Demodulador de Ancho de pulsos (!PWM)

[lubeck]

Estoy haciendo este circuito....


ya esta armado en protoboard...

la idea es pulsar un boton que esta conectado a al flipflop y este activa el 555 que esta como astable(PWM) y este actua sobre el Mosfet el cual tiene una resistencia a tierra de 1Ω para sensar la corriente que es amplificada en relacion 2:1 y comparada con un voltaje preconfigurado el que resetea al flipflop y se auto-apaga...

la idea es que sea un motor con fin de carrera al sobrecargarse y con control de velocidad....

bueno armado en la realidad mas o menos funciona pero me gustaria saber si el senseo de corriente en lugar de que fuera por pulsante se pudiera que fuera mas o menos constante... he intentado poner capacitores pero no funciona ....


como le podre hacer?

Pd... sobre el titulo no se si sea el termino correcto... pero la idea es hacer que el pulso sea constante al voltaje maximo del pulso...

 

[cosmefulanito04]

Lo que podrías hacer es quedarte con la media (osea la continua de esa señal) que será proporcional al duty.

Eso lo podrías hacer con un filtro pasa bajos, ¿a que frecuencia oscila el astable?, lo ideal sería que este en 10kHz para arriba, así el filtro se podría ubicar en 100Hz y no sería de respuesta tan lenta.

 

[DJ DRACO]

Claro, para obtener la señal resultante "senoidal" del tren de pulsos lo que tenés que hacer es filtrar los pulsos como t dijo cosme...

 

[lubeck]

¿a que frecuencia oscila el astable?

ahorita esta a ≈100Hz,


en el oscilograma la linea verde es el pwm y la amarilla es la entrada al AO que esta como amplificador no inversor en la entrada no inversora....

como me suguieren es como lo intente hacer pero ya no supe como hacerle ...

segun yo la formula seria...

RC=5T
t=1/F
RC=5(1/100)=.05

y luego que hago con ese RC???

por otro lado voy a inentar subir la frecuencia a 10khz...



Listo...

cambie el capacitor C2 a 1pF y quedo a ≈13kHZ

y se ve asi...

 

[cosmefulanito04]

Los valores de la red te deberían quedar así:

[LATEX]2.\pi.f_{corte}=\frac{1}{R.C}[/LATEX]

Fijando la frecuencia de corte a un cierto valor y el capacitor:

[LATEX]R=\frac{1}{2.\pi.f_{corte}.C}[/LATEX]

Yo fijaría la fc en 100Hz y el C a un valor super conseguible como 1uF:

[LATEX]R=\frac{1}{2.\pi.100Hz.1uF} \approx 1k5 \Omega[/LATEX]

Si no tenés esos valores, anda jugando con la Fc y C hasta encontrar los valores que tengas tirados por ahí .

 

[lubeck]

oye... me da pena preguntar... pero los pongo antes de amplificarla o ya amplificada?

 

[cosmefulanito04]

Antes, Rshunt -> filtro -> amplificador.

Podrías usar otra topología de filtros ya que tenés el operacional, pero para probar rápido hace eso.

 

[lubeck]

anda jugando con la Fc y C hasta encontrar los valores

bueno pues despues de experimentar un buen rato... creo que ya entiendo lo que es un filtro pasa bajos...

estuve probando cambiado la frecuencia de corte con el pwm a 13KHz y a 1Khz, pero a esas frecuencias en la salida del shunt se aprecian unos picos como se ve en este oscilograma en el recuadro rojo...



esos picos disparan al flipflop, por lo que baje a los 100Hz con lo que estaba al inicio, y lo que hice fue en lugar de fijar la frecuencia de corte a 100Hz la fije a 1Hz.... utilizando un capacitor de 33uF saque que se requeria una resistencia de ≈470Ω

R=1/(2Π*1Hz*33uF)=482.29Ω

con lo que se mejoro significativamente, fui subiendo el valor de la resistencia hasta llegar a 1k5 donde obtuve algo mas constante ...como se aprecia aqui...



y este era el antes...

Ver el archivo adjunto 73378

con ese movimiento ajuste la ganancia del amplificador con una relacion aprox de 5:1 quedando el esquema de esta manera...



y funciona muchisimo mejor que el diseño original... asi que.. que opinan?


*en los circulos estan los cambios al diseño original...

 

[cosmefulanito04]

Buenísimo.

Lo único, tené en cuenta que al bajar la Fc, estás aumentando el tiempo de respuesta, por eso la idea de tirar la fundamental a 10kHz, para que puedas correr esa frecuencia un poco más y el tiempo de resouesta no te quede muy grande.

Osea, fijate lo que pasa cambiando los tiempos de respuesta:

[LATEX]2.\pi.f_{corte}=\frac{1}{\tau}[/LATEX]

[LATEX]\tau=R.C[/LATEX]

[LATEX]T_{respuesta} \approx 5.\tau[/LATEX]

Entonces:

- fc=1Hz => R.C=0,159 seg => Trespuesta=795 mSeg (casi 1 seg)
- fc=10Hz => R.C=0,0159 seg => Trespuesta=79,5 mSeg
- fc=100Hz => R.C=0,00159 seg => Trespuesta=7,95 mSeg

Ese tiempo de respuesta es lo que tardaría el filtro en reaccionar ante un cambio en la corriente del motor, si es muy lento tal vez no llegue a cortar a tiempo.

