Sterownik serwa

[Mariusz H.]

Znalazłem ostatnio na sieci artykół o serwie. Tylko jest 1 problem serwo ma sprzężenie w postaci oporu (na krutkim dystansie dało by się zrobić z tego sprzężenie zwrotne stosując duży potencjometr przesówny jako sprzężenie i potencjometr cyfrowy z drugiej strony)
Może ma ktoś pomysł jak to obejść ?
i zrobić inny sposób kierowania step & dir ??

[jarobo]

Witam

To jest sterowanie analogowym silniczkiem do zadanej pozycji

Większy problem wystąpi przy silnikach krokowych

Gdy ten schemat przełoży się na sterowanie cyfrowe

Ten układ działa tak jak byś zadał pozycję silnikowi i on ją stara się uzyskać sprawdzając stan serwa nie licząc wykonywanych kroków

pozdrawiam jarobo

[Mariusz H.]

I właśnie o to chodzi.
Po co pakować drogi silniki krokowe jak można zastosować zwykłe silniczki DC ze sprzężeniem zwrotnym.
Te rozwiązanie miało by dużo zalet:
Tańsze, szybsze i prawdopodobniej dokładniejsze bo by nie gubiło kroków.

[jarobo]

I właśnie o to chodzi.
Po co pakować drogi silniki krokowe jak można zastosować zwykłe silniczki DC ze sprzężeniem zwrotnym.
Te rozwiązanie miało by dużo zalet:
Tańsze, szybsze i prawdopodobniej dokładniejsze bo by nie gubiło kroków.

Witam
tu powstaje problem mocy silników przy małych obrotach i moc hamowania w czasie postoju

Bardzo skomplikowany układ by musiał takim silniczkiem sterować

Jako ciekawostka dla osób którzy nie mają styczności z falownikami (przemiennikami częstotliwosci)
Falowniki firmy ABB seria np 600, lub 800 posiada sterowanie silnikiem DTC i można tam zadać obracanie silnika 3 fazowego np 1obr/min odbywa się to bez udziału zewnętrznego sprawdzania obrotów silnika a przy próbie przytrzymania osi obracającego się tak wolno silnika falownik zwiękrza moc i przyspiesza żeby srednia prędkość obrotowa wynosiła tyle co zostało zadane
można zadać hamowanie silnika z prędkości np powyżej 3000obr/min w czasie ponizej 0.1s i silnik się momentalnie zatrzyma

ale i tak do celów jak CNC stosuje się serwomotory ze względu na większy moment hamowania

pozdrawiam jarobo

[cruonline]

No nie wiem czy rozwiązanie ze sprzężeniem zwrotnym w postaci pocentiometru będzię takie dokładne bo zakładam, że nikt nie będzie stosował super precyzyjnych i super drogich pocentiometrów alpsa (które zresztą też nie rozwiązałyby problemu).
Wez pod uwagę, że oporność się zmienia wraz z temperaturą więc trzeba by jeszcze całość kalibrować "w locie". Potencjometr grzałby się z otoczenia, od tarcia w czasie pracy układu itd. Takie sterowanie jest dobre do uproszczonego pozycjonowania ale w cnc wymagana dokładność jest zbyt duża.
Lepsze jest optyczne sprzężenie zwrotne. Jak już wspominałem w innym wątku, można do tego zastosować mechanikę i elektronikę ze starej myszki kulkowej. Przy zastosowaniu odpowiedniego przełożenia (na czujnikach) będzie można uzyskać super dokładność przy zerowych utraconych krokach.

[ottop]

Od jakiegoś czasu zastanawiam się nad wykorzystaniem silników DC. Wydaje mi się jednak że powyższe rozwiązanie zupełnie nie nadaje się do sterowania napędem osi w maszynce CNC. O ile pozycjonowanie np. przy użyciu silnika DC w połączeniu z prostym enkoderem (np. z myszki) jest dość proste w realizacji pojawia się jeszcze problem z precyzyjnym kontrolowaniem prędkości obrotowej szczególnie istotnej podczas wykonywania ruchów interpolowanych.

[Mariusz H.]

Oki a co wy na to:
Zamiast tak wyrafinowanego sprzężenia może da się zrobić tak:
układ rozbudować o jeszcze cztery komparatory tak aby były możliwe 3 ustawienia:
1, 2, 3. Każde by odpowiadało oddzielnemu impulsowi zadanemu i odpowiednio czytnikowi.
W efekcie było by w ten sposób że przejście z 1 do 2 mogło odbywać się tylko w 1 kierunku i odwrotnie z 2 do 1.
Serwo takie nie było by za dokładne (powiedzmy 20 kroków na obrót) ale nadrabiało by obrotami. Więc prosta przekładnia i mamy szybszą i silniejszą maszyne z dużo tańszym sterowaniem.

