4-20ма В Синус 0к2-1к2.

[игорь_сумы]

Здравствуйте.

Для усовершенствования технологического процесса поставлена задача ввести вибрацию, которая бы зависела от датчика, со стандартной токовой петлей 4-20. Вибратор электромагнитный и с его подключением к импульсному усилителю проблем не возникло. Осталось сгенерить частоту.

Испытания показали, что при подаче синусоидальных колебаний на вибратор вся установка работает много лучше, чем при сигнале типа "меандр".

Вот тут то и собака порылась... Частота должна плавно изменяться от 200Гц до 1200Гц при изменении тока 4-20мА. Скорость изменения частоты весьма небольшая, не более 50 Гц в сек. Начальство пытается меня убедить, что следует использовать покупной преобразователь 4-20 - частота (но у него меандр на выходе и надо из него сделать синус, с той же частотой, если бы можно было поднять частоту хотя бы в 8 раз был бы рай - я бы это загнал на счетчики с весовыми резисторами и получил- бы псевдоцифровой 8 битный синус, "погладил" его парочкой баттервортов и дело с концом.

Но - надо создать синус с той же частотой, что и меандр. Как?

И тут же другой подход - если я смогу убедить начальство, что я и сам сделаю генератор, это будет много проще, чем городить огород с преобразованием синуса и к тому же позволит легко реализовать возможность ручного управления (отключив преобразователь ток-напряжение и подав напряжение с резистора). Но практически все предлагаемые преобразователи напряжение - частота имеют ... меандр на выходе и круг замкнулся. Во всяком случае я не нашел ни одного с синусом на выходе.

Видится правда один выход - собственно в 8 раз увеличенная частота меандра с самодельного ПНЧ- но это сложно в реализации. Для моего случая вполне бы сгодилась простенькая схема преобразователя на 741+555, но там меандр. как его сгладить до синуса? Особенных требований не предьявляется, лишь бы на экране осциллографа это выглядело как синус.

Или, может, совсем другой какой то подход к этой задаче?

Давайте обсудим.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[my504]

Явно напрашивается синус ШИМ с мостовым включением нагрузки. Реализация задуманного - МК с ECCP (4-х фазный ШИМ) плюс 4 МОСФЕТа моста и некоторый навес. Заявленные частоты реализуются в полтычка...

Эпюры синус ШИМа - первая общий вид, вторая увеличенный фрагмент со структурой заполнения:

Изменено 6 июня, 2009 пользователем my504

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[игорь_сумы]

Дык так и сделано! Правда сначала мне обещали, что синус тебе сделает некий девайс, ты сделай усилитель. Сделал, мост, ШИМ, почти все как Вы предлагаете, только у меня аналоговый вход. Однако в процессе пути задача могла подрости... Выяснилось, что внешний контроллер (собственно Овен ПЛ150, т.к. вибрация - только одна из его многочисленных задач в тех.процессе), неспособен сделать сколь нибудь приличный синус выше, чем 20 Гц.

Остается только цепляться за токовые выходы контроллера или на RS485, но тут забастовал программист.

И дальше начались пляски с бубном.

А что касается Вашей идеи, то идея эта проста и понятна, остается только ее реализовывать. Но должного опыта программирования контроллеров у меня нет, особенно в области формирования из сигнала приятого с АЦП некой частоты. Порты и задержки я уж как нить настрою.

На реализацию серьезного подхода нет времени, вот и пытаюсь простыми аналоговыми способами выкрутиться.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Goodefine]

Опишите задачу подробнее. Какой синус Вам нужен? Можно формировать ШИМ-сигналы для каждой пары моста (четырехканальный ШИМ), либо сделать всего для одного полевика - в этом случае, синус будет однополярным. Как у Вас усилитель сделан(сколько каналов ШИМ надо)?

Вообще задача простая. Берете контроллер с АЦП, цепляете его к резистору нагрузки токового датчика и в зависимости от результата ацп формируете нужный ШИМ, который Вашему усилителю нужен...

[игорь_сумы]

Задача проста для того, кто собаку сьел на программировании контроллеров. И это не я. Не сказать, что я отродясь ничего не писал, просто как написать это самое преобразование аналог в ШИМ и реализовать програмно я не знаю.

