Форум arduino.ua

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Вітаю!
Потрібно підключити колекторний двигун 48VDC, 500W, 10A до Arduino
Двигун повинен керуватись вперед і назад. Швидкість керування двигуном не в пріоритеті. Ті модулі що я знайшов були лише до 36В. Можливо в кого є робочі схеми чи поради?

akapulko

Гість

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

6 транзисторів, 8 резисторів - G запит "mosfet - H-bridge driver". Компоненти обирайте згідно ваших параметрів, краще з запасом

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Ваша порада помогла.
Найшов таку плату вона до 100в та 32а
Чи можливо до неї підключити так двигун, як на фото? Використавши одразу два канали. Подаючи сигнал на 3 канал для ввімкнення двигуна, а подаючи сигнал на 4 канал вмикати як реверс?

Остання редакція dialectric (2024-02-04 21:20:38)

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Є схема плати, чи хоча б назва? Або інформація, який драйвер на ній використовується? (на картинці не розібрати)
H-міст передбачає використання 4 ключових елементів.

г0cть

Гість

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

який драйвер на ній використовується? (на картинці не розібрати)

Ніякий. Це 4 окремих транзистора з опторозв’язкою

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Ніякий. Це 4 окремих транзистора з опторозв’язкою

Тоді тим більше потрібна схема. Бо у кожної оптопари два входа: анод і катод. А на малюнці три: "S", "+" і "-". Входи оптопар вже з послідовними резисторами чи передбачаються зовнішні? Чи є там резистори і стабілітрони між затворами і витоками? Куди підключені "+" і "-" на вихідних клемах каналів, напряму до стока і витока? Навіщо тоді "+" і "-" POWER?

г0cть

Гість

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

https://www.robotics.org.za/IRF540-MOD

г0cть

Гість

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=B2hkM4KdqzM

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Якщо там оця схема:

то мосфети і оптопару випаяти, а плату викинути 

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Якщо там оця схема: то мосфети і оптопару випаяти, а плату викинути 

Так, схема плати така. В такому випадку яку потрібно використати схему підключення(оптопара-мосфет-мотор)?
Потрібно щоб двигун міг працювати в обидва напрямки.

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Так, схема плати така. В такому випадку яку потрібно використати схему підключення(оптопара-мосфет-мотор)?
Потрібно щоб двигун міг працювати в обидва напрямки.

Реверсивний рух на цій платі зробити не вдастся. На ній витоки всіх транзиторів обʼєднані, а для повного моста потрібні роздільні. Не кажучи вже про те, що 48 вольт (а тим більше заявлені 100) пробʼють затвори транзисторів. Для IRF540 допустимо не більше 20 вольт.

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Ось така схема має працювати:

Номінали R1-R8 перерахував для 48 вольт, але на практиці з таким живленням не перевіряв.

A1 A2 B1 B2 │ режим
────────────┼────────────
 0  0  0  0 │ вимкнено
 1  0  0  1 │ вперед
 0  1  1  0 │ назад
 1  0  1  0 │ гальмування
 0  1  0  1 │ гальмування

В прошивці потрібно бути дуже уважним, щоб НІКОЛИ на пару A1 і A2 одночасно не подавалась одиниця. Те саме стосується пари B1 і B2.
Також між перемиканням A1 з 1 в 0, а A2 з 0 в 1 і навпаки необхідна пауза (dead time). Те ж саме для B1 і B2. При приведених номіналах теоретично 10 мкс має бути достатньо.

UPD: При вказаних номіналах резистори R1-R4 - мінімум 0.25 Вт, R5-R8 - мінімум 0.5 Вт. Краще в 2 рази більше: 0.5 і 1 Вт відповідно.
Можна пропорційно збільшити номінали, наприклад R1-R4 - 10 кОм, R5-R8 - 22 кОм. Тоді підійдуть звичайні 0.125 Вт, але швидкість відкривання/закривання зменшиться. В режимі on/off це ніяк не завадить, тільки dead time теж бажано збільшити пропорційно, десь до 100 мкс. Але якщо захочете регулювати потужність, то це посилить обмеження на частоту ШІМ.

Остання редакція dimich (2024-02-05 17:27:19)

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Ось така схема має працювати:

Велике дякую!

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Ось така схема має працювати:

Виникло кілька запитань.
1. Силові доріжки на платі буде достатньо лише цих як на фото?

