Fuente de alimentación de detección de corriente para servos de hobby

Un enfoque alternativo podría ser un IC como MIC2545A , interruptor de lado alto de límite de corriente programable. Para abordar sus puntos de pregunta:

1. El dispositivo reemplaza la resistencia de detección de corriente, va en el lado alto y también proporciona una salida de indicador de detección de corriente, limitación de corriente y un interruptor MOSFET de nivel lógico con un RdsOn de 50 miliohmios, en un paquete de 8 pines (6 pines reales).
2. Una serie RC opcional, paralela a la resistencia de ajuste de límite de corriente, proporciona el suavizado/paso bajo que necesita; consulte la hoja de datos.
3. El límite de corriente de estado estable se establece mediante una única resistencia de ajuste de límite de corriente, en un rango de 500 mA a 3 amperios, aunque con solo una precisión de +/-20 % en el rango deseado. Además, como el IC es un interruptor de límite de corriente, se cumple su requisito de limitación.
4. No es necesario, el dispositivo hace esto internamente.
5. Sí: es posible que esta no sea la pieza óptima para su necesidad específica, puede haber dispositivos similares más económicos que cumplan con sus especificaciones. Los expertos en esta comunidad sugerirían mejores alternativas, confío: podría existir una versión de matriz de n vías, para que pueda abordar su requisito de 8 motores con 8/n de los circuitos integrados.

Como existen paquetes DIP de orificio pasante y SOIC de 8 pines, tiene opciones de creación de prototipos y productos finales.

Por lo general, se recomienda colocar la resistencia de detección en el lado alto. Si está en el lado bajo, el micro operará en una tierra diferente a la de la carga (más baja por la caída de voltaje a través de la resistencia de detección).

Hay dispositivos prefabricados como el INA213 de TI que contienen un amplificador diferencial de baja compensación y alta precisión con ganancia fija y están destinados a la detección del lado alto. Puede agregar fácilmente un filtro de paso bajo a la salida de este dispositivo (más escala, si es necesario) y llevar esa señal a su ADC.

También puede construir circuitos de amplificadores operacionales diferenciales discretos (use una parte de riel a riel con un desplazamiento de entrada bajo para mayor precisión). Es una cuestión de precisión y linealidad versus costo: el INA213 es un poco caro pero es extremadamente preciso y muy pequeño.

Si su fuente de alimentación tiene una inhibición remota, puede usar el micro para cortar la alimentación si uno de los rieles tiene sobrecorriente. También es posible que desee considerar los polifusibles PTC de restablecimiento automático en serie con cada servo (nuevamente en el lado alto) que brindarán protección por motor.

1. Sus opciones son lado alto o lado bajo. El lado alto es el mejor, porque no modifica el nivel del suelo, pero también es el más difícil de medir. Iría por el lado bajo, es decir, una resistencia entre tierra y servo V-. Elija un valor que no disminuya demasiado la fuente de alimentación, pero que le proporcione una lectura decente. Una caída de voltaje de unos pocos cientos de milivoltios puede ser un buen valor.

2. Un filtro RC ayuda, y puede aprovechar el microcontrolador para promediar las últimas N muestras (esto es efectivamente un filtro FIR)

3. El espejo actual sería bueno para crear en el lado del espejo un voltaje más grande (resistencia de detección más grande), pero no creo que lo necesite.

4. Dependiendo de la precisión, es posible que necesite o no amplificación. Si lo necesita, un amplificador opamp no inversor es una solución. Necesita un tipo RRIO (E/S de riel a riel).

$\frac{V_{OUT}}{V_{IN}} = \frac{R_1 + R_2}{R_1}$

5. No, a menos que yo también lo haya olvidado :-)

1. Depende de lo que haga con la pregunta 3 y la cantidad de cables por motor.

2. Sugeriría muestrearlo 20x del ancho de banda de su bucle de posición. Normalmente es >=2Khz.

3. El sensor de corriente, el amplificador y el par PID normalmente están aislados del resto del circuito. Tener el lado de alta potencia aislado le da más libertad para elegir dónde poner el sentido actual. Para motores de 3 o 4 cables, solo necesitará 2 sensores por motor y algunos cálculos de triginometría para derivar el tercer y cuarto valor.

4. No filtre la corriente de salida ni utilice filtros de 800 Hz muy rudimentarios. Para corriente 1-2A no es importante. Tiene amplificador individual por motor. Si multiplexa un amplificador, tendrá un ancho de banda de frecuencia mucho peor. La regla principal es que el ancho de banda del PID actual debe ser 10 veces mayor que el ancho de banda del PID de posición. Además, no necesita tener más de 800 Hz para el bucle actual. entonces 80 Hz es el límite normal para PID. Elegir el ancho de banda es una especie de planificación de frecuencia para desacoplar 2 cascadas de servo, para evitar oscilaciones caóticas.

5. Posiblemente no pensó que el servo del motor es en realidad un servo de posición PID conectado en cascada al servo de corriente/par. Por lo tanto, la corriente no solo debe medirse, sino que debe estar estrechamente conectada a través del amplificador de corriente local controlado por su propio PID alimentado desde el sensor de corriente.