Układ do zabezpieczenia silnika prądu stałego na 8051

To forum jest dla wszystkich pasjonatów wiecznie młodych mikrokontrolerów '51. Wymiana doświadczeń i pomoc dla początkujących w pisaniu programów zarówno w C, Asemblerze jak i BASCOM. Zapraszam znawców tematu, aby pomogli wszystkim początkującym!
ODPOWIEDZ
Rewus
-
Posty: 3
Rejestracja: 05 mar 2010, 20:59
Lokalizacja: Opole

Układ do zabezpieczenia silnika prądu stałego na 8051

Post autor: Rewus » 05 mar 2010, 21:00

Witam
Mam za zadanie wykonać układ do zabezpieczenia prądowego silnika prądu stałego.
Dane: Moc silnika 1kW, zastosować uk8051 (RAM, ROM zewnętrzne), zasilanie 220dc

Już odwiedziłem google i już posiadłem trochę wiedzy na ten temat niestety projektu nie jestem w stanie sam wykonać dlatego proszę o odrobinę pomocy :)

Wykonanie mojego projektu podzieliłem na 3 etapy:
1) Detekcja wzrostu poboru prądu przez układ i przesłanie informacji do 8051
2) Napisanie programu dla 8051, który po wykryciu zbyt dużego prądu wyśle sygnał do odłączenia zasilania układu
3) układzik który po otrzymaniu sygnału od '51 odłączy zasilanie.

Pierwszy punkt chciałbym zrealizować poprzez wpięcie rezystor w układ zasilania silnika, odczytywać na nim spadek napięcia, który wraz z wartością rezystancji zgodnie z prawem Ohma da prąd w obwodzie silnika. Następnie zastosować przetwornik A/C aby przesłać te informacje do 8051.
Drug punkt narazie omijam na to przyjdzie czas po poskładaniu układu :)
W realizacji trzeciego punktu muszę (chyba) zastosować układ mocy (przekaźnik tranzystor), aby podłączyć silnik do 8051 i nim sterować.

Mój problem polega na tym, że nie wiem jak to wykonać w praktyce, jakich konkretnie elementów użyć i jak powinien poprawnie wyglądać schemat główny.
Jeśli ktoś może mi pomóc to będę wdzięczny.

zaba
Użytkownik
Posty: 384
Rejestracja: 27 gru 2009, 19:15
Lokalizacja: Zakliczyn nad dunajcem

Post autor: zaba » 06 mar 2010, 1:06

Pomoc można zawsze.

Ja widzę tu kilka rozwiązań, z tym rezystorem trzeba bardzo uważać, musi mieć minimalną oporność, bo inaczej jego wartość spowoduje durze spadki napięcia, ważna jest też moc strat tego rezystora, zasilanie prądem stałym utrudni wykonanie dobrego oddzielenia galwanicznego układu pomiarowego od sieci.
Ważnym pytaniem jest to jak kolega mam zamiar zrealizować pomiar, tzn., jakiego przetwornika analogowo-cyfrowego chce kolega użyć??

W tym przypadku radze poszukać durzy przekaźnik, którym można łatwo sterować z układu za pomocą zwykłego tranzystora.

Według mnie schemat blokowy powinien wyglądać mniej więcej tak:

Rezystor pomiarowy -> oddzielenie galwaniczne -> układ mierzący spadek napięcia (wzmacniacz operacyjny) -> przetwornik analogowo-cyfrowy -> rdzeń-wydawanie komend -> tranzystor sterujący cewką -> przekaźnik.

Musi kolega pamiętać, że te elementy pracują dosyć szybko, więc w programie należałoby uwzględnić opóźnienie, lub inny sposób blokady silnika na dłuższy czas, aby nie uzyskać generatora. Trzeba też pamiętać o stosunkowo dużym prądzie rozruchowym, na który program nie może reagować.

adi-niunio
Użytkownik
Posty: 308
Rejestracja: 04 mar 2004, 9:21
Lokalizacja: Zabrze
Kontakt:

Post autor: adi-niunio » 06 mar 2010, 14:51

pomiar prądu mozna zrobić poprzez przetwornik LEM, są takie które przenoszą składową stałą, a jest separacja galwaniczna.

LEM się specjalizuje w przekłądnikach prądowych, masz nawet wyjście w okreslonym standardzie. Jest ich bardzo dużo rodzajów.

