Андрей Смирнов
Время чтения: ~24 мин.
Просмотров: 0

Частотный преобразователь своими руками

Содержание

Широтно-импульсное регулирование ШИР

В западной литературе практически не различают понятия широтно-импульсного регулирования ШИР и широтно-импульсной модуляции ШИМ. Однако у нас различие между ними все же существует.

Сейчас во многих микросхемах, особенно применяемых в DC-DC преобразователях, реализован принцип ШИР. Но при этом их называют ШИМ контроллерами. Поэтому теперь различие в названии между этими двумя способами практически отсутствует.

В любом случае для формирования определенной длительности импульса, подаваемого на базу транзистора и открывающего последний, применяют источники опорного и задающего напряжения, а также компаратор.Рассмотрим упрощенную схему, в которой аккумуляторная батарея GB питает потребитель Rн импульсным способом посредством транзистора VT. Сразу скажу, что в данной схеме я специально не использовал такие элементы, необходимые для работы схемы: конденсатор, дроссель и диод. Это сделано с целью упрощения понимания работы ШИМ, а не всего преобразователя.

Упрощенно, компаратор имеет три вывода: два входа и один выход. Компаратор работает следующим образом. Если величина напряжения на входном выводе «+» (неинвертирующий вход) выше, чем на входе «-» (инвертирующий вход), то на выходе компаратора будет сигнал высокого уровня. В противном случае – низкого уровня.

В нашем случае, именно сигнал высокого уровня открывает транзистор VT. Рассмотрим, как формируется необходимая длительность времени импульса tи. Для этого воспользуемся следующим графиком.

При ШИР на одни вход компаратора подается сигнал пилообразной формы заданной частоты. Его еще называют опорным. На второй вход подается задающее напряжение, которое сравнивается с опорным. В результате сравнения на выходе компаратора формируется импульс соответствующей длительности.

Если на неинверитирующем входе компаратора опорный сигнал, то сначала будет идти пауза, а затем импульс. Если на неинвертирующий вход подать задающий сигнал, то сначала будет импульс, затем пауза.

Таким образом, изменяя значение задаваемого сигнала, можно изменять коэффициент заполнения, а соответственно и среднее напряжение на нагрузке.

Частоту опорного сигнала стремятся сделать максимальной, чтобы снизить параметры дросселей и конденсаторов (на схеме не показаны). Последнее приводит к снижению массы и габаритов импульсного блока питания.

Примеры использования ШИМ на Ардуино

Широкополосная широтно-импульсная модуляция является способом кодирования напряжения на фиксированную несущую частоту. Он обычно используется для радиоуправляемых устройств. Каждый тип схемы модуляции имеет свои преимущества и недостатки.

AM-модуляция была первым типом модуляции, используемой для радиопередач. Самая простая схема модуляции для реализации требует только одного транзистора или усилителя вакуумной трубки, как это было сделано в первые дни с момента создания радио.

С необходимостью цифровой связи был изобретен новый метод модуляции – ШИМ. Этот метод обладает той же помехоустойчивостью, что и радиоволны. Самая большая разница – простота и цифровая природа модуляции. Вместо того, чтобы изменять частоту модуляции с напряжением, выход просто включается и выключается с фиксированной частотой. Процент времени включения пропорционален сигнальному напряжению.

Магнит на холодильник своими руками из гипса

26 января, 2017 — 17:40 ~ Мастер Сергеич ~ Мне нужно больше критики, только так я могу совершенствоваться, прошу мне не льстить

Формирование синусоидальной формы сигнала с помощью ШИМ

курильщика

Расчет значений для формирования синуса

n — значение скважности в данной дискретной точке
A — амплитуда сигнала, то есть максимальное значение скважности. У нас это 1000
pi/2 — 1/4 периода синуса попадает в pi/2, если считаем 1/2 периода, то pi
x — номер шага
N — количество точек

Использую для статьи старенький микроконтроллер STM32F100RBT6 (отладка STM32VL-Discovery), его частота 24 МГц.
Считаем сколько тактов будет длиться период 20 мс: 24 000 000 Гц / 50 Гц = 480 000 тиков
Значит половина периода длится 240 000 тиков, что соответствует частоте 24 кГц. Хотите повысить несущую частоту — берите камень шустрее. 24 кГц наши уши все таки услышат, но для тестов или железки, стоящей в подвале пойдет. Чуть позже я планирую перенести на F103C8T6, а там уже 72 МГц.
240 000 тиков… Тут логично напрашивается 240 точек на половину периода

Таймер будет обновлять значение скважности каждые 1000 тиков или каждые 41,6 мкс

тут

Как подзарядить батарейки в домашних условиях

О том, как зарядить батарейку, чтобы она снова работала, думают многие пользователи бытовой техники и электронных гаджетов. Зарядке подлежат не все элементы питания, поэтому нужно смотреть на их маркировку.

