Sterowanie silnikiem krokowym, sposoby, schemat do sprawdzenia.

[czerstwy]

Cześć i czołem.

W zasadzie na razie nie zamierzam wchodzić głębiej w robotykę, ale jak nabiorę doświadczenia to i tu spróbuje, później głównie to zapewne ale do rzeczy.

Załączam schemat sterownika jaki sobie obmyśliłem, liczę na waszą pomoc i rady.

Rezystory 1-4 domyślam się że będą zależne od transoptora, więc nie wpisywałem jeszcze, a 11-14 będą zależne od tranzystorów? Jakie powinny być rezystory 15-18? Ze szkoły o MOSFETach wiem tyle że istnieją, ale nie mam pojęcia jak dobierać w okół nich elementy.

Jakie są sposoby sterowania silnikami krokowymi? Kiedyś trafiłem na fajny opis z obrazkami, pamiętam że w zależności od sposobu sterowania można uzyskać różne prędkości, momenty etc. i chyba różniły się tylko podłączeniem?

Z góry dzięki za pomoc, jest to mój pierwszy projekt na mikroklockach i dużo radości mi da jeśli zadziała od razu:P

[Tolo]

Nie napisałeś jak duży ma to być silnik ...

Zainteresuj się takim scalakiem :

ULN2803

Powodzenia ❗

Ale jeśli chcesz pozostać przy tym schemacie to tak :

R11...R14 będą miały wartość 10KΩ

R1...R4 około 220 Ω

[czerstwy]

Chciałem wstawić taki drukarkowy, na 24V i chyba wcinał 0,8A max.

Tak rozmyślając wpadłem dlaczego R1-4 po 220Ω a R11-14 żeby wysterować tranzystor odpowiednio. A R15-18? Domyślam się że dlatego padło pytanie o silnik, Wyliczam pod żądany prąd jakim ma być sterowany tak? Czyli w tym wypadku... max 30Ω? I będą to musiały być rezystory mocy? Czy jest jakiś sposób wyminięcia tego problemu, żeby nie było takich strat na rezystancji? Na przykład zmienić na jakiś półprzewodnik, tudzież wyrzucić całkiem?

Podany scalak nie wyrobi prądowo, poza tym wolałem mieć możliwość ewentualnej wymiany na coś mocniejszego, jeśli silnik okaże się za słaby do przewidzianego projektu.

[Tolo]

To znaczy R1...R4 ogranicza prąd diody w Transoptorze a R11...R14 Robią za Pull-up

R15...R18 są moim zdaniem zbędne przecież IRF740 to dość mocny tranzystor więc nie trzeba zmniejszać prądu pobieranego przez cewki silnika ... Ale może wypowie się ktoś mądrzejszy 😅

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[czerstwy]

No właśnie się nad tym zastanawiałem, w zasadzie rezystory miały ustalać ten prąd dla cewek, jakoś mi się nie pomyślało że same wezmą ile potrzebują. W jakimś AVTowym małym projekciku widziałem w miejscu gdzie mam te rezystorki diody prostownicze. Nie wiem, chyba po prostu dam pod to zasilanie bezpośrednio, no chyba że ktoś podrzuci jakiś lepszy pomysł.

Pierwsza wersja tego sterownika była robiona na dziko, nie ogarniałem jeszcze pewnych rzeczy, nie zdziwiłbym się jeśli jej nie odpalę (jeszcze nie mam mikroklocka). Tą chciałem zrobić na porządnie.

[Tolo]

Czekaj czekaj diody musisz dać (ochronią tranzystory przed prądem indukcyjnym) możesz na płytce przewidzieć miejsce dla rezystora ograniczającego ale moim zdaniem to przesada duże radiatorki i te mosy będą mogły i 2 A dać 😅

[czerstwy]

No w sumie racja, dzięki wtedy. Diody dać od strony zasilania czy raczej od strony wyjść już? Dla mnie przekonujące bardziej jest opcja druga.

[Tolo]

Nie ma za co.

powodzenia !!!

[ Dodano: 16-05-2012, 17:53 ]

Równolegle do cewki tak jak tu :

http://3.bp.blogspot.com/_CXfCZAKpAqA/TF3FjmlVWfI/AAAAAAAAAFE/q0Tr7-cHPyg/s320/maly+poprawny.jpg

[czerstwy]

Ostatecznie powstał taki potworek (diody wstawiłem odwrotnie, już nie wysyłałem nowego schematu):

O takie połączenie chodziło?

Jeśli są jeszcze jakieś zastrzeżenia to słucham uważnie;)

[marek1707]

Fragment schematu od transoptorów do zacisków silnika jest kompletnie zły. To nie będzie działać. W żadnym razie nie buduj tego.

Jak rozumiem chciałeś w prosty sposób zastąpić bipolarne wtórniki napięciowe npn (dlaczego wtórniki?) MOSFETami ale w ten sposób się nie da.

