Únor 2012

Co když nás výroba drobného zla neuživí ?

26. února 2012 v 13:21 | Petr |  Filosofování
Říká se, že když nabydete přesvědčení, že i tvary mraků potvrzují Váš názor, je na čase navštívit psychiatra. Takže bych si dovolil nejprve uvést několik střípků, aby blonďaté čtenářky (a borci z Agelu, co maji v tornistře maršálskou hůl) věděli jestli má smysl číst dále nebo ne.

Bratr - právník - aby vydržel tlak mně a mého otce musel se naučit některé věci dělat rukama - za což si v bývalé firmě vysloužil hanlivou přezdívku Matfyzák - od kolegů, právníků, kteří se nepokrytě štítí jakéhokoliv fyzického kontaktu s hmotou.
Přezdívka Matfyzák vznikla od firemních informatíků, kteží vzhledem k bohatosti firmy jsou skoro vždy ti nejlepší - z Matematicko-fyzikální fakulty...
Švagrová (nikoliv moje) Šárka, dokud jsem s ní jezdil vlakem, vždy na otázku co dělá v práci, stěžovala si na kvalitu nábytku v úřadě - není špatná, ale služebně mladší kolegyně má lepší, a to včetně služební rychlovarné konvice.... Pak oznámila, že má auto a "sockou" už jezdit nebude, takže jestli se situace s nábytkem vyřešila nevím ....
Mladí muži - budoucí chemici - namítají, že přece nemusí chemii umět když jí budou šéfovat. Na otázku co je deuterium (těžký vodík) prohlašují - "něco ze StarTreku".....
Stavební dělníci nakupující v Penny Marketu jsou dvojího druhu - buď klinicky zdraví a pak mluví ukrajinsky, nebo ode dveří na první - lékařský - pohled alkoholici a podvyživené trosky - pak mluví česky ...
Dokonce tohle rovnítko český zedník = chlastající troska došlo tak daleko, že bezdomovci a cigáni přehrabující popelnice nosí cementem zaflákané montérky jako maskování ....
Vědci ověnčení tituly s vámi až na pár výjimek nikdy nemluví o své práci, ale o grantech, dotacích EU, i ČR kongresech, penězích ...
My Evropa a potažmo Česko - máme být výkvět post-industriální společnosti. Společnosti která žije aniž by vyráběla. Společnosti vzdělání a kreativity.
Bude to tak reálně? Je práce bez hmotného výsledku vůbec práce, nebo je to jen výroba drobného zla ve smyslu - (zbytečných?) Excelových tabulek a Powerpointových prezentací a ISO 15189 ? Drobné zlo je tak významné, že armáda USA zakazuje Powerpointové prezentace, protože místo odpovědi - jak na to - přinášejí jen iluzi, že víme jak na to - umí tohle mimo US Army někdo rozlišit - vedení Evropské unie třeba?
Nač vzdělání když všechno dodají Číňani ? A udrží se vzdělanost bez experimentu - bez nutnosti poměřovat "plod kreativity" s reálným světem? Nebo bude všechno od nás jako nádobí od Maxima Velčovského - krásné ale k ničemu ? Nebo ještě hůře - jediný Evropský výrobek bude dusná atmosféra uvnitř managementů korporací, s nejasným zdrojem zisku ?

Osobně vidím úlohu Evropy tam kde byla mnoho století - černá díra válek, hladu a nemocí vzhlížející k mocným východním civilizacím.
Myslete si, že jsem pesimista, nebo paranoik, ale známky tohoto vývoje vidím všude kolem, snad i ve tvaru mraků !

Trávoměr 5. aneb čert vem zatracené diody

23. února 2012 v 4:00 | Petr |  Elektro
Obávám se že dosáhnutí 99 dílu telenovely jménem trávoměr je zcela reálné - skoro se chce mi napsat - kdo dočetl až sem ať napíše komentář - podle počtu komentářů zvážím jestli budu čtenářům platit sodovku, pivo, ferneta nebo whisky ;-)

Jen pro rekapitulaci co je to Trávoměr
  • LEDka bliká na frekvenci 10,7 MHz a ozařuje na povrch země o kterém zatím není známo zda je to asfalt beton, hlína nebo tráva
  • Fotodioda přijímá odraz, zesiluje jej logaritmickým zesilovačem (abychom nemuseli řešit obrovský dynamický rozsah signálu)
  • Procesor měří amplitudu signálu
  • Vyhodnocením amplitudy pro více barev LEDek získáme křivku odrazivosti
  • Vyhodnocením křivky odrazivosti získáme informaci o materiálu v zorném poli
  • Dá-li Bůh dostaneme z fázového zpoždění signálu i informaci o vzdálenosti.
Chybí nám v seznamu něco? Jak se měří AMPLITUDA signálu ?

