не борюсь. Самый чуткие детали — мосфеты у меня просто фольгой обернуты. Остальные валяются так.

    3. Те полиэтиленовые коробки с ячейками, что использую я, похоже, уже содержат антистатик и почти не электризуются, даже при сухой протирке. Обычный же полиэтилен при протирке сухой тряпкой трещит, искрит, и обрастает волосами и пылью. Для обработки хорошо использовать аэрозольные антистатики для одежды. Их полно в продаже. Когда-то я хранил чувствительные к статике и дорогие микросхемы, пропуская между их ног змейкой туда-обратно тонкие проволочки (0,07mm), которые проще всего получить, распустив кусок МГТФ или другого многожильного мягкого провода. Перед применением достаточно было потянуть за конец. (Провода!).

      1. И не лень было рукоделием заниматься, вплетая проволочки в ножки? Обычная фольга и никаких проблем.

        1. В то время микрух и провода было много больше, чем фольги, да и контакт намного надежней. Прокинуть проволочку между выводами — секундное дело. А если еще микросхему хрен найдешь, и стоила она, как две — три бутылки водки… И везли с другого конца страны… Как, например, 573РФ4 или 1816ВЕ48 году в 85. Поневоле будешь беречь.

  12. «Устройство должно быть максимально дешевым в производстве. И максимально простым в изготовлении»
    А что париться то? микроконтролёры- прграмма нужна….
    Мультивибратор на двуз транзисторах! КПД неочень! Зато максимально просто и дешёво!
    25кГц — ВЧ транзисторы!))) так что непаримся)))

  13. Делать ШИМ на логических элементах с триггером Шмитта — одно удовольствие.
    При этом регулировка от 0% до 100% заполнения без глюков.

    Микрухи:
    к555ТЛ2
    К561ТЛ2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Перед отправкой формы:
Human test by Not Captcha