Resultater 1 til 15 av 15
Abonnér på denne tråden
  1. #1
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg

    Helgeprosjekt. Styring av variac

    Siden campingturen i helgen ikke ble noe av bruker jeg tiden på noe jeg har ønsket med en stund. En kraftig variac!
    Jeg har i går og i dag tenkt ut hvordan dette skal virke og er i gang med å lage kretskort og dokumentasjon og da kan jeg jo dele det her også.

    Jeg har ervervet meg (takk Roar) et beist av en variac på 5700VA som leverer inntil 25A. Jeg har allerede en variac, men denne er på kun 700VA og 3A og er ikke nok når man skal teste kraftige forsterkere. Jeg skal nå i gang med testing av Purifi’s nye Eigentakt 1ET400A modul og trenger da mer kraft.
    For de som ikke vet hva en variac er og hva det brukes til, så er det en justerbar trafo som gjør nettspenningen på 230V om til en valgfri spenning fra 0V til 230V. I praksis er den bygd opp som et gigantisk potensiometer. Dette er meget kjekt når man skal teste nye forsterkere og ikke vil bare «gønne på» med 230V og håpe på det beste. Med variac kan man forsiktig øke spenningen og følge med på om ting blir for varmt eller har lyst til å gå opp i røyk.
    Den har også motorstyring slik at man kan fjernstyre den. Motorstyringen gir meg også muligheten til å velge en ønsket spenning og så går den dit av seg selv. Dette krever litt «smart» elektronikk som kan følge med på hva spenningen ut fra variac er og kjøre motoren automatisk til ønsket spenning er oppnådd. Siden smart elektronikk allerede skal inn i systemet fikk jeg lyst til å legge til funksjonalitet også.
    Beistet ser slik ut:
    Navn:      Screen Shot 06-30-19 at 11.42 PM.jpg
Visninger: 315
Størrelse: 83.9 KbNavn:      variac side.jpg
Visninger: 308
Størrelse: 75.1 Kb

    Kravspesifikasjon:
    • Fjernstyring med OLED grafisk display og knotter for å operere variacen. Egen nødstoppknapp for å raskt skru av variacen med et rele
    skal også være lett tilgjengelig.
    • Måling av RMS strøm og RMS spenning på display
    • Måling av kurveformene til både strøm og spenning med båndbredde opp til 1kHz for å se kurveformen på disse både på displayet pluss en utgang for lett å kunne koble på et scop for bedre oppløsning.
    • Med måling av både strøm og spenning opp til 1kHz kan jeg også beregne fasevinkel og power factor som skal vises på display.
    • Det skal være et «sikkert» system som gjør at jeg ikke trenger å bekymre meg for støt når jeg bruker det. Både strøm og spenningsmåling skal derfor galvanisk isoleres med egnede chipper slik at spenningene som er tilgjengelige på fjernkontrollen er berøringssikre samtidig som de så nøyaktig som mulig reflekterer den ekte spenningen og strømmen ut fra variacen.
    • Wifi-styring. Dette er streng tatt ikke nødvendig og er optional, men jeg har lagt opp til det i disse IoT tider.

    Skjema:
    Navn:      skjema.jpg
Visninger: 305
Størrelse: 72.9 Kb
    Skjema er delt inn i tre deler. Til venstre for den blå streken er alt som har farlige spenninger.
    Til høyre for blå strek er det kan spenninger under 20V. I den grønne firkanten er det ikke høye spenninger, men den ene 230 fasen vil ligge der. På grunn av at chippen som skal måle spenning er montert på samme kretskort som mikrokontrolleren måtte det bli slik for enkelthets skyld. Når dette er montert i en plastboks vil ikke noen av ledningene som kommer fra 230V siden være tilgjengelige og elektronikken vil være isolert via optokobleren.
    Oppe til høyre er delene som tilhører fjernkontrollen som skal installeres litt tilgjengelig på arbeidsstasjonen. AD-konverter er innlemmet på samme kretskort og kommer ikke frem på skjema.
    Nede til høyre er delene som installeres på variacen. Dette er strømforsyninger, motordriver og strømmåler.
    Det vil gå en 12-leder fra fjernkontrollen ned til variacen som frakter de nødvendige driftsspenninger og måle/styrespenninger. Denne monteres fast i fjernkontrollen og med en 25pins D-sub kontakt på variacen.

