Minisumo - Płyta główna + Czujniki + Mostek H + Sprawdzenie schematu

[piotreks-89]

Witam!

Buduję robota Minisumo, którego płyta główna będzie opierała się na mikrokontrolerze Atmega16A-AU. Jako czujniki chciałem zastosować SFH5110-36 + diody IR LD271. Tu napotkałem pierwszy problem. Czytałem jak KONAR to robi, ale jakoś tego nie rozumiem. Chciałbym wysyłać z Timera OC2 wprowadzonego w tryb CTC sygnał oddzielnie do każdej z diod. Tylko jak? Diodek jest aż 5 sztuk. Myślałem nad rejestrami przesuwanymi, ale nigdy się nimi nie bawiłem (czytałem na elektrodzie o gościu, który zrealizował na Arduino 768 kanałów PWM na rejestrach przesuwanych).

Kolejny problem jaki napotkałem to mostek H. Mój robot będzie napędzany 4 silnikami bardzo podobnymi do Pololu 30:1 HP (moment mniejszy o 0.12kg*cm2). Prąd szczytowy może wynosić aż 6,4A! Tutaj prośba do was drodzy forumowicze: Moglibyście podesłać jakieś rozwiązanie? Wiem, że mógłbym sam pomyśleć, ale ja nie mam kompletnego pojęcia o tranzystorach MOSFET. Czytałem wszystkie artykuły na naszym forum o tym, lecz dalej tego nie pojmuję Szukałem gotowych rozwiązań, ale także nie do końca mi odpowiadały. Wiem tyle, że do takich mostków potrzebne są tranzystory o jak najmniejszym parametrze Rds. Robot ma być zasilany z akusa Li-Pol 7,4V ~800-2200mAh. Nie chcę stosować gotowych mostków tylko zrealizowany na tranzystorach MOSFET (najlepiej tych w obudowach TO-252 z oferty firmy Vishay) ewentualnie bipolarnych. Na dodatek fajnie by było mieć PWM do sterowania tym mostkiem. Wystarczy mostek 2 kanałowy - 1 kanał na 2 silniki (pobór prądu max. 3,2A na kanał).

A oto i schemat:

Wszystkim z góry dziękuję!

[niciki]

W trybie CTC timera 2 (czyli Clear Timer on Compare Match [WGM21:0 = 2]) dodaj dodatkowo przerwanie na zdarzenie zrównania wartości Timera2 z OCR2 (czyli Timer/Counter2 Compare Match).

Ustaw jakiś licznik, który zlicza do pięciu w tym przerwaniu i switch-case do interpretacji tej wartości, by wysterować konkretna diodę.

Co do mostka H i mosfetów, to proponuje układ jak ponizej:

ster1 i ster2 to sygnały z uK

UWAGA!

Powyższy schemat jest niesprawdzony i jest błędny (uwagi Xweldoga poniżej) i proszę go nie stosować!

Kompendium wiedzy na temat mostków H znajduje się tutaj.

[Xweldog]

Niciki, ten schemat jest błędny. 100k przy MOS-ach P powinny iść do +Uz a nie do masy. Jeżeli zrobi się tak jak w schemacie, to przez te R oba MOS-y P będą wysterowane na full a wyłączenie ich będzie możliwe tylko w przypadku gdy Uz mostka ≤ Uz sterowania. A praktycznie zawsze jest odwrotnie.

Prócz ograniczeń z Uz mostki o takiej topologii wymagają strowania aż 4-rem kanałami.

[niciki]

będą wysterowane na full a wyłączenie ich będzie możliwe tylko w przypadku gdy Uz mostka ≤ Uz sterowania

Nie wiedziałem, że takie wysterowanie ma podtrzymanie, to ciekawe - sprawdzę to. Całkiem możliwe, że coś przeoczyłem - o mosach uczyłem się dość dawno, a sam od tego czasu nic z nimi nie projektowałem.

mostki o takiej topologii wymagają strowania aż 4-rem kanałami

?Jak czterema? Tam na schemacie jest ster1 i ster2 tylko. Załączasz dwa tranzystory jednym sygnałem, albo drugim.

[piotreks-89]

niciki wielkie dzięki za schemat mostka Poprawie go i przerysuje do Eagla i będzie git. Co do tranzystorów co myślicie o: SUD45P03-09, SUD50P06-15, IRFR9024, IRFU9024, SiHFR9024, SiHFU9024?

Kolejne pytanie do niciki nie za bardzo rozumiem jak mam sterować tymi diodami. Mógłbyś mi to na szybko jakoś rozrysować? W sensie co do czego podłączyć. Myślałem nad podłączeniem tranzystora PNP do zasilania, baza do PWM mikrokontrolera, a kolektor by sterował wszystkimi diodami. Załączane by były poprzez tranzystory NPN (emiter - masa, baza - uC, kolektor - dioda). Przez takie połączenie mógłbym sterować każdą oddzielnie i dawać na nią tryb CTC. Co wy na to?