Těžko, právě proto jsem kdysi u ultrazvuku raději digitalizoval přimo neusměrněný signál a "usmerňoval" až numericky. na frekvenci 10,7 MHz něco takového nepadá do úvahy, je tedy třeba usměrňovat.

Zdánlivě není nic jednoduššího - prostě signál proženeme přes usměrňovací diody, které budou nabíjet kondenzátor a napětí na něm bude měřit procesor....
Problém 1. Pro malé signály je dioda zatraceně nelineární (proto slouží jako součástka logaritmických zesilovačů)
Problém 2. Pro rychlé signály funguje většina diod jako kondenzátor (propouští v obou směrech skoro stejně) ne jako dioda. (teď nepočítám mikrovlnné diody typu "kus za 300").
Problém 3. Co si počít s malým a rychlým signálem ?

Oběsit se !!!!

Není to tak zlé ale je to dost zlé.

Existuje učebnicové zapojení, které "jako obvykle" nelze použít, protože je v něm operační zesilovač, který je pro 10.7 MHZ (prakticky) nedostupný. Pak existuje celá řada zapojení s diodami, které prostě špatné vlastnosti diod ignorují - vlastně všechna rádia pro střední vlny to tak dělají - konec konců něco nakonec z repráku vyleze. Potíž trávoměru je v tom, že signál je logaritmický tedy chyba změřeného napětí 10% znamená chybu destítky procent odraženého signálu...

Takže dioda ne - ještě stále lze použít nějakou exotickou konstrukci typu tohoto zapojení s tranzistory - což je vlastně kuriózní zapojení 4 tranzistorů jako zesilovačů se společnou bází, které však též fungují jako diody (ve směru šipeček na schémátku tranzistoru)
Nebo použít poslední stupeň logaritmické kaskády z minulého dílu. Ten je (téměř vždy) v saturaci a je to relativně pěkný pravoúhlý signál - tímto signálem lze řídit směšovaš a pokud směšujeme signál se sebou samým dostaneme signál s rekvenci F-F = 0 Hz - stejnosměrnou úroveň signálu - sláva. Nejbolíbenější směšovač je SAA612 - hurá pro něj.

Problém č. 1. před SAA612 všichni varují pro signály silnější než pár milivoltů - což se u trávoměru může klidně stát.
Problém 2 SAA612 očekává že na výstupu bude kondenzátor - není stavěn pro nulovou (stejnosměrnou) výstupní frekvenci
Problém č. 3 SAA612 je další součástka z kategorie "všichni ji mají v katalogu, ale nikdo ji nemá na skladě"

Oběsit se 2 ???

Stále to ještě není tak zlé - po přečtení tohoto článku jsem se zamiloval do 74HC4066 což je CMOS spínač - představa je taková:
  • Kladnou půlvlnu signálu sepneme do jednoho kondu
  • Zápornou půlvlnu povedem druhým kanálem do druhého kondu
  • Stejnosměrné úrovně na kondech odečteme operačním zesilovačem (tady nám už bude stačit LM 324)
Další důkaz že analogová elektronika je na odůmrť a brzy budou už jenom různě pokřivená zapojení s digitálními obvody.


P.S. už poté co jsem měl všechno spočítané jsem četl poznámku od Linearu, kde je toto schéma - kompletního přijímače signálu pro fotodiodu Q1 - Q4 v něm slouží jako detektory amplitudy signálu - vše to funguje na principu proudového zdroje, který nabíjí kondenzátory - takže diodové usměrňovače jsou opravdu na nic, ale tohle třeba zkusím pokud mixéry se 4066 vybouchnou.

Obvyklá rada pro blondýny co dočetly až sem - Andrea Verešová prý umývá nádobí oděná jen do jehlových lodiček a JARové pěny - zkuste to taky tak - chlap to určitě ocení...