Чи потрібно усю силову частину плати посилювати?

2. Номінал конденсатора я так розумію повинен бути сумою всіх чотирьох мосфетів. Якщо наприклад у мосфета "вихідна ємність" 800(мах) pF то конденсатора на 100 nF 100V буде достатньо чи це забагато буде?

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

1. Силові доріжки на платі буде достатньо лише цих як на фото?

Не зовсім зрозумів, ви збираєтесь виготовляти свою плату чи переробляти оту існуючу?
Так, струм навантаження йде по цих провідниках.

Чи потрібно усю силову частину плати посилювати?

По решті провідників при вказаних на схемі номіналах струм не більше 15 мА.
Існують таблиці та формули розрахунку мінімальної ширини доріжки для заданого струму, товщини шару міді і допустимого нагріву. Для 10 А при 1 унції міді і нагріві на 10°C ширина має бути порядка 7.62 мм.

2. Номінал конденсатора я так розумію повинен бути сумою всіх чотирьох мосфетів. Якщо наприклад у мосфета "вихідна ємність" 800(мах) pF то конденсатора на 100 nF 100V буде достатньо чи це забагато буде?

Необхідність того конденсатора взагалі сумнівна. Цілком можливо, що нормально працюватиме і без нього. Залежить від того, яке у вас джерело живлення і якими провідниками буде підключене.
Я би поставив 100-470 нФ про всяк випадок, якщо і не допоможе, то точно не зашкодить. А там уже дивитись по пульсаціях на шині живлення під час роботи.

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Не зовсім зрозумів, ви збираєтесь виготовляти свою плату чи переробляти оту існуючу?

Тієї плати у мене на руках не було, збирався її купляти, але після ваших порад вирішив виготовити власну. Деталі вже замовлені. Очікую на отримання. Після збірки та тестування відпишусь.

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Ось така схема має працювати:
https://forum.arduino.ua/img/members/3697/H-bridge.png

Нарешті отримав усі деталі. Виготовив плату та все спаяв. Роблю подібне перший раз. Результат - не працює.

На контакти PWR_P та PWR_N - подаю 22В
на групу контактів A1, A2, B1, B2, GND - подаю 5В (відповідно як ви вказували в описі)
З контактів М+, М- знімаю показники

РЕЗУЛЬТАТИ ТЕСТУВАННЯ
при подачі на контакти (А1, В2)+5В та (GND)-5В отримую на контактах (М+)+12,8В, а (М-)+19,6В. Обидва контакти плюсові, земля відсутня
при подачі на контакти (А2, В1)+5В та (GND)-5В отримую на контактах (М+)+19,6В, а (М-)+12,8В. Таж сама ситуація, немає землі.

Відразу не помітив проблему, на виході(контакти М-,М+) мультиметр показував 0В. Коли взяв мінус на вході PWR_N то одразу мільтиметр показав вказані вище значення.

Всі елементи справні.

Що робити в такому випадку?
Розумію що щось запоров, але що не розумію. Буду вдячний за поміч.

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Проект розробив в програмі EasyEDA. Якщо що можу скинути.

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

не працює.

1. Без подачі напруги на A1, A2, B1, B2 заміряйте напругу на затворах транзисторів (тут і скрізь далі - відносно PWR_N). Має бути:
1.1. На затворах Q1 і Q3: 22 В
1.2. На затворах Q2 і Q4: 0 В

2.1. Подайте 5 В на A1. На затворі Q1 напруга має стати біля 15 В, на решті не змінитись.
2.2. Зніміть 5 В з A1 і подайте на A2. На затворі Q2 має стати біля 7 В.
2.3. Зніміть з A2 і подайте на B1. На затворі Q3 має стати 15 В.
2.4. Зніміть з B1 і подайте на B2. На затворі Q4 має стати 7 В.
Зніміть 5 В з B2.

Якщо все так, тоді наступний крок.

3.1. Підключіть резистор (будь-який 10-1000 кОм) між M+ і PWR_N. На M+ має бути 0.
3.2. Подайте 5 В на A1. На M+ має стати 22 В.
Зніміть 5 В з A1.
3.3. Підключіть цей резистор між M+ і PWR_P. На M+ має бути 22 В.
3.4. Подайте 5 В на A2. На M+ має стати 0 В.
Зніміть 5 В з A2.
3.5. Підключіть резистор між M- і PWR_N. На M- має бути 0.
3.6. Подайте 5 В на B1. На M- має стати 22 В.
Зніміть 5 В з B1.
3.7. Підключіть резистор між M- і PWR_P. На M- має бути 22 В.
3.8. Подайте 5 В на B2. На M- має стати 0 В.
Зніміть 5 В з B2 і відключіть резистор.

