Сомнения: доверять или не доверять AVR управление H-bridge, Без внешней аппаратной защиты на логике или на спец. микросхеме Опции

[haker_fox]

Здравствуйте!
Основная тема здесь. Там шло обсуждение простого H-bridge. Упор с моей стороны делался на то, чтобы не ставить внешнюю защиту в виде логики или той же IR2104, а поручить все управление (dead-time, реверс, шим, защиту от КЗ моста одновременным включением пары транзисторов по одну сторону моста) МК. Был выбран ATmega168. В общем начиная с 20 поста вопрос о конструктиве моста более менее решился, и мы пришли к выводу, что такая идея вполне жизнеспособна. Конечно нужно предпринять ряд защит - аппаратных защит, но не очень дорогих и которые сработают наверняка, причем выполнят только функцию защиты в экстренном случае - КЗ.
В общем на данный момент я хочу реализовать управление всеми 4 транзисторами моста - напрямую. Требования не высокие: ШИМ 900 - 4000 Гц, движок будет плавно разгоняться (всегда) -> пускового тока большого не будет, номинальный ток макс. 600 ма.
Чтобы повысить надежность устройства и свести к минимуму возможные сбои МК, хочу выполнить следующее:
1. По питанию всего моста поставить электролит 100 или 3000 мкф + керам. 0.1 мк + керам. 100н.
2. Обязательно включить BOD на 4.5 В.
3. Всю раздачу питания на МК, на мост и тд выполнять звездой. Т.е. из одной общ. точки. Цепи кварца и сброса выполнить согласно правилам из известной статьи на сахаре.
4. Корп. кварца заземлить. Не уверен, надо ли?
5. Установить бит CKOPT.
6. К схеме будут подключены датчики (оптические концевики и энкодеры) прводом длиной не более 5 м. Их хочу подключить через витую пару. На плате сигнальные провода будут заводиться через RC фильтр + возможно феррит. колечки.
7. Питание на схему будет подаваться через плавкий предохранитель. Пока не знаю, какой номинал выбрать.

Все эти требования были получены после изучения статьи на сахаре + изучение веток в этом форуме о сбоях, помехоустойчивости МК.

Вся схема: силовая и цифровая будут гальванически связаны. Силовая будет питаться от этого БП (S-320-27: 27В, 11А), а цифровая - от обычного компьютерного AT. Всего таких схемы управления двигателями нужно 3 + главный МК, который будет управлять этими движками и другими исполнительными механизмами. Но все это продолжение этой темы.
Собственно говоря хочу здесь спросить, т.к. это уже не касается напрямую электропривода, можно ли при таком подходе надеяться на устойчивую работу приводов?
У меня есть сомнения по поводу разделения МК и силовых ключей оптопарами: надо ли? + может быть нужно оставить защиту на буферах 74hc02 (схема в топике по первой ссылке) от КЗ моста?
По поводу dead-time я не беспокоюсь: реверс двигателя или его экстренное торможению буду делать только при выключенном ШИМе.
Прошу прощения, если выразил несколько сумбурно свои мысли.
Также надеюсь, что модераторы не сочтут это за кросспостинг: дело в том, что темы хоть и три по разным веткам и они решают один вопрос, но они все таки разные.
Всем заранее большое спасибо за ответы и хорошую критику!
P.S. все несколько омрачняет то, что печатки не будет, весь монтаж на макетке проводом МГТФ(

[Rst7]

Ну лично я не боюсь управлять импульсными источниками при помощи Tiny15/Tiny26. Управлять - в смысле шим генерить и обратную связь по току/напряжению изготавливать. Я думаю, что и тут проблем не будет.

все несколько омрачняет то, что печатки не будет, весь монтаж на макетке проводом МГТФ(

Это да, мрачновато. Сделайте хотя бы бутерброд из макетки и фольгированного текстолита, фольга которого будет земляным полигоном. Разрежете фольгу в нужном месте для разделения земель.

Рассмотрите вопрос работы от внутреннего RC-генератора с синхронизацией частоты по внешнему сигналу (если даже и пропадет, то сердце у контроллера не станет).