¿C4, por qué lo agregaste? haces más lenta la conmutación y exigís más al mosfet.

Otra cosa, el filtro que pusiste 33pf (salvo que eso sea uF y yo estoy reciego) y 1,5k te da a una Fc muy alta.

 

[lubeck]

Lo único, tené en cuenta que al bajar la Fc, estás aumentando el tiempo de respuesta, por eso la idea de tirar la fundamental a 10kHz, para que puedas correr esa frecuencia un poco más y el tiempo de resouesta no te quede muy grande.

ok...
entiendo a lo que te refieres y me parece muy logico, lo que no me explico es porque el mosfet e imagino que en conjunto con el motor hacen ese pico que llega hasta los casi 3v.... eso paso en los 13kHz y 1KHz...

Ese tiempo de respuesta es lo que tardaría el filtro en reaccionar ante un cambio en la corriente del motor, si es muy lento tal vez no llegue a cortar a tiempo.

una vez mas, entiendo a lo que te refieres segun los calculos deberia tardar mucho, pero en la realidad es instantaneo.... hay algo que faltara tomar en cuenta en los calculos...

¿C4, por qué lo agregaste? haces más lenta la conmutación y exigís más al mosfet.

en realidad si te fijas en la primer imagen de mi mensaje anterior en la salida PWM del 555 (linea Verde) hace un pico que lo "amortigue" con C4....

Otra cosa, el filtro que pusiste 33pf (salvo que eso sea uF y yo estoy reciego) y 1,5k te da a una Fc muy alta.

son 33uF y 1k5 que da una frecuencia de corte de aprox 500mHz.... que segun los calculos tendria una respuesta de 2.65Seg no?

pero no es asi... apenas "siente" la carga maxima y se corta la alimentacion...

 

[cosmefulanito04]

...lo que no me explico es porque el mosfet e imagino que en conjunto con el motor hacen ese pico que llega hasta los casi 3v.... eso paso en los 13kHz y 1KHz...

Pensá que estás trabajando con una carga inductiva (el motor) y por eso se usa el diodo, para que el pico ese no te haga bolsa el mosfet.

en realidad si te fijas en la primer imagen de mi mensaje anterior en la salida PWM del 555 (linea Verde) hace un pico que lo "amortigue" con C4....

Está bien, eso es porque el flanco es menos abrupto o el Rise Time del mosfet es mayor, lo cual te trae un problema al propio mosfet, por un lado es lento al conmutar y por el otro el mosfet tiene picos de potencia muchos mayores (en un mosfet en conmutación, además de la potencia en cunducción Rds(on)*IL(rms)^2, tenés una potencia de switcheo que puede ser mayor si tu Rise time o fall time es muy grande).

Para solucionar ese problema del pico, tenés que usar una red llamada Snubber (no la de alterna, si una que se usa con transistores/mosfet que tienen cargas inductivas), esa red la podés encontrar en el foro, de lo contrario avisame y lo subo.

son 33uF y 1k5 que da una frecuencia de corte de aprox 500mHz.... que segun los calculos tendria una respuesta de 2.65Seg no?

Ojo, no son 2,65Seg, sino 247mSeg.

pero no es asi... apenas "siente" la carga maxima y se corta la alimentacion...

Si crees que la respuesta es la correcta, entonces no hay más que decir.

 

[lubeck]

Pensá que estás trabajando con una carga inductiva (el motor) y por eso se usa el diodo, para que el pico ese no te haga bolsa el mosfet.

lo que te entiendo es que debo poner un diodo mas rapido, es correcto?

Para solucionar ese problema del pico, tenés que usar una red llamada Snubber (no la de alterna, si una que se usa con transistores/mosfet que tienen cargas inductivas), esa red la podés encontrar en el foro, de lo contrario avisame y lo subo.

me aprovecho de tu amabilidad porque no tengo ni idea de que buscar , las que conozco son el tipico capacitor y la resistencia en serie para la alterna..

Ojo, no son 2,65Seg, sino 247mSeg.

oki... me falto un cero en los microfaradios... ya lo revice y estas en lo correcto..

Si crees que la respuesta es la correcta, entonces no hay más que decir.

como esta ahora esta excelente... y lo mejor es que ya entiendo el porque...

 

[cosmefulanito04]

lo que te entiendo es que debo poner un diodo mas rapido, es correcto?

Fijate que el diodo cumple su función, que es la de descargar el inductor (el pico baja casi de inmediato).

En cambio esa red que menciono, amortigua ese pico.

me aprovecho de tu amabilidad porque no tengo ni idea de que buscar , las que conozco son el tipico capacitor y la resistencia en serie para la alterna..

Acá está el tema en el que se discuitió esa red (el usuario buscaba la red de alterna):

https://www.forosdeelectronica.com/f23/red-snubber-varias-cargas-inductivas-41648/

En resumen, la red sería esta:

https://www.forosdeelectronica.com/posts/511837/

Como funcionaría:

https://www.forosdeelectronica.com/posts/511945/

Como se calcula:

https://www.forosdeelectronica.com/posts/345799/

 

[lubeck]

Ok!-... deja leer el tema , experimento y te comento... muchas gracias...