Diverse elektronikkprosjekter på gang

[Ståle]

http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors

 

Bla helt ned, så ser du måter å styre på.

 

Må ha styring.

 

Heldig som finner stepper motorer, finner mest vanlige motorer jeg :/

[CoolBeer]

Litt større oppdatering fra meg idag.

 

Fant ut at oscillatoren til klokken min lå på rundt 32768.4Hz, så den gikk ca 2 sekunder for fort i døgnet, dette var selvsagt ikke godt nok for meg.

(Den er dog mere presis enn serveren min, som mister vel 15 sekunder i døgnet).

Prøvde meg på en pierce-oscillator basert på en enkelt transistor, men fikk lite eller ingen oscillasjon ut av testingen. Gikk så tilbake Hex Inverteren(CD4049), bygde den opp på nytt og trimmet kapasitansen litt.

 

Skjema og breadboard:

 

 

 

 

 

 

På bildet ses klokke-krystallen(32768Hz) og kondensatorene, inkludert trimmeren min(spiralen), dette er en enkel måte å legge inn litt ekstra kapasitans(1-5pf), den kan også reduseres ved hjelp av en avbitertang. (Det kan være en viss fare med å ha den så høy som min, den kan fort bli en antenne som plukker opp diverse støy.)

 

Frekvensen til hele kretsen ble justert etter oscilloskopet mitt:

 

 

 

Jeg satte inn en kondensator som la frekvensen akkurat over 32768.0Hz og brukte trimmeren min til å senke dette ned til rett frekvens.

Krystallen er forresten hentet fra ebay(kina) så specs kan være hva som helst, men ser på digikey at de fleste like krystallene ligger på rundt 20ppm drift. Under forutsetning at min krystall er lik, vil maksimal drift bli 1.7sekunder i døgnet(under forutsetning at jeg har regnet rett, ingen garantier gis).

 

 

Idag har jeg også fiklet med endel andre prosjekt:

 

 

 

Breadboard-strømforsyning som henter 5v fra en mini-USB.

 

 

 

 

 

Litt fikling med en CMoy-pcb, må bare finne riktige størrelser på kondensatorene jeg har, så kan den bestilles.

 

 

 

 

 

Rele-kort med optoisolasjon.

 

 

 

Kjempebra med link til steppermotor-informasjon siden de er litt mere knot å drive enn "vanlige" dc-motorer.

 

-

Kolbjørn

[CoolBeer]

Klarte selvfølgelig ikke å legge fra meg oscillator-kretsene for kvelden, fant en singel-transistor krets som faktisk fungerte:

 

 

 

 

 

 

 

 

Som det kan sees fikk jeg trimmet den ned til 32768Hz den også, blir å teste 4049-oscillatoren ett par dager før denne går i testing, men det ser lovende ut

 

 

-

Kolbjørn

[CoolBeer]

Nytt prosjekt, ESR-meter for måling av ESR(doh).

 

Hva er så ESR?

ESR står for Equivalent series resistance og er den interne motstanden til, i dette tilfellet, en kondensator. En god kondensator vil ha relativt lav ESR, mens en ødelagt en kan ha veldig høy ESR, dette til tross for at kapasitansen fortsatt kan være riktig.

 

Skjema:

 

 

 

 

Her er da kretsen, den er mer eller mindre en blåkopi av Bob Parkers ESR Meter Mk.2, publisert i Silicon Chip Mars/April 2004. Det var dog ikke noe firmware kildekode tilgjengelig, så hele den biten er slengt i sammen basert på beskrivelsen av virkemåten.

Under måling av en kondensator pulser microkontrolleren Q1, Q2 eller Q3(basert på hvilken skala vi er på, 0.5mA, 5mA eller 50mA) 1uS på og 499uS av(Originalt 8uS på/492uS av, litt kjappere micro her), responsen forsterkes ca 20 ganger av Q6/Q7 og foret inn på microkontrollerens komparator.

