Układ zasilania, dziwny przebieg prądu.

[dawid75_75]

Szanowni Forumowicze,
pracuję nad modułem zasilania do pojazdu. Podstawa to ogniwo litowo-jonowe 3.7V. Na wyjściu mam mieć 3.3V - dla logiki - oraz 5V na silniki; +/-12V mam do zasilania wzmacniacza operacyjnego OP07CP. Poniżej przedstawiam schemat ideowy.

Poziomy napięć zdają się być przyzwoite, ich widmo również - nie ma szpilek, nie tętni.

Moduł wyposażyłem w rezystor 0.1Ω celem podglądania przebiegu prądu na nim. Do rezystora jest podłączony OP07CP i wzmocnienie na nim jest równe 47.

Niepokoi mnie przebieg prądu. Gdy włączę zasilacz to jedynym znaczącym obciążeniem są diody LED sygnalizujące napięcie na wyjściach stabilizatora 3.3V oraz boost'a 5V. Tak wygląda przebieg na wyjściu OP07:

Nie chce mi się wierzyć żeby dioda z rezystorem pobierały prąd o takim kształcie, a szczególnie niepokoją mnie tak duże szpilki. Dodam, że sprawdzałem konfigurację wzmacniacza na płytce stykowej, ale przy zasilaniu z transformatora, prostownika i stabilizatora, wtedy na wyjściu był ładny gładki przebieg prądu.

Początkowo myślałem, że może coś idzie od przetwornicy boost 5V, ale jak przelutowałem układ i zostawiłem sam stabilizator 3.3V to na wyjściu OP07 miałem prawie to samo:

Obciążeniem był jedynie rezystor 1k i dioda LED.

Potem przelutowałem i zostawiłem tylko boost'a 5V, bo pomyślałem, że coś idzie ze stabilizatora 3.3V, ale przebieg prądu znowu wygląda prawie identycznie:

Obciążeniem był rezystor 2.2k i dioda LED.

Jak podłączę woltomierz na wyjściu wzmacniacza na zakresie 200mV to pokazuje mniej-więcej to co wychodzi z obliczeń.

Nie mam pomysłu co może być powodem takiego zniekształcenia prądu. Bardzo proszę o wskazówki i pozdrawiam.

PS: -12V biorę z ICL7660ACPAZ, zapomniałem dorysować do schematu.

PSS: Konfiguracja wzmacniacza operacyjnego:

__________

Komentarz dodany przez: Sabre

[marek1707]

Czy oglądałeś zasilanie swojego wzmacniacza? Przetwornice z pompami ładunkowymi bardzo śmiecą. Sprawdzałeś jaki PSRR ma twój super-wzmacniacz? Jak masz połączone masy? Płytkę stykową w układach pomiarowych i zasilających możesz od razu wywalić do kosza.

"ich widmo również - nie ma szpilek, nie tętni"

W widmie sygnału nie obserwujemy "szpilek" ani "tętnień" tylko składowe częstotliwościowe.

Co to jest ta ukośna kreska za stabilizatorem 3.3V? Do czego to jest podłączone?

W tym układzie:

- niepotrzebnie robisz -12V,
- niepotrzebnie robisz +12V,
- niepotrzebnie zbudowałeś wzmacniacz różnicowy,
- źle go podłączyłeś.

Jak rozumiem chcesz mierzyć sumę prądów z obciążeń szyn 3.3 i 5V, czy tak?

Wystarczyło zrobić zwykły wzmacniacz odwracający na LM258 (10 razy tańszym), a jeśli chciałeś mieć dobrą stabilność to na czymś precyzyjnym ale pracującym od 0V i zasilanym z 5V. Wyjście takiego wzmacniacza będzie zawsze dodatnie i to odniesione do masy wyjściowej - tej za rezystorem pomiarowym, czyli masy procesora, przetwornika ADC itd. Wyjście Twojego układu różnicowego odniesione jest do masy po stronie wejścia - nic Ci po napięciu z wyjścia wzmacniacza, bo ADC w procesorze "nie wie" na jakim potencjale jest ta masa.