Формирование синусоидальной волны (колебания) с помощью Arduino

Мы знаем, что микроконтроллеры являются цифровыми устройствами, поэтому они не могут формировать синусоидальную волну в «чистом» виде. Но есть два способа формирования синусоидальной волны с помощью микроконтроллера: первый заключается в использовании ЦАП (цифро-аналогового преобразователя), а второй — в использовании синусоидального ШИМ сигнала (SPWM). К сожалению, в платах Arduino (за исключением платы Arduino Due) нет встроенного ЦАПа для формирования синусоидальной волны. Конечно, можно было бы использовать внешний ЦАП, но мы решили не усложнять таким образом схему проекта и использовать метод формирования синусоидального ШИМ сигнала с дальнейшим преобразованием его в синусоидальный сигнал (волну).

Что такое SPWM сигнал

SPWM расшифровывается как Sinusoidal Pulse Width Modulation и переводится как синусоидальная широтно-импульсная модуляция (синусоидальная ШИМ). Этот сигнал в определенной степени похож на обычный ШИМ сигнал, но в нем коэффициент заполнения контролируется таким образом чтобы получить среднее напряжение похожее на синусоидальную волну

Например, при коэффициенте заполнения (скважности) 100% среднее выходное напряжение будет 5V, а при коэффициенте заполнения 25% оно будет всего лишь 1.25V, таким образом, управляя скважностью (коэффициентом заполнения) мы можем получить заранее определенные изменяемые значения среднего напряжения, то есть синусоидальную волну. Этот метод обычно используется в инверторах

Принцип формирования SPWM сигнала показан на следующем рисунке.

Синим цветом на этом рисунке показан SPWM сигнал

Заметьте, что его скважность (коэффициент заполнения) изменяется от 0% до 100%, а затем снова возвращается в 0%. Представленный график построен для диапазона изменения напряжений от -1.0 до +1.0V, но в нашем случае, поскольку мы используем плату Arduino, масштаб подобного графика будет от 0V до 5V

Мы рассмотрим как в программе для Arduino формировать SPWM сигнал далее в статье.

Преобразование SPWM сигнала в синусоидальную волну

Преобразование SPWM сигнала в синусоидальную волну обычно требует использования схемы H-моста (H-bridge), которая состоит минимум из 4-х переключателей мощности (power switches). Подобные схемы обычно используются в инверторах. Мы не будем в статье подробно рассматривать эти вопросы поскольку нам с помощью нашей синусоидальной волны не нужно запитывать какое-либо устройство, нам всего лишь нужно ее сформировать. К тому же с помощью H-моста невозможно получить чистую синусоидальную волну – для этой цели необходимо использовать фильтр нижних частот (ФНЧ), состоящий из конденсаторов и индуктивностей.

Компиляция Optiboot для работы на частотах 8МГц и 1МГц

Исходные файлы Optiboot входят в состав IDE Ардуино и находятся в каталоге Arduino_dir\hardware\arduino\avr\bootloaders\optiboot\. Там же расположен батник omake.bat для сборки загрузчика. Вот только для его сборки в составе IDE Ардуино (начиная с версий 1.5.x) не хватает утилиты make.exe. Наиболее простое решение — это скопировать ее из старой версии. Для этого:

  1. скачайте IDE версии 1.0.6;
  2. распакуйте архив и перейдите каталог \arduino-1.0.6\hardware\;
  3. скопируйте или переместите каталог tools в Arduino_dir\hardware\arduino\ вашей рабочей IDE;
  4. IDE 1.0.6 больше не нужна, ее можно удалить.

