Управление шаговым мотором Опции

[Jenya7]

Есть такой мотор. Что посоветуют сведующие люди? Как управлять?

Я думал взять что то вроде этого (на второй картинке).

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Baser]

Что взять, сильно зависит от того, какую часть управления вы хотите взять на себя, а какую возложить на покупное изделие. Крайние значения: от "сделать все на рассыпухе и управлять программно" до "купить готовый модуль с цифровым интерфейсом и слать ему команды куда и как двигаться".
В промежутке между крайними способами много промежуточных

[Jenya7]

Что взять, сильно зависит от того, какую часть управления вы хотите взять на себя, а какую возложить на покупное изделие. Крайние значения: от "сделать все на рассыпухе и управлять программно" до "купить готовый модуль с цифровым интерфейсом и слать ему команды куда и как двигаться".
В промежутке между крайними способами много промежуточных

Я потому и спрашиваю конкретных решений от конкретно знающих людей. на рассыпухе, на драйверах, боком, с прискоком, по любому. Давайте без демагогии. Вы наверняка не захотите получать такие ответы на свои вопросы.

[XVR]

Ваш мотор берет 6А (судя по рис1), в drv8824 выдвет максимум 1.6 (по DS). Испарится с огнём и дымом

[Baser]

Я потому и спрашиваю конкретных решений от конкретно знающих людей. на рассыпухе, на драйверах, боком, с прискоком, по любому. Давайте без демагогии. Вы наверняка не захотите получать такие ответы на свои вопросы.

Демагогией как раз вы занимаетесь.
Хотите получить конкретный ответ, задайте конкретный вопрос с ясным описанием задачи,
а не требуйте от людей прочесть вам лекцию на тему "Управление шаговыми двигателями"

Я вроде ясно написал, в каком вопросе вы должны определиться, прежде чем люди смогут вам посоветовать конкретное решение.

[Corvus]

Я потому и спрашиваю конкретных решений от конкретно знающих людей. на рассыпухе, на драйверах, боком, с прискоком, по любому. Давайте без демагогии. Вы наверняка не захотите получать такие ответы на свои вопросы.

Ну так задайте правильный вопрос. Перечислять ВСЕ решения слишком долго.

В общем случае: нужен драйвер силовой части (подобный тому, что Вы привели, только на бОльший ток) + управляющая силовая часть.
Они могут быть, как готовыми (http://electroprivod.ru/drivers.htm), так и собственной разработки.

Что именно требуется?

[Jenya7]

Ваш мотор берет 6А (судя по рис1), в drv8824 выдвет максимум 1.6 (по DS). Испарится с огнём и дымом

да. исходя из данных мотора (6А) я нашел два подходящих драйвера. от TI DRV8711 и от ST powerStep01. вопрос связываться с ними или нет?

я так понимаю можно поставить два полумостовых мосфетных драйвера и комутировать обмотки логикой из контролера.

Сообщение отредактировал Jenya7 - Mar 1 2018, 10:38

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Corvus]

вопрос связываться с ними или нет?

Предлагаете форуму это решить?
Первый драйвер довольно тупой (нужно подавать сигнал STEP с нужной частотой и DIR для управления), т.е. все расчёты придётся делать самому. Второй более умный, можно задавать требуемые значения скорости, ускорения, положения и т.д. расчёт и генерацию управляющих импульсов он возьмёт на себя.

[Jenya7]

Предлагаете форуму это решить?

представляете какой извращенец? пришел на форум совета спрашивать.

Первый драйвер довольно тупой (нужно подавать сигнал STEP с нужной частотой и DIR для управления), т.е. все расчёты придётся делать самому. Второй более умный, можно задавать требуемые значения скорости, ускорения, положения и т.д. расчёт и генерацию управляющих импульсов он возьмёт на себя.

ну а почему нет? STEPом буду контролировать скорость а DIR направление.



Сообщение отредактировал Jenya7 - Mar 1 2018, 10:49

[Baser]

да. исходя из данных мотора (6А) я нашел два подходящих драйвера. от TI DRV8711 и от ST powerStep01. вопрос связываться с ними или нет?

ST powerStep01 - это второй крайний вариант по моей классификации. При управлении им вы будете ограничены его функционалом.

TI DRV8711 - это один из промежуточных вариантов.

я так понимаю можно поставить два полумостовых мосфетных драйвера и комутировать обмотки логикой из контролера.

два мостовых драйвера
И это первый крайний вариант по моей классификации.

Для начала можете почитать:
Ридико Леонид Иванович. Контроллер шагового двигателя.

