Sterowani 0-10 VDC + regulator U2008B

[PJimi]

Witam,

Zbudowałem układ sterowania napięciem zmiennym do 230VAC wg noty katalogowej z załączonego pliku. Używam go do regulacji prędkości obrotowej silnika.
Teraz interesuje mnie temat sterowania tym układem nie za pomocą potencjometru ale za pomocą sygnału 0-10 VDC.

I tutaj pojawił się mój pomysł, który chciałbym poddać pod Waszą ocenę

Skoro czynnikiem regulujacym napięcie wyjściowe jest tu potencjometr działający w dzielniku napięcia, to może dałoby radę zrealizować tę samą funkcję regulując odpowiednio dopasowanym do wejścia U2008B napięciem z zakresu 0-10 VDC.

Prosze o komentarze, opinie, sugestie...
Z góry dzięki

[e-lektryk]

A z czego miałby ten sygnał płynąć? Układ nie jest przecież oddzielony galwanicznie od sieci 230V i to może być problem, bo nie ma tu osobnego układu zasilania. Napięcie wyprostowane jest jednopołówkowo i odfiltrowane przez kondensator.

[PJimi]

Sygnał zewnetrzny 0-10 VDC. Odseparowanie galwaniczne osiągnalbym np. poprzez wstawienie liniowego transoptora IL300. Nie do końca tylko wiem jak zamiast dzielnika napięcia wstawić sterowanie napięciem 0-10 VDC

[e-lektryk]

Tego układu się nie da odseparować, bo przecież on testuje napięcie sieci. Jeżeli już to napięcie dochodzące do potencjometru można by regulować w nieco inny sposób może jakimś transoptorem czy czymś takim. Innego rozwiązania jak regulacja tego napięcia w inny sposób niż za pomocą potencjometru jakoś nie umiem sobie wyobrazić. Nie można tam wpuścić od tak sobie jakiegoś sygnału bezpośrednio do scalaka. Transoptor to dioda i fototranzystor, więc sterować można by diodą np. za pomocą PWM lub nawet liniowo. Trochę trudniej będzie to zbudować niż dywagować o tym na forum

[keruseykaryu]

Tego układu się nie da odseparować, bo przecież on testuje napięcie sieci.

Ale dałoby rady sygnał sterujący odseparować, właśnie przez IL300. Po stronie odbiorczej pociągnąć zasilanie z U2008. Po pierwotnej będzie trudniej, bo mamy 0V. Ale znowu możemy sobie podkaść napięcie z U2008 i przez prosty separatorek DC/DC dawać zasilanie na pierwotną strone.
http://www.ilantech.com/product_pdf/DC_CONVERTER.PDF
Szkoda, że nie ma napięć symetrycznych bo można skorzystać też z ISO124 Burr-Browna. Bo ten jest U na U bez żadnych tam super układów aplikacyjnych.

Jeżeli już to napięcie dochodzące do potencjometru można by regulować w nieco inny sposób może jakimś transoptorem czy czymś takim.

IL300 jest transoptorem. To że ma źródełka prądowe to nic prawie nie zmienia.

Innego rozwiązania jak regulacja tego napięcia w inny sposób niż za pomocą potencjometru jakoś nie umiem sobie wyobrazić.

U2008 ma w sobie przesuwnik fazowy sterowany napięciem. U2008 ma zasilacz beztrafokowyma dający ileś tam -V (ujemne, pamiętać!). Na wyjściu IL300 prosty operacyjny zasilany z tego -V i masz potrzebne U na nogę 3. Zresztą co się będę rozpisywał. Noty aplikacyjne IL300 w dłoń.
http://www.vishay.com/docs/83708/appn50.pdf itd.

Transoptor to dioda i fototranzystor, więc sterować można by diodą np. za pomocą PWM lub nawet liniowo.

Niestety koleś ma sygnał o standardzie przemysłowym 0-10V. Lepiej jakby miał pętlę prądową 4-20mA ale jak mus to mus.

[e-lektryk]

Rezystor można zastąpić tranzystorem i za pomocą jego otwarcia regulować rezystancję (rezystancja złącza CE) na podobnej zasadzie działają ARW w układach audio, więc trzeba by zbudować dzielnik tranzystor-rezystor, którym można by zastąpić potencjometr. Najgorzej będzie odpowiednio wysterować tranzystor, ale jeżeli sygnał ma do 10V to może da radę to ustalić dobierając odpowiednią wartość rezystora w układzie tranzystor-rezystor, chyba, żeby sygnał jakoś podzielić, albo zastosować dwa tranzystory i jeden wysterować na sztywno.

