Autor Tema: Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx  (Leído 4729 veces)

Desconectado Pathfinder

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #15 en: 21 Julio 2018, 20:37 »
Si ves peros en el uso de trifásicos en las condiciones que dices, yo personalmente sí que estaría interesado en conocerlos, puesto que a nivel de hobby seguramente más de uno comeremos imprudencias o errores por la falta de conocimiento que un profesional tiene. Y si hay consecuencias negativas, creo que con mayor motivo nos interesa estar atentos.

Aumque mi petición, solo si te interesa comentarlo, pues tu hilo va sobre otros asuntos.

Desconectado Xanito

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #16 en: 21 Julio 2018, 20:44 »
👍

Sí, me expresé mal, me refería a que el lazo lo cerrase un encoder.

Es pura curiosidad. Yo trabajo en ascensores, y una reforma muy típica que me toca hacer es el cambio completo de la maniobra de control.

Cuando ésta es con variador, hasta hace unos años nunca poníamos encoder, y la regulación la hacía bien. De unos años para acá siempre me toca acoplar un encoder, cosa que me fastidia bastante, no suele ser fácil, pero lo cierto es que con él la confortabilidad de uso es mucho mejor y a la larga da muchos menos problemas, con la misma maniobra y variador.

Y trabajo para una multinacional, con muchos ingenieros.
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Desconectado Valen

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #17 en: 21 Julio 2018, 21:02 »
Y trabajo para una multinacional, con muchos ingenieros.

jajaja bueno, yo también soy ingeniero industrial, e ingeniero técnico industrial, e incluso FP2 y FP1. No voy a denostar el trabajo de tus compañeros ingenieros, que seguro que son unos grandes profesionales.
Lo que hace vuestro encoder, en cuanto a medir la velocidad, yo lo hago con un estimador matemático basado en pura ingeniería eléctrica y los resultados de ensayos de máquinas. Si además usáis el encoder para conocer la posición exacta, entonces no hay más remedio que ponerlo, claro. Bueno, también hay estimadores de posición, pero lo lógico en un ascensor es un encoder, por su precisión.

También tengo que agradecer la ayuda de mi hermano, que es Doctor Ingeniero Industrial, y profesor especializado en control de máquinas eléctricas, en la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid, con multitud de publicaciones y patentes internacionales sobre control de máquinas, y que me resuelve cualquier duda en cinco minutos.

Entre unas cosas y otras, el proyecto emplea las técnicas más avanzadas de regulación y control, y esa es una de las razones por las que me gusta tanto.
« última modificación: 22 Julio 2018, 17:13 por Valen »
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Desconectado Valen

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #18 en: 21 Julio 2018, 21:04 »
Si ves peros en el uso de trifásicos en las condiciones que dices, yo personalmente sí que estaría interesado en conocerlos
Te he enviado un mensaje privado, con mi opinión sobre este asunto. Son simples valoraciones personales.
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Desconectado Xanito

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #19 en: 21 Julio 2018, 21:26 »
Ya suponía que eres ingeniero. ;D

De tu placa de control he leído maravillas.

Hace poco que me he hecho con un cabezal de BF 20, Y todavía no tengo claro qué acabaré haciendo con él. Parece que con tu placa los motores no se queman, tampoco creo que vaya a hacer un uso muy exigente de la misma...
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Desconectado -Eduardo-

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #20 en: 22 Julio 2018, 03:14 »
Buen proyecto pero hay cosas que no entiendo, como el micro "sabe" las rpm, con sensor de efecto hall?. El software seria algo parecido al control PID de arduino?. https://www.youtube.com/watch?time_continue=60&v=9-YSBd1G6VA. La tensión la controlas por PWM  o la subís y bajas de acuerdo al requerimiento?. Podrías subir el circuito?.

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #21 en: 22 Julio 2018, 08:19 »
Buen proyecto pero hay cosas que no entiendo, como el micro "sabe" las rpm, con sensor de efecto hall?. El software seria algo parecido al control PID de arduino?. La tensión la controlas por PWM  o la subís y bajas de acuerdo al requerimiento?. Podrías subir el circuito?.
Hola Eduardo,
la velocidad de un motor de continua es linealmente dependiente de la corriente consumida, por lo que conocida ésta, y realizando algunos ensayos a los motores (Ensayo de Vacío y de Cortocircuito), se puede determinar un Circuito Equivalente, a partir cual programar una pieza software con la que poder determinar la velocidad del motor, conociendo la corriente consumida. Esto es muy útil, ya que evita tener que usar un tacómetro tradicional.