[Jenya7]

глядя на эту картинку создается впечатление что не так страшен черт как его малюют.
зачем тогда используют все эти микросхемы?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Baser]

зачем тогда используют все эти микросхемы?

Все таки я бы вам посоветовал сначала прочитать статью Леонида Ивановича
и изучить DataSheet на любой драйвер типа DRV8711

А вот потом уже спрашивать...

з.ы. кроме того, вы совершенно не озвучили точность, с которой вам нужно крутить двигатель.
Одно дело просто покрутить (а сам разгон это тоже не как "Поезд, стой! Раз, два!"),
и другое дело переехать из точки А в точку В с заданными ускорениями и скоростями с точностью до микрошага.

[HardEgor]

глядя на эту картинку создается впечатление что не так страшен черт как его малюют.
зачем тогда используют все эти микросхемы?

Так делайте на MOSFET, ничего сложного. раньше так и делали.
Только потом не говорите что слишком много деталей получается. И контроллеру хватает задач, а тут еще мотором управлять.

[Jenya7]

Все таки я бы вам посоветовал сначала прочитать статью Леонида Ивановича
и изучить DataSheet на любой драйвер типа DRV8711

А вот потом уже спрашивать...

з.ы. кроме того, вы совершенно не озвучили точность, с которой вам нужно крутить двигатель.
Одно дело просто покрутить (а сам разгон это тоже не как "Поезд, стой! Раз, два!"),
и другое дело переехать из точки А в точку В с заданными ускорениями и скоростями с точностью до микрошага.

вот тут возникает такой вопрос - как я знаю позицию мотора? по степам которые я передал? у него энкодера нет.

Так делайте на MOSFET, ничего сложного. раньше так и делали.
Только потом не говорите что слишком много деталей получается. И контроллеру хватает задач, а тут еще мотором управлять.

а откуда дполнительные детали? два моста и контролер. логика комутации не такая уж сложная как мне кажется. запускать таймер и он будет комутировать стэпы.

[Baser]

вот тут возникает такой вопрос - как я знаю позицию мотора? по степам которые я передал? у него энкодера нет.

Да, есть такой вопрос. При малой нагрузке и при небольших требованиях к точности, позицию считают по шагам.
Но поскольку под нагрузкой и при попадании близко к зоне мех.резонанса могут быть пропуски шагов, то для обеспечения точности ставят энкодеры.

а откуда дполнительные детали?

Ну, значит еще ничего не прочитали.

[_pv]

Да, есть такой вопрос. При малой нагрузке и при небольших требованиях к точности, позицию считают по шагам.
Но поскольку под нагрузкой и при попадании близко к зоне мех.резонанса могут быть пропуски шагов, то для обеспечения точности ставят энкодеры.

у тринамика есть промежуточный вариант детектирования пропущенных шагов по измерению напряжения/тока.

а для одного мотора возьмите какой-нибудь готовый TMCM-1180, он мотору на задницу надевается, и у него, кстати, там магнитный энкодер вроде есть. так что налепив на ось небольшой магнит с энкодером шаги не потеряете.

[dinam]

вот тут возникает такой вопрос - как я знаю позицию мотора? по степам которые я передал? у него энкодера нет.

Во всех рабочих рабочих режимах пропусков шагов быть не должно. Если надо контролировать, что произошел выход за рабочий режим, то ставьте датчики или применяйте драйверы с детектированием пропусков шагов. Про механические резонансы только читал. Современные драйверы позволяют их не замечать. Сам применяю A4989, но они требуют деликатности. Хотя у меня работают надежно при 46-48 В. Можете на форуме почитать. При токе 6 А можно обойтись без радиаторов.
Т.к. двигатель достаточно мощный, то для раскрутки до нужных скоростей может потребоваться напряжение питания более 48 В.

[Jenya7]

Во всех рабочих рабочих режимах пропусков шагов быть не должно. Если надо контролировать, что произошел выход за рабочий режим, то ставьте датчики или применяйте драйверы с детектированием пропусков шагов. Про механические резонансы только читал. Современные драйверы позволяют их не замечать. Сам применяю A4989, но они требуют деликатности. Хотя у меня работают надежно при 46-48 В. Можете на форуме почитать. При токе 6 А можно обойтись без радиаторов.
Т.к. двигатель достаточно мощный, то для раскрутки до нужных скоростей может потребоваться напряжение питания более 48 В.

Спасибо. A4989 мне понравился. Лучший драйвер из всех что видел до сих пор.
А как вы настраиваете MS1 и MS2? Там есть 4 режима Full Step, Half Step, Quarter Step, Sixteenth Step.
А почему для раскрутки нужно 48В? Рабочее напряжение мотора 24В.