Изначально мне задача ставилась сконструировать мощный усилитель с аналоговым входом т.к. вопросом откуда и как берется этот сигнал мне предложили не заморачиваться. И вот, усилитель готов (ШИМ, мост, аналоговый вход) от внешнего генератора Г3-112 чудесно работает. и тут выясняется, что надо еще и синус сделать для него, да еще и с возможностью работы в ручном режиме на одной заданной частоте. Соглашусь, что все это надо было проектировать сразу и в комплексе итогда не было бы вообще этих вопросов. Стали искать компромиссный вариант - взять токовый выход контроллера (т.к. более нечего) и от тока плясать. Ваше предложение вполне логично - что бы все управляющие сигналы на МОСФЕТ формировал контроллер в зависимости от тока, но усилитель уже сделан. Так, что теперь надо некий девайс, что бы нарисовал аналоговый синус. Хотя идея выкинуть все сделанное и сформировать четырехканальный ШИМ мне нравиться. Прежде всего своей простотой реализации.

[my504]

Там вообще нечего программировать... Просто с определенной частотой загружаем регистр ШИМа и получаем небходимые сигналы на выходах. Собственно вся программа состоит в инициализации периферии, тут и программирования знать не нужно. Причем можно управлять частотой как напряжением, так и непосредственно повторять мгновенное значение входного сигнала, тогда вообще по барабану какая форма входного сигнала, что подали на АЦП, то и получили на выходе (т.е. это даже и не синус ШИМ)...

ЗЫ. Выбирайте любезный своему сердцу контроллер (читайте доступный программатор), думаю местная публика не откажет в такой простой помощи...

Не в качестве рекламы, но из микрочипа самым дешевым и доступным будет PIC16F684...

Изменено 6 июня, 2009 пользователем my504

[Reflex]

Простите что лезу, но обьясните как детектируется приёмником ток в токовой петле? АЦП и дальше в логику? А как именно ток а не напряжение? Или там как-то по хитрому?

[Goodefine]

...но усилитель уже сделан. Так, что теперь надо некий девайс, что бы нарисовал аналоговый синус...

Я бы посоветовал использовать контроллер, но если ставить задачу таким образом, то может вам проще будет поставить ГУН (генератор управляемый напряжением), а к нему прикрепить ОУ, связанный с нагрузочным резистором токовой петли...

Не в качестве рекламы, но из микрочипа самым дешевым и доступным будет PIC16F684...

Со своей стороны могу порекомендовать Atmega8 ...

[игорь_сумы]

Вот о ГУНе замолвите слово. Какой Гун? Они все дают меандр на выходе! Ну и с помощью ОУ детектируется ток и превращается в пропорциональное ему напряжение из которго ГУН без труда сделает частоту (правда меандр).

Что касается контроллеров то у меня есть небольшой опыт написания программ для AVR и программатор Пони. На ПИКах своих конструкций не собирал, только повторял чужие, но хотелось бы научиться и их программировать. Так же есть программатор PIC-pro.

Если Вы говорите, что "загружаем с определенной частотой регистр ШИМа" вот с этого места если можно, по подробнее.

Если загружаем, стало быть встроенный ШИМ в этом контроллере есть? И его не надо писать програмно, это уже хорошо.

Если загружаем, то почем этот ШИМ знает, что ему синус надо "сгенерить"(слово не самое лучшее, словом, что бы на нагрузке выделился синус).

Вот здесь я и не понимаю. Если есть время и желание - объясните подробнее. Повторюсь - до этого с PIC не работал. Отладчика стало быть нет.

[Goodefine]

Вот о ГУНе замолвите слово. Какой Гун? Они все дают меандр на выходе!

Спецмально не искал, но думаю что синусоидальные ГУН существуют. Наверняка есть спец микросхемы, хотя какие не скажу точно...

Что касается контроллеров то у меня есть небольшой опыт написания программ для AVR и программатор Пони.

Если загружаем, то почем этот ШИМ знает, что ему синус надо "сгенерить"(слово не самое лучшее, словом, что бы на нагрузке выделился синус).