Her blir signalet sammenlignet med ett stadig økende signal fra Q8/Q9 på andre komparatorpinnen(vi lader C7 med ca 10mV/500uS), er vi høyere enn C7 merker vi oss dette og går tilbake til å pulse på nytt. Nå har C7 blitt 10mV høyere og vi sjekker om vi fortsatt er høyere osvosv. Til slutt, når C7 passerer responsen til kondensatoren vet vi hvor mange pulser som har gått forbi, dette tallet tilsvarer tilslutt ESR verdien.

 

 

 

Dette er rett ifra oscilloskopet, blå er målt på kondensatoren, gul er etter forsterkning, ESR-en vi er ute etter finner vi akkurat der kondensatoren begynner å lade, ~85mV i dette tilfellet, dette er på 50mA skalaen (Q3, 100 Ohm), Ohms lov virker også her, 85mV/50mA = 1.7 Ohm ESR. Noe også målingen viser(1.75 Ohm).

 

 

 

Her er ett eksempel fra da jeg brukte 8uS/492uS pulser, kondensatoren får ladet seg opp betydelig iløpet av 8uS(~60mV), det betyr at vi kunne i verste fall sitte igjen med 150mV/50mA = 3 Ohm ESR, nesten dobbelt av reell verdi.

 

Breadboard time:

 

 

Her er samme kondensator målt ved 8uS pulser, som vi ser er resultatet noe fravikende virkeligheten.

 

 

Jo lavere verdi kondensatorene får jo større blir dette avviket, dette grunnet at kondensatoren ikke trenger like mye ladetid for å øke spenningen, litt greit å være obs på.

Maks måleverdi er rundt 350 Ohm, dette vil bli målt som 338(under forutsetning at målingen er nøyaktig, som muligens er en utopi menmen) grunnet R9 som er i parallell med DUT(Device Under Test).

 

Absolutt ett morsomt prosjekt, og ikke minst nyttig

 

-

Kolbjørn

[toreae]

Har du noen eksempler på ESR på noen (mange) kondensatorer? Mener å ha testet dette i jobbsammenheng for noen år siden, 47 nF kondensator hadde ca 60 ohm. Har du testet noe sammenlingbart?

[Mannen med ljåen]

 

Hyggelig å se folk interessere seg for elektronikk.

Selv har jeg lagt hobbyen på hylla, men jeg har noen gamle saker til overs fra gamle dager.

Hvis noen vil ha denne, skal de få den mot at mottaker betaler porto.

 

 

Send PM om du vil ha den.

 

 

Breadboard gitt vekk.

Endret 9. oktober 2011 av Mannen med ljåen

[CoolBeer]

Har du noen eksempler på ESR på noen (mange) kondensatorer? Mener å ha testet dette i jobbsammenheng for noen år siden, 47 nF kondensator hadde ca 60 ohm. Har du testet noe sammenlingbart?

 

Problemet kommer når du skal måle så lave kapasitanser, en 47nF kondensator bruker 47uS å lade seg opp til 67% av spenningen(foret igjennom 1k), på 1uS har den rukket å lade 105mV som gir oss 105mV/5mA = 21 Ohm.

 

Her er ett annet eksempel med oscilloskopet:

 

 

Her har jeg ringet inn den viktige biten, vi har 20mV/div, la oss si at den er 5mV høy, det gir oss 5mV/5mA = 1 Ohm, på displayet står det riktignok 6 Ohm.

På det ene microsekundet har 100nF kondensatoren rukket å lade:

 

Dette gir oss 49mV/5mA = 10 Ohm i verste fall, vi havner dog litt over midt på treet.

 

 

Ett til eksempel:

 

 

Reell ESR måler vel 50mV / 50mA = 1 Ohm, målt verdi viser 2.22 Ohm.

På 1uS har 220nF kondensatoren kommet opp i 222mV(ladet igjennom 100 Ohm) som gir oss 222mV/50mV = 4.44 Ohm maks, igjenn får vi en midt på treet.