Видел нарекания на эту микросхему. Есть какието тонкости настройки?

Сообщение отредактировал Jenya7 - Mar 6 2018, 08:08

[dinam]

Всегда работаем в микрошаге Sixteenth Step.
Не совсем правильно выразился. Большая индуктивность двигателя не позволяет работать на приличных скоростях. Т.к. не формируется синусоида тока. Для этого надо повышать напряжение питания. Нарекание у меня одно. Надо обеспечить SENSEx pins –1 to 1 V, что не сразу удалось. Поищите на форуме про A4989 я не раз писал.

[haker_fox]

Есть такой мотор. Что посоветуют сведующие люди? Как управлять?

Управление двигателями это вовсе не простой вопрос (сам в прошлом этим занимался, только двигатель был щёточный, коллекторный). Возможно вы прекрасно понимаете, что вам требуется, и не знаете нюансов, которые могут возникнуть. Поэтому и ждёте, что вам ответят: бери А, а здесь бери Б. Но, чтобы это действительно произошло, то вот вам примерный список того, что я хотел бы знать:
1. Что будет крутить двигатель? Какие перегрузки по крутящему моменту могут произойти? От этого зависит, нужна ли вам будет обратная связь (из-за пропуска шагов) или нет).
2. Какие законы управления перемещением требуются? Прямоугольный, трапезоидальный или S-образный? Могу несколько ошибаться с терминологией, т.к. мехатроникой давно не занимаюсь.
3. Какие последствия могут быть от попадания двигателя с исполнительным механизмом в аварийный режим? Одно дело, вы пластинку музыкальную будете крутить, а другое дело - перемещать операционный (где человека лечат) стол.
4. Защиты? По току? Конечные выключатели?
5. Какие допустимы отклонения от желаемого закона перемещения (перерегулирование, например?).

От подобных вопросов зависит сильно схемотехника привода. Не даром они от 100 р на алиэкспрессе за банальную печатку до нескольких сотен долларов от DANFOSS'а какого-нибудь.


Ну и почитайте эту статью. Уверен, часть вопросов сразу решите. За одно хорошую схемотехнику поизучаете)

З.Ы. Предлагаю использовать всё-таки термин "шаговый двигатель", а не "степпер мотор".

[Baser]

A4989 мне понравился. Лучший драйвер из всех что видел до сих пор.
А как вы настраиваете MS1 и MS2? Там есть 4 режима Full Step, Half Step, Quarter Step, Sixteenth Step.
А почему для раскрутки нужно 48В? Рабочее напряжение мотора 24В.

Я тоже Allegro использую, только слаботочные с встроенными ключами.
Стартовать лучше с микрошагового режима, он более плавный. Если нужны большие скорости, то при разгоне переходят на полный шаг, для него частота Step нужна ниже (ее же самому генерировать нужно, а быстродействие не бесконечное).
Мои алгоритмы при разгоне и торможении проходят по всем микрошаговым режимам, когда упираются в макс. установленную частоту. Но не уверен, что это нужно. Чаще встречал, что применяют только два режима: полный шаг и один из микро.

Рабочее напряжение вашего мотора условно 24В. Если эти 24В фигурируют в документации, то это рекомендуемое напряжение при ограничении тока в 6А.
Если вы подадите 24В на обмотку простыми ключами, как вы первоначально предлагали, она сгорит. Шаговый двигатель управляется током, а не напряжением. Производители обычно пишут два из трех параметра: сопротивление, ток, напряжение (по закону Ома). Для вашего двигателя 0.3 ом, 6А, 1.8В

з.ы. вот и haker_fox вам порекомендовал статью Николая Ивановича

[Gorby]

Всегда работаем в микрошаге Sixteenth Step.

Включить-то Вы его включили, "микрошаге Sixteenth Step"...
Как Вы его проверяли? Я вот использовал микрометр-индикатор ("часы с одной стрелкой"), так вот очень хорошо было видно, что при ненулевой нагрузке исполнительный орган ложил с прибором на эти 16 микрошагов.
То есть он принимал шаги, но практически не двигался, а потом при последних нескольких шагах принимал конечное положение. То есть точность и разрешающая способность НИ РАЗУ не 1/16 шага.
Пропуском шагов тоже такое поведение назвать не могу. Шаги не пропускались. Они были сильно неравномерны по величине.
В итоге пришлось остановиться на полушаге - там всё четко, состояния вполне детерминированные.
Все измерения проводились на реальном CNC фрезерном станочке. На "голом" двигателе всё было хорошо, вал занимал промежуточные положения. Люфта не было, в механизме использованы взрослые ШВП.
Или у Вас шаговые двигатели ну очень мощные?

