Тоже оживление приборов

[САБ 446]

Встряхну-ка темку.

Если кто-то подумал, что проект заглох - это не так.

Вторым прибором, который я пытался оживить на своих платах был указатель топливомера УТО2-6Б.

Он представляеет из себя двигатель-генератор ДГ-0.5ТА и обычный потенциометр в цепи обратной связи. Двигатель закрутился сразу, благо процедуры управления им были отлажены дистанционно с помощью LISA на железе имени Андрея Зверева. Потенциометр оцифровать тоже никаких сложностей не вызвало, а вот дальше начались неудачи. Для расчета требуемого воздействия на двигатель применил ПИД-регулятор, но вот правильно настроить его не удавалось. Либо стрелка двигалась слишком медленно и не доходила до нужного положения, либо доползала до него ну очень медленно, либо проскакивала и потом возвращалсь, снова проскакивала, и так за 3-5 колебаний становилась на место. Проблема кроется в том, что за время между друмя просчетами ПИДа сигнал ошибки не успевает сильно измениться, а именно по разности предыдущей и текущей ошибки я вычисляю скорость, а скорость отвечает за своевременную остановку. Из-за маленькой разности оценка скорости получается очень грубой. Пробовал сравнивать текущий и минус четвертый отсчет - получилось лучше, но появилась задержка в сигнале скорости. Решив, что решение должно вылежаться и созреть, занялся оживлением других приборов.

Был в наличии ПКП-1 серия1. Схемы на него не было, поэтому пришлось снять кожух и срисовывать схему при помощи прозвонки. Схема содержимого "шарика" была восстановлена при помощи тестера, мысли, подачи 400 Гц на разные входящие в шарик контакты и наблюдения возникающих на остальных сигналов. В ПКП-1 в качестве датчиков обратной связи используются синусно-косинусные трансформаторы (СКТ). При первом же подключении обнаружилась ошибка в схеме моего модуля. Хорошо, что это было еще на лазерно-утюжной плате из сообщения №41 и в производство платы из сообщения №48 ушли уже с исправлением. Пару дней заняло написание сравнительно быстрого целочисленного алгоритма вычисления угла по двум отсчетам АЦП - пропорциональным синусу и косинусу. Т.е. фактически вычисление арктангенса. Угол вычисляется с дискретностью ~0.2 градуса. Далее была подключена следящая система, тот же ПИД и начались те же самые проблемы, усугубленные еще и тем, что масса подвижной части у ПКП больше, а значит и больше инерция. Самое лучшее, что удалось достичь подбирая настройки ПИДа:

Такой результат несколько разочаровал, энтузиазм ослаб, работа почти остановилось. Был в наличии КППМС (в нем обратная связь на сельсине), была попытка на базе алгоритма вычисления угла синусно-косинусного трансформатора получить алгоритм чтения сельсина, первая версия программы не заработала как надо, потом навалились другие дела и эта работа встала совсем.

 

Приближалось лето, наметился отпуск, поездка в Крым через Киев, Sly пригласил посмотреть его творение. Чтобы не ехать с пустыми руками, работы были форсированы. Как один из вариантов улучшения пробовал поднять напряжение питания с 24 до 27в. Снова подбор коэффициентов ПИД. Стало лучше, но все еще не то:

Но, поскольку хорошее решение должно вызреть, через некоторое время оно нашлось. В пришла голову простая мысль - я пытался включать двигатель с оглядкой на железо Андрея Зверева, у которого на плате 4 выхода фаз. И чтобы на этой плате получить 2 канала управления (т.е. подключить два двигателя), я подключал обмотки возбуждения обоих двигателей параллельно между двумя фазами (мостовое включение), получая на них размах равный удвоенному питанию, а обмотки управления включал с каждой из оставшихся фаз на землю, т.е. использовал полумостовую схему включения, при этом размах напряжения был равен питанию, т.е. вдвое ниже, чем при мостовом включении, а мощность, соответственно, в 2^2=4 раза ниже. Но процессор имеет 6 выходов ШИМ. И в моих платах из расчета на прибор ИТЭ-2 все 6 ШИМов выведены как выходы фаз. И я могу обмотки возбуждения обоих каналов также включить по мостовой схеме. Результат получился значительно более обнадеживающим - вполне приемлемая приемистось даже при питании 24в.

