Sérgio Lembo

Estabilidade é domínio do tempo, sobre esse tipo de modelagem sois bom. Minhas incertezas são fruto das minhas deficiências do domínio do tempo. Sobre o tamanho do desenho: é vetorial, cada retângulo ocupa um valor fixo na descrição e independe do tamanho físico. O primeiro desenho de 256 pontos na borda é constituido por 128 retângulos idênticos. Pelo formato da polia irás utilizar apenas um aro com a parte interna colada na borda da polia. Vou anexar marca de centro para imposição do seu compasso. desenho.pdf

Tentei substituir o anexo da postagem anterior sem sucesso. Nesse fiz a gentileza de adicionar uma marca de centro no encoder. Sem título-3.pdf A parte que mais me assusta numa instabilidade desse projeto é o motor ficar temporariamente desligado. Teremos então inrush repetitivos em curto tempo. Um desastre. E por falar em inrush, já que terás um mc, faz um soft starter no primeiro meio segundo e só depois entra no loop de estabilidade.

A temperatura de junta fria nada mais é que a temperatura da placa de ci no ponto onde o termopar entra pois o termopar registra a diferença de temperatura entre o ponto quente e o frio. Então temos que a temperatura real é a soma das duas. Caso o termopar seja razoavelmente linear na faixa de trabalho um LM35 mais um circuito somador resolve.

@MOR Já tem algumas décadas a última vez que regulei um motor. Me lembro que os grandes tinham regulação muito rápida devido ao conjugado e os pequenos, seu caso, regulação lenta. Ainda assim um mosquito me zoa na orelha dizendo que quase meio segundo é um convite à instabilidade. Ideias de controle em tempo real me deixam mais confortável e no nosso caso a medida de tempo é um semi ciclo. Refiz as contas e para o cálculo por período encoder com 256 pulsos é pouco. Numa rotação de 10% o tempo de aquisição será igual a duração do semiciclo. Acabo de desenhar um encoder com 2k pontos. Estou enviando vetorial em PDF. Na visualização de tela já apresenta o efeito Moire mas o que queremos é isso impresso num fotolito. Faça o teste na sua impressora doméstica e veja como fica a qualidade na periferia, é a parte que nos interessa. Mande reduzir para caber, a página tem 300mm x 300mm. Caso não funcione te passo em bitmap por email, em bitmap o arquivo fica com 5Mb. Sem título-3.pdf

Não sei até que ponto o trabalho está direcionado e os limites para criatividade. Primeiro temos que enxergar o desafio. Não estará aquecendo uma carga minúscula com disparo de laser de período preciso. A temperatura de um forno mesmo sem carga demora para variar de sorte que se consegue ter um controle de temperatura preciso desde que a média da energia enviada ao forno coincida com a demanda. Isso nos livra da necessidade de se ter um controle sincronizado com a rede, basta que o módulo de disparo seja sincronizado. Dá para fazer o circuito com um integrado opamp quádruplo de 2 reais e ainda sobra opamp. O módulo de disparo consiste num MOC de disparo zero grau + resistores de polarização, no datasheet tem a receita pronta. A cada segundo se tem 120 semiciclos e se for adotado um período de controle de 0,4s serão 48 semiciclos. Isso não significa que sua granularidade de precisão será de 1:48. Se o controle estiver pedindo 27,35 semiciclos terás esse valor na média sem necessitar fazer corte de fase. Vamos fazer os demais módulos: Um gerador de rampa dente de serra ou triangular com período ajustável entre 200ms e 2s sem sincronismo com a rede. Um integrador para fazer a comparação entre a referência de temperatura e o retorno desta. A saída deste integrador terá necessariamente que ter um range que inicie antes da tensão mínima do dente de serra e ultrapasse o máximo do dente de serra. Um operacional em malha aberta para comparar a rampa com o integrador. Na saída deste coloque a base de um transistor NPN com o coletor no positivo da fonte. No emissor coloque os optos dos 3 MOC em série e com um resistor que limite a corrente. Sobrou um operacional. O circuito está pronto. Os ajustes de tempo do integrador e da rampa são conceitos de estabilidade. Deixo esse osso para ti, cada projeto tem seu ajuste individual e esse desafio te dará boas aulas de instrumentação. Temos um problema a ser resolvido: as resistências de aquecimento estarão em delta ou em estrela? Quando uma fase passa pelo zeroº para ser disparada as outras 2 estão longe do zeroº o triac só se manterá ligado enquanto houver uma corrente de sustentação. Apenas uma fase ligada não gera corrente na carga, então terá uma fase entrando a zero grau e as demais com corte de fase na hipótese de carga em delta mas com um problema, os triacs estarão abertos, os MOCs das outras 2 fases só entram a zeroº. Na carga em estrela se o centro estiver no neutro o problema não existe, teremos 3 cargas monofásicas distribuidas em 3 fases. Na configuração delta ou estrela sem uso do neutro uma saída simples é colocar um MOC assíncrono numa das fases.

