Pilotaggio negativo

Oct 16, 2010 47 Replies

Devo alimentare da una 110V a 50Hz un processore (ATtiny25) e tre A/D (ADS1100) a 3,3 V con < 5mA, che ovviamente ricaverò tramite un condensatore.



Il processore deve comunicare i dati letti in seriale asincrono a 38.400 BAUD tramite un fotoaccoppiatore, che avrà quindi bisogno di almeno altri 5 mA.



Dato che i tre A/D devono leggere l'ampiezza di tre sinusoidi sincrone e riferite all'alimentazione, non posso usare un ponte di diodi per raddrizzarla. Usando un solo diodo devo però raddoppiare la capacità del condensatore.



Pensavo quindi di fare un alimentatore simmetrico ed alimentare il fotoaccoppiatore con il ramo negativo dell'alimentazione.



Come faccio a pilotarlo, tenendo conto dei diodi di protezione del controller, che non permettono ai pin di scendere sotto i -0,5 V e che a <



1mA schioppano?

Questo è l'alimentatore, dove non ho messo un regolatore sul ramo negativo perché sarebbe bello che il pilotaggio fosse anche a corrente costante.



[FIDOCAD] MC 25 20 2 0 000 MC 25 20 0 0 080 FCJ TY 35 25 4 3 0 0 0 * TY 25 25 4 3 0 0 0 * 470 MC 45 20 0 0 170 FCJ TY 55 25 4 3 0 0 0 * TY 45 25 4 3 0 0 0 * 220nF LI 35 20 45 20 0 LI 115 35 115 25 0 MC 65 20 0 0 200 MC 80 50 2 0 200 MC 80 35 3 0 230 FCJ TY 90 45 4 3 0 0 0 * TY 70 25 4 3 0 0 0 * 7V MC 80 50 3 0 230 FCJ TY 90 60 4 3 0 0 0 * TY 70 40 4 3 0 0 0 * 7V LI 65 20 65 50 0 LI 55 20 65 20 0 LI 125 35 20 35 0 MC 90 20 0 0 180 FCJ TY 100 30 4 3 0 0 0 * TY 95 25 4 3 0 0 0 * 10uF MC 90 40 0 0 180 FCJ TY 100 50 4 3 0 0 0 * TY 95 40 4 3 0 0 0 * 10uF LI 80 20 105 20 0 LI 80 50 125 50 0 MC 125 20 0 0 010 MC 125 50 0 0 020 MC 20 35 0 0 040 SA 65 20 0 SA 80 20 0 SA 90 20 0 SA 80 35 0 SA 90 35 0 SA 90 50 0 SA 80 50 0 LI 90 30 90 40 0 MC 125 35 0 0 000 RV 105 25 125 15 0 SA 115 35 0 TY 5 35 4 3 90 0 0 * 110VAC TY 110 15 4 3 0 0 0 * Vreg
Saluti

Se ho capito bene cosa ti serve, questa e' un'idea a corrente _quasi_ costante.

Ciao.

lucky

[FIDOCAD] MC 70 50 0 0 290 MC 70 75 1 0 080 LI 30 85 115 85 SA 70 85 LI 70 50 70 75 LI 30 40 115 40 TY 25 80 4 3 0 0 0 * -7V TY 25 35 4 3 0 0 0 * 0V MC 95 75 1 0 080 SA 95 85 MC 95 45 0 0 340 LI 95 65 95 75 LI 85 60 85 70 LI 85 70 95 70 LI 95 45 95 40 SA 85 40 SA 95 40 SA 95 70 SA 70 50 TY 100 80 4 3 0 0 0 * 1k TY 55 80 4 3 0 0 0 * 15k MC 70 10 1 0 080 LI 30 10 115 10 TY 25 5 4 3 0 0 0 * +3.3V SA 70 10 MC 70 35 1 0 200 MC 70 25 1 0 200 LI 70 20 70 25 TY 25 20 4 3 0 0 0 * 0...+3.3V LI 50 25 55 25 LI 55 25 70 25 SA 70 25 TY 80 35 4 3 0 0 0 * BC307 TY 55 15 4 3 0 0 0 * 15k TY 50 30 4 3 0 0 0 * 1N4148 TY 50 45 4 3 0 0 0 * 1N4148

lucky:

Era un'idea che era venuta anche a me per mantenere il consumo quasi costante, perché pensavo che il "condensatore di alimentazione" (quello da

220 nF sul mio schema) andasse caricato da un ramo dell'alimentazione tanto quanto dall'altro.

