Разные платы электроники — 1

Уважаемый Михаил, здравствуйте!

Как Вам подарить интересные платы или редкие детали?
Могу предоставить фото многих из них.

—
С уважением к Вам

Спасибо за добрые намерения, только я живу в Казахстане, так что это затруднительно. Ну а почта, как вы сами понимаете — и хлопотно и расходы.

Все равно, спасибо вам за внимание!

Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации.

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.

Электроника 012 схема управления двигателем

АО «Лаборатория Электроники» производит широкий спектр блоков управления коллекторными двигателями постоянного тока с возможностю использования различных сигналов обратной связи по скорости вращения и положению.

Серия AWD10 – универсальное решение для двигателей малой мощности. AWD10 позволяет использовать для стабилизации скорости противоЭДС, тахогенератор или импульсный датчик. Обеспечивает ограничение момента на валу по 16 градациям. Обратная связь по положению возможна только с помощью потенциометрического датчика. Блок AWD10 управляется аналоговыми и дискретными сигналами или по интерфейсу RS485.

Серия AWD17 – облегченное решение для двигателей малой мощности. Регулирование скорости осуществляется только по противоЭДС, управление только аналоговыми сигналами.

Серия AWD50 — универсальное решение для двигателей средней и большой мощности. Регулирование скорости осуществляется по противоЭДС, тахогенератору или импульсному датчику. Обеспечивается плавное управление моментом или ограничением момента на валу двигателя от нуля до максимального значения. Управление положением возможно по потенциометрическому датчику или квадратурному энкодеру. Управление блоком AWD50 возможно по интерфейсу RS485 (протокол Modbus RTU) или с помощью аналоговых и дискретных сигналов.

AWD50 — Блок управления двигателем постоянного тока

Блок управления двигателем серводвигателем постоянного тока AWD50 предназначен для с управления скоростью, моментом и угловым положением вала коллекторного двигателя с напряжением питания от 12 до 110 В и током до 50 А.

ЭР387 — блок управления тяговым электродвигателем

Блок управления тяговым электродвигателем предназначен для дистанционного управления перемещениями передаточной тележки по рельсу. Блок управления реализует плавное ускорение и торможение двигателя.

AWD10 — Блок управления двигателем постоянного тока с интерфейсом RS485​

Блок управления двигателем постоянного тока AWD10 предназначен для управления скоростью и направлением вращения двигателя постоянного тока с напряжением питания от 12 до 90 В и током до 10 А методом широтно импульсной модуляции (ШИМ).

AWD17 — блок управления двигателем постоянного тока

Блок управления коллекторным двигателем постоянного тока ДПТ AWD17 предназначен для реверсивного стабилизированного управления скоростью вращения коллекторного двигателя с напряжением питания от 7.5 до 36В с током до 10А.

​​​​ELSC100 — Преобразователь аналоговых сигналов 2-х канальный

Преобразователь сигналов ELSC100 предназначен для совместимости блоков управления AWD10 с управляющими сигналами от -10 до +10В, а так же подключения двигателй с тахогенератором.

EL101B — Блок защиты источника питания

Блок защиты EL101B предназначен для защиты импульсных источников питания от индуктивных выбросов напряжения при торможении двигателя.

ЭР210 — блок управления коллекторным двигателем постоянного тока в корпусе

Блок управления ЭР210 предназначен для стабилизации скорости вращения реверсивных коллекторных двигателей постоянного тока с напряжением 24 В.

АВД31 — Блок управления шаговым двигателем

Блок управления шаговым двигателем АВД31 предназначен для управления скоростью и направлением вращения шагового двигателя при помощи STEP/DIR-драйвера.

