Sterowani 0-10 VDC + regulator U2008B

Tutaj mozesz poruszać tematy ogólne powiązane z elektroniką, np. dyskusje na temat podzespołów, układów, zasad ich działania. Czyli można pisać o wszystkim czego nie da się przyporządkować do innych działów.
PJimi
-
Posty: 44
Rejestracja: 14 mar 2011, 10:18
Lokalizacja: Łódź

Post autor: PJimi » 20 paź 2011, 10:23

Fragment z noty U2008B:
Control input at Pin 3 (with respect to Pin 4) has an active range from -9V to -2V. When V3 = -9 V the phase angle is at its maximum amax, i.e., the current flow angle is minimum. The minimum phase angle amin is set with V3 ≥ -1 V.

Z tego wpisu z noty U2008B wnioskuje, że układ jest sterowany napieciem od -2V do -9V podawanym między pin 3 i 4. Z dzielnika za transoptotorem proporcjonalnie do sygnału 0-10 VDC musiałby więc wychodzić sygnal -2V do -9V. Tylko nie wiem, czy to nie za proste rozumowanie. Jeśli chodzi o przeskalowanie 0-10 VDC na 2-3VDC na diodę za pomocą czegoś bardziej skomplikowanego niź dzielnik - to muszę sporo się douczyć :/

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 20 paź 2011, 10:47

PJimi pisze:Fragment z noty U2008B:
Control input at Pin 3 (with respect to Pin 4) has an active range from -9V to -2V. When V3 = -9 V the phase angle is at its maximum amax, i.e., the current flow angle is minimum. The minimum phase angle amin is set with V3 ≥ -1 V.

Z tego wpisu z noty U2008B wnioskuje, że układ jest sterowany napieciem od -2V do -9V podawanym między pin 3 i 4. Z dzielnika za transoptotorem proporcjonalnie do sygnału 0-10 VDC musiałby więc wychodzić sygnal -2V do -9V. Tylko nie wiem, czy to nie za proste rozumowanie. Jeśli chodzi o przeskalowanie 0-10 VDC na 2-3VDC na diodę za pomocą czegoś bardziej skomplikowanego niź dzielnik - to muszę sporo się douczyć :/
Ja też zrozumiałem to tak, że różnica potencjałów między pinami 3 i 4 mieści się w zakresie -1V, a -9V, zakres aktywny to -2V do -9V. Potencjometr reguluje V3 - różnicę potencjałów między pinem 3 a pinem 4 układu. Dodatkowych regulacji dokonuje się za pomocą drugiego potencjometru, żeby nie musieć dokładnie dobierać wartości rezystorów w dzielniku. Więc napięcia od -1V do 9V trzeba samemu wyregulować dobierając odpowiednio dzielnik napięcia i dodatkowo regulując układ za pomocą drugiego potencjometru. http://ep.com.pl/files/6112.pdf (str. 45)

-9V między nóżkami 3 i 4 to najniższe napięcie na wyjściu (chyba, że jest błąd w druku), więc trzeba by to jeszcze odwrócić, żeby układ działał tak jak chcesz. Czyli sposób pierwszy odpada tym bardziej. W dzielniku fototranzystor i drugi rezystor możesz zawsze zamienić miejscami i nie ma z tym żadnego problemu.

Sam mi wysłałeś gotowca: https://elportal.pl/ea/crozukl004.html trzeba by go trochę zmodyfikować i dobrać elementy.

http://www.vishay.com/docs/83708/appn50.pdf

Musiał bym mieć chociaż rezystancję tej kostki (a konkretnie fototranzystora, żeby spróbować dopasować sygnał i rezystancję), żeby wiedzieć jak ona się zmienia.
Musiał bym to zbudować, żeby zobaczyć jak działa i dobrać elementy, więc będzie ciężko pomóc.

Znalazłem coś takiego: http://www.allaboutcircuits.com/worksheets/bjtbias.html i mniej więcej o to mi chodzi tylko, że fototranzystor nie ma bazy, przynajmniej takiej jak tradycyjny i to jest dla mnie największy problem. Question 3 wygląda dość interesująco i mniej więcej o coś takiego mi chodzi.

Prąd dla diody musi mieścić się w zakresie 5 mA do 20 mA, żeby zachować najlepszą liniowość pracy układu dla tego najlepiej przyjąć 10 mA. Typowe napięcie diody to 1.25V do 1.5V maksymalnie.

Jeżeli dioda ma wpływ na fototranzystor w zakresie od 0.6 do 1.25V to różnica wynosi 0.65V (około 50% wartości maksymalnej) i to trzeba by przełożyć na dzielnik napięcia. Wynika z tego, że zakres regulacji sygnału był by mniej więcej od 5V do 10V. Reszta zakresu była by niezagospodarowana.

