Прошу помощи по замене сельсин-приемника угла поворота антенны.
Антенна вращается со скоростью 1 оборот за 10 секунд. На антенне установлен сельсин-датчик, на обмотку возбуждения которого подается 110В 400Гц. Необходимо заменить сельсин-приемник цифровым девайсом (необходим 12 разрядный код угла поворота). Как наиболее просто можно это сделать? Применимы ли для моего случая AD2SXX? Если да, то какой? Как я понял есть ограничения на минимальную частоту входных напряжений. Есть ли у кого опыт разработки подобного девайса, прошу помочь.

Энкодер?

А чем он вас не устраивает(что за антенна)?

Чтобы применить AD2SXX вам нужен sin/cos вращающийся трансформатор с характеристиками не хуже 12ти разрядной точности.

Сообщение отредактировал domowoj - Oct 8 2011, 03:39

Энкодер не годиться. В разрабатываемом устройстве не должно быть механических элементов.

Антенна является собственно антенной радиолокационной станции и цепи сельсин-датчика менять нельзя. Нужно оперировать штатными тремя фазами сельсина грубого отсчета (1 период за оборот), тремя фазами точного отсчета (16 периодов за оборот), и опорными 110В 400Гц.

В литературе описаны способы преобразования напяжения 3 фаз сельсина в sin/cos - трансформаторная схема Скотта либо на опрерационниках. Если не найду другого технического решения, то планирую делать именно так - преобразование 3 фаз в sin/cos, а далее AD2SXX для каждого сельсина, но какой, пока не знаю.

сельсин и есть такой же механический элемент. Они же парами. Второй на указателе, наверное. Его-то и соединить с энкодером.

\

Смотрите в сторону преобразователей DS-DC (сельсин код). Лет тридцать назад разрабатывал подобное. Прогрес в этой области очень значительный. Десять лет назад даже встречал интегральнае преобразователи. В общем гугль и ключевые слова DS-DC, сельсин код.


Именно так и делается. Но сделать трансформаторы на 12бит проблема еще та. Но если правильно сопрячь два канала грубо точно по 8 бит то может получится. Как то встречал подобное на каком то росийском станке с ЧПУ Индуктосинная линейка 12 метров двойная грубо и точно.

Кстати года три назад подыскивал такой блочёк как запчасть к станкам (газорезки) входное 110В 400ГЦ 10бит находил в инете аналоги ценой порядка 1000$ для единичного использования в самый раз.

Во-первых там не три фазы - там три синфазных напряжения с разной амплитудой.
Во-вторых: а нельзя ли тут отказаться от 110В 400Гц и использовать этот сельсин не в режиме сельсен-датчика, а в режиме сельсин-приемника в трансформаторном включении. Т.е. формировать три синфазных синуса, подавать их на обмотку синхронизации, а с обмотки возбуждения снимать сигнал рассогласования. И в зависимости от амплитуды сигнала рассогласования менять амплитуды подаваемого сигнала, загоняя сигнал рассогласования в ноль. Именно на таком принципе работают дистанционные передачи с исполнительными двигателями.

А если нельзя отключить 110в 400Гц - то можно оцифровать сигнал и дальше математически посчитать угол. На одном грубом сигнале и встроенном АЦП AVR я получал точность порядка 9 бит, используя ваши грубый и точный каналы 12 бит, думаю, достижимо легко. Надо только придумать способ синхронизировать момент выборки АЦП с фазой сигнала возбуждения. Тут надо, вероятно, что-то аналоговое придумывать. Я генерил сигнал возбуждения тем же процессором, у меня вопрос синхронизации не стоял.

Посмотрите еще вот эту неплохую книжку: Synchro/Resolver Conversion Handbook

Это где Вы в энкодере "механические элементы" нашли? В самом простом, примитивном варианте, оптический энкодер - это оптопара (светодиод/фотодиод) и диск с прорезями или "зубьями", который сажается непосредственно на ось устройства, или привода, или двигателя - куда удобнее по конструктивным соображениям. Если не подберете готовый энкодер (что сомнительно), то такую штуку можно даже изготовить по заказу, специально для вашего устройства - это обойдется в копейки. А по надежности, точности, простоте использования - сельсин даже близко не встанет. Забудьте про сельсин-датчик. Это каменный век.


