Управление Шаговыми Двигателями с ПК, Помогите чайнику запустить и управлять ШД Опции

[Arkano]

Коротко о себе: 24 года, диод от транзистора отличу с 5 метров , но в электронике по сути чайник.
Моя цель: В целом все очень глобально - собрать фрезерный станок с ЧПУ управлением, вернее с управлением с ПК (пока двухосный, т.е. XY). Но, такую глобальную задачу в лоб не решить, поэтому я для себя все разбил на части. Если с механикой все более менее ясно, ее хотя бы пощупать можно, то с электроникой туго, но желание разобраться есть.
Задача: для начала сдвинуть двигатель хотя бы на шажок, ну и позже научиться управлять шаговыми двигателями с ПК через LPT или USB.

C теорией работы ШД познакомился, но, если честно еще имею белые пятна. Принцип действия и управления ШД теоретически понятен. Нужно теперь то, что имею превратить в рабочую систему.

Имею я вот, что:
2 ШД от принтера HP и всю электронную начинку. Принтер достался мне "откуда-то", поэтому в его работоспособности я не уверен, хотя внешне он имел очень даже приличный вид.

Слышал, что для запуска и упраления работой ШД необходим микроконтроллер и драйверы. Предполагаю, что лучше использовать родной МК для управления, это и экономия и, надеюсь, в моем случае легче должно быть.

Все что есть общим планом. 2 Шаговых двигателя. Основная плата и еще какая-то... На этой второй плате есть какая-то кнопочка и фотодатчик, предполагаю что в моем случае это лишнее. Шаговые двигатели имеют по 5 контактов.

Плата крупным планом.

1. Разъем питания 24V (К сожаленю нет БП на 24, но есть на 12В, хотя если необходимо, то приобрету)
2. Коннетор 1 ШД
3. Коннетор 2 ШД
4. Порт LPT, слева от него USB
5. Возможно управлюящий МК, т.к. с обратной стороны именно к этой микросхемке идет основная часть проводников от коннекторов ШД. (Надпись на ней: "O8AHC4W" и "SN104484FNHR A")

На шаговых двигателях имеются такие надписи:
1) Mitsumi M35SP-8P шаг 7.5 градусов C2124-60190
2) NMB Thailand PM55L-048-HP69 C2164-60045-Tady12B

Вроде задачу в целом описал. Народ, прошу помощи. С чего начать, что ковырять и нет ли возможности использовать как-то эту плату целиком? Ну или в крайнем случае что-то как-то перепаять из имеющегося. Только большая просьба, описывать на сколько терпения хватит подробно, т.к. повторяю, я с электроникой ранее так плотно не сталкивался.

[evgeny_ch]

Я "велосипед"-то повторить не могу, а вы, evgeniy_ch, предлагаете мне вообще в неизведанные дебри залезать...

Так ведь велосипеды уже изъезжены, а лёгкие пути исхожены.

Меня "кустарные" результаты работы вполне бы устроили.
Нашел более менее понятную статью: http://www.radiofan.ru/circuit2/cnc.htm

Не ищите лёгких путей,
не поддавайтесь кустарщине.
Если уж кустарщина, то поприглядней.

От нее наверно теперь и буду отталкиваться.
Завтра все состыкую что понял и начну задавать более конструктивные вопросы...

С этим абсолютно согласен, отталкиваться нужно от конструктива, т. е. назначения "станка".
Если это фрезерно-гравировальная машина, то здесь нужно искать компромисс между
производительностью и точностью, для лазерного оборудования важнее скоростные параметры и т. д.
Сначала принято выбирать кинематическую схему, а уж потом осуществлять её физически.
В любом случае, сначала потребуются теоретические знания о возможностях ШД, уж если вам так хочется.
Вы книжку Кенио читали?

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Apr 20 2009, 20:32

[Verifi]

форум по станочкам:
http://vri-cnc.ru/modules.php?name=Forums&file=index
а это примерно то, что Вы хотите сделать:
[attachment=31992:PLRA4.pdf]
кстати, очень недорогой станочек, 45 тысяч вроде...

Не верю я в эти "китайские" станочки они больше на любителя(хлипкая механика),за такие деньги можно на погибающем машиностроительном,приборостроительном заводе купить нормальный станок с чпу и даже не эксплуатировавшиеся,чуть чуть разграбленные.Вот себе так и поступили купили ,подшаманили пока работает с тем чпу что было,заодно на нём и тестируем разрабатываемые приводы.

