PWM

Tee se itse - meininkiä.

PWM

ViestiKirjoittaja Galeos » 19 Helmi 2013 22:08

Tässä on tämmöinen jatkokertomus PWM (pulse-width modulaatio) led ohjauksen rakentamisesta. Jaa mikä PWM? KVG! ;) No ei vaineskaan, lyhyesti: Lediä sammutetaan ja sytytetään tiheää tahtia ja mitä pidempään sitä lediä pidetään päällä sitä enemmän valotehoa. Ja miksi ei vaan säätyvällä vastuksella? No se hyötysuhde...
Tarkoitus on toteuttaa ohjaus käyttämällä vanhaa kunnon analogiatekniikkaa. Jaa miksei mikrokontrolleria? No siksi, että tämä on paljon nopeampi tehdä ja halvempi ja... Projekti on tarkoitus rakentaa vanhan sotaratsun 555:n ympärille. Kyseinen piiri on kehitetty 70-luvun alussa. Se on monikäyttöinen ja kun sen käyttöjännitte on +18 V tai alle, se on mitä sopivin ledikäyttöön. Piirissä on 8 pinniä. 1 on ground ja 8 on Vcc. Toiminnallisista pinneistä pinni 3 on output ja 4 on reset ja 7 on discharge, jonka kautta voidaan purkaa kondensaattori. Pinni 5 on control. Tähän pinniin voidaan syöttää jännite, johon ohjauksia verrataan. Jos ei mitään ole kytketty, on tämä vertailujännite 1/3 Vcc. Pinni 2 on toinen ohjauspinneistä, eli trigger. Se nostaa outputin ylös mikäli jännite pinni 2:ssa laskee alle 1/2 controlin. Toinen ohjauspinneistä, pinni 6, on Threshold. Kun jännite tässä pinnissä ylittää controlin, output putoaa nollaan. Seuraavaksi sitten aletaan rakentaa jotain tästä piiristä.
Galeos
 
Viestit: 90
Liittynyt: 03 Joulu 2011 16:36
Paikkakunta: Vallis Gratiae

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Dnoob » 20 Helmi 2013 05:55

Dodii, tätä rojektia pitää seurata. Analogiaelektroniikka rules :De
Käyttöohjeet on nössöjä varten. Ei tiedolla, Ei taidolla vaan Tuurilla! Keskinkertaista harrastamista ja ekokatastrofeja pitkän kaavan mukaan..
Dnoob
*Purskulaattori*
 
Viestit: 1186
Liittynyt: 14 Elo 2011 19:48

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Galeos » 22 Helmi 2013 22:56

Ensimmäiseksi käytetään 555:ta astabiilissa muodossa synnyttämään kantoaalto. Tässä 555 on omimmillaan.

skeme.jpg
skeme.jpg (23.37 KiB) Katsottu 8173 kertaa

Kuvassa värähtelijä yksinkertaisimmillaan. (Kuva jäi hiukan vajavaiseksi, mutta ylhäällä siis on Vcc ja maataso alhaalla.) C2 ja C3 ovat vain poistamassa häiriöitä joten R1 ja R2 sekä C1 muodostavat RC-piirin yksinkertaisuudessaan. Eli käynnistettäessä pinni 3 on ylhäällä ja C1:stä ladataan R1:n ja R2:n läpi. Kun pinni 6 havaitsee jännitte nousseen 2/3 rajan yli, pinni 3 vedetään alas ja C1 purkautuu R1 ja R2:n kautta. Kun taas pinni 2 havaitsee 1/3 rajan saavutetun, pinni 3 nostetaan ylös ja sykli alkaa taas alusta. En nyt tähän avaa miten RC-piirin taajuus lasketaan. Seuraavassa kokonaisuudessa se tulee esille. Taajuudeksi tuosta tulee seuraavaa: f=1/1,44(R1+R2)C1

Kytkentä.jpg
Kytkentä.jpg (53.15 KiB) Katsottu 8173 kertaa

Tuossa suttaisessa kuvassa on sitten toteutus. Hyppylankoja tuli kovasti paljon, mutten lähtenyt kauheasti optimoimaan. Ja sitten jännitteiseksi...

