Перейти к содержанию

Ограничение тока обмоток шагового двигателя


Рекомендуемые сообщения

Добрый день! Нужно сделать простенькое устройство с одним шаговым двигателем. Крутить нужно биполярный ШД NEMA 17 JK42HM34-1334. Ток в обмотке для него нужен 1,33 А, сопротивление обмотки 2,1 Ом, индуктивность 4,2 мГн.

Для питания двигателя куплена микросхема драйвера L6205N. В нее встроены транзисторные мосты, есть вход для ШИМ и соответственно 4 управляющих входа и 4 выхода для подключения двух обмоток. Выходной ток до 2.8 А, поддерживает питание от 8 до 52 В.

Меня заинтриговал вопрос, а каким образом обычно ограничивается ток через обмотки, чтобы двигатель не перегревался? Микросхема драйвера такой функцией не располагает, токоограничительные резисторы ставить не хочется. Согласно приведенным в документации на двигатель значениям падение напряжения на обмотке должно быть порядка 2,8 В. Если купить блок питания 12 V, то на резисторе нужно погасить 9.2 В при токе 1,33 А, то есть потребуется резистор (а скорее сборка) на 7 Ом 12 Вт. Как обычно поступают в таких случаях, как ограничивают ток в обмотках двигателя?

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

11 час назад, fss4 сказал:

Для питания двигателя куплена микросхема драйвера L6205N.

Кроме этого нужно много чего ещё. Судя по вашему вопросу, вам лучше купить что-нибудь более "готовое" - плату управления шаговиком. Но всё равно придётся ещё учить матчасть, чтобы заставить двигатель крутиться так, как вам нужно, даже для "простенького устройства с одним шаговым двигателем". Если расскажете поподробнее, что должно делать это "простенькое устройство", можно будет сказать конкретнее, что вам лучше подходит.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Да вроде мне все понятно. Драйвер конечно изучил. Раньше я уже собирал привод, но на более слабом движке, тогда использовал другую микросхему. Здесь только детальки более мощные. Управляющие сигналы подаю с ардуины. Движок вращаться не хочет. ШИМ я подаю на Enable A и Enable B. Если скважность импульсов уменьшить, то сила которую нужно приложить к валу для вращения от руки увеличивается, вроде все должно работать, но движок даже не дергается. Пробовал различные комбинации по цифровым управляющим входам, пока ноль реакции. Напряжение подаю 12 V от ТЭСа. Наверное где-то неконтакт. Буду искать.

Этот двигатель нужен для настройки положения обкладки емкостного датчика. Есть две обкладки конденсатора, одна из них подвижна и связана резьбовым соединеним с корпусом. При вращении обкладки изменяется зазор конденсатора и емкость изменяется. Вот вся суть устройства - вращать одну ось.

Untitled-1.jpg

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

23 минуты назад, fss4 сказал:

Управляющие сигналы подаю с ардуины. Движок вращаться не хочет. ШИМ я подаю на Enable A и Enable B.

что значит управляющие сигналы?

45048.jpg

вы подали нужную последовательность импульсов?

вы рассчитали минимальную длительность периода ШИМ и она соответствует частотным характеристикам ШД?

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Под управляющими сигналами я понимаю логические +5V, 0V, которые я подаю на логические входы микросхемы IN1a, IN2a, IN1b, IN2b.

По поводу нужной последовательности импульсов я не уверен, так как направление обмоток мог перепутать, но двигатель как минимум уже должен хотя бы дергаться.

А вот по поводу длительности периода ШИМ вы абсолютно правы, я ничего не считал, возможно действительно ток в обмотке не успевает подрасти до нужного предела. Частота ШИМ сигнала с ардуино приблизительно 490 Hz. Но ШИМ сигнал идет лишь на входы Enable. Конфигурация четырех входов IN изменяется с паузой в 200 мс. Однако, в предыдущей поделке двигатель у меня адекватно работал с ШИМом на Enable, но про его индуктивность мне ничего не известно.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

34 минуты назад, fss4 сказал:

По поводу нужной последовательности импульсов я не уверен

Ну посмотрите хотя бы схемы принтеров, как у них там реализовано. Наверняка ведь ШД у Вас от чего-то такого...

Улыбнись! Завтра будет ещё хуже...

@Borodach - мудератор.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, fss4 сказал:

Есть две обкладки конденсатора, одна из них подвижна и связана резьбовым соединеним с корпусом.

А не сильно дофига ставить такой движок для такой задачи? За глаза хватит шаговика с сервоприводом с питанием 5В. Ему ограничение даром не нужно. А если все таки брать то, что на фото, то что мешает взять микросхему драйвер со встроенным ограничением тока? Ту же L293+L294? Ну и хрень, натыканную на макетке, можно сразу выкинуть, в таком виде драйвер работать не будет.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

3 минуты назад, BARS_ сказал:

в таком виде драйвер работать не будет

Да не... :) Все заработало, ошибка была в программировании, забыл назначить пины как выходы, поэтому сигнал шунтировался встроенными резисторами и драйвер недооткрывался, осталось только поэкспериментировать с последовательностью включения обмоток. Макетка нужна, чтобы удостовериться, что все работает как надо и тогда уже делать печатную плату. Двигатель нужен достаточно мощный, так как ему придется бороться с цанговым зажимом, и чем он будет туже затянут, тем лучше.