Skupina AGEL a systém České republiky jedním obrázkem

19. února 2012 v 13:06 | Petr |  Filosofování

Článek byl smazán na rozkaz mých VIP čtenářů.


Aneb Jak psal Karel Havlíček Borovský:

Kdo si neche hubu spálit,
musí mlčet, nebo chválit.

Trávoměr 4 aneb staří radioamatéři by umřeli kdyby to viděli

16. února 2012 v 3:33 | Petr |  Elektro
Nejprve k divnému nadpisu - dnešní MP3 přehrávače, mobily a celá řada další elektroniky se tváří že v nich je aspoň kousek analogové elektroniky - ale není - dneska je i rádio postavené na DSP - numerickém zpracování analogového signálu.

Moje oblíbená otázka pro lidi od elektra je, jestli jim není divné, že když přiloží mobíl k televizoru nebo rádiu tak slyší vysílání mobilu jako "cvrčení" v reproduktoru, ale v mobilu nic takového neslyší, ačkoliv tam je rušení největší. Povrchní vysvětlení je v tom, že mobil je udělaný tak aby byl proti vlastnímu rušení odolný. Hlubší vysvětlení je v tom, že žádná analogová elektronika v něm není - i to sluchátko je napojeno na zesilovač třídy "D" který místo sinusovky posílá do repráčku pravoúhlé pulsy vysoko nad slyšitelnou frekvencí (PWM signál), které až setrvačnost membrány reproduktoru promění zpátky na sinusovku.

Tento blog tedy bude o tom jak "odrbat" jednu z královen analogové elektroniky a analogového computingu - logaritmický zesilovač. A jak to z finančních důvvodů udělat lacinými digitálními CMOS čipy.


Na obrázku vidíte logarimický zesilovač verze pro střední školy - tranzistor ve zpětné vazbě funguje jako dvě diody, čím je napětí na diodě (v propustném směru) větší tím je impedance (zdánlivý vnitřní odpor) diody menší a tím je zpětná vazba silnější a tím je zesílení celé soustavy menší. Takhle je to v učebnici, můžete si to postavit na kontaktním poli ale kvalita tohoto obvodu bude relativně mizerná, pro naprosto nevyřešenou stabilizaci pracovního bodu tranzistoru. (ještě jednodušší je zapojení s holou diodou, ale to se snad používá jen jako usměrňovač.
Takže tady máme něco co by již mohlo fungovat ale jak vidíte je to monstrum a navíc to využívá operační zesilovače, tedy bychom se dostali do stejného problému jako minule - "táto kup mi místo mobilu 5kusů LT1223 - za 300 kus".
Takže jsem zkoumal jak se vlastně zapojují logaritmické zesilovače - jinak a došel jsem až k šokujícím výsledkům. Když stavíte rádio musíte si poradit s obrovskými rozdíly síly signálu, proto rádia tradiční konstrukce mají AGC - Automatické řízení zesílení - to jest usměrňují přijatý signál a pokud je příliš silný tak jeho napětím "přivřou" zesilovače v signálové cestě. AGC nutně vyžaduje kondenzátor, který v provedení na čipu zabere spoustu křemíku, proto dnešní radiové moduly, zejména ty co pracují s frekvenční, nebo fázovou modulací (GSM, GPS, WIFI, Bluetooth ZIGBEE atd atd...) spíše než se signálem samotným pracují s logaritmem signálu - takže jak už jsem psal dříve se jim mění síla signálu o 5 voltů ne o 5 řádů ...
Kondenzátor je tak veliký že se na čipu vyplatí vyleptat třeba 10 analogových zesilovačů než 1 kond takže logaritmické zesilovače se dnes dělají takto :
Co to je ? Je to kaskáda zesilovačů a výstup každého z nic se sčítá s výstupy ostatních stupňů. Co to má společného s logaritmy ? Jak síla signálu postupně roste tak se poslední stupně zesilovače dostávají postupně do saturace a jejich amplituda se už nezvyšuje (stále si ale kmitají od 0 do 5V). Přebuzené poslední stupně už dále nezesilují, takže celkové zdánlivé zesílení celé kaskády je s rostoucím signálem menší a menší. Zde je pokus o matematickou simulaci v Excelu :
Na svislé ose je součet napětí všech zesilovačů (v lineární stupnici ) na vodorovné jsou decibely síly signálu (decibely samy o sobě jsou logaritmická jednotka. Jak vidíte tak už pro zesilovače s 4 stupni vychází docela pěkná přímka (logritmická křivka se v tomto zobrazení jeví jako přímka) jen trochu rozhoupaná, protože se vlastně skládá z jednotlivých úseček odpovídajících tomu jak další a další zesilovače přecházejí do saturace.
Kdysi se takto dělaly jen měříče síly signálu. Dneska jsou elektroničí inženýři "oprsklejší" tak takhle zpracovávají signál samotný a existuje spouta více i méně známých integrovaných obvodů jejichž schemata jsou přinejmenším podezřelá :
Problémy tohoto způsobu práce jsou minimálně 2.
1. Stabilita takového zesilovače, je výhodné mít co nejvíce stupňů za sebou, ale každý stupeň vnáší krom zesílení do signálu i zpoždění až při určitém počtu stupňu nastane neodvratné - signál z výstupu posledního zesilovače se dostane nějakou parazitní cestou na vstup a zesilovač se rozkmitá.
2. Zesilovače ještě předtím než jdou do saturace mají oblast nelinearity kde fungují jako směšovače, které s vlastním signálem směšují všelijaké elektronické smetí. Proto na vstupu musí být co nejčistší signál a navíc se toto řešení používá spíše uvnitř čipů kde je na nepatrném prostoru křemíku snazší "udržet kázeň".
Tedy jsem se rozhodl použít logaritmický zesilovač tohoto střihu jak vidíte z ruční čmáranice - doporučuji vaší pozornosti jednak fitlr na vstupu logaritmické kaskády a ještě výstup zvaný fáze odrazu. Trávoměr totiž bude pracovat na rádiové mezifrekvenci 10.7 MHz (ne 8 jako je na starším obrázku) a tudíž bude intezita signálu záviset i na vzdálenosti cíle, ( na 10 MHZ už se projevuje vliv rychlosti světla - maminko moje !!!) neboli možná bde trávoměr fungovat i jako primitivní LIDAR (světelný radar) a tak by mohl být jediným čidlem, který moji roboti budou mít.

