Контроллер для кордовых электричек
- увеличить нагрузку на мотор, установленный на стенде
…
грузить генератором (любой маленький эл двигатель на магнитах)
не представляю как ❓
если имеется в виду, присоединение к валу другого мотора в качестве генератора,
то совсем не вариант, моторчик в наличии только один, да и очень маленький )
сегодня попробую “притормаживать” с помощью ватки на конце зубочистки,
теоретически должно сработать.
Регулируемый источник питания нужен для настройки " батарейка садится а обороты держим"
А для нагрузки двигателя цепляем ему на вал такой же моторчик (или мощнее) в качестве генератора, к генератору цепляем выпрямитель (трёхфазный выпрямитель Ларионова) и к выпрямителю цепляем нужное количество лампочек. Количеством лампочек регулируем нагрузку на двигатель.
Регулируемый источник питания нужен для настройки " батарейка садится а обороты держим"
Ардуинке фиолетово, по какой причине начали падать/расти обороты мотора,
то ли это изменение напряжения, толи изменение нагрузки на мотор,
метод увеличения/снижения оборотов только один, увеличить/уменьшить длительность PWM на входе регулятора.
имею траблу,
на графике время в микросекундах одного оборота мотора,
его считает ардуинка на основании прерываний, семь прерываний на один оборот
на данный момент выставлены 2500 оборотов/минуту, ну или 24000 миллисекунд на один оборот
отклонения это это погрешность измерений
это данные о времени одного оборота мотора.
очевидно, что далеко не все переходы через магниты фиксируются. буду думать, как побороть
возможно схема преобразования не оптимальна, срез фильтра например не соответствует …
эти всплески “вниз” влияют на работу регулировки оборотов
в общем предстоит подумать над фильтром помех,
которые периодически проскакивают через операционный усилитель.
попробую поиграть с RC цепочкой.
честно говоря, совсем не ожидал такого течения событий ))
ну или 24000 миллисекунд
микросекунд
проанализировал данные о длительности импульсов с кросс платы на Ардуинку,
в итоге понял, что не в фильтре дело, начал писать “оконный” фильтр,
принцип простой, берется восемь (число может быть любым) последовательных значений,
восемь удобно, потому как на восемь делить просто, сдвиг на 3 разряда в право ),
вычисляется среднее арифметическое (то самое деление суммы на восемь)
и следующее значение сравнивается с результатом деления,
если отличие больше чем на Х процентов, по моим прикидка надо сделать 25 процентов,
(это как раз деление на 4, т.е. сдвиг на два разряда), то данное значение отбрасывается.
если значение попадает в диапазон ±25 процентов от среднего в массиве,
его сохраняем в массив последним, а первое значение в массиве выбывает.
очень надеюсь, что к выходным гувернер заработает
Мне на почту Сергей Андреев прислал еще один метод измерения оборотов.
Но связан он с достаточно серьезной доработкой мотора
Геннадий, доброго дня! давно не читал страничку форума про контроллер, тов заглянул. ребята возможно копают там слишком глубоко и не в том направлении. нужно много знать про мотор чтобы просто измерять обороты для последующей обработки, так как все будет изменяться от мотора к мотору. получается решение оч персонализированное.
наверное не буду оригинальным, сказав что Игорь Бургер, так сказать один из тех кто родоначальник и на практике давно эффективно использует такие девайсы, решает вопросы оч просто, поставив на планшайбу мотора и стационарное кольцо секцию из датчиков холла, получив таким образом энкодер, который тупо все считает, очень точно и прям сейчас. потом все логи и данные получаются у него записанными и их можно корректировать для следующих полетов. возможно это простое решение и по эффективности возможно лучшее
на сколько я понял, эта сборка стоит у него прямо в/на моторе
Все оказалось немножко сложнее, чем выглядит на первый взгляд.
Вариант “кольцевой буфер” с последовательной записью всех данных работает.
но из за попадания в буфер ошибочных данных, выпадают целые обороты мотора.
не сильно критично, но не приятно, это может составлять до 0,1 секунды.
если в буфер помещать только данные без ошибок, возникает коллизия
никак не получается обойти “неопределенное состояние”, это самое начало работы мотора,
когда мотор только начинает крутится, данные идут совсем хаотичные.
И при резком изменении оборотов, то же самое, гувернер вырубается.