El proyecto mostrado en mi página web personal:
https://sites.google.com/site/controlofmachines/PlacaPotenciaCC
es equivalente a éste, pero empleando dos chips atmega 328p (usados también en la plataforma Arduino) trabajando colaborativamente, a través de un bus SPI. Un solo chip no tenía potencia suficiente.

Sobre el uso del PID: En este tipo de proyectos, en vez de usar un PID, se elimina la parte D (diferencial) porque en control de máquinas genera inestabilidad en la regulación. Y se usan dos PI, uno dentro de otro, es decir, anidados.

Este no es un proyecto sencillo, del tipo de los mostrados en la plataforma Arduino, los cuales están orientados al aprendizaje de electrónica.
Este es un proyecto de ingeniería avanzada de control, unos cuantos pasos más allá de los típicos proyectos de esa plataforma.

Conste que el entorno Arduino me encanta, y tengo varias de sus placas, con las que estoy enseñando electrónica a mi sobrino. Pero cada cosa es para lo que es. Arduino utiliza un buen chip pero muy sencillo, que enseguida se queda pequeño en proyectos avanzados de control de máquinas.

La salida PWM se gestiona como resultado de las regulaciones PI: Si los reguladores deciden que hay que subir la tensión continua en bornes del motor de continua, entonces el software aumenta el tiempo de conducción del semiconductor de potencia (un IGBT), para subir la tensión media a la salida, es decir, en bornes del motor. Y viceversa. Es el funcionamiento estándar de control PWM.

No voy a publicar algunos detalles como el esquema eléctrico completo, etc, que además no te serían útiles ya que todo este proyecto es un diseño específico, que no encaja con el uso de plataformas estándar como Ardunio. Para evitar malas interpretaciones, en la portada de mi página web describo la política general sobre lo que publico y lo que no, y la sigo siempre:
https://sites.google.com/site/controlofmachines/home
« última modificación: 22 Julio 2018, 21:23 por Valen »
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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #22 en: 22 Julio 2018, 09:16 »
Buenos dias. Pensaba que sabia algo de motores pero ahora se que no se nada. Esta pla ca esta pensada para motores de hasta 900 watios para motores de 2cv todavia no.?  UN saludo.

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #23 en: 22 Julio 2018, 09:47 »
Hola,
el diseño del sistema de control sería esencialmente el mismo para un motor de 1CV que de 2CV. Pero habría que modificar algunas cosas en la placa PCB:

- El ancho de las pistas, o su espesor (se pueden encargar placas con pistas de cobre más gruesas que el estándar) de forma que sea capaz de conducir la corriente eléctrica que implica esa potencia, y hacerlo sin calentarse.

- Cambiar el sensor Hall de corriente. Con el fin de obtener la máxima precisión posible, al elegirlo, se ajusta el rango de medida del sensor, a la corriente máxima esperada. El sensor actualmente empleado en esta placa está diseñado para medir hasta 5 Amperios, y a partir de ahí, se satura y no incrementa el valor de la medida. Habría que substituirlo por el siguiente modelo de este sensor, que es para 12 amperios (no hay otros modelos intermedios).

- El diodo de libre circulación, que protege al IGBT cuando el motor pasa a funcionar como generador (por ej. en una deceleración muy brusca) habría de ser recalculado. Este diodo cortocircuita el motor cuando éste pasa a funcionar como generador, para descargarlo. Esto implica corrientes altas, que hay que analizar con cuidado, ya que calientan el diodo muy rápidamente.

- Habría que revisar el diseño del filtro EMC, en particular la inductancia.

- El IGBT de potencia está muy sobredimensionado, y podría gestionar el motor sin problemas.
- El puente de diodos actualmente empleado, creo que también serviría.

De todas formas, en máquinas relativamente grandes, mucho más voluminosas, se pueden emplear otras soluciones.

