Detekcja szczytu sinusoidy w układzie sterujacym zgrzewarki - Arduino

[Dawidk2020]

Witam!

Drodzy forumowicze , potrzebuję pomocy w sprawie budowy programu obsługującego zgrzewarkę. Praktycznie zamysł projektu gotowy lecz nie potrafię zbudować detekcji szczytu sinusoidy. Błądze już od dluższego czasu i tylko coraz więcej pytań niż odpowiedzi. Układ wykonawczy pochodzi ze sterownika AVT 5553 plus na zasilaniu obwód złożony z rezystorów  , diody prostowniczej i stabilizatora  LM7805. Generalnie powinien dojść trensoptor w celu detekcji szczytu sinusoindy lecz nie wiem jak go umieścić w układzie a tym bardziej jak uwzględnić w kodzie. Prosze pokierujcie mnie jak to zrobić. Dodam tylko że regulacja czasu zgrzewania jest realizowana przez potencjometr. Domyślam się że  do Arduino musze dołożyć zegar czasu rzeczywistego który po wykryciu szczytu sinusoidy rozpoczyna odliczanie i rozpoczyna grzanie.Z moich pomysłów to chyba wszystko. Prosze o konstruktywne uwagi i propozycje realizacji takiego układu. Zgóry wszystkim dziękuję.

[marek1707]

Jeśli nie wiemy jak dokładnie ten Twój schemat wygląda to jak możemy do niego wrysować jakiś nowy element? A przede wszytskim zastanów się czy to co chcesz zrobić ma sens a dopiero w następnej kolejności kombinuj z układem. W opisie sterownika AVT tłumaczą, że mają wykrywanie zera sieci zrobione na detekcji napięcia wyprostowanego (ale nieodfiltrowanego) zasilającego sterownik. Dlaczego nie możesz zrobić tak samo? Przecież masz procesor, on spokojnie może odliczyć odpowiedni czas i odpalić wyjście w szczycie sieci. "Sprzętowa" detekcja szczytu wiąże się z wykrywaniem płaskiej części sinusoudy a to trudne, bo moment nie jest jednoznaczny i może tam być wiele zakłóceń.

Układ sterownika jest zasilany wyprostowanym, ale nieodfiltrowanym napięciem pochodzącym z transformatora sieciowego,
po to, aby sterownik mógł wykryć przechodzenie sinusoidy sieci przez zero.

To cytat z poniższego:

https://serwis.avt.pl/manuals/AVT5553.pdf

 

[Dawidk2020]

W jaki sposób ta detekcja moze się odbywać  w programie? Tego po prostu nie rozumiem i nie wiem jak zrealizować to w arduino.

Jutro wrzucę schemat.

[marek1707]

Po wykryciu przycisku START (czy jak tam to zrobisz) czekasz do najbliższego przejścia sieci przez zero, potem jeszcze 5ms i jesteś w szczycie napięcia. Czego tu nie rozumiesz?

[Dawidk2020]

Wklejam schemat urządzenia.Mam nadzieję że nie popełniłem błedów.

W jaki sposób mam wykryć przejście przez zero? Tego nie rozumiem. Mozesz mi to wytłumaczyc na tym schemacie ? Wykrycie zera ma się odbywać poprzez detekcję zbocza?

 

[marek1707]

No niestety muszę Cię zmartwić. Na tym schemacie jest kilka poważnych błędów. I oczywiście brak na nim układu detekcji przejścia przez zero więc trudno, żebyś mógł z niego skorzystać w programie. Tak, obsługa programowa takiego wejścia polega na detekcji zbocza. Nie wiem, sam to rysowałeś z głowy czy jednak wzorowałeś się na czymś a jeśli tak, to albo nie rozumiesz tego co rysujesz albo bardzo się spieszyłeś. Tak na szybko:

1. Element "DIODA.PROST" jest właśnie po to, by przed nim umieścić detektor zera. Bez niego obecność tej diody jest bez sensu, bo po mostku masz już napięcie jednokierunkowe i nic więcej nie potrzeba.
2. Na wyjściu 7805 brakuje mi jakiegoś większego kondensatora, chociaż z 10uF by się przydało.
3. Przycisk "Włącznik.ZGRZEW" jest podłączony źle. Powienien być od pinu Arduino do masy.
4. Nie słyszałeś nigdy o symbolach masy i zasilania? Po co prowadzisz tę plątaninę kabli zasilających przez cały schemat a nasze oczy zmuszasz do śledzenia ich drogi?
5. Dlaczego jeden tyrystor nazywa się Q3 a drugi T2? To jakiś "easter egg" jest czy coś?
6. Brakuje opornika szeregowego do diody transoptora.
7. C10 powinien być na co najmniej 250VAC (czyli 400VDC) - dopisz to, żebyś nie wstawił tam czegoś małego.
8. Brakuje detekcji zera napięcia zasilania. Spojrzyj jeszcze raz na schemat z którego to zżynałeś (albo pomyśl sam) i dorysuj ten fragment.
9. Uważaj na kolejność pinów transoptora, bo ktoś tworząc jego symbol nie mógł się zdecydować czy zrobić to by było wygodniej rysować czy by było zgodnie z obudową. Wyszło jakoś po środku.
10. Mam nadzieję, że moduł LCD ma swoje oporniki podciągające linie I2C do Vcc.
11. Nie wiem, czy czujnik temperatury będzie działał na samym pullupie z pinu procesora. Może na bliską odległość tak, ale wiedząc, że to jednak zgrzewarka syfiąca na około zakłóceniami impulsowymi, to dałbym najmniejszy możliwy podciąg do Vcc.
12. C1 nie podłączył się do plusa.
13. Nie ryzykowałbym dawania 50V diod na sieć 230VAC. Zamień te 1N4001 na coś mocniejszego.

Heh, wyszła jakaś ładna liczba  

[Dawidk2020]

Dziękuję Ci bardzo za wszelkie uwagi/rady i wyłapanie błędów. Analizuje wszystko co napisałeś i chyba dochodzę do odpowiednich wniosków lub tak mi sie wydaje.

Na pewno nie rozumiem do końca tej detekcji zera przez układ, gdybyś mógł mi to w krótkich słowach wytłumaczyć byłbym wdzięczny.

Schemat wyszedł niechlujny co wynika z mojej niewielkiej jeszcze wiedzy oraz pośpiechu. , a cały układ mnie zaczyna przerastać? Niestety nie ma zmiłuj się i musze to opanować. Wieczorem wrzucę poprawiony schemat , mam nadzieję że lista znacznie się skróci. Większość uwag już skorygowałem , nad tą detekcją mocno się tylko głowię. Diody zmieniam na np.RL207. Moduł wraz z konwerterem posiada podciąg I2C w postaci oporników. Czujnik to raczej "ozdoba" , ewentualnymi problemami z nim zajmę się pózniej. Wiczorem wrzucę schemat gdy go poprawię, niestety program mam na innym kompie. 

[marek1707]

Jeśli ten układ wzorujesz na kicie AVT (sam o tym wspomniałeś), to nie rozumiem dlaczego nie skorzystasz z tamtego schematu. Przecież to najprostsze. Między prostownikiem a dodatkową diodą masz tam podłączony dzielnik rezystorowy R1/R2 z dodatkową diodą D2. Sygnał z tego ("ZERO") jest wyciągnięty do pinu procesora. Zrób tak samo tym bardziej, że diodę za mostkiem już wstawiłeś więc zamiar miałeś niezły - po coś ona przecież jest, nieprawdaż? Na schemacie AVT jest to D1 - tę już masz, pozostaje zatem dorysować tylko R1, R2 i D2:

 

[Dawidk2020]

Naniosłem poprawki. Co o tym sądzisz?Najbardziej zastanawia mnie ta linia detekcji zera czy jest prawidłowa.

[marek1707]

Nie wiem co powiedzieć. Robisz tak kardynalne błędy, że zaczynam podejrzewać, że naprawdę masz kłopoty z podstawami elektroniki. Rozumiem ambicję, potrzebę zrobienia czegoś bo przecież wszyscy na YT coś robią i im działa. Jednak zwykle stoi za tym jakaś wiedza, której Tobie brakuje. Jeśli nie rozumiesz działania układu który rysujesz, to tak jakbyś plótł głupoty w obcym, nieznanym języku. Nie dziw się potem, że Cię tubylcy w ciemnym kącie dopadną i zatłuką bo obaziłeś ich kobiety. Jak sobie wyobrażasz uruchamianie tego układu w przypadku najprostszego błędu montażowego czy uszkodzonego elementu?

