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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: elgarbe en 01 de Febrero de 2017, 08:54:48

Título: Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 01 de Febrero de 2017, 08:54:48
Buenas, tengo una consulta bastante simple, tengo este circuito:

 - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -

y ahora necesito poder regular el ciclo ed trabajo con un potenciometro. Ese pic no tiene AD, tendría que pasar al 675. El tema es que me parece demaciado un PIC para eso.
El PWM regula en este caso la intensidad de unas lamparas LED de 24V. Serán unos 5A mas o menos.

He visto circuitos con el popular 555, será la mejor opción o conocen algun otro circuito típico para este uso?

Saludos y gracias
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: QIQE en 01 de Febrero de 2017, 10:44:14
Podrías usar un encoder tipo potenciómetro solo necesita dos entradas digitales.
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 01 de Febrero de 2017, 11:17:42
Si, podría ser, pero lo veo medio complicado de gusto mantener el PIC.
De momento estoy pensando en esto:

 - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -

Lo que me faltaría definir es como alimentar el 555 (por ahora pienso en un 7812) y el segundo punto es si valdrá la pena el driver del mosfet o atacaré con el 555 directamente el Gate...

Saludos!
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 01 de Febrero de 2017, 22:25:20
Hola elgarbe, pues lo más sencillo y economico sin dudarlo es el NE555, y aunque por ahí no hace falta el driver, yo te recomendaría lo uses igualmente, pero uno que sea más sencillo. Por ejemplo este:

 - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -

Por esto, también te recomiendo que tanto el driver como al NE555 los alimentes con 12V, y si son regulados, tanto mejor.

Por otro lado, en tu circuito con el 555, deberías de usar resistencias en serie con los diodos D1 y D2, o por lo menos con D1, ya que este diodo es por donde pasa la corriente cuando el condensador es descargado por el 555, y si no existe una resistencia de por medio, pues puedes quemar el integrado por la alta corriente.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 01 de Febrero de 2017, 22:46:49
Carlos, como siempre gracias por los consejos.
Voy a cambiar el drive y te comento que en p3, p4 y p5 va un potenciómetro para regular duty cicle.
Los diodos 1n4148 d6, está bien o es muy chico?

Saludos y gracias!!
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 01 de Febrero de 2017, 23:12:14
Hola elgarbe, si, se que en esos puntos va un potenciómetro, pero ten en cuenta, que cuando el cursor lo pones en el extremo de P4, pues formarías un corto.

P5 y P4 unidos (porte de por medio) pasaría a tener 0 ohms, por lo tanto cuando el 555 descarga C1 por medio del pin 7, solo estaría D1 de por medio, y toda la tensión de C1 caería sin resistencia de por medio sobre el transistor que está internamente en el 555 conectado entre masa y el pin 7, haciendo un corto.

Si alimentas todo el circuito con 12V, pues yo te recomendaría una resistencia no menor a 8V/0.038A=210 ohms, por lo tanto no menor a 220 ohms que es la normalizada inmediatamente superior. E estimado (porque en los datasheet no figura) que el pin 7 del 555 soportaría perfectamente una corriente de 50mA, por lo tanto de los 50mA nos quedan solo 38, ya que 12mA ya circulan por medio de la resistencia R1 de tu circuito, con los otros 38mA calculamos la corriente en base a una tensión máxima del condensador de Vcc x 0.6666, lo cual nos da 8V.

Por otro lado, si, los 1N4148 van bien sobrados y no tendrás problemas.

Por supuesto, vuelvo a repetirlo, tanto el 555 como el driver, deben de ser alimentados con la misma tensión, recomiendo 12V

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 02 de Febrero de 2017, 16:06:47
Excelente, no habia analizado con el potenciometro en sus extremos. Bien, agrego las R en serie con el pote.

Gracias!
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 02 de Febrero de 2017, 16:56:17
Bien, entonces el esquemático ha quedado así:

 - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -

ahora a rutear el PCB.
Como siempre, si a alguien le interesa el proyecto en altium o las imagenes para armarlo me las pide y las subo.

Saludos
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 02 de Febrero de 2017, 21:29:41
Hola elgarbe, ahora si me gusta, comenta los resultados.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 03 de Febrero de 2017, 08:26:17
Dejo el ruteo del PCB y espero poder armarlo/probarlo el finde.

 - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -

Saludos y gracias!
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 03 de Febrero de 2017, 11:49:54
Hola elgarbe, me gusta el diseño, lo que no te e preguntado es la frecuencia del PWM y el uso que le darás?

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: KILLERJC en 03 de Febrero de 2017, 13:05:58
El track de R1 a C4, podrias hacerlo a C3, de esa forma tenes mas parte cubierta por el plano de masa.