Вот здесь я и не понимаю. Если есть время и желание - объясните подробнее. Повторюсь - до этого с PIC не работал. Отладчика стало быть нет.

Для простоты, можно собрать тот же ГУН на МК. Если имели дело с АВР, берите мегу8, и дальше поможем. Там есть аппаратный ШИМ. Синус будет формироваться путем загрузки в регистр табличный данных (синус). Частота будет перестраиваться путем изменения скорости перемещения по таблице. Если вам не нужен многоканальный ШИМ для плечей моста, то задача еще более упрощается...

[игорь_сумы]

Хорошо, спасибо за участие. Где то на работе была абсолютно новенькая Мега8 правда в планарном корпусе. Надо сделать платку для нея.

Но это все будет нужно... для следующей разработки. Если мне отдадут полностью делать и усилительи генератор то тогда я с удовольствием поучусь это делать с Вашей помощью. И тогда, кстати, пригодиться и мостовое включение. Но это другая сказка. Хотя если ничего с аналоговым преобразованием не получится, то придется переделывать все, в т.ч. и усилитель.

Но я не теряю надежды буквально "выкрутиться" из сложившейся ситуации аналоговыми методами. Хотя сам понимаю, что тут как раз и место цифровому ШИМу. Но усилитель уже сделан, обидно. Особенно за то, что я нисколечки не виноват в этой ситуации - меня попросили сделать усилитель, просто усилитель. и только потом оказалось... ну я писал в начале.

Хотя усилитель у меня собран "по побразу и подобию" (добавлены защиты, контроль наличия нагрузки и другая периферия) усилителя Ускова на ТЛ494 и IR2110, "Конец" получает противофазное управление от 494. Стало быть если сделать переходную платку (надо - же как то выкручиваться) и поместить на ней Мегу8 то можно получить, то, что надо. Но это крайний случай. Корпус сделан и покрашен, вина не моя в сложившейся ситуации и то, что мне поручали сделать желательно чтобы выглядело законченным и без "соплей". А вто с тем, что уважаемые конструкторы не учли, что контроллер Овен не Сименс и то, что по паспорту... (далее как в анекдоте) - так это не моя вина. Но раз я у вас электронщиком, то попробуем решить и эту ситуацию, хотя очевидно, что это уже приспосабливание.

Поэтому, на мой взгляд, необходимо вернуться к аналоговым методам извлечения синуса, помня о контроллере с ШИМом, как о запасном и следующем варианте конструкции.

В журнале Радиохобби 2001 год номер 1 с.25 есть заметка некоего америкоса, об варианте моста Вина перестраиваемого одним резисторм, интересное решение, теперь думаю вот можно ли к нему приспособить какой нибудь электронный регулятор.

Вот еще нашел интересный подход - http://www.shematic.net/page-187.html , но утроенная частота на входе и "синубяка" на выходе, хотя ее проще "погладить".

И вот это нашел, http://forum.cxem.net/forum/viewtopic.php?...8d5ff0921be5eea

я так и не понял, что это - неужели то, что я ищу? Или все таки на вход подают частоту меандром?

По поводу реплики о том, что и сам электромагнитный вибратор сделает синус - мы пробовали - синус - или нет, а вот паразитные колебания с меандром возникали. Сошлись на том, что нужен синус. Если бы можно было меандр - был бы рай.

Изменено 6 июня, 2009 пользователем игорь_сумы

[Goodefine]

Хорошо, спасибо за участие. Где то на работе была абсолютно новенькая Мега8 правда в планарном корпусе. Надо сделать платку для нея.

Но это все будет нужно... для следующей разработки.

...

Поэтому, на мой взгляд, необходимо вернуться к аналоговым методам извлечения синуса, помня о контроллере с ШИМом, как о запасном и следующем варианте конструкции.

Да чего ж запасном то? Проще и быстрее не сделаете. Будет одна мега и пару деталей обвязки. И все... Программу напишем...

[игорь_сумы]

ИМХО очевидно что вообще ни чего не будет.