[dinam]

Вопрос был А как вы настраиваете MS1 и MS2? Там есть 4 режима Full Step, Half Step, Quarter Step, Sixteenth Step. Я ответил. Так как когда MS1='1' и MS2='1', обеспечивается максимально синусоидальный ток, что позволяет раскручиваться ШД до больших скоростей. Я отписывался на форуме, что разгонял ШД до скоростей более 100 об/сек без нагрузки.
Если же вы спросите с какой "дискретностью" мы работаем, то мы перемещаемся на полушаги. Т.е. задаем все перемещения кратно 8 для Sixteenth Step.

[Jenya7]

Я тоже Allegro использую, только слаботочные с встроенными ключами.
...
з.ы. вот и haker_fox вам порекомендовал статью Николая Ивановича

если управление током то мне нужно ставить токовый датчик на обмотку и работать по току?

Сообщение отредактировал Herz - Mar 6 2018, 14:04

Причина редактирования: Избыточное цитирование

[megajohn]

Как Вы его проверяли? Я вот использовал микрометр-индикатор ("часы с одной стрелкой"), так вот очень хорошо было видно, что при ненулевой нагрузке исполнительный орган ложил с прибором на эти 16 микрошагов.
То есть он принимал шаги, но практически не двигался, а потом при последних нескольких шагах принимал конечное положение. То есть точность и разрешающая способность НИ РАЗУ не 1/16 шага.

я почти по вашему проверял - работало
https://www.youtube.com/watch?v=CfAOWd5qAtw

[Baser]

если управление током то мне нужно ставить токовый датчик на обмотку и работать по току?

Да. Все драйверы этот функционал в себе имеют (шунты внешние). Это к вашему вопросу "а зачем все покупают эти драйверы, если можно и так". Можно, но получится целая плата.

... очень хорошо было видно, что при ненулевой нагрузке исполнительный орган ложил с прибором на эти 16 микрошагов.
То есть он принимал шаги, но практически не двигался, а потом при последних нескольких шагах принимал конечное положение. То есть точность и разрешающая способность НИ РАЗУ не 1/16 шага.
Пропуском шагов тоже такое поведение назвать не могу. Шаги не пропускались. Они были сильно неравномерны по величине. ...

А производители двигателей и не гарантируют качество микрошагов. Конструктивно гарантируется полный шаг. Все остальное зависит от качества двигателя.
Но режимы микрошагов снижают неравномерность движения (рывки). Снижается шум и главное смещаются или совсем пропадают зоны резонансов. У меня при определенных условиях двигатель при полном шаге управления никак не хотел стартовать: влетал в резонанс, начинал гудеть и дергаться на месте. С этого режима сбить его ни чем было нельзя, только остановкой. А в микрошагах стартовал отлично.

Так что у всех применения разные, нам вполне хватает точности полного шага, поэтому точки остановки делаем в целых шагах, а движение производим в микрошагах.

[haker_fox]

если управление током то мне нужно ставить токовый датчик на обмотку и работать по току?

Кстати, двигатели (за все не скажу, но шаговый, коллекторынй щёточный) действительно, вспомнил, управляются током. Момент у них пропорционален току. Да, вам нужны датчики тока (шунт, холл) и, как миниум, ограничить рабочий ток обмотки. При этом о напряжении можете не заботиться сильно. Лишь бы его было достаточно, чтобы источники тока (ваша система + датчики тока) дали этот ток. Я уже не помню уравнения двигателя, давно всё это было.

Вы на вопросы-то ответьте)

[Jenya7]

Кстати, двигатели (за все не скажу, но шаговый, коллекторынй щёточный) действительно, вспомнил, управляются током. Момент у них пропорционален току. Да, вам нужны датчики тока (шунт, холл) и, как миниум, ограничить рабочий ток обмотки. При этом о напряжении можете не заботиться сильно. Лишь бы его было достаточно, чтобы источники тока (ваша система + датчики тока) дали этот ток. Я уже не помню уравнения двигателя, давно всё это было.

Вы на вопросы-то ответьте)

1. Что будет крутить двигатель? Какие перегрузки по крутящему моменту могут произойти?
Ну я близок к тому чтоб выбрать A4989. Перегрузки? не знаю. возможны.
2. Какие законы управления перемещением требуются? Прямоугольный, трапезоидальный или S-образный? Могу несколько ошибаться с терминологией, т.к. мехатроникой давно не занимаюсь.
мне все равно, главное плавно и безшумно.
3. Какие последствия могут быть от попадания двигателя с исполнительным механизмом в аварийный режим? Одно дело, вы пластинку музыкальную будете крутить, а другое дело - перемещать операционный (где человека лечат) стол.
???????
4. Защиты? По току? Конечные выключатели?
концевики могут быть а могут и не быть, зависит от системы. защита по току нужна конечно.

