Stroommeting 48v microcontroller

[technocow]

Sinds kort hebben we hier een hekwerk op de oprit die automatisch open en dicht gaat. Er zitten twee motoren van 48v op.

Het hele zootje wordt met een pic16f876 aangestuurd, geen pwm, simpel met relais. Nu is het de bedoeling dat als de motoren teveel stroom trekken (er zit iets tegen het hek) dat de controller daarop reageert en het hek de andere kant op gaat.

Alles "werkt" al en is al gemaakt.. echter zit er _VEEL_ storing in Net is zelfs de opamp in een van de stroombegrenzingprintjes in rook opgegaan

En ik denk dat dat komt doordat ik 3 verschillende voedingen gebruik:
[list]
• 5v voor de microcontroller
• 12v voor de optocouplers (alle sensoren zitten via optocouplers aan de microcontroller)
• 48v voor de motoren


Alle voedingen zitten met de min aan elkaar (kan in dit geval niet anders door de stroombegrenzing )

5v en 12v komen uit dezelfde voeding, dus ook hier de min aan elkaar.

De stroombegrenzer:
KLIK!

De motoren gaan via R4
J2 zit rechtstreeks aan de mictrocontroller (met pulldown en condensatortje naar min).

Nu is mijn vraag hoe ik dit het beste aan kan pakken..
Ander soort stroombegrenzingcircuit gebruiken (galvanisch gescheiden)?
De optocouplers de deur uit schoppen (12v niet meer nodig) en de 5v uit de 48v halen?
Iets compleet anders?

Ik hoop dat jullie het een beetje kunnen begrijpen want ik ben inmiddels de weg helemaal kwijt
Dit mede doordat de storingen _COMPLEET_ random optreden en nooit als ik er een scope oid aan heb hangen Het hele systeem draait al bijna een half jaar zo.. dus het "werkt" wel..

Als er meer uitleg of andere schema's nodig zijn, just ask!

[Part]

Die LM358 is geen rail to rail opamp.
Probeer die eens te voeden met bv -10 en +10 volt.

[technocow]

Kan het daardoor soms wel en soms niet werken? De storing komt namelijk niet van de stroombegrenser die inschakeld. (de controller laat de motor dan de andere kant opdraaien en dit gebeurt nooit, alleen als ik de motor tegenhoud, wat goed is.)

+ en - 10 v zou nog een extra voeding betekenen.. dan heb ik er 5.. ik hoop op een andere oplossing.

Het is misschien nog wel handig om te vermelden wat nou precies de storing is.. De controller reset random als er een motor afschakeld. Met random bedoel ik dat hij het dus niet altijd doet en dat het niet uitmaakt of het nat of droog weer is.

[SA007]

10 tegen 1 dat het komt door de uitschakelpiek van de motoren.

Neem aan dat die 48V DC is, anders zou je het niet hebben over een min vermoed ik.

Zoek voor elke motor een hele grote diode (zullen wel vrij grote motoren zijn) en zet die antiparallel tussen de plus en min van de motoren (met de kathode aan de min, anode aan de plus). Iets met schroefaansluitingen ofzo, die zijn wel lomp genoeg.

Deze zorgen dat die piek weer terug de motor ingestuurd wordt in plaats van de voeding.
Dat heeft 2 effecten:
- VEEL minder storing en pieken bij het uitschakelen van de motoren
- De motoren gaat 'actief' remmen als je ze uitzet.

Mocht dit niet werken of alleen diodes slopen door de pieken dan zal je het inderdaad galvanisch moeten gaan scheiden.

[jeronimo]

Ben het zeker met SA007 eens, maar als de motoren via de relais omgepoold worden gaat de oplossing met de diode niet werken. Mogelijk is een VDR over de motoren dan een betere oplossing.
Verder vind ik dat de 5V van PIC in een goed ontwerp galvanisch gescheiden had moeten zijn.

[technocow]

@beide
Inderdaad 48V DC en inderdaad worden de motoren omgepoold en heb ik de diodes (vrij lompe idd) antiparallel voor het ompool-relais gezet.. Daarnaast zit er na de brugcel (ook lomp) een zware elco (weet even niet hoeveel uf maar vrij veel) welke (volgens mij) ook rimpels en pieken moet opvangen?

Wanneer ik een scope op de 5v lijn zet zie ik echter niets veranderen (dus geen pieken oid)

Zelf had ik al het vermoeden dat het met piekspanningen te maken had en dan vooral door de verschillende voedingen die misschien daar raar op reageren (5v en 12v komen uit een geschakelde voeding) maar dan nog zie ik niks op mijn scope

@jeronimo:
Ik ben het helemaal eens met dat het galvanisch gescheiden had moeten zijn! En dat was ook mijn bedoeling echter is dit niet gelukt omdat de opamps geen 48v kunnen verdragen.. dus ik wist niet hoe ik het anders kon oplossen dan de minnen aan elkaar te knopen en de 5v van de pic te gebruiken. Extra voeding erbij plaatsen? Andere suggesties om te scheiden?

[jeronimo]

Je zou de voeding voor je opamps vanuit je 48V kunnen halen. Via een serieweerstand, zener naar ground en een 7815 oid, kun je daar een fatsoenlijke spanning uit halen. In je schema zie ik dat de overcurrent al een ledje aanstuurt, parallel daaraan de led van een optocoupler en je bent al op weg.

