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eigenbau:regler:pidthijs2:start [2021/12/14 13:47] – [Test] lioneigenbau:regler:pidthijs2:start [2022/01/06 12:32] – mquensen
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 Alternativ zur Regelung kann eine Dreieckssignal von einem internen Generator auf die Aktoren gegeben worden. Frequenz und Amplitude des Dreieckssignals lassen sich ebenso wie Parameter der Regler über Trimmer und Potentiometer von außen einstellen. Alternativ zur Regelung kann eine Dreieckssignal von einem internen Generator auf die Aktoren gegeben worden. Frequenz und Amplitude des Dreieckssignals lassen sich ebenso wie Parameter der Regler über Trimmer und Potentiometer von außen einstellen.
  
 +Das Schalterdesign kann zur verwirrung führen, daher hier eine kleine Hilfe:
 +^ Switch            ^ Designation on PCB  ^ UP pos.    ^ Down pos.   ^
 +| Input Offset      | 5S1                 | Active     | Off         |
 +| Ramp              | 2S2                 | Active     | Off         |
 +| Current Reg. (I)  | 4S2                 | Off        | Active      |
 +| Current Reg. (D)  | 4S3                 | Active     | Off         |
 +| Current Reg. (P)  | 4S5                 | Active     | Off         |
 +| Current Reg. Out  | 4S4                 | Regulator  | Ramp / Off  |
 +| Piezo Reg. (I)    | 3S2                 | Active     | Off         |
 +| Piezo Reg. (D)    | 3S3                 | Active     | Off         |
 +| Piezo Reg. (P)    | 3S5                 | Active     | Off         |
 +| Piezo Reg. Out    | 3S4                 | Regulator  | Ramp / Off  |
 +
 +<note important>Der Integrator-switch des I-Teils wird in neueren Versionen entsprechend den anderen Schaltern angepasst werden</note>
 +
 +Nicht von den 6 Switches irritieren lassen! Der 6. Switch ist nirgends verbunden, die Dipswitches sind wie Fünffach Dipswitches zu behandeln. Für die Piano-Dipswitches gilt, ebenso wie bei der Vorgängerversion PID-Thijs folgendes: 
 +^ Fünffach-Dipswitch an den Reglern                                                      |||
 +| 001xx                              | nicht-inverend  | Positives Vorzeichen des Reglers  |
 +| 110xx                              | invertierend    | Negatives Vorzeichen das Reglers  |
 +| x11xx                              | nicht erlaubt   | Verbindet das Signal mit GND      |
 +| xxx00                              | * 11            | Erste Verstärkerstufe mal 11.1    |
 +| xxx01                              | * 10            | Erste Verstärkerstufe mal 10.1    |
 +| xxx10                              | * 1.1           | Erste Verstärkerstufe mal 1.1     |
 +| xxx11                              | * 0.1           | Erste Verstärkerstufe mal 0.1     |
 +| 100xx                              | nicht sinnvoll  |                                   |
 +| 000xx                              | nicht sinnvoll  |                                   |
 +| 010xx                              | nicht sinnvoll  |                                   |
 +| 101xx                              | nicht sinnvoll  |                                   |
 ==== Versionen ==== ==== Versionen ====
 Die PCBs können wahlweise mit SMA oder BNC Buchsen bestückt werden. Die PCBs können wahlweise mit SMA oder BNC Buchsen bestückt werden.
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 Messung mit dem Oszilloskop, wie eben. Testsignal wie oben eingestellt sollte immernoch angeschlossen sein (Symmetrisches Dreieck, Frequenz: 100 Hz, Amplitude: 1V), Piano-DIP-Switch 3S1 auf 00110 stellen. **Bei allen Piano-Witch Einstellungen wird der letzte Schalter ignoriert, dieser ist nicht verbunden und spielt keine Rolle!!**. Messung mit dem Oszilloskop, wie eben. Testsignal wie oben eingestellt sollte immernoch angeschlossen sein (Symmetrisches Dreieck, Frequenz: 100 Hz, Amplitude: 1V), Piano-DIP-Switch 3S1 auf 00110 stellen. **Bei allen Piano-Witch Einstellungen wird der letzte Schalter ignoriert, dieser ist nicht verbunden und spielt keine Rolle!!**.
 Oszilloskop Messspitze an den Ausgang (Pin 6) des Operationsverstärkers 3U1 halten und messen. Oszilloskop Messspitze an den Ausgang (Pin 6) des Operationsverstärkers 3U1 halten und messen.