LLevan disipadores los MOSFET? Lo decia por el lugar de los terminales P6/7/9
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 03 de Febrero de 2017, 14:40:46
Gracias gente!

El uso es para dimmar unos tachos de luces LED. Si mal no recuerdo cada mosfet va a manejar 5A. Ahora que lo escrivo me doy cuenta que son 2 fuentes de 24V 5A, por lo que tengo que colocar 2 entradas de 24 V y tomar la alimentacion para el PWM de una de ellas... La frecuencia no es crítica, por encima de los 200Hz debería andar sin problemas. Si mal no recuerdo al variar el pote varía el duty cicle pero tambien la frecuendia, verdad? Pensaba situarme en el orden de 1KHz.

He cambiado la posicion de C3 y C4 y los pase a la derecha del 555 asi mejora el plano y a la vez esos filtros están antes de que la tension llegue al 555 y no después.

Los conectores P6..9 en realidad son para soldar cables de salida, no quice poner borneras en este caso. creo que podría poner un disipador pequeño, tipo planchuela de aluminio sin aletas para ayudar a los MOSFET. Con 0.008 * 5A*5A = 0.2W espero no tener problemas.

Saludos y gracias por los consejos!!
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 03 de Febrero de 2017, 14:55:01
Hola elgarbe, si, creo que un poco varía la frecuencia con el movimiento del pote. Y no creo que con solo 5A necesites de colocarle disipador a los IRF3205, si mal no me acuerdo, disipando hasta 1.5W los MOSFET van bien, igual deberías de probar. 1KHz es buena frecuencia, mayores frecuencias lo único que consigues es que el MOSFET caliente más.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 03 de Febrero de 2017, 15:16:12
Excelente, entonces juntando todos los consejos hemos llegado a este diseño:

 - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -

y con este ruteo

 - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -

Si consigo papel transparencia para tonner mañana hago los PCB, sino será durante la semana.

Saludos y gracias!
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 01 de Marzo de 2017, 09:56:12
Bueno, el circuito esta funcionando. Pero ahora resta calcular los componentes para obtener un duty entre 75% y 100%

Saludos
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 01 de Marzo de 2017, 10:29:08
Hola elgarbe, en eso estás complicado, con ese circuito nunca conseguirás duty's extremos, por ejemplo del 100% o del 0%, puedes acercarte mucho, pero nunca llegar.

Esto es precisamente por el uso de la resistencia que te e recomendado que apliques para proteger el integrado, pero por ahí, con acercarte mucho te es de utilidad.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 01 de Marzo de 2017, 11:05:24
Si si. Con acercarme al 100% estoy bien.
En principio tengo el pote de 10K, R1 en 1K y el capacitor C1 1nF y las 2 resistencias en los extremos del pote de 220ohm

Con el pote en 0 ohm en el sentido de carga del capacitor :
ton  0.7*(1000 + 220) * 100E-9 = 85.4uSeg
toff = 0.7 * (10000 + 220) * 100nF = 715useg
f=1/(715+85.4) = 1248 Hz

El duty cycle es 10%

Con el pote en el otro extremo tenemos
ton  0.7*(10000 + 1000 + 220) * 100E-9 = 785.4uSeg
toff = 0.7 * (0 + 220) * 100nF = 15.4useg
f=1/(785.4+15.4) = 1/800.8useg = 1248 Hz

El duty cycle es 785.4/800.8 * 100 = 98%

No tengo el osciloscopio a mano por lo que mido la tension con un tester digital de los comunes.
En el gate del mosfet tengo 1.5V y 10.5V. La alimentacion esta en 11V (tengo una fuente externa hasta que coloque el 7812). Entonces 11V * 10% = es 1.1V y 11V * 98% = 10.78V

Lo que no me termina de cerrar es que en la placa LED tengo 13.8V y 23.8V cuando esperaba tener 24V * 10% = 2.4V y 24V * 98% = 23.5V (este ultimo esta correcto).

Incluso con 2.4V los led se apagarían, pero no consigo que se apaguen, quedan encendidos como si tuvieses efectivamente los 13.8V.

Alguna idea? Los mosfet son IRFZ44...

Saludos
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 01 de Marzo de 2017, 14:01:21
Hola elgarbe

Si si. Con acercarme al 100% estoy bien.
En principio tengo el pote de 10K, R1 en 1K y el capacitor C1 1nF y las 2 resistencias en los extremos del pote de 220ohm

No me di cuenta antes, pero las dos resistencias R2 y R3, puedes reemplazarla por una sola. Siempre y cuando esta resistencia esté conectada entre los diodos y el PIN7 del 555

Lo que no me termina de cerrar es que en la placa LED tengo 13.8V y 23.8V cuando esperaba tener 24V * 10% = 2.4V y 24V * 98% = 23.5V (este ultimo esta correcto).

