Запись опубликовал Mike_Solo ·
2 504 просмотра
Позвонил мне как-то старый друг и попросил совета - чем ему запитать старую детскую железную дорогу PIKO.
Посоветовать ему просто купить древний блок питания FZ-1 показалось мне скучным, и я решил набросать что-то функционально похожее с помощью модуля Arduino и подручных деталей.
Задача свелась к реверсивному ШИМ регулированию маленького электродвигателя от переменного резистора - для этой цели он представляется мне удобнее, чем энкодер.
По резистору легко визуально и тактильно определить центральное положение “выключено”, и его положение очень просто считывать через АЦП.
Я быстро набросал скетч со стандартным переводом аналогового сигнала в ШИМ для моста, собрал макет и начал испытания. Мне сразу не понравилось, как регулируется нагрузка - особенно в самом начале из-за моего аналогового датчика положения. Тогда я подумал - а сделаю я дискретное регулирование, даром что датчик аналоговый. Мне наверняка хватит десяти ступеней регулирования “вперёд” и столько же “назад”, а для чёткого перехода между ступенями я введу небольшой гистерезис. Написать лаконичный скетч получилось только после того, как я “разменял” логику на данные, забив нужные мне границы переходов между состояниями в массивы. Полезные функции вроде выставления резистора в центральное положение для начала работы и защита от короткого замыкания в нагрузке вписались в скетч также органично. Переходы между ступенями регулирования получились отличные, в нужный диапазон легко попасть движком переменного резистора.
Схема очевидная - мост для двигателя, индикация и управляющий переменный резистор с линейной характеристикой. ШИМ подаётся только на нижние ключи моста Т5, Т6. Верхние ключи Т3, Т4 открываются в зависимости от нужного направления вращения. Светодиоды LED1, LED2 можно использовать для индикации направления вращения. Светодиод индикатора - комбинированный (красный + зелёный), он показывает режим работы схемы:
зелёный моргает - инициализация, ожидание среднего положения регулятора.
зелёный горит постоянно - нормальная работа
красный моргает - превышение рабочего тока или короткое замыкание, требуется устранить причину и перевести регулятор в среднее положение.
При указанной величине R3 0.33 Ом порог срабатывания защиты около 0.6 А. Его можно уменьшить - транзисторы моста выдержат нагрузку до 2А, но тогда им понадобится теплоотвод.
К сожалению друг мой от этой схемы отказался, так что печатная плата не разрабатывалась.
Тестирование на макетной плате (см. видео) дало хороший результат.
Надеюсь, эти решения смогут кому-то пригодиться.
Рабочий скетч: PIKO_discrete.ino (можно смотреть обычным текстовым редактором)
Видео работающего макета:
4 Комментария
Рекомендуемые комментарии
Присоединяйтесь к обсуждению
Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.