Mi sono poi reso conto che non c'è bisogno di far nulla, l'alimentatore si "autobilancia" da solo, visto che la corrente non usata dai circuiti passa comunque attraverso gli zener.

Piuttosto, con solo 10 uF, la tensione sul ramo negativo sarà piuttosto pulsante, quindi mi serve un generatore di corrente costante per alimentare correttamente il LED, anche perché, visto che la trasmissione è breve e posso stabilire a che punto della semionda farla, potrei usare correnti ben più alte ed avere un consumo medio comunque < 5 mA.

Bisognerà quindi aggiungere, nel tuo schema, una resistenza tra l'emettitore del transistor e massa, mettere il fotoaccoppiatore tra collettore e i -7V ed eliminare la 1k.

E poi? Se consideriamo il nuovo circuito un classico generatore di corrente costante compensato con un diodo e con uno zener da 0,65V (l'altro 1n4148), mi basta mettere una resistenza da 130 ohm tra emettitore e massa?

Se porto l'uscita del controller a 3,3V il led si spegnerà?

Saluti

Ora che penso di aver capito meglio quali sono le tue preoccupazioni, mi pare stai prendendo una via ardua.

La corrente media che puoi erogare da ciascuno dei due rami e' non piu' di: Imedia=3D(Veffrete/Xc)/(2*1.11)=3D =3D(110/15)/(2*1.11)=3D3mA

Con 10uF di livellamento e 3mA di assorbimento hai un ripple di non meno di: Vripple=3DImedia*10/C=3D =3D3*10/10=3D3Vpp

Potresti mettere meno componenti ma piu' grossi. Ad esempio lavorando su un solo ramo con 1uF e 47uF dovresti starci. Avresti infatti circa 15mA di corrente media con 3Vpp di ripple. Devi ovviamente mettere un diodo in antiparallelo dopo il condensatore di rete.

Ma forse hai altri vincoli che non conosco.

Ciao.

lucky

cut...

Se ho ben capito, il problema sta nel presentare alle tre sinusoidi un carico ohmico costante in modo da non deteriorare il fattore di forma. O la cosa importante =E8 leggere il valore piccio-piccio? In tal caso basterebbe sconnettere il carico per dei quarti di periodo, quando la tensione sta per raggiungere il valore max.

Piccio.

Il 16/10/2010 20.54, Piccio ha scritto:

allora sei un genio. io non ho capito quale relazione esiste tra le tre sinusoidi (sincrone tra loro o rispetto alla 110 ?) , ma forse non ha nessuna importanza. spero pero' che il Bertolazzi ci metta al corrente del progetto segreto, cosi' poi potremo ucciderlo.

per calcolare la corrente raddrizzata, in questi casi, consiglierei il metodo della quantita' di carica: e' indipendente dalla forma d' onda, tiene conto della tensione di uscita (che non sempre e' trascurabile) e fa bene al fegato. se per la caduta si usa un X2 (e' cosa buona e giusta, nostro dovere..) e' meglio sapere che la capacita' reale viaggia mooolto vicino al minimo di tolleranza (si, i costruttori usano tutta la loro precisione per fornire il minimo sindacale).

saluti lowcost

Piccio:

La seconda che hai detto.

Uh? Mi spiego meglio, anche se questo ha abbastanza poco a che vedere col problema posto.

La trasmissione synchro è un rimando meccanico effettuato per via ellettrica. Si collegano due o più "motori" synchro e, ruotandone uno, gli altri ruoteranno di conserva.

Il sistema è alimentato con due fasi a 110V efficaci a 50 Hz che vengono mandate all'avvolgimento del rotore di ogni motore. Lo statore ha invece tre avvolgimenti a 120 gradi uno dall'altro, collegati a triangolo. Anche i vertici dei triangoli sono collegati in parallelo tra tutti i motori. Su questi collegamenti sarà presente un segnale che varierà da 0 a 90V piccio-piccio in funzione della posizione dei rotori.

Anche il mio coso si dovrà quindi alimentare a 110V e leggere queste tre fasi tramite opportuni partitori resisitivi.

Saluti

lowcost:

Esattamente.

LOL.

Che, come dicono a Genova, ce n'ha di bisogno.

Assolutamente.

Ottimo a sapersi. In realtà il processore, a 3,3V 1 MHz consuma circa mezzo mA, e non è detto che mi serva tutta quella velocità e/o che lo debba tenere acceso tutto il tempo, dato che deve solo sincronizzarsi, comandare gli A/D e trasmetterne la lettura in seriale. Gli A/D consumano circa 0,1 mA ciascuno, lo LDO (LP2981) anche.

