Управление электродвигателем через mosfet и реле

[РомуальдVII 0]

Всем доброго времени суток!
Я спроектировал (так сказать) драйвер для управления коллекторным двигателем постоянного тока (резистор на 3 Ома, подключённый к реле, изображение приложено). С его помощью, используя два выхода arduino, можно (теоретически) управлять скоростью вращения двигателя (через ШИМ, pin2) и реверсировать его направление вращения с помощью двухканального реле (pin1). Однако, схема эта работает неправильно с точки зрения управления переключением реле - вместо 28 миллиампер (12 В/420 Ом) на катушку идёт лишь 6; я понимаю почему (от главного канала питания ток идёт и через ограничивающий резистор транзистора и на катушку реле), но не понимаю, как перестроить схему так, чтобы и управление транзистором (верхний биполярный) сохранить и релешкой правильно управлять (уже второй день пытаюсь правильно пересобрать схему в эмуляторе).

Прошу вашей помощи, уважаемые знатоки
P.S. Очень желательно, чтобы решением являлась именно перекомпоновка показанной мной схемы, без добавления других компонентов, но если это невозможно, то будем-с дозакупаться.

P.P.S. А может ли быть причиной неработоспособности схемы в эмуляторе (это falstad, кстати) неправильная/некорректная расстановка источников напряжения, или такое представление легально?

[Adver 220]

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН (Экспресс изготовление за 24 часа!)

Сборка высококачественных печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6.

Студенческое спонсорство

[Dr. West 5164]

А нормальный ключ, управляющий реле, нельзя было поставить? К чему все эти извращения?

Edited February 20 by Dr. West

[Adver 220]

Прототип платы от 2$ за 5 шт, заказ от 5 до 10000 шт.

Быстрое изготовление прототипа палты всего за 24 часа! Прямая доставка с нашей фабрики!

Заказать сейчас

Смотрите видео о фабрике JLCPCB: https://youtu.be/_XCznQFV-Mw

[РомуальдVII 0]

1 час назад, Dr. West сказал:

нормальный ключ

Вот Вы же гений! Нет, правда, это не сарказм. Как я сам не догадался.. Огромное спасибо!

P.S. Вопросик для общего развития, если позволите - исходную схему нельзя сделать работоспособной, не перетаскивая транзисторы в другие места?

[Adver 220]

Приглашаем на вебинар «Новинки и уникальные решения Molex. На что обратить внимание и почему»

7 апреля приглашаем на вебинар, который будет интересен разработчикам и инженерам-схемотехникам, интересующимся тенденциями рынка, новыми перспективными решениями для соединений «провод-провод», «провод-плата», «плата-плата». Для инженеров КИПиА и IT будут освещены уникальные решения Molex для «удлинения» интерфейсов HDMI, DisplayPort и USB даже в условиях сильного зашумления, а также семейство бесконтактных датчиков Contrinex. Помимо этого, будет уделено внимание дальнейшему развитию направления антенн, где Molex имеет ряд интересных и уникальных решений

Подробнее

[IMXO 1694]

8 часов назад, РомуальдVII сказал:

исходную схему нельзя сделать работоспособной

схема мертворожденная, начиная от управления реле и заканчивая управлением мосфета.

[РомуальдVII 0]

38 минут назад, IMXO сказал:

начиная от управления реле и заканчивая управлением мосфета

Не слишком понимаю, о чём Вы. Подсхема управления мосфетом не моя - стандартная (типовая, как угодно) - поэтому какие конкретно к ней вопросы я не понимаю вдвойне. С подсхемой управления реле я полностью согласен, разумеется (не работало же (по крайней мере, не работало так, как задумывалось)).

Честно говоря, меня, прямо-таки, смущает слово

43 минуты назад, IMXO сказал:

мертворожденная

; Вы не могли бы объяснить, почему именно в этой схеме плохо ВСЁ? И что именно всё - принцип управления, типы выбранных компонентов, или ещё что-то?

P.S. стоит отметить, что данная схема является результатом отказа от более дорогой, сложной и менее надёжной в целом (это слова одного из модераторов киберфорума) Н-мостовой схемы.

[Adver 220]

                     

Измеряем мощность в режиме реального времени с помощью ИС регистратора потребляемой мощности

Одной из важнейших функций обеспечения работы системы управления питанием является измерение среднего значения потребляемой мощности критичных участков цепи питания в режиме реального времени. Микросхемы регистраторов производства Maxim Integrated имеют встроенную функцию накопления измеренных значений мощности и предоставляют на выходе данные, пригодные для вычисления ее среднего значения. В статье рассматриваются различные примеры использования регистраторов для проведения критичных измерений мощности в режиме реального времени.

Подробнее

[Dr. West 5164]

12 часов назад, РомуальдVII сказал:

исходную схему нельзя сделать работоспособной, не перетаскивая транзисторы в другие места?

Можно, но зачем? Приучайтесь рисовать схемы так, чтобы они легко "читались" с первого взгляда, без лишней путаницы проводов.

[colorad 525]

17 часов назад, РомуальдVII сказал:

то будем-с дозакупаться.

Дозакупаться лучше сразу до Н-моста .

17 часов назад, РомуальдVII сказал:

А может ли быть причиной неработоспособности схемы в эмуляторе (это falstad, кстати) неправильная/некорректная расстановка источников напряжения, или такое представление легально?

При таких сомнениях  возьмите готовое решение -так любой бы поступил, даже гений  .

Edited February 21 by colorad

[Adver 220]

[РомуальдVII 0]

6 часов назад, Dr. West сказал:

Можно, но зачем? Приучайтесь рисовать схемы так, чтобы они легко "читались" с первого взгляда, без лишней путаницы проводов.

Да, я стараюсь так и делать, по возможности, но иногда лаконичные решения ускользают, и получается то, что получается :)

4 часа назад, colorad сказал:

Дозакупаться лучше сразу до Н-моста

А я, вот, на киберфоруме (цитируя Grey (тутошний я)) вычитал, что мостовая схема в целом не слишком надёжна, поэтому и перешёл к гораздо более простой релейной схеме. Для мощности двигателя до 200 Вт, как я думаю, релейной схемы более, чем достаточно.

4 часа назад, colorad сказал:

возьмите готовое решение -так любой бы поступил, даже гений

В целом, я не преследую цели сразу получить готовый результат. Я люблю эксперименты, да и, в принципе, люблю узнавать что-то новое, особенно, по части схемотехники. Работоспособное готовое устройство для меня - приятный побочный эффект познания мира :)

[IMXO 1694]

15 часов назад, РомуальдVII сказал:

 почему именно в этой схеме плохо ВСЁ?

есть два варианта ответов короткий ПАТАМУШТА

и развернутый, хотя не факт что вы все поймете из сказанного:

1.  возможно вы знакомы с таким понятием как ЭДС-самоиндукции двигателя? так вот в момент переключения контактов реле из-за этой самой самоиндукции возникает дуга , а так как расстояние между контактами очень мало происходит короткое замыкание между + и - питания и тот единственный диодик на схеме , ни чем не поможет.

2. нагрузкой вы изобразили резистор 3ом, те это ДПТ мощностью 50Вт, на номинальный ток 4А , пусковой ток при этом в 10..15 раз больше то есть 40..60А, пуск ДПТ составляет примерно 2..4сек. для управления ШИМ таким двигателем требуется мосфет минимум на 55..60А, емкость  затвора на такой ток обычно около 2100...2600пФ , полный заряд затвора около 100нС , (если вы ходили в среднюю школу , то вам известно, что ток это заряд прошедший за определенное время и известен закон Ома для участка цепи), пиковый ток заряда через сопротивление 15кОм составит 0,8мА, средний около 0,5мА. итого 0,1мкС/500мкА=200мкс = 0,2мс, все это время мосфет будет находится в режиме усиления и на пусковом токе на нем выделится примерно 150..180Вт, этого вполне достаточно чтобы мосфет с вероятностью 99.9  испустил волшебный дым.

3. базы транзисторов висят в воздухе , при инициализации дурины(время инициализации до 200мс , пины находятся в Z-состоянии) их состояние не определено , соответственно не определено состояние реле и мосфета , читай пункт2  и мосфет давайдосвидания.

4. еще более веселый эффект вы получите при случайном сбросе дурины , когда ДПТ на полной скорости получит реверс из-за отключения реле

 

[vg155 1154]

19 часов назад, РомуальдVII сказал:

Подсхема

Первый раз слышу, но понравилось.

[IMXO 1694]

11 часов назад, РомуальдVII сказал:

что мостовая схема в целом не слишком надёжна

 и поэтому все современные промышленные  частотные регуляторы для коллекторных, безколлекторных, шаговых, синхронных и асинхронных  двигателей мощностью от единиц ватт и до сотен киловатт реализуются по мостовой схеме... работают годами в режиме 24/7  , наверно из-за своей ненадежности...

[Dr. West 5164]

Человек элементарный ключ то не может сообразить, а вы ему сразу - мост.

[Lexter 665]

21.02.2020 в 12:18, РомуальдVII сказал:

Работоспособное готовое устройство для меня - приятный побочный эффект познания мира

Да, по вашим постам это заметно. Зачем тогда маскироваться под радиолюбителя, пытающегося чего-то собрать и настроить? Нравится, когда люди тратят своё время, пытаясь вам что-то объяснить? Приятное времяпровождение? Так тогда бы честно эту свою тему (кстати, не только на этом форуме) так и назвали. Мол, зашёл поп...ить, написанное не читаю, потому что всё равно не понимаю и понимать не собираюсь, но вы меня развлекайте.