Powinno to wyglądać mniej więcej tak:

0V = 0.600V
1V = 0.665V
2V = 0.730V
3V = 0.795V
4V = 0.860V
5V = 0.925V
6V = 0.990V
7V = 1.055V
8V = 1.120V
9V = 1.185V
10V = 1.250V
Ostatnio zmieniony 20 paź 2011, 12:41 przez e-lektryk, łącznie zmieniany 2 razy.

PJimi
-
Posty: 44
Rejestracja: 14 mar 2011, 10:18
Lokalizacja: Łódź

Post autor: PJimi » 20 paź 2011, 12:28

Dużo tego i nie do końca ogarniam ale uparłem się i będe próbował. Narazie uruchamiam i dopasowuje do końca elementy w samym regulatorze. W międzyczasie poczytam trochę i optoizolacji i sterowaniu 0-10VDC i postaram się coś wymysleć.

Jeśli dobrze rozumiem, to:

Najpierw przerzucamy przez IL300 sygnał 0-10VDC. Potem przeskalowujemy go liniowo na sygnal -2V do -9V. Czy tak?

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 20 paź 2011, 12:43

Fototranzystor ma być jednym z rezystorów w potencjometrze regulującym napięcie od -2V do -9V. Może też przepuszczać napięcie na jakiś stały dzielnik. A sygnał 0-10VDC steruje diodą transoptora, która z kolei zmienia rezystancję fototranzystora lub otwiera / przymyka fototranzystor w przypadku stałego dzielnika.

W przypadku standardowego dzielnika napięcia sygnał 1V dostosowany do diody (0.6V) wygląda tak:

(2.2 / (2.2 + 1.5)) * 1V = 0.594594595V

co już przy 3V sygnału daje napięcie wyższe od maksymalnego,

(2.2 / (2.2 + 1.5)) * 3 = 1.78378378V

czyli pełne otwarcie fototranzystora.

ale stosując nieco inny dzielnik zakres będzie większy (od 5 do 10V)

(3.3 / (3.3 + 22)) * 5 = 0.652173913
(3.3 / (3.3 + 22)) * 10 = 1.30434783

(8.2 / (8.2 + 56)) * 5 = 0.638629283
(8.2 / (8.2 + 56)) * 10 = 1.27725857

Żeby to zrobić porządnie to najpierw trzeba by zakres sygnału (0-10V) dopasować do możliwości (parametrów) diody, a później dopasować fototranzystor do reszty układu dzielnika napięcia (nóżka 3 U2008B). Trzeba określić zakres pracy diody. Przy jakim napięciu przestaje działać fototranzystor, żeby określić napięcie minimalne, bo maksymalne to 1.5V a typowe 1.25V więc dioda od 1.25V powinna świecić na tyle mocno, żeby fototranzystor się w pełni otworzył. To napięcie 0.6V to sobie założyłem i nie wiem czy tak jest w rzeczywistości. Chodzi jedynie o zasadę.

W prosty sposób nie da się pokryć całego zakresu od 0VDC do 10VDC. Pozostaje jedynie http://pl.wikipedia.org/wiki/Logarytm

Może coś takiego? http://www.analog.com/static/imported-f ... AD8304.pdf
http://www.play-hookey.com/analog/logar ... ifier.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Log_amplifier

Chciało by się napisać: "ciepło, ciepło" ale sam nie bardzo wiem jak to ugryźć, bo nigdy tego nie robiłem.

http://www.ibiblio.org/kuphaldt/socrati ... analog.pdf

musiał by to być np. jakiś sumator

coś w stylu, że np. V1 = 0.55V

a V2 jest zależne od nastawy.

i np. dla 1V wynosi 0.07V

dla 2V wynosi 2 x 0.07V czyli 0.14V

i Vout = V1 + V2

Vout dla 1V = 0.62V (0.55V + 0.07V)

Vout dla 2V = 0.69V (0.55V + (2 x 0.07V))

Vout dla 3V = 0.79V (0.55V + (3 x 0.07V))

itd.

Vout dla 10V = (10x 0.07V) + 0.55V = 1.25V

może wzmacniacz sumujący (sumator analogowy) załatwi sprawę:

http://std2.fic.uni.lodz.pl/pracowniael ... enie16.pdf

Mimo wszystko trzeba by znać parametry diody, żeby określić zakres, wyliczyć V1 i V2 oraz wszystkie potrzebne elementy.

