Xmega askelmoottoriohjain.

[jussi]

Nyt kun edellinen xmega projekti on valmis ja toimii.Ajattelin kokeilla askelmoottoriohjainta.
Bibolaariseen ohjaukseen H-siltoja on valmiina vähän tarjolla tai ainakin sen hintaisia ,että ne pitää unohtaa.
Ja monesti niissä on myös max 45v käyttöjännitteet.
Niinpä olen miettinyt ,että voisiko näitä  http://www.fairchildsemi.com/pf/FS/FSBF10CH60BT.html Smart power moduleita käyttää niin, että
laittaisi 3 akselin ohjausta varten 4 modulia joissa olisi siis yht 12 puolisiltaa.Yksi H-silta olisi yhdestä modulista ja toinen olisi puolet ekasta ja puolet toisesta .jne. jokaisesta puolisillasta saisi oman virranmittauksen. Kaikille yhteinen maa ja syöttöjännite.Näitä ohjaisi sitten kolmella xmegalla.
Datasheetin mukaan kovin paljon ulkoisia komponenteja ei tarvis.
Täällä , kun asiantuntemusta on  niin kertokaapa onko kuolleena syntynyt idea.
Ja mitkä ne mahdolliset sudenkuopat olisi.

[Kremmen]

No ei tuossa lähtökohtaisesti näyttäisi mitään erityistä ongelmaa tulevan. Komponentti on ilmeisen selvästi ajateltu 3-vaiheisen BLDC:n tai PMSM:n ajamiseen mutta mitäpä väliä sillä on. Siellä on jokaiselle siltakivelle ohjaustulo niin niistähän voi rakennella mitä huvittaa.
Laitapa kuvaa kehiin kun alustava piirikaavio on työstetty niin ventiloidaan lisää.

Muok: Pikaisesti tsekkasin niin esim Mouserilta tuo palikka irtoaa noin 25 euron hintaan. Neljä tekee siis aika tarkkaan satasen. Minä tuota vielä miettisin, koska erilliskivistä ja perus-puolisiltaohjaimista (joku IR21xx -sukuinen) kasaamalla pääsee edullisempaan ratkaisuun. Siltakiviä valikoimalla voi vielä pelata jonkin verran hinnan ja ominaisuuksien kanssa kun piirilevy on jo toteutettu. Ainoa mitä tällä modulilla säästää on ehkä vähän tilaa, mutta hukkalämmöstä joutuu silti hankkiutumaan eroon.

[jussi]

Digikeyllä tuo palikka reilu 10€ + rahti tietenkin.Itseäni tuossa kiinnostaa tuo vähäinen ulkoisten osien määrä ja sitä kautta helpompi piirilevy verrattuna erilliskomponentein tehtyyn.Tosin jako noissa silloissa menee niin että siitä tulisi sitten 3 moottorin ohjain.
datasivulla on maininta bootstrap vastuksista ja niihin liittyen dv/dt controllista.
Sitten löysin netistä scheman missä niitä ei ole laisinkaan,eli voikohan ne sitten tosiaan jättää pois jos dt kontrolli on ohjaimessa.
Voisikohan tuon short circuit suojausta käyttää chopper virranrajoittamisena.
Softan puolesta ajattelin niin ,että keskeytys tulossa käynnistetää timeri. virran vähennys jos uutta pulssia ei tule tietyn ajan sisään.
askelluksen suunnan tarkistus. askeleet mentäis kokoaskelin ,mutta sin/cos taulukon mukaan.esim 256 solun taulukko.
samalla mitattaisiin pulssien tulonopeutta ja sen mukaan tuon taulukon inkrementtiä muutetaan niin ,että hitaalla mennään koko taulukko läpi ja tietyssä nopeudessa hypätään ensimmäisestä solusta viimeiseen.
Sitä mietin ,että pitäisikö jokaisen inkremetoinnin välissä olla viive jota myös muutetaan nopeuden mukaan.dt kontrolli olisi tuossa xmegassa valmiina.

[Kremmen]

Digikeyllä tuo palikka reilu 10€ + rahti tietenkin.

No niinpä näyttää olevan Mouserillakin 10-13 €, taisin katsoa jotain isovirtaisempaa variaatiota.

[...]
datasivulla on maininta bootstrap vastuksista ja niihin liittyen dv/dt controllista.
Sitten löysin netistä scheman missä niitä ei ole laisinkaan,eli voikohan ne sitten tosiaan jättää pois jos dt kontrolli on ohjaimessa.