Edited February 22 by Lexter

[РомуальдVII 0]

21.02.2020 в 18:53, IMXO сказал:

 

1.  возможно вы знакомы

Знаком вполне. В целом, я не знаю, почему Вы решили, что я буду переключать реле при открытом мосфете. План такой: переключить реле в нужное положение, подать ШИМ-сигнал на мосфет; при необходимости реверса, убрать ШИМ, обождать несколько десятков микросекунд, переключить реле, подать ШИМ снова; повторять по необходимости. Не по теме: по мне, скорее всего, не «видно», но что такое система управления я знаю, и знаю, что есть недопустимые режимы работы

21.02.2020 в 18:53, IMXO сказал:

управления ШИМ таким двигателем требуется мосфет минимум на 55..60А

Максимальная правда. Именно поэтому я взял мосфет на 30В, 260А. Мосфетец этот имеет, согласно производителя, «ультранизкую ёмкость затвора», составляющую порядка 1 нФ. Сопротивление открытого состояния С-И: 1,95 мОм.

21.02.2020 в 18:53, IMXO сказал:

3. базы транзисторов висят в воздухе

Необходимо подтянуть их высокоомными резисторами к основным линиям питания, правильно?

21.02.2020 в 18:53, IMXO сказал:

получит реверс из-за отключения реле

Я думал о бистабильном реле, да.

21.02.2020 в 23:49, IMXO сказал:

 и поэтому все современные промышленные

Я повторюсь - это не мои слова. Я верю более опытным людям.

18 часов назад, Lexter сказал:

Мол, зашёл поп...ить

Простите, конечно, но почему Вы нападаете? Я ни под кого не маскируюсь. Если хотите знать, я уже третий день с утра до ночи пытаюсь устранить писк от блока питания при диммировании светодиода с помощью схемы на 555 таймере, и я задолбался, но я ведь не побежал с этой проблемой сразу на форумы, я пытаюсь разобраться сам. Ну, и Вы меня не совсем верно поняли - эксперименты и познание мира - дело хорошее и интересное, но если оно затягивается на продолжительное время, то целью становится уже наконец собрать эту несчастную схему, сделать по ней ряд заметок и радоваться жизни и результатам её работы. Опять же, про диод - хотел сделать себе освещение рабочего места, открыл форум (этот же, кстати), нашёл схему на ne555, собрал схему, а оно, скотобаза, либо невыносимо пищит (на любой частоте шим-сигнала от ардуино, вплоть до 62 кГц), либо не пищит, но регулируется только от 70 до 100% (если поставить конденсатор не на 2.7, а на 1 нФ).

Достаточно неприятно слышать глубокое неодобрение, когда целыми днями только и делаешь, что пытаешься научиться чему-то новому и полезному, и только в случаях тупиковой ситуации обращаешься за помощью.

[IMXO 1694]

2 часа назад, РомуальдVII сказал:

что такое система управления я знаю

по этому в топикпосте изображено унылое овно уровня школоты

[РомуальдVII 0]

4 часа назад, IMXO сказал:

унылое овно уровня школоты

Полагаю, что знать и уметь спроектировать и собрать - не одно и то же. Про унылое скажу так - ну извините, что я только учусь, и в свои 22 ещё не стал великим схемотехником. Критика, конечно - дело необходимое, но, откровенно говоря, Вы перебарщиваете с негативом. От уважаемых профессионалов своего дела я лучше бы послушал реальные рекомендации, нежели критику ВСЕГО.

Простите, но уже накипело. Пытаешься максимально уважительно и корректно излагать свои мысли и задавать вопросы, а тебе в морду сразу: "да пошёл ты, неуч, всё делаешь неправильно, схемы твои - овно, иди спать ложись, завтра в школу"; нет, правда обидно. За что столько негатива?

Кстати говоря, школота таким не занимается вообще (ну, единицы, может, половина из которых бросит енто дело после пары ответов на форуме...)

[vg155 1154]

52 минуты назад, РомуальдVII сказал:

в свои 22 ещё не стал великим схемотехником

В этом возрасте Отто Шмитт изобрел свой знаменитый триггер.

[Lexter 665]

56 минут назад, РомуальдVII сказал:

обидно

На обиженых воду возят.

Если ваши посты вызывают ощущение полной безнадёги, то это вина не читающего. Считайте, что это помощь в поддержании вашего мозга в тонусе.

Купите действительно себе FAN3100T и нормально ваша схема будет работать. Не забудьте только ей ёмкость по питанию прямо около ножек поставить (Low ESR 47-100 мкФ 16-25 В), а то будете потом глюки по плате ловить...

[colorad 525]

1 час назад, РомуальдVII сказал:

Полагаю, что знать и уметь спроектировать и собрать - не одно и то же

Это понятно . Но не понятно из ваших постов, что вам нужно . Кто ясно излагает свои желания тот получает дельные советы .

Чтоб проектировать - надо знать теорию . Чтоб собирать - надо купить конструктор . Это можно и в 10 лет понять . 

[IMXO 1694]

4 часа назад, РомуальдVII сказал:

а тебе в морду сразу: схемы твои - овно

по форме овно, на цвет овно, на запах овно, ваш ранимый внутренний мир возмущен и кричит что это не так, что это шоколад, да какие проблемы, берите ложку (собирайте свою схему) и кушайте на здоровье.

[РомуальдVII 0]

В общем, ещё раз благодарю всех, кто помог советом!

Есть ещё мне над чем подумать в рамках данного вопроса; будем-с, как говориться, учить мат часть :)