Он тупо не понимает, какие данные верные, а какие с ошибкой.
А нам для гувернера, на сколько нужно считать обороты? Можно привязаться к каким либо другим параметрам, которые прямо или обратно пропорциональны оборотам? Например KV , известен, количество банок аккумулятора тоже. Напряжение на фазе при изменении нагрузки меняется, или всегда постоянно?
Что касается датчика холла расположенного среди других магнитов, внутри мотора, или рядом с ним, как то сомнительно. Надо датчик и магнит, по которому считаются обороты, выносить за пределы магнитного поля мотора… Или делать как на машине, на коленвалу, зубчатый шкив из магнитного сплава и по зубцам считать обороты
напряжение меняется, но не сильно.
там не столько меняется напряжение, сколько амплитуда и частота
на этих графиках видно. желтые это фазовые сигналы при разных оборотах
надо еще подумать, если пойму откуда лишние импульсы на выходе ОУ,
может получится с ними побороться без программных изысков
Лишние импульсы, могут быть корректировкой. Например регулятор считает, что нужный магнит должен прилететь на следующий зуб через 0,2секунды, а он из-за нагрузки , или перегазовки , прилетает , через 0,4 секунды, и чтобы провернеуть мотор дальше, отправляет дополнительный импульс, который выпадает из алгоритма.
Такое может быть? Или у меня фантазия разыгралась уже?))))
Скетч от простейшего регулятора на Атмеге, может чем поможет …
// Управление бесколлекторным двигателем постоянного тока без датчиков на ATmega48 #include <avr/io.h> #include <avr/interrupt.h> #include <util/delay.h> #include <avr/wdt.h>
// Фаза U(Верхнее плечо) #define UH_ON TCCR2A |= (1 << COM2A1); #define UH_OFF TCCR2A &= ~(1 << COM2A1);
// Фаза U(Нижнее плечо) #define UL_ON PORTB |= (1 << PB5); #define UL_OFF PORTB &= ~(1 << PB5);
// Фаза V(Верхнее плечо) #define VH_ON TCCR1A |= (1 << COM1B1); #define VH_OFF TCCR1A &= ~(1 << COM1B1);
// Фаза V(Нижнее плечо) #define VL_ON PORTB |= (1 << PB4); #define VL_OFF PORTB &= ~(1 << PB4);
// Фаза W(Верхнее плечо) #define WH_ON TCCR1A |= (1 << COM1A1); #define WH_OFF TCCR1A &= ~(1 << COM1A1);
// Фаза W(Нижнее плечо) #define WL_ON PORTB |= (1 << PB0); #define WL_OFF PORTB &= ~(1 << PB0);
#define PHASE_ALL_OFF UH_OFF;UL_OFF;VH_OFF;VL_OFF;WH_OFF;WL_OFF;
#define SENSE_U ADMUX = 0; // Вход обратной ЭДС фазы U #define SENSE_V ADMUX = 1; // Вход обратной ЭДС фазы V #define SENSE_W ADMUX = 2; // Вход обратной ЭДС фазы W
#define SENSE_UVW (ACSR&(1 << ACO)) // Выход компаратора
#define START_PWM 50 // Минимальный ШИМ при запуске
unsigned char position, speed; volatile unsigned char commutation_step = 0; volatile unsigned char rotor_run = 0; // Счетчик импульсов обратной ЭДС
// Крутим по часовой стрелке void commutation(char startup) { switch (commutation_step) { case (0): if(!SENSE_UVW || startup) { UH_ON; // На фазе U - ШИМ WH_OFF; // Фаза W отключена SENSE_W; // Активируем вход фазы W commutation_step = 1; // Следующий шаг TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T1 } break;
