Search in topic

Под какие моторы/задачи не хватает регуляторов оборотов?

Приглядываюсь к разным хоббийным девайсам, и не для всех есть подходящие регуляторы оборотов. Или те что есть - кривые и фигово повторяемые. Хочется сделать пачку регуляторов на микроконтроллерах, покодить для собственного удовольствия, улучшить мир и все такое.

Не знаю, чем закончится и закончится ли вообще, но пока систематизирую что вообще надо и хотелось бы услышать про ваши потребности.

Что пока выходит:

1. Регулятор для бормашинки

• AC 220V, 100-400W, тиристор
• контроль оборотов (без таходатчика)
• ограничение макс. мощности
• управление 1 ручкой
• опторазвязка не нужна

Делаем под Hilda 180W, как одну из массовых. Если получится - под Hilda 400W (тем места мало совсем, думать надо)

2. Регулятор для моторчиков от миксеров, кофемолок и т.п.

• DC 220V, 100-700W, IGBT (возможно до 1500W в радиатором побольше)
• контроль оборотов (без таходатчика)
• ограничение макс. мощности
• управление 1 ручкой
• опторазвязка не нужна

Под вопросом:

3. Простой регулятор для моторов от стиралки и т.п.

• DC 220V, до 1500W, тахогенератор
• Тиристор
• Обороты, мощность
• Реверс (релюшкой)?
• Управление ручкой + пара тумблеров
• (?) Индикатор оборотов (nextion?)
• опторазвязка все еще не нужна

4. Вундервафля для экспериментов

• На входе AC 110-220V
• На выходе 3-фазный IGBT мост (готовая сборка с драйверами), до 1500W
• под любые моторы (разные прошивки)
• реверс
• ручка, тумблеры
• ? индикатор (nextion?)
• внешние интерфейсы (какие?)
• опторазвязка по интерфейсам (возможно просто внутри 2 микроконтроллера, с 2-проводной оптоизолированной шиной, чтобы не городить развязки на кучу драйверов и датчиков)

В (1)-(3) апгрейд прошивки и конфигов с USB-флешки

В (4) можно попробовать прикидываться USB-диском, и заливать файлы простым копированием. Там же, через USB эмулировать COM-порт для управления терминалом. Чтобы можно было подключиться с компьютера и с клавиатуры задать настройки.

Почему так много девайсов:

• Потому что много где есть ограничения по размерам
• Потому что если девайс в изолированном корпусе и без внешних интерфейсов, то нет смысла городить опторазвязки, которые сильно усложняют устройство и увеличивают размер платы.

==================================

Давайте пока не будем вдаваться в особенности регулирования различных двигателей. Будем ориентироваться на то, что железо должно позволять добиться нужного результата, и дело только за нужной прошивкой.

Также оставим в стороне случаи, когда вы можете просто купить готовый девайс, который вас устраивает. Это все затевается не ради экономии денег, а чтобы сделать то, чего пока за деньги купить нельзя. Например, апгрейд для бормашинки купить невозможно, проверял.

Также пропускаем следующие варианты:

• Задачи “АСУ ТП”, которые бьются на независимые блоки (контроллер с логикой + привод)
• Низковольтные моторы. Там большие токи, нужны дополнительные здоровые блоки питания и т.п. Короче, другая концепция, которая лично мне пока не интересна.
• Частотники для асинхронников (можно купить готовый). Если и делать такую прошивку под вундервафлю - то в самую последнюю очередь.

Напишите пожалуйста, какие у вас есть потребности в управлении моторами. Например:

• “Мне надо вертеть мотор на циркулярке, коллекторный от стиралки, 1000W, тахогенератор, просто ручкой, без индикатора”
• “Мне надо вертеть шпиндель CNC, DC 100V, 700W, датчик холла, ручка оборотов + индикатор + внешний контакт вкл/выкл”.

Регулятор для моторчиков от миксеров, кофемолок и т.п.

Разобрал кухонный комбайн - мотор коллекторный (пост. тока) без указаний мощности с каким-то переключателем групп обмоток.
Предполагается для циркулярки и\или дисковой шлифовалки
Интересен пункт

2. Регулятор для моторчиков от миксеров, кофемолок и т.п.

Индикатор оборотов не обязателен, но может и пригодиться.

Индикатор оборотов не обязателен, но может и пригодиться.

Можете пояснить зачем? Мне не жалко, просто не вижу смысла.