    Skjerm:
    En billig ebay 2,4 tommer OLED med hvit tekst. Styres via I2C buss.
    Navn:      oled.PNG
Visninger: 317
Størrelse: 475.5 Kb


    Strømmåler:
    ACS712 en galvanisk isolert strømmåler som kan måle +-20A med støygulv på ca. 50mA og nøyaktighet på ca. 1%. Jeg har valgt å begrense båndbredden til 1kHz for å senke støygulvet. Den baserer seg på en hall-effekt sensor. Chippen er utrolig liten og det føles ikke helt riktig å dra 20A gjennom en SO8 chipp som er 5mm bred, men den interne motstanden er kun 0,0012 ohm så det går nok fint. På bildet ser man den lillle chippen med to 1,5mm^2 kabler. Den store gule kondensatoren er en 100nF filmkondensator som begrenser båndbredde og senker støy.
    Navn:      stromchip.PNG
Visninger: 315
Størrelse: 423.3 KbNavn:      strom chip skjema.PNG
Visninger: 303
Størrelse: 17.7 Kb

    Spenningsmåling:
    ACPL-C87X er en galvanisk isolert spenningsmåler. Det er en relativt avansert krets som sitter inni der for å oppnå 0,5% nøyaktighet. Båndbredden på denne er 100kHz så her kan jeg se bortimot alt som foregår på strømnettet. Den måler kun positive spenninger mellom 0-2V så for å kunne måle hele kurveformen både positiv og negativ måtte jeg lage en egen strømforsyning på 230V siden som lager en 1V offset. Dette er relativt lave spenninger så for å unngå støy og drift bruker jeg en LT3042 regulator til dette.
    Navn:      spenning opto.PNG
Visninger: 302
Størrelse: 14.1 Kb

    Motorstyring til variac.
    Variacen er utstyrt med en DC motor som vrir på slideren på variacen slik at utspenningen endres. For å kunne kjøre denne frem og tilbake må man snu polariteten på motoren. Til dette bruker jeg en L239 chip. Denne chippen har integrerte MOSFET switcher i en halv-H konfigurasjon som kan kjøre inntil 1,2A med spenninger opp til 36V. Den styres via pulser fra en mikrokontroller.

    Strømforsyninger lavspenningsside.
    Totalt er det 4 DC-spenninger på lavspenningssiden der 3 er regulerte. Dette er montert på et kretskort sammen med motordriveren og ser slik ut: Selve trafoen er ikke med på bildet.
    Navn:      høy reg.jpg
Visninger: 307
Størrelse: 92.5 Kb

    20V til DC motoren på variac.
    5V til styrechippen til motordriveren.
    4,8V til strømmåleren.
    20V er nok til at DC motoren går med god hastighet og justerer spenningen ut fra variac fra minimum til maksimum på ca. 30 sekunder. Denne spenningen skal kun drive motoren og er derfor uregulert, kun glattet med en 22mF kondis.
    5V til motordriverchippen lages med en enkel 7805 regulator drevet fra 20V kilden
    4,8V til strømmålerchippen lages med en TL431 shuntregulator. Det er viktig at denne spenningen er 100% stabil for å unngå drift i strømmålingene. Den drives fra 20V kilden (via 5V regulatoren).
    3,3V lages med en AP7332 regulator som er innlemmet på mikroprosessorkretskortet og er ikke med her.