[PJimi]

Dzięki za rady. Też doczytałem, że IL300 powinien załatwić sprawę optoizolacji.
Jesli chodzi o sterowanie pętlą 4-20mA to też jestem zainteresowany takim rozwiązaniem. Podsuńcie prosze pomysły/schematy jak zmienić układ aplikacyjny z noty U2008B aby mozliwe było sterowanie standardem 4-20mA.

Myślałem, że sterowanie 0-10vdc będzie prostsze ze względu na to, że U2008 też jest sterowany napięciowo.

I tutaj mam pytanie, a właściwie prośbę o weryfikację mojego toku rozumowania: Układ U2008B ma na pinie 5 napiecie referencyjne, które jest podawane na dzielnik napięcia regulowany potencjometrem. Napiecie z dzielnika (zależne od wychylenia potencjometru) jest podawane na pin 3 i porównywane z napieciem referencyjnym. W ten sposób układ otrzymuje informacje o tym jak sterować bramką triaka z pinu 8. Zgadza się? Nie moge tylko dokopać się do informacji jakie jest to napięcie referencyjne....

I druga sprawa: Zmontowalem układ z noty aplikacyjnej U2008B (z soft startem). Zamontowałem solidny radiator, ścieżki przy triaku zastąpiłem przewodami 1,5mm i obciążyłem cały regulator prądem 10A. Radiator się zbytnio nie grzeje i wszystko pracuje ok: jest płynna regulacja napięcia od około 80 do 230V (80V jako minimalne wychylenie potencjometru na dzielniku ustawione jest pomocniczym potencjometrem montażowym). Mniej więcej po godzinie pracy (radiator około 65 stopni C) przy minimalnym wychyleniu potencjometru na dzielniku uzyskuje już tylko 120V a nie jak to było początkowo 80V. Oprócz tego już przy 160V zarówki podłączone jako obciązenie zaczynają migać. Czym może być to spowodowane?

Z góry dzieki za pomoc

[e-lektryk]

Częstotliwość prądu spada poniżej progu zauważalnego przez ludzkie oko. Chyba, że to migotanie wygląda inaczej niż myślę. Jest to na pewno związane z zasadą działania takiego sterownika. Możesz spróbować coś takiego, ale nie gwarantuję, że taki układ będzie działać. W sumie nie musisz mierzyć napięcia najważniejsze, żeby ustawić wejście transoptora tak żeby sygnał był odpowiedni i trzeba by zmierzyć rezystancję układu CE fototranzystora. Później dobrać drugi i trzeci rezystor do dzielnika tak, żeby uzyskać odpowiednie zachowanie układu. Nie gwarantuję, że taki układ w ogóle będzie działał. To tylko jakaś tam koncepcja.

[PJimi]

Dzięki - układ postaram się przemysleć, przedyskotuwać i zmontować. Wtedy zobaczymy.

Natomiast jesli chodzi o spadanie częstotliwości do progu zauważalnego przez ludzkie oko to może faktycznie i tak jest. I może zjawisko to o ile zauważalne przy obciążeniu żarówkami kompletnie nie ma znaczenie w przypadku obciążenia silnikiem indykcyjnym. Jednak jak wytłumaczyć, że minimalne napiecie, osiągalne regulując potencjometrem, jest wyższe po upływie godzimy pracy na pełnym obciążeniu? Według mnie może to być związane z nadmiernym nagrzewaniem się pewnych elementów. Tylko czynnik temperaturowy przychodzi mi do głowy jako zmienny w czasie (bo zaznaczam, że na początku pracy wszystko jest ok).