Уже можно двигаться дальше. В таком виде у Sly попытались подключить плату к его ПКП-1 серии 2. Оказалось, что в серии 2 не только добавили кнопку "Тест", но и существенно изменили цоколевку разъема. Пришлось, вернувшись домой, временно поменять в музее мой ПКП-1 серии 1 на серию 2. Спасибо Sly, он подарил мне ответный разъем к ПКП-1 и музейный экземпляр разбирать не пришлось - иначе мне бы прибор просто не дали.

 

Следующий этап - оживление гальванометров - стрелок ПКП-1 и бленкеров. Ток полного отклонения стрелок +-1мА, сопротивление гальванометров 1КОм, их можно подключать напрямую к выводам процессора. Бленкерам для надежного срабатывания нужно 16...27в. Для гальванометров нужны выходы ШИМ, для бленкеров - обычные порты с дополнительными ключами. Гальванометров 5 шт. А на моей плате на все выходные ключи заведены выходы ШИМ. Делать новую плату для пары - тройки приборов экономически нецелесообразно. Нож, паяльник и провод ПЭВТЛ, 2 часа работы и вот она новая плата:

Пара вечеров на написание программы и гальванометры/бленкеры побеждены.

 

Следующий этап - приборы с обратной связью на многооборотных потенциометрах. В качестве подопытного выступил УВО-15М1. Поскольку разрядности встроенного в процессор АЦП (10 бит) явно недостаточно для таких приборов (это выяснил RA3DCS еще зимой, пробуя мою прошивку для железа А. Зверева), для измерения таких потенциометров я применил идею, подсказанную Vladmode: 14-битный ШИМ контроллера формирует опорное напряжение. Это напряжение подается на один вход дифференциального усилителя. На второй вход усилителя подается напряжение с потенциометра. А уже выходное напряжение усилителя (усиленный сигнал разности, он же сигнал рассогласования) подается на АЦП. Таким образом, если результат АЦП больше половины шкалы - надо крутить в одну сторону, если меньше - в другую. УВО-15М1 имеет несколько потенциометров. Один из них напрямую соединен с кремальерой. С него и начал. Задача получилась обратной - не по уставке ШИМа подобрать положение потенциометра, а по положению потенциометра подобрать соответствующую ей уставку ШИМа. Все получилось, положение потенциометра определяется с точностью 13 бит, младший бит из 14 "болтается".

Второй этап - управление стрелкой. Все еще мучаясь воспоминаниями о предыдущих проблемах с ПИДом родил такую идею: у меня остались свободными входы, предназначенные для снятия сигналов с сельсинов и СКТ. С них я измеряю амплитуду синуса 400 Гц. Но точно такой же сигнал выходит с генераторной части ДГ-0.5ТА, которую я не использую. Делов-то куча! Подключаем генератор, из прошивки ПКП-1 берем кусочек измерения амплитуды, заводим полученный результат в ПИД в качестве сигнала скорости и результат оказывается даже лучше, чем ожидал:

В конце это не "недолет", это сначала задана позиция 14490, а потом 15000. Чтобы показать точность позиционирования.

 

Вот такие результаты на текущий момент.

Воодушевленный последним успехом достал с полки УТО2-6Б и буду сейчас заводить в ПИД сигнал с генератора его двигателя. Дальше в планах аналогичное действие с ПКП-1. Но там все входы сельсинов/СКТ заняты, поэтому придется аналогичную входную цепь спаять навесом на оставшихся свободными входах потенциометров.

[ra3dcs 490]

Сергей, результат с УВО-15М1 впечатляет. Только как быть с УВИД-15, там используется просто ДИД-05. Не генератор.

[LifeBurner 63]

Это какое-то офигеть просто...

[sahob 0]

Молодцы, смотрю и тоже хочу присоедениться. Тянет к прежней работе....