Może z punktu widzenia kontroli stanu akumulatora lepiej byłoby mierzyć wprost prąd LiPola? Wtedy bezpośrednio znasz liczbę mAh wyssanych przez system i coś możesz powiedzieć o zapasach energii. Co masz z prądu za przetwornicami?

A na drugi raz myśl więcej (albo pytaj) zanim zabierzesz się za lutownicę.

[dawid75_75]

Ta kreska przy stabilizatorze 3.3V to po prostu zaznaczona masa.

Mam akurat LM358 w szufladzie więc nic straconego, mogę go wstawić w każdej chwili.

Pracujący od 0 do 5V mam MCP6231, ale nie wiem czy można go nazwać precyzyjnym.

PSRR nie widzę w DS do OP07CP, widzę jedynie Common Mode Rejection Ratio.

Tak, chcę mierzyć sumę prądów z szyn 3.3V oraz 5V.

Jednej rzeczy nie rozumiem - czemu wyjście wzmacniacza odwracającego będzie zawsze na plusie? Oprócz tego, offset dla LMx58 jest rządu miliwolta, a spadek napięcia na rezystorze 0.1Ω przy obciążeniu dwoma rezystorami i dwoma diodami LED to ok. 0.2mV. Czy w takim przypadku wzmocnienie i pomiar napięcia na takim rezystorze jest możliwy?

Prąd za przetwornicami chciałem tylko i wyłącznie oglądać, znać jego przebieg, jednakże Twój pomysł liczenia prądu wyssanego z akumulatora uważam za bardzo dobry i dla mnie przydatny. Jak należy to poprawnie zrealizować?

[marek1707]

To może po kolei:

"Ta kreska przy stabilizatorze 3.3V to po prostu zaznaczona masa. "

Chciałem się upewnić, że nie jest to masa wyjściowa Twojego systemu zasilania. Jedyna masa jaką mogą widzieć odbiorniki 3.3 i 5V to ta za rezystorem pomiarowym.

"Mam akurat LM358 w szufladzie więc nic straconego, mogę go wstawić w każdej chwili. "

Akurat 358 jest najgorszym z rodziny x58 więc trochę słabo nadaje się do mierzenia małych napięć, ale układ możesz policzyć, ew. zbudować a jeśli będzie zbyt kiepski, wymiana wzmacniacza na lepszy to już kosmetyka.

"Pracujący od 0 do 5V mam MCP6231, ale nie wiem czy można go nazwać precyzyjnym. "

Nie można. To wzmacniacz optymalizowany na pobór prądu a przy tym założeniu wszystkie inne parametry siadają. Za te pieniądze nie można mieć nawet dwóch jednocześnie dobrych. Tutaj ani offset ani pasmo ani slew rate ani szumy nie powalają. Za to prądu ciągnie mało. Z drugiej strony max ±5mV to dobry początek.

"Jednej rzeczy nie rozumiem - czemu wyjście wzmacniacza odwracającego będzie zawsze na plusie? "

Na obecnym oporniku pomiarowym prąd płynie od prawej do lewej, bo wraca z obciążenia do zasilacza. Tzn, że po jego prawej stronie masz napięcie większe niż po lewej. Jeżeli wzmacniacz odwracający postawisz wejściem odniesienia (czyli +) na tej prawej masie czyli masie obciążenia a wejście właściwe (czyli -) dasz na lewą stronę opornika, to wzmacniacz zobaczy napięcie ujemne. Na szczęście jest odwracający więc na wyjściu dostaniesz napięcie dodatnie i to odniesione do masy wyjściowej. Hurra, bo własnie względem niej mierzą wszystkie Twoje przetworniki ADC w systemie.

"Prąd za przetwornicami chciałem tylko i wyłącznie oglądać, znać jego przebieg, jednakże Twój pomysł liczenia prądu wyssanego z akumulatora uważam za bardzo dobry i dla mnie przydatny. Jak należy to poprawnie zrealizować? "

Tak samo jak teraz, tylko opornik przekładasz na minus akumulatora. Zaleta jest jeszcze jedna - obciążenia widzą wtedy prawdziwe, stabilne napięcia wyjściowe przetwornic. W Twoim rozwiązaniu napięcie zasilające procesor malało o spadek napięcia na rezystorze pomiarowym wywołany pracą silników - zgroza. W drugą stronę tragedia mniejsza (choć taka sama zasada), bo silnikom pewnie to nie przeszkadza. Tak więc przesuwasz opornik na wspólny minus wejściowy, dajesz wzmacniacz odwracający i tyle. Acha, może też warto mierzyć prąd silników - czasem się to przydaje, ale to już osobno przy mostkach.

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

EDIT: No właśnie offset (i jego dryft) wzmacniacza to podstawowe ograniczenie dokładności w takim układzie. Zawsze godzisz się z jakimiś błędami, ale mogą być większe lub mniejsze. Pomyśl też jaki masz ADC. Jeżeli masz 10 bitów a chcesz mierzyć prąd do 2A, to i tak rozdzielczość przetwornika wyniesie 2mA/LSB. Offset wzmacniacza robi swoje, precyzja ustawienia wzmocnienia swoje itd.. Możesz cały budżet błędów sobie policzyć. Przy >12 bitach warto stosować wzmacniacze z przetwarzaniem, ale tutaj nie warto. Możesz poszukać jakiegoś precyzyjnego, z offsetem <1mV, ale czasem wystarczy dobrze oszacować wielkość rezystora. Jeżeli możesz pogodzić się ze stratą 200mV przy 2A, to 0.1R jest OK. Przy pełnej skali (200mV) błąd offsetu nie będzie zbyt bolesny a poza tym możesz go zawsze skorygować cyfrowo. Przecież masz procesor, niech się postara. Zrób kalibrację dwupunktową i z głowy.

[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

[dawid75_75]

Ok, teraz rozumiem. Myślałem, że muszę koniecznie + wzmacniacza w układzie odwracającym dać na masę.

Czyli rezystor pomiarowy wstawiam zaraz przed B- czy zaraz po P- na PCM?

I co w przypadku, gdy spadek napięcia na rezystorze pomiarowym jest mniejszy niż offset wzmacniacza?

ADC będzie 12bit, rezystory użyłem 1% więc jest dość precyzyjnie.

Co się dzieje w przypadku, gdy spadek na 0.1R mam rzędu 0.2mV, a offset np. 1mV ?

[marek1707]

Offset to takie wirtualne napięcie stałe przyłożone szeregowo z tym prawdziwym do wejść wzmacniacza. Jeżeli firma gwarantuje ±5mV to znaczy, że możesz dostać egzemplarz mający -1.3mV lub +0.1mV, ale +4.7mV też jest możliwe.

Teraz jeżeli zrobisz wzmacniacz (dla uproszczenia nieodwracający) o wzmocnieniu np. x20 a chip ma offset +1mV to dla napięcia wejściowego 0V dostaniesz +20mV na wyjściu. No i potem cały sygnał wyjściowy będzie o te 20mV przesunięty w górę. To jeszcze nie tragedia, bo od czego jest kalibracja i arytmetyka w procesorze. Gorzej, gdy dostaniesz wzmacniacz z offsetem ujemnym. Wtedy (dla -2mV i 0V) wyjście powinno mieć -40mV ale przecież wzmacniacz jest zasilany tylko dodatnio a i przetwornik ADC tego nie zmierzy. Co więcej, napięcie wyjściowe będzie wciąż = 0V dopóki wejście nie przekroczy +2mV. Wtedy dopiero "oderwie się" od masy i zacznie rosnąć zgodnie z ustawionym wzmocnieniem. Daltego warto, gdy zależy Ci na pomiarach w okolicach zera, na kompensacji offsetu. Niektóre wzmacniacze mają specjalne końcówki do podłączania potencjometru, ale w Twoim przypadku wystarczy podanie np. +10mV na wejście (+) zamiast dawania go wprost do masy. Do przesunie wyjście na pewno na plus niezależnie od offsetu wzmacniacza. Potem tylko kalibracja zera, pełnej skali i gotowe.

Rezystory wyznaczające wzmocnienie nie muszą być precyzyjne, bo 1% to i tak bardzo dużo w stosunku do 12 bitów ADC a przecież nie wywalisz kasy na 0.01% - i tak musisz kalibrować full scale tym bardziej, że przecież nie znasz dokładnego Vref. Najważniejsze, to muszą mieć zgodne tempco (współczynnik temperaturowy) a wzmacniacz mały dryft offsetu - bo obie te rzeczy są trudno kasowalne kalibracjami cyfrowymi. Ale to tylko wtedy gdy robisz coś na poważnie i w szerokim zakresie temperatur pracy.

Nie wiem co to jest PCMcośtam. Jeżeli uważasz za dobry pomysł pomiar prądu akumulatora, musisz wstawić opornik pomiarowy w plus lub minus akumulatora - to oczywiste. Jak przeniesiesz wynik tego pomiaru dalej do swojego ADC to już zależy od tego co jest po drodze.

[dawid75_75]

w Twoim przypadku wystarczy podanie np. +10mV na wejście (+) zamiast dawania go wprost do masy. Do przesunie wyjście na pewno na plus niezależnie od offsetu wzmacniacza. Potem tylko kalibracja zera, pełnej skali i gotowe.

Czy masz tu na myśli to, że na + wzmacniacza należy podać coś w rodzaju stabilnego napięcia, które doda mi to napięcie do wyjścia? Np. stabilne źródło napięcia odniesienia? O ile rozumiem to wtedy zero będzie przesunięte o wartość tego napięcia do góry, a ogólna zależność na wyjściu będzie taka: U_wy = U_ref + (1+ R_2/R_1)*U_we , czy tak? To przypadek dla wzmacniacza nieodwracającego.

Jak wyglądałaby sytuacja dla wzmacniacza odwracającego, czyli tego, co polecałeś? I w sumie czemu odwracający, a nie nieodwracający?

Czy ma to znaczenie, gdzie umieszczę rezystor pomiarowy, w sensie na plusie lub minusie?

PCM to taki układ który chroni mi ogniwo przed nadmiernym rozładowaniem i przed przeładowaniem. Jak spadnie albo podniesie się za bardzo napięcie to odcina obwód, w dodatku ma zabezpieczenie przed zwarciem ogniwa.

[marek1707]

Tak, aby uniknąć przypadku offsetu ujemnego i powstającej z tego powodu strefy nieczułości wzmacniacza, możesz podać na jego wejście (+) jakieś malutkie napięcie dodatnie, które przesunie wyjście o znaną wartość powyżej zera nawet dla największego spodziewanego offsetu ujemnego.

Nazwa wzmacniacza bierze się od wejścia na które wprowadzasz sygnał główny. Jeżeli napięcie z opornika wprowadzasz na wejście (-) to robisz odwracający i tak możesz o nim myśleć. Małe coś podane na wejście (+) jest tylko stałą, przesuwającą lekko punkt pracy. Wzmocnienie od wejścia (+) jest inne niż od (-) ale nie jest = 1, pamiętaj o tym. Napięcie wyjściowe będzie sumą obu napięć wejściowych przemnożonych każde przez swoje (inne) wzmocnienie. W ogólnym sensie, gdy żadne z wejść nie stoi na masie wzmacniacz robi się różnicowy, a ponieważ Twój na wejście (-) dostaje napięcie ujemne z lewego końca opornika, więc na wyjściu masz zawsze dodatnią sumę odniesioną do prawego końca opornika czyli do masy ADC.

Te kilka mV możesz wziąć z napięcia referencyjnego ADC podzielonego dzielnikiem rezystorowym.

Oczywiście, że miejsce włączenia opornika ma znaczenie. Na plusie mierzyć jest o wiele trudniej, bo malutkie napięcie różnicowe powstaje na tle wielkiego napięcia wspólnego. Dochodzi więc CMRR wzmacniacza i jego okolicznych oporników a to tragicznie kładzie precyzję. Są oczywiście specjalne wzmacniacze do tego celu (tzw. pomiarowe) np. serii INA, które mają CMRR nawet 120dB. Często mają już wbudowane precyzyjne i stabilne oporniki bo bez tego ciężko zrobić coś na poziomie choćby 60dB nawet przy żmudnym dobieraniu oporników z wysypanej kupki 1%. Są też kompletne układy pomiaru prądu w szynach plusowych - przecież to typowy problem systemów zasilania. A oporniki w masie to pójście po taniości: wystarczy jedno wejście wzmacniacza no i przy odpowiednim podłączeniu napięcie mierzone jest odniesione "za darmo" do masy. Wadą jest oczywiście przerwanie obwodu masy, ale w przypadku dwukońcówkowego akumulatora który i tak jest "zewnętrzny" dla reszty układu to chyba nie problem.

Jeżeli PCM nie pobiera istotnego prądu dla swoich własnych potrzeb to lepiej włączyć opornik pomiarowy między PCM a resztę stabilizatorów. Wtedy prawy koniec opornika jest na masie systemowej a to bardzo ważne z punktu widzenia pomiaru napięcia wyjściowego wzmacniacza.

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

EDIT: Wzmacniacz musi być odwracający, bo dostaje napięcie ujemne z lewego końca opornika. Gdybyś zrobił wzmacniacz nieodwracający, musiałbyś go włączyć odwrotnie, bo kierunek napięcia na oporniku jest zawsze ten sam - plus po prawej, czyli tak: wejście (-) na lewy pin opornika a wejście (+) na prawy. Wtedy napięcie wyjściowe wzmacniacza byłoby odniesione do lewego końca opornika i nie miałbyś go jak zmierzyć, bo systemowy ADC tego końca opornika nie widzi. Narysuj sobie prądy, napięcia itp w obu konfiguracjach a wszystko stanie się jasne 🙂

[dawid75_75]

Dziękuję za obszerną wypowiedź 🙂

PCM to prąd poniżej 10uA, pomijalny drobiazg.

Nie rozumiem dwóch rzeczy:

1) Na czym polega kalibracja dwupunktowa (w Google niewiele konkretów znalazłem);

2)

Oczywiście, że miejsce włączenia opornika ma znaczenie. Na plusie mierzyć jest o wiele trudniej, bo malutkie napięcie różnicowe powstaje na tle wielkiego napięcia wspólnego. Dochodzi więc CMRR wzmacniacza i jego okolicznych oporników a to tragicznie kładzie precyzję. Są oczywiście specjalne wzmacniacze do tego celu (tzw. pomiarowe) np. serii INA, które mają CMRR nawet 120dB.

Nie bardzo rozumiem co opisuje parametr CMRR oraz o czym mówią decybele w tym przypadku.

Dodam jeszcze kilka przebiegów. Źródłem najgorszych zakłóceń okazał się ICL7660 więc usunąłem go z układu i z braku laku wstawiłem MCP6231 (póki czegoś precyzyjniejszego nie dorwę w R2R to będę tego używał). Poniższe przebiegi wykonałem dla włączonych dwóch silników Dagu DG01D sterowanych mostkiem H TB6612FNG i PWM o DC = 90%.

Przebieg na szynie 3V3:

Przebieg na szynie 5V:

Przebieg na wyściu MCP6231 (przebieg prądu):

Przebieg na wyjściu MCP6231, ale z podłączonym do wyjścia czwórnikiem RC celem uśrednienia napięcia na wyjściu:

Co powiesz nt. zabiegu z czwórnikiem RC i uśrednieniem napięcia? Wydaje mi się, że jeśli chcę mierzyć prąd przez ADC to muszę tak czy siak gdzieś uśrednić przebieg, więc może lepiej zrobić to pasywnie przed ADC. Co Ty na to?

Niepokoją też mnie te dość duże szpilki na szynach 3V3 oraz 5V. Podejrzewam, że źródłem jest silnik, ale filtruję już nie tylko same szyny za przetwornicami ale i mam przylutowane kondensatory 100nF MKT na zaciskach silników, zaraz jak przewody wychodzą. Da się coś z tymi szpilkami jeszcze zrobić?

[marek1707]

W kalibracji jednopunktowej masz tylko jeden punkt odniesienia: przykładasz do wejścia znane napięcie/prąd, odczytujesz przetwornik A/C, liczysz stałą i później jej używasz. Ponieważ jednak do pełnego określenia prostej potrzebujesz dwóch punktów przez które ona przechodzi, to domyślnie zakładasz, że drugim punktem jest zero. W rezultacie z parametrycznego równania prostej:

y = A*x+B

interesuje Cię tylko A, bo przyjmujesz B=0. Do policzenia A wystarczy wtedy znać tylko jeden punkt: (x,y) i masz równanie z jedną niewiadomą.

W przypadku prostego dzielnika napięcia to się sprawdza, ale w przypadku wzmacniacza z przesunięciem (offsetem) - już nie. Musisz znać zarówno A jak i B, a do tego potrzebujesz dwóch punktów. Zdejmujesz więc odczyt ADC w dwóch (najlepiej jak najbardziej odległych od siebie) punktach i budujesz układ równań:

y1 = A*x1 + B

y2 = A*x2 + B

a mając dwa punkty kalibracyjne (x1,y1) i (x2,y2) rozwiązujesz to dla A i B.

Potem każdy odczyt ADC (czyli x) podstawiasz do wzoru:

I[mA] = A * ADC + B

i to wszystko, masz wynik w mA 🙂

CMRR to współczynnik tłumienia sygnału sumacyjnego. dB to typowa jednostka gdy potrzebujemy znać stosunki jakichś wielkości, np. 20dB to 10:1, 40dB to 100:1, 60dB to 1000:1 itd. Warto to znać. No i teraz jeśli CMRR jakiegoś wzmacniacza wynosi 60dB to znaczy, że przyrost napięcia wspólnego (czyli na obu wejściach na raz) o 1V spowoduje zmianę wyjścia o 1mV razy ustawione wzmocnienie. W idealnym wzmacniaczu różnicowym wyjście nie powinno drgnąć ani o uV - to chyba oczywiste. Pomiar małych napięć np. z oporników pomiaru prądu na tle dużych napięć zasilania wymaga właśnie dużego CMRR, bo inaczej nie wiesz czy wyjście wzmacniacza zmieniło się bo popłynął prąd czy po prostu zmieniło się napięcie zasilania.

Na pewno przed ADC musi być filtr wycinający składowe wyższe niż połowa częstotliwości próbkowania. W praktyce (przy stosowanych prostych filtrach RC) to wymaganie może być dużo mocniejsze, np. 10-100x. Tylko wtedy ADC nie zgubi czegoś, co będzie zawarte w rzeczywistym sygnale. Tak więc filtr jest konieczny.

