Вращающийся трансформатор СКВТ

[asvhmao]

Хочу по играться с двигателями, кто их сервоми называет, кто без щёточными.
Есть у них датчик положения вала, трансформатор с тремя обмотками, на одну подаётся сигнал, с двух других снимается синусный и косинусный результат. Подробности как работает есть на буржуйском видео.

Спойлер

Частота в документации пишут 5кГц, напряжение 7V. Сопротивление первичной обмотки 46 Ом, вторичные по 32 Ома.
Генератор для синуса думаю сделать на XR2206, а вот какой применить для первичной обмотки усилитель, и что делать с вторичными обмотками, пока не определился. Зависимость от температуры и погрешностей на результат показания исполнительного устройства, тоже пока не известен.
Рад буду выслушать любые предложения по аналоговой части.

[HochReiter]

Лучше трансформатор перевернуть: две первичные обмотки запитать синусом и косинусом, на вторичной будет напряжение постоянной амплитуды с фазой, пропорциональной углу поворота. Так оно стабильнее и точнее.

[asvhmao]

О как оно, интересно. А по конструктивному исполнению есть какие-то примеры для посмотреть, какую элементную базу применяют в подобных устройствах?

[HochReiter]

Потешил ностальгию:. На https://www.chipmaker.ru/files/file/12452/ скачал альбом схем УЧПУ 2С42, субблок SB-455 - питание датчика. На вход подаётся меандр, полосовой фильтр выделяет первую гармонику-синусоиду, транзисторный усилитель. SB-457, внизу схемы - приёмник сигнала с датчика. Полосовой фильтр с Q=10 и K=1, после него компаратор. Схема, конечно, древняя, но для общего ознакомления сойдёт.

[asvhmao]

Ага, спасибо. Как доберусь до компьютера погляжу этот архив. А там может ещё какие глупости придумаю.

Добавлено after 2 hours 51 minute 36 seconds:
Да и синус с косинусом это на 90° надо сместить один сигнал относительно друг друга?

[ПУХ]

[uquote="asvhmao",url="/forum/viewtopic.php?p=3548829#p3548829"]Зависимость от температуры и погрешностей на результат показания исполнительного устройства, тоже пока не известен.
Рад буду выслушать любые предложения по аналоговой части.[/uquote]Погрешность самого трансформатора очень мала, но вот электроника вносит существенные погрешности, именно поэтому все конденсаторы в аналоговой части стоят слюдяные, в формирователях синуса-косинуса. Если интересно завтра смогу сфотографировать как это выглядит в натуральном виде. Если просто поиграться, то интересно, а если реальный проект, то лучше откажитесь. Хотя, какие точности по углу Вас устраивают. У нас давно перешли на оптические датчики Лир 158. Но одну плату я по моему оставил, это была целая эпоха.
PS. Датчики лир, покрайней мере у нас, от 100 импульсов на оборот до 2500. Так что точность по углу можно получить практически любую. Да и стабильность высокая, всё-таки цифровая техника, импульсы с датчика уровня ТТЛ, но можно заказать и 15 вольт, есть ноль метка. В общем существенно лучше аналоговой.

[сэм53]

Оптические гораздо точней . Есть разные по количеству импульсов за оборот. У меня валяются от 1000 до 3000. (кажется ВЕ марка) Когда-то хотел на анемометр присобачить, чтобы направление ветра показывал для яхты, но современная техника опередила самодельщиков.

[ПУХ]

[uquote="сэм53",url="/forum/viewtopic.php?p=3549627#p3549627"](кажется ВЕ марка).[/uquote] ВЕ уже давно сняты с производства, хотя надо отдать должное очень надёжные, до сих пор работают и не жалуемся. Но время идёт и на смену им пришли ЛИР, в ссылке которую я привёл указаны именно они.

[asvhmao]

ПУХ для начала хочу просто по играться, а там посмотрим. Оптика наверное штука хорошая, с таким количеством линий, но чтоб как привод использовать, их столько не надо наверное. А вот положение определить перед стартом и неприхотливость к пыли это наверное плюс тех датчиков которые есть.
Про стабильность схемы, хочу сразу попробовать сделать по методу как HochReiter посоветовал, в теории вроде как по проще всё это даже будет осуществить.
Если совсем не получится, то в моём случае проще будет на датчики холла перейти чем на оптику.

[HochReiter]

Датчик, как я понял, уже встроен в двигатель. Точность у ВТМ не такая уж плохая. Самый древний из знакомых мне, ВТМ-1М, обеспечивал один градус, после коррекции RC цепочками ещё лучше, на уровне оптических 300-1000 имп/оборот.

Добавлено after 16 minutes 10 seconds:

Про стабильность схемы, хочу сразу попробовать сделать по методу как HochReiter посоветовал

Я не советовал, а рассказывал, как это делали в прошлом веке. Сейчас у меня были бы МК --> два канала ЦАП --> hi-fi стерео. Усилитель - ОУ и пара транзисторов.

Ещё немного потешил ностальгию: нашёл старое "Удостоверение на рац.предложение "Замена датчиков ДЛМ-11 на ВТМ-1" 17.06.1988г. Давненько я не имел с ними дело, сейчас всё больше оптические: они и точнее, и дешевле. Прецизионные обмотки подгоняли, наверное, вручную.

[asvhmao]

HochReiter т.к. пока пытать вопросами больше некого, позадаю вопросы вам. По игрался немного с бесщёточными двигателями недавно, сейчас на обмотки двигателя большого думаю подавать такой же способ питания. Я правильно поступаю? От синусоиды обмотками плохо и греются даже.

https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php ... 8#p3519770

И с оптическими датчиками, как они понимают в какой момент какую обмотку дёргать надо? Или там перед основной работой ориентируются по контрольной метке какой-то?

[HochReiter]

Что за двигатель? Шаговый?

У оптических датчиков есть второй круг, на нём одна метка, так и называется "нуль-метка".

[asvhmao]

3х фазный какой-то. На барахолке обзывали двигатель сервой, как правильно называется не знаю. Чёрненький, квадратненьки, 2 кВт, 3000 оборотов.



http://www.wiki-kollmorgen.eu/wiki/DanM ... SMbm_e.pdf

[HochReiter]

Суровая игрушка.

[Дмитрий М]

В инете много информации по синус-косинусным трансформаторам. Но пишут что там нехилые аппаратно-программные ресурсы нужны и делают модули для работы с ними на серьёзных ПЛИСинах для обеспечения скорости работы. Видел проекты такие в сети, дипломная работа вроде даже была выложена. То есть это не один ОУ поставить и всё.. там сложно всё.

[asvhmao]

Ну мы лёгких путей не ищем. Вон буржуи занимаются такими вещами, почему бы нам не попробовать?

https://github.com/rene-dev/stmbl

Тем более я в этой теме хотел спросить про аналоговую часть, а тут всяких бонусов с информацией накидали. Надо заниматься, делать. Ну и как писал ранее, точное позиционирование мене не надо будет, в матиматике будет полегче.
Даже были мысли, нарисовать диск с тремя кольцами, где позиция чёрных и прозрачных дорожек на нём будет показывать текущее положение, как у обычных безщёточных моторов (вместо магнитов и датчиков холла).

[Дмитрий М]

Ну если уйти от СКТ то в каждом струйнике стоит (по крайней мере раньше видел) такой оптический энкодер. Безкорпусной, но диск со штрихами и ФСУ есть.

[HochReiter]

То есть это не один ОУ поставить и всё.. там сложно всё.

В моём варианте образца 1988г было аж 4 ОУ, 2 компаратора и 8 транзисторов ПЛИСин в те годы еще не было, была простая логика 155 серии.
В ВТМ две взаимоперпендикулярных обмотки, они запитываются одинаковыми по амплитуде и сдвинутыми на 90 градусов синусоидами sin(W*t) и cos(W*t) соответственно (W=2*pi*f - угловая частота). Если выходная обмотка повёрнута на угол A, то на ней с точностью до коэффициента sin(W*t)*cos(A)+cos(W*t)*sin(A) = sin(W*t+A). При вращении ротора амплитуда выходного напряжения не меняется, меняется фаза в соответствии с углом поворота A. Фаза измеряется элементарно: компаратор отлавливает момент перехода синусоиды через ноль, таймер измеряет время, начиная от перехода через ноль исходной синусоиды. Полосовой фильтр между выходной обмоткой и компаратором уменьшает помехи от двигателя и проч.

Даже были мысли, нарисовать диск с тремя кольцами, где позиция чёрных и прозрачных дорожек на нём будет показывать текущее положение

Три кольца - это погрешность 45 градусов. (см. "абсолютный энкодер" и "код Грэя") Лучше 4.

[asvhmao]

Первый вариант, взял драйвер HCPL3120, подал меандр, кручу вал двигателя, синус и косинус как в предыдущем кино ростут, убывают, меняют фазу на 180°



Задал на показометре развёртку ХУ, получилась палка, которая крутится вместе с вращением вала.



Второй вариант. Взял два драйвера, подал сигнал со смещением в 90°, да фаза плывёт, но при переходе каждой четверти сигнал изменяет свою амплитуду от мин. до мах. в три раза.



Добавлено after 1 hour 10 minutes 44 seconds:

Три кольца - это погрешность 45 градусов.

Я имел в виду про такого вида датчик, вместо магнитиков.

[HochReiter]

сигнал изменяет свою амплитуду от мин. до мах. в три раза.

У меня две версии: или сигнал подаётся на разные обмотки, одна подвернулась вторичная, или сигнал неправильный: неодинаковые амплитуды или фазы отличаются не на 90 градусов. В режиме X/Y синус и косинус выглядят, как окружность. И третья версия: на обмотки подаётся синус или прямоугольник? Параллельно с выходной обмоткой конденсатор - LC-фильтр выделяет первую гармонику, резистор уменьшает излишнюю добротность. Можно попытаться и на первичках поймать резонанс, если лень делать синусоиду другим методом.

Я имел в виду про такого вида датчик, вместо магнитиков.

У такого датчика, как и у магнитиков тот недостаток, что его нельзя сдвигать на ходу, вносить коррекцию в зависимости от скорости.