DC MOTORDA ÇEKİLEN AKIM NASIL ÖLÇÜLEBİLİR ?

[tampinar]

+24/0 Volt baradan, H köprü bağlı mosfetlerle pwm ile hız kontrolü ve devir yönü değiştirilerek sürülen 12 Vollt DC bir motorun çektiği akımı ölçmek istiyoruz.Motorun nominal akımı 12 Volt sabit gerilimde 3.5 Amper
DC motorlar gerilim varken rotorları bir şekilde dönmeyip kilitli kaldıkla-
rında 5-10 kat akım çekiyorlar.Burda motoru korumak için akımını ölçmek gerekiyor.Biz 0,1R 5 Watt direnci H köprü ile 0 Volt arasına (toprak barasına) bağladık motordan geçen anlık akımlara göre bu direnç üzerinde düşen gerilimle motorun çektiği akımın bulunabildiğini internette araştırırken gördük.Burda dirençten sonra opamp ve filtre elemanları nasıl bağlanırsa akımı sağlıklı olarak pic'e bildirebiliriz.

[ugurtarlaci]

Burada kullandığınız o direncin amacı dediğiniz gibi değişen akımlara göre üzerine düşen gelimi ölçebilmektir. Düşük güçlü bir direnç kullanmak için bu direncin değerinin olabildiğince düşük olması gereklidir. Verdiğiniz direnci örnek alırsak ;

0.1R direnç üzerinden 10 A akıttığınızda bu direnç üzerine düşen gerilim 1 V olacaktır. Dolayısı ile sürekli çekilecek bir akımda bu direncin gücü en az 10W olmak durumundadır. Ancak anlık güç çekimlerinde 5 W size cevap verecektir.  10 A de 1 V luk bir gerilim düşümü okunduğuna göre bu değerin Analog okuyucuya girerken referans gerilim değerine kadar yükseltilmesi gereklidir.  Bunun içinde bir yükselteç ile istediğiniz oranda kazancı ayarlamalısınız. Yukarıda anlatılan değerler ışığında ;

Opampın (+) girişine 10K , (-) Girişine 2k7  ve (-) ile OUT arasına 10K  bağlayın. Opampın bu şekilde kazancı 5 civarındadır.

Kolay Gelsin.....

[ferdem]

Düşündüklerimi söylemek hem de bazı sorular sormak için cevap yazmak istedim. Olayı ben şöyle anladım, inş. yanlış anlamamışımdır. Motor herhangi bir yönde sürülürken(kırmızıları ben ekledim):


0.1 ohm üzerinde oluşan gerilim pwm ile aynı frekanslı ac bir gerilimdir, yani ac bir gerilimdir. PIC e girebilmek için bu gerilimden bir şekilde dc işaret elde etmeliyiz, en makulü ortalama DC değer gibi duruyor.  Bugün bu başlığı gördüğümde şunları yazmak istemiştim:" R direnci üzerindeki gerilimi bir alçak geçiren filtreden geçiririz, çıkış ile torpak arasına 10uF bağlayarak mesela. Kapasitenin çıkışında DC ye yakın bir değer görürüz bu değer geçen akımın ortalama değeri olur. Bu değeri uygun bir kazançla yükseltip PIC e gireriz." Sonra düşündüm bu durumda gerilimi DC yapıp ölçelim derken motordan akan akım da aynı şekilde etkileniyor  yani o da artık pwm gibi değil ortalama dc bir akım gibi olacak deyip vazgeçtim. Bu kötü bir şey mi? Eğer bunu istemiyorsak kapasiteden önce opamplı bir "voltage follower" koyar sonra çıkışı süzersek motor süren devremiz bu işlemlerden hiç etkilenmez, çünkü gördüğü opampın girişi çok yüksek bir giriş empedansına sahip. Ama niye istemeyelim ki, bir motoru pwm ile sürmektense DC gerilimle sürelim, daha temiz değil mi?Bazı DC motorların uçları arasına küçük değerli kapasiteler bağlandığını görüyoruz. Yani aynı bir DC DC çevirici gibi, eğer motorun girişine bir alçak geçiren filtre bağlarsak "duty cycle" değiştirerek motora verilen DC değeri kontrol ederiz, kısaca söylecek olursak DC-DC çevirici yapmış oluruz. Her şey hazır, giriş gerlimi hazır, pwm hazır basit bir filtre ile motorumuzu neden DC gerilimle sürmeyelim?   Bu şekilde olursa yukarıdaki resimde direnç üzerinde oluşan gerilim de DC olacağından ölçümü de kolay olacak. Yazarkan biraz yorgundum umarım anlaşılmayacak şeyler yazmamışımdır. Görüşlerinizi bekliyoruz...

[tampinar]

Bağlantıyı şu şekilde yaptık 0.1R 5W. motor akımını ölçmek için kullandığımız taş dirençin bir ucu H köprü çıkışına diğer ucu ise toprağa(0 Volta) bağlı.yani motor dirence seri girilmiş halde.7806 regülesi çıkışından 6Volt ile beslenen opampın + girişi akım ölçme direncinin H köprü tarafına direkt bağlı burda araya bir direnç koymadık opampın - ucu ise 2,5k(R1) dirençle motor akım ölçme direncin diğer ucuna dolayısıyla toprağa bağlı opampın - ucu aynı zamanda 10k(R2) bir direçle çıkışına bağlı formül Vout=Vin*(1+R2/R1) kılasik terslemeyen(faz çevirmeyen) yükselteç.yükseltme oranı 5 kat, formülden giderek;
motor üzerinden dolayısıyla akım ölçme direnci üzerinden akan akım 0-10 amper aralığında değiştiğinde (motor normalde pwm siz düz sürülmesinde 12 volt dc gerilim altında 3 amper çekmekte) direnç üzerinde düşen gerilim 0-1volt direnç üzerinde harcanan güç 0-10W. (anlık) opampın çıkışı yani picin adc sine girilen ucu 0-5 volt aralığında opampın pice girilecek çıkışı ikinci bir opampla voltaj takipçisi olarak yalıtılarak pice girilebilir buraya kadar herkesçe bilinenleri yazdım bu kısımlarda hatam olmasa gerek herhalde.İşte tam bu noktada sormak istediğim motor gürültü yapmasın diye 25kHz. civarı ve maksimum +24volt baradan %50
duty saykıl pwmle sürülmekte ve duty saykıl oranı %5 lere kadar inebilmektedir.yani motorun çektiği akım ve opamp çıkışından pice gelen akım bilgisi voltajı saniyede 25kHz. %50-%5 duty saykıl değerinde değişmektedir.burda akımı işlemci sabit okuyamamaktadır.bunu sabit bir şekilde işlemciye nasıl bildirebiliriz.
ferdem sizin belirttiğiniz filtrelerle yapılıyor herhalde bu iş, siz anlatmaya çalışmışsınız ama biz iyi anlayamadım konuyu biraz açabilirmisiniznasıl alçak geçirgen filtre yapılabilir ve motoru küçük bir kondansatörle pwm li sürüldüğü halde nasıl düz dc gerilimle sürülüyor hale getiriyorsunuz.

[ferdem]

PWM çıkışına bir alçak geçiren filtre bağlarsanız çıkışta DC ye yakın bir değer görürsünüz. Gördüğünüz DC değer de pwm in ortalama değeri olur. Mesela 10V tepe değerli %50 duty cycle nin ortalaması 5V, 10V %20 duty cycle nin ortalaması 2V olur.

İyi çalışmalar.

[tampinar]

ferdem
o zaman pek anlamamıştım ne demek istediğini ama mesajını birdaha okudum ve zaman içinde konu hakkında artan bilgilerimle demek istediğini şimdi daha iyi anlıyorum.

motor giriş uçlarına alçak geçirgen bir filtre bağlarsak motor direkt pwm değilde pwm ortalaması bir dc gerilimle sürülür demişsiniz.devir yönü H köprü ile değiştirilen ve hız kontrolü yapılan bir sürücüde bu yöntem uygulanabiliyormu?

[zamzam23]

PWM çıkışına bir alçak geçiren filtre bağlarsanız çıkışta DC ye yakın bir değer görürsünüz. Gördüğünüz DC değer de pwm in ortalama değeri olur. Mesela 10V tepe değerli %50 duty cycle nin ortalaması 5V, 10V %20 duty cycle nin ortalaması 2V olur.

İyi çalışmalar.

dediğiniz şekilde ortalama değeri göstermiyor. kare dalgayı gzlleştiiyor o kadar.

[ferdem]

Orada bir RC filtresi var ve kesim frekansı belli:1/(2*pi*R*C). Bir PWM işaretinde DC bileşen ve PWM frekansı f, 3f, 5f...harmonikleri bulunur. Şimdi sizin RC filtrenizin kesim frekansı 5f veya daha yüksek olursa girişteki PWM i çıkışta hemen hemen aynen görürsünüz. Eğer kesim frekansını düşürürseniz örn 3f in altına çekerseniz çıkışta ortalama DC üzerinde salınan f frekanslı pürüzlü bir sinüs görürsünüz, kesim frekansını f nin de altına çekerseniz çıkışta sadece DC bileşeni görürsünüz. Filtreyi bozmadan PWM frekansını arttırarak da PWM içindeki DC bileşenden sonraki harmoniklerin süzülmesini(filter out) sağlayabilirsiniz.

Tüm bunlara Spice da bakabilirsiniz, mesela ordaki verdiğim değerler 50 ohm, 100uF lık filtrenin kesimi yaklaşık 30 Hz, DC ye oldukça yakın olduğundan idealde 30 Hz üzerindeki tüm PWM işaretlerinden DC yi çeker alır. Pratikte başka bileşenler de oluyor ve filtreler de PWM işareti de ideal değil. 30 Hz i daha da aşağı çekerek daha temiz DC çıkış alınır. Birkaç örnek:
[IMG]http://img835.imageshack.us/img835/3003/dvr.gif[/img]
PWM frekansı 1Khz olsun, duty %20 olsun, 5V tepe değerli kare dalgadan 1V bekleriz:
[IMG]http://img408.imageshack.us/img408/3496/1khz.gif[/img]
PWM frekansı 10Khz olsun, duty %20 olsun, 5V tepe değerli kare dalgadan daha temiz bir 1V bekleriz çünkü ilk harmonik kesim frekansından uzaklaştı:
[IMG]http://img243.imageshack.us/img243/9356/10khz.gif[/img]
Kolay gelsin.

[drmp]

ne diyeyim bir zamanlar bende shöt direnç olayına girdim ama beceremedim sonra LEM sensorle tanıştık  başka şeye ihtiyaç duymuyorum artık

[zamzam23]

nedir bu LEM sensör ne değildir ?nasıl kullanılır?

[teknikelektronikci]

http://australia.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=3019473

Lem sensor aslinda en iyisi saglam cözüm belkide
ama pahali !! seri üretime uygun degil cözebiliyorsaniz sönt ile ucuz

[zamzam23]

çok pahalıymış. şöntü arastırmaya devamm.