Jännitteen liiallinen muutosnopeus etenkin yläkiven mennessä johtamattomaksi voi aiheuttaa ns groud bounce-ilmiön eli fetin source-navan (tai tässä tapauksessa IGBT:n emitterin) putoamisen alle paikallisen nollajännitteen. H-sillan yläkivellähän paikallinen nollajännite on yläpuolen ohjaimen referenssitaso, yleensä tunnuksella Vs. Jos tämä jännite piikkaa riittävästi alle nollan, tapahtuu yläkiven latch-up eli se salpaantuu johtavaksi kunnes jännite pisteessä Vs nousee takaisin paikalliseen nollatasoon. Nyt on modulaatiotavasta riipuvaa, haittaako tämä vai ei. Jos ollaan kääntämässä sillan vaiheistusta niin, että saman puolisillan alakivi on tulossa johtavaksi niin on ilmeinen vaara puolisillan läpilyönnistä.
Fairchildin modulissa IGBT:n emitteriä ei ole modulin sisällä kytketty pisteeseen Vs, vaan se jää käyttäjän tehtäväksi. Kytkentä voi tapahtua joko suoralla oikosululla tai vastuksella. On syytä huomata, että tuo yhdistys on osa IGBT:n hilapiiriä, joten sen resistanssi vastaa suoraan hilalle kytkettyä resistanssia ja vaikuttaa näin tehokiven tilanvaihtoihin. Mitä isompi resistanssi, sitä hitaammin IGBT:n hilavaraus latautuu ja purkautuu ja sitä pehmeämmät ovat kytkennät. Oma veikkaus on, että jäykällä oikosululla voi syntyä aikamoiset resonanssivärähtelyt muutaman sadan megahertsin taajuudella. Riippuu tietysti millaiset ajurit tuossa modulissa tarkkaan ottaen on.

Kannattaa muuten huomata, että tuosta modulista pyörii kahdenlaisia datasheettejä; toisissa on kuvia joissa Vs on sisäisesti kytketty lähtökivien välipisteeseen (http://www.fairchildsemi.com/ds/FS%2FFSBF10CH60BTL.pdf), ja toisia joissa ei ole. (http://www.fairchildsemi.com/ds/FS/FSBS10CH60.pdf). Jos yhdistys on kiinteä sisäinen, niin ei sillä vastuksella mitään merkitystä tietty enää ole.

Voisikohan tuon short circuit suojausta käyttää chopper virranrajoittamisena.

Minä en tekisi sitä. Periaatteessa tuo on virhetoiminto, ja joka tapauksessa virtaraja kannattaisi ohjata älykkäästi siten, että kiihdytyksissä annetaan enemmän virtaa jotta kone pysyy tahdissa mukana. Paikallaan ollessa sitten vähemään jottei ylikuumene.

Softan puolesta ajattelin niin ,että keskeytys tulossa käynnistetää timeri. virran vähennys jos uutta pulssia ei tule tietyn ajan sisään.
askelluksen suunnan tarkistus. askeleet mentäis kokoaskelin ,mutta sin/cos taulukon mukaan.esim 256 solun taulukko.
samalla mitattaisiin pulssien tulonopeutta ja sen mukaan tuon taulukon inkrementtiä muutetaan niin ,että hitaalla mennään koko taulukko läpi ja tietyssä nopeudessa hypätään ensimmäisestä solusta viimeiseen.
Sitä mietin ,että pitäisikö jokaisen inkremetoinnin välissä olla viive jota myös muutetaan nopeuden mukaan.dt kontrolli olisi tuossa xmegassa valmiina.

Tuo modulihan olisi hyvin mielenkiintoinen kandidaatti käyttää vektoriohjauksen pääteasteena. Silloin riittäisi 1 moduli per 1 moottori, kun vektoriohjauksella onnistuu 3-vaihesillan käyttö 2-käämisellä koneella. Jos into ja teoria riittää niin tsekkaapa tuo paperi: http://www.mediafire.com/?d2zv88zy4bsdedd (lisääkin aiheesta löytyy jos alkaa kiinnostaa). Tosin Xmega voi olla vähän kevyt laskemaan koordinaatistomuunnoksia, mutta nythän Atmelilta on viimein tullut kauan odotettu AT32UC3-perheen C-sarja. Se on 32-bittinen, sisältää aritmetiikkakiihdyttimen ja siihen löytyy DSP-kirjasto. Sillä tuon laskenta menee kuin vettä valaen jahka ensin pääsee kekottimen sieluun kiinni. Samat kehitysvehkeet onneksi käy hyvin pitkälle. Itse piirihän on fyysisesti samanlainen kuin XMega (tai siis C1 sarja on, C0 on 144-jalkainen ja C2 muistaakseni 64-kinttuinen). Noissa on aika kivasti potkua vähän hankalampiinkin paikkoihin.

