Regelbare uitgangsweerstand?

[317070]

Ik ben voor een projectje in compliant robotics op zoek naar een netwerkje waarmee je uitgansweerstand kunt regelen.

Het idee is dus dat de spanning die er uit komt, komt van een ingangsspanning, en dat er anderzijds een andere ingangsspanning/stroom is die de uitgangsweerstand kan regelen.

Is dit mogelijk? Weet er iemand iets om me op weg te stellen? Of kent er iemand een circuitje? Het zou me enorm vooruit helpen...

[klazon]

Misschien kun je wat meer vertellen over de achtergrond van de vraag.

Ik neem aan dat de regelbare uitgangsweerstand niet het uiteindelijke doel is, maar dat je daarmee een ander doel wilt bereiken. Dan is het wellicht eenvoudiger om dat uiteindelijke doel na te streven en niet te veel te focussen op het regelen van de uitgangsweerstand.

[317070]

Misschien kun je wat meer vertellen over de achtergrond van de vraag.

Wel, het idee is dat een DC-motor waarover je 0V zet (kortsluitig), moeilijk met de hand te draaien is, terwijl een motor met een open circuit (oneindige impedantie) eenvoudig te draaien is met de hand. Vanuit het oogpunt van compliance (voor servo's) is dit volgens mij heel interessant. Je wil hierbij de inertie van een systeem zo laag mogelijk hebben, desnoods voor korte tijden.

Meestal wordt dit nu gedaan door ingewikkelde systemen met veren, potentiometers en regelkringen, of zelfs meerdere servo's. Als het systeem voor de bron die ik hierboven beschrijf uitvoerbaar is (en ik vermoed van wel), dan kan het eenvoudiger.

Ik vermoed namelijk dat als je de weerstand tussen die beide uitersten verschuift, de compliance analoog regelbaar is. In uitbreiding vermoed ik dan ook dat als je een systeem als ik hierboven beschreef als bron gebruikt, je niet enkel een snelheidsregeling kunt forceren, maar ook een systeem die de stijfheid in de motor (bij impact) regelt.

Dit systeem zal dan (vermoed ik) snel veel energie moeten kunnen dissiperen, maar dat laat ik vooralsnog even buiten beschouwing :eusa_whistle:

Ideeën?

[Bartjes]

Je zoekt dus een circuit met twee ingangssignalen U₁ en U₂, en een uitgangsspanning U_u en uitgangsweerstand R_u zodanig dat:

U_u = f(U₁)

R_u = g(U₂)

Waarbij f en g bijvoorbeeld (niet-triviale) lineaire functies zijn.

Heb ik het zo goed?

[Bartjes]

Ter aanvulling. Zie:

http://en.wikipedia.org/wiki/Negative_impedance_converter

Eventueel in combinatie met een led/LDR koppeling om de aansturing te regelen.

En:

http://freespace.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

[sillyconmarc]

Hallo,

Al gedacht aan een H-brug aangestuurd met PWM?



Zonder aansturing is de motor in vrijloop. Als je (Q1 en Q2 ) of (Q3 en Q4) aanstuurt dan zal de motor kortgesloten worden. Je kan dit aansturen met PWM en zo "de mate van kortsluiting" moduleren.

Bovendien kan je hiermee ook de motor aandrijven: als je Q1 en Q4 openstuurt draait de motor in de ene richting; met Q2 en Q3 in de andere richting. Ook te regelen met PWM.

Een toepasbare H-Bridge, en zeer gemakkelijk te implementeren, is bijvoorbeeld de MC33887.

succes!

--

/\/\arc

PS... Dissipatie gebeurt in de motor en weinig in de FET's door het gebruik van PWM: aan/uit sturing van de FET's.

[317070]

Je zoekt dus een circuit met twee ingangssignalen U₁ en U₂, en een uitgangsspanning U_u en uitgangsweerstand R_u zodanig dat:

U_u = f(U₁)

R_u = g(U₂)

Waarbij f en g bijvoorbeeld (niet-triviale) lineaire functies zijn.