Tradiční doporučení pro blondýny které dočetly až sem - pokud vystačíte celý rok s 3 kalhotami a 3 mikinami - nesmíte se divit že ten váš se točí za "kurvičkami na jehlách" ;-)))

Neopouštěj staré věci pro nové, aneb zkur* kontaktní pole

12. února 2012 v 19:08 | Petr |  Elektro
Nejprve úvod pro provozovatele Blog.CZ - omlouvám se za nadpis - ale jsem zase - jako vždy během víkendu - poněkud vytočený - takže mi - když tak písněte - a já ten nadpis změním.

Nyní k věci - můj otec se považuje za bohatého člověka tak binec na paměťových kartách svých foťáku řeší tak, že neřeší a kupuje si nové karty jako se kdysi kupovaly filmy.
Na obázku vidíte tři kontaktní pole. Horní pochází z roku 1993 kdy, jak jste četli zde, jsem jsem se vrátil na krátký čas k elektru a koupil jsem si kontaktní pole - nejdražší jaké jsem si tehdy mohl dovolit (TOHLE stálo kolem 800)
Pak došlo ke dvěma procesům - moje výplata (pomalu ) rostla a ceny kontaktních polí (pomalu) klesaly. Takže od určité doby jsem se vědomě rozhodl, že na každý větší projekt budu kupovat nové kontaktní pole - takže s kterýmsi robotem jsem koupil kontaktní pole dole (byl jsem opatrný, takže maličké) - to co na něm je postaveno je blikač který bliká modrou LEDkou přesně na 5.5 MHz což řídí keramický filtr zapojený jako krystal v Pierceově oscilátoru.
Když jsem měl velké a malé kontaktní pole tak jsem se zase jednou rozhodl koupit třetí. Bohužel mezitím globalizace a katování kostů začalo nést své hořké plody - takže třetí kontaktní pole - to vprostřed je nejnovější a naprosto nejhorší
Vývody součástek se tam vůbec nedají zasunout rukou - musí se kleštičkami - což součástkám nebrání vyskakovat z kontaktního pole ven. Vrchol ovšem nastal nedávno - viz foto - na kterém vidíte moji milovanou fotodiodu (nemám jen jednu ;-) BPW34 a u ní je CMOS předzesilovač postavený ze 74HC00 - pořád jsem nevěděl proč dostávám tak 100x až 1000x menší signál nez na předchozím zapojení (postaveném na horním kontaktním poli)
Jistě tušíte proč ! Vazební kondenzátory kolem BPW 34 se uvolnily a signál místo kondem o 100nF procházel několika pikoFaradovou parazitní kapacitou kontaktu - týden života v prdeli, kvůli hajzla, který v zvedl svůj mrzký zisk o pár procent....