[Arkano]

Итак, строю фрезерно-гравировальный станок. Скорость обработки не принципиальна, поэтому ею можно жертвовать в пользу точности, но это скорее вопрос механики, которая пока рассматривается параллельно и не относится к этой теме.
Строить что-то практически без знаний и сразу грандиозное не берусь, т.к. нужен опыт, вот на этой "кустарщине" я опыта и хочу набраться, т.е. в итоге хочу получить просто рабочий станок, а не станок с заданными характеристиками, повышеной точностью и высокой скоростью.
Для поставленой задачи имею такие двигатели (пока на 2 оси (плоское фрезерование), но при успехе выковыряю еще несколько):

По даташид не нашел ничего, т.е. движки для меня пока не опознаные, но на сколько я понял они униполярные на 24В и 5А с 5 контактами. Сопростивление между всеми контактами кроме одного одинаковое, а с этим одним контактом в два раза ниже чем между остальными. На сколько я понял именно к этому контакту и подходит питание двигателя, а остальные управляющие для обмоток.
Тут: http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/e_step2.htm#1 схема понятная, но без управления LPT. На схеме изображен шестиконтактный двигатель, но, вроде, именно тот "особенный" контакт и есть соединение 2-х, т.е. 5-ти и 6-ти контактные двигатели по сути одинаковые? Возможно ли именно эту схему переделать под LPT? Вернее прошу помочь с этим, я такое точно не осилю, хотя вроде там должно быть не сложно и кто-то наверняка уже подобное проделывал. В качестве драйверов хотелось бы использовать именно логику, лучше отечественную. На сколько я понял запчасти для контроллера и драйвера даже при использовании логики должны выйти в пределах 20$ Или я не на те детали смотрел?

Кстати, вопрос может и ранний, но тоже важный - защита LPT. В большинстве схем предлагается оптопара, но есть люди, которые не советуют ее использовать. А просто поставить сопротивления. Согласно логике материнских плат там вроде как должны стоять защитные элементы, которые в случае больших токов пустят эти токи на питание материнки и не позволят сжечь контроллер LPT, для того что бы эти защитные элементы сработали и нужны сопростивления что бы они ограничивали этот ток (ну или примерно так). Вот использование таких сопротивлений и легче в реализации и вроде не хуже по надежности. Хотелось бы хоть какую-то защиту LPT сообразить, лишних денег и компа нет.

Пока как-то так... Сегодня на работе еще всякое почитаю, увы, отсутствие клиентов это позволяет, кризис же... Вечером опять появлюсь со своими назойливыми вопросами. Надеюсь эту тему доброжелательные и терпеливые люди будут иногда посещать... Кстати, всем спасибо кто отвечает...

[evgeny_ch]

Итак, строю фрезерно-гравировальный станок.
...
Пока как-то так... Сегодня на работе еще всякое почитаю, увы, отсутствие клиентов это позволяет, кризис же... Вечером опять появлюсь со своими назойливыми вопросами. Надеюсь эту тему доброжелательные и терпеливые люди будут иногда посещать... Кстати, всем спасибо кто отвечает...

Тут хороший человек поделился своей разработкой.

...
По даташид не нашел ничего, т.е. движки для меня пока не опознаные, но на сколько я понял они униполярные на 24В и 5А с 5 контактами. Сопростивление между всеми контактами кроме одного одинаковое, а с этим одним контактом в два раза ниже чем между остальными. На сколько я понял именно к этому контакту и подходит питание двигателя, а остальные управляющие для обмоток.
...

Смотрим тут и видим, что ваши двигатели
слабоваты по моменту, мягко выражаясь.
О чём вас уже предупреждали.

[Verifi]

Пока как-то так... Сегодня на работе еще всякое почитаю, увы, отсутствие клиентов это позволяет, кризис же... Вечером опять появлюсь со своими назойливыми вопросами. Надеюсь эту тему доброжелательные и терпеливые люди будут иногда посещать... Кстати, всем спасибо кто отвечает...

Везёт вам,а тут в кризис работы за троих навалили,а вообще если есть желание,то можете конечно попробовать ,но максимум что у вас получится это фломастером платы рисовать,на фрезерование сил у моторов не хватит,а так дерзайте.Защита LPTпорта- дело нужное и важное,я если есть силовые элементы,всегда использую опторазвязку,либо оптопары от NEC или ADUM.С опторазвязкой включать можно на"горячую"и ничего не сгорит!

[Огурцов]

они униполярные на 24В и 5А

Порвет ваши движочки от пяти ампер (

[Arkano]

Порвет ваши движочки от пяти ампер (

Да, это я прогнал...

