Регулировка и стабилизация оборотов

[Prolog]

Добрый день. История такая - есть швейная машина с электронным управлением. Электродвигатель трёхфазный вращается постоянно.
Вал машинки подключается к движку через регулируемую электромуфту. Тормоз - вторая электромуфта. На валу машинки оптический датчик оборотов (типа энкодера). Педаль - типа линейного абсолютного энкодера (можно заменить на обычный резистор). Объясните пожалуйста (желательно пошагово) как можно реализовать управление.

Я это понимаю примерно так:
1 Считываем значение с педали
2 Считываем значение с датчика оборотов (вот тут самая большая проблема. Не знаю как правильно это реализовать)
3 Сравниваем значения и в зависимости от результата увеличиваем или уменьшаем ШИМ на муфте сцепления (некое подобие ПИД).
Там ещё есть пара оптических дисков с датчиками верхней и нижней мёртвой точки, но это уже мелочи.
4 При отпускании педали резко снижаем скорость (ШИМ в 0), доходим до мёртвой точки и кратковременно включаем муфту тормоза.

Подскажите пожалуйста правильный алгоритм считывания импульсов с датчика и превращения их в определённое значение (переменную). Частоты с датчика от 50Гц до 8кГц. При этом реакция на изменение положения педали должна быть практически мгновенной.

[astrahard]

Любой частотный преобразователь все что Вам нужно умеет. Датчик оборотов заводиться в частотник для стабилизации оборотов. Датчик с педали как задатчик стабилизатору оборотов. Тормоз соединяется с сигналом рекуперации. Вроде все. Осталась регулируемая электромуфта можно подключить к выходу частотника и задать условие самостоятельно, например до разгона двигателя от 0- до некоторых минимальных оборотов (20%) не включать, или выключить если обороты упали меньше 20%. Теперь все.

[Родэрик]

[uquote="Prolog",url="/forum/viewtopic.php?p=4128954#p4128954"]Добрый день. История такая - есть швейная машина с электронным управлением. .................. Объясните пожалуйста (желательно пошагово) как можно реализовать управление.[/uquote]
Не совсем понятно, родное "управление" не работает что-ли?
В принципе можно выкинуть электромуфты, соединить двиг напрямую к машинке и уже через частотник крутить двиг. У любого частотника есть вход для потенциометра (педали). Чем больше нажал, тем быстрее крутит, отжал - остановилось. Торможение/разгон настраиваются на частотнике как угодно. Если нет каких-то особых требований по позиционированию, то и никакие датчики тут не нужны.

[Prolog]

Думал про частотник, но потом отмёл. Частотник с обратной связью по импульсам очень дорогой, да и не сможет он полностью выполнять все функции машинки. Машинка может шить с частотой от 0,5 стежков в секунду до 50 (полный привод ) При этом абсолютно идеально поддерживает мощность, рукой не остановить при любых оборотах. Ещё в ней фишка - при отпускании педали игла всегда опускается в нижнюю мёртвую точку, даже если резко отпустить когда игла наверху. Если надавить на педаль "назад" игла поднимается в верхнюю мертвую точку т.е. вал делает ровно пол-оборота.

Не совсем понятно, родное "управление" не работает что-ли?

.

Родное управление начинает работать только когда само захочет, причём нет абсолютно никакой закономерности. Может поработать 30 секунд, а может 2 часа, но глюканёт обязательно. Сразу скажу, что плата почищена, пропаяна, прозвонена и проверена под микроскопом.
Там внутри целый "компьютер", куча логики, какая-то микруха ROM с окошком для стирания УФ, две "сороконожки" и дохрена рассыпухи. На микрухе с окошком надпись AMD 1979 год . Там есть ещё куча выходов на пневматику для обрезки нитки, смены шпульки, реверса материала, оверлока но эти функции не используются и отключены.

Муфты не выкинешь т.к. это цельная система с двигателем. Кстати муфты управляются через полевики от 24в.

Что-то мы отошли от темы. Так кто-нибудь подскажет как точно измерять обороты по импульсам? Подозреваю что через прерывания и таймеры, но вот как точно - ХЗ. Мне не надо писать готовую программу. Просто расскажите последовательность действий при таких "вычислениях" чтобы в результате получить какую либо переменную за максимально короткий промежуток времени.

[astrahard]

Измеряете время между импульсами, пройденный путь Вам заранее известен. Вот вам и обороты. Например, за время t (мс) свершилось половина оборота, тогда за время 2*t произойдет полный оборот. А за время 60сек деленное на 2*t (между импульсами) даст Вам об/мин. А если на оборот 1000 импульсов? тогда делите на 1000*t

[musor]

жеская связь там не прокатит...я не знаю что за машинап у тС но я имел дела стеми где мех муфты счеплени/тормоза тулятся педаалью через тросы

[vlasovzloy]

Начни с питания. Проверь все напряжения пульсации и прочее

[astrahard]

тС хочет лишь понять, как это работает, ничего предпринимать самостоятельно не планируются и об этом высказался. Подозреваю, что начальник хочет быть, вернее не хочет быть обманутым.

[Prolog]

я не знаю что за машинап у тС

Машина примерно такая, комп и двигатель с муфтами точно такие-же. Там две отдельные электромуфты, тормоз и "газ". "Газ" - практически копия сцепления от машины, только притягивается электромагнитом.

Начни с питания. Проверь все напряжения пульсации и прочее

Все напряжения в норме, а вот отследить момент глюка просто не реально. Абсолютно в любую секунду просто перестаёт реагировать на педаль. На муфтах по нулям. Напряжения опять-же в норме. Работать начинает также когда захочет. У меня огромное подозрение, что это программный глюк.

тС хочет лишь понять, как это работает, ничего предпринимать самостоятельно не планируются и об этом высказался. Подозреваю, что начальник хочет быть, вернее не хочет быть обманутым.

ТС как раз думает как реализовать полный функционал машинки т.е. будет делать контроллер взамен старого . Я-бы прицепил LM331 или тахогенератор и измерял-бы напругу через АЦП, но LM331 долго ждать, с тахогенератором это куча возни с механикой, а машинка нужна ну вот прямо здесь и сейчас.
Просто быстрый расчёт скорости от частоты импульсов ещё никогда не реализовывал в МК. Делал только простые цифровые тахометры, но там я получал переменную один раз в секунду, а здесь такое не прокатит.

З.Ы. Про начальника насмешили (я сам себе начальник)

[SSkot]

была тут тема про восьмикрут, думаю будет к месту.
поиск поможет.

[korob]

Да не поможет здесь частотник, динамика управления будет не та. Не зря же в ориганале мотор крутит постоянно, регулировка исключительно муфтами. Иначе никак не достичь нужной динамики управления (ну если только прямой привод BLDC со статором под 24 полюса ).

Prolog, я всё же посоветовал бы разобраться со штатным управлением. На 87,41% уверен что с наскока (без многочисленных экспериментов и определений параметров механики машинки) ничего путного с частотником не выйдет.

[Prolog]

Prolog, я всё же посоветовал бы разобраться со штатным управлением. На 87,41% уверен что с наскока (без многочисленных экспериментов и определений параметров механики машинки) ничего путного с частотником не выйдет.

Боюсь штатное управление помирает и скорее всего в программной части. Там стоит вот такая EPROM со своей прошивкой. Когда первый раз открыл корпус - окошко не было заклеено и наклейки внутри тоже не оказалось. Боюсь до меня кто-то пытался её ремонтировать и возможно "засветил" кристалл. А может уже просто помирает от старости. Частотник я использовать не буду. Хочу просто восстановить полную логику работы машинки но на современном хорошем МК т.е. сохранить все муфты, датчик импульсов на валу, концевые датчики и т.д.

Вот думаю прокатит-ли такая фигня?
Запускаем в МК таймер со счётчиком с максимальной частотой. По внешнему прерыванию с датчика на валу сохраняем переменную счётчика и обнуляем его. Дальше в ПИД или скорее ПИ регулятор с коэффициентами сравниваем с переменной полученной с педали (АЦП или линейный абсолютный энкодер), и выводим через ШИМ на муфту. Тормоз и концевые точки это уже простая логика.

[korob]

Ну так если пока ещё совсем не умерла с неё можно снять информацию и записать на новую.

P.S

Как снимать информацию с умирающих (именно умирающих, а не умерших) это уже другой вопрос, но он решается.

[musor]

в старых прогерах времен 80х был режим долгой считки позволяющий вычитать даже плавающие биты при этом получалось 2 дампа стабилный и налагаемый на него -плавающий дале уже придется оченить что из плавающего должно плават а что быт 0 или единицей
и да те плавающие биты попытка защиты фирмвыари на железе тех лет... не факт что оно там действително было в серийке но в поделках кулибиных и коперативоф встречалось
да вкратце опишу алгоритм кадый бит/байт адреса считывался скажеи 500/1000 раз если при этом вероятность 0 или 1 была равна скажем 99.99* то бит принимал сответствующе значение а вот если вероятность ниже 85% есть подозрени на плавающие биты при 40-60%вероятности бит точно плавающий
реш шла о свежеписаных чипах от сьтарения все менялось и нормалные биты могли стать плавающими... но теми методами можнго считтать даже умирающую ROM

[korob]

был режим долгой считки позволяющий вычитать даже плавающие биты...

Именно про него и речь.

[musor]

я тоже каи korob, считаючто создать управления станком с 0 не имея наработок почти нереално
можно к веторному частотнику прилатить малошаговый энкодер обратной связи но и это не самый лучщий режим для мотора прежде всего тяжко будет ему потому так в проме и не делали некогда это небытовуха где рулят прямо мотором

[Родэрик]

[uquote="Prolog",url="/forum/viewtopic.php?p=4130725#p4130725"]....... но на современном хорошем МК[/uquote]
Ну хоть что-то будет современным..... Правда не все оценят такой подход, кто-то может сказать: "не зря же туда поставили древний мк ...."

Что касается "прокатит ли такая фигня" - легко прокатит. Тут важнее, чтобы фигня соответствовала задаче, была результатом её полного понимания. Ты говоришь, что хочешь измерять обороты. Хорошо, допустим измерил. И на что (и как) это должно влиять, есть понимание?

[Prolog]

Понимание как раз есть. Уже не раз делал стабилизаторы оборотов на МК, но только всегда получалось, что обороты измерялись ввиде напряжения (с тахогенератора или отражённое напряжение якоря). Логика работы-то на самом деле простая. Если не вдаваться в подробности вычислений то получается - берём значение с педали, берём значение с вала машинки, сравниваем их и в зависимости от полученного результата усиливаем или уменьшаем прижим муфты. Фсё! По сути пропорциональный регулятор.

[Родэрик]

Насколько я понял твой основной вопрос в этом:
[uquote="Prolog",url="/forum/viewtopic.php?p=4128954#p4128954"]....
Подскажите пожалуйста правильный алгоритм считывания импульсов с датчика и превращения их в определённое значение (переменную). Частоты с датчика от 50Гц до 8кГц. При этом реакция на изменение положения педали должна быть практически мгновенной.[/uquote]
Насколько? в цифрах.
Один из вариантов для тебя мог бы выглядеть так: запускаешь таймер на 125мс и по каждому его перезапуску смотришь сколько периодов накопилось за это время.
Но при таком методе инфу по оборотам ты будешь получать с задержкой в те самые 125мс. Это время можно уменьшить и заодно улучшить реакцию на изменение, запустив параллельно несколько таких таймеров со сдвигом начала отсчёта. То есть будешь расплачиваться оперативой за быстроту.

[Prolog]

Ооо.. Спасибо тебе добрый человек !
Буду потихоньку проектировать. Думаю около 100мс таймера должно хватить с таким разрешением датчика импульсов.

Кстати вот осциллограммы с муфты (поймал момент когда она заработала).


Похоже, что ЧИМ.
Кому интересно вот ещё фоток сделал.



А вот и сам датчик, стоящий на валу машинки.



Пока что заставил работать дендрофекальным методом. Не очень удобно, но хоть как-то надо работать пока разбираюсь. Понижайка на XL4016 прямо на муфту и внешний ползунковый резистор на педаль. Как ни странно работает, из чего делаю вывод, что муфта очень неприхотлива и ШИМ ей тоже понравится. Но дендрофекальный он на то и дендрофекальный... Стабилизации оборотов нет, как и поддержки мощности на валу. Тормоз не работает, тормозит по инерции (пара стежков). Нет поднятия и опускания иглы в мёртвые точки. Так что пока так.