Me pregunto si el problema está posiblemente relacionado con la corriente real que fluye a través de la bobina no alineada, como resultado de la constante de tiempo de las bobinas.
Frecuencia de PWM = 150 Hz, dando un período de 6.67ms. Para mantener la corriente dentro de los límites de las bobinas, había estado usando un ciclo de trabajo máximo del 75%.
El período de tiempo T de las bobinas se ha medido en ~ 16.8us. Por lo tanto, para ciclos de trabajo con un tiempo de encendido inferior a ~ 80us (5T), la corriente no alcanzará el máximo al que se obtendría de otra manera, según la R de la bobina y el voltaje de activación. La fuerza en la aguja está relacionada con la corriente.
Cuando se acciona la bobina entre 0-75%, un tiempo de encendido de 80us = un ciclo de trabajo de 1.199%, lo que equivale a una posición de ~ 0.9 grados. Esto es aproximadamente el punto en el que se observó que la aguja disminuía, es decir, postulo que la inductancia de la bobina ahora está causando una reducción en la fuerza de la aguja cuando la aguja está casi alineada con cualquiera de las bobinas. / p>
Una solución, si este es el problema, sería reducir la constante de tiempo de la bobina o aumentar el período de PWM, de modo que los ciclos de trabajo pequeños sean más grandes que la constante de tiempo de la bobina. La frecuencia de PWM es de 150 Hz, y por debajo de unos 100 Hz hay vibración, así que creo que tengo esto tan bajo como puedo, tal vez lo intente con 120 Hz o algo así.
El siguiente paso para intentar (y actualizaré esta respuesta más adelante), es considerar que la bobina es un inductor perfecto y una resistencia en serie (constante de tiempo T = L / R). Por lo tanto, si aumento la serie R (agregando otra resistencia y aumentando el voltaje, puedo obtener una T más pequeña pero idéntica a través de la bobina). Esta constante de tiempo más pequeña debe significar que la posición angular donde hay una desaceleración en la aguja se reduce mucho.
ACTUALIZACIÓN:
Al reducir la constante de tiempo del núcleo de aire (al agregar una resistencia parásita en serie) y al aumentar el ciclo de trabajo y el voltaje de PWM (para mantener constante la corriente de pico), se encontró que la situación mejoraba. Sin embargo, hubo un límite de quizás 120Hz, por debajo del cual hubo una vibración significativa de la aguja del núcleo de aire. La vibración era audible. Siempre hubo una pequeña vacilación de la aguja en los puntos de 90/180/270/360 grados cuando la aguja viajaba lentamente.
Por lo tanto, creo que hay un problema fundamental con la conducción de una aguja con núcleo de aire usando PWM cuando la aguja está cerca de alinearse con una de las bobinas y que parece posible aliviar la situación pero no eliminarla por completo. La situación es completamente soportable si la aguja se mueve con relativa rapidez, pero cuando se mueve lentamente, el problema es notable.
La situación se solucionó utilizando un método diferente. La forma de onda PWM se alimentó a través de un filtro de paso bajo, que proporciona una forma de onda de voltaje continuo en lugar de un promedio conmutado. El voltaje se alimenta a un amplificador operacional que controla un amplificador de corriente. Este amplificador de corriente luego impulsa las bobinas en el núcleo de aire (ya no hay necesidad de resistencias en serie, ya que la constante de tiempo de las bobinas ya no es un problema ya que conducimos con una forma de onda de corriente constante). No hay vacilación identificable en el movimiento de la aguja a lo largo de 360 grados de rotación. Al utilizar una señal PWM más allá de la audición humana (usamos 30 kHz), el controlador es completamente silencioso.