Už jsem klidný a nabízím 1 kus kontaktního pole do dobrých rukou. (Ne ovšem začátečníkovi - lidí co umí elektro je už tak málo a nemá smysl odradit dalšího)

Obvyklá rada pro blondýny, co dočetly až sem - bádám - běžte se bodnout ...

Kubáčova magická dioda, která se pořád opakuje

9. února 2012 v 3:14 | Petr |  Roboti
Únor bílý pole sílí - v květnu bude Robotický den, takže už je pomalu čas vytáhnout trafopájky a stvořit nového robota pro letošní sezónu.

Když jsem začínal s roboty zachytil jsem v mailové diskusi problém, který někdo lapidárně popsal slovy "musíme mít zvlášť baterku pro procesor, protože pokud vše napájíme z jedné baterky - když se roztočí kola procesor se resetuje !!"

Jako člověk co postavil rádio v 8 - mi to bylo hned jasné a okamžitě jsem reagoval - "dejte do napájecí cesty procesoru diodu !". Nastalo dotazování kam diodu, jakou diodu, a dokonce "co je to dioda". Od té doby uběhlo 9 let a "Kubáčova magická dioda" je pro každou generaci mladých robotiků vždy převratný objev. Prot o zveřejňuji zde, ačkoliv to žádná novinka není.
Potíž s robotiky je v tom, že elektronice příliš věří, pokud mají v robotovi "olověnku na 12 voltů" tak ta předce dává 12 voltů a ve všech drátech, co jsou na ni připojené je přece vždycky 12 voltů nebo ne ?

Vtip je v tom, že ne, a jak jsem psal v seriálu o H-Můstcích - tak motory jsou "elektromagnetické peklo" kde to jiskří jsou tam proudové, napěťové nárazy, magnetické pole, elektrické pole - fujtajbl radši je v robotech nemít (kdyby to šlo).

Takže když se do stojícího motoru pustí proud - není v něm žádná protiEMSA a proto proud tekoucí motorem je obrovský - největší možný. Protože každý drát se chová trochu jako odpor a trochu jako cívka (i když rozmnotaná) - může se stát že v drátech co vedou do motoru prudce poklesne napětí a pokud stejné dráty napájejí i procesor - je vymalováno.

Takže pokud se podíváte na schémátko - C3, který by měl být největší jaký se vám tam vejde se přes Magickou diodu nabije na napětí baterie (- spád na diodě) pokud napětí na drátu z baterie pak prudce poklesne, stabilizátor je dočasně zásobován proudem z C3 a pokud stačí napěťový pokles vyrovnat - procesor nic nepozná.

Předem upozorňuju že tohle zapojení není samospasitelné a neřeší jiné složky elektromagnetického rušení , ale na napájení malého motorku přes L293D stačí.
Druhé upozornění C3 by měl být velký elektrolyt určený na napětí vyšší než má baterie (protože na něm je napěti baterie) a správně pólovaný - ne malinký ubožáček na 5V.

Ještě obyklá rada pro blondýny, které dočetly až sem - tentokrát výjimečně elektronická - je pochopitelné, že motor a ostatní elektronika, která má nárazový odběr proudu musí být PŘED magickou diodou, pokud máte motory za diodou, nebo dokonce na výstupu stabilizátoru je vám dioda houby platná.

Dokonce není ostuda mít v robotu více 5 voltových stabilizátorů a jeden s magickou diodou a velkým kondem jenom pro procesor....

Fotodiody, LED a teorie kavárenského povaleče

5. února 2012 v 17:51 | Petr |  Elektro
Když sleduju zprávy o světě kolem, pořád se mi vkrádá slovo "Mizérie". Pokud jsou politici nápadně usměvaví, tak se k tomu přidává slovo "hrůza" ale to je na jiný blog.

