Skocz do zawartości

Filtrowanie zasilania stabilizatorów - filtr RC dolnoprzepustowy


Pomocna odpowiedź

Wprowadzenie: wspólnie w kilka osób robimy projekt robota. Będzie sterował czterema silnikami BLDC. Napięcie Li-pola zasilającego - 14.8V (4S).

Elementy:

Li-pol -> bezpiecznik 1A -> filtr RC -> L7805 (z kondensatorami) -> LM1117-3.3 (z kondensatorami) -> uC

Generalnie to jest ok wszystko. Pytanie dotyczy tego filtra RC.

Został zaprojektowany na 8Hz (żeby pozbyć się wszystkiego co może pochodzić od silników).

Składa się z 2x szeregowo 0.33 oma 5W oraz za nimi 3x 10000uF/35V .

Odcina wszystko co powyżej 8Hz...

Pytanie: jakie widzicie wady i zalety zastosowania takiego filtra?

Link to post
Share on other sites

Opornik to jego główna wada. Taki filtr powinien być obwodem LC, a nie RC. Kiedyś w jakimś silniczku, sprzed lat spotkałem się nawet z fabrycznie zabudowanym filtrem w postaci dławików, na jego obudowie.

Link to post
Share on other sites

Zdecydowanie uzyj LC - po pierwsze są mniejsze straty, po drugie (z racji rezystancji cewki) powyżej pewnej częstotliwości będziesz miał 2x lepsze tłumienie.

Link to post
Share on other sites

Dodatkowo w tym łańcuchu, który podałeś nie podoba mi się 7805 😋 przy 500mA będą na nim straty rzędu 5W, co go szybko usmaży, lepiej dać w jego miejsce jakąkolwiek przetwornicę na 5V, a potem stabi na 3v3 (jeśli tak bardzo zależy wam na tym, żeby ostatnie ogniwo było stabilizatorem).

Link to post
Share on other sites
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

Co do 7805, to ma być przylutowany do metalowego podwozia robota... Podobno ma wystarczyć🙂.

Myślicie o RLC czy samym LC?

Stosował ktoś z Was coś takiego u siebie?

Jak myślicie, czy tej wielkości kondensatory po naładowaniu nie będą "podtrzymywały" logiki mimo odcięcia zasilania?

Link to post
Share on other sites

Ech, cały pomysł z tym absurdalnym filtrem wziął się (chyba) z niezrozumienia działania stabilizatorów. Jak myślisz Stonka, jak szybko może zmieniać się napięcie na wejściu stabilizatora, żeby na wyjściu było jeszcze OK? Czy rzeczywiście poczciwy 7805 jest tak wolny, że nie poradzi sobie z zakłóceniami w paśmie 8Hz? Przecież to by znaczyło, że zwykłe podłączenie baterii do wejścia spowoduje dokładnie taki sam skok napięcia na wyjściu i dopiero później powolny spadek do oczekiwanych 5V. A przecież tak nie jest, prawda? Jeden rzut oka do danych katalogowych (wykres Ripple Rejection) i już wiesz. Nawet taki staruszek ma tłumienie zmian napięcia wejściowego na poziomie 80dB (10 tysięcy razy!) w paśmie do kilkuset Hz i utrzymuje 50dB (ponad 300 razy) do 100kHz. Nie musisz wstawiać tak gigantycznych kondensatorów. Po pierwsze dobrze poprowadź linie zasilania i masę. Niech procesor i część cyfrowa "nie widzi" masy silników. Niech łączą się one gdzieś przy złączu akumulatora. Po drugie, korzystając z charakterystyk stabilizatorów musisz tylko stłumić częstotliwości powyżej dziesiątek kHz a to jest znacznie łatwiejsze. Kondensatory ceramiczne 100nF (przy driverach silników obowiązkowo) plus zwykłe elektrolity 100uF załatwią sprawę. Rezystancje ścieżek wystarczą a jeśli bardzo chcesz dmuchać na zimne, daj szeregowo z wejściem 7805 rezystor kilka omów (plus oczywiście za nim 10-100uF). Pomoże to także zmniejszyć straty mocy w stabilizatorze. Nie jest dobrym pomysłem wywalanie energii w ciepło a potem walka z tym za pomocą potężnego radiatora. Układy tego nie lubią. Masz duże gradienty temperatur i pewnie ze 100 stopni na samym krzemie. To jest słaby punkt tego pomysłu i kiedyś wyjdzie Ci bokiem. Zrób/kup przetwornicę. Są gotowe moduły, niewiele większe od 7805 a pracujące ze sprawnością 80-95% zamiast marnych 30, jakie uzyskasz przy stablizacji liniowej. Wystarczy poszukać. Po trzecie masz dwa stabilizatory szeregowo. To daje niemierzalne w warunkach amatorskich tłumienie we/wy jakichś milionów razy. Toż większe zakłócenia będziesz miał od spadków na masie i przesłuchach przez pojemności pasożytnicze niż przez system zasilania. Po czwarte wreszcie czy ten Twój procesor jest z cukru? Jakich oczekujesz zakłóceń na jego zasilaniu? Przecież 50mV to dobry standart a to wymaga tłumienia stabilizatora na poziomie 35dB. Takie coś to zapewni Ci tranzystor z diodą Zenera.. Nawet jeśli planujesz jakąś część analogową (kondycjonowanie sygnałów z czyujników, pomiary itp) to i tak ten fragment zasilania zrobisz osobno, prawda? Abo weźmiesz 5V i drugi równoległy stabilizator 3.3V albo "cyfrowe" 3.3V odfiltrujesz i zapodasz na czuły układ. To już zależy od poborów mocy i szczegółowych wymagań ale na pewno nam opowiesz co zdecydowałeś 🙂

Acha, i jeszcze jedno. Czy zastanawiałeś się jaki prąd (i jaka w sumie energia) popłynie przed ten biedny bezpiecznik 1A po podłączeniu 14V LiPola do rozładowanej baterii kondensatorów 30mF? Moim zdaniem w multimetrze 20A spokojnie skończy się skala. To samo w sobie groźne jeszcze nie jest, bo ważny jest też czas (iloczyn, czyli.. energia) a tutaj, na naładowanie Twojego kondzioła niestety będzie potrzeba dużo czasu 🙁

  • Pomogłeś! 1
Link to post
Share on other sites

marek1707, chyba nie do końca zrozumiałeś mój problem:). Jak wspomniałem, jest to projekt realizowany w kilka osób. I ja jestem odpowiedzialny za większość elektroniki i softu na robocie, ale zasilanie należy do kogo innego. I to co przedstawiłem, to jest pomysł kolegi, co do którego (tego pomysłu) mam dość niechętne nastawienie, ale brakowało mi rzeczowych i konkretnych argumentów. Dlatego zapytałem co myślicie, żeby mieć większe pojęcie i trochę konkretów od ludzi, którzy się bardziej na tym znają. Szukałem też potwierdzenia moich obaw - wszystkie te wymagania zostały spełnione. Jeśli widzicie jeszcze jakieś przeciw (ew. za?), to z chęcią wysłucham.

W każdym razie, marek1707, dzięki za pomoc;-).

Link to post
Share on other sites

Nic o sposobie podziału pracy nie pisałeś. Ty opisałeś problem, więc Tobie odpowiadam. W każdym razie cieszę się, że jakoś Ci to pomoże.

Gdybym miał szukać jakiegoś "za", to.. obniżenie środka ciężkości. Nisko położona, duża bateria nawet niepodłączonych kondensatorów może znacznie poprawić stabilność konstrukcji. No i może jeszcze.. przedłużenie pracy systemu po wypadnięciu akumulatora. Czasem w pierwszych testach się zdarza 🙂

A tak na poważnie to czy w przyszłości (ale zanim zaczniecie rysować płytki i kupować elementy) mogę liczyć na pełny schemat? Jeśli nie jest to praca czysto komercyjna to może warto pogadać w większym gronie?

Link to post
Share on other sites

Hm, jest to moja magisterka, więc na forum pewnie nie będę tego umieszczał (muszę się jeszcze upewnić, może opiekun nie będzie miał nic przeciwko), ale z chęcią bym się z kimś skonsultował... Co do schematu, mam jeszcze wątpliwości jak go zrobić - rozdarcie między małą płytką (właściwie wtedy kilkoma modułami) w darmowym eaglu a rozkminianie KiCada... Co byście radzili?🙂

Link to post
Share on other sites
Hm, jest to moja magisterka, więc na forum pewnie nie będę tego umieszczał (muszę się jeszcze upewnić, może opiekun nie będzie miał nic przeciwko),

Bodajze po 6 miesiacach uzyskujecie pełne prawa autorskie o ile uczelnia wcześniej się nie zgłosi. Ale pamiętaj, że nie jesteś jedynym autorem.

Co do schematu, mam jeszcze wątpliwości jak go zrobić - rozdarcie między małą płytką (właściwie wtedy kilkoma modułami) w darmowym eaglu a rozkminianie KiCada... Co byście radzili?🙂

Popytaj na uczelni czy nie ma możliwości użycia Altium Designera z licencją. Są też inne sposoby, które przy tych wszystkich Matlabach i innych drogich programach, które biedny student musi sobie instalować, nie wyglądają tak źle. KiCad to "zuo", strasznie paskudny i niewygodny program. Nie wiem jakie ograniczenia ma Design Spark. Możesz też używać zwykłego Protela, ale góra przez 30 dni (co pewnie nei starczy).

PS:

jeśli chodzi o filtry: spotkałem sie z absurdalnym pomysłem dodawania filtra RC na AVcc (na niską częstotliwość) - niestety ale pobór prądu przez części analogowe różnych układów są na tyle spore (mimo iż niewielkie), że wahania napięcia będą większe niż gdyby nie dawać żadnego filtra. Za to LC jest znacznie lepsze: dla niskich częstotliwości spaki są niskie, a dla wyższych filtruje i L i R cewki.

Link to post
Share on other sites

OldSkull, mógłbym robić w Altiumie... W sumie czemu nie, mogę się nauczyć czegoś nowego:P (mamy na uczelni taką możliwość) Co do mojej magisterki, to ja jestem jedynym autorem - ja robię elektronikę i sterowanie:). A projekt jest ciekawy... Będą silniki BLDC i koła omnikierunkowe...:>

Dlatego pokombinuję i może uda mi się zrobić coś w formie workloga albo chociaż co jakiś czas będę zakładał temat w celu podpytania o Wasze zdanie na dane tematy:). W każdym razie ta mini dyskusja tutaj mnie do tego zachęciła.

Link to post
Share on other sites
W sumie czemu nie, mogę się nauczyć czegoś nowego:P

Korzystaj, bo to ostatnia okazja, żeby się nauczyć w krótkim czasie czegoś co ty chcesz, a nie ktoś akurat od Ciebie wymaga.

BLDC+koła wielokierunkowe to brzmi jak szalony robot wyścigowy 😃

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!

Anonim
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...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.