    Strømforsyninger 230V side.
    Totalt er det 2 regulerte DC-spenninger på høyspenningssiden.
    5V til primærsiden på spenningsmåleren og 1V til spenningsoffset for å kunne måle både positiv og negativ side av nettspenningen. Siden disse DC-spenningene sitter sammen med farlige AC spenninger på 230V er de montert på eget kretskort som vil monteres skjermet mot berøring.
    Navn:      lav reg.jpg
Visninger: 302
Størrelse: 37.2 Kb

    Nødstopp:
    Det kommer til å oppstå situasjoner der jeg ønsker å skru av systemet raskt, og til det skal det være en liten knapp på fjernkontrollen som skrur av et rele på utgangen av variacen. Det vil være en LED som lyser når utgangen fra variacen er aktiv.
    Navn:      rele.jpg
Visninger: 303
Størrelse: 56.7 KbNavn:      bryter.PNG
Visninger: 312
Størrelse: 248.7 Kb

    Spenningsjustering:
    Dette blir et vanlig potmeter som interfaces til mikrokontrolleren. Jeg ønsker ikke noe rotary encoder eller knapper slik at man er avhengig av skjerm for å stille på trafo. Det er bedre med et potmeter med fast skala slik at man raskt kan sette den spenningen man ønsker. Så kan man heller finjustere når man etter hvert ser spenningen på skjermen. Potmeteret vil gi en spenning til AD-konverteren som igjen vil kjøre variacen dit jeg har valgt. Potmeteret er logaritmisk slik at jeg får litt mer finjustering rundt 180-240V.
    Navn:      pot.jpg
Visninger: 304
Størrelse: 34.3 Kb

    Hovedbryter:
    Med en egen hovedbryter med intergrert lys nede på variacen kan jeg bryte strømmen til hele systemet.
    Navn:      hovedbryter.PNG
Visninger: 313
Størrelse: 238.8 Kb

    Mikroprosessor PCB:
    Til dette bruker jeg ESP-07 som er montert på et kretskort jeg har utviklet tidligere. På dette kretskortet sitter det galvaniske skillet som skal brukes til spenningsmåling (det er derfor ene fasen fra 230V måtte tas med opp dit dette sitter). Det sitter også 2 stk. 16-bits AD konvertere med 4 kanaler hver. ESP-07 har innebygget Wi-Fi så jeg kan eventuelt utvide til å få denne på nett hvis jeg vil. Kortet har også innlemmet andre sensorer som BME280, BMA280, ISL29034 og jeg kan i prinsippet måle ting som temperatur, luftfuktighet, lufttrykk, lysstyrke og akselerasjon (!) hvis jeg skulle synes det var supernødvendig på en variac..
    Navn:      ersp over.jpg
Visninger: 307
Størrelse: 49.2 Kb

    Nå gjenstår det å montere dette sammen og få skrevet noe kode til mikrokontrolleren. Blir nok ikke bading på meg i morgen heller. (så synd..)
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  2. #2
    Bransjemedlem
    Ble medlem
    Mar 2005
    Innlegg
    275
    Tagget i
    0 Innlegg
    Bading, har du ikke dusj??

    R
    I'm DEFINITELY NOT into vintage women.

  3. #3
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg
    Det er noen som er ute og nyter finværet skjønner du Roar. Vi skjønner oss ikke på slikt..

    Alle deler, kontakter, ledninger, kretskort er satt sammen på variacen. Alle strømførende deler er skjult bak en Hennig Olsens isboks festet med strips. Hadde planer om å lage noe finere med 3D-printer eller plexiglass, men det tar for mye tid. Isboksen passet helt nydelig og gjør jobben. Elektronikken er montert i en hvit boks på toppen. Jeg gikk bort fra bryter og valgte i stedet å bruke en to-polet 16A sikring som hovedbryter. Det tidkrevende å tilpasse kontakter, kappe ledninger, krympe kontakter, skjøte ledninger, koble opp ledningsnett og lete etter verktøy etc. men nå er alt på plass.
    Jeg har enda ikke begynt på kontrollboksen som skal stå på arbeidsbenken og må nok få meg litt søvn før jeg går løs på den. Her er noen bilder av nattens innsats.
    Navn:      Screen Shot 07-01-19 at 06.47 AM 001.jpg
Visninger: 265
Størrelse: 97.1 Kb
    Håper ikke noen andre skal feilsøke på dette her. Best å få på lokket. Det blir litt pynting og stripsing når det er verifisert at dette virker.

