Generator sinusnog i pilastog napona

Rasprava o el. shemama, pitanja i diskusije. Ako ti treba neka shema, ovdje pitaj.

Moderators: pedja089, stojke369, [eDo], trax

Post Reply
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

Najprije pozdrav svima! :D

Imam sljedeći problem - trebam napraviti generator sinusnog, trokutastog i istosmjernog napona korištenjem mikrokontrolera i PWM-a. Program za mikrokontroler je riješen, to je lakši dio. Teži dio je dobivanj sinusnog i pilastog valnog oblika iz pravokutnog signala kojeg imam sa mikrokontrolera.
E sad, ako ko ima kakav prijedlog neka odgovori :)

Poželjno bi bilo da se uzme u obzir da frekvencija ne utječe na amplitudu kao što bi utjecala kad bi se koristili pasivni derivator i integrator za dobivanje pilastog napona.

Sinusni signal sam mislio dobit tako da pravokutni spojim na trafo 1:1, al neznam kako bi to utjecalo na trafo i što bi se točno dobilo. Znam da bi bilo nešto približno sinusu al neznam točno što pa ako ko ima znanja ili iskustva neka podijeli...

Hvala!
User avatar
Kizo
Pravo uznapredovao :)
Pravo uznapredovao :)
Posts: 387
Joined: 01-11-2009, 22:40
Location: Hrvatska

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by Kizo »

Do koje frekvencije bi to moralo ići? Koji kontroler koristiš?

Osobno generiranje valnih oblika bi radio sa tzv. R-2R načinom spajanja otpornika, no kako si spomenuo PWM to se u principu radi tako da se mijenja duty cycle PWM-a prema matematičkoj formuli koja opisuje željeni valni oblik i to se onda vodi preko low-pass filtra.
Na kraju to izgleda nekako ovako

Kako si rekao da ti je programiranje lakši dio, malo matematike i to ti je to.
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

Ma pwm imam vec gotov program, to je bar jednstavno, postoje vec gotovi primjeri al problem je sta pwm na izlazu daje samo pravokutni napon, ne mogu dobit nikakav drugaciji pa neznan sad kako si mislija da ostvarin ono sa slike...
I ako mos molim te samo natuknit sta je to R-2R nacin spajanja otpornika?

Hvala!
User avatar
bob4
Stariji član
Stariji član
Posts: 2572
Joined: 31-01-2010, 16:12
Location: Kutina

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by bob4 »

3 razred-elektronički sklopovi & digitalna. :wink:
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

Hvala kolega bob4 bili ste od velike pomoci.
Malo sam se informirao po literaturi i nasao da je R-2R nacin spajanja otpornika ustvari D-A pretvorba, ali kako PWM realiziran preko mikrokontrolera daje izlazni napon na samo 1 pinu tako da ja imam ustvari 1 bit kojem se napon mijenja pravokutno ali mu se samo mijenja sirina jedne poluperiode. Naime, kad su obe poluperiode (prva gdje je napon Vcc i druga gdje je napon 0) jednako siroke srednja vrijednost izlaznog napona je 0, a kada nisu iste sirine srednja vrijednost je razlicita od 0. Tako radi PWM pa mozete i sami shvatiti da mi D-A pretvorba ne treba.
Ono sto trazim jest filter za trokutasti i sinusni napon jer se iz mikrokontrolera moze dobiti samo pravokutni.

Ovo rjesenje koje je predlozio kizo mi isto ne odgovara, jer pogledajte koliko treba perioda pravokutnog impulsa da bi se dobila jedna perioda sinusnog (ja ih izbrojao 25), a kako mikrokontroler radi na taktu od 8MHz najveca frekvencija koja bi se mogla dobiti je 8MHz/25=320kHz sto za neki signal generator i nije bas nesto posto mora ici bar do 1MHz. Kada bi se sve to realiziralo sa 8 perioda pravokutnog signala dobio bi se tako izrezan napon i to nebi bilo dobro... Ali ideja je vrhunska, mora se priznat, mozda je nekad iskoristim!
User avatar
Kizo
Pravo uznapredovao :)
Pravo uznapredovao :)
Posts: 387
Joined: 01-11-2009, 22:40
Location: Hrvatska

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by Kizo »

Za oba pojma R-2R resistor ladder i Low Pass filter se lako nađe više detaljnih informacija upisivanjem istih u google.
Kako imaš zadatak napraviti sa PWM-om ono što tebi treba je low pass filter sa cutoff frekvencijom nižom nego frekvencija PWM-a. Da ne duljim nepotrebno, u kratkim crticama ovo radi neku vradžbinu nad PWM-om tako da na izlazu dobiješ njegovu srednju (efektivnu) vrijednost. Primjer: PWM amplitude 5V, frekvencije nebitno, duty cycle 20%, na izlazu nema više pravokutnog napona nego ravna crta 1V (naravno idealizirano). E kad to dobiješ onda je lako dalje raditi sinusoide i ostalo samo promjenom duty cyclea.

