Generare Segnale Pwm Con Duty Cycle Variabile Manualmente

[Iangiulu]

Ciao a tutti,

ho bisogno di creare un segnale pwm per un azionamento di un motorino passo-passo.

Il segnale deve avere una frequenza di 140hz, la tensione può variare tra 5 e 12v (preferibilmente 12v)

Quello di cui ho bisogno è un sistema che mi permetta di generare un segnale con duty cycle variabile tra il 5 e il 95% che vorrei variare tramite potenziometro.

Questa condizione non è necessaria, ma è preferibile per evitare corti a massa o a 12v (sotto il 5% e sopra il 95%, questo motore torna in posizione di riposo, ed io vorrei evitare quest'eventualità).

Premetto che ho conoscenze ristrette in questo campo e vorrei che le soluzione fossero il più semplici possibile.

Potreste guidarmi nella realizzazione di questo circuito di controllo? Grazie.

[Livio Orsini]

Se vai a vedere questa discussione trovi il circuito che ho iserito io. Quel circuito genera un PWM con frequenza 50 Hz e la variazione diduty cycle come richiedi tu.

E' sufficiente modificare il valore del condesatore da 270 F con uno valore inferiore (circa 1/3) per avere la frequenza che ti serve.

Però c'è una grande incongruenza, infatti tu scrivi:

ho bisogno di creare un segnale pwm per un azionamento di un motorino passo-passo.

Se devi pilotare un motore passo-passo la tecnica PWM è errata. I motori passo-passo o stepper sui pilotano con impulsi di durata 50% fissa. Per variarne la velocità si deve variare la frequenza di questi impulsi.

La regolazione con tecnica PWM è specifica per motori in cc.

Se devi pilotare un motore cc la frequanza da te indicata è veramente troppo bassa, bisogna salire almeno di un ordine.

Modificato: 23 febbraio 2014 da Livio Orsini

[Iangiulu]

Errore mio, devo comandare un motorino come quello nel video:

Per un corretto funzionamento la frequenza deve essere costante a 140hz e il duty cycle può cambiare tra 5 e 95%.

Come deve essere modificato questo circuito:

25c69fd9ee15048fe15b52e29c45d51e-ne555_pwm1.pdf

Scusami ma non ho individuato il condensatore da 270.

Modificato: 23 febbraio 2014 da Iangiulu

[Livio Orsini]

Scusa ho messo il valore vecchio; si tratta di C1 da 220 nF (però era intuibile ).

Ti ci vorrà comunque un dispositivo di potenza per pilotare il motore.

COmunque a me 140 Hz sembra una frequenza troppo bassa per avere un funzionamento regolare e non a scatti.

[Iangiulu]

Quel componente ha 3 pin in ingresso: +12, pwm e massa. (pare che sia possibile fornire un pwm con tensione tra i 5 e i 12 volt, ma non ne sono sicuro).

Io ho bisogno di generare un segnale pwm per comunicare al componente la posizione da assumere.

Ho bisogno di un componente come questo:

che è un uk1102 della canakit.

Hai idea di dove sia possibile reperire lo schema di questo circuito? Ho trovato solo questo documento:

http://www.canakit.com/Media/Manuals/UK1102.pdf‎

Modificato: 23 febbraio 2014 da Iangiulu

[Livio Orsini]

Sembra tanto il circuito che ti ho linkato con in più anche lo stadio di potenza.

Il link così come lo hai messo non funziona (a me) ci son dei caratteri di troppo.

Comunque dichiarano che è basato sul 555 e che lavora a circa 140 Hz, cosa che mimlascia perplesso. Ha un Mosfet come elemento di potenza.

Di aggeggi così, anzi un poco migliori, ne trovi a dozzine anche in Italia. Cerca nei siti di robotica amatoriale, oppure www.LaurTec.it . nei servizi che offre ci sono alcune ottime schede tra cui qualcuna adatta al tuo scopo.

[Iangiulu]

Perchè ti lascia perplesso?