    Navn:      Screen Shot 07-01-19 at 06.47 AM.jpg
Visninger: 264
Størrelse: 55.9 Kb
    Gule ledninger går til supply til de interne strømforsyningene. Grønne går til spenningsmåling av variacens utgang. Brun/lyseblå er 230V inn. Brun/mørkeblå er 0-230V ut til stikkontakt via strømmåleren.

    Navn:      Screen Shot 07-01-19 at 06.48 AM 001.jpg
Visninger: 260
Størrelse: 46.4 Kb
    Det fine med denne modellen er at den er helt stille når den er påslått, men det betyr at jeg bør sette på en kraftig lysdiode som indikerer at variacen er slått på.

    Navn:      Screen Shot 07-01-19 at 06.48 AM.PNG
Visninger: 275
Størrelse: 1.23 MB
    Den vinner ingen designpris med det driter jeg i.
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  4. #4
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg

    Boks til fjernstyring.

    Jeg ble kommandert til jobbing rundt huset i dag så jeg fikk ikke gjort noe, men jeg har kost meg litt med 3D-design i kveld og laget en boks med plass til skjermen, to lysdioder, to knapper, en rotary encoder, nødstoppbryter og potmeteret som skal styre spenningen på variac. Jeg tenkte det er bedre med to knapper for mye enn to for lite når man først lager en boks. Kanskje man kan lage en funksjon som øker spenningen i små hakk for hvert trykk på en knapp f.eks. Jeg la også inn en rotary encoder slik at jeg har mulighet til å navigere meg rundt i et menysystem på skjermen hvis jeg vil det. Boksen skal monteres oppunder en hylle på arbeidsbenken slik at den ikke kommer i veien for andre ting. Den er derfor kun 44mm høy.

    Forside ser slik ut
    Navn:      Screen Shot 07-02-19 at 03.56 AM.PNG
Visninger: 220
Størrelse: 259.2 Kb

    Innsiden ser slik ut. De forskjellige bryterne og LED’ene har forskjellig byggehøyde slik at de kommer til å stikke akkurat like langt ut på forsiden når de monteres. Øverst til venstre på bildet kommer kabelen inn. Der har jeg laget en avrunding den skal sitte i og fire hull så den kan festes med to strips.
    Navn:      Screen Shot 07-02-19 at 03.56 AM 001.PNG
Visninger: 221
Størrelse: 266.1 Kb

    Boksen står å printer seg ut nå så da får vi tro at jeg kommer i havn med «helge»-prosjektet på tirsdag..
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  5. #5
    Bransjemedlem
    Ble medlem
    Mar 2005
    Innlegg
    275
    Tagget i
    0 Innlegg
    Seriously man, you need to get a life. Ellers ender du opp som meg.

    R
    I'm DEFINITELY NOT into vintage women.

  6. #6
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg
    Sitat Sitat fra RM Se Innlegg
    Seriously man, you need to get a life. Ellers ender du opp som meg.

    R
    Jeg er redd det er for sent Roar, men jeg tok meg sammen i dag og var på "barnejazzen" med barna i dag. Det var jo hyggelig å komme ut blant folk


    Det ble et par designendringer på boksen. Jeg ville ha to knapper slik at jeg også kan styre variac OPP/NED med disse hvis potmeterstyringen jeg har planlagt skulle feile. Grønn lysdiode indikerer at variac er påslått, og rød at utgangen er aktiv.
    Navn:      Screen Shot 07-03-19 at 09.06 PM.jpg
Visninger: 171
Størrelse: 30.3 Kb