« última modificación: 22 Julio 2018, 10:00 por Valen »
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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #24 en: 22 Julio 2018, 10:09 »
Gracias. Soy aficionado y esto me viene muy grande tendre que recurrir al variador. aunque tengo un  chinito y cuando tenga tiempo me lo planteare para  probar. Un saludo.

Desconectado Hugo Turn

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #25 en: 22 Julio 2018, 11:57 »
Hola Valen

Te felicito por todo el trabajo que haces. Mucho rigor técnico y muy buena realización de los proyectos.
Estuve mirando tu web y realmente no tiene desperdicio.

Saludos
Hugo

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #26 en: 22 Julio 2018, 17:45 »
Gracias por la explicación Valent. A esa placa se le podría poner un segundo sensor?, la idea seria colocarlo sobre el carro transversal del torno (podría ser un potenciómetro lineal), para de esta manera tener una velocidad de corte constante cuando frenteamos. Quiero decir que aumente la velocidad a medida que nos acerquemos al centro y viceversa. Es solo una idea.

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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #27 en: 22 Julio 2018, 21:29 »
A esa placa se le podría poner un segundo sensor?, para de esta manera tener una velocidad de corte constante cuando frenteamos. que aumente la velocidad a medida que nos acerquemos al centro y viceversa.
aunque la idea está muy bien, no tengo previsto incluir funcionalidades especiales. Cuando diseñé la versión actual de la placa, incorporé infinidad de funcionalidades, que luego he visto que no se han usado, y que complican la construcción, alargándola demasiadas horas.

En esta nueva versión, el objetivo principal es simplificar la placa, empleando para construirla el menor número de componentes posible, y manteniendo o mejorando la calidad de la regulación, pero sin funcionalidades adicionales.
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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #28 en: 23 Julio 2018, 17:03 »
Mucho rigor técnico y muy buena realización de los proyectos. Estuve mirando tu web y realmente no tiene desperdicio.
Gracias Hugo,
El origen de estos proyectos fue la sensación de que en este mundillo de las pequeñas máquinas herramienta, faltaban cuatro placas electrónicas de calidad, que presentaran soluciones modernas a:

- Disponer de un tacómetro preciso, de amplio rango de medida y pantalla profesional (ya está bien de displays de siete segmentos, por favor). De ahí el uso de una pantalla OLED, de última generación.

- Cuarto eje, para una mesa giratoria, indexador, etc. con una intefaz moderna. Nada de pulsadores de teclas con etiquetas encima y un display de segmentos. De ahí la pantalla táctil y/o la app Android para el móvil vía Bluetooth,

- Placa de Potencia regulada, para motores de Continua. Lo que viene normalmente en las máquinas me parece una vergüenza. Se me cayó el alma a los pies, al ver el "truño" (perdón por la expresión) que me habían colado dentro de mi torno y de mi fresadora.

- Sistema CNC de 4 ejes...... con algo más que mach3, por favor! Aunque dibujo bien en AutoCAD 3D, me desenvuelvo correctamente en paquetes CAM, y manejo perfectamente los GCODES de forma manual, siempre tuve la impresión de que la mayoría de las veces estaba matando moscas a cañonazos.
Por ejemplo, para mecanizar el frontal de una caja de instrumentación tenía que haber una forma más rápida y sencilla, y que quedara igual de bien.
De ahí la idea de crear una app Android que permita llevar a cabo las operaciones básicas que suelo necesitar, sin necesidad de planificadores de movimientos como Mach3. También por eso, desarrollé pantallas táctiles para manejar en modo manual cada eje.

Antes de decidir implementar estos 4 proyectos electrónicos, estuve reflexionado sobre qué podía yo aportar a la solución.
Gracias al desempeño profesional de decenas de años sacando adelante proyectos muy tecnicos, de I+D o Innnovación tecnológica, algunos gigantes, había adquirido conocimientos que encajaban bien con los retos tecnológicos a solucionar. Y lo que no supiera, y tuviera que estudiarlo, también me vendría bien para mejorar mi cualificación profesional, algo que valoro mucho.