Коллекторные двигатели постоянного тока получили широкое распространение за счет своей дешевизны и высокого КПД. Чаще всего такие двигатели используются в старт/стоп режиме и не требуют для своего подключения никакой пускорегулирующей аппаратуры, кроме обыкновенного выключателя. Однако, часто требуется регулировка скорость вращения, момент на валу или положение механизма, приводимого в движение двигателем. В таких случаях применяют микропроцессорные блоки управления коллекторными двигателями постоянного тока. Простейшим регулятором оборотов двигателя является источник питания с изменяемым выходным напряжением или ШИМ регулятор (именно его продают на Aliexpress). Это простые и недорогие решения, но такой регулятор не имеет обратной связи — обороты двигателя с таким регулятором зависят от нагрузки на валу. Для решения этой проблемы в регуляторы вводят обратную связь по скорости вращения. Простейшим вариантом получения информации о скорости вращения двигателя является установка на его валу тахогенератора или импульсного датчика. Такие решения позволяют решить проблему стабилизации скорости вращения двигателя, но усложняет конструкцию изделия и увеличивает его стоимость. Современные микропроцессорные технологии позволяют использовать в качестве тахогенератора сам электродвигатель (почти все электрические машины обратимы), измеряя ЭДС, генерируемую двигателем в момент кратковременного отключения от него питающего напряжения. Такое решение представляется оптимальным по соотношению цена/качество.

Вторым важным параметром регулирования коллекторных двигателей является момент на валу двигателя. В большинстве случаев ограничение момента требуется для исключения повреждения самого двигателя или механизма. Часто необходим режим стабилизации именно выходного момента двигателя, например, для управления электроприводом скутера или для регулировки силы натяжения у станка для перетяжки теннисных ракеток. В качестве сигнала выходного момента чаще всего используется мгновенное значение тока якоря двигателя.

И третий параметр управления –положение или координата механизма, приводимого в действие двигателем постоянного тока. Управление скоростью, моментом и положением позволяет создавать полноценные сервоприводы на основе коллекторных двигателей. Сигнал обратной связи по положению может быть получен от аналогового потенциометрического датчика или энкодера на валу двигателя. Для задания требуемого положения может использоваться аналоговый сигнал, цифровой интерфейс или входы step/dir как в блоках управления шаговыми двигателями.

Устройство и ремонт электронных узлов системы зажигания инжекторных двигателей

Современный инжекторный двигатель наряду с механической частью имеет электронные узлы, без которых его работа невозможна. Рассмотрим работу и устройство некоторых электронных узлов системы зажигания инжекторного двигателя.

Основным устройством электронной системы зажигания является контроллер, еще его называют электронным блоком управления (ЭБУ).

Контроллер анализирует сигналы, полученные с различных датчиков, и управляет исполнительными механизмами системы — топливными форсунками, модулем зажигания, регулятором холостого хода,клапаном продувки адсорбера, реле управления, и другими узлами.

На примере широко используемого в автомобилях ВАЗ контроллера типа «Январь 5.1» познакомимся с его устройством и работой в составе системы зажигания автомобиля.

Конструктивно контроллер собран на печатной плате, установленной в герметичный металлический корпус.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема контроллера «Январь 5.1» (1/2)

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема контроллера «Январь 5.1» (2/2)

Принципиальная электрическая схема контроллера «Январь 5.1» показана на рис. 1.

На корпусе контроллера расположен трехрядный 55-контактный соединитель ХР1.

Питание на плату контроллера подается через контакты 18 (+12 В, аккумулятор), 37 (+12 В, питание после главного реле) соединителя ХР1.

ЭБУ работает под управлением 8-битного микроконтроллера DD4 типа SAF80C509, который выполнен по технологии CMOS.

Рис. 2. Основные сигналы на микроконтроллере SAF800509

На рис. 2 показаны основные сигналы микроконтроллера SAF80C509.

Микроконтроллер питается напряжением +5 В (выв. 11, 29, 63,

89) от стабилизатора DA11 типа TLE 4267G.

В состав DD11 входят схемы защиты от короткого замыкания, повышенного входного напряжения, обратной полярности (переплю-совки) и перегрева.