Poza tym jeśli chcesz na różne sposoby sterować swoim silnikiem i jeszcze nie wiesz jakim (ile faz? jak wyprowadzone?) i na jakie to sposoby, zacznij od ustalenia właśnie takich podstawowych faktów. Możesz też zrobić układ uniwersalny, który pociągnie zarówno uni- jak i bipolarne schematy komutacji ale na pewno nie będzie to ten układ.

[czerstwy]

Marek, więc jak? Co tam ma nie działać? Opowiadasz jak jest źle, ale mógłbyś zaproponować jak to ma wyglądać. Wiem jakim silnikiem i ile ma faz, nie bez powodu jest 6 wyprowadzeń z układu. A o różne sposoby pytałem, bo znam tylko jeden, a wiem że jest kilka.

Szukam info i nie wiem co z mosfetami miało by być problemem. jedyne co to nie mam pewności do diod. Więc o co chodzi?

[marek1707]

"Co tam ma nie działać?"

Już odpowiadam: dokładnie wszystko (we fragmencie od transoptorów do zacisków silnika). A teraz kilka szczegółów.

1. Do wysterowania bramek MOSFETów użyłeś tranzystorów wyjściowych z transoptora obciążonych w kolektorach opornikami. Czy zastanawiałeś się jak szybko i jak bardzo niesymetrycznie taki driver będzie bramką sterował? Rozładowanie pojemności bramki będzie jeszcze OK ale jej naładowanie przez rezystor będzie tragicznie wolne. A rezystor ciągnący do 24V nie może być zbyt mały bo to po pierwsze duże straty mocy a po drugie transoptor takiego prądu nie uciągnie. Pryz okazji: przez większość czasu każdy MOSFET będzie jednak wyłączony a tylko przez 1/4 okresu będziesz go załączać. To znaczy, że zawsze 3 z 4 tranzystorów sterujących będą przewodzić prąd i grzać swoje oporniki w kolektorach tylko po to by wyłączyć "swoje" MOSFETy. Mimo, że MOSFETy załączasz napięciem, to żeby to napięcie "zbudować" na pojemności wejściowej musisz dysponować całkiem silnym driverem. Te najbardziej badziewne scalone drivery mogą wstrzykiwać z 200mA a lepsze przekraczają 2A. Nie wiem jak chcesz swój silnik rozkręcać ale już przy kHz będziesz musiał się trochę wysilić by zdążać załączać bramki. Dlaczego nie skorzystasz z gotowego drivera silnika krokowego? Pełno tego wszędzie.

2. Bramki próbujesz sterować z 24V - to raczej dużo choć jestem pewien, że znajdziesz MOSFETy które to wytrzymają. Są tranzystory którym z powodzeniem wystarcza 5V a nawet mniej.

3. MOSFET włącza się, gdy napięcie na bramce przekroczy o pewien próg napięcie w kanale, czyli w obszarze między źródłem a drenem. Warunek ten musi być spełniony na całej długości kanału. Jak chcesz to zapewnić, gdy bramkę ciagniesz do 24V i dren także?

4. Oporniki w drenach są zupełnie zbędne. Jeżeli Twój silnik jest ma niższe napięcie znamionowe uzwojeń, całość zasilaj z niższego napięcia. Natomiast jeżeli gdzieś czytałeś o sterowaniu silników krokowych napięciem dużo wyższym (i bardzo słusznie) przeczytaj też rozdział o impulsowych źródłach prądowych - tu będzie jak znalazł.

5. Sama konfiguracja MOSFETa jest tu taj zupełnie chybiona. Jeśli chcesz go dobrze załączać, postaw źródło na masie a w drenie wstaw uzwojenie. Wtedy warunek z pkt. 3 będzie spełniony zawsze gdy driver tego zechce.

6. "..nie mam pewności do diod" - i słusznie, bo to już zupełna porażka. Włączyłeś je tak, że przejmą każdy prąd z MOSFETa a silnik zobaczy co najwyżej 0.7V

"Wiem jakim silnikiem i ile ma faz" - to jak wiesz to napisz, bo jak na razie to zdaniem:

"Jakie są sposoby sterowania silnikami krokowymi? Kiedyś trafiłem na fajny opis z obrazkami, pamiętam że w zależności od sposobu sterowania można uzyskać różne prędkości, momenty etc. i chyba różniły się tylko podłączeniem"

z pierwszego postu przekonałeś mnie, że z jednej strony nie traktujesz swojej roboty poważnie a z drugiej zabierasz się za budowanie wcale nietrywialnego kawałka elektroniki.

Więc o co chodzi?