 

 

Så ja... Alle målinger under 1uF må nesten tas med en klype salt, selv en 1uF kondensator klarer å lade endel på 1uS(49mV ved 50mA) som gir oss 1 Ohm feilmargin, dog så tar microkontrolleren målingen såpass tidlig at det ikke blir helt galt.

En 10uF kondensator vil kun klare å lade 5mV(ved 50mA), en feilmargin på 0.1 Ohm. Så jo høyere vi går jo lettere blir det.

 

Egentlig trenger man kun å tenke på ESR når man snakker om elektrolytter, da gjerne om de har tørket ut eller har mistet elektrolytten på en eller annen måte. Kondensatorer som buler er ett veldig godt kjennetegn på at ting er ute å sykler. Film/keramiske kondensatorer er ikke så plaget av høy ESR, men regner med at det kan forekomme, lave kapasitanser er uansett ett slit å måle.

 

Men for å svare på hva du egentlig spurte om: Nei, har ikke gjort noen større studie på ESR, bare de få jeg har testet ifra diverseskuffen min mens jeg satte opp dette prosjektet, jeg prøvde tilogmed å skade en elektrolytt for å få høy esr, det endte med papirbiter over hele pulten/meg...

 

 

(OBS: Alle utregninger og målinger gjort via oscilloskop i denne posten er gjort på så lave spenningsnivåer at støy er ett stort problem, grunnet noe heftig støyfjerning kan jeg ikke garantere at alle tall er korrekte)

 

 

Hyggelig å se folk interessere seg for elektronikk.

Selv har jeg lagt hobbyen på hylla, men jeg har noen gamle saker til overs fra gamle dager.

Hvis noen vil ha denne, skal de få den mot at mottaker betaler porto.

Tøft, den får nok ett fint hjem etterhvert. Hadde det ikke vært for at jeg har >10 breadboards allerede(og 6 på vei fra kina...) skulle jeg tatt det, så den får bli til noen andre

 

-

Kolbjørn

[CoolBeer]

Har vært å kjøpt meg ett batteri:

 

 

 

Dette er ett 12v/7Ah SLA(Sealed Lead Acid), altså ett godt gammeldags blybatteri.

I den anledning holder jeg på med en batterilader, men prosjektet tok litt lengere tid enn planlagt, så batteriet må lades på MacGyver-vis:

 

 

 

Her har jeg satt en lm317 spenningsregulator opp, den er foret ifra en liten strømforsyningskrets jeg hadde liggende. Ut fra kretsen går strømmen igjennom ett multimeter stilt på strømmåling og så til batteriet.

 

 

 

Her er litt tidlig i ladingen, var litt usikker på hvor mye kretsen tålte å gi, så kjørte noe forsiktig i begynnelsen. Er oppe i 13.21v og 663mA for øyeblikket.

Batteriet skal lades til rundt 13.4-13.6, ved den spenningen må strømmen reguleres så batteriet holdes på det nivået.

Jeg kommer mest sansynlig til å lade til 13.6v og avbryte der, har som sagt en lader under utvikling som vil gjøre alt automagisk.

 

-

Kolbjørn

Endret 12. oktober 2011 av CoolBeer

[CoolBeer]

Driver å planlegger SLA-Batteriladeren og har satt opp ADC for måling av spenning og strøm(trenger dog litt tweaking), jeg har nå kommet til steget der jeg skal justere spenning/strøm. Dette tenkte jeg å benytte en Mosfet til, men ikke søren om jeg klarer å finne noe som fungerer greit(ved hjelp av LTSpice).

 

Da må jeg vende meg til dere å spørre, hvordan ville du designet en krets for justering av spenning/strøm til ett batteri?