Heartbeat.jpg
Heartbeat.jpg (64.26 KiB) Katsottu 8173 kertaa

"It's alive! In the name of God, now I know what it feels like to be God!" :mrgreen:

Ai että kun tulee nättiä kanttia. Taajuus hyvin lähellä kilohertsiä ja jännite 12 V. Tuostahan tietysti voisi tehdä ihan kunnon pulssiakin, mutta nouseva reuna riittää seuraavaan vaiheeseen. Siinä sitten aletaan moduloimaan oikeen tosissaan. :geek:
Galeos
 
Viestit: 90
Liittynyt: 03 Joulu 2011 16:36
Paikkakunta: Vallis Gratiae

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Galeos » 01 Maalis 2013 23:56

Seuraavaksi olisi sitten vuorossa modulointipiiri, eli 555 monostabiilissa käytössä.

Modulaattorin periaatekuva.jpg
Modulaattorin periaatekuva.jpg (36.31 KiB) Katsottu 8065 kertaa


Eli laskeva pulssi triggeriltä piikkiin 2 nostaa ulostulon, eli piikin kolme ylös. Kondensaattori C1 latautuu vastuksella R1 asetetulla virralla. Kun pinnin 6 jännite saavuttaa saman tason, mitä pinnille 5 syötetään, piiri vetää pinnin 3 alas ja purkaa kondensaattorin pinnin 7 läpi. Sykli alkaa taas uudelleen laskevan pulssin osuessa pinniin 2.
Ja mitenkäs tämä sitten oikein moduloi tuon jännitteen? No tietysti mitä korkeampi kontrollipinnin 5 jännite ja siten pinnin 6 jännitteen tavoitetaso, sitä kauemmin kestää kondensaattorin lataus ja sitä kauemmin pinni 3 on ylhäällä. R kertaa C on rc-piirin aikavakio. Se kertoo kuinka monessa sekunnissa kondensaattori latautuu lataavan jännitteen 1/e osaan. Vastuksella ja kondensaattorilla valitaan ylhäälläoloaika 10 voltilla.

kortti.jpg
kortti.jpg (72.13 KiB) Katsottu 8065 kertaa


Kivasti mahtui kumpikin samalle kortille, vaikka hyppylankoja alkaakin olla jo enemmän kuin mitä laki sallii. Ja ei kun sähkö päälle ja... Mitä hattua!?! Modulointia kyllä tapahtuu, mutta jännite hyppii täysin päättömästi. Piiri näytti triggaavan aivan satunnaisesti. Ikään kuin se olisi määrittelemättömässä tilassa. Ajattelin, että pikkunäppärä oskilaattorini nikottelee, vaikka se näyttikin toimivan kuten piti. Aloin jo valmistella perinteisen astabiilin oskilaattorin tekoa ja kellotaajuuden pudottamista, mutta ennen sitä vierailu vielä engineersgarageen ja katselemaan fairchildin 555:n datasheettiä (suosittelen muuten kyseisiä). Sieltähän se löytyikin sivulta 5 minun häiriöni oikein kuvan kanssa. "For normal operation trigger pulse voltage needs to maintain at minimum of Vcc/3 before timer output turns low." Joopa joo. Varmaan kannattaisi lukea hiukan tarkemmin speksit ennen kolviin tarttumista? Tuskinpa vain. Ja ei kun tinaimuri soimaan...

Seuraavassa jaksossa uusi oskilaattori. :mrgreen:
Galeos
 
Viestit: 90
Liittynyt: 03 Joulu 2011 16:36
Paikkakunta: Vallis Gratiae

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Frye » 02 Maalis 2013 12:14

Mahtava projekti. Mukava lueskella. Itsellä ei osaaminen riittäisi.
Samuli Järvinen
Frye
 
Viestit: 262
Liittynyt: 11 Elo 2011 14:13
Paikkakunta: Tikkakoski

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Aqualung » 02 Maalis 2013 14:30

M tai N, ihan sama. Arvostan.