Перейдите в каталог optiboot и откройте файл Makefile в Блокноте. В нем нужно найти секцию для atmega328:

Между ней и началом следующей секции для Sanguino вставляем код:

atmega328_8: TARGET = atmega328

atmega328_8: MCU_TARGET = atmega328p

atmega328_8: CFLAGS += ‘-DLED_START_FLASHES=3’ ‘-DBAUD_RATE=57600’

atmega328_8: AVR_FREQ = 8000000L

atmega328_8: LDSECTIONS  = -Wl,—section-start=.text=0x7e00 -Wl,—section-start=.version=0x7ffe

atmega328_8: $(PROGRAM)_atmega328_8.hex

atmega328_8: $(PROGRAM)_atmega328_8.lst

atmega328_1: TARGET = atmega328

atmega328_1: MCU_TARGET = atmega328p

atmega328_1: CFLAGS += ‘-DLED_START_FLASHES=3’ ‘-DBAUD_RATE=4800’

atmega328_1: AVR_FREQ = 1000000L

atmega328_1: LDSECTIONS  = -Wl,—section-start=.text=0x7e00 -Wl,—section-start=.version=0x7ffe

atmega328_1: $(PROGRAM)_atmega328_1.hex

atmega328_1: $(PROGRAM)_atmega328_1.lst

Это копии секции atmega328. От исходной они отличаются частотой микроконтроллера и скоростью загрузки скетчей. Эти значения соответствуют указанным нами ранее в файле boards.txt. Думаю, можно указать и большую скорость загрузки, но я не экспериментировал с этим. Однозначно, при слишком высокой скорости ошибки будут неизбежны, поэтому с уменьшением частоты микроконтроллера я уменьшаю и скорость загрузки.

Настройка

Если по окончанию загрузки пользователь получил сообщение «Done uploading», значит, генератор сигналов на Ардуино с дисплеем готов к работе. Следующий шаг – соединение модулей.

Выходные сигнальные волны снимаются с контактов генератора:

  • QOUT1,
  • QOUT2 (прямоугольный),
  • ZOUT1,
  • ZOUT2 (синусоидальный).

После сборочных работ следует тщательно проверить, правильно ли подключены все контакты. Если все правильно подключено – подаем питание в устройство из электросети.

По истечению пары секунд на дисплее загорится стандартное значение частоты – 10 кГц. Значение можно изменить в любое время – для этого в листинге выше запрограммированы кнопки вверх, вниз, влево и вправо.

ШИМ – широтно-импульсная модуляция

ШИМ в преобладающем большинстве применяется для формирования сигнала синусоидальной формы. Часто ШИМ применяется для управления работой инверторного преобразователя. Инвертор предназначен для преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока.

Рассмотрим простейшую схему инвертора напряжения.

В один момент времени открывается пара транзисторов VT1 и VT3. Создается путь для протекания тока от аккумулятора GB через активно-индуктивную нагрузку RнLн. В следующий момент VT1 и VT3 заперты, а открыты диагонально противоположные транзисторы VT2 и VT4. Теперь тока протекает от аккумулятора через RнLн в противоположном направлении. Таким образом, ток на нагрузке изменяет свое направление, поэтому является переменным. Как видно, ток на нагрузке не является синусоидальным. Поэтому применяют ШИМ для получения синусоидально формы тока.

Существует несколько типов ШИМ: однополярная, двухполярная, одностороння, двухсторонняя. Здесь мы не будем останавливаться на каждом конкретном типе, а рассмотрим общий подход.

В качестве модулирующего сигнала применяется синусоида, а опорным является сигнал треугольной формы. В результате сравнивания этих сигналов формируются длительности импульсов и пауз (нижний график), которые управляют работой транзисторов VT1…VT4.

Обратите внимание, что амплитуда напряжения на нагрузке всегда равна амплитуде источника питания. Также остается неизменным период следования импульсов

Изменяется лишь ширина открывающего импульса. Поэтому при подключении нагрузки ток, протекающий через нее, будет иметь синусоидальную форму (показано пунктиром на нижнем графике).

Так вот, основное отличие между ШИР и ШИМ заключается в том, что при широтно-импульсном регулировании время импульса и паузы сохраняют постоянное значение. А при широтно-импульсной модуляции изменяются длительности импульсов и пауз, что позволяет реализовать выходной сигнал заданной формы.

Где применяется генератор частоты на Ардуино

Роль частотного генератора в мире электроники – настройка и определение технической характеристики тактов сигнальных волн. Другое применение – для регулировки узлов и элементов приемников, передающих радио-колебания.