 

Det jeg har tenkt litt rundt er PWM ut fra tiny24-en til ett lavpassfilter for glatting, dette skal igjen drive en transistor/fet. Problemet kommer når jeg vil ha veldig god kontroll på dette, det som hadde vært mest optimalt er om 0-5v ut fra PWM ville gitt 12-14v over batteriet. En annen ting å ta med i betraktning er at denne kretsen må være Reset-safe, dvs at spenningen/strømmen under en Reset må være mer eller mindre null. (Uten det kravet klarer jeg for det meste å designe en krets med en p-type mosfet, men har ikke lyst å ødelegge batteriet heller).

 

Så, recap:

 

- Små spennings-steg(0-5v = 12-14v ut)

- Reset-safe

- Tåle en støyt.

 

Hadde vært kjempebra om noen kunne gi meg ett lite hint på hva jeg skal lete etter

 

-

Kolbjørn

[Puke Nukem]

Coolbear? Kunne du hjulpet meg med en liten case her?

 

 

Jeg har en slags solenoid som skal mates med PWM-signal. Signalet tenker jeg å få fra en Arduino.

Soenoiden skal ha 12V tilførsel. (skal brukes i en bil, så må funke med 10-15V)

 

I solenoidens naturlige miljø ble den mate med konstant +12V, og så ble minusen slått av og på. Skal drives under 100Hz.

 

 

Kunne du hjulpet meg med en drivkrets til denne? Jeg vil ha optoisolator mellom drivkrets og Arduino.

Det skal også sies at denne ble drevet av en MOSFET der den kom fra, men det har vel ikke så mye å si

 

 

EDIT: glemt å si at motstanden er målt til rundt 8 ohm, det gjør ingenting om drivkretsen blir litt overdimensjonert

 

Takker på forhånd

Endret 13. oktober 2011 av Puke Nukem

[CoolBeer]

Jeg har en slags solenoid som skal mates med PWM-signal. Signalet tenker jeg å få fra en Arduino.

Soenoiden skal ha 12V tilførsel. (skal brukes i en bil, så må funke med 10-15V)

 

Noe slikt?

 

 

 

Kan sikkert bruke en enkelt darlington også. Er litt blank på opto-isolatorer enda, så det kan hende dette er en elendig ide

 

-

Kolbjørn

[Puke Nukem]

Noe sånt ja, men ikke noe beskyttelse av transistor ved frakobling? Har lest litt rundt om drivkretser for solenoider, og alle sammen har en diode (flyback diode?) for å beskytte transistorer..

[CoolBeer]

Noe sånt ja, men ikke noe beskyttelse av transistor ved frakobling? Har lest litt rundt om drivkretser for solenoider, og alle sammen har en diode (flyback diode?) for å beskytte transistorer..

Doh! Selvfølgelig må vi ha en diode for beskyttelse, ellers kan nok drivertransistor med mer få seg en knekk.

 

 

In other news, har fått jobbet litt videre med batteriladeren, har to forskjellige vinklinger på det, en transistorkrets og en opamp krets. Opampkretsen er veldig aktuell siden jeg uansett må bruke halve opampen for å måle strømmen i kretsen.

 

Kretser:

 

 

 

 

 

 

En liten artig ting jeg glemte med lm317 er at den trenger en viss last for å regulere på en ok måte, var plaget med 9v på utgangen før jeg husket det faktum (Forventet resultat var 1.25-1.7v)

 

 

-

Kolbjørn

 

 

EDIT: 2k4 ikke 20k

Endret 15. oktober 2011 av CoolBeer

[CoolBeer]

Satt å funderte på hvordan det ville være å lage en analog SLA-Batteri lader, og vips:

 

 

 

Og halvtimen senere:

 

 

 

Forandringer fra skjema er R4 = 0.2 Ohm og R6 = 5k6 Ohm.

 

Laderen ser ut til å fungere, den har en strømgrense på ~450-500mA og når den når ~13.5v på batteriet vil den holde det nivået.

I databladet til batteriet jeg har står det at batteriet kan være tilkoblet lader konstant hvis spenningen holdes mellom 13.4 og 13.6.

