Плавный пуск

[FreeDom]

Здравствуйте форумчане!

Прочитал почти весь форум.

Хочется отдельно сказать спасибо участникам sykt за его подробные ответы схемы и так далее.
На пост меня сподвиг "подвиг" Dizil с его бескорыстной помощью "Технику" и другим в помощи  в соседней ветке!
Dizil спасибо тебе, в наш век таких людей все меньше и меньше. - Именно для этого и зарегился на форуме. Но коль это случилось напишу почему по темам машинок для детей.
Итак...
Времени и возможностей нет для постройки самостоятельно машинки, поэтому муки выбора пали на заводской вариант THUNDERBIRD TCV-335. Купил с доставкой за 11 100руб, красного цвета. Дизайн и цена привлекли внимание.
Дизайн машинки, качество пластика понравилось мягкий не трескающийся пластик. Горят фары при движении вперед и задние при движении назад. Стоят два двигателя на два задних колеса. Аккумулятор стоит один Yaesy 12V7Ач.
На колесах в центре по диаметру натянута резина шириной примерно 3-4см по всему диаметру колеса.
По переделке;
- планирую или заменить колеса на легкие надувные от польских колясок либо взять "родные" и на саморезах прикрутить по всему диаметру польскую "траву-коврик" он с обратной стороны прорезинен и сама "трава" мягкая, выберу или темно синий или если найду черный цвет, полагаю это будет служить еще и неким амортизатором для машинки, хотя думаю звук будет когда машина будет ехать "шелестящей листвы".
- так же сейчас делаю схему плавного пуска, что бы обороты набирались за примерно 2сек на ШИМ и ТРЕХ полевых ключах IRF3808. Что бы не использовать плавное увеличение скорости, в машинке и так есть две скорости и они не настолько большие, что бы их еще плавно регулировать.
- Прочитал форум и никто вообще не пишет, что на DC двигатель прямо на контакты лучше припаять (присоединить) сухой не электролитич конденсатор примерно 0,1-0,2мкф на 100-250вольт. Считаю это сбережет щетки мотора от высокочастотных "дрейфовых -паразитных" токов, особенно на высоких оборотах и уменьшает общие ВЧ наводки в общую сеть питания, что так же влияет и на продолжительность жини аккумуляторов.
- по поводу аккумулятора. Изучил массу материалов, считаю на сегодня лидерами в этой области две фирмы SCB и Fiamm. Первая даже делает аккумы по технологии AGM (предотвращает осыпание пластин). Был приятно удивлен, что в том же корпусе с теми же размерами, что и 12V7Ah есть аккумы на 8,5Ач и даже 9Ач. Выбор стоял между CSB HRL 1234W - 940 руб или FIAMM 12FGHL34 - 910руб. Выбор пал на последний, кстати это долгоиграющие аккумы, при правильной эксплуатации вместо обычных 5-ти лет живут по заявлениям произодителей в два раза больше 9-10 лет. Поэтому выбор пал на них при небольшой разнице в цене с обычными 7Ач аккумуляторами, есть надежда, что проживут дольше ( на практике не 1-2 года, а так хотя бы 3-4 ). Было замечено, что в машинке ранее планировалось или еще что, но предусмотрено место, как раз для двух аккумов  типоразмера 12V7Aч. Поэтому поставлю вместо штатного одного 12V7Ач, два сразу в параллель по 9Ач, итого получим 12V18Ач. При использовании с ШИМ и применением сухих конденсаторов в цепи питания двигателей удовольствия дочери будет думаю предостаточно. Личное мнение не судите строго). Вот пожалуй и все. Буду рад если кому данная инфа пригодится! Дети наше будущее! Фото машинки ниже.

[FreeDom]

Сегодня прикупил детали на ШИМ. Шим буду делать на NE555 - 10руб, выход на 2-х или 4-х (проведу испытания) IRFP2907 - 150руб за штуку в большом корпусе с толстыми ножками. Установлю их на радиатор от процессора стационарного компьютера - 300руб с вентилятором. По входу на ШИМ буду ставить 4-ре конденсатора по 10 000мкф*35B по 70руб за штуку фирмы Jamicon (rubicon не нашел), в параллель питания для защиты аккумов от паразитных токов от щеток двигателей будут стоять 4шт 1мкф*250В сухие конденсаторы - 20руб за штуку. Так же по  выходу на каждый двигатель поставлю автоматические предохранители по 20Ампер, и на контакты двигателей припаяю так же сухие кондеры для гашения паразитных токов 1мкф 250В, на переднюю панель машинки  решено поставить два стрелочника вольметр до 15 вольт и амперметр до 30А по 350руб за штуку, что бы визуально следить за бортовой сетью машинки. На выходе ШИМ так же будет стоять мощный диод 150EBU02 - 250руб. Кабель для монтажа выбран многожильный сечение 4мм.
Все детали выбирал на Митино в Москве на цокольном этаже. Есть все  - только успевай платить деньги. Там же заодно купил импульсный БП 12В*15А - 800руб для подключения от Александра "Сороки" зарядного устройства МикроЗУ-Про. На выход БП для еще большего сглаживания пульсаций поставлю 15 000*35 вольт- 90руб и сухой 1мкф 250В. Устройство будет использоваться для последующих зарядок купленных новых долгоживущих (9лет) Аккумуляторов Fiamm 12B*9Ач! ( против 7Ач).
Работа кипит).

