Vad saknar detta enkla schema samt hjälp med val av Arduino

[Magnus_K]

Hej!

Sitter och skissar lite på ett ganska enkelt schema men ville ändå höra mig för vad jag missar.
Mitt första schema syns nedan men jag tror det behöver lite förklaring:

• - Till vänster är 4 st LDR:er. Då jag inte fått hem dom än så vet jag inte lämpligt spänningsdelningsmotstånd, därav saknas detta värde i nuläget. Oavsett så plockas värdet in på 4 st ingånger till en µC.
  
  - Till höger är 4 st små DC-motorer. Dessa hade jag tänkt strömreglera genom en MOSFET. Regleringen sker genom ett shuntmotstånd och spänningsfallet återmatas till µC:n som sedan driver gaten genom en D/A-utgång.
  Jag fick bara plats med gate och pulldown-motstånden på "första" MOSFET:en men detta ska sitta på alla.
  
  - Matningen är i nuläget 2 st AA eller eventuellt 2+2 AAA. I vilket fall så siktar jag på 3V matning.
  
  - µC är ej bestämt än men fråga om detta kommer nedan

Frågor:

1. Då dessa motorer eventuellt kommer slås på och av i ganska rask takt (kanske runt 1Hz) så gissar jag att det kan producera en hel del störningar. Vad kan jag göra för att inte introducera detta på varken matningen eller skada MOSFET:en?

2. När det kommer till µC så lutar det åt Arduino-hållet i nuläget men det jag skulle behöva hjälp med är om ni vet något litet Arduino-kort som jag kan gå lågt på med matningen (2V?) samt innehåller minst 8 A/D-kanaler och 4 st D/A kanaler?

DSC_2948.JPG

[Klas-Kenny]

Koppla ett lågpassfilter på din strömmätning, annars kommer du att få en väldigt svår spänning att mäta på (om man inte vill sampla snabbt och göra en massa signalbehandling i mjukvara), dels för att vanliga DC-motorer inte drar en riktigt konstant ström utan den går en hel del upp och ner tack vare kommuteringen. Dessutom så kommer du ju inte att reglera strömmen linjärt, utan switcha med PWM (antar jag, annat är ineffektivt och förhållandevis svårt att göra, de "analoga" utgångarna på tex. en arduino är just PWM), och strömmen kommer ju att följa detta.

Så ett enkelt RC-filter kan nog göra susen där. Sen vet jag ju inte hur stora motorer vi pratar om, men 10 ohm låter mycket som shuntmotstånd, men det beror som sagt helt på storlek på motor.

Och så borde du nog flytta på pull-down-motstånden till andra sidan av seriemotstånden, annars kommer du ju att skapa en spänningsdelare och inte få ut full spänning fram till gate'n. Du har låga spänningar som det är för att styra just FET'ar, så du vill nog ha allt du kan få.

För att bli av med störningar och annat så är en enkel snubberdiod parallellt med varje motor effektivt när man bara kör dem i en riktning. Kanske parallellt med en RC-snubber om man vill vara extra noga.

[hcb]

Vad är anledningen till att du vill reglera motorerna på det viset? Jag säger inte att det är fel, jag är bara nyfiken.

[Icecap]

Har en ATmega så pass många D/A-utgångar? Normalt är ju att styra med PWM.

Och man kan ju styra med PWM om man bara ser till att frekvensen är hög nog och att current-feed-back går genom ett RC lågpass filter.

[Wedge]

En Arduino LilyPad är inte mycket mer än en processor, och processorn i sig klarar ner till 1,8V matning.
Problemet är att Arduinokorten (alla?) har extern kristalloscillator, och ju lägre spänning desto lägre frekvens klarar den. Arduino Pro Mini 3,3V och LilyPad (och måhända ännu flera) har 8 MHz istället för 16 som på den "vanliga" Uno. Vid 2 V får man nog problem. Den interna oscillatorn kanske funkar.

[Magnus_K]

Ni ska ha tack för alla bra förslag.

@hcb:
Vet inte riktigt. Ville försöka varvtalsstyra motorerna och detta var det första sättet som slog mig.

Motorerna är små-små 3V excentermotorer (vibratormotor till mobiltelefoner). Igår vid provkörning så verkar dom dra kring 65 mA vid 3V och stabiliserat varvtal.

Hela tanken med kretsen är att vibrera allt starkare ju mer ljus LDR:erna utsätts för.
Ni har nog helt rätt i att PWM-styra motorerna istället. På så sätt kan jag sätta specifika duty-cycles för vissa ljusintervall. Det behöver inte vara helt steglöst men om man kan få motorn att variera i 10 steg blir bra.

I och med denna ändring så är jag ju bara i behov av 4 st PWM-utgångar och 4 A/D-ingångar vilket gör att jag kan använda Arduino Pro Mini, om jag då använder intern oscillator istället. Måste dock läsa mer i databladet om det.

Med tanke på vad ni säger så kommer jag göra följande modifieringar och återkomma med schema lite senare:

- Ta bort strömmätningsfunktionen
- Rita in ett RC-filter mellan PWM-utgång och gate
- Rita in en snubberdiod parallellt med varje motor

[Klas-Kenny]

Vet inte riktigt. Ville försöka varvtalsstyra motorerna och detta var det första sättet som slog mig.

Strömmen en motor drar är inte riktigt relevant för just varvtalet. Strömmen är där emot proportionerlig emot vridmomentet så visst, om du belastar en motor som drivs med en viss spänning så kommer det ju att ha ett visst samband, men inte med en konstant last som det väl handlar om här.

I övrigt, RC-filter mellan PWM-utgång och gate är inte jättelämpligt, det kommer bara göra att du får långa stig- och falltider på gaten och således långsamma avslag -> ökad effektförlust och där med värme i FET'arna. Det ger ju förvisso även något minskade störningar, men dem tar man nog effektivare hand på andra sätt som tidigare nämnt.

[hcb]

Även om du tar bort själva mätfunktionaliteten tycker jag att du skall behålla mätmotståndet och förbereda för strömmätning, gärna med ett lågpassfilter som det tipsats om tidigare. Då är det bara att skriva koden kvar

Anledningen att praktiskt taget alla motorstyrningar använder pulsbreddsmodulering i stället för att köra transistorerna i det linjära området är för att det ger _mycket_ mindre förluster. Med linjär reglering skall all förlusteffekt brännas bort i transistorn. Kanske inte ett stort problem vi 3 V och 65 mA, dock.

[lillahuset]

Tre volt är ganska lite om man vill kunna mäta spänningen över ett motstånd mellan source och jord och samtidigt bottna fetarna.

[hcb]

Just ja, det var den lilla detaljen. Ja, då är det nog bäst att skippa den biten.

[Magnus_K]

Blandade ihop vad ni menade men om vi hoppar över biten med ström-mätningen så borde det alltså räcka med att driva en motor enligt nedan?
Jag läste lite om just RC-snubbers och det verkar både krångligt att räkna på samt att jag förstod det som att frihjulsdiod räcker när man bara kör DC, stämmer det?

Jo tänkte testa med 3V först. Ska kolla under kvällen om det ens finns några MOSFET:s som leder bra vid den här spänningen. Om inte annat måste jag tänka om.

DSC_2950.JPG

[lillahuset]

BSS138 är både billig och bra. På håret med VGS 2V. Vi använder sådana men har 3,3V att skicka på.
http://www.digikey.com/product-detail/e ... ND/4162471

[Magnus_K]

Kanon, tack för tipset!
Kikade i databladet och det kan ju bli lite på gränsen men ändå räddad av att vi pratar ganska små strömmar.