В составе схемы контроллера имеются электрически стираемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ) DD6 типа NM 24C04 и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) DD2 типа 29F010 (Flash-память). Связь между микроконтроллером и микросхемой DD6 обеспечивается по цифровой шине I2C.

ЭСППЗУ используется для хранения пользовательских данных, а ОЗУ — для временного хранения данных, полученных в результате измерения параметров и кодов неисправностей.

Микросхема ОЗУ являются энергонезависимой, при снятии питания данные сохраняются.

Связь между микросхемой DD2 и микроконтроллером обеспечивается по параллельной 15-разрядной шине адреса и 8-разрядной шине данных.

К выв.12,13 микроконтроллера подключен кварцевый резонатор BQ1 частотой 16 МГц, стабилизирующий частоту внутреннего генератора.

Для связи микроконтроллера DD4 с внешним электронным диагностическим устройством в ЭБУ служит специализированная микросхема DD5 типа МС33199D. Данные передаются по последовательному интерфейсу по линиям К и L стандарта ISO 9141 (выв. 13 — L-линия, выв. 55 — К-линия соединителя ХР1).

Для обеспечения работы системы зажигания инжекторного двигателя используются датчики, с помощью которых ЭБУ снимает показания работы узлов и агрегатов двигателя.

После сбора и обработки информации от датчиков контроллер

управляет исполнительными механизмами, которые отвечают за топливоподачу, систему зажигания, регулировку холостого хода, охлаждение двигателя и т.д.

На примере некоторых датчиков и исполнительных устройств познакомимся с их работой в составе системы зажигания автомобиля. Кроме того, рассмотрим их характерные отказы и порядок устранения.

Датчик детонации (ДД) пьезоэлектрического типа ОК устанавливается на блоке двигателя.

Во время возникновения детонации датчик генерирует напряжение переменного тока, амплитуда которого зависит от уровня детонации.

Датчик соединен с контроллером с помощью жгута. Сигнал с контактов 1 (сигнальный) и 2 («земля») подается на контакты 30 и 11 соединителя ХР1 ЭБУ Для предотвращения наводок от внешних электромагнитных помех проводники жгута, подходящие к датчику, заключены в экран.

Напряжение переменного тока с датчика поступает на вход специализированной микросхемы DA1 типа HIP 9010, расположенной на плате контроллера (см. рис. 1). Микросхема фиксирует момент повышенной детонации двигателя.

Для обеспечения нормальной работы микроконтроллер DD4 производит программирование некоторых функций, таких как коэффициент усиления,характеристики полосовых фильтров и т.д.

Связь между микросхемой DA1 и микроконтроллером DD4 реализуется по цифровой шине.

Фрагмент принципиальной схемы подключения микросхемы DA1 к DD4 показан на рис. 3.

Рис. 3. Схема подключения к контроллеру датчика детонации

Для проверки состояния цепи датчика (код ошибки Р0325) следует отключить колодки от датчика и контроллера. С помощью омметра проверяют цепь на обрыв между контактами 1, 2 датчика детонации и 11, 30 контроллера соответственно.

При отсутствии нарушений в цепи датчика детонации следует заменить сам датчик и проверить контроллер.

Во время возникновения кодов ошибок Р0327, Р0328 (низкий/высокий уровни сигнала датчика детонации) следует проверить момент затяжки болта крепления, датчика детонации.

Регулятор холостого хода

Регулятор холостого хода (РХХ) служит для стабилизации оборотов холостого хода двигателя (см. рис. 4). Конструктивно РХХ представляет собой шаговый двигатель с двумя независимыми обмотками с подпружиненной конусной иглой. Вращение шагового двигателя с помощью червячно-анкерного механизма преобразуется в поступательное перемещение конусной иглы.

Рис. 4. Регулятор холостого хода

РХХ установлен на корпусе дроссельного патрубка в обводном канале.

В конструкции шагового двигателя РХХ включены постоянные магниты,которые в сочетании с обмотками фаз расположены на двух разных магнитопроводах, расположенных друг над другом.