[avtohirurg]

По поводу конденсаторов 1мкф 250 В, припаянных параллельно щёткам двигателя: есть сомнение в их надобности. Какая частота ШИМ?

[FreeDom]

Сухой на щетках - очень полезная вещь! Нет осцилографа я бы вам показал какие токи ВЧ прут из мотора в сеть питания! А кондер их гасит почти все! Так же искрятся щетки значительно меньше.
По частоте ШИМ буду делать 22-25кГц.  Но попробую поэкперементировать опустив ее до 7-10кГц.

Тут есть вопрос к форумчанам, может есть смысл сделать по радиоканалу отключение езды?

[METAL]

ИМХО на 555 таймере делать шим не есть хорошо...У многих был печальный опыт,а говорят что регулирует не во всём диапазоне и не тянет транзисторы нормально.За себя не скажу...

[FreeDom]

ШИМ можно сделать на чем угодно 555 не показатель, я ее выбрал из-за практически полного отсутсивя обвески..., если не понятен выход 555 управлять полевыми ключами, то сделаю повторитель, хотя народ пишет; "микросхемы с большим выходным током,  что позволяет использовать практически любые полевые транзисторы с любой паразитной ёмкостью затвора.  При токе нагрузки до 0,1А  нагрузку  можно включать непосредственно на выходы микросхем, не используя полевые транзисторы."
По диапазону регулировок не скажу, проверю. У меня задача проще - это сделать при нажатии на педаль включения езды плавный без рывков старт движения. Так как на второй скорости, на двух аккумуляторах, будут большие стартовые токи. А мы их "попросим" нежно нарастать. 

[METAL]

Удачи! Мне интересна работоспособность данной схемы-сам про нее сначала думал,но отказался из за описанных косяков многими коллегами.

[FreeDom]

, Посидел изучил дата шит на NE555 на выходе она выдает почти напряжение питания при токе макс 200мА, если этого не хватит не проблема поставить например двухтактный эмиттерный повторитель. Так же интересны два решения управления этой микросхемой, можно управлять по 5 или 7-й ноге! Думаю сделать проверочный макет на столе и провести лабораторные изыскания, о выводах напишу. Не думаю, что 555 для моих целей не подойдет. Я заставлю ее работать корректно, тем более эта микросхема заслужила славу за свои 30 лет на рынке 

[TRO]

- Прочитал форум и никто вообще не пишет, что на DC двигатель прямо на контакты лучше припаять (присоединить) сухой не электролитич конденсатор примерно 0,1-0,2мкф на 100-250вольт. Считаю это сбережет щетки мотора от высокочастотных "дрейфовых -паразитных" токов, особенно на высоких оборотах и уменьшает общие ВЧ наводки в общую сеть питания, что так же влияет и на продолжительность жини аккумуляторов.

И правильно что не пишут, ШИМ должен работать на индуктивную нагрузку двигателя, если зашутнируете её конденсатором по ВЧ, то можете убить транзисторы ШИМ (которые кстати на ВЧ и работают). А если транзисторы каким-то чудом будут держать, то уроните КПД на нагрев этих транзисторов. Паралельно двигателю нужно ставить мощный и обязательно быстрый диод. А на продолжительность жизни аккумуляторов влияют качество конденсаторов на входе ШИМ, которые и должны фильтровать все токовые выбросы из нагрузки в батарею. Да и потом: 0,1-0,2мкф, там что мёртвому припарка. Если ШИМа не будет, то ставте конденсаторов сколько угодно.

[FreeDom]

TRO - спасибо БОЛЬШОЕ! Я вовсе не учел, что буду же работать с ШИМ !!! конечно НЕЛЬЗЯ ставить на щетки мотора сухой или какой либо другой кондер, когда работаете с ШИМ! Эффект будет только тогда, когда DC двигатель работает от постоянного тока!
Прошу прощения всех читателей за столь грубую ошибку с моей стороны.

