Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автономный контроллер для шагового двигателя своими руками

RoboZone.SU

  • Главная
  • Правила
  • Контакты
  • Просмотров: 75694
  • Автор: Sergey_r
  • Дата: 2 декабря 2008

Микрошаговый контроллер шагового двигателя на базе PIC18F2320 V4.0

Контроллер униполярного шагового двигателя на основе микроконтроллера PIC18F2320. Контроллер поддерживает управляющие сигналы STEP, DIR и ENABLE. В контроллере реализован микрошаговый режим и режим удержания с понижением тока фаз.

Особенности контроллера униполярного двигателя PIC BINAR CNC 4.0:

  • Аппаратная ШИМ регулировка ограничения тока фаз
  • Режим удержания при отсутствии сигнала STEP более 2-х секунд (при указанных номиналах

30% от номинала)

  • Больший диапазон напряжения и тока фаз (зависит от силовой части контроллера)
  • Использование универсальных управляющих сигналов STEP, DIR, ENABLE.
  • Работа в режимах «полный шаг», «полушаг» и «микрошаг» (FULL STEP/ HALF STEP/MICRO STEP)
  • Рекомендуемое максимальное рабочее напряжение силовой части до 90В
  • Регулировка тока фаз осуществляется с помощью подстроечных резисторов R2 и R4.

    Перемычками Jmp1-Jmp3 на плате переключаются режимы работы «шаг», «полушаг» и «микрошаг», при изменении режимов работы необходим перезапуск контроллера.

    Режимы работы Jmp1 Jmp2 Jmp3

    Контроллер тестировался с униполярным шаговым двигателем PL57H76-3.0-6 (1 Ом, 3 А), нагрев двигателя был в пределах рабочего режима, нагрев контроллера минимальный (подаваемое напряжение 24 В, ток 1.2 А), но радиатор для силовой части крайне рекомендуется (габариты зависят от мощности двигателя, в нашем случае он раза в три больше требуемого, просто такой был под рукой. ). Тестировался контроллер от генератора импульсов и под управлением программы K-cam. Максимальная частота следования сигнала STEP в режиме шаг и полушаг — 100 кГц, в режиме микрошаг — 50 кГц. Мы при тестах получили максимальную скорость 1250 оборотов в минуту при 1/4 шага.

    При разработке схемы был проверен режим работы полевых транзисторов с использованием драйверов (1.2 А) на «раскачку» затворов, температурный режим практически не изменился (разница около 10 градусов), пришли к выводу что основной нагрев приходится на защитные диоды полевых транзисторов, исходя из этого управление оставили напрямую с логики. На осциллографе (С1-117) фронт нарастания и спада выглядел очень достойно.

    Печатная плата контроллера разведена в двухстороннем варианте под «ЛУТ». Силовые транзисторы T1 — T4 и стабилизатор VR1 монтируются на плату с нижней стороны печатной платы (пластиком к плате) для удобства крепления радиатора (как на фото). Изоляция транзисторов и стабилизатора через теплопроводящие прокладки от радиатора ОБЯЗАТЕЛЬНА. Транзисторы не менее чем с двойным запасом по подаваемому напряжению на силовую часть.

    НАСТРОЙКА

    1. Установить подстроечные резисторы R2 и R4 в одинаковое положение, рассчитав нужное сопротивление исходя из требуемого тока фазы: Rп = 56000 / ( 3,57 / ( 0,27 * I ) – 1 )). Формула под конкретные номиналы указанные в схеме.
    2. При наличии осциллографа проконтролировать формы сигналов как приведено ниже на 1/4 шага при частоте STEP 2 Кгц (значение частоты не критично, просто наши осциллограммы при вышеуказанных параметрах):

    Опорное напряжение для микрошага, контролируется на С1 и С2

    Форма напряжение на выходе LM358 промодулированое ШИМом

    Видео-ролик разгона шагового двигателя PL57H76-3.0-6 в режиме 1/4 шага, напряжение питания силовой части 24 вольта, ток 0,8 ампер на фазу. Генерация импульсов STEP подавалась с тестового макета автономного контроллера управления станком ЧПУ. Максимальные полученные обороты составили около 1000 об/мин., с учетом некондиционного двигателя (отсутствие осевой центоровки) и скачкообразным повышением частоты (имитация работы K-CAM).