[САБ 446]

Только как быть с УВИД-15, там используется просто ДИД-05. Не генератор.

Вчера попробовал использовать с УТО-15М1 старый метод, т.е. оценивать скорость по изменению сигнала рассогласования. Результат получился практически такой же. Вероятно потому, что в этой схеме включения сигнал ошибки у меня усиливается примерно в 8 раз и во столько же раз усиливается рассчитываемый из него сигнал скорости. Получается, что с многооборотными потенциометрами генератор не нужен.

Попробовал УТО2-6Б. С генератором результат приемлемый даже с полумостовым включением обмотки управления двигателя:

С мостовым включением получается чуть-чуть быстрее и по звуку слышно, что уже двигатель борется с трениями в редукторе.

 

А без генератора - никак. Еще в начале работ пробовал включать этот прибор по той же схеме, что и многооборотный - не получилось. Получается слишком большая скорость изменения сигнала рассогласования, ПИД просто не успевает отработать - он запускается после цикла измерения АЦП, а цикл измерения синхронизирован с формированием 400Гц для устранения влияния наводок от этих 400 Гц. Получается для двух каналов ПИД не может считаться чаще 200 Гц. Хотя, есть вероятность что я что-то не так включал. Сегодня спаяю переходничек, попробую включить по схеме многооборотника еще раз. Как вариант можно уменьшить усиление дифусилителя, но нужно ли вообще двигаться в этом направлении? Бывают приборы с ДИДами (не ДГ) и обычными потенциометрами в обратной связи?

[ra3dcs 490]

Бывают приборы с ДИДами (не ДГ) и обычными потенциометрами в обратной связи?

 

В основном топливомеры. Даже можно согласиться на замену в приборе ДИД на ДГ.

[САБ 446]

В основном топливомеры.

Значит будем решать проблемы по мере их возникновения.

Даже можно согласиться на замену в приборе ДИД на ДГ.

Этого не хотелось бы. Одной из целей проекта было добиться запуска приборов без вмешательства в них.

[ra3dcs 490]

Этого не хотелось бы. Одной из целей проекта было добиться запуска приборов без вмешательства в них.

Без вмешательства все равно не получится, перепаивать придется.

[САБ 446]

Без вмешательства все равно не получится, перепаивать придется.

Эти приборы я запускал не изменяя их схемы. Хотя вру - в УВО-15М1 отпаял один резистор на выходе генератора. А если генератор в нем не использовать - то получается совсем без перепаек.

А вот в ПКП задействовать генератор не получится. Посмотрел схему - у них выход генератора соединен одним концом с выходом СКТ, а я выход СКТ использую как вход и подаю на него 400 Гц

[ra3dcs 490]

Посмотрел схему - у них выход генератора соединен одним концом с выходом СКТ, а я выход СКТ использую как вход и подаю на него 400 Гц

Так генераторных обмоток две. Возбуждения и сигнальная. Сергей схему включения ДГ покажите.

[САБ 446]

Так генераторных обмоток две. Возбуждения и сигнальная.

Ну да. На обмотку возбуждения подаю тот же синус 400Гц, что и на возбуждение двигательной части. А на сигнальной измеряю амплитуду.

А вот в ПКП задействовать генератор не получится. Посмотрел схему - у них выход генератора соединен одним концом с выходом СКТ, а я выход СКТ использую как вход и подаю на него 400 Гц

Хотя... Если отвязать этот выход трансформатором... Из чего легкодоступного можно выдрать трансформатор с отношением обмоток 1:1 ... 1:2, способный пропустить 400 Гц, т.е не на феррите? Эзернетовские рассчитаны на мегагерцы, компьютерные БП на сотни килогерц, китайские трансформаторные сетевые адаптеры? Там отношение витков 220:12 в лучшем случае.