[FreeDom]

Ну вот три дня работы и автомобиль сделан!
Что получилось сделать - все что задумал и даже больше.
День ушло на схему и ее отладку, в результате с минимальными затратами удалось реализовать;
- ШИМ на частоте 20 кГц ( при 25-30кГц наблюдалось смазывание фронта при отключении ключей- сказывается их большая емкость 15 000пф) при 20-24кГц этого не наблюдается, оставил 20кГц.
- Сделал две скорости (максимальная и первая - примерно в два раза ниже). Первая скорость регулируется регулятором на приборной панели, так же на приборную панель установил 4*4см два прибора вольтметр-15В и Амперметр-30А. При максимальной скорости если удерживать рукой колеса, ток вырастает до 20А. Ключи полевые при этом даже не нагреваются. Поставил на радиатор от процессора, вентилятор на нем запитал через 0.5Вт резистор 50 Ом. Посмотрю в будущем может вообще вентилятор отключу. Плата ШИМ 3*5см закрепил так же на радиатор. Диод для двигателей в параллель с 12кОм так же на этом радиаторе.
- Самая большая проблема была с плавным включением машины, что бы скорость нарастала за 2 сек. Пришлось  скачать даташит и изучить NE555. Управление сделал по 7-й ноге ( так как по 5-й нестабильная работа ШИМ заполнение импульсов можно сказать работала от  20 до 70%). При управлени и по 7-й ноге, идет работа от 0 до 100% - СУПЕР результат, всем рекоммендую, импульсы при включении идут ровные по всей полосе регулировки потенциометром. Очень понравилась мне NE555! Оказалось сделать задержку очень просто - я подобрал 470мкф и посадил емкость на 5-ю ножку микросхемы и землю. Задержка стала плавной на 2-2.5 сек. При этом импульсы нарастают плавно и их частота так же плавно за 2 сек примерно с 10кГц добегает до 20кГц. Результат - превзошел мои ожидания. Что бы не нагружать микросхему после нее поставил мост из КТ814 и КТ815, они держат токи до 3А, как раз что бы бороться переходными процессами на полевых ключах при их большой входной емкости 3*15 000пкф.
Да, поставил конденсаторный блок 3*10 000мкф + 5*1кмф (сухой).
Что бы работал Амперметр пришлось купить шунт на 30Ампер - 150руб.
Схему ШИМ ( она очень простая и интересная) выложу после, нет ни сканера ни фотоаппарата сейчас.
Так же выложу схему сборки самой машины (она не менее интересная получилась).
В машине сделал реверс и поставил два аккумулятора 12*9Ач. Работа окончена - устал немного и пошел наводить порядок 
Если у кого будут вопросы задавайте.
Спасибо этму форуму, подчерпнул при создании машинки ценную информацию.

[sykt]

TRO - спасибо БОЛЬШОЕ! Я вовсе не учел, что буду же работать с ШИМ !!! конечно НЕЛЬЗЯ ставить на щетки мотора сухой или какой либо другой кондер, когда работаете с ШИМ! Эффект будет только тогда, когда DC двигатель работает от постоянного тока!
Прошу прощения всех читателей за столь грубую ошибку с моей стороны.

По поводу конденсаторов не парьтесь. Они там бесполезная навеска - не вреда, не пользы.
А ВЧ больше будет от ШИМа чем от искрения.

[sykt]

Ждем фотографий устройства, контроллера, схему.

Микросхема КР1006ВИ1 (наш аналог 555) замечательная, не все еще её оценили. Крутизна фронтов 150 нс. Это чуть хуже распространенных драйверов мосфетовых транзисторов.
Вы немного ухудшили параметры 814-815 транзисторами. Но это не страшно, у Вас маленькие токи. Запас по току у транзисторов огромный
справятся и вентилятор не потребуется.

Самый первый контроллер у меня тоже был на этом же таймере, но тогда ещё не умел (даже не подозревал как) делать силовую часть ШИМ. Поэтому и оказался неудачным. Дело до конца не довел, переключился на драйвер IR2110. Вашу схему  опробую хотя бы на столе, сейчас-то знаю как исследовать эти ШИМы, выжать из них все на что способны.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Насчет радиоканала: Если есть возможность сделать поводок, сделайте. Чтобы случайно на дорогу не уехал ребенок.

