Всем привет!

Пытаюсь выбрать следующие элементы: контроллер, драйвер для двигателя постоянного тока и сам DC двигатель со встроенным датчиком обратной связи.

Контроллер будет Atmel'овский AVR, скорей всего.

Драйвер пока не могу выбрать. Ведь он будет зависеть от двигателя, или нет?
Возможно что-то из Fairchild, Toshiba, Texas Instrunents...

Двигатель будет постоянного тока, для позиционирования по некоторой оси, как в принтере, например. В двигатель должен быть встроен оптический энкодер. Пока даже не знаю из чего выбирать...

Как я понял, драйвер управляет самим двигателем, а оптический энкодер будет обрабатывать уже сам контроллер?

Может кто-то собирал подобное и подскажет оптимальную конфигурацию, чтоб еще и программировать все это было нормально?

Наверное, надо с двигателя начать. Точнее с механических требований к нему. Что он будет тягать? Какую массу с какими скоростями и ускорениями и с какой точностью? По этим данным подбираем двигатель и кодёр. Далее к нему драйвер. А к драйверу и кодёру - контроллер.

Я недавно собрал такую штукенцию для управления мотором (9.6В, 2А). Использовал транзисторы IRFZ44 и IR2104, для определения оборотов буду исходить от сигналов с ременной передачи, которые получаю при помощи датчика SFH9202 от OSRAM. Все управляю при помощи Atmega8.

Ок. Основные требования к двигателю - возить головку весом около 1 килограмма. Точнее двигателей будет 2. Один по X, второй по Y. Чет типа двумерной
системы координат будет. Скорость можно где-то около 10 см/с. Насчет разгона, так быстрее - лучше, наверное. Позиционирование должно быть достаточно точным, погрешность где-то около 0.1 мм, можно и точнее.
Как мне по этим данным рассчитать мощность двигателя? Да еще и чтоб он содержал в себе оптический энкодер. Пока мало таких нашел...


Спасибо. Почитал про них, наверное тоже буду что-то из International Rectifier использовать. Также на gaw.ru нашел интересные схемы с применением IR. Там в качестве датчиков обратной связи датчики Холла.

А насколько точно можно позиционировать при использовании датчиков Холла, если не получится с оптическим энкодером?

Посмотри насчет позиционирования еще вот тут
http://sensitec.de.p-ad.de/index.php?s=3,5,0
там на магнитном принципе полоски сделаны с меняющимися + и - и есть датчики, которые это ловят. Полоски там всякие разные есть, датчики тоже. Вот это возможно как раз то, что тебе нужно (датчик)
http://sensitec.de.p-ad.de/index.php?s=3,1,0&p=21
У меня к этой фирме есть контакт, если надо будет пиши на info@g24-tec.com
Но сразу скажу, что такая система (полоска + сенсор) будет стоить денег. Если хочешь уложиться в меньше, чем в 50 Евро, то это не вариант.

Пытаюсь рассчитать мощность двигателя…

Перемещеть он будет массу в 1кг.
1. Определяем силы сопротивления движению.
Допустим K будет где-то около 0,6
F = K x P = 0,6 x 1 =0,6 кг

2. Расчет мощности, необходимой для движения.
Принимаем скорость движения 10 см/сек.
N = (F x V)/10 = (0,6 х 10)/10 = 0,6Вт

3. Рассчитываем требуемую мощность двигателя:
к.п.д. передачи где-то 60%
Nдв = N/к.п.д. = 0,6/0,6 = 1Вт

4. Расчет скорости вращения ведущего колеса
Допустим будет установлена ременная передача и диаметр ведущего колеса будет где-то 2см.
nk = V/( Pi x D) = 10,0/(3,14 x 2,0) = 0,6 об/сек

5. Расчет передаточного числа редуктора
Допустим, номинальные обороты двигателя равны 2800об/мин = 47 об/сек
C = n/nk = 47 /0,6 = 78

Чет оч мало получается. Наверное, не совсем правильно посчитал.
Но здесь еще ведь много чего не учитывается. Так, например, нужно ведь чтоб это все еще и стартовало нормально, т.е. двигателя на ват 5 – 10 будет достаточно?
Подскажите как правильно подсчитать плз, сколько в запасе нужно оставить?

Пока только здесь нашел мотор-редукторы со встроенными оптическими энкодерами.
http://www.electroprivod.ru/gearmotor.htm
Но они оч мощные, нужно поменьше, наверное.
Может кто видел где-то такие двигатели послабее?? Никак найти не могу…

Вот здесь рассказывается как управлять этими БКЭПТ. Построено на AT90PWM3. Также используются IR2101S.
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR492.htm
Интересно ваше мнение по этому поводу.

Спасибо, но пока хочу чтоб датчик в двигателе был.

А зачем тебе бесколлекторный двигатель? И вообще в управлении сложнее? Может для начала на обычном DC сделать?

Это только одна составляющая силы. Причём потери на трение обычно определяются не так, а берутся из справочных данных на направляющие. Надо ещё добавить собственно разгон F=ma. При ускорении 4 м/с2 это будет 1*4=4Н. Итого требуемая сила получается 6Н+4Н=10Н.