O szpilkach nie ma co pisać. Ani nie widziałem tego Twojego układu, ani nie wiem jak to mierzysz, ani względem której masy, jak to jest zmontowane, gdzie i jak podpięte sondy, gdzie są kondensatory i jakie, jak długie kable i którędy prowadzone itd.. Szpilek może w ogóle nie być lub mogą być dużo większe. Pomiary zakłóceń to cała szkoła, tu nic nie jest oczywiste, nic Ci zdalnie nie będę zmyślał. A swoją drogą dołączając kondensator równolegle do silnika na pewno zepsułeś humor swoim mostkom H - przecież one nienawidzą takiego obciążenia, bo co okres PWM muszą przeładowywać to 100nF w drugą stronę czerpiąc prąd właśnie w postaci szpilek wprost z zasilania (przemyśl to co zrobiłeś i zastanawiaj się nad sensem wprowadzanych zmian). Mostki H lubią wyłącznie obciążenia rezystancyjne lub indukcyjne. Jak chcesz zwiększać filtrowanie silnika DC u samego źródła zakłóceń, to montuj na nim szeregowo dławiki i dopiero za nimi pojemności na silniku. Takie dławiki (dwa - po jednym na każdym drucie) separują kondensatory filtrujące od mostka i jego kluczy.

[dawid75_75]

Dobra, teraz rozumiem 🙂

Odnośnie indukcyjności - myślałem nad tym żeby wprowadzić albo dodatkową indukcyjność albo wpiąć coś w rodzaju filtru LCL na silnik, jednakże nie wiedziałem czy jest to zgodne ze "sztuką". Czy wprowadzenie dodatkowych indukcyjności nie spowoduje wygładzenia prądu, ale kosztem skoków napięcia?

[marek1707]

Przecież właśnie o to chodzi. Mostek H z łatwością macha napięciem ale "woli", by za tymi zmianami nie szły gwałtowne zmiany prądu. Dlatego obciążenie indukcyjne jest dla niego idealne w odróżnienie od pojemnościowego. W silniku masz szeregowy układ RL, ale wysokostratny - to jasne, bo przecież duża część płynącego prądu zamienia się na pracę mechaniczną. I dlatego silnik jest fajnym obciążeniem mostka. Prąd rośnie i maleje w poszczególnych fazach komutacji, ale w sumie waha się wokół jakiejś wartości średniej. Na tym tle masz przełączanie uzwojeń spowodowane komutatorem i to z tymi zakłóceniami powinieneś walczyć. Filtr LC jest bardzo dobrym rozwiązaniem, ale dławiki muszą przenosić prąd silnika więc ani małe ani jakoś bardzo indukcyjne nie będą. Na pewno jednak pomogą nawet pojedyncze uH, bo częstotliwości składowe szpilek/zakłóceń od komutatora są o wiele rzędów wielkości wyższe niż samego PWM. Ogólnie na mostek H możesz spojrzeć jak na generator napięcia prostokątnego o zmiennym wypełnieniu, obciążony indukcyjnością silnika. To dzięki niej właśnie prąd jest w miarę gładki.

Z drugiej strony sam mostek - z uwagi na impulsowy charakter pracy - musi mieć "sztywne" zasilanie w zakresie w.cz, więc trzeba mu je blokować szybkimi pojemnościami umieszczonymi blisko tranzystorów. Będą miały skąd czerpać szpilki prądu w czasie i tuż po komutacji i nie będą siały śmieciami po liniach zasilania.

[dawid75_75]

Więc ok, dodam jeszcze dławiki do kondensatorów.

Jak chcesz zwiększać filtrowanie silnika DC u samego źródła zakłóceń, to montuj na nim szeregowo dławiki i dopiero za nimi pojemności na silniku. Takie dławiki (dwa - po jednym na każdym drucie) separują kondensatory filtrujące od mostka i jego kluczy.

Gwoli formalności - kolejność jest taka (?): kondensator -> dławik -> silnik ?

Mam też inny problem - jak oglądam sobie przebieg wyjściowy z enkodera to i tak ma on potężne szpilki od silnika. Jak przepuszczę ten sygnał przez filtr RC to zbocza prostokąta łagodnieją - co jest oczywiste - ale szpilki przechodzą nietknięte. Jest jakaś możliwość żeby to odfiltrować przed podaniem na procesor?