Awatar użytkownika
kayron
Użytkownik
Posty: 2073
Rejestracja: 21 wrz 2008, 12:53
Lokalizacja: Poland
Kontakt:

Post autor: kayron » 06 mar 2010, 22:05

1KW :?: to jakie parametry ma ten silnik (napięcie i prąd pracy), bo raczej nie budujesz układu dla malutkiego silniczka modelarskiego, tylko przemysłowego. MAXIM robi scalaki do pomiaru prądu w obwodach silników prądu stałego. Natomiast prawie każdy mostek H dla silników prądu stałego ma wyprowadzenie dla pomiaru prądu silnika.
http://www.sklep.avt.com.pl/photo/_pdf/L298.pdf
Aczkolwiek ty będziesz potrzebował mocniejszej bestii bo ta ma prąd tylko do 4A.
Opis budowy mostków, wraz z schematami i obwodami pomiaru prądu:
http://rab.ict.pwr.wroc.pl/~mw/pdfs/Mostek.pdf

Rewus
-
Posty: 3
Rejestracja: 05 mar 2010, 20:59
Lokalizacja: Opole

Post autor: Rewus » 07 mar 2010, 12:49

Chyba nie napisałem na początku że układ nie będzie realizowany w rzeczywistości tylko jest to projekt na zaliczenie:/ jeśli chodzi o parametry to wszystkie jakie otrzymałem już wymieniłem.
A mógłby kolega zaba narysować ten schemat i zamieścić go??
Waszym zdaniem którą metodę lepiej zastosować do pomiaru prądu żeby układ mniej skomplikowany??

Awatar użytkownika
kayron
Użytkownik
Posty: 2073
Rejestracja: 21 wrz 2008, 12:53
Lokalizacja: Poland
Kontakt:

Post autor: kayron » 07 mar 2010, 14:05

Tym bardziej skorzystaj z gotowca. Ten PDF który podałem to praktycznie gotowe rozwiązanie, i to całkiem dobrym opisem, wystarczy skorzystać i przeliczyć dla mocniejszego silnika.

zaba
Użytkownik
Posty: 384
Rejestracja: 27 gru 2009, 19:15
Lokalizacja: Zakliczyn nad dunajcem

Post autor: zaba » 07 mar 2010, 16:12

Teoretycznie to można diodę LED do baterii 9V podłączyć mając pewność, że zadziała.

Kolega sam musi wybrać sposób, w jaki prąd będzie kontrolowany, bo może być on kontrolowany płynnie lub impulsowo na zasadzie jest niema.
Moim zdaniem kontrola płynna będzie trudna do zrealizowania przede wszystkim ze względu na moc strat na elementach sterujących, nadal jednak nie znamy parametrów tego silnika.
Dlaczego są ważne:
1kW przy 230V to 4,35A prądu, co na rezystorze 0,01Ohmowym daje spadek napięcia o 0,0435V w tym przypadku z wykonaniem sterownika na zasadzie przekaźnika nie będzie większym problemem, ale np; przy 12V jest to 83,33 A co daje spadek 0,8333 tu powstają dwa problemy pierwszy to, że moc strat na rezystorze pomiarowym wyniesie 69,4W co będzie fałszować wyniki pomiarów przez tracone ciepło, a dodatkowo porównując moc strat do innych urządzeń to moja lutownica ma 40W, drugi problem to przekaźnik, bo sam chętnie chciał zobaczyć przekaźnik na 90A bo nigdy nie daje się przekaźników o wystarczających parametrach.

Niech kolega poda jakieś szczegóły, bo inaczej trudno, co kolwiek pomóc

Awatar użytkownika
timo66
Moderator
Posty: 1816
Rejestracja: 20 maja 2006, 19:15
Lokalizacja: 66'15" M.a.R.s.
Kontakt:

Post autor: timo66 » 07 mar 2010, 16:41

Jeśli by iść tym tokiem postępowania , to może po prostu przekładniki do pomiaru prądu bezstykowego, coś na zasadzie amperomierza cęgowego?