    Jeg har så smått begynt å skrive kode til dette og støtte selvfølgelig på noen problemer. For det første så sluttet skjermen å virke. Først dukket en hvit stripe opp, og etter hvert ble det dødt. Nytt er bestilt.
    Så fant jeg ut at den 16-bit konverteren jeg ville bruke hadde begrenset samplingshastighet. Hvis jeg ikke kan sample spenningen ofte nok vil jeg ikke klare å beregne spenningen fra variac nøyaktig nok. Jeg måtte derfor gå ned til en 12-bits versjon som er raskere. Denne er koblet til I2C bussen på mikrokontrolleren. For å maksimere samplingsfrekvensen har jeg økt klokkefrekvensen på mikroprosessoren fra default 80Mhz til 160MHz og gasse opp frekvensen på I2C-bussen til 590kHz. Med disse triksene klarer jeg nå å 47 sampler per periode og det er nok til å få representert 50Hz sinuskurven godt nok til at jeg kan bruke dette som feedback.
    Her ser vi spenningen fra variacen plottet i excel. Hver prikk er en sample.
    Navn:      Screen Shot 07-03-19 at 09.02 PM.jpg
Visninger: 170
Størrelse: 29.3 Kb

    Når man har disse dataene fra både strøm og spenning kan man beregne fasevinkelen mellom strøm og spenning og beregne effektfaktoren til det som er koblet til variacen. Det får eventuelt bli senere.
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  7. #7
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg

    Den virker

    Endelig ble jeg ferdig. Helgeprosjekt du liksom...

    Navn:      Screen Shot 07-04-19 at 07.18 AM.jpg
Visninger: 149
Størrelse: 75.3 Kb

    Strøm og spenningsmåling ble utrolig bra.
    Spenningsmålingene er innenfor 1,2V helt fra 5VAC til 250VAC.
    Her er målinger fra 24 forskjellige testspenninger der jeg sammenligner spenningen fra Fluke mulitimeter som måler direkte på nettspenningen og spenningsmålingen fra mikroprosessoren etter at den har gått gjennom galvanisk skille. De to grafen ligger mer eller mindre rett oppå hverandre.
    Navn:      Screen Shot 07-04-19 at 05.06 AM.jpg
Visninger: 147
Størrelse: 41.1 Kb

    Strømmålingene ble like bra.
    Her gjør jeg samme test men bare ved 11 forskjellige strømmer opp til 8.88A som var maksimalt varmeovnen jeg brukte kunne trekke ved 234VAC. Chippen jeg bruker kan håndtere inntil 20A, men jeg Fluken er sikret på 10A og jeg gadd ikke teste lengre opp.
    Fluke multimeter satt i serie med en 2kW varmeovnen og jeg sammenlignet målingene fra Fluke med målingene som poppet ut fra mikrokontrolleren via en seriell monitor. Strømmålingene går også gjennom galvanisk skille, så mikrokontrolleren og fjernkontrollen er helt adskilt fra nettspenningen.
    Vi ser at kurvene ligger nærmest oppå hverandre her også og maksimalt avvik fra 0A til 8,8A er på kun 0,07A.
    Navn:      Screen Shot 07-04-19 at 07.32 AM.jpg
Visninger: 146
Størrelse: 42.7 Kb

    Nå er det bare å vente på nytt display så jeg kan se spenningen direkte uten å dra frem multimeter hver gang jeg skal justere.
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  8. #8
    Hifi Freak Aurora's Avatar
    Ble medlem
    Jun 2004
    Sted
    Ytterst i havgapet...
    Innlegg
    6,257
    Tagget i
    2 Innlegg
    Artig prosjekt.... Litt artig å se at Hennig Olsen også er i elektrobransjen...
    Mens Løgnen løp fra Bagdad til Konstantinopel, lette Sannheten fortsatt etter sine sandaler