Kuva
140x70x55 (+ muutama elintoimintojen ylläpitoon kytketty allas) ja 125x40x45
Aqualung
 
Viestit: 579
Liittynyt: 01 Syys 2011 15:11
Paikkakunta: Lieto

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Galeos » 03 Maalis 2013 23:10

Kiitoksia suitsutuksista. Ei näytä oikein minunkaan taidot riittävän tähän ;). Tämähän on jonkinlaista elektroniikan arkeologiaa. 555:n käyttö oli historiaa jo silloin, kun minä aloitin peruskoulun.

Eli nyt sitten tehdään ihan perinteinen astabiili kytkentä. Lasken myös taajuutta sekä pistän selvästi järeämmät vastukset ja pienemmät konkat. Eli kytkentä on tämän näköinen:

oskilaattori.jpg
oskilaattori.jpg (39.21 KiB) Katsottu 7989 kertaa


Eli R1, R2 ja C1 muodostavat värähtelevän piirin. C1 ladataan R1:n ja R2:n läpi ja puretaan R2:n läpi pinnin 7 kautta. Taajuus on
f=1.44/(R1+2R2)C1. Ylhäälläoloaika prosentteina taas on (R1+R2)/(R1+2R2).

Nyt kun uusiksi piti kerran tehdä, niin päätin sitten räpätä tämän levyn:

räppäys.jpg
räppäys.jpg (62.67 KiB) Katsottu 7989 kertaa


Kuvassa siis 4 kpl 555:sta. Ensimmäinen on oskilaattori ja muut modulaattoreita. Nipistimet on kytketty yhteen moduloituun tuloon ja harmaasta johdosta tulee 2-10 V ohjaus (jaa miksi 2 V? No siksi, että tässä viritelmässä tuon alle meno tietää taas epämääräistä toimintaa). Jokaisen 555:n kaverina on valkoinen konkka siistimässä ja suojaamassa jännitettä. Oskilaattoria suodatan ja suojaan perus konkka-vastus -yhdistelmällä pikkaisen, vaikka ei olisi varmaan tarpeen. Modulaattoriin sen sijaan tuli kamalaa säröä, joten suodatan sitä aika rajusti seuraavalla viritelmällä:

Suodatus.jpg
Suodatus.jpg (20.69 KiB) Katsottu 7989 kertaa


Tuossa siis diodi nostaa maan alapuolelle lyövän piikin pois kun taas konkalla syödään pois nousevan laidan särö. Ja tällainen siitä signaalista sitten tuli:

Sponsored _by_fluke.jpg
Sponsored _by_fluke.jpg (65.83 KiB) Katsottu 7989 kertaa


Kuten näkyy, niin etureunasta tuli sitten aika pyöreä. Jos ei toimi, niin pistetään pienempää konkkaa kehiin.

Jos tämä on tähän mennessä ollut vanhaa tekniikkaa, niin seuraavaksi mennään sitten 40-luvulle. :geek:
Galeos
 
Viestit: 90
Liittynyt: 03 Joulu 2011 16:36
Paikkakunta: Vallis Gratiae

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Rapide » 03 Maalis 2013 23:41

Tätä on aivan loistava lukea, kun ei ymmärrä sanaakaan! :lol:
Kyl mää niin tykkään, kun joku tietää mitä tekee.
Rapide
 

Re: PWM

ViestiKirjoittaja SKMake » 04 Maalis 2013 11:41

En minäkään, mutta ehdottomasti haluan lukea miten tämä tarina päättyy :D
60 Litraa merivettä 07/2012 - 07/2015.
SKMake
 
Viestit: 278
Liittynyt: 12 Elo 2012 19:42
Paikkakunta: New York

Re: PWM

ViestiKirjoittaja Jouko » 04 Maalis 2013 12:44

Olen aina sanonut että 12 volttia on hyvä jännite: yläpuolelta ei uskalla koskea ja alapuolelta ei ymmärrä mitään. :D

Mutta jännitän kyllä mitä tästä tulee.
Jouko Pajunen
Jouko
 
Viestit: 12
Liittynyt: 01 Syys 2011 17:26
Paikkakunta: Imatra

Seuraava

Paluu D.I.Y

Paikallaolijat

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei rekisteröityneitä käyttäjiä ja 5 vierailijaa

cron