In realtà a me serve solo il segnale pwm per fornire al motorino l'informazione relativa alla posizione.

Questa scheda invece alimenta direttamente un motore passo passo. Credi che sia possibile prelevare solo il pwm da questa scheda alimentando il motorino dalla stessa batteria che alimenterà questo circuito?

https://drive.google.com/file/d/1bFssaTK_hwhMGLp8UFe3XZPA-WzGs6faNrUS9232nEPlnZA9AEDYS_mAPJ5a/edit?usp=sharing

[GiRock]

Eccolo, clonato paro-paro dall'originale e leggermente migliorato ...

[Iangiulu]

Questo è lo schema del circuito che ho postato? Il canakit 1102?

Se così fosse ti ringrazio moltissimo! Con questo schema così fatto riesco a costruirmelo anche io

P.S.: Il valore di R2 è 10 ohm?

Dov'è il segnale d'uscita del pwm?

Modificato: 23 febbraio 2014 da Iangiulu

[rfabri]

Ma q2 e q3 non sono invertiti?

[GiRock]

Esatto, la R è da 10Ω...

Il segnale del PWM esce sempre dal pin3 del 555, poi passa allo stadio totem-pole composto dai due transistor che pilotano il MOSFET di potenza, quei due cerchiolini concentrici rappresentano il Motore, ho solo dimenticato di scriverlo, ormai si da tutto per scontato nei Forum ...

Ma q2 e q3 non sono invertiti?

No, si fa così con il totem-pole...

[Iangiulu]

Scusa GiRock, il motorino del video ha 3 ingressi: 12v, ground, pwm. Come dovrei collegarlo? Il pwm serve solo per il controllo della posizione, 12v e terra arrivano direttamente dall'alimentazione.

[rfabri]

ok non conoscevo il totem pole ora mi guardo qualcosa in merito,bye.

[GiRock]

Io ti ho clonato questo, per il resto bisogna avere le specifiche dell'aggeggio:

Se mi dici dove vedi il terzo filo, magari te lo posso anche aggiungere...

P.S. Come puoi notare, la PCB riporta (+-)Alimentazione e (+-)Motore e basta...

Modificato: 23 febbraio 2014 da GiRock

[Iangiulu]

Pin 1 is 12V, pin 2 is ground, pin 4 is the PWM signal. (il connettore ha 5 pin, ma 2 sono vuoti)

Questo componente ha un'elettronica interna e quindi il circuito servirebbe solo ad inviare l'informazione, non l'alimentazione.

Il pwm deve avere frequenza 140hz, e cercando su internet ho trovato quel circuito con questa caratteristica. Pensavo di poter utilizzare solo il pwm da quel circuito e collegare l'alimentazione direttamente alla stessa batteria che alimenta il circuito.

Avevo individuato online dei circuiti con UNA sola uscita (il solo segnale pwm), ma avevano una frequenza variabile

Questi per intenderci:

Io in realtà ho bisogno di un circuito come questo con una frequenza caratteristica di 140hz. Spero che tu mi possa aiutare. Grazie.

[GiRock]

Se il Signal è a 12V, allora puoi eliminare tutta la parte dal totem-pole in poi e prelevare il segnale PWM sul pin3 del 555 come già detto, se invece ha una logica TTL a 5V, allora il discorso va ampliato e necessita di piccoli accorgimenti per adattare i livelli...

[Iangiulu]

Su altri forum, usando un arduino per generare il pwm (a 140mhz), utilizzando una tensione di 5v il componente non risponde. Con un pwm a 12v invece si muove.7

Ho trovato solo queste informazione:

UNIVERSAL TURBO ACTUATOR (UTA)
Applications: variable nozzle turbine for diesel engines
HELLA sensor technology CIPOS® (Contactless Inductive Position Sensor)　　
Intelligent electronics design (implemented control algorithm)　
PWM and CAN interface available
Worm gear system for reduced current consumption
Also available as standard version (PWM, analogue or SENT interface)
Various connecting elements (dimension and mounting angle)
 	 Universal Turbo Actuator
 Test voltage	 Up = 14 V
 Voltage range (operation)	 UB = 10.5 - 16 V
 Temperature range (operation)	 – 40 ... + 125°C/140 °C
 Temperature range (storage)	 40 ... + 150 °C
 Min. torque (Up, 0.1°/ms) after lifetime	 = 55Ncm (125°C) / 50Ncm (140°C)

Gentilmente potresti cancellare le parti inutili dello schema? Non per mia pigrizia ma perchè non ho capito molto di quello che hai scritto.