Stavo ponzando, visti costi e dimensioni degli X2, di usare addirittura un

100 nF. Farò quindi un po' di prove per vedere se il tutto funziona con un 68 nF.
Saluti

lucky:

Questo lo so.

Questo, invece, non lo sapevo. Grazie.

I condensatori X2 sono abbastanza enormi.

Intendi dire che potrei usare un elettrolitico come condensatore di rete?

Mi piacerebbe realizzare il tutto su di uno stampato che abbia su di un lato le 5 morsettiere passo 5,08 ed il condensatore X2 e sull'altro tutti gli altri componenti, in SMD. I condensatori di spianamento sarebbero quindi dei ceramici da 10 uF.

In questo modo, con una bella resinata sul lato inferiore elimino la necessità di avere un contenitore, di gran lunga la cosa più costosa, permettendo di ospitare il tutto nel contenitore di uno dei "motori" synchro.

Saluti

Il 17/10/2010 12.29, F. Bertolazzi ha scritto:

ono

e

quindi le tre tensioni AC indotte saranno diverse, ma non sono sfasate; sono sempre in fase con la 110VAC , che il uC puo' usare come riferimento per convertire al momento giusto (o per filtrare le conversioni); la diversa fase (0=B0 oppure 180=B0) e' in realta' una diversa polarita'.

ma il guaio e' che sono /collegati a triangolo/ e flottanti rispetto alla 110VAC, giusto ? come pensi di ottenere un adeguato CMRR ?

tre

ah, ecco: gli opportuni. potresti invece collegarli a stella, e vincolare il centrostella ad un capo della 110VAC , quello "attaccato" al uC ? (nessun conduttore addizionale, tensioni + alte per tutti i motori, tensioni + basse e riferite al gnd, o vdd, per il uC, + mica per tutti).

per l' alimentazione, in questi casi, userei una cella pigreco resistiva, dimensionando la res per una dissipazione 50% nominale; il ripple del primo cap, molto inferiore alla caduta resistiva, scompare: questa parte diventa un generatore di corrente costante verso il piccolo cap successivo, con la regolazione di tipo shunt TLV431. l' alimentazione ausiliaria per l' opto, ed il trasferimento del segnale sopra/sotto, non sono un problema: vedi lo schema di Lucky (senza 15K sopra).

--=20 saluti lowcost

F. Bertolazzi:

Nello schema, in origine, c'era un 470 nF, che, data un'occhiata ai consumi, ho cambiato senza aver cambiato il testo. Scusate.

Io la sapevo VeffRete*2f*C*2**1/2, ovvero, con 100 nF,

110*100*0,0000001*1,41=1,5 mA, ma immagino sia la stessa cosa.

Dato che devo spedire i dati 10 volte al secondo e che la trasmissione di otto byte in asincrono dura 10*8/38400= 2 mS, il consumo medio del led sarà un cinquantesimo di quello di picco, quindi, in teoria, potrei pilotarlo a

50 o più (anche 150) mA.

Che condensatore mi ci vuole per alimentare a 10 mA per 2 ms un led? Ma, soprattutto, questo schema va bene?

