"Prosty sterownik" kol. ottopa, a zachowanie silni

[WRonX]

Witam.

Ruszyłem wreszcie tyłek i na początek zbudowałem sobie "prosty sterownik", według schematu kolegi ottopa. Nie był to pierwszy ani drugi układ, który konstruowałem, więc zakładam wstępnie, że polutowane wszystko jest prawidłowo.

Do zasilania użyłem (może to był błąd?) tego, co miałem w domu, czyli zasilacza do dysków twardych (z takiego zestawu - znalezione na szybko, to nie reklama), niestety stabilizowanego. Zasilacz twierdził, że podoła 1A, czy nawet więcej, a silniczek miałem z drukarki HP 690C, czyli PM55L-048-HPG9 i jeszcze jakiś PM55L-048-*. Oba na pięć wyprowadzeń.

Znalazłem przewód wspólny, potem podpiąłem losowo, celem sprawdzenia i włączyłem +5V i GND, następnie +12V. W momencie podłączania (za każdym razem) +12V silnik zaczyna wariować. Kręci się we wszystkie strony losowo, albo nie rusza się, tylko "bzyczy" cicho.

Czy mi się wydaje, czy silnik (po poprawnym podłączeniu) powinien robić jeden krok po jedym impulsie (zboczu?) na STEP? Bo chyba doszedłem do poprawnego podłączenia, tzn. podawanie kolejnych impulsów obracało oś silnika w jedną stronę, ale pomiędzy impulsami (podawanymi kabelkiem), silnik cały czas wariuje.

Z czego może to wynikać? Nieprawidłowe podłączenie może dać takie wyniki? A może zakłócenia na zasilaniu? A może koniecznie zastosować zasilacz niestabilizowany? Czy źródło problemu leży pomiędzy oparciem fotela a monitorem?

[diodas1]

Impulsy "podawane kabelkiem" to niestety nie pojedyncze piki tylko całe paczki szpilek. Lepiej do tego celu użyć jakiegoś generatorka o ustawianej częstotliwości. Drugi powód takiego stanu rzeczy to wrażliwość układów scalonych TTL na zakłócenia elektryczne podawane po zasilaniu. Stąd często każdy układ scalony ma swoje wejścia masy i +5V zwarte niewielkim kondensatorem. Pomóc też może połączenie dodatkowe wejścia STEP przez opornik rzędu 1-2kOhm do +5V. To zmniejsza czułość tego wejścia na zakłócenia.Najpewniej jednak wina jest po stronie zasilania. Jeżeli nawet masz akurat zasilacz stabilizowany to dołóż mu na wyjście "konkretniejszy" kondensator który stłumi produkowane przez zasilacz zakłócenia i pozwoli układom scalonym i silnikowi żłopnąć impulsowo tyle prądu ile będzie potrzebował. Dla eliminacji tych drgawek szczególnie +5V (VCC) powinno być dobrze wygładzone.

[WRonX]

Impulsy "podawane kabelkiem" to niestety nie pojedyncze piki tylko całe paczki szpilek. Lepiej do tego celu użyć jakiegoś generatorka o ustawianej częstotliwości.

1. Dlaczego całe paczki? Chodzi o "bouncing" na styku?
2. Czy w końcu jest sterowany STEP - zakładam, że zboczem, ale którym?
3. Jaki jest sensowny zakres regulacji częstotliwości impulsów na "generatorze testowym" (na 555 pewnie)?
4. Czy nie można podawać STEP za pomocą zwykłego mikroswitcha do VCC (przez rezystor?)?

Drugi powód takiego stanu rzeczy to wrażliwość układów scalonych TTL na zakłócenia elektryczne podawane po zasilaniu. Stąd często każdy układ scalony ma swoje wejścia masy i +5V zwarte niewielkim kondensatorem. Pomóc też może połączenie dodatkowe wejścia STEP przez opornik rzędu 1-2kOhm do +5V. To zmniejsza czułość tego wejścia na zakłócenia.Najpewniej jednak wina jest po stronie zasilania. Jeżeli nawet masz akurat zasilacz stabilizowany to dołóż mu na wyjście "konkretniejszy" kondensator który stłumi produkowane przez zasilacz zakłócenia i pozwoli układom scalonym i silnikowi żłopnąć impulsowo tyle prądu ile będzie potrzebował. Dla eliminacji tych drgawek szczególnie +5V (VCC) powinno być dobrze wygładzone.

