Контроллер для стрелочных приборов на микроконтроллере (проект)

Вот бета-версия "сельсинного" контроллера.

ВХодным сигналом служит ШИМ выход Комила 488,3 Гц. Разрядность 8 бит.
На выходе ОС1А присутствует опорная частота 125 кГц для измерения входных интервалов. Эта частота формируется делением системного такта на 160 с помощью ТС1. При необходимости использовать другие частоты входной ШИМ, связь ОС1А - Т0 можно разорвать, и подать на вход Т0 частоту в 256 раз более высокую, чем частота входной ШИМ.

На трёх выходах РА0, РА1, РА2 при помощи программной ШИМ с частотой около 4...6 кГц формируются синфазные прямоугольные синалы 400 гц, соотношение амплитуд которых определяется заданным углом поворота.
На выходе РА5 присутствует прямоугольный импульс, синфазный с "фазовыми" сигналами. Его можно использовать для формирования напряжения возбуждения (питания) сельсина, и для синхронизации осциллоскопа при настройке устройства.
Конденсаторы С1 и С2 подбираются и устанавливаются при нечётком запуске кварца.

Аналоговая часть пока не изготавливалась и не проверялась. Теоретически, она может выглядеть, как на прилагаемой схеме. И состоять из четырёх одинаковых каналов, включающих в себя ФНЧ 2-го порядка с характеристикой Чебышева на любом ОУ, и усилителя мощности на LM1875. Выходной сигнал в этом случае, должен быть близким к синусоидальному. Максимальный неискажённый размах в каждом канале подбирается резистором 10К.

Файл прошивки в архиве. При прошивке контроллера, не забывайте отключать внутренний делитель системного такта. :)

Спасибо большое - будем внедрять ! Мы ж без него летать нормально не можем !

---------- Добавлено в 17:13 ---------- Предыдущее сообщение было написано в 17:04 ----------

Такой вопрос : угол сдвига фаз между выходами равен 120 Грд. ?

Строго говоря, напряжения на выходах переходят через ноль одновременно. (речь идёт об отфильтрованном сигнале)
А вот соотношение амплитуд между выходами таково:
А1 = Sin X
A2 = Sin (X + 120)
A3 = Sin (X + 240)
Знак учитывается. То есть при Х = 0, сигналы А2 и А3 равны и противофазны.

В общем, смоделирована работа трёхфазного потенциометра (так как я её понимаю :) )

PS Если я правильно понимаю работу сельсина-задатчика, то в сущности он - поворотный трансформатор с разносом обмоток на 120 град. То есть в принципе, думаю что его выходные сигналы аналогичны сигналам с трёхфазного потенциометра.

Тогда эта схема реально подходит для оживления приборов на основе безупорных потенциометров . Только аналоговая часть должна быть немного другая . Выпрямить выходные сигналы и подать на вращяющиеся обмотки потенца . А статорные обмотки подать на схему управления отрабатывающим движком (ДИД или ДГ) Это супер . А для сельсинов нужно между фазами сдвиг 120 грд. постоянный , и соответственно амплитуда сигналов пропорциональна углу поворота . Вроде так . Хотелось бы ещё такой вариант .(Пожалуйста !!!!!)

Цитата:

---

для сельсинов нужно между фазами сдвиг 120 грд. постоянный

---

Поизучаю этот вопрос. ПМСМ при фазовом сдвиге между обмотками, возникнет вращающееся маг.поле, и ротор сельсина тоже начнёт вращаться как в синхронном двигателе (хотя нет, не начнёт. 400 гц для малополюсного "двигателя" многовато :) ). Надо бы анналы почитать, да поискать на работе документацию РК. :)

Дело в том , что на сельсин ещё подаётся на отдельную обмотку напряжение возбуждения 36в 400 Гц 2 фазы . Ну это не проблема . Подаётся от отдельного преобразователя . Он есть .Самое главное реализовать сдвиг 120 грд. между фазами ( а соотношение амплитуд уже задано ) . Я уже думаю приступать к оживлению курсовой шкалы , только за Тинькой на базар смотаюсь завтра .

Думаю, фаза питающего напряжения должна быть привязана к фазе управляющих. Поэтому на днях подкорректирую прошивку и выведу ещё один выход, на котором амплитуда не будет изменяться, и его можно будет использовать, как источник, задающий питающее напряжение.

Жаль что у меня нет приборных сельсинов (имеющийся от РК-15 неисправен) и я не могу проверить работу устройства на практике. Поэтому буду благодарен за информацию о глюках и недоработках.