У меня вот “комбайновый” движок без каких либо данных.
То есть при первоначальной настройке потребуется обороты как-то мерять, чтоб диск не развалился. И вообще выйти на рекомендуемые.
При смене дисков разных диаметров тоже может понадобиться контроль.
Но, согласен, можно один раз ручку отградуировать и всё.
(был же лазерный тахометр, так подарил за ненадобностью…)

Ага. Это другое - настройки регулятора. Индикатор тут не поможет.

Характеристики движка замеряются автоматически перед запуском. Но если надо точно в оборотах границы ручки задать, тогда меряются тахометром обороты на максимуме и прописываются параметры в конфиге. Обновлять просто - либо флешку либо microsd с файлом воткнуть, и настройки всосутся.

Если эти регуляторы найдут себя в хоббийном сегменте шпинделей для фрезеров и сверлилок, то индикатор будет востребован.
Режимы дабы выставлять.

Можно еще более конкретные примеры и о выставлении каких режимов идет речь?

Режимы обработки включают в себя:

(Если очень упрощённо)

• обороты
• подача
• глубина

Если по науке

• подача на зуб.

И как следствие - возможность выставить правильные обороты … это дефолтная потребность.

Если режимы не выставить и драть на глазок, хучь фанерку хучь дюральку, то будет грязный рез и сожжёные фрезы.

Речь просто о том, чтобы показывать обороты или о чем-то особенном? Возможность подключения индикатора и так будет в самой продвинутой плате с гальваническими развязками.

Для фрезерных нужно задать обороты (зависят от материала, применяемой фрезы, скорости перемещения по материалу - скорости реза) и поддерживать их во всем диапазоне нагрузок. Это касается фрезерный шпинделей, что постоянного, что переменного тока.

… чтобы показывать обороты …

это.

А напишите, у кого моторы мощнее 500 ватт - на какой реальный ток, где стоят, и тип мотора.

Прикидываю тепловыделение, как-то расхотелось регулятор на 1500W делать без веских причин.

Думаю плавный пуск тоже не помешает.

У меня такой на 1500 ватт.

Вопрос был про моторы. У кого > 500W и где стоят.

как-то расхотелось регулятор на 1500W делать без веских причин.

А и смысла нет… Проще купить частотник со всеми плюшками. Я имею ввиду сам преобразователь, им можно крутить любой трехфазный мотор такой мощности.
А вот на коллекторных шпинделях от 650 до 1000 Ватт Ваши идеи нашли бы применение. Это всяческие ручные фрезеры, которые обычно прикручивают к ЧПУ. Они гораздо дешевле, чем нормальные шпиндели, и поэтому пользуются спросом, но на них в качестве регулятора обычная крутилка(колесо с цифрами), которая не обладает ни особой точностью, ни индикацией, ни поддержкой оборотов(момента).

Черновик регулятора под бормашинку.

Пока с комрадом разбираемся с рисовалкой, разводилкой, совместной работой и подбираем детальки. С остальными регулями тоже примерно понятно, но надо фичи добалансировать и чтобы схемы “отлежались”. В ближайшее время выложу. Там особых проблем нет, просто хочется сделать чтобы действительно каждый мог легко купить детали и собрать.

Господа, мне очень нужны примеры из реальной жизни, где какой мотор у вас стоит, и какими-ручками-тумблерами он управляется. Потому что схему можно нарисовать любую, а как устроены элементы управления я не знаю. И переделывать по несколько раз крайне не желательно. Например, если нужен реверс, то делать его двухпозиционным тумблером (вперед-стоп-назад) или как-то иначе. Я понимаю что это кажется мелочью, но поверьте, самое накладное в разработке - это мелкие переделки. Поэтому у кого есть информация - поделитесь пожалуйста.

easyeda.com/…/AC_speed_control_for_grinder-55eba57… - Почищеная схема. Почти разобрался как сделать рабочие ссылки на заказ компонент. Надо еще немного доделать, но больших изменений больше не ожидается.

С остальными регулями наверное концепцию надо подкорректировать - универсальный регулятор на IGBT сборке это конечно круто, но сборка на больших мощностях греется (это еще не считая выпрямительного моста). Поэтому есть смысл прокачивать “убогие” версии - тиристорную для AC и MOSFET для DC. Добавлю туда гальваническую развязку и возможность подключать экран. Цена дополнительных деталей - в пределах 10 долларов. Думаю для хоббийного девайса это не проблема.