-  * Codierung Dipswitch S1 00110: nichtinvertiertes Signal, ~ 1:1 (jeweils mit der Amplitude des Testsignals vergleichen) +  * Codierung Dipswitch 3S1 00110: nichtinvertiertes Signal, ~ 1:1 (jeweils mit der Amplitude des Testsignals vergleichen) 
-  * Codierung Dipswitch S1 00101: nichtinvertiertes Signal, ~ 10:1  +  * Codierung Dipswitch 3S1 00101: nichtinvertiertes Signal, ~ 10:1  
-  * Codierung Dipswitch S1 11010: invertiertes Signal, ~ 1:1+  * Codierung Dipswitch 3S1 11010: invertiertes Signal, ~ 1:1 
 + 
 +**PID des Piezos** 
 + 
 +Es wird weiterhin die Dreiecksspannung als Testsignal angelegt. Die Dipswitcheinstellung 00110 an 3S1 sollte in etwa eine nichtinvertierte Verstärkung von 1 darstellen und eignet sich möglicherweise am Besten zum Test. Im Folgenden soll das Output-Signal des Piezos mit dem Input Signal des Funktionsgenerators verglichen werden ( wieder am Oszilloskop) Das Output-SIgnal kann entweder über die BNC-Buchsen Conn9 und Conn8 oder über den Ausgang des OPs 3U6 ausgelesen werden. Es soll zudem der PID des Piezos und nicht die Ramp aktiv sein (3S4 Up). Zunächst P-, I- und D- Teil deaktivieren (Entsprechende Switches DOWN). Es sollte nun ein konstantes SIgnal im Output zu sehen sein. Mittels des Output-Offsets (Trimmer 3R25) lässt sich dieses auf die 0 verschieben. 
 + 
 +**P-Teil** anschalten (3S5 UP). 
 +Jetzt sollte der Ausgang das invertierte Dreieckssignal des Testsignals liefern. Mittels 3R15 kann das Ausgangssignal verstärkt werden. An dieser Stelle gerne ausprobieren. 
 +Für folgende Tests den P-Teil nun an 3S5 wieder abschalten. 
 + 
 + 
 +Als nächstes den **I-Teil** aktivieren (3S2 UP). Das Signal am Output sollte nun einem Sinussignal entsprechen. Je nach Offset sättigt der Integrator in eine Richtung. Für eine Erneute Messung einfach den I-Teil aus und wieder einschalten. Mittels geschickter Einstellung des I-Offsets (Trimmer 3R10) lässt sich das Signal, so das denn gewünscht ist, auf den Nullpunkt balancieren. 
 +Für folgende Tests den I-Teil nun an 3S2 wieder abschalten. 
 + 
 +**D-Teil** anschalten (3S3 UP). 
 +Nun sollte im Augang ein Rechteckssignal sichtbar sein. Mittels 3R20 lässt sich die Amplitude des Recheckssignals verstellen. 
 +Für folgende Tests den D-Teil nun an 3S3 wieder abschalten. 
 + 
 +**Tiefpässe** 
 +Das Dreieckssignal muss am Frequenzgenerator auf eine Frequenz von 1kHz und eine Spannung von 1V umgestellt werden. Anschließend soll an Pin 6 von 3U8 und 3U9 gemessen werden. Es sollte sich bei dem Signal um ein Dreieck mit abgerundeten Ecken handeln, welches zudem eine deutliche Phasenverschiebung im Vergleich zum Eingangssignal aufweisen sollte. 
 + 
 + 
 +**Current-Platine** 
 +Das Testen der Current-Platine ist dem der Piezo-Platine ziemlich ähnlich. Deshalb wird dieses im Folgenden nur in Stichpunkten beschrieben. Ein wichtiger Aspekt ist hier, dass schnellere OPs verbaut sind. Die Zeitkonstanten von I und D sind entsprechend kürzer. Daher sollte das Testsignal 1 kHz statt 100 Hz sein.  
 +An Pin 6 von 4U1 lässt sich der Piano-Dipswitch überprüfen. Wie beim anderen Piano-Switch auch spielt der letzte (also der 6. Schalter) keine Rolle. Es gilt: 
 +  * 001xxx = non-inverting* 
 +  * 110xxx = inverting 
 +  * x11xxx = forbidden (short cirtcuit) 
 +  * 100xxx = times 0.5 non-inverting 
 +  * 000xxx = 0 
 +  * 010xxx = 0 
 +  * 101xxx = ? 
