|
|
  |
Контроллер скорости вращения вентиляторов сист. блока PC, Как правильно регулировать обороты трёхпиновых вентиляторов |
|
|
|
Apr 26 2008, 02:44
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 36
Регистрация: 31-01-06
Пользователь №: 13 785

|
Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 01:33)  Ну вот, теперь возникла проблема с ключом. Как сделать, чтобы сигнал ШИМ 3.3 Vpp с ножки контроллера открывал/закрывал выходной ключ (ток 400-600 ма) так, чтобы на выходе было 12 Vpp? С минимальными искажениями скважности и формы меандра? Сделать так, как на схеме реобаса по ссылке не получится, мне ещё потом девайс к СОМ порту подключать, а там "земля" смещена на +7 вольт...  Я так сделал (+питания микроконтроллера сидит на +12), чтобы минимизировать схему. Если нужно общий провод микроконтроллера посадить на общий провод компьютера, то для P-канальных полевиков нужно добавить согласующий каскад - ключ на транзисторе или взять буферы с открытым коллектором (стоком) и допустимым напряжением на выходных транзисторах не меньше 12 В. Хотя я не вижу смысла ставить COM port: он еще может понадобиться при отладке, а при реальной эксплуатации достаточно двух предустановок - тихо и громко  Даже ЖКИ - в основном для понтов.
Сообщение отредактировал ATLab - Apr 26 2008, 02:45
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 05:09
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 97
Регистрация: 25-04-06
Из: Краснодар
Пользователь №: 16 451

|
Цитата(sonycman @ Apr 25 2008, 22:37)  То есть измерялся период импульса с помощью таймера? Для этого ведь надо подать тахосигнал на определённую ножку проца? Да, всё так. сигнал с тахометра через резистор и стабилитрон подавался на вход прерывания меги. что-то типа такого - останавливаем ШИМ, разрешаем прерывание по фронту (или по спаду, уже не помню) сигнала, в обработчике прерывания запускаем таймер и возвращаемся в основную программу, по следующему прерыванию останавливаем таймер, считаем результат и тоже самое для остальных каналов.
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 10:02
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 97
Регистрация: 25-04-06
Из: Краснодар
Пользователь №: 16 451

|
Цитата(galjoen @ Apr 26 2008, 13:22)  А почему-бы на вентилятор +5В через диод не подать? Т.е. ШИМ будет переключать напряжение питания вентилятора между +5В и +12В. В таком случае частоту вращения вентилятора всегда можно будет получать. А от +5В вентилятор еле крутится - проверил. Если глупость написал - не пинайте. С вентиляторами никогда дела не имел. А при чем тут ШИМ тогда, если диод? От 5и вольт постоянки вентилятор, будучи засран пылью, может и не запуститься. к тому же так не интересно
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 10:31
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 841
Регистрация: 10-05-07
Из: Чебоксары (Россия)
Пользователь №: 27 640

|
Цитата(invertor79 @ Apr 26 2008, 14:02)  А при чем тут ШИМ тогда, если диод? От 5и вольт постоянки вентилятор, будучи засран пылью, может и не запуститься. к тому же так не интересно  ШИМ как был, так и остаётся для регулировки оборотов вентилятора. Но переключает питание вентилятора не так, как раньше между 0В и 12В, а между 5В (из-за диода) и 12В. В реальности на вентилятор подавать напряжение меньше 5В смысла не имеет, т.к. вентилятор почти не крутится. Запускается вентилятор при подаче на него 12В с ШИМ. А насчёт интереса - так всё тоже самое. Та-же замкнутая цифровая двухконтурная система управления. Внутренний контур регулирования по скорости вентилятора, а внешний по температуре. Если импульсы с вентилятора терятся не будут и их всё время считать, то можно сделать ПИД регулятор скорости вращения - это и интересно и полезно (для получения опыта). Повозится с настройками регулятора, давить автоколебания (которые по неопытности наверняка возникнут). Это-же очень интересно - я пробовал.
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 12:29
|

Любитель
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 864
Регистрация: 20-08-06
Из: Тольятти
Пользователь №: 19 695

|
Цитата(ATLab @ Apr 26 2008, 07:44)  Я так сделал (+питания микроконтроллера сидит на +12), чтобы минимизировать схему. Если нужно общий провод микроконтроллера посадить на общий провод компьютера, то для P-канальных полевиков нужно добавить согласующий каскад - ключ на транзисторе или взять буферы с открытым коллектором (стоком) и допустимым напряжением на выходных транзисторах не меньше 12 В. Хотя я не вижу смысла ставить COM port: он еще может понадобиться при отладке, а при реальной эксплуатации достаточно двух предустановок - тихо и громко  Даже ЖКИ - в основном для понтов. Да, поставил пока предварительный каскад для мосфета на биполярнике. Но вот интересно, есть ли н-канальные мосфеты, уверенно открывающиеся от 3.3 вольт? Через СОМ порт будет удобно настраивать/корректировать режимы. Но самый главный для меня стимул - освоить наконец этот USART и попрограммить немного под виндой  Можно ещё бутлоадер добавить и обновлять через него прошивку - ни разу так пока ещё не делал  А вот ЖКИ я бы не сказал, что только для понтов. Удобно видеть текущие температуры/обороты в любой момент, не переключая задачи и не запуская различные диагностические проги на компе... Кстати, а можно спросить, какого номинала на Вашей схеме реобаса стоят индуктивности? Цитата(invertor79 @ Apr 26 2008, 10:09)  Да, всё так. сигнал с тахометра через резистор и стабилитрон подавался на вход прерывания меги. что-то типа такого - останавливаем ШИМ, разрешаем прерывание по фронту (или по спаду, уже не помню) сигнала, в обработчике прерывания запускаем таймер и возвращаемся в основную программу, по следующему прерыванию останавливаем таймер, считаем результат и тоже самое для остальных каналов. Но ведь, если не ошибаюсь, ножек у меги88 под внешние прерывания всего две? А каналов четыре. Как коммутировать? Цитата(galjoen @ Apr 26 2008, 15:31)  ШИМ как был, так и остаётся для регулировки оборотов вентилятора. Но переключает питание вентилятора не так, как раньше между 0В и 12В, а между 5В (из-за диода) и 12В. В реальности на вентилятор подавать напряжение меньше 5В смысла не имеет, т.к. вентилятор почти не крутится. Запускается вентилятор при подаче на него 12В с ШИМ. А насчёт интереса - так всё тоже самое. Та-же замкнутая цифровая двухконтурная система управления. Внутренний контур регулирования по скорости вентилятора, а внешний по температуре. Если импульсы с вентилятора терятся не будут и их всё время считать, то можно сделать ПИД регулятор скорости вращения - это и интересно и полезно (для получения опыта). Повозится с настройками регулятора, давить автоколебания (которые по неопытности наверняка возникнут). Это-же очень интересно - я пробовал. Да, интересно - это точно. Особенно когда нет никакого электротехнического образования и приходится учиться на собственных ошибках  А как в предложенной Вами схеме полностью останавливать вентилятор?
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 13:14
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 841
Регистрация: 10-05-07
Из: Чебоксары (Россия)
Пользователь №: 27 640

|
Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 16:29)  Но ведь, если не ошибаюсь, ножек у меги88 под внешние прерывания всего две? А каналов четыре. Как коммутировать? Особого смысла считать импульсы через INT нет. Проинициализировав прерывания от таймера, например, 4 раза в милисекунду, можно в этих прерываниях опрашивать входы импульсов. Вентилятор быстрее чем 120000 об/мин всё равно не раскрутится  . Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 16:29)  Да, интересно - это точно. Особенно когда нет никакого электротехнического образования и приходится учиться на собственных ошибках  Ну вот и получите образование. Бесекерского почитаете... К тому-же это очень хороший пример - можно идти от простого к сложному. Вы ведь эту тему именно из-за того, что вам интересно самому сделать создали? Практической пользы от этого ведь нет? Это-же чистое хобби? Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 16:29)  А как в предложенной Вами схеме полностью останавливать вентилятор? Я имел ввиду, что полностью останавливаться он не будет, т.к. от 5В почти и не дует/не шумит. Но можно конечно какие-нибудь специальные ключи поставить.
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 14:29
|

Любитель
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 864
Регистрация: 20-08-06
Из: Тольятти
Пользователь №: 19 695

|
Цитата(galjoen @ Apr 26 2008, 18:14)  1. Особого смысла считать импульсы через INT нет. Проинициализировав прерывания от таймера, например, 4 раза в милисекунду, можно в этих прерываниях опрашивать входы импульсов. Вентилятор быстрее чем 120000 об/мин всё равно не раскрутится  . 2. Ну вот и получите образование. Бесекерского почитаете... К тому-же это очень хороший пример - можно идти от простого к сложному. Вы ведь эту тему именно из-за того, что вам интересно самому сделать создали? Практической пользы от этого ведь нет? Это-же чистое хобби? 3. Я имел ввиду, что полностью останавливаться он не будет, т.к. от 5В почти и не дует/не шумит. Но можно конечно какие-нибудь специальные ключи поставить. 1. Так я сделал проще - прерывания Pin Change в течении 1 секунды на нужной ножке. Там просто инкрементим счётчик, а через ровно секунду по прерыванию периодического таймера умножаем полученное число на 15, вот и обороты подсчитаны  2. Да, конечно, просто хобби. Практической пользы от него, к сожалению, немного... 3. В принципе, надо будет подумать над этим. По конструкции этот вариант сэкономит немного - исключить можно будет только индуктивность и ёмкость фильтра. Но тем не менее... Вот что у меня в итоге получилось:  А вот осциллограмма сигнала с этой схемы:  Зелёным цветом обозначено напряжение на выходе фильтра, а жёлтым - на стоке мосфета. Интересно, что это за колебательный процесс на стоке, в то время, когда он закрыт? Критично ли это? Как видно, на выходном напряжении это никак не сказывается... Зато, если убрать диод шоттки, то на стоке появляются жуткие выбросы отрицательного напряжения в несколько десятков вольт...  Если заменить индуктивность на большую - 680 мкГн, к примеру, то эти колебания практически исчезают. Но тогда сильнее проседает напряжение при полностью открытом ключе - до 11.5 вольт (по сравнению с 11.8 вольт при 120 мкГн). Видимо, проседает из-за большего сопротивления катушки...
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 15:26
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 841
Регистрация: 10-05-07
Из: Чебоксары (Россия)
Пользователь №: 27 640

|
Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 18:29)  1. Так я сделал проще - прерывания Pin Change в течении 1 секунды на нужной ножке. Там просто инкрементим счётчик, а через ровно секунду по прерыванию периодического таймера умножаем полученное число на 15, вот и обороты подсчитаны  Т.е. у вас обратной связи по скорости нет. Обороты вы считаете только чтобы вывести на индикатор? Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 18:29)  3. В принципе, надо будет подумать над этим. По конструкции этот вариант сэкономит немного - исключить можно будет только индуктивность и ёмкость фильтра. Но тем не менее... Нет исключать ничего не надо. Я имел ввиду просто подать на контакт 2 +5В через диод - чтобы импульсы не терялись. Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 18:29)  Вот что у меня в итоге получилось: Схема совершенно правильная. Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 18:29)  Интересно, что это за колебательный процесс на стоке, в то время, когда он закрыт? Критично ли это? Как видно, на выходном напряжении это никак не сказывается... Это колебания на паразитных емкостях - не критично. Тока в это время через индуктивность никакого не течёт (бестоковая пауза). Чтобы задавить можно параллельно диоду поставить R=510 Ом последовательно с C=1000 пФ. Так меньше помех в эфир будет. Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 18:29)  Зато, если убрать диод шоттки, то на стоке появляются жуткие выбросы отрицательного напряжения в несколько десятков вольт...  Как у вас вообще транзистор не пробило? И КПД падает т.к. сколько тока от 12В столько и в нагрузку. Я об этом писал. А так часть тока в нагрузку через диод течёт - после запирания транзистора. На осциллограммах отлично видно - напряжение на стоке ниже 0В. Потом ток течь прекращает и начинается бестоковая пауза (колебания). Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 18:29)  Если заменить индуктивность на большую - 680 мкГн, к примеру, то эти колебания практически исчезают. Частота колебаний меняется (уменьшается в 6 раз), а колебания такой частоты видимо чем-то демпфируются. Или просто их всего одна полуволна - незаметно. И бестоковая пауза укорачивается. Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 18:29)  Но тогда сильнее проседает напряжение при полностью открытом ключе - до 11.5 вольт (по сравнению с 11.8 вольт при 120 мкГн). Видимо, проседает из-за большего сопротивления катушки... Нет. Вы видимо управляете транзистором с такой-же скважностью, как и при 120 мкГн. А при большей индуктивности и открытое состояние диода дольше (бестоковая пауза меньше) и в нагрузку тока больше течёт. И от 12В потребляется соотв-нно. Вот 12В и проседает сильнее. Ускорение вращения вентилятора д.б. на слух заметно. И вольтметром напряжение на нём замерить - д.б. больше. И ток через вентилятор больше. Вообще чем больше индуктивность (в разумных пределах) - тем лучше.
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 16:15
|

Любитель
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 864
Регистрация: 20-08-06
Из: Тольятти
Пользователь №: 19 695

|
Цитата(galjoen @ Apr 26 2008, 20:26)  1. Т.е. у вас обратной связи по скорости нет. Обороты вы считаете только чтобы вывести на индикатор?
2. Нет исключать ничего не надо. Я имел ввиду просто подать на контакт 2 +5В через диод - чтобы импульсы не терялись.
3. Это колебания на паразитных емкостях - не критично. Тока в это время через индуктивность никакого не течёт (бестоковая пауза). Чтобы задавить можно параллельно диоду поставить R=510 Ом последовательно с C=1000 пФ. Так меньше помех в эфир будет.
4. Как у вас вообще транзистор не пробило? И КПД падает т.к. сколько тока от 12В столько и в нагрузку. Я об этом писал. А так часть тока в нагрузку через диод течёт - после запирания транзистора. На осциллограммах отлично видно - напряжение на стоке ниже 0В. Потом ток течь прекращает и начинается бестоковая пауза (колебания).
5. Нет. Вы видимо управляете транзистором с такой-же скважностью, как и при 120 мкГн. А при большей индуктивности и открытое состояние диода дольше (бестоковая пауза меньше) и в нагрузку тока больше течёт. И от 12В потребляется соотв-нно. Вот 12В и проседает сильнее. Ускорение вращения вентилятора д.б. на слух заметно. И вольтметром напряжение на нём замерить - д.б. больше. И ток через вентилятор больше. Вообще чем больше индуктивность (в разумных пределах) - тем лучше. 1. Да, как то не ставил цель выставления точных оборотов. Буду регулировать просто напряжением без точной настройки оборотов. 2. Но ведь импульсы и так не будут теряться - напряжение-то фильтрованное и стабильное ? Другое дело, если убрать LC фильтр и шоттки, то есть выдавать просто меандр различной скважности с напр. 0 - 12 вольт, и поставить диод на +5 вольт - тогда получится напряжение 5 - 12 вольт. 3. Спасибо, попробую! 4. Он сразу нагреваться начал. По осциллографу броски до -40 вольт на стоке, я быстренько выключил всё...  Просто на схеме реобаса по вышеприведённой ссылке нет разрядного диода, ну я и решил попробовать 5. Я имел ввиду при коэфф. заполнения 100%, то есть при постоянно открытом ключе. Там уже не индуктивность получается, а просто длинный кусок проволоки, на котором, чем он длиннее, тем больше начинает падать напруга... Заметил, что под нагрузкой (~100ма) при индуктивности 120 мкГн и коэфф. заполнения 50% напряжение после фильтра составило 7,5 вольт, а при 680 мкГн и таком-же коэффициенте около 6 вольт...
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 16:37
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 97
Регистрация: 25-04-06
Из: Краснодар
Пользователь №: 16 451

|
вот хорошая схема драйвера верхнего ключа, здесь когда-то обсуждалась...
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 17:03
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 841
Регистрация: 10-05-07
Из: Чебоксары (Россия)
Пользователь №: 27 640

|
Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 20:15)  1. Да, как то не ставил цель выставления точных оборотов. Буду регулировать просто напряжением без точной настройки оборотов. 2. Но ведь импульсы и так не будут теряться - напряжение-то фильтрованное и стабильное ? Другое дело, если убрать LC фильтр и шоттки, то есть выдавать просто меандр различной скважности с напр. 0 - 12 вольт, и поставить диод на +5 вольт - тогда получится напряжение 5 - 12 вольт. 3. Он сразу нагреваться начал. По осциллографу броски до -40 вольт на стоке, я быстренько выключил всё...  Просто на схеме реобаса по вышеприведённой ссылке нет разрядного диода, ну я и решил попробовать 4. Я имел ввиду при коэфф. заполнения 100%, то есть при постоянно открытом ключе. Там уже не индуктивность получается, а просто длинный кусок проволоки, на котором, чем он длиннее, тем больше начинает падать напруга... 5. Заметил, что под нагрузкой (~100ма) при индуктивности 120 мкГн и коэфф. заполнения 50% напряжение после фильтра составило 7,5 вольт, а при 680 мкГн и таком-же коэффициенте около 6 вольт... 1. Поддерживать точные обороты необязательно, но интересно. Тут и Бесекерский может понадобится... 2. Да в этой схеме не будут. 3. Ну тогда это безграмотная схема. 4. Верно, но в этом случае просадка источника 12В д.б. меньше, т.к. и ток меньше от него потребляется. 5. Это можно объяснить тем, что 680 мкГн имеет к.з. виток. Т.е. реально у него не 680 мкГн, а гораздо меньше. Даже меньше 120 мкГн. Он ещё и грется должен. И на осциллограммах д.б. заметно, что бестоковая пауза больше, чем при 120 мкГн. Тогда и просадка объясняется (увеличение сопротивление её не объясняет) и отсутствие колебаний. Попробуйте две индуктивности по 120 мкГн последовательно поставить. Кстати какие сопротивления у 120 и 680 мкГн?
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 17:56
|

Любитель
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 864
Регистрация: 20-08-06
Из: Тольятти
Пользователь №: 19 695

|
Цитата(galjoen @ Apr 26 2008, 22:03)  5. Это можно объяснить тем, что 680 мкГн имеет к.з. виток. Т.е. реально у него не 680 мкГн, а гораздо меньше. Даже меньше 120 мкГн. Он ещё и грется должен. И на осциллограммах д.б. заметно, что бестоковая пауза больше, чем при 120 мкГн. Тогда и просадка объясняется (увеличение сопротивление её не объясняет) и отсутствие колебаний. Попробуйте две индуктивности по 120 мкГн последовательно поставить. Кстати какие сопротивления у 120 и 680 мкГн? По прибору (китайскому, правда) фактическая индуктивность катушек такая: та, на которой написано 120 - ~150 мкГн, а та, которая 680 - ~610 мкГн. Сопротивления соответственно 0.2 и 1.4 ома. 120 мкГн намотана гораздо более толстым проводом, чем 680. Обе фирменные. Кстати, бестоковая пауза гораздо меньше с катушкой на 680 мкГн. Да ладно, фиг с ними  Цитата(invertor79 @ Apr 26 2008, 21:37)  вот хорошая схема драйвера верхнего ключа, здесь когда-то обсуждалась... Спасибо! А чем именно она отличается? Там уже три транзистора... Вероятно, большей скоростью нарастания напряжения на затворе... меньшим потребляемым током... вот только зачем там диод, непонятно? Чтобы не было к.з. при открытии Q2?
|
|
|
|
|
Apr 26 2008, 18:55
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 841
Регистрация: 10-05-07
Из: Чебоксары (Россия)
Пользователь №: 27 640

|
Цитата(sonycman @ Apr 26 2008, 21:56)  По прибору (китайскому, правда) фактическая индуктивность катушек такая: та, на которой написано 120 - ~150 мкГн, а та, которая 680 - ~610 мкГн. Сопротивления соответственно 0.2 и 1.4 ома. Такие сопротивления не должны оказывать влияния т.к. 1,4 Ом * 0,1 А = 0,14 В всего. Цитата 120 мкГн намотана гораздо более толстым проводом, чем 680. Обе фирменные. Кстати, бестоковая пауза гораздо меньше с катушкой на 680 мкГн. Насчёт того, что в случае с большей индуктивностью напряжение на вентиляторе больше д.б. - это я ошибался. Именно так как у вас всё и д.б. Т.е. обе катушки хорошие. А при больших токах (не ваш случай) рекомендуют так частоту и индуктивность выбирать, чтобы бестоковой паузы в рабочих режимах вообще не было. При этом ещё и напряжение на нагрузке линейно от скважности ШИМ зависит - замкнутую систему регулирования сделать проще. А то, что при 680 мкГн просадка 12В больше - это м.б. вы замерили неправильно? Не должно так быть. При 680 мкГн от 12В ток полюбому меньше потребляется (и средний и в импульсе). Попробуйте потребление от 12В при 50% заполнения амперметром замерить. Цитата Да ладно, фиг с ними  Это верно. Главное железо работает - можно к самому интересному переходить, к программе.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|