case (1): if(SENSE_UVW || startup) { VL_OFF; // На фазе V - лог. 0 WL_ON; // На Фазе W - лог. 1 SENSE_V; // Активируем вход фазы V commutation_step = 2; TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T1 } break; case (2): if(!SENSE_UVW || startup) { UH_OFF; // Фаза U отключена VH_ON; // На фазе V - ШИМ SENSE_U; // Активируем вход фазы U commutation_step = 3; TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T1 } break; case (3): if(SENSE_UVW || startup) { UL_ON; // На фазе U - лог. 1 WL_OFF; // На Фаза W - лог. 0 SENSE_W; // Активируем вход фазы W commutation_step = 4; TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T1 } break; case (4): if(!SENSE_UVW || startup) { VH_OFF; // Фаза V отключена WH_ON; // На фазе W - ШИМ SENSE_V; // Активируем вход фазы V commutation_step = 5; TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T1 } break; case (5): if(SENSE_UVW || startup) { UL_OFF; // На фазе U - лог. 0 VL_ON; // На Фазе V - лог. 1 SENSE_U; // Активируем вход фазы U commutation_step = 0; TCNT0 = 0; // Обнуляем счетчик T1 } break; }}
// Обработчик прерывания по компаратору. Детектор обратной ЭДС ISR(ANALOG_COMP_vect) { if(rotor_run == 200) commutation(0); rotor_run++; if(rotor_run > 200) { rotor_run = 200; wdt_reset(); } }
// Обработчик прерывания по переполнению Т0. Работа двигателя без сигналов обратной ЭДС ISR(TIMER0_OVF_vect) {
commutation(1); // Если сработало прерывание, есть пропуски импульсов обратной ЭДС rotor_run = 0; // Сбрасываем счетчик импульсов OCR1A = START_PWM; // ШИМ минимум OCR1B = START_PWM; OCR2A = START_PWM; }int main( void ) { //Watchdog on wdt_enable(WDTO_1S);
// Порты ввода/вывода DDRB = 0xFF; // Порт B - выход PORTB = 0x00;
// T0 - для старта и работы двигателя без сигналов обратной ЭДС TCCR0A = 0; TCCR0B = 0; TCCR0B |= (1 << CS02)|(1 << CS00); // Предделитель на 1024 TIMSK0 |= (1 << TOIE0); // Разрешаем прерывание по переполнению T0
// T1 и T2 ШИМ TCCR1A |= (1 << WGM10); // Режим Fast PWM, 8-bit TCCR1B |= (1 << CS10)|(1 << WGM12); // Без предделителя
TCCR2A |= (1 << COM2A1)| // Сброс вывода OC2A при совпадении (1 << WGM21)|(1 << WGM20); // Режим Fast PWM TCCR2B |= (1 << CS20); // Без предделителя
PHASE_ALL_OFF; // Выключаем все фазы
ADCSRB |= (1 << ACME); // Отрицательный вход компаратора подключаем к выходу мультиплексора АЦП DIDR1 |= (1 << AIN0D);
sei(); // Глобально разрешаем прерывания
while(1) { cli(); position = ADMUX; // Сохраняем позицию ротора в буфер ADMUX = (1 << MUX1)|(1 << MUX0); // Вход ADC3
ADCSRA |= (1 << ADEN) | (1 << ADPS1)|(1 << ADPS0); // Разрешаем АЦП, предделитель на 8 ADCSRA |= (1 << ADSC); // Запускаем преобразование АЦП while(ADCSRA & (1 << ADSC)){}; // Ждем окончания преобразования speed = ADC/4; ADCSRA = 0; // Выключаем АЦП ADCSRB = 0; ADCSRB |= (1 << ACME); // Отрицательный вход компаратора подключаем к выходу мультиплексора АЦП ADMUX = position; sei();if(speed > START_PWM) { ACSR |= (1 << ACIE); // Разрешаем прерывание от компаратора TIMSK0 |= (1 << TOIE0); // Разрешаем прерывание по переполнению T0
if(rotor_run == 200) { // Если импульсы обратной ЭДС присутствуют, крутим наполную OCR1A = speed; OCR1B = speed; // Изменяем ШИМ OCR2A = speed; } } else { PHASE_ALL_OFF; // Все фазы выключены ACSR &= ~(1 << ACIE); // Запрещаем прерывание от компаратора TIMSK0 &= ~(1 << TOIE0); // Запрещаем прерывание по переполнению T0 }
} }
Это маловероятно,
я совсем забыл, что в моей схеме ОУ работает без обратной связи, в режиме насыщения,
с Ку (коэф. усиления) стремящемся к бесконечности (в идеале)
А некоторые ОУ в таком режиме, при стечении обстоятельств в виде совпадения “сигналов на входах”
могут кратковременно “переворачивать” (инвертировать) сигнал на выходе.