 

Ett morsomt lite prosjekt

 

-

Kolbjørn

[BlueEAGLE]

Joda, men hvem bryr seg om en analog lader? Her er det digitalt som gjelder.

[CoolBeer]

Liten modifisering av klokka, fikk noen små doble syvsegment, passer greit som "sekundviser":

 

 

 

 

 

Holder også på å trimme oscillatoren litt nærmere perfekt, har vært konsekvent for rask, så litt mer kapasitans(~2.4pF) i ett forsøk i å slakke litt ned på oscillatoren.

Må dog sjekke over tid(minimum 1-2 dager, gjerne mer) for å se hvor nært jeg er.

 

-

Kolbjørn

[Puke Nukem]

Har nå skummet gjennom faderns komponentlager, og fant lite trasistorer jeg kan bruke, men fant to kjekke kasse for å ha resistorer o.l i.

 

 

Next: Ebay for inkjøpt av 2n2222 og 2n3055

[CoolBeer]

Next: Ebay for inkjøpt av 2n2222 og 2n3055

Det er i grunnen ikke viktig hvilke transistormodeller du bruker, 2n2222 er en helt basic transistor, 2n3904/SS8050/FJN965 eller uansett noe i den retning. 2n3055 er en effekt-transistor i TO-3 pakning, den kan også byttes ut med nesten hvilken som helst effekttransistor(mje3055/tip3055/mje350/bd139).

Dette er ikke en krets man trenger NASA presisjon, så nesten alt vil fungere(med noen forbehold selvsagt )

 

 

En liten oppdatering for i kveld/natt, fikk endelig fingern ut å ordnet nytt innleggspapir til voltmeteret på strømforsyninga mi. Nå går den fra 0-9 og ikke 0-10 som tidligere, jeg loddet ut motstanden som sto i serie med voltmeteret(11k) og satte inn ett potmeter(10k) + en motstand(4k7), slik at målingen kan kalibreres opp imot ett multimeter.

 

Bilder:

 

 

 

Ser litt dodgy ut, skal innrømme det. Dog er det mulig jeg redesigner hele forsyninga, da blir nok justeringa enten på printkortet eller nærmere meteret.

 

 

 

 

Spot On! Ser at jeg kanskje skulle ha holdt meg til 5 divisjoner per volt istedet for 10, ble litt trangt imellom linjene der.

 

 

-

Kolbjørn

[CoolBeer]

Da hadde man ferdigstilt ett nytt prosjekt, denne gangen en "USB-Power-Injector", originalt fra Silicon Chip 26 juni 2008 og omtalt i større detalj her.

 

Bilder:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Her kan også ses at jeg tabbet meg ut når jeg laget IRF9540 modellen, byttet om på source og drain, derav de gule reperasjonene.

 

 

 

 

Her er også det tidligere postet skjemaet, vi bruker 5v fra usb til å skru på IRF9540-en som gir strøm og spenning til en 5v regulator(lm2940-5) som igjen går til VBUS på USB ut. Brukte også litt heftig glatting av innspenningen (4700uF), noe overkill kanskje, men det var noen jeg hadde tilgjengelig for hånden.

 

Så, hvorfor trenger man en slik sak? AVR Dragon har en stygg tendens til å kompansere med høyere strømtrekk hvis spenningen er lav, skulle det strømtrekket overstige hva usb-porten er villig til å gi vil, i de fleste tilfeller, usb-porten begynne å strupe strømmen ved å senke spenningen. Dette fører igjen til at dragen trekker enda mere strøm og vi kan i verste tilfelle sitte igjen med en drage som har en spenningsregulator som må byttes(eller omkobles).

I mitt tilfelle har jeg ikke knekt dragen enda, men har hatt en del spontane reboots ved bruk, så håper dette kan hjelpe litt på.

 

-

Kolbjørn

[tingo]

Aha, "Dragen" er et passende navn skjønner jeg. Kult prosjekt.