Рис. 5. Диаграмма управления фазами шагового двигателя РХХ

На рис. 5 приведена временная диаграмма управления фазами шагового двигателя РХХ.

В момент включения фазы АВ создается электромагнитное поле которое позиционирует ротор относительно фазы А (0 ° ), а относительно фазы В (15°), не отключая фазу А, происходит включение фазы CD. При этом ротор устанавливается между полюсами фаз А и В (7,5°), и т.д.

При отключении питания РХХ ротор шагового двигателя устанавливается строго под полюсами статора одной из фаз.

Работу двигателя РХХ на автомобиле принято измерять в шаговом режиме, так, выдвинутое положение конусной иглы соответствует нулю шагов, а втянутое положение конусной иглы — 255 шагам.

Следует учесть, что при каждом включении зажигания контроллер выставляет конусную иглу в полностью выдвинутое положение (закрытое). Далее контроллер управляет работой РХХ, обеспечивая нормальную работу двигателя во всех режимах.

Схема подключения РХХ к контроллеру показана на рис. 6.

Рис. 6. Схема подключения РХХ к контроллеру

РХХ непосредственно соединен с контактами 4, 21, 26, 29 соединителя ХР1 ЭБУ.

Сопротивление обмоток шагового двигателя РХХ находится в пределах от 40 до 80 Ом.

Двигателем РХХ управляет драйвер DA2 типа TLE 4729G. В состав этой микросхемы входят усилители токов обмоток шагового двигателя РХХ, схема защиты от короткого замыкания, обрыва, замыкания на землю или бортовое питание автомобиля.

Как правило, неисправности РХХ проявляются в виде частичного или полного отсутствия холостого хода на всех режимах работы двигателя, самопроизвольного снижения оборотов двигателя, вплоть до его полной остановки при включении передачи, а также в начале движения.

Для выявления неисправностей РХХ следует проверить качество его крепления к корпусу дроссельного патрубка(наличие подсоса воздуха), качество соединений в колодке РХХ, проверить воздушные каналы системы холостого хода, при необходимости, с помощью мультиметра проверить целостность цепей между контактами разъема РХХ и контроллером.

Коды ошибок работы регулятора холостого хода следующие: Р0505 — ошибка в работе РХХ, Р0506 — низкие обороты холостого хода, Р0507 — высокие обороты холостого хода.

Нестабильная работа двигателя на холостом ходу может быть вызвана не только неправильной работой РХХ, но и другими факторами, например, загрязнением дроссельного патрубка, нарушением вентиляции картерных газов, неисправностью воздушного фильтра, датчика положения дроссельной заслонки и т.д.

Мнения читателей

• Ленар / 24.06.2018 — 18:59

Николай / 15.12.2017 — 23:27

Отличная статья! Спасибо!

Николай / 01.11.2016 — 13:30

Поддержу.Класс статья. В отечественных журналах подобного больше не видел!

Иван / 12.07.2016 — 13:50

Класс. Побольше таких статей.

Валерий / 18.03.2016 — 18:53

Спасибо за подборку материала.

Сергей / 13.05.2014 — 11:58

Кто этим занимается, не не по интернету учились. Уж извините !

Анатолий / 29.04.2014 — 07:20

Просто и понятно, хотелось бы и о работе остальных датчиков почитать и каким образом регулируется момент зажигания. Спасибо за материал.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Управление коллекторным двигателем с помощью U2010B

Как переделывал:
Из специализированных микросхем приглянулись Phase Control фирмы Atmel. Там есть простой вариант на U2008B, но в ней не предусмотрено обратной связи, чтобы поддерживать заданные обороты. Есть и U211B(или U209B — урезанный вариант U211B), но для нее нужен тахогенератор, который у точила не предусмотрен, поэтому наиболее подходящая для моих целей оказалась U2010B, у которой есть и обратная связь по току и защита от перегрузки и плавный старт.

( Кстати, схема на U211b с таходатчиком мной реализована тут) .