При подобной конструкции не понадобятся такие большие радиаторы как с IGBT. На AC надо будет слегка охлаждать тиристор, а на DC - диодный мост (если не жлобиться и купить MOSFET с низким сопротивлением).

Еще немного поразбираюсь в easyeda, и начну переделывать остальные схемы.

Черновики под DC моторы:

• Минимальный, без изоляции
• Полный, с индикатором

Еще не проверяли окончательно.

Большой по деньгам долларов 50, с индикатором, если собирать одну штуку и тариться прямо на LCSC. Если несколько - минус платы, минус мелочевка, микросхемы и транзисторы берем на али, и получится долларов 25.

Можно еще поупарываться с выпиливанием инструментального усилителя и заменой дорогого ключа на дешевый с большим радиатором. Но особого смысла в подобном кроилове не вижу.

Предлагаю заменить драйвер транзистора IR2110 на что-то попроще, например UCC27424, FAN3224CMX, mc33152. Это двухканальные драйверы нижних транзисторов, но в корпусе SO8. и по цене мне кажется они меньше стоят. Параллельно R2 нужно предусмотреть (может и не понадобиться - покажет эксперимент) последовательно соединенные резистор и диод (диод катодом к драйверу). По питанию процессора, на входе и выходе стабилизатора U6 обязательно поставить керамику емкость 0,1 мкф. Поверьте это намного сократит вероятность сбоев в работе микропроцессора, не смотря на то что уже стоят конденсаторы 1 мкф. (эти конденсаторы работают в разных частотных диапазонах).

Спасибо. На ревью поправим все. Там гораздо больше замечаний gist.github.com/…/024f7ac0786487b10ddb6b537abc2d55

Про драйверы в курсе, на LCSC есть от китайского EG по 20 центов, просто самостоятельно не стал радикальных изменений вносить. Про диод параллельно R2 - видел в даташите, спрашивал, было сказано что здесь не надо, спрошу еще раз. Про керамические конденсаторы ничего не путаете? Там 1uF уже керамические стоят, не электролиты (можно проверить по BOM). Поэтому 0.1 втыкать и не стал.

Не путаю, поверьте, занимаюсь цифрой не один год. Может их работа и не видна, даже вооруженным взглядом (осциллографом) но она только на пользу.
Про цепочку - я предлагаю просто предусмотреть их установку на плату, а потребуется или нет устанавливать - покажет эксперимент. Причем на малых мощностях всего скорей и не потребуется, а вот на больших (1квт и выше) точно потребуется - транзистор надо будет закрывать в форсированном режиме или он начнет сильно разогреваться. Добавьте, хотя бы, в параллель токоизмерительному резистору еще один такой же корпус - бывали случаи не хватало, а переразводить плату уже поздновато… не нужен - просто не ставиться и все, да и подобрать бывает попроще, чем искать нужный номинал.

А можно где-то наглядно характеристики кондеров сравнить и увидеть что у керамики 1uF и 0.1uF частоты сильно отличаются? Просто 1uF ставился вместо связки (10uF электролит + 0.1uF керамика), т.к. токи очень маленькие. Ну и далее по всей плате, чтобы номиналы не плодить. Если он не работает как надо, то его надо не дополнять, а полностью менять.

Вы не совсем правильно поняли. Имеется ввиду образуемый внутренним сопротивлением источника питания и емкостью конденсатора фильтр. Характеристики этого фильтра (фильтров) различный, и один конденсатор хорошо работает в одной частотной области, второй в другой, а вместе в третьей… А вообще вам решать, я вам предложил вариант который реально работает и который применяют везде. Если хотите рекомендации из литературы можете посмотреть здесь: yadi.sk/d/3H_zDl-r3Rhrho стр.40
Вообще достаточно электролит (один на весь процессор) + 0,1 керамика(на каждый вывод питания процессора). А насчет плодить - на плате места хватит, а ставить их или нет- потом решите. Хуже когда детали придется навесным монтажом добавлять…

То что работает и применяют везде я и так знаю. Тут задача сделать максимально просто и достаточно хорошо.

IMHO керамику ставят потому что люминевые полярные кондёры на ВЧ не работают + всякие эффекты на дорожках. А величина определяется ценой. 0.1uF уже хватает, все привыкли и лепят не глядя, подозреваю что частотную характеристику там никто никогда не считает. Если есть сомнения насчет керамики 1uF - IMHO самое конструктивное, это показать по даташиту что с ними не как надо. Про общие принципы все и так в курсе, не думаю что там появились какие-то новые подходы, заслуживающие обсуждения.