Dzięki, spróbuję, sprawdzę... Na początek z innym zasilaniem.

[diodas1]

Może być bouncing jeśli wolisz. Ogólnie połączenie na styku elektrycznym nigdy nie jest czystym jednorazowym aktem. Układy TTL są dość szybkie bo wychwytują zmiany na wejściach o częstotliwościach wielu MHz więc wszelkie iskrzenia, zmiany opornosci, czy mechaniczne odbijanie styków intrpretują jako szereg impulsów. Nie ma tu specjalnie znaczenia czy jest to duży i wiekowy przełącznik czy mikroswitch. Jednym ze sposobów indukowania dokładnie jednego zbocza przy jednej zmianie położenia przełącznika jest zastosowanie prostego układu na jednej kostce UCY7400: http://www.masakra.info/portfolio/13/ttl/01/01.htm
Wejścia A i B przyłącza się dowolnym przełącznikiem przemiennie do 0V a na wyjściu Q i nieQ powstaje pojedyncze zbocze przy każdym przełączeniu.
Generator na 555 może Ci służyć także do badania maksymalnej prędkości silnika i nie tylko więc warto dać mu szeroki zakres pracy- od kilku HZ do kilku kHz
W układzie OTTOPa rejestr przesuwny 74194 zmienia swój stan na kolejny wraz z narastaniem zbocza sygnału STEP
Podłączenie wejścia STEP przez rezystor i mikroswitch do VCC nie ma sensu ponieważ układy TTL wejścia "wiszące" czyli nie podłączone do niczego i tak traktują jakby był tam stan logicznej jedynki. Mimo to w wielu wypadkach takie wiszące wejscie podwiesza się na stałe do VCC żeby wyeliminować wrażliwość na zakłócenia. Sensowniej jest podwiesić wejście STEP przez rezystor do VCC a stan logiczny zmieniać mikroswitchem zwierającym to wejście wprost do 0V. Najlepiej jednak do przełączania wykorzystać ten układ przerzutnika bistabilnego. Wtedy też nie ma potrzeby stosowania rezystora do VCC. Ale namieszałem

[ursus_arctos]

Można na RSie zrobić (jak kolega pokazał), można też dać zwykły wyłącznik i kondensator do wyrównania momentu załączenia/rozłączenia. Niestety, kondensator spowoduje, że napięcie będzie rosło wolno i na wejściu dość długo będzie napięcie przejściowe, czego układ może nie polubić. W tej sytuacji można dać przerzutnik Schmitta - to taki układzik z pętlą histerezy. Są gotowe IC do tego, można też zaimprowizować z 2 tranzystorów i układu rezystorów, ew. ze wzmacniacza operacyjnego.

[diodas1]

Kondensator to pomysł że tak powiem "taki sobie" także z innego powodu. Otóż w momencie zamknięcia włącznika zwierającego wejście STEP do masy, popłynie przez niego spory prąd ładowania tego kondensatora. Może on zespawać styki mikroswitcha i będzie po eksperymentach.

[WRonX]

Dzięki, Panowie, za podpowiedzi i zmotywowanie mnie do odgrzebania zeszytu do "Podstaw Techniki Cyfrowej" - parę lat i człowiek się gubi

[orzelekgizycko]

Witam. Zaryzykowałem i podłączyłem układ bezpośrednio pod LPT. Nic się nie stalo złego z komputerem, układ komunikuje się z komputerem(program mach3) ,reaguje na polecania (przesunięcia za pomocą kursorów), ale reakcja ta polega na drżeniu i niezbyt regularnych krokach-maks. 3 w jedną stronę. Załączam link do filmiku na którym pokazałem zachwanie ledów wpiętych do wyjść ULN-a. preblem jest głównie na wyjściu B2 czyli pierwszy od lewej na filmie. Sprawdzałem orginalny schemat OTTOPa oraz z
dolutowanymi elektrolotami 10uF do oryginalnych nie ma różnicy.
Sytuacja ta występuje na 3 sterownikach.
Proszę o ewentualną opinię na temat problemu i ewentualne rozwiązanie
Jutro będę miał sondę stanów logicznych więc postaram się porównać wszystkie stany
link:


[ Dodano: 2011-09-07, 17:23 ]
Dodam, że zasilane jest wszystko z zasilacza komputerowego.
Jakich stanów loficznych mogę sie spodziewać na wejściach-wyjściach poszczególnych ukladów. Wiem, że można dojść do tego na podstawie datesheetów, ale może ktoś ma taką wiedzę "w paluszku"

[ Dodano: 2011-09-13, 13:08 ]
Wyniki obserwacji z sondą logiczną:
bramki w układach 74AC04N oraz 74HC08N dzialają poprawnie (nagecja, iloczyn logiczny) końcówka mocy ULN też dziala poprawnie(gdy podaję wysoki stan na parę wejśc ULNa to prąd płynie przez przeciwległe wyjścia podłączone do cewki silnika) Problem pojawia się chyba w układzie 74HC194N - na czterech wyjściach nie pojawiają pary wysokich stanów które w odpowiedniej sekwencji powinny za pośrednictwem układu 74hc08n zamieniać się w pojedyńcze wysokie stany odpowiadające za załączanie kolejnych segmentów ULNa. Pojawiają sie co prawda jakieś stany wysokie ale nie do końca w dobrych kombinacjach - Cewka B2 wogóle się nie załącza, cewki A1 i A2 w pewnym momencie zapalają się równocześnie, a przecież jes to sterownik pełnokrokowy więc nie powinno chyba tak być. Sygnał generowany z mach3(dir działa jak należy step też wydaje się ok(miga gdy steruje kursorami) Ustawiony najmniejszy możliwy posów dla lepszej obserwacji.
Czy ktoś może pomóc w odnaleźieniu źródła problemów?
ta sama sytuacja na 3 sterownikach
Pozdrawiam

[diodas1]

Trzy sterowniki raczej nie powinny wykazywać takiego samego defektu, chyba że we wszystkich popełniłeś podobny błąd przy montażu. Najspokojniej można badać tego typu układy cyfrowe bez podłączania do komputera podając pojedyncze impulsy clock z impulsatora na dwóch bramkach NAND który zaproponowałem wyżej czyli http://www.masakra.info/portfolio/13/ttl/01/01.htm Wejścia A i B tego układziku należy na przemian zwierać do masy (jakimś drobnym przełącznikiem) w wyniku czego na wyjściu Q będzie pojawiał się jeden impuls na każde wciśnięcie przełącznika. Te pojedyncze impulsy trzeba podawać na wejście STEP sterownika i wówczas obserwować i analizować zmiany w całej logice. Nie napisałeś czy sterownik włączyłeś wprost do portu LPT czy za pośrednictwem jakiegoś układu (płyty głównej na przykład) Nie wiadomo czy na Twoim porcie LPT występują sygnały o poziomach stosowanych w układach TTL, być może dlatego sterowniki głupieją. Układ 74194 nie będzie zdolny do zmiany stanów na wyjściach jeżeli jego wejście CLR nie będzie na poziomie "1" logicznej. Dlatego na schemacie OTTOPa wejście to podpięte jest do VCC. Bezpieczniej jest nie podpinać go wprost do napięcia zasilania 5V tylko przez rezystor rzędu 2 kOhm Ogólnie należy przyjąć zasadę w układach TTL że kiedy zachodzi potrzeba podania stanu "1" logicznego to robimy to za pomocą rezystora, natomiast podawanie "0" logicznego to bezpośrednie zwarcie danego wejścia do masy układu. To tylko kilka wskazówek do Twojej samodzielnej pracy. Żadna "wiedza w paluszku" eksploatowana na odległość nie zastąpi Twojego czynnego udziału w diagnozowaniu choroby. Trzeba na podstawie danego schematu połączeń i informacji katalogowych o elementach cyfrowych narysować wykres- diagram jego prawidłowego funkcjonowania a potem krok po kroku podając kolejne pojedyncze impulsy porównywać to co się realnie dzieje z wykresem. Nie znam skuteczniejszej metody dla początkujących.