    Схема контроллера в формате sPlan 6.0, разводка печатной платы под ЛУТ в формате Sprint-Layout 5.0 и файл прошивки в формате *.hex вы можете скачать ниже:

    Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

    Плата в одностороннем варианте с перемычками (не тестировалась):

    Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

    Вместо PIC18F2320 можно использовать PIC18F2220, но в интернет магазинах они дороже. кому очень надо пишите в личку, прошивку в *.hex под него вышлю.

    Опорное напряжение на С1 и С2 в режиме 1/16 и 1/32 шага

    Автономный контроллер для управление 3-х осевым ЧПУ без компьютера, считывание G-кода с SD карты

    Авторизация на сайте

    1. Внешний вид платы

    1 — СЛОТ для SD карты;

    3 — джойстик ручного управления;

    4 — светодиод (для осей X и Y);

    5 светодиод (для оси Z);

    6 — выводы для кнопки включения шпинделя;

    7 — кнопка RESET (перезагрузка);

    8 — выводы низкого уровня (-GND);

    9 — выводы высокого уровня (+5v);

    10 — выводы на 3 оси (Xstep, Xdir, Ystep, Ydir, Zstep, Zdir) по 2 вывода на каждый;

    11 — выводы LPT разъема (25 пинов);

    12 — LPT разъем (мама);

    13 — USB разъем (только для питания +5v);

    14 и 16 — управление частотой шпинделя (ШИМ 5 в);

    15 — GND (для шпинделя);

    17 — вывод для ВКЛ и ВЫКЛ шпинделя;

    18 — управление частотой оборотов шпинделя (аналог от 0 до 10 в).

    При подключении к готовой плате с драйверами для 3-х осевого ЧПУ на которой есть LPT выход:

    Установите перемычки между 10 выводами и 11 Выводами.

    8 и 9 выводы с 11, они нужны если для драйверов выделены дополнительные пины включения и отключения (нет определенного стандарта поэтому это могут быть любые комбинации, найти их можно в описании ,или методом тыка:) -)

    При подключении к отдельным драйверам с моторами:

    Установите перемычки между 10 выводами Step, Dir платы «RFF» и Step, Dir ваших драйверов. (не забудьте к драйверам и моторам подать питание )

    Включите «RFF» в сеть. Загорятся два светодиода.

    Вставьте отформатированную SD карту в ЛОТ 1. Нажмите на RESET. Подождите, пока загорится правый светодиод. (Примерно 5 сек) Вытащите SD карту.

    На ней появится текстовый файл с именем «RFF».

    Откройте этот файл и введите следующие переменные (Вот в таком виде и последовательности):

    Пример:

    V — условное значение от 0 до 10 начальной скорости при разгоне (акселерации).

    Если у вас фрезер, рекомендуется — 3, лазер 10 (многое зависит от плавности хода по направляющим, мощности шаговиков, а также от шага винта L. Чем меньше L тем меньше значение V).

    Пояснения по командам

    D — дробление шага, установленное на драйверах моторов (на всех трех должно быть одинаковое).

    L — длина прохождения каретки (портала), при одном обороте шагового двигателя в мм (на всех трех должно быть одинаковое). Вставьте вместо фрезы стержень от ручки и вручную прокрутите мотор один полный оборот, эта линия и будет значение L.

    S — какой сигнал включает шпиндель, если 0 значит — GND если 1 значит +5v (можно подобрать опытным путем).

    Dir X, Dir Y, Dir Z, направление движения по осям, тоже можно подобрать опытным путем, устанавливая 0 или 1 (станет понятно в ручном режиме).

    F — скорость при холостом ходе (G0), если F=600, то скорость 600мм/сек.

    H — максимальная частота вашего шпинделя (нужна для управления частотой шпинделя с помощью ШИМ, допустим если H=1000, а в G-коде прописано S1000 то на выходе при таком значении будет 5v, если S500 то 2.5 v и т.д., переменная S в G-коде не должна быть больше переменной H на SD.

    Частота на этом выводе около 500 Гц.
    UP — логика управления драйверами ШД, (нет стандарта, может быть как высоким уровнем +5V, так и низким -) установите 0 или 1. (у меня работает в любом случае. -)) )

    Сам контроллер

    См. видео: плата упарвления с 3-х осевым ЧПУ

    2. Подготовка управляющей программы (G_CODE)

    Плата разрабатывалась под ArtCam, поэтому Управляющая программа должна быть с расширением. TAP (не забудьте поставить в мм, а не в дюймах).
    Сохраненный на SD карте файл с G-кодом должен быть с именем G_CODE.

    Если у вас другое расширение, например CNC, то откройте свой файл с помощью блокнота и сохраните его в следующем виде G_CODE.TAP.

    x, y, z в G-коде должны быть с большой буквы, точка должна быть точкой, а не запятой и даже целое число должно быть с 3-мя нулями после точки.

    Вот в таком виде:

    3. Ручное управление

    Ручное управление осуществляется с помощью джойстика, если вы не ввели переменные в настройках указанные в пункте 1, плата «RFF»
    работать не будет даже в ручном режиме.
    Для перехода в ручной режим необходимо нажать на джойстик. Теперь попробуйте управлять им. Если смотреть на плату сверху (СЛОТ 1 внизу,
    разъем 12 LPT наверху).

    Вперед Y+, назад Y-, вправо X+, влево X-, (при неправильном ходе в настройках Dir X, Dir Y, поменяйте значение на противоположное).

    Нажмите на джойстик еще раз. Загорится 4 светодиод, значит, вы перешли на управление осью Z. Джойстик вверх — шпиндель
    должен подниматься Z+, джойстик вниз — опускаться Z- (при неправильном ходе в настройках Dir Z поменяйте значение
    на противоположное).
    Опустите шпиндель, чтобы фреза дотронулась до заготовки. Нажмите на кнопку 2 пуск, теперь это нулевая точка отсюда начнется выполнение G-кода.

    4. Автономная работа (Выполнение Резки по G-коду)
    Нажмите на кнопку 2 еще раз, с небольшим удержанием в нажатом состоянии.

    После отпускания кнопки плата «RFF» начнет управлять вашим ЧПУ станком.

    5. Режим паузы
    Кратковременно нажмите на кнопку 2 при работе станка, выполнение резки прекратится и шпиндель поднимется на 5мм над заготовкой. Теперь можно управлять осью Z как вверх так и вниз, не бояться даже углубиться в заготовку, так как после повторного нажатия кнопки 2, резка продолжится с приостановленного значения по Z. В состоянии паузы доступно отключение и включение шпинделя кнопкой 6. Осями X и Y в режиме паузы управлять не получится.

    6. Экстренная остановка работы с выездом шпинделя на ноль

    Продолжительно удерживая кнопку 2 при автономной работе, шпиндель поднимется на 5 мм над заготовкой, не отпускайте кнопку, начнется попеременное мигание 2-х светодиодов, 4-го и 5-го, когда мигание прекратится, отпустите кнопку и шпиндель переместится на нулевую точку. Повторное нажатие кнопки 2 приведет к выполнению работы с самого начала G-кода.

    Поддерживает такие команды, как G0, G1, F, S, M3, M6 для управления частотой вращения шпинделя есть отдельные выводы: ШИМ от 0 до 5 в и второй аналоговый от 0 до 10 в.

    Принимаемый формат команд:

    Строки нумеровать не надо, пробелы ставить не надо, указывать F и S только при изменении.

    Небольшой пример:

    Демнострация работы контроллера RFF

    Программируемый контроллер шаговых двигателей SMSD‑4.2

    Назад

    Количество каналов управления шаговыми двигателями1
    Напряжение питания, В12 – 48
    Точность установки частоты, %не хуже 0,2
    Максимальный выходной ток, А4,2
    Количество дополнительных входов для получения сигналов от внешних устройств и датчиков3 (два для синхронизации с внешними устройствами и один — для поиска начального положения)
    Коэффициент дробления полного шага1, 1/2, 1/4, 1/16

    Вперед

    Описание программируемого контроллера шаговых двигателей SMSD‑4.2

    Программируемый контроллер SMSD‑4.2 предназначен для биполярного подключения и управления шаговыми двигателями с максимальным током каждой из фаз до 4,2А. Контроллер поддерживает полношаговый режим работы или осуществляет дробление на 1/2, 1/4, 1/16 шага.