Это отчего же Вы столь нетерпимы? Уважаемый aavaks? Я Вас никоим образом не притеснял, а то, что спрашиваю то, чего не знаю, так для этого форум и создан . Просто возникла проблема - я полез ее искать в Интернет. А на этом форуме нашел раздел соответствующий. Опыт дело великое, но он нарабатывается.

А меандр - это периодические колебания прямоугольной формы в которых длительность высокого и низкого уровней равны.

Изменено 6 июня, 2009 пользователем игорь_сумы

[aavaks]

А меандр - это периодические колебания прямоугольной формы в которых длительность высокого и низкого уровней равны.

И как же вы из меандра пытались синус получить ?

Вас сколько там всего ?

[my504]

Ну из меандра синус получить в ситуации автора и несложно совсем. Резать ФНЧ гармоники начиная с 3-ьей (у меандра второй и четных далее вовсе нет). Т.е. однозвенный (первого порядка) ФНЧ с частотой среза равной частоте меандра даст подавление 9 дБ по 3-ей (два звена 18 дБ). Одно неудобно - фильтр нужно перестраивать.

А "паразитные" колебания на меандре - суть есть резонансы колебательной системы на нечетных гармониках, значит применяя цифровые сигналы с высокочастотными составляющими (ЦАП , ШИМ) получим ближайшие гармоники на частотах дискретизации входного сигнала ЦАП (частоты ШИМ).

[Reflex]

Я так понял ШИМ должен вот такую картинку выдавать? (сорри за качество скана...)(

[Alex_t]

for Игорь_Сумы

Предложу такой вариант аналоговой схемы формирования синусоидального напряжения с переменной частотой от входного тока

Промоделировал часть схемы

частота колебаний достаточно красиво изменялась в зависимости от входного напряжения.

Далее этот синусоидальный сигнал усиливаем усилителем мощности и радуемся

[Alex]

aavaks Бан за рекламу сайта и за Ваши разговорчики.

[Alex]

Вот пример реализации синуса с помощью ШИМа, давно валяеться. Там вроде даже каментарии есть какие-то

Если есть протеус - можете даже поюзать и всё сами увидите.

Shim.rar

Удачи!

[игорь_сумы]

Спасибо Alex t, надо попробовать Вашу схемку в металле, особенно удивил генератор пилы с электронным управлением, я такого решения еще не видел. Спасибо за реальную помощь. Зафлудили тему так, что пришлось Вам писать " for игорь сумы". Хотя вообщем то я эту тему и создал, ну это так, размышлизмы. До админ-мер дошло, жуть.

[Reflex]

Ну раз все уже всё порешали, то таки ответте на мой вопрос: как в аналоговой токовой петле считывать ток? Или преобразовывается ток в напряжение а потом АЦП? Если да, то ток 4-20 мА преобразуется в 4-20 В?

[mazzi]

... ток 4-20 мА преобразуется в 4-20 В?

Можно и так, но вообще преобразование производится на резисторе, выбор которого и определяет диапазон напряжений.

[Migray]

Резистор 1 кОм как раз и преобразует 4-20 мА в 4-20 В.

Только следует учесть, что не все токовые датчики запитываются 24 В, и 20 В на выходе могут не потянуть.

Гораздо логичнее поставить ТОЧНЫЙ ТЕРМОТОЙКИЙ резистор на 100 Ом и получить на нем размах 0,4-2 В

Кстати и источников опорного напряжения для АЦП на 2 В тоже навалом, достать такое - без проблем.

[ZSG]

Есть такая микросхема XR2206 - ГУН от 0,1 гц до 1мгц. Выход синусоидальный и не надо никаких микроконтроллеров, АЦП и прочего. Я сам любитель микроконтроллеров но в данном случае усложнять не стоит. Читайте даташит.

[Alex_t]

Есть такая микросхема XR2206 - ГУН от 0,1 гц до 1мгц. Выход синусоидальный и не надо никаких микроконтроллеров, АЦП и прочего. Я сам любитель микроконтроллеров но в данном случае усложнять не стоит. Читайте даташит.

Да микра класная скорее всего, не пробовал незнаю, но вот цена кусается, не говоря уже о доступности.