[czerstwy]

Czuje się zmieszany z błotem:P

Nie wiem co poradzić z tym ładowaniem mosfetów, nasz system edukacji je trochę pomija i wtedy są takie problemy... Się zawziąłem na tranzystory, po prostu chce przy nich pogrzebać i czegoś się nauczyć. Silnik ma 6 wyprowadzeń, z czego 2 zwarte na płytce, unipolarny. Ustawiłem tranzystory tak jak mówisz, że źródło jest w masie. Diody równolegle do cewek.

O sposoby sterowania to chodziło mi o sposoby, jak to znalazłem pół-cewki i z użyciem całej cewki. Znalazłem ten link więc uznajmy że ten problem rozwiązałem.

Tylko nie wiem co zrobić z tym ładowaniem pojemności, mówisz scalony driver za optoizolacją?

EDIT: a gdyby zrobić tak że zamiast optoizolacji dać układ l293 i na wyjścia gdzie normalnie powinny być cewki silnika, dać bramki tranzystorów? Myślę że to mogło by się udać, chociaż z myśleniem u mnie dzisiaj cieniutko.

Daje schemat mojej wizji, na szybko to łączyłem dlatego może być lekki nieład (źle podłączyłem ENABLE piny, nie do zasilania silnika, tylko powinienem był podłączyć do zasilania logiki, ale nie będe z każdą poprawką wgrywał nowego schematu):

Czy tak rozwiąże się problem ładowania bramek tranzystorów? nie chce dawać bezpośrednio do silnika, bo w przyszłości może tam być większy niż ten układ wyciągnie.

__________

Komentarz dodany przez: Treker

[marek1707]

W żadnym wypadku nie chciałem, byś czuł się zmieszany. Początki bywają trudne, zadałeś konkretne pytanie a ja odpowiedziałem w kilku punktach.

Co do driverów: wcale nie uważam, że w tej konkretnej sytuacji są one konieczne. Przy małym silniku drukarkowym, szczególnie wysokonapięciowym prądy faz będą nieduże a silnika 24V z 24V zasilania szybko nie zakręcisz. Możesz spokojnie użyć małych, nawet podwójnych MOSFETów w obudowie SO8 a te możesz sterować wprost z procesora. No, może przez jakieś małe oporniki. Układ L293 ma starodawne stopnie wyjściowe i dużo napięcia tracisz zarówno od plusa jak i od masy. To pierwsze może nie jest tak groźne bo dysponując +24V zawsze możesz zrobić +12V i tym napędzić układ ale w stronę masy to już gorzej. L293 zamiast do 0V będzie rozładowywał bramki do 1V lub więcej a to oznacza słabe warunki wyłączania, bo napięcie progowe MOSFETów to zwykle 2-3V. Swoją drogą w życiu by mi nie przyszło do głowy sterować bramki z układu silnikowego. Takie "odkrycia" polegające na łapaniu się prawą ręką za lewe ucho zwykle kończą się jakąś porażką. Jeśli chcesz naprawdę porządnie zrobić sterowanie bramek to poświęć godzinę, znajdź i użyj czegoś, co od urodzenia jest do tego przeznaczone. I próbuj komplikować rzeczy tak bardzo jak to jest konieczne ale nie bardziej. Procesor i driver silnika? Ok, niech będzie procesor wsparty 4 MOSFETami - wystarczy do zabaw w liczenie kroków. Inna sprawa, że po dwóch dniach eksperymentów, gdy już zauważysz, że w sumie 4-fazowe sterowanie w lewo i prawo jest proste, zechcesz rozpędzać silnik ze stałym przyśpieszeniem, hamować, prowadzić go po rampie itp a moc obliczeniowa ATtiny szybko się skończy. I tak pewnie wylądujesz conajmiej z ATmegą, sprzętową generacją impulsów i dedykowanym driverem silnika krokowego, któremu do szczęścia wystarczy impuls kroku i sygnał kierunku. No, może ew. kilka linii ustawiania algorytmu komutacji (np. cało-, pół-, ćwierć- i 1/8 kroku). A potem znajdziesz drugi silnik, jakieś podwozie i zanim się obejrzysz, będziesz wyklejać taśmą trasę dla swojego pierwszego LFa 🙂

Optoizolacja: to w sumie tylko kłopot. Kiedy już trzeba ją stosować (prądy > 10A, czułe układy, separacja galwaniczna, duża składowa stała itp) no to trzeba, trudno, ale to nie jest ten przypadek.

[czerstwy]

Nie no już tak mam, jak nad czymś się głowie i się okazuje że niepotrzebnie chce pół lasu wykarczować zamiast iść utartą ścieżką😋 Czyli po prostu znaleźć do tego projektu jedno amperowy sterownik, czy tam 2A i na tym zakończę to dziwadło:P Tylko jeszcze mi powiedz, polecasz jakiś konkretny sterownik, żebym szukał w czymś nowoczesnym i w miarę tanim, a nie tak jak mówisz jakieś archaizmy wyciągam;)