@MOR O desenho que te enviei é de precisão, digitei os ângulos, não fiz nada no arrasto manual. Se tiver um Corel aí contigo talvez seja melhor, foi a primeira vez que utilizei aquele programa, o Corel tem minha confiança. Fazer uma avaliação a cada 0,4s me parece temerário, um convite à instabilidade. Na minha ideia ter o período entre pulsos é mais interessante. Na sua rotação máxima você pode ter a mesma informação a cada 1,7ms ou a cada 17ms a 10% de velocidade com uma granularidade de 27k pois: 1/(4,6rps * 128pulsos/rotação) * 16000000 clock = 27174 no capture do timer. Para evitar estouro do timer na baixa talvez seja o caso de dividir o o clock por 16 e ainda assim ainda terá excelente granularidade da velocidade. Na sugestão de preescaler = 16 a velocidade mínima é 1:38 da máxima e na aplicação velocidade tão baixa não tem utilidade, isto é, terá um controle em toda a faixa de trabalho. Se bem entendi sua resposta está tratando a energia AC como se fosse onda quadrada e aplicando o mesmo controle de PWM que se faz em motor DC com fonte estabilizada. No integrador terá uma constante de tempo de estabilidade quando estiver próximo dos 90º e outra quando estiver mais próximo das bordas. Insisto na aplicação da cosenóide, é um requinte que cabe na capacidade do mc. No ciclo de trabalho, creio que fazer 1 avaliação a cada semiciclo para aplicação no seguinte seja o melhor caminho. Como seu timer estará com o start sincronizado com a rede, no mesmo timer use o capture para a medição do período e 1 compare para o disparo do gate do triac. O chato de se trabalhar com período é ele ser inverso, isto é, quanto maior a velocidade mais curto é o número e isso embaralha o raciocínio. Só para lembrar: Se estiver usando o Arduíno, o timer 1 tem 1 capture e 2 compare, dá para usar o segundo compare para zerar o pulso do gate. Caso utilize o ARM M0 da ST o timer1 tem 4 entradas de capture/compare e um preescaler mais versátil além dos registros de 32 bits que facilita o trabalho com grandes números e é baratinho. Sobre o PIC não tenho experiência.

@MOR Se desejamos controlar algo precisamos conhecer as referências, que no seu caso será encoder versus referência e também a máquina a ser controlada. As considerações a seguir vem da minha experiência em máquinas DC controladas por ponte de tiristor, controle ainda analógico. A comparação entre o tacômetro (agora encoder) e a referência era feita por um integrador e a saída comparada com a cosenóide da rede por outro comparador para acionamento de disparo. Estou omitindo os módulos de tensão e corrente. Como estamos fazendo um disparo a cada semiciclo então a cosenóide vai de zeroº a 180º e depois reinicia, tal qual um dente de serra. Se cada semiciclo possui 8,3ms tens tempo de sobra para tomar a decisão. O cálculo do meu projeto tem várias continhas de float mais envio de mensagens ao serial monitor e nessa parte de manipulação de dados gastei 1,5ms. Comparar máquinas AC e DC é complicado, não sei se isso serve. O uso da cosenóide lineariza a saída de potência do segundo módulo pois uma variação de 5º tem pouca influência nas bordas do semiciclo mas grande variação de potência quando ocorre na parte mais central. Não tenho experiência em modelagem de integrador sobre sofware, sobre isso você nos ensina. Só para recordar, o desenho da cosenóide lembra uma cobra preparada para o bote, baixo dv/dt nas pontas e elevado ao centro.

Em tempo: Esse tipo de desenho pode provocar efeito Moire. Se caracteriza por distorções na visualização e também na impressão, inclusive do fotolito. O teste é simples: mande imprimir na impressora caseira. Se der certo nela dará certo no fotolito. Caso apareça o efeito transforme a imagem em bitmap. de 600dpi ou mais, selecione preto e branco para não ter um arquivo extremamente gigante. O arquivo fica grande mas a impressão fica boa. Repita a impressão caseira antes de enviar para o fotolito como conferência.

Se eu estivesse com o Corel teria feito melhor ainda o desenho. Usei um programa online. Usando o Corel: 1- Faça um retângulo de 280mm x 3mm preto com preenchimento preto e sem linha de contorno. 2 - Troque o mouse de seleção comum para seleção vetorial. Clicando no objeto verás os 4 pontos que compõe o vetor do retângulo. Inverta de posição 2 cantos da borda de 3mm. O retângulo vai ficar torcido aparentando 2 triângulos bico a bico. Volte o mouse para a seleção normal. 3 - Tecle a letra P e C (ou será o E? não recordo agora) - o desenho vai direto ao centro da página. Isso te será útil. Caso alguma coisa saia do lugar basta centralizar tudo de novo. Duplique com o + e faça um giro de 90º. Selecione tudo, volte a duplicar e gira a metade do ângulo... e vamu que vamu. Isso te dará até 128 pontos. Se desejar + vai precisar reduzir a largura do retângulo inicial.

Bem lembrada a ideia do tacogerador. Dá pra fazer o circuito com a simplicidade de um opamp quádruplo ou 2 desses se quiser rampa (adiciona + 2). Dá até para fazer uma cosenóide 60 Hz no lugar do tradicional dente de serra para linearizar a saída do comparador que recebe o sinal do integrador. É o mesmo circuito do conversor para motores DC. Diferencia que ao invés de ponte controlada será um dimmer. Nunca havia pensado no motor de passo como encoder mas faz sentido. Uma barra imantada passeando pela bobina certamente irá gerar um pulso. Basta desmontar uma impressora velha que lá tem 2 (papel e carrinho da tinta).

@Thiago Miotto Grato pela postagem. Essa ideia tem aos montes já sendo vendidas na internet. Se digitar nível d'água no google imagens, verás dezenas desses. Fazem com tubo de PVC, parafuso de aço inox e por aí vai. Ter a medida exata do nível pode até ser uma frescura mas ter um diferencial é sempre bom. Display 16x2 ou um OLED (não me decidi ainda), 2 relés de saída para bombas e mais algumas funcionalidades fazem parte do projeto. Já há a venda um que sai por mais de 600 reais. Pretendo colocar na praça por menos de 200 já IOT, o ESP básico é barato, menos de 1USD, o tape reel vem com 600 pçs. Os mc ARM, em especial os da ST são baratos e processam muito bem grandes números, há cada vez mais bibliotecas e exemplos disponíveis no Github, é uma festa.

Tive gráfica. Fiz esse desenho muito rápido. Bastou fazer um retângulo de 280mm X 3mm, duplicar e rodar a cópia 90º, agrupar, duplicar, rodar a metade do ângulo anterior... e vamu qui vamu. Entre ficar com 64 raias e 128 preferi 128. O desenho está em PDF, qualquer empresa de fotolito roda. Aqui em São Paulo sai por uns 40 reais. O disco ficou com 280mm de diâmetro. O plástico de fotolito é de boa qualidade e transparência. Se amarelar em poucos dias é porque o revelador do fotolito estava vencido. Reclame e peça um novo. desenho.pdf Mais uma coisa: o desenho é vetorial, dá para ampliar ou reduzir sem quadradinhos de bitmap. Outra coisa: se configurar a entrada do timer para ambas as bordas fica com 256 pulsos por rotação.

@.if Seu entusiasmo em acompanhar o tópico é bom, várias cabeças sempre pensam melhor. A ideia de se colocar o circuito de descarga e comparação próximo a sonda é excelente solução caso 1 par bem trançado e soldável não resolva. Testes, testes e testes, apenas eles nos informam se o dragão tem 7 cabeças ou apenas 2. Passando este teste será feito um segundo numa sonda de 2m onde o passeio de fio previsto deve dar uns 30m. O projeto completo prevê várias etapas, a comunicação HMI é uma delas mas estou indo por partes. A atual calibração está sendo escrita de forma direta na programação. Isso é bom para o hobista que vai fazer 1 peça para si mas não rola na produção comercial, gera muito atendimento. Já tenho alguns rascunhos de como enfrentar isso mas só me dedicarei depois de resolvida a atual etapa. Não me abandone, conto com seu entusiasmo e ideias.

@.if O minimalismo do cabo fez crescer a eletrônica. Isso é técnica de telefonia, tem até CIs dedicados a isso. E se passa voz dá para passar trem de dados de forma bidirecional. O ciclo vai de 80us a 4ms, está dentro da frequência de voz. O cabo de 2 pares sai por menos de 60 centavos o metro fazendo compra de 100m. Comprando 305m sai por pouco mais de 40 centavos. E isso porque estou comprando de revenda mais intermediação de Mercado Livre. Havendo sucesso será compra direta, vai cair no mínimo 50% este custo. O consumidor padrão se contenta com 10m, poucos necessitarão de tamanhos maiores. A ideia de rádio Lora está pensada para aplicações rurais (bebedouro de animais no pasto e reservatórios). Uma plaquinha solar tamanho A4 + uma pequena bateria de chumbo 6V + eletrônica simples resolve. Isso será uma segunda etapa.

Boas as sugestões acima. Sobre o encoder óptico, um disco de lata com marcas ou furos na borda é preferível ao filme plástico. No ambiente exposto vai empenar. Com um opto tipo garfo o encoder tá montado. O eixo do motor é a melhor escolha por razões óbvias. Acelerar no pé vai dar instabilidade, prefira o potenciômetro. Pedal apenas para liga-desliga, se possível com rampa mas uma simples chave já resolve a necessidade do usuário, não faz sentido aumentar o custo com pedal. Marcas na correia vai gerar engenharia a cada troca, descartado. Se for usar frequência variável para controlar o motor creio que esse sistema de realimentação seja desnecessário. A alteração de escorregamento por torque não é tão relevante assim para essa aplicação mas o inversor tem seu custo, dimmer é bem mais econômico. Sobre o "transistor Hal" com pequenos ímãs na polia estes deverão estar bem próximos ao ímã, não são tão sensíveis assim. Tenho dúvidas que o vazamento magnético do motor venha a bagunçar. A própria tampa do motor mais a polia fazem um escudo. A ideia do Hal nos livra de preocupações de integridade no disco perfurado e de sujeiras no garfo óptico.Tem ímãs quadrados e redondos. O redondo, fazendo uma sede de baixo relevo na polia (furo cego) e faceando o ímã com a polia, ficará menos propenso ao descolamento e acidentes nas trocas de correia. Tem que estar com o polo correto exposto ao Hall para funcionar.

O par de telefonia que apliquei apresentou graves problemas quando a sonda passou do balde para uma caixa real. Passeio de 15 m. Variações malucas que eram atenuadas pela média. Algumas delas davam overflow no timer sem que houvesse disparo de captura. Atribuo a causa ao fato do fio de telefonia não ser soldável e as emendas feitas entre o cabo e a sonda terem apresentado mau contato. Comprei um cabo CAT de 2 pares, fio soldável. Testarei primeiro na versão original, 1 par para a sonda. Se ainda assim continuar apresentando graves variações usarei os 2 pares e transfiro o circuito que contém o operacional + transistor de descarga para a sonda. Terei então 2 fios para os 12V, adiciono um capacitor nessa plaquinha externa para a fonte. Os outros 2 serão usados para o acionamento do transistor e a saída do comparador. Como os 12V são referenciados ao GND pela diferença fixa de tensão então os pares serão formados por 1 sinal + 1 alimentação. A corrente de pico durante a leitura é 20uA e o consumo constante do comparador 1mA. Tal pico não provocará ruídos e a impedância do cabo associada ao capacitor na entrada da fonte distribuirá essa energia no tempo. Mas esse é o plano B, continuarei tentando ter a eletrônica num ponto único.

@rmlazzari58 O circuito que captura a capacitância está na foto na primeira postagem. P1 e P2 foram usados para teste, o correto é ter resistor fixo ali. Teremos então um operacional + 1 transistor + 3 resistores e 4 fios para interligação com a fonte 12V + arduino e 2 para a sonda. O circuito cabe em meia caixa de fósforo. Sobre a disposição dos fios: Sabemos que o capacitor são placas paralelas, valor proporcional a área e inversamente proporcional ao quadrado da distância, ar como dielétrico = 1. Nessa sonda a água é a segunda placa e o esmalte do fio a distância e dielétrico. O valor desse dielétrico costuma estar entre 3 e 6. Consegue-se entre 50 e 80pF por cm de fio dependendo da bitola e do esmalte empregado. Com 10 voltas tenho 20 fios, isto é, entre 1nF e 1,6nF por cm. Os resistores devem ser de metal filme por possuir baixa variação térmica. Fazendo-se 2 medições, a primeira com 2cm de imersão e a segunda próxima ao topo se tem uma equação de reta que transforma direto os valores capturados pelo timer em cm de coluna d'água.

Que rádio bravo é esse? Melhorando a pergunta: que secretária brava é essa? O rádio consome quando você modula, o motor quando é ligado. Ambos são usados depois que a fonte foi ligada. O capacitor gordo consome horrores quando vai de zero até a tensão nominal. Num gerenciamento ciclo a ciclo de sobrecorrente certamente não irá rolar. Uma forma manual de controlar isso requer um resistor de 1R e um comutador de 10A. Ligue o capacitor com a resistência em série na fonte. Após breve momento (o capacitor já estará carregado) use o comutador para fechar curto sobre o resistor.

Substitui o cabo torcido de 60cm por aproximadamente 15m de par de telefonia. A indicação aumentou 4cm acima do real. Isso foi verificado com 23cm de coluna d'água e com 2 cm. Tirei a sonda e coloquei os 85m de cabo remanescente como sonda. A capacitância do cabo com 85m acusou 6nF pelo meu multímetro DT9205A, marca genérica. Isso me impõe que o cabo deve ser parte da equação e integrante da sonda. Outro efeito foi o aumento da variação máxima de medidas que passou de 0,3mm para quase 6mm mesmo tendo aumentado a média para 64 valores. Ainda assim continua sendo interessante para o fim ao qual se destina. @.ifSobre a sugestão de 2 mc com alimentação + 1 ou 2 de dados no cabo, qual protocolo sugere para aguentar essa distância?

@.if Ainda temos mais um problema sobre a fonte de corrente constante: A precisão da fonte de alimentação. Tendo um resistor confiável e um comparador cuja referência de tensão é proporcional ao valor da fonte, o tempo de corte do comparador será sempre o mesmo para qualquer valor de tensão diferente de zero. Então a fonte de corrente sobre a sonda tem que ser proporcional ao valor da tensão ou a tensão deverá ter elevada precisão. Ter uma sonda que responda 1mm em um metro é precisão de 0,1%. No momento estou conseguindo resposta com estabilidade de 0,3mm pico a pico que equivale a +- 0,15mm. Não sei como a sua sugestão superaria esse desafio com o mesmo custo dos resistores. Referência de tensão tão precisas assim são caríssimas. A ideia de ter um resultado a cada 16 leituras ao invés de acumular 16 resultados para fazer média a cada leitura está me conquistando. Ter um resultado final a cada 80ms no pior caso (sonda no limite, tempo maior) também é bom desempenho para a aplicação. Vou fazer uma segunda versão para testar a sugestão.

@MOR A expressão CAD_Result me fez pensar numa biblioteca e não numa variável por ti criada. Fazer a multiplicação por base binária ou decimal dá na mesma, pensamos na mesma coisa. O performance é diferente em poucos clocks mas se a diferença de tempo for desprezível na aplicação, se tornam iguais. No desenvolvimento acho mais fácil raciocinar na quantidade de bits do que controlar numericamente um limite de 4294967296 = 32bits. Na atual fase estou me concentrando no funcionamento da ideia. Dentro de horas chega os 100m de par trançado de telefonia para os testes de longa distância. Com os atuais 60cm de cabo a ideia não tem viabilidade prática. Estou ansioso pelos testes. Contribuições como as suas ajudam a levantar o projeto. Forte abraço Sérgio A 40 anos atrás fiz o seguinte teste térmico com o opamp OP07 da Texas. Era um circuito de medição com uma relação de 19mV/mm. Com uma gota imensa de solda no ferro esquentei a tampa do ci e não tive variação de saída. A porcaria do operacional produzido pela RCA, depois Harris, variava só de colocar o dedo na tampa por alguns segundos. Sobre a precisão dos resistores: Eles atuarão no RC e na referência de tensão do comparador. Qualquer variação de valor altera o resultado e por consequência as constantes da programação. Numa produção única isso é aceitável mas numa produção seriada me forçaria a ter mais uma constante de correção a cada unidade produzida. O custo de um resistor de alta precisão é igual ao de 2 transistores baratos. Ainda assim terei a variação da construção de cada sonda, mas será um único número a ser inserido pelo usuário por teclado ou por smartphone, um ESP básico é barato e smartphone virou mato.

@alexandre.mbm O fio torcido não aparece nas fotos. Se refere ao par de fios que vai da sonda ao circuito. No circuito a sonda é representada como um capacitor com o nome DUT (Device Under Test). O que dá para ver no detalhe de foto que postaste são os 2 terminais da bobina saindo do parafuso encapado com veda rosca que sobem para acima da foto, são unidos por solda entre si e a um dos fios do par. O outro fio do par é o fio cinza claro que está amarrado num fio grosso de alumínio nu. A variação de 0,3mm pico a pico se refere ao resultado final das medições, os 60 cm são o comprimento do cabo que liga a sonda ao circuito e a descrição de par torcido, fios soltos e cabo paralelo foram os 3 testes de configuração de cabos que utilizei para medir o efeito das interferências externas (sinais de rádio, TV, Wifi, celular, etc) no sistema. Lembre-se que todo pedaço de fio é uma antena e que quanto mais longo for mais energia capta. O par torcido é método antigo e eficaz, ainda hoje utilizado nos cabos de rede e de telefonia. @.ifA ideia de fonte de corrente foi pensada e descartada pela seguinte razão: a variação térmica sobre a Vbe. É tão grande que alguns projetos escolares a usam para medição de temperatura. Circuitos prontos de referência com grande precisão e estabilidade térmica são mais caros que o processador. Resistor de precisão 1% custa 0,001USD, de 0,1% sai por 0,025USD. A diferença relativa é alta mas o valor absoluto aceitável. O uso de resistores de metal filme é muito mais estável a variação térmica. Os trimpots de 25 voltas P1 e P2 devem ser substituidos por resistores fixos de metal filme. Para produção seriada a recomendação é de 0,1%. Lembre-se que 1% representa 1cm numa sonda de 1m. Na verdade o que temos é um capacímetro e uma regra de 3 para converter em coluna d'água.

A fonte de flyback entrega pacotes de energia a cada ciclo de descarga. Se o capacitor é baixo recupera rápido e vice-versa. Temos que olhar o outro lado da equação: se o capacitor é baixo maior a queda de tensão em cada ciclo de carga do flyback durante o qual o capacitor não está recebendo energia. Então menor será a queda quanto maior for o capacitor de saída. Como o sistema é realimentado e vai a um integrador dentro do controlador as variações de demanda são corrigidas no duty do flyback. O duty final sempre será o mesmo para a mesma demanda da carga independente do grau de filtragem. Na aplicação de recarga de bateria o riplle não tem importância mas se for utilizar essa fonte em outra coisa vale a pena bombar o capacitor de saída. Como dito antes, compre um capacitor de qualidade, considere como sendo de 60kHz a frequência da sua fonte. Boa sorte.

@MOR grato pela resposta e pela dica do CAD. Não conheço essa biblioteca e como usá-la, nem sabia da existência. Havia pensado em sistema semelhante com o seguinte raciocínio: Os valores originais atingem um máximo de 60mil contagens = 16 bits. A soma dos últimos 16 valores ocupa 20 bits. Com um shift left de 12 posições tenho a média * 65536 = 32 bits. Aplico o fator de divisão x 65536 e me livro do float. No AVR ele dá voltas para fazer isso, a ALU é de 8 bits. Vou migrar para o ARM M0+ que além de mais barato possui ALU de 32 bits, registradores idem. No momento estou usando o Arduíno por haver mais suporte na internet. Acredite se quiser, mas ainda apanho em detalhes de sintaxe. O que me salva é que primeiro faço o algoritmo para depois realizar a programação, não vou direto.