» » » Atmel U211B - контроллер оборотов двигателя от стиралки для домашнего станка

 
 
 
11

Atmel U211B - контроллер оборотов двигателя от стиралки для домашнего станка

Разместил Yamazaki 9 августа 2017. Просмотров: 3 606

Atmel U211B - контроллер оборотов двигателя от стиралки для домашнего станка

Моя новая датагорская статья посвящена теме о превращении электродвигателя от стиральной машины в электропривод с поддержанием частоты оборотов и набором защит для небольшого токарного станочка.

Хитрый и полезный чип Atmel U211B нам в помощь. У кого имеется старый движок без дела — смело к паяльнику. Далее описана практическая реализация контроллера для его запуска и регулировки оборотов.

Интро

Всё началось с удачного приобретения: маленького токарного станочка. Точный, не раздолбанный грубым обращением, но вот с приводной частью была беда. Предыдущий владелец использовал, по всей видимости, обычный асинхронный двигатель, а обороты регулировал перекидыванием ремня с одной пары шкивов на другую. Это лучше, чем ничего, но всё-таки далеко не самый правильный подход.

Нам хотелось иметь возможность регулировать обороты в широких пределах, что позволяет обрабатывать заготовки разных диаметров с одинаковой лёгкостью.

Мой двигатель от стиралки

В современных стиральных машинах применяются двигатели, которые отлично подходят для решения этой задачи. Существует много моделей, но все их объединяют некоторые конструктивные особенности: они щеточные, с последовательным возбуждением и имеют датчик оборотов! А ещё шкив под поликлиновый ремень. Такие разные и такие одинаковые…
Мне попался такой, итальянский, 350-14000 оборотов:

Atmel U211B - контроллер оборотов двигателя от стиралки для домашнего станка


Датчик оборотов

С обратной стороны видим датчик оборотов.

Внутри он выглядит примерно так:

Это просто маленький генератор переменки. Задача состоит в том, чтобы подсчитать количество импульсов, если по каким-то причинам они следуют слишком медленно, контроллер «поддает газу» пока обороты не придут в норму.
Благодаря обратной связи можно крутить двигатель даже очень медленно, не теряя в крутящем моменте.

Не забывайте, чтобы дать значительную нагрузку двигателю, нужно использовать дополнительный вентилятор охлаждения, т.к. производительности родной крыльчатки на низких оборотах не хватает.

Электроника. Почему Atmel U211B?

Довольно популярен похожий контроллер на TDA1085. Одну и ту же схему и плату перепечатывают по всему интернету, и у всех она работает, кроме меня. unknown К сожалению, мне так и не удалось ничего от него добиться. Похоже, или микросхемы были слегка поддельные, или просто руки кривые.
Останки неудачного макета:


Микросхема U211B от Atmel обещала точно такой же функционал, но схема немного проще, плата немного проще, настройка существенно проще.
Смотрите сами:



Существуют версии схемы на U211B для работы с оптическими датчиками и датчиками Холла. Примеры различных применений можно найти в документации на микросхему (см. архивы к статье). Тех, кто хочет глубже разобраться в теме, ещё раз отсылаю к даташиту.

Настройка контроллера оборотов и защиты

Честно говоря, нельзя наверняка сказать, что эта схема идеально подойдет вашему двигателю.
Дело в том, что двигатели всё-таки, при всей своей похожести, разные и чтобы всё работало правильно, нужно внимательно вчитаться в даташит и высчитать каждый номинал. Каюсь, я не стал этого делать. Уже надоела вся эта возня с TDA1085, хотелось просто включить и услышать наконец работу мотора! Я внес изменения только в той части, которая отвечает за вход с датчика и подобрал R3, R16, R17 и С11. Прокатило, как ни странно.

Резистор R3 (0,47 Ома 2 Вт) играет роль токового шунта, по нему защита определяет перегрузку. Он выбирается в зависимости от мощности двигателя по формуле из даташита. У меня резистор набран из двух 5-ваттных "белых кирпичей" по 0,22 Ома последовательно. Уж что было под рукой в момент сборки. bye

Подстроечник R8 задаёт чувствительность защиты. Мне пришлось его открутить почти до конца вправо, похоже номинал R3 всё-таки великоват. На среднем положении R8 двигатель вообще не стартовал.