как варианты
- забить и продолжить изыскания в области программной фильтрации ошибочных данных
- взять другую модель ОУ, не факт что поможет, ЕМНИП в больше или меньшей степени этому подвержены все ОУ
- добавить обратную связь, для уменьшения Ку, тогда придется сразу прикручивать и формирователь сигнала, потому как на выходе ОУ будет синусоида, что усложнит схему, но совсем не факт, что вылечит )
до весны еще далеко, а процесс на месте не стоит.
кучку деталек и кусок текстолита уже купил, так что новую плату сотворить не долго,
заодно дорисую место для установки модуля гироскопа
может чем поможет …
посмотрю, но без схемы …
посвятил пол дня поиску косяка, повторил схема на макетке
и пронаблюдал траблу на осциллографе.
точно такая картинка наблюдается и на прототипе.
такие всплески с еще большей амплитудой проскакивают,
в том числе и на ниспадающем фронте и вызывают срабатывание прерывания.
на макетке купировать удалось, скорее всего не на 100 процентов,
но процентов 85 помех не пропустить на вход МК удалось,
а это значит, что количество ошибочных данных уменьшится на порядок.
ну и вот, на выходе имеем первое приближение
Гувернер на базе Ардуино Нано.
Датчик оборотов пока собран на макетной плате.
Требуемые обороты в программе указываются в оборотах/минуту.
В программе установлено две полки оборотов, 2000 и 3000.
После старта гувернеру передается команда на установку оборотов 2000 об/минуту,
через пять секунд посылается новая команда - 3000 об/мин
и еще через пять секунд новая команда - 2000 об/минуту.
Все остальное делает программа.
2000 и 3000 проверял оптическим тахометром, все в пределах погрешности, заложенной в программе,
на данный момент это примерно 6 процентов, но что то мне подсказывает, что дельту можно убрать.
Сегодня поменяю конденсаторы на прототипе кросс платы и она должна заработать так же )
Собственно говоря, регулировка построена на изменении длительности сигнала PWM на входе регулятора,
на основании данных с датчика оборотов мотора, построенного на операционном усилителе.
Датчик фиксирует прохождение обмоток регулятора над магнитами.
Программа сравнивает текущие обороты мотора с требуемыми и в зависимости от результата сравнения
увеличивает или уменьшает длительность импульса сигнала PWM.
в общем прототип тоже работает,
осталось причесать программу и можно встраивать в таймер
рисую новую версию кросс-платы, появился вопрос.
может стоит на плате разместить кнопку управления и пару светодиод для индикации ?
пока на плате место есть
Пару диодов можно, а вот кнопку, которая со временем начнет звинеть, думаю не надо…
которая со временем начнет звинеть,
это маловероятное явление, звон возможен только в момент нажатия/отпускания,
кроме того, количество срабатываний на отказ у кнопок достаточно велико,
в том числе и у китайских.
у меня Уно уже лет десять работает, кнопку Reset топтал не меренное количество раз )
А зачем эта кнопка нужна на кросс плате? Есть штатная кнопка на ардуино. Так же кнопка нужна на корпусе модели, тем более если модель объемная и мотор под капотом.
И еще касательно прошивки, хорошо бы добавить возможность отключения кросс платы, отключения гироскопа, гувернера, акселерометра, чтобы можно было летать как в простом , так и в активном режиме, включая и отключая нужные датчики, по одному или все сразу.
Кстати на счет акселерометра, может имеет смысл, на кросс плате разместить место для него, вместо кнопки. Акселерометры периодически всплывают в продаже на али.
А вот гироскоп наверное имеет смысл размещать по центру тяжести модели. Хотя и не обязательно.
А зачем эта кнопка нужна на кросс плате? Есть штатная кнопка на ардуино.
штатная - RESET, от нее ни тепло ни холодно, да и закрыта она росс платой получается.
а нужна кнопка управления, старт-стоп ну и мало ли что еще.
отключения гироскопа, гувернера
режим без GYRO и GOVER будет, как и без одного из них,
но предстоит разобраться с логикой
Кстати на счет акселерометра
MPU6050 - это 3-х осевой гироскоп + 3-х осевой акселерометр
А вот гироскоп наверное имеет смысл размещать по центру тяжести модели.
нет никакого смысла, его задача угол тангажа измерять не более того