Wstępny projekt

Rozmowy na temat układów elektronicznych sterowania obrabiarek CNC

Autor tematu
Quasheva
Czytelnik forum poziom 1 (min. 10)
Czytelnik forum poziom 1 (min. 10)
Posty w temacie: 5
Posty: 16
Rejestracja: 28 lis 2013, 02:01
Lokalizacja: Warszawa

Wstępny projekt

#1

Post napisał: Quasheva » 28 lis 2013, 02:18

Cześć,
jestem tu nowy i narysowałem schemat (może niezbyt kompletny) sterownika do frezarki CNC. Czy ktoś kompetentny mógłby ocenić czy toto ma prawo działać (oczywiście po dodaniu filtracji zasilania i innych pierdół, które można przerysować ze schematu)?

Obrazek

Współpracownik powiedział, że zastosujemy silniki krokowe 2 Nm. One zazwyczaj działają na 5V, więc chyba coś takiego wystarczy.
Czy procek ATMega8L będzie wystarczający? Prawdopodobnie będzie trzeba dodać rejestry przesuwne, więc nie wiem, czy procek będzie wystarczająco szybki.



Tagi:

Awatar użytkownika

noel20
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 6
Posty: 1395
Rejestracja: 02 lip 2010, 07:15
Lokalizacja: Białystok

#2

Post napisał: noel20 » 28 lis 2013, 07:28

W teorii jest to absolutne minimum, ale powinno działać.
Ja kiedyś chciałem na szybko, na próbę odpalić silniczek z drukarki i na płytce stykowej coś takiego zrobiłem i działało. Też w konfiguracji unipolarnej, też na uln też bez czopera i mikrokroku. Ale działanie tego było tak marne, że projekt szybko zaniechałem, bo pierwotny plan był taki, żeby nawet kompletny sterownik zrobić.
Wasz schemat do silników 2Nm, się nie nadaje. Te silniki pobierają za dużo prądu. Uln się spalą.
A nie lepiej użyć procka do sterowania już zbudowanymi sterownikami? Na przykład stepstick z alledrogo?
Wyjdzie drożej, ale masz już czoper prądowy z regulacją i mikrokrok.
A w jakim języku będziecie pisać? Bo jakby się wam fajną i prostą rampę udało napisać, to sam bym chętnie skorzystał. Nie potrzebne mi to, ale może kiedyś coś na krokowym będę budował i się może przydać.
Aha, atmega 8 da radę, ale z jednym silnikiem. lepiej użyć po jednej dla każdego.
Ostatnio zmieniony 28 lis 2013, 14:36 przez noel20, łącznie zmieniany 1 raz.


mc2kwacz
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 5
Posty: 2920
Rejestracja: 27 maja 2013, 22:18
Lokalizacja: gdzieś

#3

Post napisał: mc2kwacz » 28 lis 2013, 13:02

To jest mniej więcej tak, jakby ktoś naszkicował samochód, ze szczególnym uwzględnieniem wyglądu grilla, alufelg i reflektorów (bo to teraz najważniejsze w autach :lol: ), i zapytał: "będzie dobrze jeździć i mieć dobre przyspieszenie?" :)


Autor tematu
Quasheva
Czytelnik forum poziom 1 (min. 10)
Czytelnik forum poziom 1 (min. 10)
Posty w temacie: 5
Posty: 16
Rejestracja: 28 lis 2013, 02:01
Lokalizacja: Warszawa

#4

Post napisał: Quasheva » 28 lis 2013, 16:47

Nie przesadzaj, narysowałem prawie całą elektronikę, a nawet uzyskałem odpowiedzi na moje pytania (za które dziękuję).
Do rzeczy:
Nie wiem jeszcze w czym to będę robił. może C, może Bascom. Jeśli mówisz, że jedna ATMega może nie nadążyć,to najchętniej napisałbym funkcje w assemblerze i użył ich w C, ale to jeśli się okaże, że mi milisekund brakuje.
Na czym polegała marność działania Twojego układu? Taniość nie jest jakimś superkryterium tutaj. Po co w ogóle rozdziela się uC i silnik mikrokrokiem i czoperem? Co się stanie, jak zastosuję po prostu układ jak na rysunku?