Схему взял из даташита без какой-либо переделки:

Делали обозначены согласно оригинальной схеме:
R1 — 2 шт. по 36 кОм 2 Вт (в оригинале один резистор на 18 кОм 2 Вт, но он ощутимо греется, поэтому лучше сделать из двух)
R2 — 1 шт. 330 кОм 0,125 Вт
R3 — 1 шт. 180 Ом 0,5 Вт
R4 — 1 шт. 3,3 кОм 0,125 Вт
R5 — 1 шт. 3,3 кОм 0,125 Вт
R6 — надо подбирать по формуле
R7 — 1 шт. 7,5 кОм 0,125 Вт
R8 — 1 шт. подстроечный 470 кОм
R10 — 1 шт. подстроечный 100 кОм
R11 — 1 шт. подстроечный 1 мОм
P1 — 1 шт. переменный резистор 50 кОм (с ручкой регулировки и выключателем)
Симистор BTA16-600
Конденсаторы:
Электролитические
С1 — 1 шт. 22 мкф х 50 вольт
С2 — 1 шт. 4,7 мкф х 50 вольт
С7 — 1 шт. 1 мкф х 50 вольт
Керамические с выводами
С3 — 1 шт 0,015 мкф
С4 — 1 шт 0,15 мкф
С5 — 1 шт 0,1 мкф
Светодиод D3 любой малогабаритный(5 мм) красного цвета. Обозначает перегрузку.
И не забыть про микросхему U2010b

ЗЫ. R14 я вообще не ставил, а заменил перемычкой

Для нее разработал маленькую печатную плату размером 60х65 мм:

Обозначение элементов соответствует даташиту. Переменный резистор(обозначен P1) с выключателем(это чуточку доработал схему) и контакты выключателя разрывают сетевое напряжение(на схеме этого нет).

Вытравил и просверлил печатную плату:

На всех схемах только обозначено напряжение на R6 и нигде не указано каким оно должно быть. Проведя некоторые исследования, натолкнулся на ответ техподдержки фирмы:

Question
Is the 250 mV value also valid for 120V systems, or is it only valid for 240V?
Also, is the signal peak-to-peak or RMS?

Answer
Independent of supply voltage, the 250 mV value is the suggested voltage drop on the current sense resistor R6. This value should be considered being inside the linear signal transmission of current detection. The 250 mV value defines the effective RMS value, hence the corresponding peak value measures about 350 mV. Refer to the typical diagram of load current detection in the datasheet, Fig.5-7.

—————
Из их ответа ясно, что падение на резисторе 250 милливольт является не пиковым, а действующим и не зависит от напряжения питания сети. Исходя из этого R6 можно легко рассчитать.

Рассчитать R6 можно исходя из мощности двигателя по формуле:
R6 = U R6 /(P двиг /U пит ), где U R6 — напряжение на R6 (250 мВ), P двиг — мощность двигателя, U пит — напряжение питания сети.
Для точила с двигателем мощностью 150 ватт рассчитываем: R6= 0,25/(150/220) = 0,37 Ом