в A4989 есть два шунта по току. на каждую обмотку. я так понимаю по ним драйвер регулирует ток изменением PWM.
Допустим я выбрал шунты на максимальный ток - 6А. Завтра требования изменились и мне нужен порог на 4А - мне что перепаивать шунты?

[Сергей Борщ]

При этом о напряжении можете не заботиться сильно

Лишь бы оно изоляцию в обмотках не пробило.

Допустим я выбрал шунты на максимальный ток - 6А. Завтра требования изменились и мне нужен порог на 4А - мне что перепаивать шунты?

Когда же вы наконец начнете читать документацию, а не просматривать ее даже быстрее, чем по диагонали? Последний раз даю наводку (не "на водку", а именно наводку): присмотритесь к ноге REF. В следующий раз буду просто советовать вам читать документацию без всяких наводок.

[Jenya7]

Лишь бы оно изоляцию в обмотках не пробило.

Когда же вы наконец начнете читать документацию, а не просматривать ее даже быстрее, чем по диагонали? Последний раз даю наводку (не "на водку", а именно наводку): присмотритесь к ноге REF. В следующий раз буду просто советовать вам читать документацию без всяких наводок.

Спасибо. Теперь понятно. А подскажите зачем нужны PFD1, PFD1. Непонятно даже после прочтения документации.

[Сергей Борщ]

А подскажите зачем нужны PFD1, PFD1.

При отработке очередного импульса на входе STEP, если он приводит к уменьшению тока в обмотке - регулируют время, в течении которого закрыты все ключи моста, тем самым ускоряя спадание тока. Смотрите таблицу 2 и раздел Mixed Decay Operation.

[Jenya7]

При отработке очередного импульса на входе STEP, если он приводит к уменьшению тока в обмотке - регулируют время, в течении которого закрыты все ключи моста, тем самым ускоряя спадание тока. Смотрите таблицу 2 и раздел Mixed Decay Operation.

я понял. спасибо. получается что при изменении частоты на STEP я должен изменять PFD1, PFD1. причем на Full Step PFD1, PFD1 не влияют на время.

[haker_fox]

Ну я близок к тому чтоб выбрать A4989. Перегрузки? не знаю. возможны.

мне все равно, главное плавно и безшумно.

???????

концевики могут быть а могут и не быть, зависит от системы. защита по току нужна конечно.

Берите статью Леонида Ивановича, и делайте по ней. Для ваших условий - более, чем достаточно.

Допустим я выбрал шунты на максимальный ток - 6А. Завтра требования изменились и мне нужен порог на 4А - мне что перепаивать шунты?

Ну придумайте схему так, чтобы можно было ограничение тока задавать, например подстроечным (или цифровым, сейчас модно) резистором. А можно ШИМ + ФНЧ использовать.

Лишь бы оно изоляцию в обмотках не пробило.

Не пробьёт. У нас же источник тока. А напряжение на обмотках будет определяться по закону Ома. Там правда не просто I*R, полагаю надо ещё и индуктивную составляющую учесть.

[Baser]

А подскажите зачем нужны PFD1, PFD1. Непонятно даже после прочтения документации.

Это переключение различных режимов decay modes при управлении двигателем.
Кратко: каким образом поступать с энергией, накачанной в индуктивность обмотки, при прерывании тока.
Ищите инфу по словам "stepper motor decay modes"
В отдельных DataSheet этот вопрос рассматривается довольно подробно, где-то только таблички даются.

получается что при изменении частоты на STEP я должен изменять PFD1, PFD1. причем на Full Step PFD1, PFD1 не влияют на время.

Обычно подбирается наиболее подходящий режим для ваших условий и больше не меняется.
При сильно изменяющихся условиях работы можно переключать динамически, но не уверен, что это имеет смысл.

[Herz]

Не пробьёт. У нас же источник тока. А напряжение на обмотках будет определяться по закону Ома. Там правда не просто I*R, полагаю надо ещё и индуктивную составляющую учесть.

Это мягко сказано...

[Сергей Борщ]

А напряжение на обмотках будет определяться по закону Ома.

Напряжение. На индуктивности. При постоянной коммутации. U=I*R? Перефразирую: это в режиме стабилизации тока, т.е. удержания шага напряжение будет определяться током и сопротивлением обмотки, а вот как быстро он выйдет на режим стабилизации тока, т.е. максимальная скорость вращения, будет ограничиваться подводимым напряжением.