E da, low-pass filter se najlakše napravi pomoću RC filtra (kojeg ste morali obrađivati u školi), a može biti i sa aktivnim komponentama.

Problem na koji ćeš naići kod PWM-a je da ćeš morati napraviti neki kompromis između rezolucije i frekvencije željenog valnog oblika. Recimo da želiš napraviti finu sinusoidu u 8-bitnoj rezoluciji da to ne izgleda previše grbavo na osciloskopu, a PWM ti je npr. frekvencije 50kHz. Onda ti je max. frekvencija sinusoide koju ćeš moći dobiti 50kHz / 256 = 195Hz. Dakle vidiš to su dosta male frekvencije, zato sam i spomenuo R-2R, ali to pak radi na drugom principu.

Edit: sporo pišem pa si postao dok sam pisao. Da, sve si pogodio jedino
Naime, kad su obe poluperiode (prva gdje je napon Vcc i druga gdje je napon 0) jednako siroke srednja vrijednost izlaznog napona je 0
Srednja vrijednost je Vcc/2

Kažeš da frekvencija mora ići do bar 1MHz, a kontroler ti radi na 8??? Hmm, i sa R-2R bi to bilo jako teško napraviti, a sa PWM stvarno nemam ni približne ideje kako. Ako uspiješ svakako javi, pa da svi naučimo nešto novo.
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

Svakako cu javit...
Ovo sa srednjim naponom si u pravu, al jedno sam mislio drugo pisao... Kako se PWM najcesce upotrebljava za pokretanje motora tako motor stoji kad su mu obe poluperoide jednake, eto to sam htio reci.
Ma ipak, bitno da ne mislin krivo :-D

E da, probao sam preko pasivnog RC filtra al se dobije strasno los napon kojem amplituda ovisi o frekvenciji zbog vremenske konstante T=RC, pa sto je veca frekvencija manje je raspolozivog vremena za nabijanje kondenzatora, tj taj vremenski period bude puno manji od T (t<<T) i kondenzator se ne nabije na max vrijednost nego na neku manju. Ta vrijednost je sve manja i manja sto je frekvencija veca (ili vremenski period t manji, kako oces:-p ). To bi se donekle dalo rijesiti aktivnim komponentama (OP pojacalo i sl) al za to mi treba dodatno napajanje, a to bih htio svakako izbjeci...

Ugl, ima nade da se rijesi, danas sam kontaktirao neke ljude pa cemo vidit. Kad rijesim, postat cu, do tada lijep pozdrav!
Shenda

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by Shenda »

mArEnDa wrote:...al jedno sam mislio drugo pisao...
Šta si ti političar? To se inače zove "demagogija" :roll:
mArEnDa wrote:...motor stoji kad su mu obe poluperoide jednake, eto to sam htio reci.
Motor se vrti sa pola broja okretaja, u odnosu na puni napon... Ovo je već "neznanje"!

Ličiš mi na "vrhunskog teoretskog inžinjera" ... koji u praksi nema pojma! :(
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

Prvo, koji je to puni napon? Nikad cuo za taj izraz.

Drugo, po tvome bi broj okretaja bio fiksan za sve istosmjerne motore na ovom svijetu.
Motor se vrti sa onoliko okretaja u ovisnosti koliko ima namotaja na statoru, tj sa vise namotaja ima jace magnetsko polje itd jer bi se po tvome sa jednim i sa 1000 namotaja vrtilo isto sta je nebulozno.

Trece, jacinu magnetskog polja mu takodjer i odreduje jakost struje, tj efektivna vrijednost, to isto ne mozes rec da nije tako.

Srednja vrijednost struje je u slucaju kao na slici 0, nemojte me izludjivat. Ako su povrsine iznad i ispod osi apscise jednake srednja vriejdnost je nula. Gledaju se povrsine upravo zato jer je matematicki to tako definirano, ako nadjete na netu srednju vriejdnost naici cete na neki ovakav integral: (1/T) integral od 0 do T f(t)dt. Pa jebemu, prosa san ja statistiku i 3 matematike, toliko znam.

E i btw kolega, mislim da ova izjava: "
Shenda wrote:Ličiš mi na "vrhunskog teoretskog inžinjera" ... koji u praksi nema pojma! :(
" nema veze sa topicom i nismo ovdje da raspravljamo tko je kakav nego rijesavamo problem.