Jak by się to udało to pozostaje jeszcze strona fototranzystora, którą też trzeba by odpowiednio wyliczyć i przystosować.

Poza tym jest jeszcze trochę innych dupereli, które mogą sprawić, że układ nie będzie działać prawidłowo.

Ten sumator co znalazłem to sumator fazy więc trzeb by poszukać czegoś na DC. http://aq.ia.agh.edu.pl/Aquarium/Dydakt ... 052006.pdf

http://wazniak.mimuw.edu.pl/images/thum ... Slajd4.png

Musiał byś przeskalować swoje napięcie (V2) tak żeby wzrastało liniowo do określonego poziomu (na wyjściu z dzielnika) i dodać do niego podstawę - napięcie V1. No i jeszcze powinno być to źródło stałoprądowe. Z tego można by zasilać diodę LED w transoptorze, która będzie sterowała pracą fototranzystora, który z kolei będzie sterował napięciem od -1V do -9V w układzie dzielnika lub innym. Dość skomplikowane? Dodam jeszcze, że trzeba to zgrać żeby działało liniowo, bo to układ zasilania także może być ciężko. Pomijam już błędy w montażu i inne niedociągnięcia.
Jak to nie pójdzie to trzeba będzie spróbować czegoś innego.

PJimi
-
Posty: 44
Rejestracja: 14 mar 2011, 10:18
Lokalizacja: Łódź

Post autor: PJimi » 21 paź 2011, 14:09

Przyznam się szczerze, że trochę nie pokonałeś natłokiem informacji. Widzę, że spraw się komplukuje. Generalie im więcej na ten temat czytam tym mniej wiem :)

A może chcąć uniknąć całego tego zamieszania wokół dopasowywania sygnału 0-10V do diody a potem rezystancji fototranzystora do dzialnika tak aby formował zakres -2V do -9V zrobić inaczej:
Przetransportować przez IL300 sygnał 0-10VDC. Jest taka konfiguracja w nocie IL300, która w oparciu o wersję F tegu elementu (wzmocnienie =1) przerzuca sygnał w niezmienionej formie z możliwie zlinearyzowaną charakterystyką. Potem mając już optoizolowany sygnał dopasować go jakimś dzielnikiem albo inaczej do U2008B. O ile wiem, że IL300 poradzi sobie z przerzuceniem 0-10VDC to nie wiem jak przeskalować ten sygnał na -2V do -9V.
Nie mniej jednak w takiej opcji jest mniej znaków zapytania.

Jeszcze jest druga opcja - całkowita rezygnacja z U2008B i sterowanie zwykłym ściemniaczem za pomocą optoizolowanego 0-10VDC.

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 21 paź 2011, 17:42

Nie bardzo wiem o co chodzi z tym przerzuceniem napięcia 0-10VDC i jak byś mógł to mi podeślij. Jeżeli układ jest izolowany optycznie to nie może przerzucać napięcia z sygnału, chyba, że tranzystor zachowuje się tak jak sygnał zewnętrzny, no ale to musiał byś mi to pokazać, bo ja nie widziałem takiej aplikacji. Przeskalowanie napięcia będzie dość proste po tym zabiegu o ile ten układ jest w stanie pracować tak jak piszesz. Tak w ogóle to ten twój IL300 to fotodiody i nie ma tam fototranzystora. Mi chodziło o fototranzystor, chociaż nie wiem czy jest możliwość regulacji za pomocą jasności świecenia diody. Przeważnie takie układy działają jako część sterowanego wyłącznika, a nie regulator (potencjometr). Takie rzeczy rozwiązuje się pewnie w nieco inny sposób.

Przeczytaj najpierw tutaj: http://pl.wikipedia.org/wiki/Transoptor

Transoptor to nie transformator. Transoptor oddziela dwa układy. W transformatorze tworzy się napięcie po stronie wtórnej gdy po stronie pierwotnej jest jakieś napięcie. Zależy to od przekładni jakie będzie napięcie wyjściowe (np. 230V / 12V lub 230V / 24V). Transoptor nie tworzy napięcia. Napięcie "po stronie pierwotnej", czyli na wejściu, nie tworzy napięcia "po stronie wtórnej" czyli na wyjściu. Gdy świeci dioda to transoptor działa jak tranzystor. Nie tworzy prądu / napięcia, ale otwierając się może je przepuszczać np. jak zawór (kran). Światło z diody świecące na bazę fototranzystora sprawia, że ten się otwiera. Gdy się otwiera to korzysta z dostępnego na wyjściu napięcia, a nie "przepuszcza" napięcie z wejścia, bo inaczej nie było by separacji.

