LusoRobótica - Robótica em Português
Robótica => Iniciantes => Tópico iniciado por: edeweld em 17 de Maio de 2018, 15:37
-
Olá a todos,
Construi um modulador de onda quadrada através deste link: https://www.youtube.com/watch?v=hQuI-86BgzU
Com isso construi um PWM. Na escola já tinha trabalhado com PWM, em microcontroladores. Acontece que no projecto da escola, que o objectivo foi controlar a rotação da ventoinha, a mesma emitia um zumbido quando se ajustava o potenciômetro.
Quando o potenciometro altera o duty cycle a 100% o barulho desaparece - ventoinha no máximo. Quando reduzo o duty cycle a rotação da ventoinha diminui e o barulho aparece, o tal zumbido.
Isso acontece porquê? É possível eliminar esse barulho?
Pelo que percebo de pwm, a ventoinha tem o valor total da tensão (que é 12VDC) e corrente da fonte. Ao alterar o duty cycle vou alterar o valor da tensão e corrente durante o ciclo de trabalho (período) da onda. Mas não consigo encontrar explicação para a origem do barulho.
Para facilitar o esquema é este (print screen do vídeo): https://snag.gy/kDKqVB.jpg
Nota: A ventoinha é uma ventoinha de CPU. Tem 4 fios (1-GND/2 +12VDC / 3 - Sensor / 4 - Control). Fui pesquisar no manual da board e verifiquei que o sinal de saída é de +12VDC
Obrigado
Cumps
-
O ruído é devido à frequência do sinal PWM. Se aumentares a mesma ele desaparece (ou torna-se inaudível, que vai dar ao mesmo).
Outra solução menos prática é filtrar essa frequência com um filtro passa baixo = meter um condensador grandote em paralelo com a ventoinha. Menos prática porque dependendo do consumo da carga pode o condensador ter de ser grande demais.
-
Não estou a perceber a parte da frequência. Quando altero o valor do potênciometro o que estou a alterar é o valor em que o condensador se carrega e descarrega. Mexo o duty cycle.
Vi este vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=rBQVfCUuhfs
Pegando no exemplo que ele dá, no desenho (ver esta imagem: https://snag.gy/I7Twek.jpg) se temos 4 ciclos logo temos 0.25 Hz. Mas o valor do duty cycle pode ser diferente em cada um dos ciclos, dependo do uso que faço do potênciomentro.
Estou a perceber bem as coisas? Uma das dúvidas que me surgiu foi "que relação existe em o duty cycle e a frequência?" Penso que nenhuma, pois uma não influencia a outra.
Cumps
-
É algo como neste vídeo? https://www.youtube.com/watch?v=NUYUwqQHEbo
É que fiz o chamado brute force test e comecei a colocar condensadores electróliticos e cerámicos em paralelo com a ventoinha e o que reparei é que quanto maior o condensador mais rápida fica a ventoinha, é como se coloca-se no máximo o potenciometro. Conforme ia diminuindo voltava a ter a funcionalidade do pwm mas o barulhos continuava. - Conclusão é para esquecer esta abordagem :o ;D 8) :P ::)
Com os meus conhecimentos sobre a matéria ainda não consegui perceber o que está acontecer para motivar o barulho. Aliás, já tentei perceber a razão do barulho. Nasce nas bobinas da ventoinha?
Cumps
-
Boas
Quando se trabalha com pwm, o que vai variar é a relação entre o tempo on e off.
Esta relação é multiplicada pela tensão de entrada, obtendo a tensão média de saída.
O que reparei no teu projecto foi utilizar um cooler de pc, embora seja alimentado em dc, o seu funcionamento é controlado internamente como um stepper, aplicar-lhe uma tensão em impulsos tem resultados inesperados. Estes motores suportam pwm por um dos fios, mas isso já é outra história.
Recomendaria um motor dc normal.
Ao alterar o condensador já aqui referido por um de menor valor, a frequência irá aumentar, uma frequência acima dos 20kH seria bom.
Fonte: http://pdropes.blogspot.pt/2014/05/controle-de-direccao-e-velocidade-de_4.html :P
Ps: a frequência é sempre FIXA quando se altera o pwm
-
A ventoinha que estou a utilizar tem 4 fios. Ligo os +12VDC nos respectivos e o pino 3 do LM555 ao fio de do "Control". Apenas deixo o "Sensor" desligado.
O que me deixa confuso é a origem do barulho.
Ps: a frequência é sempre FIXA quando se altera o pwm
Então se a frequencia não se altera o que motiva o barulho?
Obrigado
Cumps
-
O esquema que mandaste na primeira mensagem não tem nada que ver com o que agora descreves, e assim é óbvio que a solução de meter um condensador não ia funcionar. O sinal de controlo só aceita um sinal lógico que controla o funcionamento do motor. É aproximadamente equivalente a ter os R3, Q1, D4 e Motor do esquema original todos dentro do motor.
Pegando no exemplo que ele dá, no desenho (ver esta imagem: https://snag.gy/I7Twek.jpg) se temos 4 ciclos logo temos 0.25 Hz.
Não sei onde inventaste o 0.25Hz, porque a explicação no vídeo é bem clara. Revê o mesmo (é por volta do minuto 6) até perceberes o teu erro. Enquanto não dominares princípios básicos como a frequência de um sinal é muito difícil que entendas qualquer explicação que seja dada.
Então se a frequencia não se altera o que motiva o barulho?