Obrazek

Jak mam znaleźć odpowiednie tranzystory? Na podstawie jakich kryteriów je dobrać?

Awatar użytkownika

noel20
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 6
Posty: 1395
Rejestracja: 02 lip 2010, 07:15
Lokalizacja: Białystok

#5

Post napisał: noel20 » 28 lis 2013, 17:43

Mmikrokrok stosuje się po to żeby silniki płynniej pracowały i nie był tak bardzo dokuczliwy problem mechanicznego rezonansu wirnika. Bez mikrokroku to właściwie przy pewnej prędkości obrotowej silnika jest on niezwykle słaby i bardzo szybko wypada z synchronizmu.
Czoper prądowy stosuje się po to żeby sterownik zasilić wyższym napięciem. Jak wiesz standardowy silnik ma 200 kroków na obrót. Jeżeli chcesz nim obracać z wysoką prędkością (jak na krokowy silnik) powiedzmy 10obr/s to prąd w cewkach trzeba przełączać niezwykle często. Cewka ma indukcyjność jak zapewne wiesz, więc po przyłożeniu napięcia prąd który wychodzi z prawa ohma nie popłynie od razu. Potrzebuje czasu żeby osiągnąć tą wartość docelową. Przy szybkim przełączaniu cewek silnika te narastanie prądu trwa zbyt długo i średni prąd w czasie poszczególnych cewek jest poniżej znamionowego. A to oznacza, że na wyższych obrotach silnik traci moment. Jest po protu słabszy im się szybciej kręci.
Dzięki zastosowaniu czopera możemy podawać na silnik wysokie napięcie. Gdy narośnie ono do wartości znamionowej to czoper pilnuje żeby dalej już on nie rósł, bo spaliłoby to silnik. Więc mamy szybkie narastanie i osiąganie prący znamionowego, co pozwala szybko kręcić silnikiem bez straty momentu.

Marność mojego układu polegała na tym, że nie miałem rampy rozpędzającej i hamującej. Więc przy podaniu od razu impulsów określonej częstotliwości wirnik musi się zacząć tak kręcić. Jak wiemy wszystko ma swoją bezwładność i przy zbyt dużej częstotliwości było to po prostu nie możliwe. Prosta jakaś funkcja zmieniająca częstotliwość impulsów dała trzykrotny przyrost max obrotów.

Druga sprawa to zrobiłem jedynie półkrok, bo nie miałem możliwości płynnego panowania nad prądem cewek.

Trzecia sprawa to zasilałem silnik z 5V, więc przy wyższych obrotach prąd nie zdążył narastać.
Ale to tak jak mówię. To na szybko na płytce stykowej było zlepione.

Najlepiej zbudować sobie dwa mostki H. Po jednym na każde uzwojenie silnika i do tego stopień mocy każdego mostka zasilać przez jeszcze jeden tranzystor. Będzie to jednocześnie czoper i mikrokrok.

Jak tranzystory dobierać to nie wiem. Nie jestem nawet elektronikiem :P
Przy tych prędkościach to w sumie każdy się wyrobi. Prąd oczywiście trzeba dobrać odpowiedni. Jak zasilisz sterownik z 50V, a silnik znamionowe napięcie ma 5V i 2A to przy 50V będzie 20A. I takie szpilki prądowe myślę, że trzeba brać pod uwagę. A prawdopodobnie nawet wyższe ze względu na indukcyjność. Ja ostatnio gdzie mi trzeba to wsadzam IRL8113. Do tego drivery potrzebne żeby je szybko przełączać. Ja ostatnio testowałem TC427. Nie wiem czy to dobry. Działa i tani :)
Na twoim rysunku nie ma drivera. Mosfeta atmegą nie zdążysz szybko przełączać, a na bipolarnym będziesz miał duże straty i też do wysterowania potrzebujesz dodatkowego tranzystora.