[sweed 16]

В качестве шлюза между симулятором и FT2232 будет программа, которая со стороны FT2232 будет поддерживать протокол шин, а со второй стороны может иметь интерфейс как к x-plane, так и к MSFS или другому симулятору через любой протокол, если кто-то захочет его дописать. Хоть через IOCP,(для vitabutch: это протокол более высокого уровня и не имеет отношения к реализации шины, и я так и не понял, чему вы в нем восхищаетесь). Эта программа при необходимости будет однозначно и без всяких калибровок переводить пупки, посылаемые симулятором в физическую величину, посылаемую на индикатор. И обратно - градусы органа управления в пупки симулятора. Таким образом исключится необходимость калибровать прибор под каждый симулятор.

 

а по какому протоколу твоя прога будет общаться с x-plane? точнее по какому ты хочешь?

[САБ 446]

а по какому протоколу твоя прога будет общаться с x-plane? точнее по какому ты хочешь?

Для начала ориентируюсь на IOCP. Из-за наличия готовых клиентов к большинству симуляторов. Если будут какие-то принципиальные недостатки - можно будет попытаться написать свой плагин к x-plane с каким-то своим протоколом.

[alex19620 0]

САБ приветствую Вас !!!,недавно приехал читал сейчас Вашу тему и не перестаю поражаться Вашим работам ,еще с теми индикаторами с которыми Вы мне помогли спасибо огромное ,буду с нетерпением наблюдать за Вашими работами и от всей души удачи Вам !!!.

С уважением Александр !.

[САБ 446]

Снял наконец видео УК-3

Тестовая утилитка через каждые 100 мс посылает сигнал о новом курсе с шагом 5 градусов. Естественно, сим будет посылать информацию чаще и с меньшим шагом.

 

В соседней ветке спрашивали, как его запустить. Три выхода ШИМ контроллера через резисторы 100 Ом на входы индикатора. Собственное сопротивление обмоток 1КОм - можно включать и напрямую, резисторы поставил для ограничения тока в случае замыканий. Скважность каждого сигнала пропорциональна синусу курса, курса + 120 град и курса + 270 град. соотвсественно. Синус вычисляю таблично, использую 1024 точки на период, в таблицу зашита четверть периода - 257 точек, остальные три четверти вычисляются зеркалированием таблицы.

[ra3dcs 490]

Снял наконец видео УК-3

 

Сергей Замечательно!

А версия прошивки под железо Андрея Зверева будет?

[САБ 446]

А версия прошивки под железо Андрея Зверева будет?

Там от всего железа используются всего две микросхемы - собственно процессор и драйвер интерфейса. Поскольку процессор имеет 6 выходов ШИМ, можно подключить 2 указателя. Думаю, вам не составит труда спаять такую схему на макетке. А прошивку, совместимую с протоколом Андрея я напишу, конечно.

 

Или могу выслать вам свою платку (забираю с завода в середине недели).

На плате предусмотрено 6 выходов ШИМ с токограничительными резисторами, источник напряжения, равного половине напряжения питания ШИМ, 14 выходных ключей с открытым коллектором (6 из них на выходах ШИМ). Через нее можно подключать лампы, бленкеры (в перемешку с 5в и 27в питанием), гальванометрические приборы (директорные стрелки), логометрические приборы (трехстрелочные УИ3-3 и подобные).

[САБ 446]

Платы готовы

и запаяны

и первые прогоны.

[ra3dcs 490]

гальванометрические приборы (директорные стрелки),

 

Сергей, как известно директорные стрелки имею ноль посредине. Для отклонения в другую сторону нужно менять полярность питания. В свое время столкнулся с такой проблемой с ШИМ на ФСБУС. В то время проблему не решили. Как в Вашей схеме это будет решаемо?

[САБ 446]

Как в Вашей схеме это будет решаемо?

На плате имеется делитель напряжения питания и буфер на операционном усилителе. С его выхода половина от +5в подана на выходной разъем. Гальванометры включаются между этим выходом и выходом ШИМ. Получается +-2.5в.

[САБ 446]

Украл немного времени у укрепления семьи. Написал для платы УАС-Б прошивку генератора трехфазного напряжения 400 Гц. Предусмотрел возможность в поцессе калибровки задать размах выходного напряжения. Сделал команду включения/выключения - при включении частота за 2-3сек плавно нарастает от нуля до 400Гц, амплитуда - от 0 до установленного при калибровке значения. Получился имитатор умформера. Процентов на 90 используется исходник прошивки управления тахометрами.

