A3977 - sterownik (pierwsze uruchomienie)

[wojtekl]

Witam wszystkich!
Po prawie póltoramiesięcznym oczekiwaniu dotarły do mnie wreszcie układy A3977SED (dziękuję markcomp77 !) Przez ten długi czas próbowałem zaprojektować płytkę pod ten sterownik , zgodonie ze schematem w wątku:

https://www.cnc.info.pl/viewtopic.php?t ... c&start=15

Niestety nie znam i nie używam kontrolerów PIC, natomiast znam i używam Atmele AVR oraz 51-nki Philipsa. Chcąc wypróbowac nowe 'dziecko' Philipsa - LPC9107 (taka 8051, 1Kb Flash 128 RAM, 4 wej. multiplex 8 bit A/DC, UART, RTC etc.... , zasilanie 2,4 - 3,6V [5V tolerant]) musiałem odpowiednio przerobić schemat i dopasować płyte 'matkę', by dawała dodatkowo 3,2 V zasilania. To co mi z tego wyszło (schemat i układ PCB) przedstawiam poniżej.

Płytkę, jak zresztą inne, wykonałem metodą 'żelazkową" i jestem z niej bardzo zadowolony.
Całość wykonana z układów SMD (rozmiar 1206) - oprócz rezytorów 0,22Ohm na wej. SENSE oraz elektrolitycznych kondensatorów odsprzęgajacych na napięciach zasilających.
Po bardzo starannym przjrzeniu płytki, kolejno wlutowywałem najpierw LPC9107 i 74HC14.
Test, programowanie kontrolera, LED-ki działają - OK!, dalej. Potem A3977, wszystkie elementy SMD, wreszcie złącza. Próba podłaczenia zasilania. Wstrzymałem oddech.... Nic się nie pali, nie grzeje, nie śmierdzi, LEDy się palą, napięcia na odpowiednich pinach OK, regulacja VREF działa ... Uffff... Teraz najwazniejszy test - podłączenie silnika. W swojej maszynce (którą w przyszłości pokażę w mojeje galerii ) używam silników Sanyo Denki unipolarnych (oczywiście podłączonych bipolarnie) 1,35A / 3,9V. Do zasilania używam zrobionego zasilacza 300W/ 24V. Wszystko połączone - włączam zasilanie silników.
Słuchajcie, nie słyszę nic !! Czy już wszystko spalone ?! NIE !! Tak działa 3977 !!!
Ledwo wyczuwalny szum ( w porównaniu do okropnego ćwierkania i świerczenia - jak prosię w ogniu - sterowników na L297/L298, z których do tej pory korzystałem). Silnik chodzi cichutko i płynnie. Na 1/8 kroku po prostu płynie
No mówię wam MIODZIO !
Teraz muszę zrobić następne 2 sztuki i podłączę do maszynki.

pozdrawiam

p.s. Niestety nie mam cyfrówki, a chętnie pokazałbym wam zdjęcia tego ustrojstwa i mojej maszynki.

[markcomp77]

Witam!

i gratuluję

mój projekt płytki nieco stanął w miejscu... bo musiałem robić inne rzeczy
ale jak widzę kolega przetarł szlak - ma już gotowca

jeśli chciałby UPUBLICZNIĆ dokumentacje... tak coby łatwo dało się ją modyfikować i tworzyć mutanty - bazujące na działającym źródle - chętnie wstawił bym na stronę
www.2a.pl/~mark/cnc/a3977 gdzie powolutku publikuję informacje na jego temat...

dostaje też zapytania chętnych w zdobyciu gotowych pcb do sterownika... może warto by było kolegi projekt przerobić na gotowe płytki - zrobione profesjonalnie z szykanami (typu opis... steberko.. maski... metalizacja)

dla żelazkowiczów warto by było zrobić jedostronną płytkę...

jeśli chodzi o zamianę PIC czymś innym - to niema wielkiego znaczenia - byle zamiennik nie kosztował wiele... a jego oprogramowanie było łatwe (np. na płytce przez podłączenie czegoś do lpt)

pytanko:

jak wygląda grzanie się a3977?

warto by podłączyć jakiś większy silnik (niż 1,35A)... może jakiś 2A.. lub 2,5A

[ Dodano: 2005-06-04, 13:28 ]

Teraz muszę zrobić następne 2 sztuki i podłączę do maszynki.

a nie można podłączyć choć tego jednego...np. do napędu X - zmienić parametry w setupie
i pobadać NOWE właściwości silnika

[ Dodano: 2005-06-04, 13:29 ]

Płytkę, jak zresztą inne, wykonałem metodą 'żelazkową" i jestem z niej bardzo zadowolony.

dwie strony żelazkiem... troszeczkę kłopotu

[ Dodano: 2005-06-04, 13:31 ]

'dziecko' Philipsa - LPC9107 (taka 8051, 1Kb Flash 128 RAM, 4 wej. multiplex 8 bit A/DC, UART, RTC etc.... , zasilanie 2,4 - 3,6V [5V tolerant])

a gdzie TO kupić... i za ile?