Dobra, musiałem to napisać, a teraz do rzeczy:

1. C5 miałeś dać na wyjście stabilizatora, ale dokładnie tak jak pozostałe kondensatory: między plus a masę a nie szeregowo. Jak sobie wyobrażasz zasilanie układu przez element, który prądu stałego nie przepuszcza???
2. Diody D3/D4 - trochę przesadziłeś, ale jeśli takie masz to spoko. Wystarczyłyby małe i popularne 1N4007 na 1A.
3. Układ wykrywania zera kompletnie spaprałeś. Rozumiem, że masz kłopoty z ogarnięciem dużego schematu, ale przerysowanie z jednego obrazka na drugi także stanowi jakiś problem? Zanim wrzucisz kolejny na Forum zabaw się w "Znajdź różnice", przecież nie będę Ci tu pokazywał palcem co jest inaczej.

Napisz jeszcze tylko jak masz zamiar - gdy już schemat będzie poprawny - zrealizować swój plan? Jak to zmontujesz? Na jakiejś płytce próbnej, na uniwersalnej, na pająku czy będziesz projektował i wytrawiał ścieżki? Tak z ciekawości pytam, bo układ ma miejsca niebezpieczne, pomierzyć kilka rzeczy byłoby warto a dotychczasowy przebieg akcji nie rokuje za dobrze. Nie myślałeś o jakiejś wprawce? Może jakiś kurs Forbota? Tam wiele podstawowych rzeczy się wyjaśnia. Na początku pisałeś "Praktycznie zamysł projektu gotowy.." a ja mam wrażenie, jakbyś próbował dostać się do pracy w gazecie nie umiejąc pisać. Może przez chwilę tak się da, ale prędzej czy później ktoś to odkryje, nie nadrobisz tego w jedno popołudnie i będzie wtopa..

[Dawidk2020]

Dziękuję bardzo za uwagi jednak zdaję sobie sprawę  braku wiedzy w temacie elektroniki. Układ zmontuję na pcb wydrukowanym na wzór AVT część odpowiedzialna za detekcję zera na plytce  uniwersalnej. Dziękuję za pomoc.

[marek1707]

Mówisz o samej części tyrystorowej, tak? A może da się kupić ten kit w postaci gołych płytek? Dlaczego chcesz to w ogóle robić na Arduino i mieszać jedno z drugim? Przecież tam też jest procesor i LCD, a program i tak musisz od zera sam napisać, to dlaczego nie na tamten gotowy hardware?

No i czekamy na poprawiony schemat.

[Dawidk2020]

To jest temat pracy do szkoły, stąd to zamieszanie. Widocznie nazbyt ambitny na chwilę obecną. Wrzucam kolejny schemat z cyklu znajdz różnice. Jeżeli jeszcze Ci się chce to wypowiedz się.

 

Edytowano Grudzień 8, 2020 przez Dawidk2020
Błędny schemat

[marek1707]

Proszę bardzo: sam znajdź różnice.

BTW: A dlaczego jako "praca do szkoły" nie może być montaż i uruchomienie kitu? To i tak całkiem sporo i pracy i wiedzy. A gdybyś jeszcze kupił gołe płytki i sam napisał program, to naprawdę byłoby coś. Przecież mając takie kłopoty ze schematem nikomu nie ściemnisz, że sam to wymyśliłeś więc po co ta szopka?

 

_Podpowiedź: Obwód detektora powinien wyglądać tak: z wyjścia prostownika (czyli z plusa 8V) idziesz do opornika, od tego opornika do drugiego opornika a dopiero ten podpinasz do GND - tworzysz połączenie szeregowe dwóch elementów. Środek tego dzielnika puszczasz do procesora a diodę z tego samego miejsca do +5V, ona zabezpiecza wejście atmegi. To co zrobiłeś teraz, to wpuściłeś wysokie napięcie sprzed stabilizatora wprost przez diodę na pin procka i go spaliłeś. Brawo. A po co odwracałeś stabilizator? To było OK a poza tym tego rodzaju obwody rysuje się zwykle masą do dołu. Miałeś tylko trochę inaczej podłączyć dwa oporniki, reszta była OK. Teraz kaszana tylko się powiększyła. Wyjdź jeszcze raz od poprzedniego schematu, wywal R3, R4 i diodę i tylko te trzy elementy podłącz jeszcze raz, jak na fragmencie kitu. Paluszkiem po liniach.