Проект на мощен контролер за постояннотоков/стъпков двигател 50 мнения

[Pandurko]

....
та да се върна на управлението - серво мотора пак се управлява с ток, и тогава тия 6 бита ще са ти малко, пвм 8-9-10 бита обаче върши чудесна работа
....

Тия дни се заиграх с темата за дискретизацията на синусоида, понеже пуснах платките да ги работят и настана време за софтуеризъм. Та направих едно проиграване на ексел и 5-6 битова дискретизация изглежда доста добре а 8-9-10 ми се вижда излишен разкош и пресилване. Все пак това е един мотор а не музикална уредба

[mladomo]

Едно от нещата, които винаги търся при разработка е ниската цена. МИсля че, схемата която искате да правите е доста усложнена и има доста скъпи елементи. Аз искам да използвам пик процесор имам вече готова тестова система с dsPic30F3014 качил съм и дисплей и пробвах различните режими на работа. Идеята ми е с един ПИК да се управляват 3 и повече двигателя.
За целат ползвам буфери 74ls175 towa sa 4 D trigera но не намерих и ползвам 74ls174 те са 6 Д тригера и е 60 ст.
Изпползват се 4 извода от пика за управление на двигателите( запис в Д тригера) и 3 извода за избиране на кой буфер да се запише поредната стъпка чрез тактов сигнал на вътрешен таймер на пика. Освен това с нулиращия вход на 74лс174 може да се изключва подаване на напрежението към двигателя при ндвишаване на тока чрез сенз резистор , а и процесора може също да го изключва като подаде през някое порт краче сигнал и по този начин се получава шим управление.Като процесора периодично обновява записа на стъпките на съответния двигател(4 д тргигерa 74ls174). Искам да използвам крайни мосвфет тнзистори и симетрично захранване така отпадат 2 двойки транзистори.Купих 15 бройки по 1 лв IRF540 те са 100 в 27 А. Остава само да видя, какви драйвери за мосфета да изпозлвам. Мислех да правя с два биполярни BD139 i BD140 комплиментарна двойка струват стотинки и резистори.
Играх си няколко дена да направя на visual С framework под Виндос програма за връзка към пика презс com port и я направих ама нещо не приемаше правилно кодовете оказа се, че сигнала който подава uard na пика е инвертиран и сега ще трябва да направя инвертор с 2 транзистора. Преди с пик 16ф84 съм правил програми и връзка през ком порт
ама там няма уарт а ти си програмираш някое краче на порт и директно се връзваше към кома на компа.

[alien]

....
та да се върна на управлението - серво мотора пак се управлява с ток, и тогава тия 6 бита ще са ти малко, пвм 8-9-10 бита обаче върши чудесна работа
....

Тия дни се заиграх с темата за дискретизацията на синусоида, понеже пуснах платките да ги работят и настана време за софтуеризъм. Та направих едно проиграване на ексел и 5-6 битова дискретизация изглежда доста добре а 8-9-10 ми се вижда излишен разкош и пресилване. Все пак това е един мотор а не музикална уредба

аз говорех за серво мотор с четки, синусуида е за АС серво безчетков, там не съм дълбал как стоят нещата
но истински серво мотор с четки примерно 60 волта номинално започва да се върти още от 1 волт без товар
с 6 бита можеш да получиш 64 нива в изхода, като сложиш смяна на посоката стават +32 и -31
което пък от своя страна прави приблизително 2 волта стъпка за регулиране на изходното напрежение, т.е. мотора или се върти или не се върти, няма плавно регулиране в момент в който трябва да позиционира и да спре, получава се постоянно бръмчене в спряло положение
(аналогични резултати се получават ако вместо напрежение регулираш директно тока, ако двигатела е 6А минималната стойност ти е 0.2А, което пак е достатъчно да се завърти)
за това се ползва вътрешния pwm модул, за това е правен, голяма резолюция, не товари процесора и директно отива към мосфет драйверите

[Pandurko]

При мен мостът има 2 вх. образно казано при комбинация 1,0 върти напред, а при 0,1 назад. Чопъра си къца и в двата случая. Така, че и при двата слуая имам за 5 бита 32 нива, а не 2х16. освен това моста има и един трети вх. който определя как да затихва полето в намотките. Бавното затихване се ползва при нарастване на тока (от 0 към мах на синусоидата), защото експонентата на нарастване е изгърбена нагоре, както и синусоидата. При спадане на тока обаче в интервала на син м/у 90 и 180гр експонентата е изгърбена надолу, а синусоидата пак нагоре и това прави трудно да се докара формата на синусоидата, за това се ползва бързо затихване. Неприятния момент е че това увеличава пулсациите на чопъра, но те лесно могат да се филтрират. С два такива моста ще се управлява един стъпков мотор, но вече фронтовете няма да са прави (от 0 до мах със скок), както е простото управление при всяка стъпка, а при подадена стъпка тока ще бъде увеличен от 0 до мах плавно по син. закон. Същото е и при спадане от мах към 0. Всичко това дава отражение при високите обороти, защото правоъгълните импулси имат много нечетни хармоници, които са в противофаза на основния (движещия). А те създават момент насочен в обратна посока. Или с думи прости като почнем да увеличаваме оборотите момента спада бързо освен от индуктивността (от която няма как да се избяга) и от хармониците. Спадане на шума при работа на двигателя е бонус.
Цялата тази логика я има в онази ИС дето я подсказа преди време, и цената и към 6Е е супер, но пък аз нямаше да нагазя толкова дълбоко. А моя вариант на цена се връзва пак там някъде, но платката стана малко тромава 110/95мм за 1 мост, но пък мога да си променям всичко което ми е кеф. А и съм я направил с големите корпуси ДИП да си ги менкам лесно като изпушат. С образователна цел. Ако ползвам СМД ще я свия с поне 30%. Съвсем като купешка
Та от цялата работа се оформят няколко режима цяла стъпка с мазно управление, полустъпки,четвърт,1/8... стъпки със все по-втвърдяващо се управление или микростъпки с твърдо (правоъгълно) управление. При управление на четков мотор наистина 8 бита и повече са си необходими. (при 10А 256нива дават 40мА на стъпка). В този случай нивата се ползват съобразно необходимостта от в.момент
За 3ф асинхронен двигател трябват 3 моста с такова управление, но съм още малък за това
Младомо, не разбрах,как ще реализираш микро стъпване? Има вариант да се прави серийно по един изход с ШИМ образувано опорно напрежение, но там изникват други ограничения. И изобщо варианти много. Иначе за евтиното и аз подкрепям и гледам да се вкарам в някакви рамки. Управлението на моста със симетрично захранване наистина е просто, но за сметка на захранващия блок. Не е много ясно дали излиза по-евтино. Метни схема тук да почешем темата. Е стига да нее някоя тайна разработка