Incluso con 2.4V los led se apagarían, pero no consigo que se apaguen, quedan encendidos como si tuvieses efectivamente los 13.8V.

Si, tengo idea, los "cálculos" tuyos están mal hechos (en realidad mal aplicados), porque vos estás queriendo sacar un "promedio" de la tensión de salida aplicando el duty del PWM, y esto no es posible con el circuito actual. Porque tu a la salida no posees una tensión de continua, si no que esta es una pulsante, que no es lo mismo. Para obtener una continua deberías de aplicarle un filtro RC tal como si fuera una fuente conmutada y ahí si podrías hacer los cálculos como tu los estás queriendo hacer ya que a la salida tendrías una continua. También podrías aplicar esos cálculos cuando la carga a usar tuviera una inercia importante, por ejemplo un motor o una lámpara de incandescencia, pero con led's, que poseen una inercia casi de cero, no es posible.

Esto es así, porque durante los tiempos OFF el led está completamente apagado, pero los tiempos ON el led está completamente encendido. Y como el led es rápido en responder, y la vista posee su buena persistencia, pues aunque el duty cicle esté al 10%, veras los led encendidos, para verlos apagados, deberás tener el duty muy próximo al 0%.

Por otro lado, la "medición" que estás haciendo con el multímetro no te da "pareja", porque tu mides todo el circuito referenciando a GND o masa, incluido los led's, pero si mides todo el circuito referenciando a masa, los led's debes de medirlos en paralelo a los mismos, o sea, una de las puntas del multímetro al 24V y la otra (punta negra) al DRAIN de los mosfet, entonces ahí si tendrás una tensión promedio más "pareja".

La solución? Aumentar el valor del potenciómetro y de ser necesario disminuir el valor de C1 para que la frecuencia se mantenga por encima de los 100 Hz. Tampoco te recomiendo frecuencias muy elevadas, así mantenes el rendimiento lo más alto posible y la disipasión/calentamiento sobre los morfet sea menor.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 01 de Marzo de 2017, 14:37:39
Excelente, justo estabamos discutiendo con mi socio lo que me explicas, los LED reciven pulsos de 24V, de corta duracion, pero de 24V por lo tanto van a encenderse.
Para bajar el duty minimo no puedo achicar R1? se me va a bajar un poquito el duty máximo... x q no tengo un pote mas grande... sino tengo que esperar a viajar para comprar o ver si consigo alguno por ahi...

Saludos
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Chaly29 en 01 de Marzo de 2017, 15:58:26
Hola elgarbe, podrías bajar R1, pero no te lo recomendaría, por la propia integridad del 555, si no tienes potes, puedes probar con preset, por lo menos hasta que consigas el pote adecuado.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Si ya no tienes algún preset, pues cierra el boliche  :D  :D  :D

Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Picuino en 01 de Marzo de 2017, 16:52:58
En la página 9 del datasheet de Texas Instruments aparece un monoestable con la patilla de descarga directamente conectada al condensador. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm555.pdf

Yo creo que podrías probar a cortocircuitar R2 a ver si el 555 aguanta, pero no conseguirás mejorar mucho el tiempo de ciclo.
En cuanto a R3 no tiene casi ningún efecto. Se suma a R1, que es mucho mayor. Puedes cortocircuitarla también.

Si quieres valores extremos, deberías probar con un potenciómetro mayor (100k). Así llegarás a una relación con R1 de un 1% y podrás conseguir ciclos del 1% al 99%.

El condensador de 1nF te valdrá para conseguir frecuencias en torno a los 10kHz. No pasaría nada si pones 10nF para tener frecuencias de 1kHz

Si quieres medir tensión en los led con un polímetro, pon una resistencia en paralelo a los led para que al desconectar la tensión su valor caiga rápidamente a cero. Así si podrás hacer mediciones de la  tensión media directamente con el polímetro.

Un saludo.
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: Picuino en 01 de Marzo de 2017, 17:04:20
Si bajas R1, el consumo aumenta mucho. El datasheet no dice nada, pero según su curva de saturación no deberías pasar de 50mA en la descarga.
Eso significa una resistencia de 240 Ohmios y 1vatio. Con una resistencia así mejorarás del 10%-97% actual aproximadamente a un 3%-97%

Creo que la solución del potenciómetro mayor es mejor.

Saludos.
Título: Re:Simple PWM con potenciometro?
Publicado por: elgarbe en 01 de Marzo de 2017, 19:54:24
Consegui el pote de 100K!!!!!

jajaja. mañana lo pruebo, me tengo que acordar de bajar C1 a 10nF...

Saludos y gracias!!!