Mais uma vez a pergunta errada. Porque é que algo só havia de fazer barulho só quando se altera a frequência?
O motor é um elemento eletromecânico. Tem um conjunto de bobines que são atraidas/repelidas por ímans (simplificação grosseira mas para o caso serve). Se o ligas e desligas a determinada frequência,essa atração/repulsão vai ser desligada/ligada, e pequenas folgas mecânicas (mesmo que quase insignificantes) vão dar origem a vibrações mecânicas, que não são mais do que o teu "barulho". Se olhares para uma coluna de som é basicamente a mesma coisa (uma bobine no meio de um íman), só que com uma folga muito grande (de propósito) e ligada a um cone para permitir mover uma massa de ar maior e fazer muito mais "barulho".
A solução para acabar com esse barulho é a que falei já na primeira resposta: alterares a frequência para um valor que já não seja audível, seja porque os elementos já não sejam capazes de vibrar tão rápido, seja porque fiquem fora da gama de audição humana.
-
Basicamente, se fosse uma ventoinha antiga só com 2 fios tinha funcionado bem.
As novas, como já têm maneira de ser controladas por pwm (1 dos fios adicionais, o outro é o tacómetro) não gostam muito de levar com o pwm pelos fios de power.
A frequência que estava a ser referida é a do sinal pwm que não interessa para o duty cycle que é o que te dá a % de velocidade da ventoinha.
A frequência default do PWM do arduino é 490Hz, o que corresponde a uma frequência audível, a sugestão do jm_araujo logo na primeira resposta é aumentar essa frequência para além do audível, o barulho continua a existir, só que só vai chatear o cão do vizinho :-)
Este artigo parece ser interessante:
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SecretsOfArduinoPWM
De acordo com este artigo http://www.gammon.com.au/forum/?id=11504&reply=7#reply7
O valor máximo teórico do PWD seria a frequência de clock do Arduino, no entanto esse valor parece ser instável. Mas é perfeitamente possível usares valores acima da frequência de audição, acho que nem mesmo o cão do vizinho é capaz de ouvir um sinal de 4 MHz.
-
Num AVR nunca vais ter tais valores de frequência de pwm...
Num timer de 8 bits/pwm de 8 bits a frequencia obedece á seguinte formula:
fOCnxPWM=fclk_IO/N*256
Em que N pode ser 1, 8,64,256 ou 1024.
Assumindo os tipicos 16Mhz e N=1, tens 16000000/256 = 62500Hz, ou seja 62.5Khz.
Para um sinal PWM com 4Mhz e com uma resolução de 8 bits precisarias de no minimo 4Mhz*256 = 1.024Ghz, dá para fazer um bocadito de OC num Atmega, mas 1Ghz é impossivel.
Dá para gerar ondas quadradas com frequências mais elevadas, em modo CTC, mas não tens PWM dessa forma, a não ser que estejas a alterar o TOP on the fly.
De qualquer das formas, modo CTC frequencia máxima á regida por:
fclk_IO/(2*N*(1+OCRnx))
N é igual ao acima, OCRnx pode ser no minimo zero, e tens 16000000/2 = 8Mhz, mas tens uma onda quadrada com um duty cycle de 50%.
-
Mas é perfeitamente possível usares valores acima da frequência de audição, acho que nem mesmo o cão do vizinho é capaz de ouvir um sinal de 4 MHz.
Não ias longe a transmitir som com uma frequência de 4MHz.
O que o senso disse tá tudo na datasheet, só para avisar ;)
-
N é igual ao acima, OCRnx pode ser no minimo zero, e tens 16000000/2 = 8Mhz, mas tens uma onda quadrada com um duty cycle de 50%.
É, acho que percebi mesmo mal o que li. Os nomes dos registos causam-me confusão, ao fim do segundo começo a misturar tudo. Eu sei que está tudo na datasheet. O problema é que está espalhado por toda a datasheet.
Uma pergunta objetiva, considerando um uno ou um nano, qual é a mais alta frequência possível para o pwm e ainda conseguir variar o duty cycle entre 0 e 100% ? Isso resolveria o problema do OP da ventoinha fazer ruído audível?
-
Espalhado?
Está tudo em secções, tens o timer 0, está lá tudo explicado, e no fim da secção tens o mapa de registos, mais simples é complicado.
-
Boa pessoal,
Não pretendo fazer nada relacionado com o arduino, pelo menos para já! Obrigado pelas dicas relacionadas com este assunto.
Estou a ver se consigo resolver o problema apenas com electrónica analógica.
Testei a mesma montagem em outra ventoinha e o resultado foi positivo. Consigo alterar as r.p.m. pelo fio 4 de controlo da ventoinha. (Relembro: estou a utilizar uma ventoinha de 4 fios, onde coloco a saída do sinal modulado no fio de controlo, que é o fio azul).
Em último caso estou a pensar controlar a corrente através de um transistor. Nesta montagem sim! Irei controlar a corrente que alimento a ventoinha, colocando de parte o fio de controlo. O que acham?
Cumps
-
Ventoinhas com 4 fios não gostam que faças PWM na alimentação, o controlador das mesmas já trata de fazer isso, é só dar-lhe PWM no respectivo fio(tipicamente azul), e está feito.
-
Fogo! lol
Escrevo chinês!? Só pode! ::) 8) lool
-
Fogo! lol
Escrevo chinês!? Só pode! ::) 8) lool
Então porquê? O que foi mal entendido?