[GiRock]

Praticamente, questo non varia la frequenza ma solo il Duty-Cycle, mi raccomando, per maggiore precisione, i componenti devono avere una tolleranza bassissima al 1%...

Modificato: 23 febbraio 2014 da GiRock

[Iangiulu]

Ah, un'ultima domanda. Guardando agli articoli di applicazioni particolari del 555 mi è capitato di leggere che un limite è che la frequenza varia al cambiare del duty cycle.

Non ricordo dove, ma avevo visto una formula che legava la frequenza al valore delle resistenze. Con un potenziometro nel circuito, non cambia la resistenza e quindi la frequenza?

Modificato: 23 febbraio 2014 da Iangiulu

[GiRock]

Ci sono vari tipi di configurazione per variare il Duty-Cycle con il 555, comunque, con frequenza così bassa e questa tipologia circuitale, l'errore è veramente trascurabile, ruotando il potenziometro, vari solo la proporzione di carica e scarica della capacità, ma la costante RC resta sempre la stessa, ed è quella che determina la frequenza...

Ma voi siete dei maniaci della precisione assoluta, se poi tieni conto che quasi tutti i componenti sono fatti con tolleranze esorbitanti, hai forse capito cosa voglio intendere...

Comunque provalo, io non ho notato grosse variazioni di frequenza , siamo sempre intorno ad un valore < 1% (minore), e cosa vuoi di più, neppure con un micro otterresti il 100% della precisione...

Certo, se il PWM sarebbe stato a 100KHz, allora possiamo parlare di un errore di alcune centinaia di Hz, ma non a 140Hz...

Altro fattore determinate è la scelta delle resistenze, potenziometro e condensatori, le prime devono essere a Film Metallico con tolleranza al 1%, il potenziometro di prima scelta e magari cermet, per il condensatore C4, ti consiglio si prenderne uno al polipropilene o polistirolo, tutto questo è importante per scongiurare il fattore termico che favorisce inesorabilmente la variazione dei valori dei componenti...

Praticamente ci sono altre preoccupazioni più che la variazione di frequenza girando il potenziometro...

[Iangiulu]

Ti ringrazio della spiegazione. Ho capito cosa intendi.

[Livio Orsini]

Lo schema che ho messo io e quello che ha usato Gio mantengono la frequenza (quasi) costante al variare del duty cycle.

[Iangiulu]

Ciao GiRock, ciao Livio.

Sto per ordinare il materiale occorrente, non ho avuto problemi per la reperibilità dei componenti tranne che per il trimer da 12k. L'ho trovato solo su:

http://it.rs-online.com/web/p/trimmer-resistivi/7870493/

ma il costo della spedizione è elevato. Qualcuno ha qualche buon sito dove sia possibile fare un ordine di tutti i componenti insieme? Grazie.

[GiRock]

Ma a te serve un potenziometro o un trimmer???


E' difficile consigliarti un solo sito per gli acquisti, solitamente manca sempre qualcosa, se vuoi risparmiare e rischiare, prova su ebay...


Vanno bene anche i tipi plastici chiusi, evita quelli da hobbystica economici, hanno tolleranze elevate e la scala non è per niente lineare...


Esempio:





Al limite, puoi anche usare un potenziometro da 15k con in parallelo una R da 82k, con le solite tolleranze dovresti starci dentro se proprio non lo trovi...

82000*15000/(82000+15000) = 12k68


Costano un pò, ma quelli di precisione sono fatti veramente bene, prima però provalo, poi se va bene allora fai l'upgrade...