Сообщение отредактировал @Ark - Oct 8 2011, 16:51

Я синхронизировался к сигналу возбуждения стандартной схемой на оптопаре. Причем для повышения точности оцифровывал каждый из трех каналов синхронизации в течении всего полпериода возбуждения и складывал в соответствующие аккумуляторы. По окончании полпериода делил содержимое каждого аккумулятора на количество семплов на каждом из этих каналов. А дальше расчеты, используя отношения напряжений между каналами, чтобы избавиться от зависимости от напряжения возбуждения.

К сожалению избавиться ни от сельсин-датчика ни от 110В 400Гц нельзя. Можно только заменить сельсин-приемник.

Сначала несколько уточняющих вопросов.
Угловая точность какая нужна? Допустимо ли осреденение результатов с нескольких оборотов? Какова нестабильность угловой скорости антенны? Участвует ли это заменитель сельсина в петле обратной связи по угловому положению или угловой скорости? Какой должен быть код на выходе?
По реализации- контроллер с 4 канальным АЦП, желательно все 4 канала независимы. С достаточной памятью для хранения тригонометрических таблиц с нужным разрешением (это если не связываться с FPU или DSP с тригонометрией).
От опорной частоты 400 гц синхронзируется цифровая ФАПЧ для восстановления несущей внутри процессора. 3 канала АЦП цифруют 3 фазы и пермножаются на несущую (синхронное детектирование). По трем каналам вычисляются фазовые сдвиги и мажоритированием или по среднему арифметическому вычисляется угол. Где-то так.
ps www.ti.com/lit/an/spra605/spra605.pdf пример использования ДСП для обработки ресолвера, правда в том примере ресолвер квадратурный, а не трехфазный.

В таком случае, лучше вообще ничего не менять, а последовать совету Антона Козлова - соединить штатный сельсин-приемник с готовым энкодером.
Тем самым, решите задачу в одно действие, а на выходе получите нужный код. В точности Вы ничего не потеряете - какую точность сельсины
обеспечивают - такая и будет. Только еще раз повторюсь - это неправильное решение. А приделывать электронные "примочки" к допотопной
аппаратуре - это еще более неправильное решение. По моему скромному мнению...

А существующий сельсин датчик обеспечит вам требуемую точность? Если нет, то какой смысл всех электронных примочек.
Если да, то последуйте совету khach, (только все АЦП должны работать синхронно)

Dmi3y говорил о точности 12 бит. Сельсин точного канала делает 16 оборотов на оборот, т.е. 4 бита снимаются с грубого, на точный остается 8 бит. Это таблица на 256 байт. Не очень большой объем даже для слабенького контроллера.

Там нет трех фаз. Там вращающийся трансформатор, все три выхода синфазны между собой и могут иметь некоторый постоянный фазовый сдвиг относительно обмотки возбуждения.
Сельсин-датчики имеют точность не хуже половины градуса, что лучше 8 бит для точного канала. Выходит, что обеспечивают.

Проверьте этот тезис обычным осциллографом. Что то у меня большие сомнения. Другое дело, что в реале наблюдается осцииллирующее отклонениеи фазового сдвига по фазам в зависимости от угла поворота (фазы рисуют эллипсы на фазовой плоскости) и ротор реального сельсин-приемника осреднял результат по трем сигналам, а в цифровой системе этот ротор- усреднитель (он же и ФНЧ, и интегратор) надо имитировать алгоритмом. Интегрирование по скорости- это механический момент инерции ротора, его иногда тоже надо учитывать, особенно если сельсин используется в петле обратной связи. Надо ли это учитывать- незнаю, вроде скорость вращения постоянна в вашем случае.