Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Поток Железо и гаджеты доступен 24/7 благодаря поддержке друзей Хабра
Комментарии 55
Простите, но разве тут не нужен тег https://habr.com/ru/hubs/i_am_advertising/articles/ ?
Товарищ майор будет пытать по Ethernet
Я вот смотрю у нас есть, разработчики железа, иногда достаточно уникального. Сам присматриваюсь к этому направлению. Есть идея мелкосерийно и на заказ собирать аналоги иностранных лабораторных и промышленных приборов адаптированные под российские условия, но сильно неохота связываться с тендерами и лицензированием.
Почему наши разработчики, не выкладывают свои разработки/товары на Автито, маркетплейсах, как это делают китайцы на Алиэкспресс ?
Я так полагаю есть какие-то ограничения которые со стороны не заметны? Хотя я на Авито, я например, вижу много антенн для DMR радиостанций, "домашней сборки" (я так понимаю продают на СВО). Не осветите этот момент? Боюсь влететь если займусь этим. Вот например у Вас есть источник питания на 25 и 6 кВ, что мешает собрать ещё пару штук и выложить на авито от частного лица?
Дорого получается, да и узкая применимость. Например, можно разработать и изготовить для себя, для использования по работе, для других компаний со схожими задачами. Но цена изделия заоблачной выходит. Кто разрабатывает и массово производит - таких компаний много, и сделают вам что угодно. Но - дорого. И возможно, долго. Например в Новосибирске есть компания, разрабатывающая и производящая источники питания постоянного тока в диапазоне напряжений до 500В и токи до 2000А. Причем все модульное, взаимозаменяемое и условно ремонтопригодное. Со встроенной диагностикой, ethernet, 485 внешнее управление. Пригодилось бы такое дома\в гараже? Безусловно! Все бы круто, только такие решения доступны даже не всякой компании, ибо цена заоблачная.
Ну и тут еще более узкое применение. Навскидку - для CO2 лазеров в быту. Но китайцы вполне делают источники для лазеров с самыми различными параметрами и задешево.
У нас был опыт выкладывания на АВИТО пары наших разработок . А именно реле контроля параметров 3-х фазного напряжения с управлением через Блютус и реле управления печью с управлением через Блютус. Даже были небольшие продажи. Но как-то не зашло это. Видимо потому, что нужно отдельного продажника (квалифицированного в технике) держать, чтобы заниматься поддержкой таких продаж, а овчинка выделки не стоит. Дело ещё в том, что, в отличие от китайских товаров, купленных на маркетплейсах, наши граждане к товарам отечественного производства часто относятся сверх-придирчиво. Т.е. допустим гражданин купил китайский товар за 10 тыс. рублей и товар сломался через два дня (часто из за криворукости гражданина), но и гражданин успокоился. Максимум, написал в отзывы на Алиэкспресс, что у него сломалось. Если же гражданин купил у отечественной компании товар за те же деньги, то он у продавцов часто почки и печень выест за любые недочёты. А ещё, если не доволен, напишет во все инстанции, в которые только можно написать, жалобы. Не все, но для того, чтобы компания вместо работы занималась отмахиванием от проверок и лизанием жопы гражданам, достаточно 10% подобных "потребителей". С темой же продажи от частных лиц сейчас вообще будет засада, так как налоговики лютуют просто.
Подскажите, есть ли стабилизация выходного напряжения? Если да, то как Вы реализовали обратную связь по напряжению?
Конечно есть стабилизация. Это - импульсный преобразователь с обратной связью не только по напряжению, но и по току потребляемому нагрузкой (в качестве защиты от КЗ). Реализовано при помощи делителя напряжения на выходе умножителя (параллельно нагрузке). Сверху от трансформатора - умножитель напряжения, слева от трансформатора - делитель напряжения (там видны резисторы в герметик залитые).
А за счёт микроконтроллера на борту получилось более корректно, чем в предыдущем варианте просто с китайскими измерительными головками, измерять потребляемый ток, так как МК вычитает из измеренного тока рассчитываемый ток выходного делителя напряжения цепи обратной связи.
Спасибо за ответ! Но если у вас микроконтроллер дает импульсы на транзисторы, то и сигнал обратной связи должен принимать микроконтроллер, так? Про делитель понятно, вопрос как вы подаете напряжение с делителя (ВВ-часть) на микроконтроллер (низковольтная часть)? Нужно же сделать развязку. Или развязки нет?