Якщо все так, тоді треба ще подумати.

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

1.1. На затворах Q1 і Q3: 22 В
1.2. На затворах Q2 і Q4: 0 В

Тест стабільний

Пункти 2.1 та 2.3 тест стабільний
Пункти 2,2 та 2,4 перші 5 секунд стабільно 6,7В. Далі із-за швидкого нагріву на цих затворах показує нестабільні 1,9В - 2,5В

Ось що показали тести:

Червоним вказав показники які видаються при перегріві

Наступні пункти ще не тестував

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Пункти 2,2 та 2,4 перші 5 секунд стабільно 6,7В. Далі із-за швидкого нагріву на цих затворах показує нестабільні 1,9В - 2,5В

У верхніх плечах (Q1 і Q3) у вас точно P-канальні IRF9540N, а не N-канальні IRF540N?

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

У верхніх плечах (Q1 і Q3) у вас точно P-канальні IRF9540N, а не N-канальні IRF540N?

Усі куплялись однакові одною партією (в одному тубусі і послідовним серійним номером).
Передивився декілька роликів та статів. Визначив що у мене N-канального типу.  У всіх при тестуванні однакова інформація при відкритому ключі(подачі + на затвор) протікання відбувається із стоку->витік, а у мене навпаки(подавши + на затвор, а щуп(+) торкаюсь стоку, а щупом(-) витоку то нічого немає, а коли навпаки то є прозвон). Це у мене браковані? Чи якась особлива серія?

dimich

Учасник

Зареєстрований: 2023-12-01

Повідомлень: 137

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Усі куплялись однакові одною партією (в одному тубусі і послідовним серійним номером).

Тобто всі чотири транзистори однакові? Звісно, тоді не буде працювати. Подивіться на схему: в нижньому плечі Q2 і Q4 - IRF540N, це N-канальні. А у верхньому Q1 і Q3 - IRF9540N, їх P-канальні комплементарні пари.

Передивився декілька роликів та статів. Визначив що у мене N-канального типу.  У всіх при тестуванні однакова інформація при відкритому ключі(подачі + на затвор) протікання відбувається із стоку->витік,

При подачі + на затвор відносно чого?
Мосфет у відкритому стані проводить в обидві сторони. У закритому стані, якщо закоротити затвор з витоком, N-канальний через вбудований діод проводить з витоку в сток. P-канальний у закритому стані проводить зі стоку у виток.
N-канальний відкривається додатньою напругою на затворі відносно витоку.
P-канальний відкривається відʼємною напругою на затворі відносно витоку.

В мостовій схемі використовуються обидва типи: P-канальні у верхньому плечі, N-канальні - у нижньому.
Можна зробити міст і на транзисторах з однаковим типом провідності, але тоді одна пара буде включена по схемі повторювачів напруги, що знизить ефективність.

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Тобто всі чотири транзистори однакові? Звісно, тоді не буде працювати. Подивіться на схему: в нижньому плечі Q2 і Q4 - IRF540N, це N-канальні. А у верхньому Q1 і Q3 - IRF9540N, їх P-канальні комплементарні пари.

Не звернув уваги на те, що на вашій схемі вказано різні транзистори. Тепер усе зрозуміло. Так і знав що я десь допустився помилки. Дякую. Як заміню на іншу пару відпишусь.

dialectric

Учасник

Зареєстрований: 2024-02-04

Повідомлень: 13

Re: Підключення двигуна 48VDC до Arduino

Тобто всі чотири транзистори однакові?

Транзистори 1 та 3 замінив і до речі я ще й вмудрився неправильно розводку цих двох транзисторів зробити. Уважно перегляну і виправив усі помилки  тепер усе працює як слід. Велике дякую за схему та допомогу.

Тепер перейшов на слідуючий етап. Потрібно підключити 4шт  маленьких сонячних батарей АК3025(0,1w, 1v, 85 mA) до Arduino. Суть процесу - знімати з них лише показання вольтажу і обробляти ці данні. Пробую підключити хоч одну через порт AREF, але щось недуже виходить. Може десь стикались з такою темою?