Awatar użytkownika
kayron
Użytkownik
Posty: 2073
Rejestracja: 21 wrz 2008, 12:53
Lokalizacja: Poland
Kontakt:

Post autor: kayron » 07 mar 2010, 20:02

Zaba Przekaźnik na 90A to żaden problem, są i takie. Choć nie sądzę że silnik 1KW będzie na 12V, raczej będzie on pracował w granicy 36 do 50V. Głupie silniki krokowe w pracy zasilamy 36V. Natomiast przy takich prądach należało by już stosować przekładniki prądowe, bo raczej prosta metoda z opornikiem nie zda egzaminu. Ale mówię siąść na spokojnie na stronie MAXIMA i na pewno mają przetworniki do pomiaru prądu w obwodach silników prądu stałego.

zaba
Użytkownik
Posty: 384
Rejestracja: 27 gru 2009, 19:15
Lokalizacja: Zakliczyn nad dunajcem

Post autor: zaba » 09 mar 2010, 21:50

Pisałem, że ja tak tylko teoretycznie, i chyba na maximie będzie najłatwiej coś znaleźć

Awatar użytkownika
kayron
Użytkownik
Posty: 2073
Rejestracja: 21 wrz 2008, 12:53
Lokalizacja: Poland
Kontakt:

Post autor: kayron » 11 mar 2010, 15:24

Rozmawiałem o tym z kolegą w pracy i wspomniał coś o haltronie (chyba nie pomyliłem nazwy) jako czujniku prądu. Natomiast i tak musisz znać parametry tego silnika sama moc ci nie wystarczy, bo taki silnik może być spokojne zasilany od 100 do 230V prądu stałego.

MiW
Użytkownik
Posty: 226
Rejestracja: 28 sty 2007, 11:32
Lokalizacja: Kraków
Kontakt:

Post autor: MiW » 11 mar 2010, 16:35

Całkowicie kwestionuję sens użycia procesora-przynajmniej przy tym opisie problemu. Nie wiem też, czy jest potrzebny przetwornik A/C, może wystarczyć zwyczajny komparator, jeżeli nie chcemy z programu regulować progu załączania. Prosty układ analogowy może realizować tę funkcję, nietrudno też, by brał pod uwagę prąd rozruchu i wykazywał bardziej zaawansowane funkcje (po ustabilizowaniu się prądu reakcja na przęciążenie szybka/zwłoczna). Izolacja galwaniczna nie wydaje się w ogóle potrzebna.

zaba
Użytkownik
Posty: 384
Rejestracja: 27 gru 2009, 19:15
Lokalizacja: Zakliczyn nad dunajcem

Post autor: zaba » 13 mar 2010, 1:13

Najwyżej kogoś zabije prąd rzędu 10A, czy kolega nie wie, do czego służy izolacja galwaniczna, no pewnie, że można użyć systemu analogowego, ale kolega Rewus ma to wykonać na mikrokontrolerze, wszystko da się sposobami analogowymi, ale tu nie można przynajmniej sterowania

Awatar użytkownika
timo66
Moderator
Posty: 1816
Rejestracja: 20 maja 2006, 19:15
Lokalizacja: 66'15" M.a.R.s.
Kontakt:

Post autor: timo66 » 13 mar 2010, 13:20

zaba pisze:Najwyżej kogoś zabije prąd rzędu 10A
100mA Cie zabije
zaba pisze:ale kolega Rewus ma to wykonać na mikrokontrolerze,
:?:
Rewus pisze:Chyba nie napisałem na początku że układ nie będzie realizowany w rzeczywistości tylko jest to projekt na zaliczenie
czyli ja rozumie że czysta teoria. Swoją drogą to separacja galwaniczna jest w 100% zbędna, bo też sobie nie wyobrażam gdzie jest coś połączone z obwodem wykorzystując komparator + halotron ? Procesor jest tu zbędny, no chyba że musi być, więc programowo trzeba mierzyć napięcie halotronu i porównywać ze wzorcem - ot cała filozofia.

edit:

nie doczytałem :razz:

Jeśli ma być uP to, mierzysz napięcie halotronu i porównujesz je z napięciem wzorcowym uwzględniając rozruch, czyli pobór prądu jest kilkukrotnie razy większy niż nominalny trwający kilka sekund .

Rewus
-
Posty: 3
Rejestracja: 05 mar 2010, 20:59
Lokalizacja: Opole

Post autor: Rewus » 16 mar 2010, 18:01

w czwartek będę przedstawiał mój pomysł na realizację tego układu i myślałem że spróbuje zrobić to na rezystorze i pomiaru spadku na nim a sterować załączanie i wyłączanie tranzystorem + stycznik i zobaczymy co powie mój nieomylny prowadzący. Jak już ustalę w jaki sposób to realizować to mam nadzieje że pomożecie mi w dalszej części- jakiś algorytm :)

[ Dodano: 2010-03-16, 18:44 ]
MiW pisze:Całkowicie kwestionuję sens użycia procesora-przynajmniej przy tym opisie problemu. .
niestety ale jest to projekt z uprocesorów więc nie ma wyjścia

ODPOWIEDZ