Mostek H - proszę o sprawdzenie schematu

[jarosz9000]

Witam.

Chciałem się zapytać kogoś bardziej doświadczonego czy to co stworzyłem ma prawo działać popranie.

Dodam może jeszcze jakiś opis:

WE1.3 i WE2.3 mają zawiesić działanie mostka / stop.

reszta wejść jest od sterowania.

wszystkie diody to shottky.

Przede wszystkim jestem ciekaw czy "logika" i zabezpieczenia są poprawnie podłączone, ponieważ sam mostek wziąłem z internetu.

Pozdrawiam.

__________

Komentarz dodany przez: Sabre

[marek1707]

Musisz inaczej rozwiązać wzajemne blokowanie się wyjść. Teraz diody Z1.5 i Z1.6 powodują, że co prawda blokują "przeciwległe" wyjście poprzez wysterowanie bazy tego drugiego tranzystora, ale jednocześnie obniżają napięcie na kolektorze "swojego" do ok. 1V a to za mało by poprawnie wysterować jakikolwiek MOSFET mocy.

Czy układ ma z założenia pracować z PWM czy tylko z rzadka zmieniać stan (on-off) i kierunek (lewo-prawo) pracy silnika?

Mając trzy wejścia na kanał i chcąc dekodować dwa wyróżnione stany z 8 możliwych możesz spokojnie użyć dekodera np. 4028. Wejścia D nie używasz i podłączasz do masy, pozostałe trzy wejścia CBA sterujesz z transoptorów a na odpowiednich dwóch wyjściach masz jedynki tylko wówczas gdy wejścia mają dokładnie określoną, 3-bitową kombinację.

[jarosz9000]

Dzięki za trafną diagnozę.

A jak bym spróbował tak:

Sposób z dekoderem wydaje mi się bardziej skomplikowany.

[marek1707]

Proponuję byś rysował i wrzucał kolejne schematy z większym zastanowieniem. Przemyśl jeszcze raz działanie układu, w szczególności okolic połączonych ze sobą bramek XOR.

Nie dostałem odpowiedzi na pytanie o tryb pracy układu - PWM czy statyczne on-off silnika? Od tego także zależy ocena poprawności Twoich pomysłów. To co pokazałeś obecnie (pomijając błędy logiczne) kompletnie nie nadaje się do rozwiązań dynamicznych z PWM.

Dekoder jest jedną prostą kostką kombinacyjną na którą wprowadzasz trzy sygnały a wyprowadzasz dwa bez zbędnych połączeń i ścieżek między dwoma typami bramek.

W sumie to zaczynasz tworzyć kolejny wątek o robieniu mostka na piechotę a widzę, że nie masz doświadczenia i wiedzy. Nie wiem czy warto dalej ciągnąć temat - było takich tutaj wiele. Jeżeli Twój silnik pobiera prąd w granicach 1-20A zrób to z gotowych scalaków. Jeśli więcej, użyj porządnego, gotowego drivera i mocnych MOSFETów. Dla bardzo małych prądów można pobawić się w jakieś rozwiązania zastępcze (bo nie jest to niebezpieczne i pieniędzy traci się mało), ale i tutaj istnieją tanie i scalone rozwiązania.

[Polecacz 101]

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

[jarosz9000]

PWM ma być statyczne, ON-OFF.

Błąd przy XOR polega na tym że mogą się zapętlić. O ile dobrze myślę.

Doświadczenia nie mam, ale chce je zdobyć. Według mnie najszybciej jest je zdobyć robiąc samemu, na piechotę wszystko co jest możliwe. Jeśli kupię gotowy sterownik skończy się to na zasadzie czarnej skrzynki, podłączam wejście, mam wyjście. Jestem zadowolony że działa. zajrzę co jest w środku ale nie wiele spamiętam. I oczywiście radochy i satysfakcji mniej. Bo kupić każdy może.

Ale masz racje, nie będę prowadził kolejnego tematu o tym samym. Zastosuje Twoje rozwiązanie. I z ciekawości przegrzebię jeszcze to co znajdę na forum.

Dzięki za zainteresowanie. 🙂

Pozdrawiam.