[e-lektryk]

Jeżeli jest tak jak piszesz to może faktycznie temperatura ma wpływ. Zależy o ile wzrasta to napięcie i które elementy się za mocno nagrzewają. Musiał byś mieć charakterystykę temperaturową, wiem, że w przypadku diod temperatura ma wpływ, więc pewnie dotyczy ten problem wszystkich półprzewodników. Z resztą temperatura ma też wpływ na inne elementy. Trzeba by wyeliminować prawdopodobną przyczynę (przeciążenie) np. stosując mocniejszy tyrystor itd. Sam układ nie powinien być przeciążany, ze względu na to, że obciąża się tyrystor, a układ steruje tylko jego pracą. Ewentualnie można by jeszcze sprawdzić R3 czy się za mocno nie nagrzewa. Poza tym dobiera się jeszcze w tym układzie inne elementy, więc chyba dobrałeś je do swojego układu (w układzie sterowania z kostką U2008B). Rozszerzanie się elementów metalowych pod wpływem temperatury może też świadczyć o zimnych lutach i to też trzeba by sprawdzić. Można nimi poruszać przez izolator, albo schłodzić je zamrażaczem, żeby ustalić, który element powoduje takie zmiany. Dobrze by było też dokonać kilku pomiarów temperatury elementów w trakcie pracy. Najlepiej termoparą umazaną w paście sylikonowej (z pastą z dodatkiem metalu bym nieeksperymentował). Trzeb by też wyłączać na czas pomiaru układ z sieci, żeby uniknąć porażenia, albo robić to bardzo ostrożnie jeśli zdajesz sobie sprawę z tego czym to może grozić. Generalnie nie polecam mierzyć tego układu gdy jest podłączony do sieci. Pomiar zaraz po wyłączeniu nie powinien mieć większego wpływu na odczyt temperatury. A tak w ogóle to chodzi o napięcie wyjściowe czy to (V-)?

Jeżeli chodzi o V- to jeżeli jest wyższe po godzinie to przecież ono dochodzi przez rezystor i diodę.

Poczytaj też tutaj: http://ep.com.pl/files/6112.pdf

Na tym moim schemacie fototranzystor trzeba by zamienić miejscami z rezystorem wtedy jak fototranzystor będzie dostawał więcej światła na bazę to będzie rosło napięcie w układzie rezystor / fototranzystor dochodzące do nóżki 3 układu U2008B, a sygnał przechodzący przez dzielnik napięcia powinien być tak dopasowany, żeby rezystancja CE fototranzystora zmieniała się tak, żeby układ pracował jak potencjometr.

[PJimi]

Zastosowany tyrystor BT138 wg noty katalogowej może przewodzić do 12A, a zamocowany na nim radiator w innym układzie spokojnie odprowadza 10A, więc opcję przeciążenia tyrystora chyba można wyeliminować. Dla pewności obciążę go dzisiaj 5A przez dłuższy czas i zobaczę czy problem będzie taki sam.

Jeśli chodzi o nagrzewanie się R3 to słuszna uwaga - sprawdzę to. W końcu to przez ten rezystor płynie prąd sterujący bramką tyrystora.

Pytasz czy chodzi o napięcie wyjściowe czy o (V-) : Chodzi mi o to, że po upływie jakiegoś czasu z napięciem wyjściowym mogę zjechać przy max wychyleniu potencjometru tylko do 120V a nie tak jak było to zaraz po włączeniu układu do sieci - 70V. Do tego dochodzi migotanie żarówek już przy 140V. Dodam, że zaraz po uruchomieniu światło nie migocze nawet przy 70V.

Inną sprawą jest fakt, że może właśnie to (-V) jest po pewnym czasie podwyższone i to tu trzeba szukać przyczyny wzrostu progu minimalnego. Tak jak piszesz - sprawdzę rezystor i diodę na tej gałęzi.

Z tym, że zjawiska są według mnie dwa:
1 - migotanie żarówek na obciążeniu
2 - podniesienie progu minimalnego napięcia wyjściowego.

Z tym, że mogą mieć jedną przyczynę....

[e-lektryk]

Nie wiem jak wygląda ten układ. Może łatwiej było by coś powiedzieć gdybyś wrzucił jakąś fotkę gotowego układu. Będzie można powiedzieć jak zostało to złożone i czy np. sposób w jaki to połączyłeś nie ma wpływu na działanie tego układu. Ja myję moje płytki i oglądam czy nie ma jakichś luźnych kulek po lutowaniu, które lubią się kleić do PCB. Płytki wyglądają prawie jak z fabryki. Tylko nie mają soldermaski i opisu (chociaż takie drobne informacje jak TP czy + można umieścić po stronie ścieżek). Płytkę po wytrawieniu pobielam cienką warstwą cyny, żeby się miedź nie utleniała. Zaczął bym w takim razie od pomiaru (V-) najlepiej to sobie zrobić testpointy (przewody pomiarowe przylutować do płytki, a końcówki bananowe wpiąć do miernika na stałe i obserwować jak zmienia się to napięcie w trakcie pracy), żeby się nie porazić. Później reszta układu z U2008B, a na końcu tyrystor. Rezystor na wejściu masz na 2W? Spróbuj też wymienić diodę na początek. Może pomoże o ile to wina diody Możesz też przetestować układ na innym tyrystorze. Już będzie coś wiadomo, że to nie tyrystor, ale stawiam na problem w układzie sterowania tyle, że sprawdzanie zaczął bym od najmniej pracochłonnych operacji do których należy wymiana tyrystora.

[PJimi]

Dzięki wielkie, że mogę liczyć na pomoc - zabieram sie do wyszukiwania problemu według wskazówek Pytałeś o rezystor na wejściu - tak, mój ma 2W. Układ zmontowałem na płytce uniwersalnej. PCB juz mam zaprojektowaną w Eaglu ale czekam z jej wykonaniem na potwierdzenie poprawności prototypu. Także jak wszystko będzie działało jak należy - puszczam PCB do produkcji. Mimo, że płytka narazie może nie wygląda imponujaco pod względem estetyki wykoannia - wstawię potem fotki na forum. Najpierw dokonam tylko jeszcze kilka pomiarów i operacji: 1. Pomiar i obserwacja pracy przy obciązeniu o połowę niższym - czyli 5A. 2. Zmiana diody - A swoją drogą czemu uważasz, że to ona może być przyczyną? Przecież ona niczego nie przełącza tylko prostuje jednopołówkowo... ??? 3. Pomiar (-V) 4. Wylutowanie potencjometru montażowego ustalającego min napięcie regulowane potencjometrem na dzielniku i wlutowanie w to miejsce rezystora o takiej samej wartości - może będzie "stabilniej" 5. wymiana tyrystora.

[e-lektryk]

Jeżeli wina leży po stronie sterowania to pierwsze co bym sprawdził to V- (czyli rezystor, diodę i kondensator, ew. potencjometr, bo spotkałem się z tanimi potencjometrami, które sprawiały, że urządzenia fiksowały). Jeżeli to nie V- to wina leży po stronie U2008B lub tyrystora. Sprawdził bym też C2 i C3. U2008 zawiera blok zasilania, którego napięcie wyjściowe wynosi 14,5..16,5V. Napięcie to jest dostępne na nóżkach 4 i 5, więc łatwo je sprawdzić.

[PJimi]

Zgodnie z obietnicą zamieszczam zdjęcia mojej płytki jako załączniki. Nie wiem czy coś z tego da radę wywnioskować ale zawsze lepsze takie zdjęcia niż żadne. Nie wiem czy uda mi sie dziś zamieścić jakieś wyniki badań ale w poniedziałek na pewno powinno już coś być.
Problemy są dwa dlatego odzielnie dla każdego z nich będę sprawdzał następujące opcje: 1) Podniesienie progu minimalnego napięcia.
- Sprawdzenie diody oraz rezystora 2W
- Sprawdzenie potencjometru montażowego na pinie 6. Zamiana potencjomeru na rezystor o wartości ustalonej.
2) Migotanie oświetlenia na obciążeniu przy obniżaniu napięcia wyjściowego
- Sprawdzenie rezystora na ścieżce sterującej bramką tyrystora
- Zamiana kondensatora odpowiadającego za czas trwania impulsów wyzwalających na nodze 2 z 3,3nF na 10nF Planuje też pomiar w czasie napięcia (-V) - możliwa niestabilnosć diody i rezystora na tej gałęzi.

Mam jeszcze pytanie bo nie do końca rozumiem kwestie napięcia (-V). Jest to napięcie ograniczone i dostosowane do wymogów U2008B przez rezystor 22k 2W i diodę, czy tak? Ile powinno ono wynosić? Jak ma się ono do wewnętrznego napięcia pochodzącego z bloku zasilania scalaka 14,5-16,5V? I najważniejsze - Jakie napięcie podawane jest na dzielnik? Skąd ono pochodzi? Ze schematu wynika, że jest to właśnie (-V) i jest ono w zasadzie równe napięciu między 4 i 5 nogą, czyli powinno być 14,5-16,5V. Wyprowadź mnie z błędu jeśli możesz albo potwierdź moje rozumowanie Dzięki.