Подбором R16, R17 устанавливаются минимальные и максимальные обороты.

Подстроечник R10 задаёт минимальное напряжение на двигателе. Если вы даже закоротите R16 и переменником R15 выставите обороты в ноль, мотор будет продолжать крутиться от этого напряжения, но без стабилизации оборотов.

Если вал двигателя остановить, контроллер это поймет и попытается его перезапустить импульсами полной мощности. Сначала короткими, потом более длинными.

С11 — задающий элемент преобразователя частоты в напряжение. В зависимости от того, сколько импульсов на 1 оборот дает датчик, он может отличаться в очень широких пределах. В нашем случае 22 нФ работает нормально.

Электродвигатель в работе, фото и видео

С этими номиналами всё крутится отлично, двигатель испытан в реальной работе.






На видео есть попытка дать нагрузку на вал рукой. Не повторяйте такого хулиганства, не нарушайте ТБ!


Файлы

Даташит Atmel-U211B.pdf 1,76 Mb ⋅ 28
Чертёж платы (lay6) автора - U211B-driver.7z 14,17 Kb ⋅ 12
Чертёж платы (lay6) доработал И. П. Котов - datagor-u221b-20-08-2017.7z 18,41 Kb ⋅ 23
Спасибо за внимание!
Сергей (Yamazaki)
Ульяновск
Профиль Yamazaki
Запах канифоли здорово прочищает мозги, поэтому я с паяльником не расстаюсь со школы. Мастер на все руки и на всю голову.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 66

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Домашний CNC. Часть 1. Драйвер шагового двигателя для мини-станка с ЧПУ... При конструировании очередного станка с ЧПУ, а попросту 3-х осевого фрезерного-сверлильного...
Схема на Датагоре. Новая статья Пресостат стиральной машины - датчик уровня воды... Приветствую, сограждане-датагорцы! Написать статью я решил после публикации Дмитрия (bdna) «Датчик...
Схема на Датагоре. Новая статья Станок для сверления печатных плат из каретки принтера... У меня был МФУ Эпсон, умер в нём сканер (полетела матрица) и ремонт оказался слишком дорог....
Схема на Датагоре. Новая статья Руководство по созданию фрезерного CNC ЧПУ станка. Глава 1. Электроника станка... Всем доброго времени суток! А вот и я с новой частью своего рассказа о ЧПУ - станке. Когда начинал...
Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам станочек для намотки + счетчик витков из калькулятора: быстро и сердито... Понадобилось мне в один прекрасный день намотать катушки, и сразу же возник вопрос как считать...
Схема на Датагоре. Новая статья Как я сделал станочек для намотки трансформаторов, простой и точный... Прошло почти два года после моего вселения в наш Дата-город. Пришло время отсчитаться о проделанной...
Схема на Датагоре. Новая статья Станок с электроприводом для бифилярной намотки звуковых трансформаторов тонким проводом... Вот и наступил очередной этап моего радиоваяния – изготовление предусилителя с трансформаторными...
Схема на Датагоре. Новая статья Электронный регулятор оборотов микродрели от Александъра Савова... Да, это моя дрель и почему то все пугаются когда её видят. Ну жалко мне пока денег на нормальный...
Схема на Датагоре. Новая статья Управление шаговым двигателем с ПК... Драйвер для шагового двигателя, который управляется с персонального компьютера. Привет всем! Решил...
Схема на Датагоре. Новая статья Однофазный привод постоянного тока... В основе разработки электропривода лежит принцип работы следящего привода с одноконтурной системой...
Схема на Датагоре. Новая статья Универсальный привод с Системой Импульсно — Фазового Управления... Регулятор служит не только для плавного регулирования оборотов двигателя постоянного тока, но в...
Схема на Датагоре. Новая статья Руководство по электрическому оборудованию автомобилей. A. Трантер... Эта книга предназначена дли тех, кто хочет понять работу электрических и электронных систем...
<
  • Автор
9 августа 2017 08:20

Владимир Мосягин / MVV

Ответить
  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 163 комментария
  • 40 публикаций
 
Сергей, очень удачное решение! yahoo

У меня есть положительный опыт работы еще с одним чипом Atmel Т2117.
Это ИС управления симисторным ключом с коммутацией при переходе через ноль и функцией регулировки мощности, отдаваемой в нагрузку.
Малый уровень помех, возможность работы в схемах стабилизации температуры, регулировки мощности паяльников, ламп накаливания и пр.