Настройка схемы:
Переменный резистор P1 установить на минимальные обороты двигателя, т.е. по схеме движок потенциометра должен быть повернут к резистору R14 на схеме, но, т.к. я его на плате не разводил, то к минусу C7 и подстроечным резистором R8 выставить самые минимальные обороты двигателя. Я сделал, чтобы двигатель не крутился, но на нем уже было около 20-ти вольт. Если сделать, чтобы совсем был ноль, то тогда становится слишком нелинейная зависимость управления резистором P1, т.е. при его повороте сначала двигатель не крутится, а потом резко «срывается с места».
Внимание! Еще пришлось добавить чуточку емкости C3, а иначе за период выдавалось несколько импульсов управления и схема работала неправильно,т.е. обороты двигателя практически не регулировались и двигатель работал на полную. Выяснить причину удалось с помощью осциллографа. Емкость 10n, похоже, рассчитана на 60-герцовую сеть. Я ему добавил параллельно емкость 102K(0,001 мкф), т.е. в итоге C3 получился 0,011 мкф (думаю, можно даже поставить 0,015 мкф) и схема сразу заработала правильно.
Еще одна тонкость — это нужно правильно подбирать резистор R6 под мощность двигателя. Выше представленная формула правильная, но на практике может потребоваться некоторая коррекция по поведению двигателя под нагрузкой. Если резистор великоват, то двигатель довольно резко стартует(т.е. делает слишком большую компенсацию нагрузки, чем надо), а потом отключается, а если резистор будет мал, то не будет обеспечиваться компенсация нагрузки. У меня при расчетном значении 0,37 Ом на практике лучше получилось с 0,33 Ом. Резистором R10 как раз настраивается компенсация нагрузки. Я настраивал так: Включил на средних оборотах и притормаживая вал двигателя через тряпку, выставил этим резистором, чтобы обороты не менялись при изменении нагрузки. Одновременно с этим поглядывал на вольтметр подключенный к двигателю. При увеличении нагрузки на двигатель схема прибавляет напряжение и двигатель крутится с одинаковой скоростью. На максимальных оборотах настраивать бесполезно, т.к. там уже подается полное напряжение сети и обороты компенсировать нечем.
А вот как настраивается и на что действует резистор R11, я так и не понял. Крутил его от одного края до другого и при этом тормозил двигатель, чтобы попытаться «поймать» уровень перегрузки, но может из-за того, что двигатель слишком маломощный и на нем даже в заклиненном состоянии ток не очень большой, перегрузка так и не срабатывала.

В общем схема работает именно так, как и ожидалось, а точило теперь неплохо держит обороты не только при изменении нагрузки, но и при изменении питающего напряжения. Я ЛАТРом на средних оборотах менял сетевое напряжение от 200 до 240 вольт и обороты держались одинаковыми. Т.е. теперь схемы зажигания отлаживать будет гораздо удобнее. А еще теперь максимальные обороты возросли, т.к. новая схема «на максимуме» полностью открывает симистор, а старая вольт 15 оставляла, т.е. симистор открывался с задержкой и часть периода не использовалась.

Новая отлаженная схема почти установленная вместо старой (старая на фото в левом нижнем углу) .

ЗЫ. Резистор R3 увеличил на 51 Ом. Импульсы управления с микросхемы идут амплитудой 8 вольт, поэтому R3 можно сделать побольше 180 Ом обозначенных на схеме.

ЗЫ.ЗЫ. Как же мне теперь нравится как двигатель с этой новой схемой здорово держит обороты. Можно теперь легко задать обороты 1. 2 оборота в секунду и магнит стенда крутится абсолютно ровно и без рывков. Раньше такие обороты было просто невозможно установить. Сила магнита не маленькая и раньше двигатель или быстро мог крутить магнит или останавливался. Двигатель точила работает так, как будто у него обратная связь с тахометром, хотя на самом деле нет.

Кому интересно и захочет повторить конструкцию, то выкладываю печатную плату в формате Sprint-Layout 6.0.
По просьбам трудящихся развел плату и для корпуса Dip16.
В архиве теперь раводка и для SMD и для Dip корпусов U2010b, а также компактная на СМД деталях для гравера.

ЗЫ. Спасибо ironcover за найденную ошибку. Конденсатор C1 у меня был разведен и припаян неправильно. Самое удивительное, что уже столько времени проработал и не рванул. В печатной плате я исправил и обновил ссылку.

А это вторая плата, которая управляет кухонным вентилятором:

(Для фото сессии, коробочку с платой, приклеенной на двухсторонний скотч, оторвал от стены)

А это, как переделывал простенькую болгарку под плавный старт и регулировку оборотов(картинка кликабельная):

Добавил еще плату для гравера, для замены его родной простейшей схемы, была как и заводская у точила.
Плата 23х52 мм:

Оценка статьи:

Загрузка...