[jyrki.j.koivisto]

Ite ostin omiin kötöstyksiini tuon FSBF15CH60BTL palikan(x3) suoraan valmistajalta, UPS vai mikä sen sitte kiikutti otti jonkun +70€ lisää... Silloin jo huomasin että ko. palikan datasheetti on väärällä nimellä (FSBF10CH60BTL)

Tuolla rallipelisimulaattori puolella tämä eräs herra rakensi 6DOF alustan http://www.youtube.com/watch?v=fnRBX51UcN8 (http://jippes.home.xs4all.nl/hi6sim/MK_IIIcurrent.html) IRAMS piireillä, joten taitaapi olla mielikuvitus rajana mitä näilläkin voi tehdä.

[jussi]

Siinäpä se ero näemmä onkin FSBF.ssä  on tuo sisäinen kytkentä.  FSBS .ssä se kytketään noilla ulkoisilla vastuksilla.
FSBS onkin sitten vajaan kympin kalliimpi. Aikas mielenkiintoinen on tuo vektoriohjaus; mutta aivan liian vaikee mulle :-[
Tässäkin on tarpeeks haastetta mulle.Täytyy tuohon silti tutustua vielä tarkemmin. Ei koskaan tiedä jos jotain tarttuis päähän.

edit. Piti oikeen kokeilla kolmella on/on kytkimellä askelmoottoria .Kyllä se piru askeltaa :) ei tosin vakiovirralla vakiopituisia askelia ,mutta kuitenkin.

[jussi]

Nonniin.ajatus kääntynyt kuitenkin noihin erilliskiviin kuten kremmen tuossa ehdotti.
suunitteilla olis tuommoinen moduli jota vois käyttää yksittäin dc servon kanssa ja kahta askelmoottorin kanssa.
Nyt kaipiasin vähän asiantuntija apua vilkaisemaan tuota mun suunitelmaa onko siinä jotain mikä heti pistää silmään. ettei toimi niin kun olen ajatellut.
kaipaisko nuo hilapiirit jotain lisää.. transienttisuojia ??
toimiiko tuo opamppi noinpäin. ref jännite negatiiviseen tuloon ja mitattavava jännite positiiviseen. kun positiivinen tulo ylittää ref jännitteen lähtö menee alas.

[Kremmen]

Eipä tuossa äkkiseltä näkynyt mitään ihmeempää; eiköhän tuo ole toimiva kytkentä. Pari havaintoa/vinkkiä ehkä kuitenkin:

Et tarvitse kahta virranmittausvastusta, yksi riittää. Eli alakivien sourcet yhteen ennen vastusta ja molemmat siis saman yhden vastuksen kautta maihin. Lopputulos on sama vähemmillä kustannuksilla. Vastuksen  arvo pitää tietty säätää oikeaksi.
Jollet ole labrannut tai muuten varmasti tiedä hilapiirin käyttäytymistä, niin puolinäppärä konsti on varata hilan ja ohjainpiirin väliin tilat kahdelle vastukselle rinnan. Molempien kanssa erikseen sarjaan diodi eri suuntiin. Hilalle menevä virta kulkee nyt diodien ohjaamana toista haaraa pitkin ja palaava toista. Näin voit kohtuukätevästi vaikuttaa päälle- ja poiskytkeytymistapahtumien käyttäytymiseen.
Jossain IR:n appnotessa olen nähnyt virityksiä sillan keskipisteiden ground bouncen hanskaamiseen, mutta eipä ne ole juuri nyt käsillä. Voin laittaa linkkiä jos satun löytämään.
Vielä sellainen, että virranmittauksen komparaatorille tulevaan signaaliin voisi olla hyvä varata komponenttipaikat yksinkertaiselle RC-suotimelle, Aikavakio voisi olla luokkaa mikrosekunti tai enemmän, kytkentätaajuudesta riippuen. Tarkoitus olisi leikata mahdollinen päällekytkeytymispiikki, joskin senkin olemassaolo riippuu kuorman olemuksesta. Kannattaa kuitenkin, korkeintaan siinä häviää yhden 0 ohmin pintaliitosvastuksen.

[jussi]

Laitoin printit tilaukseen ITead studioon.paha on kilpailla kiinanpojan kanssa 10kpl 2 puolista levyä 50x70mm. 17€ kotiin kannettuna.
saas nähdä millaisia ovat. :)

[Kremmen]

Iteadista tuli nuo täällä keskustellun häiriösuotimen piirilevytkin. Ihan kelpo tavaraa, täysin verrattavissa muihin joita olen käytellyt. Ainoa noilla on, että eivät oikein tunne eurokokoja, mutta jos se ei haittaa niin sitten toimii. Vastaisuuden varalle kannattaa tilauksen lisätietoihin merkitä, että laittavat tulemaan Hong Kong Postin kautta. On nopeampi ja kuulemma luotettavampikin kuin China Post. Itse olen aina pyytänyt ja hyvin on toiminut.