Если возникнет вопрос - чем шить Tiny24, рекомендую доступный софтовый программатор uniprof. Несмотря на некоторую глючность, (для каждой сессии его нужно перезапускать) он вполне справляется с этой задачей. А если у вас есть параллельный STK200, то его можно программно адаптировать к этой софтине.
Взять можно здесь:
http://avr.nikolaew.org/progr.htm

С сельсинами проблем нет . Если надо , можно отправить поездом . Они у нас на базаре по 5 гривен . Это не деньги . Для науки не жалко :) На счёт привязки напряжения возбуждения по фазе - это правильно . А через парралельный порт "Понни Прогом" получится напрямую тиньку прошить ? 2313 тиньки шьются таким макаром на ура , только длинну проводов не сильно большую . Сегодня привязал к КомИлу тахометр настоящий (только внутренний трёхфазный движёк заменён на постоянного тока от магнитол . РАБОТАЕТ СУПЕР !!! Раскручивает стрелку на всю шкалу , даже больше .Но это не страшно . Это можно регулировать . Хочется в полёте смотреть только на приборную панель с живыми приборами а не в окно :) Но это черевато боком :)

А какие конкретно типы сельсинов планируется использовать? Поищу такие у нас на базаре.
Увы, Поня не шьёт 24-ю тиньку. Но автор Унипрофа уверяет, что можно шить через LPT и "пять проводов" (но при невнимательном обращении, так можно и порт подпалить). Я пользую с Унипрофом адаптер STK200.
Спасибо за идею, попробую на двигателе постоянного тока сделать высотомер из такого прибора:

Да на таком приборе , можно сделать высотомер , только могут быть неточности отображения данных из-за того , что при малых напряжениях двигатели постоянного тока могут нетянуть нагрузку .

У меня реализован высотомер на УВ-75-15 в диапазоне 0-10 000 метров погрешность не более 10-20 метров . Работает кремальера установки давления . Я обычно с помощью неё устанавливаю 0 аэродрома , тюк. ИЛ-2 выводит только абсолютную высоту т.е. относительно уровня моря .

На УВ-3мн реализован типа радиовысотомер с установкой и сигнализацией опасной высоты диапазон 0-600 метров .(правда ниже 100 метров показания радиовысотомера к сожалению неточные т.к. шкала нелинейная и нужна коррекция (програмная поправка).

Сельсины , в принципе , используются типа А-... БС-... и .д. Разницы большой нет , т.к. они всё равно работают по одному принципу . На базарах их может и не быть ,т.к. они пользуются нулевым спросом . Продавцы могут и не знать что это . У нас просто у одного чувака на базаре целый кулёк сельсинов и двухфазных двигателей , всё по 5 гривен . Если что , я могу поездом - тю-тю , передать .

Пока летаю так , наскорую руку :)

Только часы надо переставить , а то они там ни к селу ни к городу :)

Вопрос : текст прошивки -13 байтов ":00000001FF" Это нормально или какая-то ошибка ???

Это ошибка.
Хм... только что скачал и проверил. Нормально открылось. Зажимал WinRar'ом вер.3.20
Попробуйте ещё. Если не получится - сделаю самораспаковывающийся. Или заменю расширение. Всё равно нужно добавлять ещё один выход (возбуждение).

PS Личку посмотрите. :)

Понял - личку проверил - ответ отписал !

---------- Добавлено в 22:49 ---------- Предыдущее сообщение было написано в 22:46 ----------

Да , действительно ошибка при скачивании . Открылось нормально - супер . Заказал Тиньку 24 , правда в соевском корпусе , т.к. в диповском были только до 10 МГц тактовой , а нужно 20 , насколько я правильно понял .

Итак, эксперименты с 45-ти вольтовым сельсином БС-6АБ показали недостаточный уровень напряжения, развиваемый усилителем TDA2030.
При повышении напряжения на "питающей" обмотке, с помощью трансформатора, до размаха 100 вольт, сельсин начинает ворочаться, но точность установки, особенно при малых перемещениях, оставляет желать лучшего. Установка трансформаторов в "фазные" каналы положительного эффекта не возымела. Вероятно из-за выросшего внутреннего сопротивления источников.
Видимо, следует попробовать заменить усилители на LM1875, которые позволяют получить размах более 50 вольт.
В свете этих вновь открывшихся обстоятельств, схема в 151-м посте изменена, и сам пост отредактирован.
Изменена и прошивка - добавлен выход меандра 400 Гц для формирователя "питающего" сельсин напряжения.
В случае необходимости дальнейшего повышения напряжения, можно попытаться построить мостовой усилитель мощности (канала питания) на тех же микросхемах, или на LM1876, TDA7490 и им подобных, которые позволяют использовать размах питающих напряжений 50 и более вольт.