Кроме того, генератор импульсов, построенный на Ардуино, используют как модулятор или источник питания для устройств, которые обладают измерительными свойствами.

Частотные измерители могут изменять выходные сигналы с определенным скачком.

Поэтому устройства с такими свойствами играют немаловажную роль в конструировании электронных приборов. Перечислим другие значительные функции Ардуино-генератора:

  1. Поиск расположения мест, где можно проложить кабели и трубопроводы. Причем поисковая работа проводится на дальних расстояниях.
  2. Поисковые работы для находки мультичастотной технологии с помощью процесса излучения сразу нескольких частотных волн.
  3. Создание аналоговых синтезаторов. Синтезирующие устройства применяются для сборки электронных устройств без использования множества блоков. Все сигнальные волны мелькают между разными блоками строго по стандартам.

Применение инверторов нового поколения

Современные частотные преобразователи делаются с применением таких устройств как микроконтроллеры. Это значительно повышает функции инверторов в алгоритмах управления и контролирования с точки зрения безопасности работ.

Частотники имеют успешное применение в областях производства:

  • в водоснабжении, снабжении теплом при изменении скорости подачи помпы холодного и горячего водоснабжения;
  • в заводских условиях машиностроения;
  • в легкой и текстильной промышленности;
  • в энергетике и производстве топлива;
  • для насосов канализации и скважин;
  • в технологических процессах для автоматики управления.

Чтобы управлять и контролировать частотники изготовитель прибора предлагает созданную программу, которая будет всегда иметь связь с контроллером посредством порта, будет показывать на мониторе состояние и позволит производить управление. Данные документируются протоколом обмена и используются пользователями, создающими программы управления для электронной техники и контроллеров.

Данные обмениваются в три этапа:

  1. Идентификация.
  2. Инициализация.
  3. Управление и контроль.

Стоимость блоков питания бесперебойного напряжения имеет зависимость от того, есть ли в нем частотный преобразователь. За такими устройствами будущее. Отрасли экономики и энергетики будут быстрее развиваться благодаря новым современным устройствам.

Самодельный частотник

Watch this video on YouTube

Преимущества применения частного преобразователя на микроконтроллере Arduino

Регулировка оборотами однофазного асинхронного мотора с помощью микроконтроллера обеспечивает значительную экономию затрат на электроэнергию при частичной нагрузке. Поскольку потребление электричества и скорость вращения вала мотора прямо пропорциональные величины, экономия может быть значительной при правильном применении. Для примера рассмотрим систему, в которой используется насос в установке очистки сточных вод.

Небольшой частной фирме необходимо прокачивать яму лишь перед большим дождём или при увеличенном использовании канализации (праздничные выходные) и не нужны полные возможности насоса. Если насос будет постоянно работать, компания будет тратить значительное количество электроэнергии за работу насоса на полную мощность.Суть заключается ещё в том, чтобы в зависимости от давления в системе канализации и водоотведения, у насоса плавно набиралисьобороты и поддерживалось необходимое давление в системес регулированием частоты вращения движка.

Со школьной скамьи известно простое уравнение:

Мощность = крутящий момент х угловая скорость.

Для конкретной конфигурации мотора мощность – величина постоянная. Так как угловая скорость увеличивается, крутящий момент уменьшается. Таким образом, крутящий момент больше на низких оборотах, и наоборот.

За счет использования Arduino, таким образом, можно замедлить мотор насоса до 50%, и все равно прокачивать большой объем воды, и образом сэкономить более 50% от необходимого электричества. Экономия будет просто астрономической при частичном или регулярном использовании преобразователя.

Где купить

Инвертор — это прибор, который не относится к товарам повседневного спроса, поэтому его нельзя приобрести в простом магазине или супермаркете. Реализацией подобных изделий занимаются специализированные организации и торговые сети, ориентированные на альтернативные виды энергии, используемые для автономного электроснабжения объектов различных типов.

Если у потребителя уже установлена солнечная электростанция или ветровой генератор, то лучше всего приобрести модель того производителя, оборудование которого уже используется. Для этого необходимо найти дилера этой компании и заключить с ним договор поставки.

Если создается новая система автономного электроснабжения и пользователь самостоятельно выполняет ее комплектацию, то можно пойти несколькими путями, это:

  1. Опять же найти дилера компании, производящей подобные устройства и приобрести товар у него.
  2. Обратиться в торговую компанию, реализующую приборы из этой группы товаров.
  3. Поискать необходимое устройство в сети интернет, где представлен достаточно широкий ассортимент подобных устройств.