С микросхемой tda1085 непонятки. Неужели нельзя заставить ее работать?

<
  • Гражданин
9 августа 2017 09:16

Сергей / Yamazaki

Ответить
  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 151 комментарий
  • 4 публикации
 
С микросхемой tda1085 непонятки. Неужели нельзя заставить ее работать?

Можно. Огромное количество людей их запускали и всё работало. Почему именно не работало у меня, не знаю и знать не хочу. Поскольку лежат заведомо рабочие u211b - 4 штуки из той же партии, на ближайшие годы я едва ли буду возвращаться к 1085.

есть положительный опыт работы еще с одним чипом Atmel Т2117.

Спасибо, добавил даташит в коллекцию.

<
  • Гражданин
9 августа 2017 13:18

Сергей / Yamazaki

Ответить
  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 151 комментарий
  • 4 публикации
 
Маленькое замечание по приводному ремню:
Родной ремень от стиралки слишком длинный, но такого типа (PJ, шаг 2.34мм) подходит ремень от мини-бетономешалки. Он короче и шире.

<
  • Гражданин
13 августа 2017 12:28

Сергей / s237

Ответить
  • С нами с 25.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 36 комментариев
  • 3 публикации
 
Отличная работа. Плюсую
Жаль, не успел себе забрать такой станочек, называется "Школьный". Цифры не помню, но настольный.

<
  • Прохожий
16 августа 2017 18:37

/ Николай

Ответить
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
Здравствуйте.
Схема очень понравилась, изучаю на предмет повторения. Не уверен, но R5 и R6 кажется местами надо поменять (на печатке) и VD2 на 180 (полярность).
С уважением.

<
  • Гражданин
16 августа 2017 21:20

Сергей / Yamazaki

Ответить
  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 151 комментарий
  • 4 публикации
 
Николай, спасибо за внимательность!

<
  • Главный редактор
17 августа 2017 06:34

Игорь Котов / Datagor

Ответить
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 790 комментариев
  • 268 публикаций
 
Печатка поправлена, файл перезалит.

<
  • Прохожий
18 августа 2017 23:44

/ Николай

Ответить
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
Еще пара вопросов по печатке:
R4 имеет значение куда идет - к R1 или к R5?
И ткните носом - не могу найти С4.
Спасибо заранее.

Спрошу за печатку: в каком исполнении DIP или SMD .
Многие в смешаном, хочу без "мелкоты", размеры платы не сильно критичны.

<
  • Главный редактор
19 августа 2017 13:53

Игорь Котов / Datagor

Ответить
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 790 комментариев
  • 268 публикаций
 
Цитата: Николай
Спрошу за печатку: в каком исполнении DIP или SMD

Николай, выше есть картинка печатки. Элементы смешанные, больше половины - мелкота, как вы выражаетесь. lol

<
  • Главный редактор
20 августа 2017 16:16

Игорь Котов / Datagor

Ответить
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 790 комментариев
  • 268 публикаций
 
Привет, дрУги!
Внесены правки в схему. Файл заменён.

А ещё я доработал чертёж ПП на досуге.

Разложил всё правильно по слоям (две шелкухи, медь).
Упорядочил все отверстия и пады.
Упорядочил, привёл к одному стилю, разложил все надписи.
Подписал неподписанное, подписал триммеры.

И т.п. Короче, заполировал с любовью. yahoo

Плата готова к заводскому изготовлению. Угощайтесь в файловом разделе внизу статьи.

<
  • Гражданин
20 августа 2017 17:06

Сергей / Yamazaki

Ответить
  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 151 комментарий
  • 4 публикации
 
Datagor, красота yahoo

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой
  • smilelolbyewinkyahoocoollaughing
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashguitar-manhandshake
    musicnegativenopardonshoksleepunknown
    wackoyawnblushbullyhashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.