Una vez complete estos 4 desarrollos (unos pocos meses), incluyendo los manuales en Español e Inglés, daré por cerrada esta etapa. Pasará bastante tiempo hasta que me vuelva a plantear desarrollar una nueva placa electrónica desde cero. Es demasiado esfuerzo.
« última modificación: 24 Julio 2018, 09:24 por Valen »
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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #29 en: 24 Julio 2018, 12:21 »
Ajuste del tacómetro.
En esta placa se ha incluido la posibilidad de conectar un sensor de pulsos, para medir la velocidad de la máquina.
En las explicaciones del proyecto, se ha dicho que en el software incluido en el micro-controlador ARM Cortex M4, existe un estimador de la velocidad, que hace innecesario el uso de un tacómetro para la regulación del par y la velocidad de la máquina.
Entonces ¿por qué ahora hablamos de usar un sensor para medir la velocidad?




Diferencias entre velocidad estimada con el estimador matemático vs. velocidad medida con el tacómetro.
- La velocidad estimada por el estimador matemático es la velocidad de giro del eje del motor.
- La velocidad medida por el tacómetro, es la velocidad de giro del husillo de la máquina, donde se monta el plato de garras.
Para regular la velocidad, se necesita la velocidad del motor, pero para mecanizar, se necesita la velocidad del husillo. La relación entre ambas velocidades es la relación de poleas o engranajes que usamos en cada momento.
El software que se ejecuta en el micro-controlador ARM Cortex M4 no tiene forma de saber qué relación de poleas estamos usando, por lo que no es posible pasar de una a otra, de forma automática.
(En la placa actual, existen unos “jumper” para indicarle a la placa el juego de poleas, pero esa funcionalidad se ha eliminado en esta versión).

Hay que aclarar que esta funcionalidad es totalmente opcional. Se activa cerrando un “jumper”. Si no se activa, el tiempo que se dedicaría a gestionar el tacómetro, se reinvierte en tiempo de ajuste del par y de velocidad. Como vemos, unas funcionalidades influyen en otras, al existir un solo micro-controlador para hacerlo todo.
De todas formas, este ARM Cortex M4 es un dispositivo muy potente, al que le sobre tiempo para ejecutar todas estas tareas si inmutarse.
Finalmente decir que el tacómetro SOLO tiene como función mostrar la velocidad real del husillo en la pantalla, pero nunca participa en la regulación de la velocidad de la máquina.
La razón es que el estimador matemático es mucho más rápido que un tacómetro convencional, siendo capaz de entregar un nuevo valor de velocidad estimada, en cada ciclo de programa, aunque éste sea de muchos mega hertzios. Los tacómetros basados en pulsos, por el contra, solo pueden ofrecer un valor nueva, cada decenas o cientos de mili segundos, lo que lleva a regulaciones mucho más pobres.

Descripción de las imágenes.
Se muestra el entorno de prueba, destinado a ajustar la funcionalidad de tacómetro. como se ve, procuro mantener un entorno de trabajo limpio, ordenado y sencillo. Imprescindible para trabajar con profesionalidad.

En la imagen de detalle del plato:



se aprecia que se han colocado unos imanes de neodimio sobre él, con el fin de excitar a un sensor hall de pulsos.
El sensor hall está montado en la placa de color rojo.
Estos imanes son más grandes de los que recomiendo para un contaje preciso de los pulsos. En una etapa posterior usaré imanes de neodimio mucho más pequeños, de forma que cada uno cree un pulso de pendiente muy vertical, al pasar por delante del sensor Hall.



Vemos que la placa PCB con el sensor de pulsos está sujeto con una “tercera mano”, que compré en una tienda de artículos para joyeros, en el casco histórico de México DF. Uno nunca sabe dónde y cuándo acabará encontrando las cosas…  ;D

También se ve el computador, conectado a la placa de control de potencia, a través de un depurador de ST Microelectronics (aparatito blanco). A medida que vas probando cosas en modo "debug", vas modificando el software.

Finalmente, la pantalla TFT para mostrar los datos generados por el software que calcula la velocidad, y que posteriormente es enviado a la pantalla a través de la UART.
« última modificación: 24 Julio 2018, 21:19 por Valen »
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Re:Placa control motor continua, con micro-controlador ARM Cortex Mx
« Respuesta #29 en: 24 Julio 2018, 12:21 »

 

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