Liefst lineair natuurlijk, maar anders kan ook.

Al gedacht aan een H-brug aangestuurd met PWM?

Zonder aansturing is de motor in vrijloop. Als je (Q1 en Q2 ) of (Q3 en Q4) aanstuurt dan zal de motor kortgesloten worden. Je kan dit aansturen met PWM en zo "de mate van kortsluiting" moduleren.

Bovendien kan je hiermee ook de motor aandrijven: als je Q1 en Q4 openstuurt draait de motor in de ene richting; met Q2 en Q3 in de andere richting. Ook te regelen met PWM.

Als ik het goed zie, is de 'weerstand' hier wel rechtstreeks afhankelijk van de spanning die op de motor gezet wordt. Dus als ik een lage duty-cycle neem, gaat de motor traag, maar heeft hij direct ook een lage weerstand.

Een probleem is ook dat het eigenlijk vooral de inertie "op impact" is die zo laag mogelijk moet zijn. Dus hier krijg je dan met een bepaalde kans te maken dat de inertie 'hoog' of 'laag' staat. Ik zou dan eens experimenteel moeten kijken of het voldoende uitgemiddeld wordt in de motor.

In ieder geval: bedankt voor de reacties. Ik kan weer verder, denk ik. (maar je moet je niet inhouden om nog ideeën te posten hoor :eusa_whistle: )

[Bartjes]

Hmm, ik zie hier het nut niet van? Het punt is juist dat de weerstand regelbaar moet zijn? Niet dat hij zo onveranderbaar mogelijk is?

Er is ook nog een extra ingreep nodig, namelijk dat je een van de weerstanden in deze Op Amp-schakeling door een licht-afhankelijke weerstand vervangt die vervolgens door een lichtbron wordt aangestuurd. Zo krijg je een galvanische scheiding. Eigenlijk is een lichtbron tezamen met een licht-afhankelijke weerstand op zich al een elektrisch aangestuurde instelbare weerstand, maar ik weet niet of het bereik wel goed is. Vandaar het voorstel om deze licht-afhankelijke weerstand in die Op Amp-schakeling te zetten. Wellicht zijn er nog handiger Op Amp-schakelingen te bedenken?

Zoals met een Field Effect Transistor? :eusa_whistle:

[sillyconmarc]

Als ik het goed zie, is de 'weerstand' hier wel rechtstreeks afhankelijk van de spanning die op de motor gezet wordt. Dus als ik een lage duty-cycle neem, gaat de motor traag, maar heeft hij direct ook een lage weerstand.

Dat klopt voor de gevoede situatie; voor de niet gevoede situatie zal de weerstand afhangen van de draaisnelheid die uiteraard extern bepaald wordt.

Een probleem is ook dat het eigenlijk vooral de inertie "op impact" is die zo laag mogelijk moet zijn. Dus hier krijg je dan met een bepaalde kans te maken dat de inertie 'hoog' of 'laag' staat. Ik zou dan eens experimenteel moeten kijken of het voldoende uitgemiddeld wordt in de motor.

Dat zal m.i. vooral afhangen van de mechanische inertie van je systeem. De PWM frequentie kan zodanig gekozen worden dat het lijkt alsof je met een regelbare gelijkspanning werkt. Mijn ervaring (met relatief eenvoudige mechanische systemen) is dat een typisch systeem met een PWM frequentie van 1kHz stabiel is.

In ieder geval zal je een voldoende krachtig onderliggend (closed loop) regelsysteem nodig hebben om dit in jouw toepassing goed te laten werken.

[317070]

Al gedacht aan een H-brug aangestuurd met PWM?

Uiteindelijk bleek dit inderdaad de ideale oplossing te zijn. (Geregeld met een degelijke closed loop op een microcontroller uiteraard, maar die heb je sowieso nodig voor een degelijke servo) Meer info en een voorbeeldontwerp kun je vinden bij openservo v3

Dankjewel.

[sillyconmarc]