[Pandurko]

Прикачен файл:

версия 2.5 , преди да е генерирала дим :)

Отдавна не съм си писал по темата, но проекта си го бутам, макар и бавно.
На версия 2.5 съм вече . Лепя елементите по платката, в. 2.6 е в процес на проектиране на платка. Софтуер понаписах и изтествах доста. На ПИК16Ф1829 ще е. Експериментите ги правя с ф84, че по-просто.
Иначе ще има следните режими:

;Microswich Settings: 00000000-Full angular mode, 10000000-Full Sinus mode
; 00000001-Wave angular mode, 10000001-Wave Sinus mode
; 00000010-1/2 angular mode, 10000010-1/2 Sinus mode
; 00000011-1/3 angular mode, 10000011-1/3 Sinus mode
; 00000100-1/4 angular mode, 10000100-1/4 Sinus mode
; 00000101-1/5 angular mode, 10000101-1/5 Sinus mode
; 00000110-1/8 angular mode,
; 00000111-1/10 angular mode,
;BONUS - 00001000-1/16 angular mode,
; 00001001-1/20 angular mode,
; 00001010-1/32 angular mode,
И малко снимки:

[MrMurdjo]

Това ли си подкарал днес?

П.С. Ти да не работиш във фирма за печатни платки, защото твоите явно не са домашно производство

[Pandurko]

Това подкарах всъщност
Единият мост. Другият е същият. Контролерът, като схема е ясен. Софтуерно е под въпрос още.

[MrMurdjo]

Хубавото му е модулния принцип. Но замисълът за универсалност като че ли усложнява общата схема. Което не пречи по-натам да се клонира в два варианта според предназначението.
За софтуера, ако с нещо мога да помогна, насреща съм.

Все ми се струва, че съм мяркал някакви интегрални схеми, които да спестят употребата на повече дискретни елементи, които имат вграден ограничител на тока - чопър с външно задаване на опорното напрежение, входове и съответно изходи с готови драйвери за управление на крайните МОСФЕТ-ове, с "помпи" за гейтовете. Ама може и само да ми се струва.

Със сигурност съм виждал схема с микроконтролер и L297, който микроконтролер мени стойностите на опорното напрежение и по такъв начин я лъже да работи в микростъпков режим, като реално и дава импулс за стъпка, когато дойде време да направи такава и да прекомутира намотките. Но това е стара технология чип и сигурно има и по-съвременни.

[Pandurko]

Не знам за схеми с готова логика за мостове. Пък и то едва ли много ще се спести. Тези дето ги ползвам са за стотинки, а готовите ще са скъпи. Иначе доста съм попил от специализираните чипове (напр. TB6560AHQ ;) ), като логика на управление. Като е с дискретни елементи човек може да се поглези с бързи усилватели и компаратори.
За този мост ми се искаше да го пробвам с някой по-як DC мотор, ама нямам. Все пак тия 2-3А са си едно нищо и не ги усети. Ефектът на самоограничаването не ми позволи да го изпържа с повече. Пък и с обратното ЕДН ми се щеше да проверя как му действа и разредността на регулирането и тн. Възможностите ги постнах долу. До 1/32 при правоъгълен и до 1/5 при синусов режим. Естествено Има режим половин ток при бездействие. Има контрол на температурата. За други глезни не се сещам. Трябва да има отделна версия за DC мотор с всичките му особености. Софта ми е готов, като цяло. Има само неща за доизпипване заради ШИМа. Трябва да го тествам с колко минимално импулса е приемливо да се задава конкретното ниво. На първо четене го правя с 16, но мисля че може и наполовина. Въпрос на компромис между пулсации и бързина на достигане на очакванто ниво.

[Pandurko]

...
За софтуера, ако с нещо мога да помогна, насреща съм.

MrMurdjo, ако ти се занимава можеш да си поиграеш с програмка за ПИК16Ф1933. Хардуерът е готов и има огромна вероятност да тръгне. Могат да се постигнат много повече от възможностите на TB6560. Неща от сорта на плаващ процент на промяната на затихването. Следене на скоростта на стъпките и съответно промяна на разредността (гладкостта) на кривите на тока. И всякакви други идеи с цел изцеждане до край на моторчетата. Аз мисля да я списвам на асемблер, понеже съм мазохист. Става бавно, но болката е сладка.