Výrobci elektroniky hromadně utekli do Číny, s nimi velkodistrubitoři součástek a malodistributoři se po mnoha kolech "katování kostů" dostali do situace, kdy jejich nabídka je dnes jen o pár facek lepší než bolševická Tesla v roce 1986 (bereme-li v potaz že bastlíři za bolševika uměli z germaniových trazistorů sovětské výroby vyrobit všechno od zapalování do Tráboše po atomovou bombu). Proto, jako v roce 1986, už pár let, vždy hledám, jaké součástky použiju a zároveň, čím je nahradím, když je neseženu ....

Už jsem jednou psal, že fotodiody je možné nahradit LED diodami, ale udělal jsem v poslední době nějaká měření a objevil jsem že některé infračervené LED se téměř vyrovnají fotodiodám, takže jejich použití nemusí být výraz zoufalství po zhroucení globální civilizace, ale možná by se pár LEDka a stejná LEDka jako fotodioda vedle sebe dal použít jako čidlo.


Kdysi jsem stáhnul PDF od Telefunkenu o fotodiodách, a od té doby jsem chytrej jako rádio, takze to co vidíte uprostřed obrázku je asi tak 20x zvětšená moje milovaná BPW34 (poslední fotodioda volně na trhu) - je velice citlivá, relativně nízkošumová a má zvláštní vlastnost, na kterou jsem přišel a nikde jsem o ní nečetl.
Šipkou označené je místo kde je k čipu připájená anoda - a je zajímavé, že fotodioda je kolem tohodle "ďubku" asi 10x citlivější na světlo než na zbytku plochy. Asi to bude souviset s šířkou závěrné vrstvy a taky s tím, že elektrony vyražené světlem kolem anody - se nemusí prodírat milimetry polovodiče a hned mohou skočit do "celovodiče" - kovového drátku který je tam vidět ....
Že by to mohlo způsobovat problémy, kdy pohyb optikou zaostřeného paprsku po fotodiodě může elektronika mylně vnímat jako změnu jeho intenzity - je jasné - nevím jak velký problém by to mohl být, ale stěžujte si když máte na výběr BPW34 nebo nic ...

Vpravo je Infračervená LED - tedy svítivá dioda, která svítí, ale vlastně nesvítí, protože její světlo oko nevidí - konkrétně tato je typ LD274. Představte si že proud vyvolaný světlem touto diodou je při stejném difuzním osvětlení žárovkou celá 1/3 proudu BPW34 - uvědomíme - li si že svítivá dioda má tmavé pouzdo (filtr viditelného světla) a navíc že má optiku, která svítí jen v 10 stupňovém úhlu - je patrně "holý čip" téhle LEDky citlivější než "opravdová fotodioda"

Zajímavé ne - Hlavně zajímavé je to že BPW34 je bez optiky a její sestřičky s optikou jsou špatně dostupné a tady máme citlivou diodu která v propustném směru svítí pod úhlem 10 st. a v závěrném snímá světlo ve stejném kuželu citlivosti.
Úplně si představuju, že jednoho dne do hliníkového bločku (jestli hliník nebo vrtačky nezakáže EU) vyvrtám na stojanové vrtačce dvě (přesně rovnoběžné) dírky 5mm a zastrčim dvě diody jedna bude blikat, druhá bude měřit odraz - dokonce na správně vysoké frekvenci by se tak dala měřit i vzdálenost na principu fázového zpoždění odraženého světla
- Velmi zajímavé měření vzdálenosti - až zase zmizí z trhu ultrazvukové mikrofony, jakože nyní v GESu jsou (opět) po dvou letech.....

LED diody svítící ve viditelném světle jsou výrazně méně citlivé a moderní modré a bílé diody s luminoforem se nedají použít vůbec - takže jenom doufám, že nějakého "managera" nenapadne v přištím kole katování kostů přestat dodávat infračervené LEDky - když jejich světlo "stejně není vidět" ....

Jak říká kolega v práci když naříkám nad trhem elektronických komponent: "jediné společností podporované koníčky jsou - metrosexualita, poflakování se v kavárně, vypadání COOL a shoppování". A já blbec otravuju s diodami.

A tradiční rada pro blondýny, co dočetly až sem - jsem nasranej - takže přízemí : Hrnec guláše je někdy lepší než striptýz na celou noc ...

