fss4

Ограничение тока обмоток шагового двигателя

24 сообщения в этой теме

fss4    0

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?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IMXO    1 358
38 минут назад, fss4 сказал:

как ограничивают ток в обмотках двигателя?

1. ШИМом

2. резисторами

3. стабилизаторами тока

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0

ШИМом наверное проще всего сделать. ШИМ сигнал подают на входы Enable драйвера?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
UTSource

Найдите миллионы труднодоступных

электронных компонентов

Lexter    276
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IMXO    1 358
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?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
DedLogoped    74
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...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
BARS_    770
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
BARS_    770
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?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0

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.
 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Lexter    276
2 минуты назад, fss4 сказал:

двигатель пищит

Так это вы ШИМ 490 Hz слышите. Так и должно быть.  :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0
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...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
BARS_    770
24 минуты назад, fss4 сказал:

ТЭС показывал до 3А.

А без резисторов и ШИМ какой ток?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
BARS_    770
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0

движок быстрее драйвера сгорит. Посмотрим, соберу все по человечески, может и ШИМ нормально заработает, тогда без резисторов соберу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IMXO    1 358
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.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
neonis    16

А прикрутить к драйверу "железный"" ШИМ на UC3842 + LM393 (lдопустим) и выход железного ШИМа подать на вход разрешения??

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
fss4    0

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Сообщения

    • Наоборот.Счётчик "шаманили" что-бы жрать "в три горла" и не платить нифига. "Экономия" за чужой счёт.
    • Предположу что нужно снять панель а ручка на защелках "висит" на ней, т.е. не обязательно её снимать снаружи.
    • Её удалили из-за изменений в питании УН и выхлопа УНа, она уже не соответствовала выложенной схеме Актуальная нумерация и т.д уже в другой теме    По указанной ссылке платы Лучезара (GORA) уже тоже не актуальны, есть у него условно 4-й ревизии (я так называю  ) , на которых и собирал последние разы. Детали можно там же заказывать недостающие.
    • Продано 10 штук. Осталось по 10 тех и других .
    • Обычные радиолюбители берут в Китае на 50% меньше чем здесь.
    • Реле на обогреве это действительно не вариант. Реле я ставил только на перевачивание яиц, там раз в час и нужен реверс. А на обогрев ставил тиристор КУ202Н и оптрон АОУ103В на выходе компаратора. Получается однополупериодное питание ламп, что увеличивает долговечность и добавляет инфракрасный спектр. Лампочки ставил 3 шт по 100 Вт, но у меня был только один лоток не несколько десятков. Сложно схему переделывать? Ваша схема с общим эмиттером дает усиление по напряжению, а Вам для светодиода это совсем не нужно. Вам нужен общий коллектор, который с составным транзистором даст усиление по току не намного меньше, чем полевик и сэкономит ток разрядки конденсатора. Можно будет и 0,1 мкФ поставить. Полевики я ставлю что попадется. Это IRF из старых мониторов в корпусах ТО-220 - у меня напряжение питания усилителей 50-100 В. Для Вашего напряжения можно и от старых материнок - они до 30 В держат.
    • А просто домотать к имеющимся полуобмоткам нужное количество витков не вариант?  КМК, Вы только все усложняете, цепляясь ко всякой ерунде. Хотя автору это только на руку, тема поднимается без усилий.