Контроллер для стрелочных приборов на микроконтроллере (проект)

[LeonT]

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.

[Vladmode101]

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. ?

[LeonT]

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.

[Vladmode101]

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 !!!!!)

[LeonT]

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.

[Vladmode101]

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 .

[LeonT]

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

[Vladmode101]

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

[LeonT]

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:

[Vladmode101]

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 .

[Vladmode101]

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 .

[Vladmode101]

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).

[Vladmode101]

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 .

[Vladmode101]

Пока летаю так , наскорую руку

[Vladmode101]

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

[Vladmode101]

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

[LeonT]

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.

[Vladmode101]

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 .

[LeonT]

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.

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.

[LeonT]

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.

[LeonT]

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.

[Vladmode101]

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 .

[LeonT]

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.

[Vladmode101]

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

[Vladmode101]

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 !