[FIDOCAD] MC 25 20 2 0 000 MC 25 20 0 0 080 FCJ TY 35 25 4 3 0 0 0 * TY 25 25 4 3 0 0 0 * 470 MC 45 20 0 0 170 FCJ TY 55 25 4 3 0 0 0 * TY 45 25 4 3 0 0 0 * 100nF LI 35 20 45 20 0 LI 115 35 115 25 0 MC 65 20 0 0 200 MC 80 50 2 0 200 MC 80 35 3 0 230 FCJ TY 90 45 4 3 0 0 0 * TY 70 25 4 3 0 0 0 * 7V MC 80 50 3 0 230 FCJ TY 90 60 4 3 0 0 0 * TY 70 40 4 3 0 0 0 * 7V LI 65 20 65 50 0 LI 55 20 65 20 0 LI 125 35 20 35 0 MC 90 20 0 0 180 FCJ TY 100 30 4 3 0 0 0 * TY 95 25 4 3 0 0 0 * 10uF MC 90 40 0 0 180 FCJ TY 100 50 4 3 0 0 0 * TY 95 40 4 3 0 0 0 * ?uF LI 80 20 105 20 0 LI 80 50 105 50 0 MC 20 35 0 0 040 SA 65 20 0 SA 80 20 0 SA 90 20 0 SA 80 35 0 SA 90 35 0 SA 90 50 0 SA 80 50 0 LI 90 30 90 40 0 RV 105 25 125 15 0 SA 115 35 0 TY 5 35 4 3 90 0 0 * 110VAC TY 110 15 4 3 0 0 0 * Vreg MC 160 70 0 0 290 MC 160 85 1 0 080 LI 105 105 175 105 0 SA 160 105 0 LI 160 60 160 85 0 LI 125 50 190 50 0 TY 115 95 4 3 0 0 0 * -7V TY 185 35 4 3 0 0 0 * MCU MC 175 50 1 0 080 MC 175 80 0 0 340 LI 160 95 160 105 0 LI 175 105 175 100 0 SA 175 50 0 SA 160 70 0 TY 145 90 4 3 0 0 0 * 15k LI 125 20 190 20 0 TY 135 15 4 3 0 0 0 * +3.3V MC 160 45 1 0 200 MC 160 35 1 0 200 LI 190 45 190 50 0 LI 160 35 180 35 0 TY 180 65 4 3 0 0 0 * BC307 TY 120 50 4 3 0 0 0 * 0V TY 140 40 4 3 0 0 0 * 1N4148 TY 140 55 4 3 0 0 0 * 1N4148 TY 180 55 4 3 0 0 0 * 130 LI 125 35 125 50 0 LI 105 50 105 105 0 RV 180 45 200 30 0 LI 190 20 190 30 0
Saluti

Tutto cio` che avresti voluto sapere su queste sedie elettriche e non hai mai osato domandare:

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Fra i miei vecchi post qui c'era anche qualcosa riguardo al calcolo del ripple.

Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)

F. Bertolazzi ha scritto:

No :)

[FIDOCAD] FJC B 0.5 MC 30 25 2 0 000 MC 30 25 0 0 080 FCJ TY 40 30 4 3 0 0 0 * TY 30 30 4 3 0 0 0 * 470 MC 50 25 0 0 170 FCJ TY 60 30 4 3 0 0 0 * TY 50 30 4 3 0 0 0 * 100nF LI 40 25 50 25 0 LI 120 40 120 30 0 MC 70 25 0 0 200 MC 85 55 2 0 200 MC 85 40 3 0 230 FCJ TY 95 50 4 3 0 0 0 * TY 75 30 4 3 0 0 0 * 7V MC 85 55 3 0 230 FCJ TY 95 65 4 3 0 0 0 * TY 75 45 4 3 0 0 0 * 7V LI 70 25 70 55 0 LI 60 25 70 25 0 LI 130 40 25 40 0 MC 95 25 0 0 180 FCJ TY 105 35 4 3 0 0 0 * TY 100 30 4 3 0 0 0 * 10uF MC 95 45 0 0 180 FCJ TY 105 55 4 3 0 0 0 * TY 100 45 4 3 0 0 0 * ?uF LI 85 25 110 25 0 LI 85 55 110 55 0 MC 25 40 0 0 040 SA 70 25 0 SA 85 25 0 SA 95 25 0 SA 85 40 0 SA 95 40 0 SA 95 55 0 SA 85 55 0 LI 95 35 95 45 0 RV 110 30 130 20 0 SA 120 40 0 TY 10 40 4 3 90 0 0 * 110VAC TY 115 20 4 3 0 0 0 * Vreg MC 175 45 0 1 290 MC 180 105 1 0 080 LI 110 120 180 120 0 SA 160 120 0 LI 180 55 180 80 0 LI 130 55 195 55 0 TY 190 40 4 3 0 0 0 * MCU MC 180 65 0 0 340 LI 165 95 160 95 0 LI 180 120 180 115 0 SA 180 55 0 SA 160 95 0 LI 130 25 195 25 0 TY 140 20 4 3 0 0 0 * +3.3V MC 160 105 1 0 200 MC 160 95 1 0 200 LI 195 50 195 55 0 LI 160 55 160 75 0 TY 125 55 4 3 0 0 0 * 0V LI 130 40 130 55 0 LI 110 55 110 120 0 RV 185 50 205 35 0 LI 195 25 195 35 0 MC 185 45 2 0 080 LI 160 35 160 25 0 LI 160 25 160 25 0 SA 160 25 0 MC 165 95 0 0 280 MC 160 75 1 0 080 LI 160 85 160 95 0

Claudio_F ho scritto:

mmm... ma anche si in effetti

Franco:

Bellissimi!