Hvala!
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

User avatar
bob4
Stariji član
Stariji član
Posts: 2572
Joined: 31-01-2010, 16:12
Location: Kutina

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by bob4 »

oprosti kolega; ali meni nije jasno koji motor pogoniš sa tim signalom na slici. :oops:
User avatar
Drago_Zg
Odlično uznapredovao
Odlično uznapredovao
Posts: 583
Joined: 16-09-2008, 19:40

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by Drago_Zg »

""mArEnDa"" kako si lijepo ovo napisao:

"Drugo, po tvome bi broj okretaja bio fiksan za sve istosmjerne motore na ovom svijetu.
Motor se vrti sa onoliko okretaja u ovisnosti koliko ima namotaja na statoru, tj sa vise namotaja ima jace magnetsko polje itd jer bi se po tvome sa jednim i sa 1000 namotaja vrtilo isto sta je nebulozno.

Trece, jacinu magnetskog polja mu takodjer i odreduje jakost struje, tj efektivna vrijednost, to isto ne mozes rec da nije tako."

Pa kada je nebulozno, daj tu nebulozu riješi i napiši, objasni, jasno, kako broj okretaja ovisi o, količini
koliko ima namotaja na statoru.
Potom tvrdiš da jačinu magnetskog polja također određuje jakost struje, tj efektivna vrijednost.
Pojasni malo što je to "efektivna vrijednost struje"
A formula što se tiće i terminologije vidim da da ti tu ide više nego odlično, pa za kraj nabaci elemente koji određuju jačinu magnetskog polja, jer cijelo vrijeme upotrebljavaš frazu "također i određuje...", tako da se ne zna što čini magnetsko polje. I samo za kraj, molim te daj nacrtaj oblik tog strašno lošeg napona. A tek dobar napon kako bi izgledao!
Jednom zaokruži jednu cjelinu, tako da ne ostanu repovi u diskusiji.
[URL=https://datesnow.life]Real-life Females[/URL]
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

Prvo, efektivna vrijednost struje se izražava za izmjenične vrijednosti (napon ili struja). Idemo definirati struju, napon se dobije kao struja puta neki otpor. Definicija je: efektivna vrijednost izmjenične struje je ona vrijednost istosmjerne struje koja daje isti toplinski efekt kao izmjenična struja. Postoji izvod tog izraza, ali dat ću vam samo gotovu formulu: Ief=1/T integral od 0 do T [f(t)]^2 dt.

Kod istosmjernih veličina se najčešće ne izražava efektivna nego srednja vrijednost, dok je kod izmjeničnih veličina pravilnih signala (kojima su negativna i pozitivna poluperioda jednake) srednja vrijednost jednaka nuli pa ukoliko baš želimo definirati srednju vrijednost tada definiramo srednju vrijednost ispravljene izmjenične veličine.

Sada da definiram magnetsko polje: magnetsko polje je, nazovimo ga tako, "prostor" kojim protječe magnetski tok (u ovom slučaju je to tok magnetskih silnica). Da bude jasnije, može se reći da je to gustoća magnetskog toka. Za sve ostale nebuloze, da ja ne bih sada piskarao sam pronašao link koji bi mogao biti od koristi onima koje to bude zanimalo i sve je lijepo objašnjeno http://zrno.fsb.hr/katedra/download/materijali/1047.pdf.

Kod motora je priča nešto drugačija, jer postoje motori sa raznim vrstama uzbude (sa i bez četkica (jel trebam objašnjavat čemu četkice služe? ustvari neću, ionako je ljuti offtopic -> google radi čuda), sa permanentnim magnetima, itd...) i svaki radi na različit način pa svakoga opisivati nema smisla nego ću samo reći da je osnovna ideja svakoga motora slična, a to je da magnetsko polje nastalo tokom struje kroz namote je u "interakciji" sa magnetskim poljem uzbude (ma koja ona bila) te se ono privlači ili odbija i tako se motor vrti. Nadalje, uzmimo da je magnetsko polje uzbude konstantno i ja mislim da je očito da ako je jače magnetsko polje nastalo tokom kroz struje kroz namote da će biti jača "interakcija" između ta dva polja, tj jače će se privlačiti ili odbijati. Shodno tome, broj okretaja može biti veći a jače magnetsko polje će nastati ako ima više zavoja, što je također logično (jednadžbe neću pisati, samo bih hito objasniti "po seljački"). Da li je sada jasno kako broj namota utječe na broj okretaja?!!?