Принцип работы

На микросхеме D5 собран несколько модифицированный генератор Вина. Он модифицирован с целью повышения надежности и снижения энергопотребления, но пожертвовать в некоторой степени пришлось качеством синусоиды. Он формирует опорное напряжение синусоида 50 Гц, которым будет модулироваться выходное напряжение.

В микросхемах D1 и D2 на входе установлены усилители ошибки. В зависимости от напряжения ошибки осуществляется широтно-импульсная модуляция выходного сигнала контроллеров. Мы подаем на вход этих усилителей синусоидальный сигнал. Причем в одно плечо подаем на инвертирующий вход, а в другое — на неинвертирующий. Так что одно плечо включается при верхнем полупериоде, другое — при нижнем.

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

С выходов микросхем D1 и D2 ШИ модулированный сигнал подается на драйверы полумоста D3, D4, которые управляют силовыми выходными полевыми транзисторами, включенными по мостовой схеме. Включение драйверов полумоста типовое, рекомендованное производителем.

Выходные транзисторы включены по мостовой схеме. Выбор мостовой схемы обусловлен тем, что выходная цепь должна питаться таким импульсным сигналом, что в состоянии отключения необходимо не только отключать нагрузку от питания, но и обеспечивать свободное прохождение электрического тока нагрузки через замкнутый выходной фильтр, то есть замыкать выводы фильтра. В мостовой схеме так и происходит. В открытом состоянии открыт верхний транзистор одного из плеч и нижний другого. Ток протекает из положительной клеммы питания, через верхний транзистор одного плеча, фильтр, нагрузку, нижний транзистор второго плеча, уходит на отрицательную клемму питания. В закрытом состоянии открыты нижние транзисторы обоих плеч. Выходной фильтр замкнут через них.

На резисторах R19, R22, R17, R18 и диодах VD11 и VD12 собрана схема защиты. Если ток через резистор R19 или R22, превышает 10 А, то падение напряжения на соответствующем резисторе становится больше 0.7 В. А делителем напряжения на R17 и R18 задано напряжение срабатывания защиты по току в 0.5 В. Но 0.2 вольта — падение напряжения на диодах Шоттки. Так что защита срабатывает, и подача напряжения прекращается.

Топологии для формирования синусоидального сигнала

следующим образом

Плюсы:

  • Минимально возможное количество силовых транзисторов, а значит потери в 2 раза меньши и стоимость устройства тоже ниже
  • Сквозной ноль. Это упрощает процесс сертификации, особенно CE и ATEX. Связано это с тем, что сквозной ноль позволяет системам защиты по входу (например, УЗО) срабатывать так же при возникновение аварии в выходных цепях после преобразователя
  • Простая топология, что позволяем максимально уменьшить стоимость изделия при мелко-
    и средне серийном производстве

Минусы:

  • Необходимость двухполярного источника питания. Как видите на схему инвертора надо подавать ±380В и еще ноль
  • Удвоенное количество высоковольтных конденсаторов. Высоковольтные конденсаторы большой емкости и с малым ESR на мощностях от 3-4 кВт начинают составлять от 20 до 40%
    стоимости компонентов
  • Применение электролитических конденсаторов в «делителе». Они сохнут, подобрать конденсаторы с одинаковыми параметрами практически нереально, а если учесть, что параметры электролитов меняются в процессе эксплуатации, то и бессмысленно. Заменить на пленку можно, но дорого

Плюсы:

  • Очень высокая надежность. Она в основном обусловлена качеством системы управления силовыми транзисторами и не зависит от деградации компонентов
  • Входная емкость требуется в разы, а то и на порядок меньше. Необходимо лишь обеспечить расчетное значение ESR. Это позволяет использовать пленочные конденсаторы при сохранение себестоимости. Пленочные конденсаторы — не сохнут, лучше ведут в суровых температурах, рабочий ресурс на порядок выше, чем у электролитов
  • Минимальные пульсации напряжения на транзисторах, а значит можно применить транзисторы на меньшее напряжение
  • Простота и понятность алгоритмов работы. Это приводит к значительному уменьшению времени на разработку изделия, а также на его пуско-наладочные работы

Минусы:

  • Увеличенное количество силовых транзисторов, а значит необходимо более серьезное охлаждение. Увеличение цены на транзисторах, но за счет меньшего количества конденсаторов это скорее даже плюс
  • Повышенная сложность драйвера, особенно при требованиях к наличию гальванической развязки

Небольшой итог

Работа ФНЧ на RC-компонентах

Разберём работу
RC-фильтра низких частот, который одни частоты (значения зависят от номиналов R и C) пропускает, а другие задерживает, ну это в идеале. А сама суть роботы заключается в том, что у одного из компонентов изменяется ёмкостное сопротивление при изменении частоты, это конденсатор, оно вычисляется по выражению:

XC = 1/ω⸱C = 1/2⸱π⸱f⸱C

XC – ёмкостное сопротивление ;

ω – циклическая частота [рад/с];

f – частота ;

C – ёмкость конденсатора ;

Итого, имеем делитель напряжения (считай, что два последовательно подключённых резистора), где одно сопротивление
R постоянно, а сопротивление второго (ёмкостное) при постоянном сигнале (f = 0 Гц) равно бесконечности, а при увеличении частоты будет уменьшаться, тем самым уменьшаться будет и напряжение на выходе фильтра. Таким образом на низких частотах имеем большое сопротивление второго плеча (напряжение на выходе высокое), а на высоких частотах малое сопротивление второго плеча (напряжение на выходе низкое).
Частоту среза fсреза следует выбрать не менее чем в 10 раз меньше частоты сигнала, она определяется по выражению:

fсреза = 1/2⸱π⸱R⸱C

fсреза – частота среза (где уровень сигнала составляет 0.71 от амплитуды) ;

R – сопротивление резистора ;

C – ёмкость конденсатора ;

Что нужно знать прежде, чем начинать работать с Ардуино?

Особых знаний точно не потребуется, но необходимо уметь читать и следовать инструкциям. Они предназначены для того, чтобы познакомить начинающих с электроникой и программированием. Большинство молодых людей уже в возрасте от 12 лет и старше легко овладевают методику.

Рекомендуется покупать качественный комплект с хорошим выбором деталей в комплекте с учебным материалом, необходимымдля получения навыков.

Что нужно еще помнить? Светодиоды не загораются, если установлены с неправильной полярностью. Установленные диоды в обратном направлении могут привести к короткому замыканию. Статическое электричество рук может повредить или уничтожить интегральные схемы и транзисторы.

Никогда не работайте с оборудованием, подключенным к электросети из-за риска поражения электрическим током.

Как сделать инвертор самому своими руками?

Вместе с производством заводских инверторов любители делают их сами, своими руками. Здесь нет ничего сложного. Такой преобразователь частоты преобразовывает одну фазу, делает из нее три фазы. Электродвигатель с похожим частотником используют в домашних условиях, мощность его не будет теряться.

Блок выпрямления в схеме расположен в начале. Далее идут фильтры, которые отсекают токовые переменные. Чтобы изготовить данные инверторы применяют транзисторы IGBT.

За тиристорами стоит будущее, хотя и в настоящем они уже применяются давно. Купленный частотник на биполярных транзисторах стоит дорого и мало где применяется (сервоприводы, металлорежущие станки с векторным управлением). Эти приводы как транспортеры и конвейеры, карусельные станки, станции подкачки воды, климатические системы управления — это большая часть от всего применения устройств заводов, где лучше использовать частотники для  управления электромоторами с короткозамкнутыми якорями и можно делать управление оборотами двигателя, если подать потенциал, изменяя частоту до 50 герц.

Приведем простые примеры частотных преобразователей, которые тянули мощные электродвигатели тепловозов и электричек, имеющих в своем составе много вагонов товарных платформ, большие станции с насосами напряжением 600 вольт, обеспечивающие городские районы питьевой водой. Очевидно, что данные сильные электродвигатели не подойдут на биполярных транзисторах. Поэтому применяют активные тиристоры типа GTO, GCT, IGCT и SGCT. Они преобразуют из постоянного тока токовую сеть с тремя фазами с хорошей мощностью. Однако, имеются простые схемы на тиристорах простого типа, закрывающиеся током катода обратного. Такие тиристоры не будут действовать в режиме ШИМ, их хорошо применяют в прямой регулировке электромоторов, без тока постоянного размера. Преобразователи частоты на тиристорах в застойные времена были задействованы для моторов на постоянном токе. Фирма Сименс изобрела векторные частотники, преобразившие промышленность до неузнаваемости.