Цитата:

---

при фазовом сдвиге между обмотками, возникнет вращающееся маг.поле, и ротор сельсина тоже начнёт вращаться как в синхронном двигателе (хотя нет, не начнёт. 400 гц для малополюсного "двигателя" многовато )

---

Всё таки - начнёт. И очень резво. Проверено. :D

Схема опять откорректирована по итогам испытаний. Думаю на этом остановиться.
Обмотка "питания" сельсина подключается через повышающий напряжение в два раза автотрансформатор. В зависимости от конкретного экземпляра сельсина, установка автотрансформатора может и не потребоваться.
Прошивка тоже исправлена (устранена ошибка в коэффициенте деления ТС1).

В целом, система вполне работоспособна. При наличии "паразитных" фазовых сдвигов между каналами, возможно возникновение тенденции к раскручиванию сельсина при резком повороте на большие углы. Для минимизации этого явления, лучше использовать сельсины с демпферами, а фазовые сдвиги устранить настройкой фильтров или подбором разделительных/шунтирующих конденсаторов на входе УНЧ.

Операционные усилители использовались первые, попавшиеся под руку - uA1458. Максимальный неискажённый выходной размах при питании 5В у них - около 1,5 вольта. Отсюда необходимость в значительном ослаблении сигнала входным делителем.
При использовании ОУ rail-to-rail, коэффициент ослабления можно будет оставить 1,5...2, а усиление УНЧ уменьшить.

Цитата:

---

На УВ-3мн реализован типа радиовысотомер с установкой и сигнализацией опасной высоты диапазон 0-600 метров .(правда ниже 100 метров показания радиовысотомера к сожалению неточные т.к. шкала нелинейная и нужна коррекция (програмная поправка).

---

ПМСМ такую коррекцию лучше провести в роутере. Ибо в противном случае, из-за восьмибитного представления, дискретность отображения составит около 3 метров. Для малых высот этого многовато. Кстати, тогда и управлять указателем можно будет через некалиброванный канал Комила, без дополнительного контроллера.
Напомню, что Комил выдаёт: Четыре программных ШИМ канала с некалиброванным периодом для аналоговых отображающих устройств. И четыре калиброванных, аппаратных ШИМ канала (три восьмибитных, и один двенадцатибитный), которые можно использовать как для устройств с аналоговым, так и с цифровым управлением.
PS Вот не помню только, выдаёт ли Devicelink высоту над поверхностью для радиовысотомера. :)

Пардон за отсутствие - был на отдыхе .Ессесно коррекцию лучше производить в роутере , но т.к. я не шарю , то это вопрос не ко мне :) Да действительно , ИЛ-2 не выдаёт истинную высоту , поэтому РВ привязан к абсолютной/относительной высоте .

:) По просьбам трудящихся, выкладываю скрин с фузами для Uniprof.

PS Информация по налаживанию: Правильно прошитый сельсин-контроллер с правильным кварцем, начинает работать сразу, без подачи какого-либо входного сигнала. При этом на выводах 7, 8, 11, 12, 13 присутствуют импульсы с частотой соответственно 125кГц, 0,43кГц, 6кГц, 6кГц, и 6кГц. Средневыпрямленное значение напряжения на них - всегда около 1/2 от напряжения питания.
Сторожевой таймер в данной версии прошивки, пока не активирован.

Большое спасибо от трудящихся :) Да , я действительно не совсем правильно прошил фьюзы - Будем исправлять !!!

Спасибо большое ! Фьюзы перешил правильно . Вроде работает , только я так понял нечётко запускается генератор , приходится перезапускать тиньку . Вопрос по оживлению прибора УКЛ-2 . Вот схемка . Проблема с фильтрами . Нужно чётко отфильтровать фазные напряжения . Выпрямленные значения должны иметь соотношения пропорциональные углу поворота . Схема останавливает шкалу при равенстве напряжений между точками А и В . Справится ли данная схема фильтров с этой задачей и какие желательно использовать номиналы ? Заранее благодарен за консультацию !