  9. #9
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg
    Jeg har i hvert fall lært er at det heter Hennig Olsens og ikke Henning Olsen.
    Ellers innser jeg at denne byggeprosessen ikke interesserer alle, men for slike som meg som synes linearitet i optokoblere er kule greier så tenkte jeg det var greit å dele.
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  10. #10
    Bransjemedlem Audiomix's Avatar
    Ble medlem
    Jul 2004
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    10,994
    Tagget i
    4 Innlegg
    Album
    7
    Torget
    38
    Jeg følger med.
    Du er heldig med været i disse dager. Det blir ikke for varmt og det frister ikke å ligge ute.
    Hans - DIY'er

  11. #11
    Hifi Freak Ine123's Avatar
    Ble medlem
    Sep 2013
    Sted
    Halden
    Innlegg
    1,792
    Tagget i
    0 Innlegg
    Hei Armand
    Jeg følger med, vær du sikker
    Ble litt mørkredd av det første bildet ditt, men det ser jo ut som at alt dette virker
    Har en liten nevrose når det gjelder veroboard, men det er nå meg .
    Artig prosjekt !

    Mvh
    Johnny
    Favorittverktøy: Loddebolten

    Min DIY tråd: http://www.hifisentralen.no/forumet/...mplifiers.html

  12. #12
    Hifi Freak Aurora's Avatar
    Ble medlem
    Jun 2004
    Sted
    Ytterst i havgapet...
    Innlegg
    6,257
    Tagget i
    2 Innlegg
    Veroboard er som visa til Prøysen... " At det er en nyttig ting kan ingen komme fra..."...... eller som det heter her nord..
    "Mangt til nød og nøtte, sa kaillen han tørka av bordet med katta....."
    Mens Løgnen løp fra Bagdad til Konstantinopel, lette Sannheten fortsatt etter sine sandaler

  13. #13
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg
    Variacen er satt i drift med akkurat det den var tiltenkt. Test av en ny forsterkerkreasjon jeg jobber med. Den kommer på markedet utpå vinteren en gang.
    Navn:      Screen Shot 07-06-19 at 07.18 AM 001.jpg
Visninger: 67
Størrelse: 101.9 Kb

    Måleinstrumentet mitt sliter med økt støygulv ved 60W og 90W når det bytter måleområde. Kjører jeg kun THD måling (uten noise) vaker den mellom 0,0001% og 0,0002% hele veien til 600W før den stiger til 0,0003% ved 900W i 4 ohm.

    Dette er ganske heftige data og burde gi nok headroom for de fleste..
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  14. #14
    Hifi Freak The Shy's Avatar
    Ble medlem
    Apr 2017
    Innlegg
    3,551
    Tagget i
    0 Innlegg
    Dette kommer kjærkomment når DP'ene til slutt har fått nok og ikke vil mer. Det var den som også hadde store tilpasningsmuligheter for gain?


    Kommer vel et men, her, i hvert fall for meg, og det er pris. Over eller under 30k? Noe sier meg at et så kapabelt produkt fra deg bør koste en god bit forbi 100k
    Siste redigert av The Shy; 06.07.2019 kl. 08:32.

  15. #15
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    1,164
    Tagget i
    9 Innlegg
    Sitat Sitat fra The Shy Se Innlegg
    Dette kommer kjærkomment når DP'ene til slutt har fått nok og ikke vil mer. Det var den som også hadde store tilpasningsmuligheter for gain?


    Kommer vel et men, her, i hvert fall for meg, og det er pris. Over eller under 30k? Noe sier meg at et så kapabelt produkt fra deg bør koste en god bit forbi 100k
    Det blir ikke jeg som selger dem og jeg vil ikke si for mye om dette og pris enda. Men jeg tror nok at det kommer til å bli overkommelige priser.
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

Skrive Tillatelser

  • Du kan ikke starte nye tråder
  • Du kan ikke svare på innlegg
  • Du kan ikke laste opp vedlegg
  • Du kan ikke redigere dine innlegg
  •  


 

Om Hifisentralen

    Hifisentralen er Norges største webside innen high-end hi-fi og musikk, og vi har vært på nett siden år 2001. Velkommen til en god hi-fi diskusjon eller kjøp og salg av utstyr.
   

Følg oss på sosiale medier:

Facebook Twitter RSS Feed