Стоимость всех деталей самодельного инвертора существенно ниже цены заводского устройства.

Такие самодельные устройства хорошо подходят для электромоторов мощностью до 0,75 кВт.

Обзор Genshin Impact. Единственная бесплатная мобильная игра, в которую стоит играть

генератор на arduino .

Генератор сигналов на AD9833

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Генератор сигналов на ардуино

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
ЦАП 200кГц на Ардуино

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Уроки Ардуино #11 — плавное управление нагрузкой, ШИМ сигнал

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
DDS генератор на ардуино

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Цифровой генератор от 1Hz до 40 МНz.

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Генератор с регулируемой частотой на Ардуино

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Высоковольтный генератор на ардуино

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Генератор сигналов Ардуино (signal generator arduino)

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Generator PWM oparty o Arduino Nano

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
ADAU1701 \u0026 ARDUINO | Генератор идеального синуса | Делаем сами

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Waveform Generator using Arduino

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
DDS синтезатор частоты AD9850. Генератор за 15$

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Генератор Радиолюбителя Коротковолновика (Прототип)

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Простой генератор прямоугольных импульсов своими руками

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
генератор синуса это просто

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Пять мифов об Ардуино: история создания, Arduino Wars и войны клонов. Железки Амперки

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Самодельный чпу лазерный гравер из DVD приводов на Arduino

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Si5351. Генератор высокочастотных сигналов. Измерение частоты с помощью радиоприемника

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Arduino Signal Generator

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Синтезатор частоты на Si5351 и Arduino

Нажми для просмотра

Описание отсутсвует
 
 
 
Тэги:
 
Подключаем дисплей от сотика или мобильного телефона к Ардуино

Расшифровка и определение ШИМ

Модуляция ширины импульса означает, что ширина импульса возникает строго в прямоугольной волне.

Это улучшает управление двигателем. Вместо чистого сигнала постоянного тока к двигателю используется серия импульсов. Они могут находиться на максимальном напряжении, но только на долю секунды. Выполнение повторных действий приведет к тому, что двигатель начнет вращаться. Это позволит более комфортно управлять скоростью. Простое применение сигнала постоянного тока не приведет к преодолению трения двигателя и передач, наоборот, запуск будет обрывистый с низкой скоростью.

Увеличивая частоту импульсов ШИМа на Ардуино, можно выполнять операции на высокой скорости.

Декодер создает этот сигнал для управления двигателем. Это та же концепция, что и функции мощности импульса, находящиеся на блоках питания постоянного тока.

Рассмотрим основные преимущества использования ШИМ Ардуино:

  1. Эффективность электропитания: индукция обмоток ротора будет усреднять ток (индукторы сопротивляются изменению тока). Транзисторы имеют низкий импеданс при низком падении напряжения и рассеивании мощности. Резистор рассеивает большую мощность (I2R) в виде тепла.
  2. Управление скоростью: двигатель будет видеть источник с низким импедансом, даже если он постоянно переключается между высоким и низким напряжением. Результат очевиден – двигатель ускоряется. Серийное сопротивление приведет к тому, что двигатель будет испытывать малое напряжение, поэтому легко остановится в нужный момент.
  3. Цепь управления: для цифровой электроники (например, микроконтроллера ) очень легко включать или выключать напряжение с помощью транзисторов. Аналоговый выход (с электронным или механическим управлением) требует большего количества компонентов и увеличивает рассеивание мощности. Это будет более дорогостоящим вариантом, с точки зрения электроники и требований к электропитанию.

Создать широтно-импульсный модулятор можно на esp8266 шим, на Ардуино УНО и Ардуино Нано шим. То есть для конструирования подойдет любая модель описываемого микроконтроллера.

Теги:

Zep Theremin

Так полно разобрав модели Moog…

Перейдём к следующему по популярности бренду: Burns Theremins.

Первый, который я вам определённо советую, — Zep Theremin.

Как вы можете догадаться из названия, он создан по образу и подобию того, что Джимми Пейдж использует в легендарном фильме Led Zeppelin Песня остаётся всё такой же.

Если вам необходимо вспомнить, чем же он так шикарен, вот небольшой клип оттуда:

Если вы уже посмотрели этот фильм столько же раз, сколько и я (много), вы наверняка уже хотите этот терменвокс.