[marek1707]

Zaraz, nie zniechęcaj się. Większość pytań dotyczy tutaj raczej budowania całych robotów, gdzie mostek jest tylko jednym z wielu elementów. Wtedy nie ma sensu (szczególnie gdy np. termin zawodów się zbliża) poświęcać czasu na rozkminianie szczegółów działania sterownika silnika. Trzeba go mieć, podłączyć i przejść do kolejnego zadania. Jeżeli masz ochotę zbudować swój mostek w celach edukacyjnych, to OK. Możesz bawić się w bramki, tranzystory itp. To zajmuje dużo czasu, ale w głowie rzeczywiście zostaje nieporównywalnie więcej. Niestety współczynnik "econo" spada też prawie do zera: poświęcasz wiele godzin na układ do którego i tak zawsze będzie można się przyczepić. No ale taka jest cena nauki.

Przy prymitywnym sterowaniu "statycznym" - gdy nie planujesz szybkich przebiegów PWM i zmian stanów gałęzi mostka z częstotliwościami kHz - możesz odpuścić (jak chyba właśnie zrobiłeś) mocne sterowanie bramek. Dekodera lub jakiegokolwiek innego układu serii 4000 nigdy bym nie polecił do sterowania bramek MOSFETów. Scalaki tej rodziny mają znikomo małe wydajności prądowe (rzędu pojedynczych mA) co powoduje, że obciążenie ich pojemnością bramki (rzędu nF) skutkuje makabrycznie długimi czasami przełączania. MOSFET jako klucz ma dobrze, gdy pracuje w dwóch skrajnych stanach: kompletnego wyłączenia i pełnego włączenia. Wtedy albo nie płynie prąd drenu albo rezystancja otwartego kanału jest na tyle mała, że starty mocy są małe. Wszelkie stany pośrednie to duży iloczyn U*I i dużo ciepła generowanego w strukturze. Dlatego tak ważne są silne drivery bramek - by szybko przerzucać tranzystory z jednego stanu w drugi. Sterowanie bramki MOSFETa z dekodera (lub innej bramki CMOS) będzie powodowało krótkotrwały wzrost mocy do bardzo dużych wartości. Jeżeli będzie się to zdarzało rzadko, np. tylko w czasie załączania lub wyłączania silnika to OK, tranzystor to przeżyje i to tym lepiej im sam będzie większy a przełączane prądy mniejsze. Jeśli jednak będziesz chciał kiedyś użyć PWM i regulować prędkość obrotową, szpilki mocy powtarzane 5 tys. razy na sekundę zabiją Twoje klucze przez zwykłe termiczne uszkodzenie struktury krzemowej.

Dlaczego optoizolacja? Napisz jakie parametry tego mostka lub obciążenia (silnik?) planujesz, z czego będziesz to zasilał itd..

Jeśli planujesz dłuższą zabawę w elektronikę, proponuję poszukanie jakiegoś oscyloskopu. Bez tego narzędzia większość czasu poświęconego na uruchamianie nietrywialnych układów będzie zgadywaniem - co chwila widzę na tym Forum bezradnych ludzi kompletnie nie rozumiejących co dzieje się w ich zmontowanych urządzeniach. A na to, to już na prawdę szkoda czasu. Od pewnego czasu pojawiły się na rynku hobbystycznym zestawy do samodzielnego złożenia. W cenie 100-250zł można kupić oscyloskop cyfrowy w zupełności wystarczający do prac na mostkami, serwami, PWM-ami, UART-ami, I2C itp. Moim zdaniem to jedne z lepiej zainwestowanych pieniędzy (choć opisy tych urządzeń to czasem kompletny bełkot translatora chiński→angielski→polski). Oczywiście zaraz wyżej stoją "dorosłe" oscyloskopy cyfrowe zaczynające się gdzieś poniżej 1000zł - Gwiazdka się zbliża, może warto trochę odłożyć i pomóc sobie?