A što se tiče nekog strašno lošeg napona, ja u svojim postovima ne vidim nigdje da sam spominjao ikakav strašno loš napon. Spominjan je samo PWM i raspravljalo se o tome kakav napon meni treba i o tome kako ga dobiti.

I na kraju, molio bih Vas, cijenjenu gospodu, da više ne preispitujete moje znanje nego ukoliko ste voljni pomoći i odgovoriti suvislo na moj upit bio bih Vam zahvalan, a ukoliko niste da ne pokrećete suvišne rasprave, jer prvo, nisu tema, drugo, nepristojno je ići u offtopic i treće i najbitnije, je se itko zapitao da li je baš on kvalificiran preispitivati tuđe znanje i tko koliko zna.
Na daljnje upite koji nisu topic ne odgovaram tako da možete odmah prestati.
Ugledajte se na kolegu kizu kako lijepo pokušava pomoći u okviru teme.

Mislim da sam bio jasan.
Hvala!

Da odgovorim bobu4: ne mislim pokretati moto nego raditi funkcijski generator na principu PWM-a, konkretno koračni motori se tako pokreću. Općenitije, motori kojima želimo regulirati broj okretaja se mogu pokretati principom PWM-a a ako kojim slučajem neznaš što je to (a sumnjam) upiši u google i za 10 min će ti sv biti jasno.


Hvala!
User avatar
Feko
Stariji član
Stariji član
Posts: 4394
Joined: 23-07-2008, 06:18
Location: Hrvatska, Slavonija, Selo moje malo...

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by Feko »

A nije li jednostavnije iskoristiti neki čip konstruiran baš za to, a samo upravljanje i ispis parametara na display obaviti microkontrollerom...recimo ovakvo nešto :arrow:
http://www.audiofil.net/forum/forum_pos ... 4408#84408" onclick="window.open(this.href);return false;
User avatar
WhiteHead
Pravi forumaš
Pravi forumaš
Posts: 1625
Joined: 28-06-2007, 18:36
Location: 75,35k; B&H

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by WhiteHead »

Shenda je vjerovatno htio reci -"Motor se vrti sa pola nominalnog broja okretaja"
I to jeste tako.
mArEnDa wrote: Srednja vrijednost struje je u slucaju kao na slici 0, nemojte me izludjivat. Ako su povrsine iznad i ispod osi apscise jednake srednja vriejdnost je nula.
Kod PWM-a ne postoji ništa ispod ose apscise... postoji vrijeme duty i off duty (U=max i U=0), ako su te dvije vrijednosti iste "srednji napon" odnosno broj obrtaja motora je jednak 1/2 nominalne vrijednosti.
Nemoj se ljutiti na primjedbama, ali da bi realizovao taj sklop ne smiješ sebi dopustiti u startu neku grešku u teoriji...
pozdrav
Ako kaniš pobijediti, ne smiješ izgubiti
Shenda

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by Shenda »

Hvala White... tipkao sam sa posla, nabrzinu, pa mi terminologija nije baš najpreciznija...

Dakle, na nominalnom radnom naponu motor ima određenu nominalnu brzinu... kada je "duty = duty off" ta brzina je jednaka polovici nominalne brzine... Uvjet je da je napon "duty" PWM-a jednak nominalnom naponu...
"PWM generator" mijenja odnos "duty - duty off" i time se mijenja i brzina motora, kod 100% duty off motor stoji, logično, na motoru nema napona! Kod 100% duty, motor se vrti nominalnom brzinom...

Niko tebe ne izluđuje, skokni na marendu i razmisli! :wink:
mArEnDa
Posts: 14
Joined: 30-06-2009, 23:25

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by mArEnDa »

mislim napravit pasivi derivator koji ce jednostavno maknit tu istosmjernu komponentu i cijeli signal će ići ispod i poviše, tj srednja vrijednost će mu biti nula jer kao što svi znamo, derivacija konstante (u našem slučaju je to srednja vriejdnost) je nula :D

nisam u nikakvoj zabludi nego se nismo od početka razumjeli, što je moja greška, nisam napomeno da ću staviti derivator.

Ugl, hvala na pozitvnim primjedbama! :) :)
User avatar
WhiteHead
Pravi forumaš
Pravi forumaš
Posts: 1625
Joined: 28-06-2007, 18:36
Location: 75,35k; B&H

Re: Generator sinusnog i pilastog napona

Post by WhiteHead »

E tako je već OK...
A ovo sve vjeruj, bilo je dobronamjerno.
U svakom slučaju ukoliko uspiješ to, objavi nam najbolji način ili gotov projekat.
pozdrav
Ako kaniš pobijediti, ne smiješ izgubiti
Post Reply