Sterowane źródło prądowe.

[SevekJTCNW]

Cześć wszystkim, problem jest następujący. Chciałbym móc sterować natężeniem oraz kierunkiem prądu (DC) przepływającego przez cewkę. Aby uzyskać odpowiednie pole magnetyczne potrzebuje podać na nią 4A, ale najlepiej by było jakbym miał możliwość regulacji natężenia prądu w zakresie 0-4A, w jakiś sposób z arduino. Zbudowałem w Simulinku układ ze źródłem prądowym oraz mostkiem H (aktualnie na switchach, docelowo na mosfetach) do zmiany kierunku przepływu prądu. Chciałbym się poradzić w jaki sposób dobrać elementy, aby układ działał poprawnie oraz, żeby były one w miarę łatwe do zakupu w przystępnych cenach. Nie jestem pewien czy wzmacniacz operacyjny będzie działał przy tak niskim napięciu podawanym na jego +. Zasilanie głównej linii z zasilacza laboratoryjnego, a sterowanie z arduino. Zaznaczam, że nie jestem elektronikiem, także proszę o wyrozumiałość i z góry bardzo dziękuję za wszystkie sugestie. 

Pozdrawiam

Seweryn

 

Edytowano Kwiecień 16, 2024 przez SevekJTCNW

[fribble3]

Wzmacniacz operacyjny w przedstawionym układzie będzie pracował przy niskim napięciu podawanym na jego wejście +. Dla prądu 0-4A będzie to w granicach 0-0,4V. Regulację prądu otrzymasz zmieniając R2 na potencjometr, regulując tym samym napięcie podawane na wejście nieodwracające.

Jeżeli pod pojęciem cewki, zmianą kierunku prądu, wykorzystanie Arduino masz na myśli sterowaniem silnikiem to lepszym rozwiązaniem będzie sterowanie mosfetem poprzez PWM z mikrokontrolera niż źródło prądowe.

[SevekJTCNW]

@fribble3 W moim przypadku nie jest to silnik DC, tylko faktycznie cewka, a w zasadzie to 18 niezależnych cewek nawiniętych obok siebie na "tubę" z druku 3D. Aby uzyskać satysfakcjonujące pole magnetyczne, przez cewkę musi przepływać wymuszony prąd stały o natężeniu 4A, niewynikający typowo z prawa Ohma. Chciałbym zasilać i wyłączać cewki po kolei z niewielką częstotliwością, a następnie zmieniać kierunek i proces powtarzać, aby uzyskać falujące pole magnetyczne, które będzie płynnie przechodzić w jednym kierunku, a następnie się cofać. W jednej chwili będą zasilone max 3-4 cewki. Sterowanie kierunkiem prądu za pomocą mostka H z Arduino nie jest żadnym problemem, ale chciałbym również mieć możliwość sterowania natężeniem, jak najprościej zrobić to właśnie z Arduino? 

[jand]

2 godziny temu, SevekJTCNW napisał:

jak najprościej zrobić to właśnie z Arduino? 

Najprościej to zastosować PWM, podobnie jak to się robi, by regulować obroty silnika. Ponieważ wartość prądu ma się zmieniać powoli, dlatego nawet niezbyt wielka częstotliwość PWM powinna dać w miarę gładki przebieg prądu w cewce, dodatkowo wygładzony przez jej indukcyjność.

Jeśli jednak koniecznie chcesz używać źródła prądowego, możesz zacząć od układu z pierwszego wpisu. Na wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego podajesz sygnał z przetwornika cyfrowo-analogowego. Niestety, podstawowe Arduino (UNO) nie posiada na pokładzie takiego przetwornika. Trzeba użyć zewnętrznego przetwornika - np. coś takiego .

Jeśli chcesz każdą z 18 cewek sterować oddzielnie to sprawy się komplikują - musisz mieć 18 przetworników i będą kłopoty z podłączeniem takiej ilości przetworników DC. Zresztą z uzyskaniem 18 sygnałów PWM też nie będzie łatwo, pewnie trzeba zastosować ekspandery, zaś aby rozmnożyć wyjścia analogowe używa się demultipleksery, ale te najpopularniejsze nie zapamiętują napięcia na nieaktywnym wyjściu. Czyli same kłopoty.

W sumie prosta sprawa komplikuje się przez dużą ilość cewek.

No i pomijając to wszystko wersja ze źródłem prądowym jest nieefektywna energetycznie.