По поводу дравера на схемах L293 + L294,  да, в следующий раз буду собирать на них, видимо, неопытный я :)

Буду экспериментировать.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

1 минуту назад, fss4 сказал:

Двигатель нужен достаточно мощный

Нет. Нужен маломощный двигатель и редуктор

 

1 минуту назад, fss4 сказал:

бороться с цанговым зажимом

В каком смысле?

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Редуктор это конечно выход, но его нет, а этот двигатель есть. Для того чтобы шпилька держала ось, то есть не болталась в резьбовом отверстии, ее поджимают цангой (как на микрометрах). Чем туже затянута цанга тем меньше шпилька отклоняется от оси.

Пробовал я его ШИМом регулировать, получалась какая-то ерунда, никак не мог его заставить непрерывно вращаться, все время какие-то перескоки случаются. Поигрался с частотой ШИМ, помогло лишь на высоких частотах, но токи при этом получились бешенные, ТЭС показывал до 3А. А с учетом, что у меня все на макетной плате без теплоотвода - испугался и поехал за резисторами. Купил резисторы, поставил, отключил ШИМ. И он начал вращаться равномерно и непрерывно, при этом ТЭС показывает около 300 мА. Почему-то двигатель пищит, даже в состоянии покоя, когда оба входа Enable в состоянии 1, а на цифровых входах например: (a1,1); (a2,0); (b1,0); (b2,1); и это состояние не меняется. Скорее всего конечно макетка виновата. Не должно быть такого вообще-то.
 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

2 минуты назад, Lexter сказал:

ак это вы ШИМ 490 Hz слышите. Так и должно быть. 

Э неееее :) Я ж ШИМ отключил вовсе! У меня сейчас входы Enable в состоянии 1 постоянно без всяких ШИМов. Там в микросхеме есть какая-то встроенная схема подкачки заряда (Charge Pump по datasheet_у), может она шумит...

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Этого не проверял, и думаю не стоит проверять. Сейчас у меня общее питание идет через 14 Ом. Получается 300 мА. Завтра разведу каждую обмотку через свое сопротивление и посмотрим какой будет ток.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

6 минут назад, fss4 сказал:

думаю не стоит проверять.

У драйвера есть защита по току. Правда, с такой "разводкой" она вряд ли сработает.

 

6 минут назад, fss4 сказал:

Сейчас у меня общее питание идет через 14 Ом

С резисторами будет падение момента + бесполезное рассеивание тепла.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

1 час назад, BARS_ сказал:

С резисторами будет падение момента...

Кстати, а откуда падение момента? Если ток нужной величины, то и момент будет номинальным. Только постоянная времени изменится. В состонии удержания падение напряжения на одной обмотке будет около 3В при токе 1.33 А. А у меня будет 12 В. То есть остаток на резисторах и рассеим.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

8 часов назад, fss4 сказал:

Частота ШИМ сигнала с ардуино приблизительно 490 Hz.

Хы-хы.

идем в гугл и находим формулу переходных процессов LR-цепей

Image276.gif

подставляем напряжение питания и тау ШД и находим время за которое ток достигнет 1,33А , получаем 529,88мкс или 1887,2Гц

делим на кол-во импульсов на оборот =400,  получаем 4,718Гц или 283обр/мин - максимальные обороты при питании 12в без потери крутящего момента.

при этом частота ШИМа должна быть минимум в 10-15раз больше, то есть, те самые 25-30кГц рекомендованные в ДШ на L6205N

ЗЫ а вы тупо низкочастотным ШИМ рвете последовательность управления, итог ШД стоит на месте.

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

11 час назад, IMXO сказал:

а вы тупо низкочастотным ШИМ рвете последовательность управления, итог ШД стоит на месте.

Не уверен что это так. Частота ШИМ по умолчанию в ардуино действительно очень низкая. Но я ведь не пытался крутить его с максимально возможной скоростью. Я проводил перекоммутацию обмоток с паузой в 200 мс, то есть с частотой 5 Гц. Это означает, что  в состоянии одной конкретной коммутации шим успевает сделать 98 импульсов (это конечно зависит от заполнения, но в любом случае двигатель не крутился и при 100% заполнении, что очень подозрительно). Не думаю что с этим стоит разбираться, по хорошему нужно посмотреть осциллографом что там на ноге шим модулятора ардуино.

Частоту ШИМ ардуино можно изменять до 62,5 кГц. Я пробовал подавать на драйвер ШИМ с частотой 31.25 кГц, результат тоже неоднозначный. Двигатель при этом выполняет нужную последовательность шагов, но ток в обмотках слишком большой. При совершении шага ток резко подскакивает до 3 А, после чего почти обнуляется. Видимо, срабатывает защита драйвера по току. Настроить заполнение, чтобы двигатель вращался и ток при этом был приемлемым не удалось. В общем, пока не удалось добиться нужного результата с ШИМ модулятором. С резисторами все работает хорошо. Но шим я все-же хотел использовать, чтобы сделать ход более плавным. Буду мучить дальше.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 4 недели спустя...

В целом я уже разобрался с шимом, использовать буду ардуиновский низкочастотный шим для плавного шага. А для ограничения тока оставлю резисторы. Сейчас как раз печатную плату собираю. Соберу - покажу что из всего этого получилось.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...