Co sądzicie o pomyśle ?

Pozdrawiam Mariusz

[rchobby]

W temacie o serwach
http://www.users.qwest.net/~kmaxon/page ... t2_137.htm
i trochę cen ze stanów http://www.seanet.com/~dmauch/

Pozdrawiam

[ottop]

Jak dla mnie to trochę za dużo komparatorów. Zastanawiam się nad zastosowaniem na początek 90S2313. Działałoby to następująco: po pojawieniu się impulsu krok silnik obraca się w kierunku zależnym od stadu linii kierunek do momentu zmiany stanu wyjść enkodera. Oczywiście sterowanie silnika poprzez PWM a wypełnienie zależne między innymi od częstotliwości impulsów krok. Narazie są to rozważania teoretyczne, ale jak będę miał chwilę czasu spróbuje przeprowadzić jakieś testy.

[rchobby]

Długo sie zastanawiałem nad tematem. Zerknąłem w sieci na rozwiązania gotowe (min. powyżej linki). Na podstawie cen USA (innych nie znam) do prostej analizy wystarczą:
- sterownik 140$, f=0-250kHz, 18-80V/20A
- serwo 170$, 38VDC/12A/900RPM/250CPR/1000PPR
- zasilacz 125$, 36V/25A
razem = 435$ (ok. 1700zł).

Pytanie - Ile można kosztować nowe rozwiązanie?
Myślę maksymalnie 1/3 czyli mamy do 600zł. Odejmuję zasilacz 150zł i pozostaje 450zł.
Czy jest to opłacalne w porównaniu z silnikiem krokowym? Na granicy, a kwota wcale nie jest wygórowana widząc co czeka ewentualnego chętnego do realizacji projektu serwa.

Na początek rozwiązanie z silnikiem krokowym.
Zalety: znana konstrukcja, tanie i proste 'domowe' sterowniki, dostępność.
Wady: gubi kroki, mała prędkość, brak sprzężenia zwrotnego, wysoka cena.
Koszt (silnik+sterownik): ok. 400zł, z nowym silnikiem o mocy ~1Nm.

Rozwiązanie z serwem:
Zalety: dokłądne pozycjonowanie, duża moc i prędkość przesuwu.
Wady: nieznana konstrukcja, projekt może nie osiągnąć zakładanych parametrów, duży koszt zakupu 'fabrycznego' napędu.
Koszt: nieznany, na wstępie ograniczony do 450zł (+150)

Tanie i możliwe rozwiązanie serwa.
Zakup napędu do wiertarki akumulatorowej 14.4V lub 18V, dostępny na straganach w cenie ok. 15-20zł. Jest silnik i przekładnia, wymaga dopasowania i likwidacji luzów lub modernizacji, ale do prób wystarczy. Trochę problemu sprawi umieszczenie czujnika ruchu - enkodera bo brak osi o odpowiedniej długości z drugiej strony silnika. Nie wiem ile kosztuje odpowedni enkoder, można użyć manipulatora taki co kręci się w kółko mechaniczny ze stykami (do testów, standardowo 18 lub 36 pozycji) lub optyczny (docelowo, nie znam dokładnych parametrów). Na koniec pozostaje zrobić układ elektroniczny. Do sprawdzenia koncepcji procesor nie ma znaczenia, dobry jest AVR bo ma programowanie PWM, 2313 lub attiny czy atmega. Może być tani 51 z flesh'em małe 2/4051 poprzez 89s8252 do nowości Atmela. Największym wyzwaniem będzie detekcja kierunku - optymalny i szybki algorytm oraz sterowanie silnikiem - kształt napięcia przy starcie i stopie.

Tyle tej trochę przydługiej pisaniny.

Pozdrawiam

[ Dodano: 2004-06-24, 11:51 ]
Dodatek, linki do enkoderów, ceny mogą przekraczać 100zł:
http://www.bourns.com/2/comp_13.html
http://embrace.grayhill.com/embrace/Cat ... l=Encoders

[ Dodano: 2004-06-24, 13:16 ]
Znalazłem enkodery optyczne firmy GrayHill, kto jest dystrybutorem w Polsce nie wiem. Firma oferuje również układy scalone do obsługi tych urządzeń. Cena jeszcze nieznana.
Dodatkowo zamieszczam pdf z enkoderem f-my Bourns.