Jeżeli nie fototranzystor to może fotorezystor, który by było najłatwiej wpiąć do układu dzielnika napięcia? Poczytaj na wiki.

PJimi
-
Posty: 44
Rejestracja: 14 mar 2011, 10:18
Lokalizacja: Łódź

Post autor: PJimi » 24 paź 2011, 8:06

Źle się wyraziłem z tym "przerzucaniem napięcia" przez transoptor. Chodzi oczywiście o to o czym napisałeś. "Uparłem" się na IL300 bo mam wtedy liniową charakterystykę i schemat aplikacyjny w nocie. Jak już będę miał 0-10VDC za transoptorem liniowo zależne od 0-10VDC przed transoptorem - przeskaluje je na -2V do -9V.
Dodatkowo dobrze ku temu rozwiązaniu nastraja mnie fakt, że mówisz, że przeskalowanie będzie łatwe.
Jeśli możesz to zaproponuj jakieś rozwiązanie. Średnio mam pomysł jak to zrobić np. na zwykłym dzielniku...
W zamyśle mam też sterowanie pętlę prądową 0-20mA.

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 24 paź 2011, 15:58

Najlepiej będzie zastosować transoptor zbudowany z fotodiody i fotorezystora sterowanego fotodiodą, bo przecież chcesz włączyć go w dzielnik napięcia. Sama dioda nie ma liniowej charakterystyki, więc nie widzę sensu stosowania IL300, chociaż mogę się mylić w tym przypadku. Moim zdaniem najwygodniej będzie zastosować fotorezystor lub fototranzystor. Ten Twój sygnał jest DC czy impulsowy, bo sterowanie za pomocą optoelementów wykonuje się poprzez regulację np. wypełnienia. Nie wiem jak będzie w przypadku zasilania liniowego, ale standardowo diodę można zasilać stałoprądowo z regulacją napięcia zasilania. Jeśli by chcieć zasilać transoptor (bez względu na to czy na wyjściu jest fotodioda, fotorezystor, czy fototranzystor) impulsowo poprzez regulację wypełnienia trzeba by zbudować układ przetwornicy sterowanej napięciem 0-10VDC co skomplikuje budowę tego układu. Zasilanie z przetwornicy powinno sterować fotodiodą, która będzie sterowała pracą fotorezystora wpiętego w dzielnik napięcia i chyba tak należało by ten problem rozwiązać. Jeśli nie sterowanie za pomocą wypełnienia to liniowa zmiana napięcia, ale czy układ będzie wtedy odzwierciedlał na wyjściu to co na wejściu to trudno powiedzieć. Trzeba by to przeskalować. Nie wiem o jakim sygnale konkretnie piszesz, bo nie siedzę w automatyce przemysłowej, ale jeżeli sygnał to najprawdopodobniej regulowany za pomocą wypełnienia, a to już będzie nieco bardziej skomplikowane. IL300 ma w nocie katalogowej napisane przy jakich wartościach rezystancji układ pracuje liniowo, a przy jakich nie więc to też trzeba by uwzględnić.

Układ regulacji, który chcesz zbudować musi się składać z 2 głównych elementów:

1. Sterowanego potencjometru (np. za pomocą transoptora)
2. Oddzielonego galwanicznie konwertera sygnału (0-10VDC) na napięcia zasilające diodę, która będzie oddziaływać na optoelement na wyjściu (np. na fotorezystor)

Blokowo wygląda to tak:

U2008B - sterowanie - konwerter - sygnał

Żeby wiedzieć co chcesz zbudować musisz mieć konkretne parametry poszczególnych elementów tej układanki inaczej nie da rady w ogóle ruszyć tego z miejsca. Zacznij od czegoś. Ja bym sobie zbudował środowisko testowe (odpowiednie napięcia itd) i próbował dobrać elementy (trochę wyliczeń, a reszta na wyczucie). Nie musisz korzystać z U2008B, żeby zbudować ten układ. Wystarczy, że zbudujesz bezpieczny układ, który będzie się zachowywał w podobny sposób, albo po prostu będziesz robił pomiary sterownika i konwertera. Jak będziesz znał parametry sygnału to możesz zrobić własny generator, który pozwoli na pracę w warunkach laboratoryjnych. Dopiero po osiągnięciu czegoś konkretnego można przymierzać się do testów z układem.

Ja określam swoje szanse na 50%, po tym co napisałeś Twoje oceniam na jakieś 20% tak więc życzę powodzenia, bo na pewno się przyda :) Najważniejsze to zbudować dobrze działający konwerter. Resztę da się już dobrać prosty sposób (dzielnik napięcia). Konwerter będzie wymagał osobnego zasilania.

ODPOWIEDZ