ТЕМА: Контроль ЭД

Уважаемый Soir, при наличии у Вас возможности прошу помочь со следующей конструкцией.

Имеется электродвигатель фирмы Ziehl-Abegg с управлением оборотами внешним напряжением от 0 до 10В. Не хотелось бы «городить огород» из дискретных элементов типа цифрового потенциометра, индикатора уровня на LM3914 и конструкции на МК для подсчёта времени наработки. Можно ли организовать всё на одном МК?

Выбор МК: если подойдёт, то АтМега8 в корпусе DIP28; тактирование от внутреннего генератора (исключительно для экономии выводов).
Органы управления: кнопка «S1», кнопка «S2», кнопка «S3», кнопки «+» и «-».
Индикация: шестиразрядный семисегментный LED индикатор с общим катодом в формате «ЧЧЧЧ, ММ» и модуль из десяти светодиодов.
Функции:
- счётчик отработанного времени (моточасов);
- дискретная регулировка выхода управления (количество дискрет – 32) от 0,5 до 5 вольт;
- индикация уровня выхода управления;
- сохранение данных (уровень выхода управления и количества моточасов) в EEPROM при падении напряжения питания;
- включение/отключение катушек реле по двум независимым каналам.

При подаче питания устройство находится в спящем режиме. Кнопки «-» и «+» не активны.

При нажатии кнопки «S1» происходит чтение данных из EEPROM и вывод их на шестиразрядный семисегментный LED индикатор с ОК и модуль из десяти светодиодов. При первичном включение отображается 0000,00 . Параллельно с индикацией на выходе МК Out1 выводится ранее установленное значение уровня выхода управления.

Происходит отсчёт времени и отображение его на шестиразрядном семисегментном LED индикаторе до ещё одного нажатия кнопки «S1» или пропадании напряжения питания.

Кнопки «-» и «+» изменяют уровень выхода управления на выходе МК Out1 в пределах от 0,5 до 5,0 вольт . Параллельно этот уровень отображается на модуле из 10 светодиодов. Установленное значение записывается в EEPROM при повторном нажатии кнопки «S1» или пропадании напряжения питания.

При кратковременном нажатии кнопки «S2» на выходе МК Out2 устанавливается высокий уровень и реле К1 «Load2» срабатывает. При повторном нажатии – отключается.

При кратковременном нажатии кнопки «S3» на выходе МК Out3 устанавливается высокий уровень и реле К2 «Load3» срабатывает. При повторном нажатии – отключается.

Варианты контроля питающего напряжения привёл на схеме, но возможны и другие их реализации.

По схеме.
ATMEGA8 не может выводить аналоговый сигнал. Здесь можно вывести только ШИМ сигнал с внешним преобразованием в аналоговый 0-10V или сколько там нужно.
По выводам должно хватить и для внешнего кварца. Можно уплотниться по кнопкам, если не будет хватать.
Вариант питания с определением отключения предпочтительно второй.

Хорошо.
1) Как вариант, ШИМ в напряжение можно легко преобразовывать через интегрирующую RC-цепочку и простейший операционник.
2) А как на счёт других доступных МК? И есть ли смысл?
3) Использование внешнего кварца даёт преимущества относительно внешнего генератора?

rossich пише: Для чего? Если про встроенный ЦАП - то я не знаю. По выводам - хватает и этого.

rossich пише: Главное - точность отсчет времени.

Тогда договорились - атмега8, внешний кварц, второй вариант контроля питания и выход с ШИМом на вот такой вот преобразователь

Проект собрал, посмотрите что получается по распределению выводов МК и подключению периферии.
Кварц можно другой, но напишите какой. Можно взять 4 или 8 МГц и тогда уже при помощи FUSE Вы сами сможете выбирать вариант с кварцем или без.

Прошивка рабочая, но не тестированная и не все по ТЗ. Тоже смотрите, что нужно изменить или поправить.
Возможно нужно предусмотреть процедуру сброса времени работы.

Огромное спасибо! Оперативность, как всегда, на высоте.
1) если можно, то кварц на 10МГц (есть парочка купленных)
2) скачал, буду пробовать в "железе"
3) касаемо процедуры сброса времени работы - если есть такая возможность, то почему бы и нет. Одно "но" - желательно, чтобы это не была обычная кнопка. Например, вывод ХХ МК закоротить на землю и удерживать кнопку "S1" в течении пяти секунд.

rossich пише: Переделал на 10 МГц.
rossich пише: Свободного вывода XX нет. Поэтому или другая процедура (например, перед подачей питания зажать кнопку PLUS, подать питание и удерживать кнопку 5 сек, пока не появится надпись RESEt), или нужно совмещать выводы.

1) Отлично, спасибо

2) Бог с ним, со сбросом. Хотя при использовании внутреннего генератора было бы ещё два пина свободных.

3) Можно ли всё-таки сделать гашение всех led-индиккаторов при первоначальном подаче питания и при повторном нажатии кнопки "S1"? Потому как понять включается ли двигатель (Load_1) или нет можно только по мигающей разделительной точке. А так, если индикация будет погашена, то понятно, что двигатель находится в останове. ИМХО, очень удобно.

rossich пише: Это не поздно вернуть. Да и высвободить 3-5 выводов тоже не проблема...

rossich пише: Каких именно индикаторов? Семисегментных, отдельных светодиодов или всех?

1) да бог с ним, со сбросом.

2) как по мне то лучше всех - и шестиразрядного семисегментника, и блока из десяти светодиодов.

Soir, скажите, пожалуйста, у Вас же заложены алгоритмы по отфильтровке дребезга контактов? Потому как кнопки будут не на печатной плате, а вынесены на проводах сантиметров по 10-20. Если нет, то поставлю тактовые на ПП. Спасибо.

rossich пише: Тогда для обнуления таймера остается только перепрошивка МК.
rossich пише: Тогда непонятно будет в каком состоянии устройство, может обесточено, а может кнопкой остановлено. Не видно, на какую мощность включится по нажатию на кнопку.
Может надпись какую вывести (например, StOP) или мигать чем-то...
rossich пише: Да, заложены. Добавлю, если нужно, но это уже после практических испытаний.

Soir пише: Soir, это электродвигатель трёхфазного вентилятора приточно-вытяжной вентиляции помещения, поэтому динамические изменения тут не предвидятся. Индикация наличия питания, как силовой части, так и низковольтной, будет выведена отдельно. Так что я остаюсь при своём мнении: в спящем режиме кроме индикатора наличия питания ничего не светится; нажимаем S1 - оживают индикаторы (семисегментники и модуль светодиодов); нажимаем S2 - включается реле К1 и загорается светодиод ему в параллель; нажимаем S3 - включается реле К2 и загорается светодиод ему в параллель. Повторные нажатия приводят к отключениям каналов.

Сделал полное отключение.

Здравствуйте, Soir.
Собрал схему на печатной плате, сюда же поставил тактовые кнопки, чтобы не было проблем с наводками по длинным проводам. Прошивку залил последнюю, с отключение индикации. При тестировании выявил следующие проблемы:
1) Таймер при переходе с 0000.09 на 0000.10 обнуляется, то есть имеем цикл на 10 минут. Было проверено несколько раз. А после нескольких обнуления на дисплее было 0100.00, то есть стазу 100 часов насчитал. Затем через несколько десятиминутных "циклов" стоало 0200.00.
2) После подачи питания невозможно включить ни одно реле кнопками S2 и S3. Только после включения S1 эти два канала становятся управляемыми - реле с параллельной led-индикацией включаются и выключаются от своих кнопок S2 и S3. Но если повторно нажать S1, то выключатся не только семисегментник с модулем из десяти светодиодов, но и обе релюшки. А ведь так быть не должно, эти три канала независимы.
3) Если отсчёт времени моточасов останавливается кнопкой S1, то запись в EEPROM происходит. И после очередного нажатия этой кнопки на семисегментнике появляется последнее значение. Если же во время счёта пропадает питающее напряжение (я выключал трансформаторный блок питания от сети вилкой), то запись наработки моточасов в EEPROM не происходит, а после подачи питания на устройство в целом и запуска через кнопку S1 высвечивается значение, которое было до запуска перед пропадание напряжения питания. Даже после второго принудительного отключения от сети и последующего включения, высветилось значение, которое было при выключении моточасов кнопкой S1.
Проблема сохранения установленного значения касается и блока из десяти светодиодов.

С ШИМом ещё не разбирался, только завтра мне обещают вернуть осциллограф, но выхода 0...10 вольт нет.

rossich пише: Таймер работает правильно, Была ошибка в отображении, исправил.

rossich пише: Я именно так и понял ТЗ.Пока не нажата S1 устройство находится в спящем режиме. А когда спит, то не работает ничего.
Сейчас сделал, чтобы S2 и S3 работали независимо от состояния устройства.

rossich пише: Для записи после отключения питания должно обеспечиваться питание МК еще на некоторое время (несколько мсек). Это же касается и сохранения остальных настроек.
Поэтому тут нужно смотреть схему питания. Может увеличить емкость после стабилизатора +5V, уменьшить емкость конденсатора в цепи детектора напряжения питания, изменить параметры делителя в этой же цепи.

rossich пише: Посмотрите хотя бы, что на выходе из МК. Можно измерять напряжение тестером или подключить светодиод.

Благодарю. Перезалил прошивку, буду гонять по режимам.

Итак, из радостных вестей:
1) выход ШИМа (выход 1) на 15 пине МК проверен и регулируется, выход 0,33...9,95В на выходе операционника тоже присутствует и регулируется (изначально не было - не пропаял смд-шный резистор интегрирующей цепочки и всё Ок);
2) счёт времени наработки (таймер) на семисегментном led-индикаторе отображается корректно (во всяком случае часы, десятки минут и минуты)

...и не очень:
1) реле К1 (load2) и К2 (load3) от кнопок S2 и S3 теперь включаются и выключаются независимо от S1. Но, если выключать первый канал повторным нажатием кнопки S1 при включенных реле К1 и К2, то и они тоже отключаются;
2) совсем беда с сохранением в EEPROM - не удаётся подобрать правильно ёмкости конденсаторов. Cейчас между диодным мостом и стабилизатором 7812 стоит 100мкФ (см. пост №1, схема справа внизу) , между 7812 и детектором напряжения с 1N5819 - 47мкФ, между 1N5819 и стабилизатором 7805 - 470мкФ и после 7805 тоже 470мкФ. При такой комбинации удаётся сохранять в память МК данные, если светится максимальное количество индикации. Если же только семисегментник таймера и одна-две ячейки светодиодного модуля, то в память не пишется. :(

Сейчас нарисую конечную полную схему.

С реле разберемся, это не проблема.
Что касается сохранения, то уменьшите сопротивление 8,2 кОм до 6,2-6,8 кОм. Уменьшите емкость конденсатора, параллельного ему или удалите вовсе. Емкость конденсатора между 7812 и диодом можно уменьшать еще.
Можно попробовать перенести цепочку детектора до 7812, но нужно глянуть на полную схему источника питания.

P.S.
Работу реле изменил. Также небольшие изменения в сохранении, попробуйте.

Перепрошил новой версией. Проблема "с кнопками" ушла, но теперь почему-то отсчёт таймера в выключенном состоянии продолжается.

Делитель у меня не 20к/8к2, а 10к/4к7, как у Вас в модели. Ёмкость параллельно 4к7 убрал, не помогло.

rossich пише: Исправил, но если снова не так - распишите еще раз, что когда включено, выключено, считает, не считает... я уже запутался.
rossich пише: Главное соблюсти соотношение. На выходе делителя желательно установить напряжение близкое к порогу переключения. Подберите резисторы, чтобы напряжение после делителя было в пределах 2,8-3,0V.

Проверил. Теперь всё Ок! - кнопки, индикация, счёт.

У меня напряжение на выходе делителя 3,82В. Буду разбираться.


update
Изменил номиналы делителя с 10к/4к7 на 15к/4к7, теперь напряжение на выходе составляет 2,85В. Запись в память происходит отлично. Попробую немного добавить ёмкости во входном фильтре.

Soir, спасибо Вам огромное за помощь и подсказки.

Soir, здравствуйте.
Не хотел Вас беспокоить всякими подозрениями и догадками, но теперь, когда перепробовано всё, что доступно моему пониманию, решил написать Вам и попросить о помощи.

Изначально проект собирался на монтажке. В течении зимы, когда работа устройства была не актуальна, я развёл нормальную печатку и перенёс на неё все детали. Но так как я решил минимизировать габариты, то поставил импульсный блок питания IRM-03 производства компании MEAN WELL. И тут я получил проблемы подсчёта времени наработки - данные скакали время от времени. Пришлось вырезать кусок печатки и лепить классический трансформаторный блок питания. Подсчёт моточасов стал стабильным.

Включая и выключая устройство время от времени в разных режимах, я, к сожалению, изначально не засекал время его работы по реальным часам. Но появились подозрения в неточности хода.
Я поставил счётчик моточасов на длительный промежуток (ночь) и включил секундомер. Результат был следующим: на секундомере 10 часов работы, на сётчике - 8 часов и 20 минут.
Отлючил устройство и повторил замеры. Результат тот же.

В попытке исправить ситуацию я перепаивал дважды кварцы номиналом 10МГц, которые покупал в разных магазинах, и менял конденсаторы от кварца на землю. Снова провёл замеры. Результат не изменился - 600 минут на секундомере против 500 на счётчике.

Я в тупике. Что делаю не так? Подскажите пожалуйста.

З.Ы.: извините, хотел кратенько - не получилось.

Считайте программатором FUSE и выложите скрин.

У меня простенький программатор - USBASP V2.0. Шью МК через AVRDUDEPROG. Чесно говоря, не совсем понимаю, что мне нужно из строк, которые появляются после команды "считать фьюзы"