[FreeDom]

Здравствуйте sykt, Ваши схемы брал за идею, спасибо за Ваш труд. Силовую часть сделал, как вы описывали, даже с переборами, думаю моя силовая потянет спокойно и 50-75Ампер, а может и все 100, на фото вскоре увидите.
По поводу конденсаторов, позвольте с Вами не согласиться. Тут два фактора присутствуют, в момент старта мощные конденсаторы отдают львиную часть запасенной энергии в нагрузку, тем самым значительно помагают аккумуляторам когда машинка ездит (считаю это увеличивает их ресурс работы). Так же когда вращаются двигатели DC на их счетках возникают искрения ВЧ помехи которые "загрязняют" бортовую сеть авто и эти помехи так же попадают в акумулятор, что так же вредит их "здоровью", а наличие сухих конденсаторов в сети существенно берегут их. Визуально я заметил до переделки на щетках были четко видны искры, а на полных оборотах если выключить свет они как бенгальские огни были. Сейчас же, после переделки, их вообще нет, или по крайней мере я их не вижу, меня это откровенно обрадовало, думаю это заслуга конденсаторного блока.
Еще раз всем хочу сказать, что реально NE555 великолепная микросхема для построения ШИМ, но только при условии, что управление резистором идет ТОЛЬКО на 7-ю ножку, где средний вывод резистора идет на микросхему. Так же очень просто реализовать требуемую плавность включения путем подбора электролита от 220 до 2200мкф ( мне подошло 470мкф на 2-3 сек.) подключенного на 5-ю ногу, это нога "контроль напряжения", Емкость заряжается и микросхема по мере заряда плавно включается. Да совсем забыл сказать, до этого я купил был от конструктор от мастер кит NM 4511 - деталей в два раза больше работает на 50Гц - в работе по сравнению с NE555, как "небо и земля" в пользу последнего.
syrt Вы говорите, что ухудшил параметры? Я тоже так поначалу думал, а когда посмотрел на осцилографе фронты, то они "ОДИНАКОВЫ" и крутизна ИДЕАЛЬНАЯ, т.е. я не увидел вообще никаких отличий, а вот токовые отличия налицо. Т.е. не применяя микросхему и обвеску IR2110, а применив всего просто два транзистора (можно было и КТ315 и кт 361 или др.) я желая иметь запас по току управления и "уничтожения" переходных процессов при включении и выключении полевых ключей выбрал 814 и 815 о чем не жалею.
Да и еще для улучшения фротнов я на выход (3-я нога) NE555 повесил резистор 1-2кОм на плюс питания, после него через 100Ом запитал базы 814 и 815. Фронты почти идеальные прямоугольники.
Да, попробуйте эту схему я уверен, Вам понравится.

[METAL]

По поводу искрения и конденсаторов всё правильно,ведь шим работает как быстрый мультивибратор,а в момент когда напряжение "отключается" возникает эдс самоиндукции и напряжение сильно подскакивает-так кондёры замещают отключение питания и не дают возникнуть эдс самоиндукции.

[METAL]

так я понял процесс?А пусковые токи они никак не убавят,даже наоборот,им ведь зарядиться надо,наводки в акб не пустит диод,и акки сами как большой конденсатор и импульсов не боятся-из двух зол надо выбирать меньшее.

[FreeDom]

Metal  процесс таков, когда малыш включает бортовое питание аккумуляторы заряжаются, а когда он жмет на педаль пусковые токи большие часть отдает аккумулятор и часть большие электролиты, так в начальный момент времени аккумулятору "легче" на его плечи в момент времени идет меньшая нагрузка, это как ставят фарадные аккумуляторы в Автозвуке на сабвуферы, что бы получить большой ток в небольшой промежуток времени, что бы не напрягать аккумулятор. Поняли теперь?
По поводу искрения ваша теория работает и на постоянном токе, однако в этот момент щетки искрят сильно! Так как быть?

[FreeDom]

Продолжение темы пришло в голову сделать следующее;
- поставить звуковые клаксоны - сигнал, он есть в машие, но на динамике слабенький.
- есть в продаже радиопульты от бытовых устройств (есть адресные есть обычные) стоят от 300-600руб, бьют в чистом поле- на улице метров 200, думаю его применить, база питается от 9 вольт, нагружу ее реле и поставлю например в цепь управления ШИМ, при включении реле оно замыкает резистор на минимальные обороты или еще, что придумать... Нажал красную кнопку выключения и на приборной панели машины загорается красный светодиод, ребенок будет знать, что родители включили принудительный тормоз. Хотя он может выключить бортовое питание, а потом включить и он дальше поедет  , нужно придумать что-то...
- Так же когда ребенок подрастет и научится водить, есть идея поставить два аккума последовательно получаем 24В*9Ач ( хватит на 1-2 часа езды). NE555 запитать от стабилизатора на 16 вольт, на моторах отрегулировать порог скорости ( провести соотв исследования) например по максимуму вместо 12 Вольт подавать на моторы на полном ходу 16-20 вольт. И получим скорость думаю около 13-15км в час, а может и больше. Переделки в машине только стабилизатор для NE555, работы на 2-3 часа не более. Да и лампочки запитать от стабилизаторов на 12 вольт, что бы не перегорели.
Что бы еще придумать полезное? ( повороты думаю не нужно ребенок не будет этим пользоваться)
Сигнализацию поставить?