При експерементах с ComilDEMO схема реагирует на изменение входных данных . Т.е. при изменении напряжений на входе тиньки движёк крутит шкалу и останавливает в определённом месте . Т.е. схема управления находит место где Ua-Ub=0 . Но работа не корректная . Нет пропорциональной зависимости . Скорее всего проблема с фильтрами .

Насколько понимаю схему, 3-ф потенциометр должен питаться переменным напряжением? Тогда фильтры не должны подавлять частоту 400 гц.
Подключить прибор напрямую к сельсин-контроллеру не пробовали? Хотя нужно уточнить диапазон входных напряжений, с которыми сможет работать компаратор прибора.

Так вот в том то и прикол , что подаются постоянные напряжения с зависимыми от угла поворота значениями . Снимаемая разница со статора подаётся на схему сравнения и как только разница стаёт равна нулю - двигатель останавливается . Так называемая следящая система . Сельсин в этом приборе выполняет другую роль - вращает стрелку радиокомпаса . Но её оживление это следующий этап . Нужно ещё вывести с ИЛ-2 сигнал Курсового угла радиостанции - есть там такой параметр . Его в новой версии роутера можно посадить вместо сигнала курса изменив только номер выводимого параметра .

Вот примерно такой же прибор . Компаратор устойчиво работает с напряжениями на входах 5 вольт - проверено . А может и больше . Я думаю кроме фильтров ничего ставить больше не нужно . Самое главное , чтобы напряжения были постоянными . В данном случае переменное напряжение не требуется . Эти потенци питаются только постоянным током .

Цитата:

---

подаются постоянные напряжения

---

Ну тогда на схеме не показан модулятор?
Для такого случая ПМСМ лучше подойдёт трёхфазный контроллер, который выкладывался здесь ранее, в "песне о компасах". :)
http://www.sukhoi.ru/forum/showpost....&postcount=138
Он вырабатывает в трёх каналах постоянные напряжения 0...5 вольт (если мало, можно поставить усилитель постоянного напряжения на ОУ, или поставить логические преобразователи уровня с ТТЛовской до 12...15 вольтовой логики). Соотношение амплитуд определяется задаваемым углом.

PS а какое сопротивление этого трёхфазного потенциометра?

Да , на схеме управления движком не показан модулятор . Он на полевике выполнен . На его базу подается напряжение 6В 400 Гц. Сопротивление потенца- порядка 400 Ом одного из трёх плеч . Остальные аналогичны . Так что , вариант на 24 тиньке не пойдёт ??? Больше 5 вольт не нужно - с головой хватит . Кстати , а в каких пределах изменяется напряжения на выходах схемы на 24 тиньке ?

На выходах Т24 присутствует программная ШИМ, с помощью которой, путём фильтрации, формируется переменное напряжение с размахом (от пика до пика) 0...5 вольт, в зависимости от задаваемого угла.
Выпрямить его конечно можно. Но для сохранения зависимости угла поворота от входного сигнала, потребуется активный выпрямитель. Поскольку диодное выпрямление напряжений менее нескольких вольт сопровождается большой нелинейностью.
Думаю, для эмуляции магнесина (насколько я понял, именно он является удалённым датчиком компаса) более подойдёт уже упомянутый "компасный" контроллер. Потому, что он формирует уже готовые постоянные напряжения, которые требуют не выпрямления, а только интегрирования выходных сигналов. И возможно даже, проинтегрировать их удастся простейшими RC фильтрами.

Хорошо , вопрос : компасная схема может работать без синхронизации от комила (через делитель) если на 12 тиньку повесить свой кварц ? И на какой частоте вообще работает генератор тиньки ? Какой кварц устанавливать ?

А вообще в следящих системах на базе потенциометров применяется примерно вот такая схема . В сеё работает на постоянном напряжении от 24 вольт .

Для подключения кварца к Тини12 мне просто не хватило ног. :) поэтому использован вариант с внешним тактированием. Тактовая частота, подаваемая на вход 2 микропроцессора должна быть в 16384 раза больше, чем частота ШИМ. Это 8МГц для 500-герцовых каналов, или 4МГц для 250-герцовых. Где-то выше я выкладывал схемку простого формирователя для подключения к Комилу, который позволяет получить нужную частоту (8МГц) непосредственно от комиловского кварца.

Есть такая - будем пробовать - спасибо !