Всё же давно придумано, смотрите здесь.
Спасибо за ссылку, но конкретной схемотехники я там не увидел. Только блок-схемы. Так что вопрос остается актуальным: как подвести к микроконтроллеру обратную связь с выходного делителя, чтобы была развязка? Для низковольтного источника понятно как, а для высоковольтного?
Зачем там развязка, если у нас земля для высоковольтной части и для низковольтной одна? Вот, если бы надо было оба полюса выхода преобразователя отрывать от корпуса (такие задачи бывают, но редко), тогда нужна развязка и вообще там будет все непросто.
Это и нужно, к сожалению :(. Чтобы и плюс, и минус ВВ-выхода висели в воздухе.
Непонятно, в чём сложности - усилитель обратной связи подключайте напрямую к измеряемым цепям, выход через оптроны к ключам, вход к внешним задатчикам через Ethernet. Конечно всё зависит от ваших напряжений)
Да, примерно такая схема, но там есть нюансы с организацией фильтрации в цепи обратной связи.
Делитель делит напряжением 25 кВ до уровня, допустимого для ОУ. Дальше стоит каскад на ОУ , который уже формирует напряжение для управления контроллером преобразователя. Контроллер преобразователя у нас - отдельная специализированная микросхема, а МК - это отдельный модуль на семействе STM32. Он со своего ЦАП формирует управляющий сигнал аналоговый для управления контроллером (в смысле задания напряжения выходного). Так же МК через АЦП измеряет сигнал от УО в цепи измерения потребляемого нагрузкой тока.
Особенностью схемы является ещё то, что мы сделали универсальную плату для источника питания с положительным и отрицательным выходным напряжением, где полярность выходного напряжения определяется полярностью запайки диодов в умножителе и несколькими перемычками на плате, включающими ОУ обратной связи в прямое усиление или инверсию.
В результате, получилась схема, которая выдерживает работу на стендовом оборудовании (при проверке выпускаемых ЭВП), где встречаются и КЗ в нагрузке и замыкания одного источника на другой. Так же блоки наши выдерживают эксплуатацию на оборудовании проверки ЭВП на долговечность. Т.е. работают, не выключаясь, несколько месяцев подряд.
Делитель - это и есть развязка. Кроме того, мы МК не загружаем управлением ключами преобразователя. Там специализированная микросхема для преобразователей напряжения стоит. А МК лишь на неё от ЦАП подаёт аналоговый управляющий сигнал. И обратная связь по напряжению через эту спец-микросхему, а не через МК закручена.
Все равно не понимаю… туповат. Как делитель может быть развязкой? В моем понимании развязка - это либо свет, либо магнитное поле. Почему я так прикопался к этому? Мне для одного любительского проекта нужен источник питания на 15 кВ со стабилизацией выходного напряжения. Но чтобы и плюс, и минус его выхода «висели в воздухе», то есть, чтобы ни один из концов не был на земле. Это непросто реализуемо, насколько я понял.
вы точно сказали, что это "непросто реализуемо". Я бы даже сказал - ОЧЕНЬ непросто реализуемо (так как сам в этой теме). Те, кто вам скажет, что просто реализует - врут. Но опять же всё зависит от степени "подвешивания". Если у вас допускается хоть какая то гальваническая связь с землёй, к которой привязаны первичные цепи преобразователя, то просто можно сделать не один, а два делителя напряжения с "+" и с "-" выхода, а потом это всё через дифф-усилитель прогнать и получить напряжение, пропорциональное выходному напряжению подвешенного источника.
Сложнее, если вы подвешиваете относительно низковольтный источник (допустим 100 Вольт) на большой потенциал (допустим 100 000 Вольт). Тогда параметры делителя вообще будут нереальными и всё будет очень чувствительно к помехам. В таком случае надо подвешивать и усилитель ОС, что создаёт кучу проблем схемотехнических. Но я однажды видел такое практическое решение.