Aha, czoper w sterownikach silników krokowych nie działa jak klasyczny tryb CC w zasilaczu na wzmacniaczu operacyjnym. Tu działa to jakby cyfrowo. Po podaniu napięcia na cewkę, prąd narasta, a płynie jeszcze przez rezystor mocy. Adc próbkuje napięcie odłożone na tym rezystorze i jeżeli osiągnie wartość max to odłączany jest tranzystor. Prąd spada i jak spadnie poniżej poziomu pewnego to tranzystor jest znów załączany. Działa on więc jako klucz. I tak przynajmniej 100 000 razy na sekundę.
To tak jakby użyć komparatora, a na jego wyjście podłączyć bramkę tranzystora. A z kolei napięcie odniesienia podawać mu z dac procka.

Uff, ale się napisałem :P


mc2kwacz
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 5
Posty: 2920
Rejestracja: 27 maja 2013, 22:18
Lokalizacja: gdzieś

#6

Post napisał: mc2kwacz » 28 lis 2013, 18:09

Nie przesadzam. W najmniejszym stopniu :roll:
Nie tylko to co narysowałeś jest do niczego, to jeszcze pisząc dajesz dowody głębokiej niewiedzy o czymkolwiek poza pisaniem programów. Ale to nic, od czegoś trzeba zacząć, może być i od "niczego".
Ale, i to jest zarzut poważny, nie zadałeś sobie trudu aby się choć odrobinę przygotować do zadawania pytań innych niż dziecinne. Czyli nie tylko nie traktujesz poważnie siebie (to Twoja sprawa), ale też tych których chcesz zająć swoim problemem.
Stwierdzam fakty.

P.S. Noel, prawo Ohma nie zajmuje się reaktancjami ;)
"Nawet", to można nie być co najwyżej mechanikiem :razz:

Awatar użytkownika

noel20
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 6
Posty: 1395
Rejestracja: 02 lip 2010, 07:15
Lokalizacja: Białystok

#7

Post napisał: noel20 » 28 lis 2013, 18:31

mc2kwacz pisze:"Nawet", to można nie być co najwyżej mechanikiem
Mocno byś się zdziwił.


mc2kwacz
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 5
Posty: 2920
Rejestracja: 27 maja 2013, 22:18
Lokalizacja: gdzieś

#8

Post napisał: mc2kwacz » 28 lis 2013, 21:33

Uproszczenie za uproszczenie :razz:


Raven
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Posty w temacie: 1
Posty: 681
Rejestracja: 24 paź 2011, 11:54
Lokalizacja: Warszawa

#9

Post napisał: Raven » 28 lis 2013, 21:48

qusheva pisze:[...]Jeśli mówisz, że jedna ATMega może nie nadążyć,to najchętniej napisałbym funkcje w assemblerze i użył ich w C, ale to jeśli się okaże, że mi milisekund brakuje.
Ekhm... mili??? raczej mikro, a jak zejdziesz do skali nano to wtedy będziesz miał zapas.

P.S. Zakładam, że na rysunku ADC to VRef... będzie pływać jak cholera.
Ostatnio zmieniony 28 lis 2013, 21:50 przez Raven, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika

noel20
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 6
Posty: 1395
Rejestracja: 02 lip 2010, 07:15
Lokalizacja: Białystok

#10

Post napisał: noel20 » 28 lis 2013, 21:48

To nawet nie było uproszczenie, choć jak później przeczytałem to faktycznie może być tak odebrane. Wada pisemnych wypowiedzi.
Chodziło mi o to, że to co napisałem to w dużej mierze są informacje które posiadam nie z racji szkolnego czy zawodowego przygotowania opartego na rzetelnej wiedzy lecz z własnych metod pozyskiwania wiedzy jak internet. A tu jak wiemy i bzdur nie brakuje. Mam jednak nadzieję, że pomogłem i nie minąłem się z prawdą (jak to politycy mówią :P)
Tak czy inaczej. bardzo szybkie kluczowanie tranzystora, nie małe prądy i jeszcze inne ciekawe zjawiska mają miejsce w sterownikach silników krokowych. Zbudowanie własnego, który będzie działał na poziomie profesjonalnych to nie włącznik zmierzchowy.
A dlaczego kolego w ogóle chcesz budować swój sterownik?

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „Elektronika CNC”