Problemas al conducir el espejo electromagnético

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EDITAR: La pregunta se editó completamente porque se resolvió el problema principal, la sobrecarga. Una de las unidades en el OpAmp estaba dañada, por lo que estaba funcionando mal cuando estaba conectada a la carga.

Actualmente, utilizo un generador de funciones y un divisor de voltaje simple para crear una señal requerida para conducir un espejo galvo (no hay hoja de datos disponible, la resistencia de la bobina se midió de 16 a 17 ohmios). El circuito a continuación funciona, pero está simplificado en exceso, y creo que debería haber circuitos adicionales para estabilizar, proteger, etc. el circuito.

ElotroproblemaesquemiseñalsederivadeDACysalecomounaondadedientedesierraconunrangode0-5V(consulteelesquemaacontinuación).EscaladodelasalidadelDACparaalimentarel OpAmp no es un gran problema. use un trimmer R1 para hacer que el rango de onda sea de 0 a 1.6V. El siguiente paso es compensar la onda al mismo voltaje que la otra entrada (en este caso + 2.5VDC):

  • ¿Cuáles son los componentes adicionales que deben introducirse en el circuito, excluyendo los capacitores de derivación, que garantizarían un rendimiento adecuado / mejor del circuito?
  • ¿Cuál sería una buena manera de compensar el voltaje entre R1 y la entrada OpAmp sin introducir cualquier componente activo adicional (transistores, OpAmps ...)
  • El esquema principal sería apreciado.

Parece trivial proporcionar simplemente una onda de 0-1.6V a la entrada1 y proporcionar 0.8VDC a la segunda entrada del amplificador, y ninguna acción para compensar la onda. Sin embargo, hace que la señal se desvíe ligeramente, así que prefiero correr los voltajes en el rango medio a 2.5V.

    
pregunta Nazar

2 respuestas

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Yo atacaría esto como un problema de control. No hay duda de que la posición real del espejo se retrasa con respecto a la corriente o el voltaje con el que se maneja la unidad, y puede tener sobrepasos o timbres, según cómo se compense el sistema en su totalidad.

Intentaría hacer lo menos en analogía posible. Para algo tan lento (respuesta de 10 Hz), puede cerrar fácilmente el bucle o generar digitalmente la señal de control en un microcontrolador. La señal de la unidad analógica es producida luego por un PWM filtrado de paso bajo desde el micro. Puede hacer que el procesador produzca dos flujos PWM complementarios, o un flujo que invierta externamente. Estos filtros de paso bajo producen las señales de unidad analógicas positivas y negativas, que usted almacena en búfer con los amplificadores que tiene, ya que parecen estar funcionando. Con este bajo consumo de energía, no tiene que preocuparse por la eficiencia a menos que funcione con pilas. En ese caso, usaría un chip de amplificador de audio de clase D para crear la unidad de la bobina de desviación.

Incluso con la modesta frecuencia de reloj PWM, le queda mucha resolución y mucho espacio entre su frecuencia de interés más alta y la frecuencia PWM para permitir un filtrado analógico simple. Digamos que el reloj PWM es de 10 MHz para ser conservador (puede obtener fácilmente micros que son mucho más altos), y que 256 niveles son lo suficientemente buenos. Eso significa que la frecuencia PWM será de 39 kHz. Dos polos de filtrado RC a 100 Hz atenuarán la frecuencia PWM en 150k, lo que la elimina por motivos prácticos. Eso deja mucho espacio libre por encima de la frecuencia de respuesta más rápida deseada, que es de 10 Hz.

Tener un procesador digital allí permite que algunos cálculos en el punto de ajuste produzcan la salida de control con la que se acciona la bobina. Si tiene retroalimentación de posición, puede cerrar completamente el bucle. Sin embargo, incluso sin eso, puede mezclar el punto de ajuste y su derivado en las proporciones correctas para obtener algún avance.

En general, desea ejecutar el bucle de control entre 20 y 50 veces más rápido que el período de mayor frecuencia de interés. Incluso la iteración del bucle de control de 500 Hz es de 2 ms, que es mucho tiempo para algo como un dsPIC. Eso es lo suficientemente lento como para hacer una convolución arbitraria de la entrada establecida contra una función fija para hacer la salida de control, por lo que casi cualquier cosa es posible.

Otra ventaja de un micro es que puede recibir comandos digitalmente, que puede ser la forma en que los recibas (ese es el caso cada vez más). Si no es así, entonces presenta el punto de ajuste de entrada A / D del micro. Leí que tal vez cada 10 µs aproximadamente y aplico algún filtro de paso bajo para reducir el ruido, entonces el valor filtrado actual se capta al comienzo de cada iteración de control de 2 ms. Lo he hecho exactamente varias veces, y me sobran muchos ciclos en un dsPIC.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Tenga en cuenta que mi respuesta, a continuación, señala las deficiencias en el circuito original de la pregunta.

Su amplificador operacional no tiene riel negativo y sus señales, potencia y realimentación usan 0V como voltaje de referencia. Esto significará que su salida será una media onda sinusoidal de 5 Hz rectificada. Intente crear un riel de -12 v O desvíe su señal y realce las resistencias de conexión a tierra hasta el riel intermedio entre el suministro positivo y la conexión a tierra.

Puedo ver que su segundo amplificador operacional está intentando usar un riel central, pero R6 necesita conectarse a ese riel al igual que R5 y la señal de masa.

Además, los LM358 no son conocidos por su capacidad para conducir cargas electromecánicas, por lo que consideraría usar algo más apropiado y poderoso.

    
respondido por el Andy aka

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