[wojtekl]

Marku,
Bardzo chętnie umieszczę projekt na twojej stronie. Czy mam przesłać pliki tobie pocztą ?

Jeśłi chodzi o grzanie sie układu, to tak jak pisałem dopiero testowałem go na nieobciążonym silniku przez krótki czas.
Ale z tego co zaoobserwowałem układ się trochę grzeje (dałem taki mały, przyklejany radiator do pamięci PC-owych). Oczywiście nie puszczałem przez niego dużych prądów - jest ustawiony (na razie) na 1,1 - 1,2 A . W biegu jałowym oczywiście procek zmniejsza prąd o mniej wiecej 1/2. Układ jest gorący ale da się go dotknąć.

Być może warto pomyśleć o dołączanym wiatraczku (12V) lub dużym radiatorze (inne rozmieszcenie elementów - kondesatory przeszkadzają). Układ rozprowadza ciepło głównie przez doprowadzenia GND, dlatego bardzo ważne jest duża ilość masy wokoło. Nie wiem czy w moim prototypie wyszło to optymalnie, być może powstaną lepsze projekty.

Jeśłi chodzi o 'żelazkowców', do których ja się też zaliczam, to nie widzę powodu, żeby projektować płytkę jednostronną (co w tym przypadku jest chyba niemożliwe ..., chyba że elementy będą po dwóch stronach).

Moja płytka jest właśnie zoptymalizowana pod kątem braku ('prawdziwych') przepustów.
Nie ma na niej przepustów pod pinami układów (złącza, kondensatory i inne elementy przewlekane). W takim przypadku zawsze robiony jest dodatkowy przepust, kóry ja osobiście lutuję 'gołym' kynarem, lub w przypadku zasilania (5V, 3,2V, 24V) cieniutką miedzianą skrętką - przejścia mają 0,8mm.

pozdrawiam

[markcomp77]

Bardzo chętnie umieszczę projekt na twojej stronie. Czy mam przesłać pliki tobie pocztą ?

tak... najlepiej na [email protected]

Być może warto pomyśleć o dołączanym wiatraczku (12V) lub dużym radiatorze (inne rozmieszcenie elementów - kondesatory przeszkadzają). Układ rozprowadza ciepło głównie przez doprowadzenia GND, dlatego bardzo ważne jest duża ilość masy wokoło. Nie wiem czy w moim prototypie wyszło to optymalnie, być może powstaną lepsze projekty.

to jest bardzo wyraźnie zaznaczone w nocie aplikacyjnej... pminmo też o tym wspominał
parto troszeczkę poewoluować projekt płytki

oczywiście jest w eagle?

Jeśłi chodzi o 'żelazkowców', do których ja się też zaliczam, to nie widzę powodu, żeby projektować płytkę jednostronną (co w tym przypadku jest chyba niemożliwe ..., chyba że elementy będą po dwóch stronach).

właśnie na stronie pminmo.com z myślą o żelazkowiczach powstał projekt pcb ss (single side)


czekam na projekty... i kończę na dzisiaj.. bo w soboty w firmie tylko do 14-tej

ps. jadę wypoczywać na działce.. pogoda taka pieka... a na mnie czeka aktywna rekreacja... czyli betoniarka

[Ski Man]

Witam

Projektuę obecnie płytkę dla A3977 na elementach dyskretnych przewlekanych.
W dziale FAQ dla A3977 znalazłem kilka zaleceń producenta odnośnie projektu
płytki jak i mocy rozpraszanej, pozwolę sobie je zapreazntować (tylko wybrane):

Q10 - Are there any layout concerns I should be aware of?
Yes. The sense resistor, Rs, should be connected as close as possible to the device.
The ground side of Rs should return on a separate trace to the ground pin(s) of the
device. The ground traces at the device should be as large as physically possible.
A 47 µF or larger electrolytic decoupling capacitor should be placed between the
load supply pins and ground and be placed as close as physically possible to the device.

Q12 - What is the recommended minimum copper ground plane area for reducing
power dissipation at high currents?
A ground plane area at least two times larger than the package outline is a good place to
start. For further layout considerations, please refer to the following on the Allegro website:
"Package Thermal Characteristics" at
http://www.allegromicro.com/techpub2/th ... rmlchr.pdf

Q13 - Are there special techniques to reduce the package power dissipation when
running at high currents?
Use of external Schottky diodes with low Vforward, to clamp the outputs to VBB and
ground, will help to reduce the power dissipation in the A3977. Heat sinks are also a
possibility, but not as efficient. Note: When using external diodes, synchronous rectification
should be disabled to achieve maximum results. For additional information, please refer to
the following on the Allegro website: "Power Drive Circuits" at
http://www.allegromicro.com/techpub2/te ... werics.pdf

Q14 - Is there an application note on the use of external diodes?
There is no application note about using external diodes for the A3977. Each of the outputs
should have one Schottky diode connected to VBB (cathode to VBB). Each output should
also have one Schottky diode connected to ground (anode to ground, not to the sense pins).
When full-step mode is used, or if PFD is set to slow decay only, then use only the four
Schottky diodes between the outputs and ground. The four Schottky diodes from the
outputs to VBB will not help improve thermal performance in slow decay mode.

Tu można znaleźć wszystkie FAQ odnoścnie A3977:
A3977 FAQ

W związku z tym mam pytanie do kolegi wojtekl, czy mógłbyś sprawdzić
jak układ zachowuje się z dołożonymi clamp diodes, czy faktycznie zmniejszy się
grzanie układu A3977? Wg. producenta powinno to dać lepsze efekty niż radiator.

Ski Man

[markcomp77]

Witam!

...jak układ zachowuje się z dołożonymi clamp diodes, czy faktycznie zmniejszy się grzanie układu A3977? Wg. producenta powinno to dać lepsze efekty niż
radiator.

w/g http://www.allegromicro.com/techpub2/stp/stp01-2.pdf

The power dissipation reduction by using the A3977's synchronous rectification feature can eliminate the need for external Schottky diodes in most stepper-motor applications thereby saving the cost and board space for theses components.

to jest końcowa konkluzja ->str.8 z rozważań o Synchronous Rectification...

Czyli można stosować diody... ale w projekcie a3977 przewidziano specjalny tryb pracy który daje szanse układowi na pracę bez nich

oczywiście istnieje parę projektów z diodami... kolega wojtekl oraz wcześniej pminmo (pminmo.com) sprawdzili już projekt bez diodek... może warto zrobić -> pokazać jak działa wersja z szotkami

PROJEKT A3977 kolegi wojtekl

http://www.2a.pl/~mark/cnc/a3977/wojtek ... rok-07.sch
http://www.2a.pl/~mark/cnc/a3977/wojtek ... rok-07.brd

[wojtekl]

Witam
W związku z tym mam pytanie do kolegi wojtekl, czy mógłbyś sprawdzić
jak układ zachowuje się z dołożonymi clamp diodes, czy faktycznie zmniejszy się
grzanie układu A3977? Wg. producenta powinno to dać lepsze efekty niż radiator.

Ski Man

Teoretycznie mógłbym spróbować, ale....
1. brak mi miejsca na płytce, by podpiąć diody (chyba że na 'pająka', ale to jest trochę niebezpieczne)
2. to zastosowanie diod ma sens dla dużych prądów 2 - 2,5A. Ja takich przez układ nie puszczę bo spaliłbym swoje silniki ! (max 1,3 A)

pozdrawiam

[markcomp77]

lista chętnych do kupienia "tanio" układów A3977sed (lista społeczna 2)
https://www.cnc.info.pl/viewtopic.php?t=867

[pit202]

ja planuje pracowac z tym sterownikiem przy 2.5A - chce wyciagnac na maxa ile sie da, czy w takim przypadku lepiej dac diody czy nie ? czy BYV27-200 mogą byc ? ( zostaly mi z poprzednich sterowników L297/8 )

[markcomp77]

ja planuje pracowac z tym sterownikiem przy 2.5A - chce wyciagnac na maxa ile sie da, czy w takim przypadku lepiej dac diody czy nie ? czy BYV27-200 mogą byc ? ( zostaly mi z poprzednich sterowników L297/8 )

diody wystarczająco szybkie dla l298 (czyli dla tranzystorów bipolarnych) będą zbyt wolne dla MOSFETów...

Trzeba dobierać takie, które spotyka się w końcówkach MOSFETowych.
...czyli szybsze od tych będących w tranzystorach MOSFET - jeśli mają pomagać

[ Dodano: 2005-06-06, 17:59 ]
właśnie miałem pierwszy raz chwileczkę rzucić okiem na schemacik (kolegi wojtekl)...
widzę przygotowane złącze ICP socket - czyli złącze do programowania wlutowanego LPC - ciekawe czym to programować ? ...może kolega zdradzi... i gdzie kupić tego LPC - bo szukałem googlami - i prawie nic

scalaczek (LPC) ma duży potencjał... można go pewnie nieco bardziej ambitnie wykorzystać... np. do dynamicznego akcelerowania prądu ... lub monitorowania temperatury silników itp...
tyle wolnych nóżek "leży odłogiem"