Собственно, поэтому я и влез в комментарии к этому посту. Чтобы посмотреть, как делают другие. Лично я думал сделать так: берем выходной делитель, с него с помощью АЦП снимаем напряжение. Через высоковольтный трансформатор один раз продевается высоковольтный провод в толстой силиконовой изоляции, с него и питаем АЦП и оптроны на горячей стороне. Далее, через ВВ-оптроны передаем измеренный цифровой сигнал на холодную сторону. Либо, второй вариант: делаем очень маломощный Push-pull преобразователь, который питается от той же обмотки в один виток. Тактируются транзисторы с любого источника импульсов, главное, чтобы параметры импульсов не менялись никогда. А с выходного делителя напряжения подаем питание на первичную обмотку этого пушпула. Выходное напряжение с вторички пушпулла подаем на микроконтроллер на холодной стороне. Развязка обеспечивается трансформатором этого маленького пушпулла, который можно сделать на кольце, продев в него два витка. Вот такие мысли
У меня был лет десять назад небольшой стартап-проект с выпускниками МФТИ. Организовали с ними вместе фирмочку, я туда вошёл 33% и помогал финансово, подкидывая задачи (и оплату за них), так и долг этой фирме давал. Одной из задач как раз была такая, как вы описываете. У довольно грамотных ребят при достаточно большой куче усилий не получилось реализовать стабильно работающую схему. Основная причина, на мой взгляд, заключалась в том, что надо было отлаживать подвешенную на -40 кВ низковольтную часть. Да, можно сперва отладить эту часть без подвеса на большое напряжение, а потом включить это напряжение. Практика показала, что при подачи высокого напряжения подвеса стабильность работы низковольтной части падает. Видимо, из за наводок емкостных (законы Кулона - они строгие!). Второй экземпляр, который сделали с заливкой маслом в герметичном корпусе, ещё как-то удалось запустить, но проработал он недолго. Хотя, сами ребята были грамотные в микроконтроллерах и на раз-два стандартные задачи там решали. (ниже фотки постараюсь выложить с того проекта, если найду).
Насчет маленького пуш-пулла мне когда-то подсказал мой наставник, но в реальности схему не проверял. А вот схема с АЦП в горячей части работает на одном крупном военном предприятии уже много лет (разработки одного хорошего человека, которого я знал). Так вот они тоже когда-то столкнулись с нестабильностью напряжения, снимаемого с ВВ-делителя. Причём, там в параллель с резисторами стоял такой же емкостный делитель. Решили проблему случайно: сначала добавили на плату под ВВ-резистором дорожку, чтобы создать емкость, а потом и вовсе засунули делитель в медную трубку. Не зря, видимо, так делают в ВВ-щупах для осциллографа.
Ну да, все подобные решения в этой (да и не только в этой) области - результат очень долгого и дорогого труда, сопровождаемого ошибками и неудачами. К сожалению, отечественные элиты даже не осознают того, что инженерный опыт имеет ценность намного более высокую, чем баррели нефти, за которые они покупают себе блэк-джек и шлюх. В результате, куча предприятий обанкрочена, а их архивы выброшены на свалку. печалька.
Красивый кирпичик… поставил бы плюсик, да меня самого заминусили до полной немощи. Смотрю, Вы применяете секционные трансформаторы. А Вы первый виток каждой секции изолируете?! :)))
Выше прочитайте. Это ребята делали из Физтеха со стартапа (фирмочка), который я финансово поддерживал какое-то время. Уже нет того стартапа. Но тема у них с высоковольтным подвешенным под -40 кВ БП не взлетела до стабильной работы. Так что, как они делали трансформаторы, я не в курсе. Мне кажется, что это покупались китайские трансформаторы от питания ламп подсветки ЖК-мониторов. Сейчас и трансформаторов таких китайцы уже не выпускают, так как мониторы перешли на светодиодную подсветку.
Поставил вам плюсик за коммент. Может быть, из минусов это поможет выйти.
Спасибо! Но, к сожалению, не поможет. Я уже около 50 плюсов набрал за последние пару недель - а рейтинг до сих пор 0.5. Оставим это на совести людей, которые придумали эту бредовую систему рейтинга. Вот что-то подобное я имел ввиду:
Тут, как мне кажется, надо вводить ещё стабилизатор между низковольтным источником (НИ) и ОУ, поскольку на выходе НИ будет сильно меняться напряжение при регулировке высокого подвешенного выходного напряжения или нагрузке по высокому напряжению. Так же, эта схема не заработает, если нужно регулировать подвешенное напряжение в широких пределах. Например, у нас БП регулирует от нуля до 25 кВ. И в любом случае низковольтные элементы надо хорошо экранировать.
Как то так надо делать ОС по напряжению в случае подвешенного выхода. Это - простой случай, когда подвешенный выход подвешен не особо сильно (не в 1000 раз выходное напряжение ниже, чем потенциал "подвеса").
Реализуемо, главный вопрос - как организовать питание этого усилителя. Либо батарейно-аккумуляторное, либо обычный обычный источник питания, только вторичная обмотка намотана высовольтным кабелем.
А вы используете какие-нибудь высоковольтные компаунды?
Столкнулся просто с проблемой - компаунды, которые удаётся купить в РФ, гарантируют стойкость изоляции всего 15-20 кВ/мм. А это хуже, чем обычное трансформаторное масло (где-то 30 кВ/мм).
Пока пользуемся виксинтом (ПК-68). Это да, 15 кВ/мм.
Был опыт с виксинтом. Взял на озоне попробовать эту адскую смесь. В двух вариантах - К-68 (белый) и ПК-68 (прозрачный). Производитель - НПК СТЭП. Заклеил скотчем форму, и залил плату последовательно с двух сторон разными компаундами. Как в рекламах раньше советовали)) Если надо, выложу фотку этого теста.
Белый - вообще нормально, как и ожидалось от компаунда. Прозрачный - полимеризовывылся, полимеризовывался, да не выполимеризовался. Дня 4 вонял, в глубоком слое была жижа. Адгезии почти никакой, и при отдирании продолжает вонять. Как будто он не двухкомпонентный.
В общем, ищу варианты. Связался, например, с НПФ Адгезив. У них вроде как в каталоге есть офигенные вещи, аж 60 кВ/мм. Для меня это просто означает уменьшение размеров устройства в 2 раза и массы - в 8 раз, блин. Но что-то на тормозах там всё общение спустилось. Возможно, йихний каталог - тоже потёмкинские деревни, как это сейчас принято, хотя по началу манагеры там оживились.
Ну, ОЗОН - это не место для покупки такого виксинта, на мой взгляд. Мы покупаем у производителей, и ничего подобного не было замечено. Однако, возможно, вам продали просроченное вещество (подменив паспорт). У правильного виксинта есть срок годности, после которого он уже ведёт себя непредсказуемо при заливке. Кстати, не забывайте подслой использовать для адгезии
С производителем вещества вряд ли озон наврал. А вот срок годности я не проверял. Вполне могла быть просрочка, и озон в это хорошо умеет. В следующий раз проверю.
Подслоя в обеих заливках не было, только была промывка в одинаковом изопропаноле (флюксофф который). Но вроде и подслой только в каких-то специальных ситуациях по инструкции требуется.
Вадим, добрый день, очень рад вашим успехам и желаю дальнейшей удачи!
У меня к вам вопросы:
У вас на выходе умножитель, соответственно выходное напряжение пульсирует на частоте преобразования, причём уровень пульсаций зависит от нагрузки. Вы как-то фильтруете пульсации, регламентируете их уровень или они вам не критичны?
На чём аппаратно и программно реализован информационный обмен с удалённым хостом по Ethernet? У вас микроконтроллер подключён через какой-то ethernet-конроллер? Где-то брали готовый программный стек TCP или сами писали?
Спасибо за вопросы.
1) Мы подобрали величину емкостей и частоту преобразователя таких образом, чтобы пульсации были не выше 50 Вольт (по амплитуде) при полной нагрузке и выходном напряжении 25000 Вольт. Смотрели осциллографом через делитель высоковольтный.
2) ethernet-конроллер схему сами спроектировали. Что касаемо внутренних программ, то в целом код наш, но (возможно) какие то куски кода программист МК брала где-то в открытых источниках ( у нас эта девушка на полставки. Я задачу формулирую, она делает. В случае ethernet-интерфейса у неё хорошо получилось ). Могу лишь добавить ещё, что всё функционирует прекрасно, так как эта часть устройства у нас уже не раз повторена в других системах в рамках управления регуляторами напряжения. И системы работают в реальном масштабе времени уже пару-тройку лет (иногда круглоуточно сотни часов) на нашем собственном производстве ЭВП. У меня сын - программист ПК, так что со стороны внешнего компьютера он в упомянутом случае писал ПО.
Действительно, уровень пульсаций можно регулировать ёмкостью конденсаторов в цепи умножителя.
А MAC-адреса для Ethernet вы откуда берёте? От балды генерируете случайные?
Хороший вопрос. Если честно, его себе не задавал. В принципе, мы в Интернет не собирались выводить устройства. Т.е. они работают в изолированной сети. Но ваш вопрос я спрошу сегодня-завтра у программиста.
По поводу MAC-адресов для Интернета. У нас есть два варианта платы. Один вариант с "левыми" адресами, а второй вариант с местом под спец. микросхему с MAC-адресом.
Для работы приборов в локальной сетке выделено 2^46 MAC-адресов - называются Localy Administrated.
С USB я похожий вопрос решал - где взять Vendor ID для единичных экземпляров или малой серии. Существуют перекупщики для этого, в России даже находил. Но с USB этот вопрос тогда проще решился - на USB IG есть довольно большой список ID под названием Obsolete.
Мы пошли на вариант Ethernet интерфейсом, как более стабильный при долговременной работе. Система с множественными USB соединениями по нашему опыту стабильностью в многосуточной работе не отличается. Это, скорее, для лабораторных стендов. Хотя, в собранной системе у нас есть USB интерфейс с высоковольтным промышленным ИП (до 600 Вольт). Но это вынужденная мера, так как китайские производители очень сильно сократили (если не полностью прекратили) поставку ИП с Ethernet управлением. Видимо, для того, чтобы соответствовать американским санкциям.
Не, я не про то, что Ethernet или USB хороший или плохой. Хотя, да, Ethernet штатную гальваноразвязку даёт, и это бывает, помогает.
Я, и @C0DEFACE интересовались про раздачу адресов. Чтобы легально и бесплатно сгенерить себе MAC-адрес, в локальном езернете возможность таки есть. В пример привёл USB - там формально такой возможности нету. Только через заднюю дверь.
На днях статью выложу наконец, в том числе как китайцы из WCH изолировали USB на 3 кВ. Не на 20 кВ, конечно, но их решение идёт по другому пути, чем обычные цифровые изоляторы.
Для моей задачи просто нужно 200 кВ. Сигнал-то через оптику передать на "горячую" сторону - это не проблема. А вот мощность в 60 Вт - пока пробую варианты. Электроны, гады такие, мало того, что отрицательные, но и энергию отдают не на том электроде, с которого излучаются. Хотя даже если б положительные были - та же проблема))
Держите в курсе о своим успехах!
Подробностей схемотехники не будет, если заказчик не разрешит, к сожалению. Но пока накупил у китайцев высоковольтных диодов, конденсаторов и резисторов. Нашёл неплохую заготовку для трансформатора.
В качестве драйвера взял контроллер двигателя от гироскутера. Запустил, оценил паразитные параметры, попытался поймать резонансный режим. В принципе 20 кВ без умножения довольно легко получается сделать.
Умножитель моделирую. Даже двухполупериодный позволяет неплохо так скомпенсировать пульсации. А если фаз будет ещё больше, например, 3 пары или 5 пар, то на конденсаторах можно будет значительно сэкономить.
Для передачи мощности на горячую сторону (накал катода) нашёл сердечник с большим окном. Вот тут как раз мне хороший высоковольтный компаунд не помешал бы. Тоже попробовал запустить, оценил параметры. В принципе 60 Вт такая штука позволяет передать, а если скомпенсировать паразитную индуктивность резонансным режимом - то и побольше можно прокачать.
Данные попробовал погонять через TOSLINK - тоже годное решение получилось. Желательно скорость сделать побольше, от 1 Мбит/с хотя-бы, и чтобы сигнал был близок с DC-балансному, тогда и деградация светодиода со временем не особо помешает.
Так что пока в процессе.
(добавлю к ответу)
2) Причём, в рамках уже созданного стенда тренировки ЭВП - это полноценная сеть TCP/IP и в ней со своими IP-адресами сидят сейчас 3 регулятора и один АЦП восьмиканальный.
В данный момент строим ещё один испытательный стенд уже с использованием не только низковольтных регуляторов, но и двух описанных в статье высоковольтных источников. Принцип управления будет такой же. Кстати, аналоговый вход в системе реализуем (уже второй раз) на АЦП с ethernet-интерфейсом от ОВЕН
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Разработали высоковольтный источник питания с возможностью управления по Ethernet