 +  * xxx00x = times 11.1 
 +  * xxx01x = times 10.1 
 +  * xxx10x = times 1.1 
 +  * xxx11x = times 0.1 
 +Überprüfe nun am Pin 6 von 4U1 für folgende Einstellungen: 00110x (1x, non inverting), 00101x (10x, non inverting) sowie 11010x (1x, inverting) 
 + 
 +**P-Teil** anschalten (4S5 UP). 
 +Jetzt sollte der Ausgang das invertierte Dreieckssignal des Testsignals liefern. Mittels 4R15 kann das Ausgangssignal verstärkt werden. An dieser Stelle gerne ausprobieren. 
 +Für folgende Tests den P-Teil nun an 4S5 wieder abschalten. 
 + 
 + 
 +Als nächstes den **I-Teil** aktivieren (4S2 DOWN). Das Signal am Output sollte nun einem Sinussignal entsprechen. Je nach Offset sättigt der Integrator in eine Richtung. Für eine Erneute Messung einfach den I-Teil aus und wieder einschalten. Mittels geschickter Einstellung des I-Offsets (Trimmer 4R10) lässt sich das Signal, so das denn gewünscht ist, auf den Nullpunkt balancieren. 
 +Für folgende Tests den I-Teil nun an 4S2 wieder abschalten. 
 + 
 +**D-Teil** anschalten (4S3 UP). 
 +Nun sollte im Augang ein Rechteckssignal sichtbar sein. Mittels 4R20 lässt sich die Amplitude des Recheckssignals verstellen.  
 + 
 + 
 + 
 + 
 +**Feed Forward** 
 + 
 + 
 +Zum Test der Feed-Forward Funktion Schlage ich vor weiterhin ein Dreieckssignal an den Regler anzulegen. Dann P-I-D-Teile des Current PIDs deaktivieren, beim Piezo-PID nur den P-Teil aktivieren, um hier ein invertiertes Dreieckssignal zu erhalten. Auf dem Oszilloskop Current Output und Testsignal anzeigen lassen. Ist der Jumper 4J1 nicht gesetzt ist die Feed Forward-Funktion nicht aktiv, der Current Output sollte also kein Signal ausgeben. Wird der Jumper auf die linke Position gesetzt wird das Signal des Piezo PIDs auf das des Current PIDs addiert, es sollte also nun wieder ein zum Testsignal inverses Dreieckssignal am Current Output sichtbar werden. Setzt man den Jumper auf die rechte Postition wird das Signal des Piezo PIDs vom Current PID Signal Subtrahiert. Nun sollte also ein nicht-inverses Dreieckssignal sichtbar sein.    
 ==== Bedienung ==== ==== Bedienung ====
 FIXME          /* Was beim Einsatz zu beachten ist. Eventuell mit Anweisung zur Inbetriebnahme. */ FIXME          /* Was beim Einsatz zu beachten ist. Eventuell mit Anweisung zur Inbetriebnahme. */
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   * P-Regler Amplitude biem Piezo "wackelt" manchmal...   * P-Regler Amplitude biem Piezo "wackelt" manchmal...
   * Amplitude der Dreicheckspannung und Piezo Offset sollten per Poti, nicht Trimmer gesteuert werden (wenn Platz da ist)   * Amplitude der Dreicheckspannung und Piezo Offset sollten per Poti, nicht Trimmer gesteuert werden (wenn Platz da ist)
 +    * Also am besten alle output offsets als Poti.
   * Die Footprints der 4.7 uF Kondensatoren stimmen nicht mit den Bauteilen der ELektronikwerkstatt überein (2C2 & 2C7)   * Die Footprints der 4.7 uF Kondensatoren stimmen nicht mit den Bauteilen der ELektronikwerkstatt überein (2C2 & 2C7)
   * Keine Montageblöcke für SMA Version vorhanden. Macht das Anbringen einer Frontplatte schwierig, wenn keine BNC Anschlüsse genutzt werden.   * Keine Montageblöcke für SMA Version vorhanden. Macht das Anbringen einer Frontplatte schwierig, wenn keine BNC Anschlüsse genutzt werden.
 +  * Output Offset sollte über poti einstellbar sein. Den Input Offset könnte man dafür vielleicht streichen/ per trimmer realisieren
 +  * inverted und nicht-inverted feed forward sollten an derselben Stelle eingekoppelt werden (nicht einer vor und derandere hinter einer Verstärkungsstufe)