Co do mostka to myślałem nad podłączeniem tylko jednego PWM - jazdy do przodu. Reszta wejść mostka byłbaby podłączone do normalnych pinów uC. Wydaje mi się, że tak można. Wtedy do wysterowania całego mostka potrzebowałbym jednego portu z dwoma kanałami PWM (OC1A, OC1B). Dobrze myślę?

[ Dodano: 31-08-2011, 09:34 ]

niciki czyli ster 1 łącze z ster 1, a ster 2 z ster 2, tak?

[niciki]

Co do mostka to się wstrzymaj, niech koledzy go sprawdzą i ewentualnie poprawią (nie jestem specjalistą w tym zakresie).

Co do sterowania diodami to napiszę dzisiaj wieczorem (po pracy).

[piotreks-89]

niciki ok, czekam

[Xweldog]

Niciki, teraz zauważyłem że wszystkie MOS-y są "chanel P". To jeszcze gorzej. "Górne" są w stanie przewodzenia na full przez 100k ( silnik ma przez nie zawrte oba końce ). By je / lub któregoś z nich wyłączyć trzeba podać na bramki co najmniej Vcc.

Ale, by wysterować "dolne", trzeba im na bramki podać potencjał ujmeny względem masy. Skąd go weźmiesz ?

Pomijając ten ujemny potencjał, by nie było krótkiego zwarcia Uz warunkiem koniecznym jest niedopuszczanie do przewodzenia w tym samym czasie MOS-ów znajdujących się "nad" i "pod" sobą. Może to jednak Ty to przemyśl i podaj prawidłowy schemat bo na tym nie ma sensu analiza koniecznych stanów na wejściach.

Piotreks-89, najpierw musisz się zdecydować, czy potrzebujesz mostka z hamowaniem czy bez. Bo od tego zależy ilość koniecznych wejść.

[piotreks-89]

Xweldog niestety muszę mieć mostek z hamowaniem. Chyba, że da się jechać do tyłu nie hamując

[Xweldog]

Dlaczego "niestety?" To żaden problem. Jestem teraz w pracy i nie bardzo mam jak teraz odpowiadać, poczytaj art. o mostkach H.

[piotreks-89]

Xweldog już czytałem Jakbym to wszystko ogarniał to bym się nie zgłaszał do osób doświadczonych. Poszukałem twoich postów i jestem pod wrażeniem twojej wiedzy odnośnie mostków H na tranzystorach. Spróbuję jeszcze raz przejrzeć te artykuły, może za tym trzecim razem się uda coś samemu wykombinować

[Xweldog]

Z jednej strony, nie powinno się polecać komuś niesprawdzonych schematów ale z drugiej, to jest Forum na którym można wyjaśniać błędy, poprawiać co jest b.pomocne przy samodzielnym opracowywaniu własnych układów.

Ale teraz nie wiem na jakim jesteśmy etapie. Czy Piotreks-89 czeka na gotowca ode mnie czy Niciki przemyśli i poprawi swój.

[niciki]

Dziękuję Xweldog za uwagi co do schematu. Dodałem info w poście ze schematem o tym, że jest błędny z linkiem do kompendium wiedzy na temat mostków H.

Teraz polecam sobie, jak i piotreks-89 przestudiowanie tematu mostków H. Ja dodatkowo zrobię powtórkę z tranzystora MOSFET

Dzięki!

[Barto]

Jakim prądem chcesz sterować ledy? Wbrew pozorom podpinanie wszystkiego pod jeden stabilizator może nie być szczęśliwym rozwiązaniem . Co by jeszcze uprościć płytkę, możesz zlikwidować pull-upy przy odbiornikach i załączyć wewnętrzne w uk. Skoro już o nich- masz pomysł jak przetwarzać przychodzące z niego impulsy? Co do samego sterowania z dwoma typami tranzystorów to pomysł dobry.

[piotreks-89]

Moje IR Led-y mogą być chwilowo sterowane prądem nawet 3A, ale ja będę z nich ciągnął ~100mA. Tylko, że mój problem jest taki, że nie wiem jak sterowac tym prądem. Wydaje mi się, że tranzystor ten generujący sygnał PWM musi być za to odpowiedzialny (PNP). Odnośnie stabilizatora: Czemu? Z tego co wiem ma on wydajność ~1A. Silniki przecież będą zasilane wprost z akusa (oczywiście napięcie będzie w miarę dobrze odfiltrowane - dodam jeszcze jeden kondensator ~3300µF podpięty pod akusa. Jeśli chodzi o upraszczanie płytki to wydaje mi się, że to nie jest jakoś bardzo potrzebne. Tak czy siak w THT będzie tylko to so musi byc - diody IR, odbiorniki, stabilizator, kondensatory przy odbiornikach, kondensatory filtrujące >100nF.

Odnośnie mostka - narysowałem schemat

Co o nim myślicie?