Tak się też zastanawiam czy jest sens stosować izolację optoelektryczną przy zasilaniu silników?

[marek1707]

Mostek nie może widzieć kondensatora na swoim wyjściu. Masz wiele możliwości walki z zakłóceniami:

1. Kondensatory na silniku: od każdego pinu silnika do jego metalowej obudowy (2 szt.)

2. Kondensator między zaciskami silnika.

3. Dławiki szeregowo z silnikiem (2 szt)

4. Szeregowy układ RC między zaciskami silnika.

5. Dioda transil dwukierunkowa (symetryczna) lub dwie jednokierunkowe, szeregowo, przeciwsobnie między zaciskami silnika, na napięcie min 150% pracy silnika.

Jeżeli dajesz jakieś pojemności między zaciskami silnika (pkt. 1 lub 2, nie 4), musisz dać dławiki, czyli w kolejności:

- mostek,
- długie kable,
- dławiki podłączone jednym końcem bezpośrednio do zacisków silnika a drugim do kabla,
- kondensatory bezpośrednio na zaciskach silnika (wersja 1 lub 2 lub 1+2).

Wersja 4 jest bezpieczna dla mostka.

Wersja 5 to bonus, dodatkowo zmniejsza przepięcia wywołane przełączaniem uzwojeń.

Wyniki Twoich pomiarów wskazują, że nie mierzysz tego co Ci się wydaje. Teoretycznie szpilki tego typu nie powinny przechodzić przez układ RC a jeśli nadal je widzisz, to znaczy że: źle podłączona sonda (w szczególności jej masa), źle poprowadzone kable zasilaniowe, masowe, silnikowe, pomiarowe, ogólny bałagan w połączeniach, dziwne rezystancje, indukcyjności i pojemności w przypadkowo leżących przewodach itd i pewnie jeszcze kilka przyczyn których z głowy nie wymyślę. Takie szpilki mogą włazić przez pole magnetyczne z przewodów, być wyłapywane z pola EM iskier na komutatorze lub kabli robiących za anteny itd.. Podejrzewam, że będziesz je widział nawet gdy w obecnym układzie pomiarowym wejście sondy przyłożysz do "masy". To trudne pomiary. Możesz raczej założyć, że na kondensatorze wyjściowym RC ich nie ma i zacząć się zastanawiać którędy w takim razie dochodzą do oscyloskopu.

[dawid75_75]

Punkty 1.-3. i 5. rozumiem.

Odnośnie 4. - chodzi o to (?):

Jeśli tak - czy jest to też coś w rodzaju filtru RC?

Jeszcze mam wątpliwości odnośnie tych pojemności i dławików - piszesz:

- dławiki podłączone jednym końcem bezpośrednio do zacisków silnika a drugim do kabla,

- kondensatory bezpośrednio na zaciskach silnika (wersja 1 lub 2 lub 1+2).

czyli rozumiem, że chodzi o to:

Jednakże na początku napisałeś:

Mostek nie może widzieć kondensatora na swoim wyjściu

więc patrząc na to, zamieniłbym miejscami dławiki i kondensator. Ale jakbym miał wybierać to zostałbym przy tym, co narysowałem. Czy o to właśnie chodzi?

Jeśli o pomiary chodzi - to fakt, jak przyłożę sondę do masy to dalej trochę "szumi" i czasami odnoszę wrażenie, że wielkość szpilek jest różna, w zależności od dnia...

W ogóle Rigol zaczął mi dziwne rzeczy pokazywać. Jak dotknąłem sondy palcem to pokazywał trochę powygonanego sinusa o amplitudzie ok. 24V. A jak dotknąłem dodatkowo grzejnika to pokazał 120V. A nic nie kopało ani ja nikogo nie kopałem.