A tal riguardo mi viene un dubbio: visto che devo misurare il valore di picco di tre segnali che sono derivati dall'alimentazione (hanno quindi la stessa fase e riferimento), che li misurerò a fasi alterne (ovvero sempre la semionda positiva o negativa, a mia scelta) e che non mi interessa il loro valore assoluto, ma quello relativo alla loro somma, è proprio vero che non posso usare un ponte di diodi?

Anche nel primo articolo segnalato, mi pare.

Saluti

Claudio_F:

E bravo, così son buoni tutti. :D

Saluti

Claudio_F:

Grazie per la tua evidentemente ponderata risposta.

Che dici, posso provare a metter su una simulazione senza che Franco mi tagli le mani?

Saluti

lowcost:

Esattamente.

Eh, a ben vedere c'hai raggione tu.

Con un procedimento matematico/empirico di mia invenzione.

Il valore di picco di una fase (o qualunque altro valore, campionato nello stesso istante) è proporzionale al coseno dell'angolo del rotore con lo statore relativo a quella fase. La somma dei quadrati delle tre fasi sarà quindi costante.

Se invece prendo il quoziente tra la somma del valore assoluto delle tre fasi ed una delle tre fasi avrò un andamento trapezoidale (e quindi non sinusoidale) che mi approssima, sui lati obliqui dei trapezi, la posizione del rotore.

Questo grafico dovrebbero farti capire quanto ho malamente spiegato sopra:

formatting link

In toni di blu ci sono le "fasi" (con i loro nomi standard, S1, S2 e S3) e la somma dei loro assoluti. In toni di arancio i quozienti tra la somma degli assoluti e le fasi. Se prendi i lati obliqui (solo quelli "in salita" o solo quelli "in discesa") hai l'angolo. Chiaramente c'è uno sfasamento iniziale di 60 gradi e bisogna aggiungere alla seconda lettura 120 gradi e

240 alla terza. La faccenda non è così semplice, chiaramente seni e coseni tornano fuori, ma con una semplice approssimazione lineare riesco a ridurre l'errore da +/- 1 grado a +/- 0,1 gradi.

Il tutto con somme e divisioni intere.

Esattamente. Perciò *credo* di non poter usare un ponte di diodi, perciò ve lo sto a menare con l'alimentazione duale, per recuperare metà della capacità del condensatore X2.

Chedd'è? Vabbé, googlo.

Grazie.

Saluti

F. Bertolazzi ha scritto:

Pero' mi tornano i dubbi... nel senso che se al posto del micro vi fosse un commutatore che collega i diodi una volta ai +3.3V e l'altra a massa, la risposta e' si funziona.

Pero' qui abbiamo un'uscita push pull (suppongo), che in stato 1 fornisce corrente ai diodi bloccando il pnp, ma in stato 0 invece che fa?

Per funzionare dovrebbe comunque continuare a fornire corrente ai diodi, ma a 0V anziche' 3,3, per cui adesso mi sembra piu' corretta questa, ma devo pensarci ancora un po' su:

[FIDOCAD] FJC B 0.5 MC 165 75 0 0 290 MC 165 90 1 0 080 LI 130 110 180 110 0 SA 165 110 0 LI 165 65 165 90 0 LI 130 55 195 55 0 TY 120 105 4 3 0 0 0 * -7V TY 190 40 4 3 0 0 0 * MCU MC 180 55 1 0 080 MC 180 85 0 0 340 LI 165 100 165 110 0 LI 180 110 180 105 0 SA 180 55 0 SA 165 75 0 TY 150 95 4 3 0 0 0 * 15k LI 130 25 195 25 0 TY 120 20 4 3 0 0 0 * +3.3V MC 165 50 1 0 200 MC 165 40 1 0 200 LI 195 50 195 55 0 LI 165 40 185 40 0 TY 185 70 4 3 0 0 0 * BC307 TY 125 55 4 3 0 0 0 * 0V TY 145 45 4 3 0 0 0 * 1N4148 TY 145 60 4 3 0 0 0 * 1N4148 TY 185 60 4 3 0 0 0 * 130 RV 185 50 205 35 0 LI 195 25 195 35 0 MC 165 25 1 0 080 SA 165 25 0 LI 165 40 165 35 0 LI 165 35 165 35 0 SA 165 40 0

Claudio_F:

Esendo un C-mos, dovrebbe continuare a farlo. Per il ramo positivo ne sono ohimé certo, come lowcost ricorderà, perché ho schioppato un paio di ATmega88 pilotando roba a tensione superiore a VCC non usando il tri-state.

In ogni caso a -0,5V ci pensano i diodi di protezione.

Saluti

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