Однако, прежде чем вы долистаете до ссылки… сперва почитайте меня.

Дело в том, что у Zep Theremin, в отличие от предыдущих терменвоксов, всего одна антенна — тона.

И это обычное дело для менее дорогих терменвоксов.

Но проблема в том, что без антенны громкости вы не можете играть отдельные ноты, и эта штука хороша только для продолжительных “натянутых” звуков.

Что подходит для прикольных эффектов “как у Пейджа”, но НЕ подходит, если вы собираетесь играть басовые партии, как на видео раньше.

Ясно? Хорошо. Вот ссылки:

Посмотреть текущую цену – (Amazon)

ПРИМЕЧАНИЕ: я нашёл отличный совет — к терменвоксам с одной антенной можно подключить педаль громкости. Попробуйте!

Далее…

Управление оборотами однофазного асинхронного двигателя с помощью Arduino

Для начала необходимо попытаться больше узнать про особенности двигателя. Они бывают разные и способы управления ими тоже разные.

Существует три способа регулирования частоты вращения асинхронного мотора:

  • изменением скольжения (только двигатели с фазным ротором);
  • изменением числа пар полюсов;
  • изменением частоты источника питания.

Частотник нужен для обеспечения нормального управления процессами, которые требуют регулирования. Пускатели (УПП, софт-стартеры) уменьшают ударные нагрузки от сетевого напряжения с помощью фазо-импульсного (ФИУ) способа подачи питания на электродвигатель. Словно диммер, они обеспечивают плавное нарастание тока потребления электродвигателя и препятствуют развитию КЗ в питающей сети при пуске.

После разгона двигателя от УПП, двигатель просто полностью переходит на питание от сети, так как УПП синхронизировано с сетью. Использовать ФИУ для полноценного управления электродвигателем не получится, лишь в отдельных случаях это может «прокатить».

Если ПЧ для вас дорогое удовольствие, то можно попробовать классический метод регулировки подачи воздуха – управление шиберной задвижкой от сервопривода. Здесь уже упор делается на механику. Собственно сам электродвигатель при таком способе всегда будет работать в номинале.

Создание программы (просто ШИМ-сигнал)

В общем начинаем. Создаём ШИМ-сигнал с частотой 1 кГц, коэффициентом заполнения 50%, амплитуда (наибольшее значение) равна напряжению питания МК (3.3 В).

1. После выбора микроконтроллера обязательно включаем отладку (SYS -> Debug: Serial Wire)

2. Включаем для Таймера 1 (TIM1) тактирование от внутреннего источника (Clock Source: Internal Clock) и генерированием ШИМ-сигнала на первом канале (Channel 1: PWM Generation CH1)

3. На вкладке настроек (Configuration -> Control: TIM1) нужно занести значения в регистр предделителя (PSC — Prescelar), автоперезагрузки (ARR — Auto-Reload Register) и захвата-сравнения (CCRn — Capture-Compare Register, n — номер канала). Для ШИМ-сигнала 1 кГц, D=50%, 8-битный:

4. Собираем проект (Ctrl + Shift + G) с выбором соответствующих настроек для среды разработки и открываем проект
5. Включаем генерацию ШИМ от Таймера 1, Канал 1:

6. Собираем (
F7) и прошиваем (F8), не забываем при необходимости нажать на кнопку сброса на плате.

Заключение

Когда частные преобразователи были введены в первые, возможно причины были иные, нежели теперь. В современных условиях, это:

Давайте возьмем небольшой конвейер в качестве примера. Традиционный способ, когда необходимо ускорить процесс изменения, необходимо сначала остановить процесс. Если взять старый механизм и поставить новый, это легко может сократить время, затраты на электроэнергию.

В дополнение к вышеуказанным причинам, функции преобразователя теперь могут быть запрограммированы для специфического применения. При помощи системы можно просто регулировать скорость в базовом диапазоне. Причём контролировать более точно. Частотник может использоваться для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный ток с лучшими показателями крутящего момента.

Если захотите получить уйму опыта то можете попробовать самому сделать схему управления двигателем, ГУГЛ в помощь. Тема очень непростая, тут и электроника и программирование, даже математика будет встречаться.Как правило, кто занимается этой темой серьёзно, схемой вряд ли поделятся. Одно можно сказать, освоив эту тему, вы уже не будете считать себя новичком в электронике и программировании микроконтроллеров.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации