Skocz do zawartości
Xweldog

PWM, czyli jak to jest z ta czestotliwoscia?

Pomocna odpowiedź

Nie chciałbym stawać po czyjejkolwiek stronie, ale już wcześniej pisałem, że robiłem testy na silniku pololu 30:1 HP i po zmniejszeniu częstotliwości PWMa wzrósł sporo moment, przy wyższych częstotliwościach silnik ruszał dopiero przy PWMie powyżej 35 z 255, przy niższej częstotliwości silnik ruszał od 5 z 255.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Sabre ja też robiłem takie testy, co prawda na HL149 i wnioski były podobne. Jednak w tym temacie i w temacie Elvisa masz wytłumaczenie dlaczego tak jest. Po pierwsze wyższa częstotliwość wymaga lepszego układu sterującego, a po drugie te wykresy dla małej częstotliwości szybciej rosną przy małych wypełnieniach. Tak więc teoria Xweldoga co do "testu ręki" została potwierdzona. Jednak z przeprowadzonego doświadczenia i wniosków osób wypowiadających się w temacie wynika, że najniższy PWM przy którym silnik startuje wcale nie oznacza, że dla wyższych wypełnień też będzie lepiej działać.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

GAndaLF, ok, no to już mogę dodać, że przy tym samym wypełnieniu miałem rzeczywistą wyższą prędkość przy niższej f więc moment musiał być wyższy. Sęk w tym, że nie pamiętam jakie to były częstotliwości, ale na pewno pierwsza szła w dziesiątki kHz, druga poniżej 10kHz. Więc zgodnie z pomiarami jakie wykonał marek1707, nie powinienem odczuwać różnicy, a ona była niemała. Jest tylko jedno wytłumaczenie, że mój mostek mógł nie wyrabiać przy tej wyższej f, ale wtedy albo by się spalił, albo musiałby być ciągle co najmniej bardzo ciepły.

Nawet gdybym strzelił już całkowitą gafę (tak jak przypuszczam) i wyższa f była w okolicy 120kHz to zastosowany przeze mnie mostek powinien poradzić sobie bez problemu z tak wysoką częstotliwością, mostek to SI9986, wycinek z ds'a:

• 1.0 A H-Bridge

• 200 kHz Switching Rate

• Shoot-Through Limited

• TTL Compatible Inputs

• 3.8 to 13.2 V Operating Range

• Surface Mount Packaging

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

No faktycznie u mnie jest tak samo, z tym, że częstotliwość jaką uznałem za optymalną to około 150Hz, natomiast przy kilku kHz już był wyraźnie słabszy i startował przy wypełnieniu 50 i więcej procent. Mój mostek to zwykły L293 który ze względu na słabe parametry pewnie miał też swój wpływ na wyniki. Według datasheeta opóźnienie przy przełączaniu wynosi ponad 1us.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Taki mały problemik, w mej skrzynce przestały się pojawiać powiadomienia o następnych odpowiedziach. Poczytam uważnie, sam jeszcze raz zrobię próby in live i się odezwę.

__________

Komentarz dodany przez: Treker

To przez wydzielenie tego tematu, musisz go subskrybować ponownie 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Sabre, mogło to być spowodowane inną charakterystyką silnika, silniczki pololu HP są zdecydowanie mniejsze od modelarskich 400 (czy na czym to tam robił testy Marek) - zapewne mają mniejszą indukcyjność, oraz mniejszą bezwładność, co też mogło mieć jakiś wpływ. Sam również przeprowadzałem takie testy, w nuggecie i wnioski były podobne, z tym, że mogło to być spowodowane wspomnianą w opracowaniu eksperymentu nieliniowością przy sterowaniu PWM przy niższych częstotliwościach.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Już wszystko OK, i z powiadomieniami i z tym co twierdzę o małych f do PWM. Zanim przebadam znajdujące się luzem w mych zasobach pozostałe 2 silniczki i zmieszczę tabelę z wynikami, ułatwię sprawę oponentom. Ale przypominam, nigdy nie badałem i nie wypowiadałem się nt. liniowości regulacji tylko warunkom jakie trzeba stworzyć silniczkowi szczotkowemu by mu max spowolnić obroty zachowując w nim max moment obrotowy.

Układ nie powinien budzić zastrzeżeń: Ge z duty 20%, MOS-N 40N03, f od 100Hz, z drenu do +Uz 1N5822, dla wszystkich chcę zastosować to samo Uz 7,4V.

Pomocniczy wykaz słabych punktów dla oponentów:

1) nie znam DS silniczków ale "pod ręką" mam tylko takie. Jeden ze starego autka RC, drugi chyba z jakieś drukarki, trzeci z zachodnioniemieckiej wiertarki accu. Wszystkie mają ośki 2,3mm.

2) korzystam z zasilacza pokazującego Uwy / Ipobierane z tym, że amperomierz nie ma TRMS. A przy duty 20% I jest b.odkształcone więc jeszcze nie wiem, czy w tabeli umieszczę odczyty I.

3) ośki hamuję palcami. Jest mi wiadomym że to metoda b.niedokładna ale mi na prawdę wystarcza sprawdzenie, czy po zmianie f jestem w stanie w ten sposób spowolnić / zatrzymać silnik.

Zacząłem od pomierzenia indukcyjności ( w Waszych opisach tego nie zauważyłem ) i, przy stałym U 7,2V, ile jaki pobiera prądu "na luzie" i obciążony praktycznie do zahamowania. Wyniki

ect. wstawię do tabeli którą tu umieszczę ( dziś chyba nie zdążę ).

Zdążyłem dziś, zrezygnowałem z powtarzania robionych dawno temu testów na silniku od accuwkrętarki gdyż mi wystarczy, że wyniki powtórzyły się na dwóch silniczkach o znacznie innych indukcyjnościach: 1,16 i ok. 8mH. Ponadto wiadomo, że accuwiertarkach fabrycznie stosuje się ok. 200Hz. Mniejsze wartości prądu dla danej f są dla silników nieobciążonych a większe dla przyhamowywanych prawie do zatrzymania.

Jak widać, przy stałym duty 20% silniki miały w miarę użyteczny moment tylko przy ok. 100Hz. Wykres przypomina utworzony przez Marka1707 z tym, że On zastosował za słabe hamowanie. Też widać, że przy wzroście f szybko spadał prąd "biegu luzem" ale na moim, że jeszcze szybciej ten dający silnikom moc. Quasi-logarytmiczna skala przyjęta dla f na pewno zostawia wiele do życzenia nie mniej pozwala ocenić kwestię. 1,16mH kręcił się nawet przy 80kHz z tym, że od kilku praktycznie cały pobierany prąd przeznaczał na pokonanie własnych oporów. Nie miał w sobie żadnej praktycznej mocy, stawał przy dotknięciu palcem. 8mH sam stanął jak wryty przy... 250Hz.

Mimo sporych różnic między silnikami, w obu wykresach jest podobieństwo: w przedziale m/w 200Hz / 2kHz charakterystyka ma dolinę, jest najniższa. Przy dalszym zwiększaniu f trochę zwiększa się prąd "biegu luzem". 8mH, od ok. 40kHz odzyskał siły na tyle, że niemrawo bo niemrawo, ale znów ruszył. Przypuszczam, że ten dołek jest związany z nakładaniem się długości czasu podawanych impulsów z czasem styku szczotek do komutatora.

Także, nie wiem skąd, upierając się przy wyższych f, chcecie z silniczków wyciągnąć jakąś moc, skoro "na swe potrzeby" ( pokonanie tarcia ) pobierają np. 12mA a całkiem stają przy zaledwie kilku mA więcej. Owszem, można przy założeniu, że z silnika kilku W-atowego ktoś chce uzyskiwać ułamki W-ata. Nie wykluczam, że trochę inaczej będą się zachowywać silniczki o jeszcze mniejszych L ale jakoś nikt z badaczy nigdzie nie podał tego prostego info.

Nikomu nie zabraniam stosowania do PWM kilo / dziesiątek czy setek kHz. Jak ktoś woli zamiast jednego R między µC a bramką MOS-a, rozbudowywać układ o niezbędne do wyższych f drivery, jego wybór. By zmniejszać obroty nie musi schodzić z duty do 20, m/w to samo da 50% ( o pomijaniu w programie zbędnego wtedy odcinka duty w którym obciążony silnik i tak stoi, napisałem w bazowym art. Mostki H ).

Na temat f sporo tu napisano, jak ktoś chce lub dał się przekonać, niech wybierze sobie jaką mu odpowiada. Wybaczcie, ale mi skoda i nie mam czasu na dalsze dyskusje na ten temat. Tym bardziej, że na horyzoncie widzę następny kaczan. Podobno "nie ma" mostków z i bez hamowania. Dziś, kilka godzin straciłem na udowadnianie, że nie jestem wielbłądem ale z topologią mostków nie będę tego powtarzał, już tu daję odpowiedź. Tak, poddaję się, takich mostków "nie ma"....

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Panowie, w tej chwili się już zgubiłem i nie wiem co myśleć pierwsze doświadczenie utwierdziło mnie w tym co myślałem o tym od początku jednak teraz poprostu nie do konca rozumiem Xweldoga i w sumie to niewiem już kto ma rację. Nie nauczyli mnie w szkole niestety takiego czegoś dlatego prosiłbym dalej o konstruktywną dyskusję aby każdy z nas mógł się czegoś nauczyć 🙂

Pozdrawiam

Decado

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Jak mnie nie rozumiesz, to patrz na wykresy i je zinterpretuj. Nie tylko moje, analogie znajdziesz w innych.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Hmm, no dobra, bezsprzecznie moment silnika przy małym wypełnieniu jest większy dla małych częstotliwości. Alee 😋 z wykresów Marka wynika, że prędkość obrotowa bez obciążenia też jest większa, a przecież celem regulacji PWM jest właśnie zmniejszenie prędkości. Ciekawe byłoby porównanie momentów osiąganych przez silnik dla tej samej prędkości bez obciążenia, nawet jeśli wypełnienie byłoby różne.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Tu jest problem i następne argumenty dla oponentów. Nie znam ( nie mierzyłem ) jakie te silniki mają obroty na biegu luzem / obciążeniu do prawie zatrzymania tylko odpowiadające im prądy. Gdyż w prądzie jest zawarta moc / moment obrotowy. Przy 100Hz też tego nie znam ale silniczki na pewno zwalniały. Piszę "prawie" dlatego, że nawet gdybym chciał to tych silniczków nie udawało mi się całkiem zatrzymać palcami, mają za cienkie ośki.

Przy 100Hz, w pionowym odcinku od 180 do 320mA zawiera się zmiana obrotów silnika od spowolnionych do prawie zera.

Poprzednio zapomniałem coś dodać. W każdym silniku DC przepływ prądu jest przerywany w danym odcinku czasu stosownie do ilości wycinków komutatora ( dokładnie to szczotki przeważnie obejmują dwa wycinki: w jednym uzwojeniu prąd jeszcze nie nasycił rdzenia a już szczotki dotykają następnego i w nim rozpoczyna się przepływ, przerywają w pierwszym, dotykają trzeciego ect. ). To zależy od fizycznej konstrukcji i na generowane tu zakłócenia nie nie mamy wpływu. PWM o dużej f proporcjonalnie częściej przerywa silnikowi przepływ prądu niż przy niższej, generując w proporcjonalnie więcej zakłóceń. A na to, mamy wpływ.

Co do f do PWM, przerzuciłem DS najpopularniejszych mostków: 293 do 5kHz, 298 do 25kHz, VNH do 10kHz, TB6612 do 100kHz. Ten ostatni trochę psuje to zestawienie ale proste pytania ( retoryczne ): 293 był przez ostatnie kilkanaście lat chyba najpopularniejszym, załatwiał sprawę w większości urządzeń potrzebujących silniczków DC małej mocy. Gdyby max 5kHz było za mało, ktoś rozsądny zabierałby się za opracowanie / produkowanie tego IC ?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
293 do 5kHz, 298 do 25kHz, VNH do 10kHz, TB6612 do 100kHz

SI9986 do 200kHz...

Z jakiegoś powodu producenci scalonych mostków konstruują je tak, żeby mostki się nie paliły przy tak dużych f przełączania. Mnie na początku przygody z robotami irytował piszczący silnik i nie przejmując się czymkolwiek zmieniałem dzielnik PWMa na taki, przy którym piszczenie ustawało 😃.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Mój pierwszy komputer zrobiłem na procesorze 8080. Miał trzy różne napięcia zasilające i zegar 2MHz. Nie był to RISC jak AVR, więc wykonywał instrukcje w 4 do (chyba 18) taktów zegara. Jakby przeliczyć na MIPSy to miał średnią szybkość w granicach 0.25 MIPS (miliona instrukcji na sekundę). Głupia ATmega 16MHz ma średnio pewnie z 10 MIPS a w porywach 16.

Gdyby max 5kHz było za mało, ktoś rozsądny zabierałby się za opracowanie / produkowanie tego IC ?

Podejrzewam, że układy 293 i 8080 są równieśnikami a przynajmniej chodziły do tej samej szkoły..

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
Podejrzewam, że układy 293 i 8080 są równieśnikami a przynajmniej chodziły do tej samej szkoły..

Trochę historii (na marginesie tematu):

W 1986 roku produkowano SN754410, który w datasheet na pierwszej stronie ma wpisane:

Improved Functional Replacement for the SGS L293

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn754410.pdf

Czyli L293 ma więcej niż 26 lat, więc pewnie do tej samej szkoły chodziły 🙂

Oczywiście nie twierdzę, to że nie można go stosować, jedynie potwierdzam wywód marek1707.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...