CNCnet: 20. 10. 2020  | Hlavní stránka | Seznam rubrik | Download | Weblinks | RSS | Public key |  

Návštěvnost
počítadlo.abz.cz

Elektronika

* Driver pro bipolární krokový motor

Vydáno dne 08. 12. 2005 (36255 přečtení)

Kdysi v počátcích stavby CNC frézky jsem původně uvažoval o unipolárních motorech jako výkonných prvcích pro pohon posuvů. Jenže časem jsem zjistil, že možnosti unipolarních motorů jsou velmi omezené a jediná jejich výhoda je to, že jejich ovladání je jednodušší.

Daní za jednoduchost budiče jsou, ale horší dynamické parametry a i možnosti výkonnové, kdy u bipolárního motoru je možné si většinou vybrat zda řadit vinutí seriove a nebo paralelně. Bipolarní motor oproti tomu vyžaduje 2ks H mustku a je tedy naročnější na provedení i řízení.

Naštěstí je možné koupit obvod LMD18245 od National Semiconductor, ktery je jiz kompletním řízením jedne fáze bip. motoru. Obsahuje 4 vstupy pro DA prevodník, kterými určíme protékající proud, vstup pro smer otacení a moznost nastavit PWM regulaci. Maximalni trvaly proud jsou 3A pri napeti 55V. Jeho cena neni zrovna lidová, ale na druhou stranu 470Kc za tento IO ušetří mnoho problémů.

Jelikož jsem od přírody lenivej člověk hledal jsem nejdříve neco použitelného na internetu a narazil jsem na projekt PICstep, který byl presně to co jsem potřeboval. Doplnil jsem schema jen o jumpery, kterými mohu naswitchovat potřebný proud motorem, což je výhoda v případě, že nemáte motory na posuvech stejné.

driver_schema

Nicméně problem se ukazala verze použitého PIC16F628A, který jsem doma neměl a i zastoupeni Microchipu f. ASIX je v nabidce nemá. Zkusil jsem tedy nahrat HEX soubor do PIC bez A a kupodivu chodila alespoň std. verze firmware bez torzní kompenzace. Vzhledem k tomu, že jsem stejně chtěl mít možnost do SW zasahnout a jak se říká ošahat zkusil jsem jej na zkoušku přepsat, ale s použitím nedávno uvolněné verze 3.2 mikroPascalu od firmy MikroElektronika z Bělehradu.
V program je kompatibilní s puvodním projektem PICstep, ale vypustil jsem rezim full-step a naopak doplnil mikrokování 1/16. Všechny režimy využívají tzv. torzní kompenzace, kdy se snaží proud fázemi co nejvěrněji kopirovat sinusovku. V programu je nastaven timeout odpojeni motoru na 60s, ale není problém si přeložit zdrojové kódy s jinou hodnotou.

driver_prototyp

Bohužel neměl jsem zatím příliš času se seznámit se všemi možnostmi kompilátoru a tak je program napsán velmi tupě a velmi plýtvá jak časem tak vnitřní paměti MCU. Nicméně na funkčnost to jak se zdá vliv nemá. Jakmile se naskytne příležitost pokusím se program nějak vylepšit a zrychlit, abych se jako programátor za něj nemusel stydět :-), teď totiž vypadá jak když se vytváří HTML ve Wordu :o).

Pro driver jsem navrhl novou DPS, která je již odzkoušena na prototypu (tyto obrázky slouží jen jako ilustrační pro případnou vyrobu použijte předlohy uložene ve formátu PDF v dokumentaci).

driver_dps

driver_osazovak

Celý projekt si můžete stáhnout zde (download 207kB) nebo v download sekci.

Při testování zatím tento způsob řízení vysoce převyšuje všechno co jsem do té doby vyzkoušel. Jak co do maximálních otáček tak i produkovaného kroutícího momentu. Použitím torzní kompenzace se snížuje i produkce vibrací, které se mohou přenášet na obráběcí nástroj. Další výhodou je PWM regulace, která zabraňuje přehřívání můstků. Chladiče jsou nutné až při větších proudech. Při testování jsem napájel můstky napětím 20V a nastaveny proud byl 1,5A a odpor vinuti motoru 1,5 ohmu. Tedy normálně by musel kazdy koncový stupeň vytopit 28W. V tomto připadě byly chladiče o ploše cca 32cm^2 (jine jsem nemel po ruce) jen neznatelně vlažné. Budič obsahuje i vstup označený jako "brake", který zkratuje vinuti a motor je znatelně tužší než jen při pouhém odpojení fází jak bývá zvykem.

4.5.2006 - Byl jsem upozorněn na to, že mám jisté nesrovnalosti ve značení verzi PICu na schematu a v textu. SW a i přeložený HEX je určen pro PIC16F628 taktovaný 20MHz.

23.7.2006 - Bohužel objevil jsem v DS k LMD18245 kardinální chybu, ktera se projevuje zhoršeným chodem na jednu stranu. Tato chyba je jak originalním FW PicStepu tak i v této v této mojí verzi napsané v mikroPascalu. Budiž mi útěchou, že tuhle chybu udělalo asi víc vyrobců. Komerčně prodávaný driver Bistep má tuto chybu ošetřenu a je bez problémů. Procesory z Bistepu jsou použitelné i do této verze DPS. Problém jsem již reportoval vyrobci LMD.


Související články:
Dpot - i s malým kašpárkem velké divadlo (23.07.2006)
Oddělovací deska pro LPT (15.01.2006)
Řídicí jednotka pro CNC frézku (19.12.2005)
CNC frézka (18.11.2005)
[Akt. známka: 2,67 / Počet hlasů: 6] 1 2 3 4 5
Celý článek | Autor: administrator | Vytisknout článek

Novinky
06.06.2008: Meteostanice:
V sekci download je zveřejněna zatím veškerá dokumentace k meteostanici. Více informací viz. www.jakjevenku.info

29.04.2008: Nová linka
Server byl přepojen na novou 50Mbps linku a během dneška můžou být problémy s dostupností kvůli změně DNS záznamů.


Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.