Чуть позднее сделаю прикидочный расчётик. Желательно уточнить рабочий ход. А также требуемое время совершения этого рабочего хода. В принципе эти данные не обязательные, но по ним удобнее прикидывать ускорения и скорости.

И ещё. Если у вас две оси, то и расчёта надо делать два. Для каждой оси своя приводимая масса, своя скорость и скорее всего свой двигатель.

Может я чего не поимаю. но, как мне кажется, это лучше делать на шаговиках

проще - да. Но не лучше.

Выше задавался вопрос о маленьких движках. У нас в производстве используют вот эти:
http://www.faulhaber-group.com/n164058/n.html
Хорошие, качественные и без проблем. Но цена запредельная. Если кто может подсоветовать что-нить подешевле - буду рад.

Советую ДПР или ДПМ, выбор моделей большой, надёжность - как и положено, на уровне российской военной индустрии.

Так ведь они лучше немного, чем обычный DC? Или нет?


Спасибо, нашел там вроде как подходящий двигатель, наверное.
http://www.faulhaber-group.com/uploadpk/e_1628B_MIN.pdf
С тремя встроенными датчиками Холла.
И здесь помощней, но уже с оптическим энкодером можно.
http://www.faulhaber-group.com/uploadpk/e_2036B_MIN.pdf

Но ведь мне не нужно чтоб он на этих 40000об/мин работал. Можно ведь гораздо медленней, соответственно мощность меньше будет -> можно и двигатель помощней?

Еще там ведь редуктор установлен будет. Это я насчет погрешности позиционирования. Если 3 датчика Холла, то погрешность около 60град. Значит на ведущем колесе будет меньше градуса. Значит, по идее, и двигатель с такими датчиками тоже использовать можно?


Ту еще прикол в том, что нужно из Украины заказывать. а вышеприведенные двигатели нельзя в Украине заказать (или можно??)

И все таки, что скажите насчет контроллера и драйвера с gaw.ru (6 пост) и вышеприведенных двигателей, например?


Буду благодарен за расчётик. Рабочий ход будет где-то 1м х 1.5м, но головка также должна уметь перемещаться на оч маленькие расстояния. По времени жестких ограничений нет.

Что-то мне это перестаёт нравится

Сомневаюсь, что при таких ходах можно обеспечить 0,1 мм точности без направляющих. А если они есть, то подвижная масса существенно выйдет за 1 кг и потери на трение могут быть поболее. Ну ладно, пусть это будет на вашей совести

Скорость 40 000 об/мин - запредельная. Обычно двигатель крутят с частотой на порядок меньше. При диаметре шкива 20 мм, получается 42 м/с = 150 км/ч
Думаете редуктор спасёт? Посмотрите внимательно на допустимую частоту вращения входного вала редукторов. Обычно не больше 5000 об/мин.
И ещё одна проблемка с такой скоростью. До неё надо ещё разогнаться При указанном выше ускорении 4 м/с2 для этого надо 10.5 с!

Сообщение отредактировал kram - Sep 6 2007, 07:16

Так я это и имел ввиду. Я ведь в расчетах принимал обороты двигателя около 50 об/сек.

Насчет механической части, рабочего хода и остального - так это не я делаю. Но проблема в том, что всего этого еще нет, поэтому не знаю какое будет сопротивление движению, и как точно оно сможет позиционировать головку. Моя задача - разработать модуль управления двигателями, который в теории сможет позиционировать все это достаточно точно.

А что если делать все немного наоборот - сначала сделать модуль управления двигателями, а уже потом, когда будет готова мех. часть, нормально рассчитать какие двигатели нужны. Т.е. принять, что будут установлены БКЭПТ с 3 датчиками Холла, к примеру, поставить довольно мощные транзисторы, и уже потом просто подключить двигатель такого типа нужной мощности. Так можно сделать??

Конечно можно, хозяин-барин
Но обычно пляшут всё-таки от двигателя к электронике и мозгам. Исходя из сделанных прикидок, бесколлекторник больших преимуществ не даёт. Его главная фишка (работа на высоких частотах) остаётся незадействованной. Т.е. надо или что-то кардинально менять в механике или делать необоснованно сложную и дорогую систему (с бесколлекторником который не нужен) или смотреть в сторону движков постоянного тока или шаговиков. А системы управления этими тремя типами существенно отличаются.

Ну и с датчиком пока ясности нет. К сожалению, не могу сказать какую точность дают 3 датчика холла - никогда с ними не работал. А вот с оптическими не мешает хотя бы примерно прикинуть. Если придётся ставить с большим разрешением да ещё и крутить его с большой скоростью, можно такие мегагерцы получить, что и прочитать и обработать не успеешь. Хотя при ваших скоростях и точности скорее всего такой проблемы не будет.

Если вам поставили задачу сделать только электронику, то постарайтесь вытянуть хоть какие данные от своих механиков, чтобы в случае больших промахов было видно откуда ноги растут. В принципе вам нужны от них всего три цифры - крутящий момент на шкиву, его частота вращения и точность. Этого достаточно, чтобы выбрать двигатель и датчик и приступить непосредственно к электронике.