[marek1707]

"..prąd silnika przy starcie jest dużo większy niż podczas pracy"

A teraz taki eksperyment myślowy: masz w ręku odłączony i niepracujący silnik. Jaki prąd przez niego płynie? Oczywiście zerowy. A teraz podłączasz go do źródła napięcia i twierdzisz jak powyżej. Czy prąd od razu osiągnął dużą wartość? W czasie zerowym? Nie, bo to niemożliwe. Tak więc musiał być okres w którym prąd narastał od zera do maks. Ten czas w stosunku do czasu mechanicznego startu silnika jest bardzo krótki. I na tym czasie bazuje sterowanie PWM. W rzeczywistości dwa tranzystory które kluczują napięcie zasilania VCC zgodnie z przebiegiem PWM o wypełnieniu K (0-100%) stanowią nowe, regulowane źródło napięcia = K*VCC. I to źródło w przybliżeniu bezstratne. Regulując wypełnienie zmieniasz napięcie widziane przez silnik.

A filtracja prądu (prądu, nie napięcia, bo to prąd produkuje moment i to on jest ważny) odbywa się dzięki naturalnej indukcyjności uzwojeń silnika. Przy odpowiednio dużej częstotliwości PWM prąd zaczyna przypominać prąd stały o wartości średniej takiej jaką otrzymalibyśmy gdybyśmy podłączyli silnik do napięcia K*VCC. Nie potrzebujesz żadnej dodatkowej filtracji. Dopóki nie masz strat po drodze, taka regulacja zasilania silnika jest najlepszą z możliwych. A teraz Twoja w tym głowa by użyć na tyle dobrych tranzystorów by straty (na przewodzeniu i przełączaniu) rzeczywiście były małe.

------------------------------

EDIT: O, dziwne. Post kolegi wojtek050 na który odpowiedzią jest mój właśnie zniknął..

[krzysiek050]

Faktycznie, przeniosłem post bo tam miał trafić, a miałem otwarte zakładki i napisałem nie tam gdzie trzeba. Przepraszam za kłopot.

Właśnie z eksperymentu myślowego wyszło mi że prąd narasta w bardzo małym czasie. W końcu skoro tranzystor zdąży się przełączyć, prąd przez uzwojenie też idzie w podobnym lub szybszym czasie. Moim problemem jest brak oscyloskopu i brak możliwości dojścia do jakiegokolwiek. Na własny mnie nie stać. I tym sposobem mogę sobie tylko gdybać.

Przy odpowiednio dużej częstotliwości PWM prąd zaczyna przypominać prąd stały o wartości średniej takiej jaką otrzymalibyśmy gdybyśmy podłączyli silnik do napięcia K*VCC.

W artykule jest napisane że przy zbyt dużych częstotliwościach PWM, silnik traci siłę. Czyli jak to w końcu jest?

[marek1707]

"W końcu skoro tranzystor zdąży się przełączyć, prąd przez uzwojenie też idzie w podobnym lub szybszym czasie"

To nie jest prawda. Te czasy są zupełnie nieporównywalne. Po pierwsze tranzystor przełącza napięcie w punkcie wspólnym (czyli tam, gdzie jest połączony z drugim tranzystorem) w czasie np. 100 czy 500ns a to ma się nijak do prądu narastającego przez 100us (tysiąc razy dłużej, prawda?). Silnik to nie opornik i prąd w nim płynie z dużym opóźnieniem - jak to w indukcyjności. Eksperymenty myślowe działają gdy masz pewien zasób wiedzy o zjawiskach które rozpatrujesz. Jeśli nie masz w głowie modelu elektrycznego silnika, nie rozumiesz zjawisk zachodzących w przełączanym tranzystorze ani nie za bardzo umiesz zamodelować np. przebieg prądu w szeregowym układzie LR to eksperyment się nie uda. Musisz wziąć kalkulator, przypomnieć sobie wzory z fizyki, usiąść i policzyć. Innej drogi nie znam.

[krzysiek050]

Ok, dziękuję za wytłumaczenie, chociaż przyznam że nie wszystko rozumiem. W każdym razie wiem że mój tok rozumowania był błędny a ja muszę się jeszcze douczyć kilku rzeczy.

[Treker (Damian Szymański)]

chociaż przyznam że nie wszystko rozumiem.

To poczytaj, poszukaj i zadaj kolejne pytanie - z czasem opanujesz temat.