Главная » Промышленная электроника
Призовой фонд
на август 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Сайт Паяльник

Похожие статьи:


Управление соленоидами с помощью ШИ-регулятора

Схема разрабатывалась на заказ для экспериментов в управлении соленоидами автопогрузчика с помощью штатного джойстика автопогрузчика. Задача заключалась в том, что бы преобразовать выходной сигнал схемы джойстика, изменяемый в зависимости от направления движения рукоятки (вверх-вниз), в плавное изменение тока через пару соленоидов, регулируемых раздельно направлением рукоятки джойстика. Движение рукоятки джойстика вверх должно вызывать нарастание тока в соленоиде L1 (в соответствии с положением рукоятки), движение вниз – ток увеличивается в L2. В нейтральном положении джойстика оба соленоида должны быть обесточены. Автор понятия не имеет, каким образом и насколько успешно была использована данная конструкция после изготовления (заказчик не возвращался), но надеется, что кому-либо схемное решение, описанное ниже, может пригодиться для управления чем-либо (от осветительных приборов до электродвигателя сервопривода, например).

Принципиальная схема схемы управления соленоидами

Рис.1 Принципиальная схема схемы управления соленоидами

Принципиальная схема устройства управления соленоидами приведена на рис.1. Джойстик Joy содержит встроенный преобразователь положения рукояти – в напряжение. Нейтральное положение рукояти соответствует уровню +2,5В на выходе джойстика, максимальное «верх» - +5В, максимально «вниз» - 0В. Выходные уровни 0+2,5В+5В изменяются плавно и, соответственно, так же плавно должен изменяться ток в обмотках соленоидов. Следует учитывать и то, что минимальное отклонение рукояти джойстика в любом из двух направлений должно обеспечивать ток, при котором поле, создаваемое внутри соленоидов, обеспечивало бы определенную магнитную "тягу".

Для отслеживания уровня выходного напряжения Joy и, была построена схема повторителей уровней на сдвоенном ОУ (U1), преобразующим входные «разнополярные» изменения (относительно +2,5В на выходе Joy) в однополярные, приводящие к одинаковым изменениям при противоположных смещениях рукояти Joy на входах DIC ШИ-регуляторов U3, U4. Изменения на этих входах задаются транзисторами Q1, Q2, образующими управляемый делитель напряжения для входов DIC каждого из регуляторов U3, U4.

Оба регулятора выполнены на микросхемах TL494CN, которые в данном включении практически не имеют компонентов «обвязки» (только времязадающие компоненты встроенного генератора микросхемы - C4, R6). С выходов U3, U4 прямоугольный сигнал с регулируемой скважностью посредством эмиттерных повторителей на транзисторах Q3, Q4 подается на затворы мощных полевых транзисторов Q5, Q6, непосредственно управляющих током через обмотки соленоидов. Таким образом, при смещении рукоятки джойстика (Joy) вверх от начала смещения до максимального отклонения, нарастание тока происходит в соленоиде L1, оставляя соленоид L2 обесточенным. При движении рукояти джойстика вниз ток увеличивается в обмотке соленоида L2, обмотка L1 – обесточена.

При настройке регулятора визуализация возможна с помощью ламп накаливания, включенных вместо катушек соленоидов.

Резисторами PR2-PR5 подбираются границы регулировки на каждом из выходов ОУ U1 и идентичность диапазонов для каждого из направлений рукояти Joy, резисторами PR6, PR7 – начальная скважность импульсной последовательности, определяющая начальный ток соленоидов при минимальном смещении рукояти джойстика в одном из направлений, на выходах U3, U4 (с помощью осциллографа). Частота генерации определяется номиналами C4, R6 и может быть в диапазоне 0,1-1кГц.

Схема была разработана практически экспромтом под диктовку заказчика, поэтому монтаж компонентов, выполненный на небольшой перфорированной плате (фото на рис.2), содержит избыточное количество компонентов. Внешний вид макета устройства с подключенным джойстиком показан на рис.3. Печатная плата разрабатывалась «начисто» (изображена на рис.4), без лишних деталей, в полном соответствии принципиальной схеме (рис.1).

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
R1, R2 Резистор
100 кОм
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3 Резистор2K21 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4, R5 Резистор
30 кОм
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R6 Резистор10k-51k1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R7, R8 Резистор1K82 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R9, R10 Резистор1002 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1 Электролитический конденсатор100uF1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C2 Электролитический конденсатор3.3uF1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C3 Конденсатор1 мкФ1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C4 Конденсатор0.15uf-0.33uF1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
PR2, PR5 Подстроечный резистор10k2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
PR3, PR4 Подстроечный резистор200k2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
PR6, PR7 Подстроечный резистор100k2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Q1-Q4 Биполярный транзистор
2N5401
4 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Q5, Q6 ТранзисторIRF3710 (IRF540)2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D1, D2 Выпрямительный диод
1N4148
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
U3, U4 ШИМ контроллер
TL494
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
U1 Операционный усилитель
LM358
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
U2 Линейный регулятор
L7805AB
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (9) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
andro #
Думаю нужна обратная связь для устойчивого удержания положения. Как ведут себя соленоиды в промежуточных положениях?
Ответить
0

[Автор]
riswel #
Возможно, что ОС нужна. Но ТЗ было конкретным и об удержании, кроме как ручном, речи не было. Т.е., сила втягивания соленоида должна была соответствовать положению рукоятки джойстика, что и было исполнено. Каким образом все это использует заказчик, мне неизвестно. Думаю, если потребуются какие-либо изменения функционала (в т.ч. и - ОС), об этом он меня известит.
Ответить
0
andro #
Может заказчик не знал про её надобность, хорошо бы предложить самому для проявления компетентности и поддержания своей репутации. Ну а если нужно будет дорабатывать, как это можно реализовать в данном случае? Что бы Вы сделали для осуществления обратной связи?
Ответить
0

[Автор]
riswel #
1. Практически невозможно предложить заказчику что-либо без владения полной информацией и ТЗ, разъясненному "на пальцах". Ощущение такое, что и сам-то заказчик с трудом понимал, чего именно он хочет.
2. Схемка изготавливалась практически на альтруизме, - в ущерб текущим делам. Какие-то доп. предложения вкладывать в голову заказчика в подобной ситуации не представляется возможным.
3. По поводу репутации и афиш собственной компетенции я не парюсь, т.к. работаю практически в закрытом режиме.
4. Смысл статьи заключается все же не в замене каких-либо блоков управления чем-либо, а в способе управления соленоидами.
Ответить
0
andro #
Понятно, но всё же Вы не ответили, как можно реализовать обратную связь в данном случае?
Ответить
0

[Автор]
riswel #
В данном случае, не имея представления о датчиках исполнительного механизма - никак. Предположительно - датчики давления гидравлики, которой (опять же - предположительно) управляют соленоиды.
Ответить
0
andro #
Раньше работал на 5D-аттракционе, который как раз и приводится в действие гидравлическими поршнями, так вот всегда было интересно как устроена эта система. На поршнях были установлены довольно массивные герметичные соленоиды с внутренними датчиками. К сожалению ни разу не довелось разобрать.
Ответить
0

[Автор]
riswel #
У меня для проверки были обычные соленоиды без каких-либо датчиков.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Катушка Тесла
Катушка Тесла
Набор для сборки - LED лампа Raspberry Pi 2
вверх