а цифровая - от обычного компьютерного AT

Я бы сделал нормальный источник. Свой. Потому что компьютерные питальники сейчас обычно суть мрачная китайчатина, на что-то надеяться - можно здорово пролететь.

[haker_fox]

Ну лично я не боюсь управлять импульсными источниками при помощи Tiny15/Tiny26. Управлять - в смысле шим генерить и обратную связь по току/напряжению изготавливать. Я думаю, что и тут проблем не будет.

А есть в Ваших цепях гальваническая развязка?

Это да, мрачновато. Сделайте хотя бы бутерброд из макетки и фольгированного текстолита, фольга которого будет земляным полигоном. Разрежете фольгу в нужном месте для разделения земель.

Спасибо за этот совет!!!

Рассмотрите вопрос работы от внутреннего RC-генератора с синхронизацией частоты по внешнему сигналу (если даже и пропадет, то сердце у контроллера не станет).

Простите, не совсем понял каким образом это можно сделать?

Я бы сделал нормальный источник. Свой. Потому что компьютерные питальники сейчас обычно суть мрачная китайчатина, на что-то надеяться - можно здорово пролететь.

К сожалению я не специалист в источниках питания( Максимум что я могу сделать: транс + выпрямитель + фильтр + 7805 = БП.
Блоки питания есть довольно таки старые: 10 летней давности - рабочие. Может быть тогда было получше с качевством?

1) Определяющим будет правильность разводки земли и, соответственно, наличие токов помех в общих цепях.

Согласен!

На этом фоне немного смешно читать про плавный разгон двигателя - все равно будет первый импульс тока

Но он будет небольшой! Или здесь есть подводные камни?
Конечно, если движок включится на полные обороты мгновенно в результате сбоя, то тут можно получить действительно солидную помеху.

2) Я не стал бы делать такой проект без аппаратной защиты от сквозных токов.

Т.е. dead-time?

3) Да и мотивация непонятна - драйверы перестали выпускать?

Нет. Детали закуплены. Бюджета почти больше нет. ВУЗ всетаки. Денег на свободный полет нет. Моя вина, что не составил в свое время список с запасом.

4) На частоте 4 кГц двигатель будет нудно звенеть.

На 1000 Гц не звенит. Неужели при повышении частоты в 4 раза - будет?

[Rst7]

А есть в Ваших цепях гальваническая развязка?

В цепях обратной связи часто бывает. В цепях управления - не делал, там обычно для верхних ключей самодельные драйверы на транзисторах. Нижние часто вообще от ножек проца катаются.

Простите, не совсем понял каким образом это можно сделать?

Начнем с простого. Нужна ли Вам вообще стабильность задающего генератора? Если нет - то просто RC. Если да - то имеет смысл сделать отдельный кварцевый генератор (или взять кварцованную частоту с другой части прибора, если есть) и, поделив ее, использовать как синхронизацию процессоров, работающих от внутреннего RC (синхронизация программная, конечно). Вплоть до того, что можно организовать типа АПЧ внутреннего RC-генератора, например таким банальным способом:

Код

#pragma vector=TIMER2_OVF_vect
__interrupt void INT_PLL(void)
{
  unsigned int i=TCNT1;
  TCNT1=0;
  if (i<7813)
    OSCCAL++; //Увеличиваем тактовую частоту
  else
    OSCCAL--; //Уменьшаем тактовую частоту
  SECOND_PULSE=1;
}

Тут в процедуре прерывания 1 раз в секунду от таймера 2 (он едет от кварца 32768, можно использовать внешний источник точной частоты) проверяется, сколько насчитал за это время таймер 1 (тактируется от основного генератора, которым является внутренний RC-генератор) и подстраивается OSCCAL.

Если вдруг у Вас пропадет точная тактовая, то процессор будет продолжать работу и можно перейти в аварийный режим (например, зарядив Output Compare таймера 1 на аварийное значение и при приходе этого прерывания перейти в аварийный режим).

Кстати, такой подстройки вполне достаточно для работы UART.

Вообщем, я думаю, идея ясна, методов конкретной реализации может быть масса.