Overigens is het niet gezegd dat de storingen via je 5V naar binnen komen, ook de I/O lijnen van je PIC kunnen daar gevoelig voor zijn. Kun je misschien het hele schema posten?

En niet te vergeten, is de software robust genoeg. Houd je rekening met glitches en heb je een delay bij het omschakelen van de motoren.

[ Voor 12% gewijzigd door jeronimo op 22-09-2010 23:44 ]

[ReneK]

technocow schreef op woensdag 22 september 2010 @ 23:08:
Andere suggesties om te scheiden?

Als je een stroom galvanisch gescheiden wilt sensen, heb je daar tegenwoordig hele mooie
Hall effect chips voor, bv. van Allegro Microsystems.

O.a. Farnell verkoopt die dingen, bijvoorbeeld deze:

http://nl.farnell.com/allegro-microsystems/acs712elctr-20a-t/sensor-current-20a-soic8-712/dp/1329624?Ntt=1329624

[technocow]

/me gaat zichzelf hard slaan.. stroombegrenzing loopt wel via een optocoupler

jeronimo schreef op woensdag 22 september 2010 @ 23:41:
Je zou de voeding voor je opamps vanuit je 48V kunnen halen. Via een serieweerstand, zener naar ground en een 7815 oid, kun je daar een fatsoenlijke spanning uit halen. In je schema zie ik dat de overcurrent al een ledje aanstuurt, parallel daaraan de led van een optocoupler en je bent al op weg.

Meestal probeer ik spaningsdelers ed te vermijden omdat ik het een 'ranzige' oplossing vind Je gaat immers de energie die je niet nodig heb in warmte omzetten.. Maar in dit geval trekt zo'n opamp natuurlijk niks en zal het wel meevallen.. ?

Overigens is het niet gezegd dat de storingen via je 5V naar binnen komen, ook de I/O lijnen van je PIC kunnen daar gevoelig voor zijn. Kun je misschien het hele schema posten?

Het schema is niet zo spannend, alleen een pulldown naar de ground vanaf de stroombegrenzing.
Microcontroller
De 7805 zit er niet in, het is een beetje een algemeen bordje namelijk..
Optocouplers
De stroombegrenzing gaat via J3 en J4 -> optocouplers U3 en U4 -> Microcontroller RB2 en RB3 -> pulldown gnd

En niet te vergeten, is de software robust genoeg. Houd je rekening met glitches en heb je een delay bij het omschakelen van de motoren.

De motoren worden nooit zomaar omgeschakeld, en worden na elkaar gestart dmv timers (dit is ook nodig om het hek in elkaar te laten vallen). De interrupts worden na het binnenkomen tijdelijk uitgeschakeld zodat hij niet 1000x hetzelfde gaat doen.

ReneK schreef op woensdag 22 september 2010 @ 23:48:
[...]


Als je een stroom galvanisch gescheiden wilt sensen, heb je daar tegenwoordig hele mooie
Hall effect chips voor, bv. van Allegro Microsystems.

O.a. Farnell verkoopt die dingen, bijvoorbeeld deze:

http://nl.farnell.com/allegro-microsystems/acs712elctr-20a-t/sensor-current-20a-soic8-712/dp/1329624?Ntt=1329624

Ik denk dat ik dit nog wel de mooiste oplossing vind! dat ik deze niet eerder ben tegengekomen Dan ben ik natuurlijk van het hele gedonder af en kan ik de 48v van de 5v loshalen. Comparatortje erbij voor de threshold en aan een digitale pin knopen.
Misschien komt het doordat ik mijn tweede bak koffie nog niet gehad heb maar ik zie de amperes nog even niet terug in de datasheet 20A zie ik net.


[offtopic]
Misschien is het beter om opnieuw te beginnen ik zie inmiddels door de bomen het bos niet meer geloof ik

• Hal sensor gebruiken waardoor ik de 48v van de controller af heb..
• optocouplers een eigen voeding geven waardoor de voeding die ook voor de controller gebruikt wordt niet naar buiten komt
• Controller eigen voeding geven

In ieder geval hartelijk dank voor de hulp en suggesties zover!

[Part]

technocow schreef op woensdag 22 september 2010 @ 21:31:
...

Het is misschien nog wel handig om te vermelden wat nou precies de storing is.. De controller reset random als er een motor afschakeld. Met random bedoel ik dat hij het dus niet altijd doet en dat het niet uitmaakt of het nat of droog weer is.

Als de PIC reset dan zit het op de 5 volt en niet in de rest van het circuit.
De dip kan er kort zijn en dan heb je een geheugenscoop nodig om dat te zien.

Dat je de nul van verschillende voedingen aan elkaar knoopt is geen probleem. Waar je wel voor moet zorgen is dat de motor stroom niet door de nul van het 5 volt circuit gaat.
Maak eens een foto van het geheel.

[technocow]

Maak eens een foto van het geheel.

Wat vraag je me nou weer momentje....

Ik heb wat gevonden!

klik

Dit zijn de relais (rechts) en de stroombegrensers (2x links) inmiddels zijn de draden allemaal zoals de dikke rode en zwarte draden.

De voeding en de controller met de inputs staan hier niet op..

De min van de 48v zit alleen via die twee bandkabeltjes aan de min van de controller.. dus er loopt geen grote stroom door het 5v of 12v circuit.

Zal zo als het droog is nog wel even een foto maken van het geheel in de kast.

[ Voor 73% gewijzigd door technocow op 23-09-2010 18:17 ]