Но самое главное, ради чего затевалась эта прошивка - реализовал межплатную синхронизацию (автоподстройку фазы). Теперь все платы могут формировать свои сигналы синфазно, причем в процедуре синхронизации нет мастера, все платы подстраивают свою фазу друг под друга. Что это дает:

- возможность запитывать обмотки возбуждения всех ДИДов, сельсинов, СКТ от одной платы, освобождая выходы остальных плат. Раньше на каждой плате два выхода были заняты под формирование сигнала возбуждения.

- включить сельсины, СКТ по честной трансформаторной схеме со штатным включением генераторной части двигатель-генераторов, что позволит повысить точность и улучшить динамику отображения. Одна плата сможет выдавать сигнал для двух сельсинов и двух обмоток управления ДИД/ДГ. Раньше я использовал сельсины,СКТ в режиме сельсин-датчиков.

- подвая на прибор трехфазный сигнал для сельсина/СКТ, использовать без переделки встроенные в приборы схемы следящих систем (например, в АГД-1, ПКП-72(77)):

- используя полумостовое включение (2 выхода и земля на каждый сельсин) управлять тремя сельсинами в индикаторном режиме. Хотя, поскольку плата выдает не 36в а всего около 19в, возможно потребуется мостовое включение (3 выхода на каждый сельсин). Тогда двумя сельсинами. Можно, конечно, поднять выходное напряжение трансформатором.

- если будет необходимость имитировать отказы, легко реализовать пропадание одной из фаз. Имитация отказа соответствующих индикаторов получится сама собой.

- при помощи трех однофазных или одного трехфазного трансформатора можно получить 36в 400Гц, 110в 400Гц. Совершенно бесшумно.

 

На плате генератора осталось 3 свободных выхода, можно подключить к ним следящую систему или сельсин в индикаторном режиме или тахометр или формировать еще одно трехфазное напряжение синфазно с первым если нагрузка будет слишком большлй.

 

Теперь надо переписывать остальные прошивки для использования этих схем включения.

 

Сергей Замечательно!

А версия прошивки под железо Андрея Зверева будет?

Александр, вас еще интересует прошивка для УК-3 под железо Андрея Зверева? Если да - напишу, если нет - не буду тратить время зря.

[ra3dcs 490]

Александр, вас еще интересует прошивка для УК-3 под железо Андрея Зверева? Если да - напишу, если нет - не буду тратить время зря.

 

Сергей, добрый день! Да, конечно такая прошивка очень интересует.

[Dikoy 0]

На плате предусмотрено 6 выходов ШИМ с токограничительными резисторами, источник напряжения, равного половине напряжения питания ШИМ, 14 выходных ключей с открытым коллектором (6 из них на выходах ШИМ). Через нее можно подключать лампы, бленкеры (в перемешку с 5в и 27в питанием), гальванометрические приборы (директорные стрелки), логометрические приборы (трехстрелочные УИ3-3 и подобные).

Я правильно понял, что это реинкарнация в железе "апгрейда" ножом и паяльником из поста 50?

[Dikoy 0]

А где можно посмотреть подробнее схемы/платы Ваших проектов? Исходники где-то опубликованы?

[САБ 446]

Я правильно понял, что это реинкарнация в железе "апгрейда" ножом и паяльником из поста 50?

Да, совершенно верно. Плюс добавлены мощные ключи для получения дискретных высоковольтных выходов - подключать лампы, бленкеры и тому подобное.

А где можно посмотреть подробнее схемы/платы Ваших проектов? Исходники где-то опубликованы?

Исходники пока не опубликованы, потому что находятся в стадии написания/допиливания/улучшения. Схемы, герберы и файлы разводки в формате KiCAD могу выслать - пишите в личку или на icq (указан в профиле). Предварительное описание на плату УАС-Б прилагаю.

UAS-B description v0.1.zip