BackEMF alias ProtiEMSA můstek 4 - konečné řešení ?

2. února 2012 v 2:08 | Petr |  Elektro
Jdeme do finále - jelikož mi letos bude 40 je na čase abych otázku řízení motorů pro roboty konečně vyřešil.
Ale ještě opakovací lekce - po otci mám z 50 let knihu "Elektrotechnika pro dělníky" odkud je krásná zkratka EMSA alias Elektro_Motorická_SílA což zní hrozně ale anglické EMF - je to samé Electro_Motoric_Force. Tedy napěti které indukují rotující elektrické motory, které působí proti napětí baterie a zmenšuje protékající proud motoru točícího se bez zátěže.

V minulých dílech jsem probral trnitou cestu k můstku, který bude jednoduchý, funkční, a ještě půjde vypnout aby se ta EMSA nebo jak psali v "dělnících" protiEMSA dala změřit.

Zatím poslední a konečné řešení vypadá takto :

Všimněte si že odpor 2,7K i dva odpory 4,7 K zůstaly aby regulovaly nabíjení mosfetů a konečné napětí na gate. Q6 a Q2 si prohodily místo (PNP za NPN a naopak ) tím se jejich báze připojily na pro ně bezpečné napětí a nehrozí lavinový průraz. Osobně nemám takto zapojené dvojice PNP a NPN navíc s bazemi spojenými odpory R2 a R3 moc v lásce, protože jsou principiálně nebezpečná. Proud, který vytéká z báze Q6 (jej otevře) vtéká do báze Q2 a taky jej otevře - což hrozí spálením Q2 i Q6. Tady je mezi nimi ochranný odpor R1 a navíc pokud jsou Q2i Q6 otevřené jsou oba Mosfety bezpečně zavřené.
Vstup ENABLE /DISABLE je řešen právě takto - přes Q8 se báze obou tranzistorů zkratují malým odporem a je vyřešeno. Pozorrný čtenář by mohl namítat že tranzistor Q8 se v takto jednoduchém zapojení nemusí dostatečně vybudit napětím 5V. To ale není probém protože emitor Q8 je na napětí báze Q2 které nikdy nebude vyšší než 0,7V takže napětí jeho vlatní báze pro jeho otevření musí být 0,7+0,7 =1,4V. 5V buzení tedy stačí. Tranzistory Q5 A Q7 by tam vůbec nemusely být ale v tom případě by musel R7 být mnohem menší (kolem 1 K) aby stačil vybudit Q2 a Q6 a tím by "protopil" moc proudu. Nezapomínejte, že na schémátku je jen jedna polovina můstku a robot potřebuje alespoň dva můstky pro levé a pravé kolo tedy tento obvod se v robotu bude vyskytovat 4x.

Jak sami vidíte vypadá to až příliš ideálně - klidový odběr můstku je jenom přes trojici odporů R4, R1, R8 kolem 4 mA - ideální jak v telenovele?
Bohužel nikoliv - díky prohození Q2 a Q6 se původní zapojení ekvivalentní "zapojení se společným kolektorem" (známé též jako emitorový sledovač aby v tom byl zmatek) - které je neinvertující (růst napětí na vstupu vede k růstu napětí na výstupu) změnílo na "zapojení se společným emitorem" - invertující.

Celý můstek včetně vstupu ENABLE je tedy invertující - je-li na vstupu 5V je na výstupu 0 a naopak. je-li na ENABLE 5 voltů - nikam se nejede protože báze Q2 a Q6 jsou zkratovány a MOSFETy odpojeny.
Zdánlivě to vypadá jako porušení základních specifikací můstku, ale při řízení mikrokontrolérem je jenom filosofický probém jestli řídící procedura bude pin mikrokontroléru zapínat, nebo vypínat.
Takže toto se jeví jako vyhovující řešení, za pár kaček ověřené stavbou, ale zatím není ověřené letitým provozem jako mé předchozí můstky, takže se uvidí ....

Již legendární rada pro blondýny, co dočetly až sem: myslete na to, že klasický "geek" sedící za svým počítačem je dneska obrýlený, urovitý a s mastnými vlasy, ale zítra to může být (skoro)milionář (žejo Kamile) - mnohem s píše než dnešní hezoun, který za pár let bude plešatý, potetovaný a s alimenty kam se podíváš ;-)))