Доброго времени суток ! Андрей , неудобно Вас напрягать . Насколько реально в ближайшем будущем вывести доп . параметры (Крен п.№46 , тангаж п.№48 , радиопеленг п.№44) . У меня аврал , появилась возможность попасть на день ВВС в начале августа . Пригласили вместе с тренажёром , а у меня авиагоризонт молчит . Он уже переделан и управляется ComilDemo с неплохой скоростью отработки точностью . Нужно только подать на него сигналы . Насколько это реально ??? Безмерно благодарен , и ещё раз извините за напряг .

У меня в мастерской сейчас ремонт, но в начале июля думаю закончить.
Давайте пока определимся с частотами каналов ШИМ, к которым планируется это всё подключать. Это всё будет управляться сельсин-контроллерами?
Заминка в том, что Комил выдаёт на данный момент только два канала (500гц) которые можно с ними использовать.
Выходом может быть добавление в сельсин-контроллер джампера, выбирающего частоту входного сигнала 500 или 250 гц. Тогда добавяться ещё два канала.

Я попробую переписать прошивку и роутер, но проверить их мне сейчас не на чем.

И ещё вопрос - вы пробовали включать Ил с двумя Комилами одновременно?
Мне интересно, не вылезают ли при этом какие-нибудь глюки, поскольку я подключал их только по отдельности.

Андрей ! В принципе , у меня горизонт КПП переделан с сельсинов на на резисторы . Короче входным сигналом служит напряжение с амплитудой от 0...5 Вольт по крену и такой же по тангажу . 2,5 В по крену и 2,5 вольта по тангажу это горизонтальный полёт с нулевым креном . Т.е. я брал с любого выхода комила ШИМ , фильтровал его RC- цепочкой и всё отлично работает , поэтому частота ШИМ особой роли не играет . Пробовал подключать канал тангажа к выходу вариометра . Работал впринципе - при горизонте показывал 0 , при изменении угла тангажа реагировал соответственно спуску или подъёму , но не совсем корректно , т.к. там тангаж и скрость вертикальная немного разные функции . 2 комила вместе с илом пока не включал - надо на втором комиле поменять тиньку - сгорела от кз . Постараюсь побырику восстановить :)

Гут. :) Остаётся только роутер.

Так вот и именно ! :) ( Как говорил Мухомор из Ментовского сериала )
Я думаю всё должно работать супер ! По крайней мере текущая версия работает идеально !!! Оживлённые приборы работают с ней как родные - глазам не верю :)

Шью уже вторую 12 Тиньку , определяется , программируется нормально . Как только прошиваю фьюзы - перестаёт определятся . Вычитал на форумах , что при установках фьюзов на внешний кварц - МК перестаёт определятся из-за отсутствия частоты тактирования . Интересно всё-таки он прошился нормально ?

Стоп!... Приношу извинения, не сообразил сразу - контроллер должен быть сконфигурирован на работу с внешним тактом, поэтому, всё правильно. Он перестаёт отзываться именно потому, что правильно прошит.
Для его перепрошивки теперь нужно подавать внешний такт. У меня для этого к поньке приспособлен генератор на одном корпусе логики. Но если в целевом устройстве выведен ISP интерфейс, можно шить прямо в нём. т.к. внешний такт всё равно там присутствует для работы.

Спасибо , я так сразу и догадался . Значит у меня 2 прошитых тиньки . Это не плохо . Может еще и компас оживлю современем . Сейчас пока занят приведением всей конструкции к состоянию , в котором не стыдно будет его выставить на день авиации в штабе ВВС Украины в начале августа . Хотелось бы ещё успеть к этому моменту запустить горизонт . Будем надеяться . Как Ваш ремонт ?

:D Намёк понял. Забрезжило окончание.

Я конечно извеняюсь за наглые намёки :) Кстати , вставил я в схему 3-х фазного контроллера прошитую тиньку , но независимо от напряжения на входе , на выходе по отношению к земле висят напряжения эквивалентные напряжению питания ( на всех 3-х выходах ) это вообще нормально ? Тактирование подаю через схему согласования с кварца комила .

Влад, почту посмотрите. Там экзешник с креном/тангажом. Проверьте. Мне проверить пока не на чем. :)

На всякий случай, выложу и здесь:

Андрей !!! Спасибо ! Читайте личку результаты !

Радиовысотомер УВ-3МН . Фотка предыдущего хозяина моего высотомера . Впринципе он подключен и работает , но временно снят из-за некорректной отработки нелинейной части шкалы . Задал вопрос людям по поводу вывода сигнала РВ из ИЛ-2 . Маловероятно , но вдруг ?

Прикол этого высотомера ещё в том , что у него реально работает установка и сигнализация опасной высоты .