    При работе в программируемом режиме контроллер выполняет последовательность команд, заданных от ПК — угол поворота, направление движения, начальную и максимальную скорость, ускорение. Есть возможность составлять сложные алгоритмы (исполнительные программы) с организацией циклов, синхронизацией с внешними устройствами. Программы управления шаговыми двигателями содержатся в перезаписываемой энергонезависимой памяти контроллера, либо могут сохраняться в виде файла на компьютере. Блок SMSD‑4.2 может работать автономно, от компьютера (LPT‑порт или USB‑порт) или от внешнего задающего контроллера. Для управления от компьютера предназначена программа SMC_Program, или иная программа, обеспечивающая передачу данных по RS‑232.

    Контроллер имеет возможность получать сигналы от внешних устройств и датчиков. Для этого предусмотрены пять цифровых входов. Предусмотрена функция поиска нулевой точки.

    В режиме драйвера на блок SMSD‑4.2 подаются логические сигналы «Направление» и «Шаг». Снятие питание с обмоток двигателя предусмотрено при подаче сигнала на вход «Разрешение». Для управления от LPT‑порта компьютера предназначена StepMotor_LPT и большинство CNC‑программ. Режим драйвера наиболее распространен для управления шаговыми двигателями в составе станков ЧПУ.

    Для управления скоростью в ручном режиме предусмотрен аналоговый вход 0-5В, встроенный потенциометр, либо возможно подключение внешнего потенциометра. Направление изменяется по сигналу на входе «Реверс».

    В блоке управления используются дифференциальные входы для улучшения помехоустойчивости и гибкости интерфейса.

    Автономный контроллер для шагового двигателя своими руками

    • ШДК
    • Статьи
      • Схемы
        • Arduino
        • Управление шаговыми двигателями
        • Металлоискатели
        • разное
        • для Авто
        • разное на микроконтроллерах
        • всё на таймере NE555
        • Конструктор схем
        • Осциллографы
        • Измерительная аппаратура
        • Роботы
        • Световые эффекты,управление светом
        • Термостат
        • Инверторы и преобразователи
        • Защиты от перепадов напряжения
        • Паяльные станции
        • Аудио
        • Дозиметры
        • Часы
        • Выключатели, переключатели,ИК,РФ
        • Таймеры
        • КУБ светодиодный
      • Программаторы
        • PIC microchip
        • AVR ATmega и ATtiny
        • Общее
      • Электрические двигатели
        • машины постоянного тока
        • машины переменного тока
      • Генераторы
        • генератора независимого возбуждения
        • синхронный генератор
      • Авто-инжектор
        • Элементы ЭСУД, описание
      • Законы электротехники
        • Основные законы из ТОЭ и др.
      • Конкурсные работы 2015
      • Конкурсные работы 2014
      • Конкурсный работы 2013
      • Конкурсные работы 2012
    • Скачать
      • Программирование
      • Электрические расчеты
      • Электрические программы
      • Справочник
      • Книги по релейной защите
      • Авто
      • Библиотека электромонтера
      • Журналы
        • Everyday Practical Electronics
        • Радио
        • Радиоаматор
        • Радиолюбитель
        • Радиоконструктор
        • Схемотехника
        • Радио Хобби
        • Радиомир
        • Ремонт и сервис
        • Электрик
        • Elektor Electronics
      • Разное
        • Книги, разные
        • Программы,разные
    • Ссылки
      • Сайты связанные с электричеством
      • Авто сайты
    • Видео
      • Самоделки
      • Обучение Arduino
      • дуга,разряд,пожар.
      • Обучающие видео ролики
      • P-CAD Schematic
      • РОБОТЫ
      • Техническое обслуживание компьютера
      • Изготовление печатных плат
    • Проекты
      • Заказать прошивку
      • Регистрация программистов
      • С миру по байту
    • Информация
      • О сайте
      • Реклама
      • Добавить статью
      • Обратная связь
      • Обмен банерами
    • Электроника из Китая
    • В помощь студенту
      • Электрические машины
      • Эксплуатация релейной защиты

    Иногда для проверки работы шагового двигателя или портала в целом, требуется запустить двигатель в работу.

    Подключать контроллер с управление от ПК, не всегда удобно.

    Именно для этих целей и был собран автономный контроллер, для проверки работы униполярных шаговых двигателей с регулировкой скорости вращения и реверсом.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читать еще:  В каком гаи не смотрят номер двигателя
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector