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Aggiungere i sensori al motore

Il passo successivo è stato quello di aggiungere i tre sensori ad effetto Hall al motore. Vi propongo alcune immagini della trasformazione da Sensorless a Sensored.

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I sensori impiegati sono tre SS411A della Honeywell, i quali sono sensori ad effetto Hall con uscita digitale, compensati in temperatura, bipolari e con isteresi (qui il datasheet).

Per il montaggio ho preferito la soluzione in cui i tre pin del sensore sono orientati lungo un raggio, così da rendere possibili piccoli aggiustamenti di posizione piegando il sensore lungo la tangente al rotore, in una direzione o nell’altra. In ultimo, magari, bloccando tutto con resina epossidica.

I sensori vanno disposti ad una distanza angolare, tra loro, di 360°/21. Circa 17°. Ho misurato il raggio su cui stavo disponendo i sensori, ne ho calcolato l’ipotetica circonferenza e ho diviso questa misura per 21. Nel mio caso la distanza tra i sensori deve essere di circa 9.5 mm, quindi ho trovato una combinazione che mettesse d’accordo il più possibile le esigenze di spaziatura tra i sensori e il passo del millefori usato come supporto. In questa fase essere precisi è importante, ma bisogna anche tenere presente che è possibile in un secondo tempo fare piccoli aggiustamenti di posizione dei sensori.

A questo punto, dopo aver realizzato i pochi collegamenti elettrici sia sulla schedina sensori che verso il driver, siamo pronti a verificare che ruotando il rotore i tre sensori commutino correttamente, aprendo e chiudendo verso massa le resistenze R17, R18 e R19 poste sulla scheda driver.

Ora è il momento di connettere i tre fili di alimentazione del motore con i tre fili PH_A, PH_B e PH_C del driver. Ricordate di ancorare bene il motore a un supporto prima di dare alimentazione al driver, usate un Duty Cycle del segnale PWM_IN molto basso 5-10% e una fraquenza di 20kHz . A questo punto  si procede per tentativi, vi conviene comunque provare tutte le possibili combinazioni, sono solo sei. In questi tentativi ci sarà sicuramente una combinazione in cui il motore girerà con meno vibrazioni e assorbendo meno corrente, scegliete quella.

E’ arrivato il momento di fare qualche regolazione. Come prima cosa, a motore in rotazione, lasciando fermo il sensore centrale spostare leggermente gli altri due affinchè le tre onde quadre che troviamo sulle resistenze R17, R18 e R19 siano sfasate di 120° tra loro.

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Ora, sempre a motore in funzione, allentando i dadi di fissaggio della basetta dei sensori ruotate leggermente il gruppo sensori in una direzione e nell’altra fino a trovare la condizione in cui il driver assorbe la minima corrente, fissate la basetta dei sensori. Verificate che lo sfasamento dei tre segnali sia ancora 120°, eventualmete ritoccate leggermente.

Come potete notare nella foto dello schermo dell’Analizzatore di Stati Logici, non tutti e tre i segnali dei sensori hanno un duty cycle del 50%, come dovrebbe essere, solo quello del canale 1 (traccia fucsia) si avvicina molto a questa condizione, gli altri due canali invece hanno un duty cycle del 48% uno e l’altro del 52%. Naturalmente nella foto non si può vedere, ma a motore in rotazione questi segnali hanno delle piccole e continue fluttuazioni temporali (jitter), ma comunque sempre nell’intorno dei valori di cui sopra.

Partendo dal presupposto che le condizioni di funzionamento dei tre sensori siano identiche, ritengo che le irregolarità dei segnali dipendano proprio dai sensori ad effetto Hall, più precisamente dal fatto che le isteresi dei sensori delle tracce 0 e 2 non siano centrate nel punto a zero campo magnetico. Comunque in prima battuta mi sento di dire che queste imprecisioni, data la loro contenuta entità, provocano effetti trascurabili.

OK!!! Le tarature sono finite e come avrete avuto modo di vedere il motore gira molto fluidamente, con pochissime vibrazioni e per di più assorbendo pochissima corrente (0.2-0.4A). Ora potete provare ad aumentare il Duty Cycle.

Saluti

FP