Везёт вам,а тут в кризис работы за троих навалили

Ну если учесть что я работаю на себя, а не на дядю, то мне отсутствие клиентов это плохо. Лан, речь не об этом.
Тема для меня становится все яснее и яснее.
Удивляет меня уверенность некоторых людей, что движков на фрезерование не хватит, хочу поспорить (не по тому что я уверен в обратном, а потому что хочу узнать по этой теме больше)
Итак, фрезеровать я собираюсь не металл, а максимум дерево и не большой глубины. Полотно формата А4 и высотой максимум сантиметр при глубине реза 3мм. Ну на крайняк и рисование фломастером бы пошло для приобретения опыта. А там уж можно и двигатели реальные купить и более основательно ко всему подойти, но ведь нужно научиться и это хотелось бы сделать с минимальными затратами, если хотите кустарно и на коленке лишь бы работало. Я УЧУСЬ, а не делаю станок на экспорт...
Дерево дремелем при 10k rpm еще не горит и берется достаточно легко. Каких-то особых усилий прикладывать не приходится. К тому же, ведь встречаются люди, которые собрали подобные станки на болеее маломощных ШД от 5.25" дисководов или от старых винчестеров. А тут движки от принтера. А принтер порой так может зах@р@чить по рукам печатающей головкой что мама не горюй. При работе остановить ПЧ практически не возможно, в лучшем случае у вас получится так, что ремень станет проскакивать при том, что ремни используются не гладкие.

Теперь матчасть... Достаточно сложно мне далось вспомнить физику 6-го класса, где-то мог и накосячить
Одним двигателем планирую двигать по горизонтали стол с "рабочим телом", а вторым по другой оси над столом смещать шпиндель.

m= T / (k*r*g)

T - момент на валу.
k - коэфф. трения
m - масса
r - радиус шестерни
g - ускорение свободного падения

Судя по приведенным Евгением данным реальная тяга - 0.2Н*м при частоте 100 с копейками.
Коэффициент трения для 8-ми подшипников качения примем очень завышено 0.18

k = 0.2 / (0.18 * 0.005 * 10) = 22кг по горизонтали

Т.е. рабочий стол с "рабочим телом" должен уложиться в 20кило лищь для того, что бы его просто сдвинуть с места, по моему при моих масштабах станка вполне реально уложиться в 5-7кг, т.е. остальное пойдет именно на преодоление нагрузки от шпинделя. Чисто по субъективным оценкам при обработке дерева тем же дремелем ну никак я не прикладываю силу в 13 кило.

Теперь по схеме
В качестве драйверов пойдет такая микросхема для моих униполярных движков: ULN2004AN PDIP16 (~17р./шт.)?
Если да, то может кто-то встречал схему ее подключения к ШД и контроллеру?

[stells]

В качестве драйверов пойдет такая микросхема для моих униполярных движков: ULN2004AN PDIP16 (~17р./шт.)?

я недавно делал моточный станочек:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=59615

получилось вот так:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=52070

но Вы лучше evgeny_chа слушайте, я в этом деле не копенгаген ))

Сообщение отредактировал stells - Apr 21 2009, 19:05

[evgeny_ch]

..
Теперь матчасть... Достаточно сложно мне далось вспомнить физику 6-го класса, где-то мог и накосячить
Одним двигателем планирую двигать по горизонтали стол с "рабочим телом", а вторым по другой оси над столом смещать шпиндель.

m= T / (k*r*g)

T - момент на валу.
k - коэфф. трения
m - масса
r - радиус шестерни
g - ускорение свободного падения

Судя по приведенным Евгением данным реальная тяга - 0.2Н*м при частоте 100 с копейками.
Коэффициент трения для 8-ми подшипников качения примем очень завышено 0.18

k = 0.2 / (0.18 * 0.005 * 10) = 22кг по горизонтали
...

Странная у вас формула, ну да ладно.
Дело в том, что на графике показано значение крутящего момента
при PPS (импульсов коммутации в секунду),
т. е. ваши 100 фактически на частоте приемистости.
С учётом вашей редукции, поехать у вас ну никак не получается,
только лишь малозаметные на глаз движения.
Кстати, вы забыли про трение в направляющих и привод инструмента.
Ну это мелочи впрочем, супротив вашей формулы.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Apr 21 2009, 19:51

[Огурцов]

Итак, фрезеровать я собираюсь не металл, а максимум дерево и не большой глубины

Дерево фрезеруют на больших оборотах, чтобы оно не горело используют большую подачу. С учетом трения в механике, вы ошиблись с выбором движков раз в сто. Минимум в десять. Хотя бы подумайте, что движки более мощные, чем ваши, используются для принтеров. А в принтерах - легкая каретка с легким ходом.

[evgeny_ch]

...
В качестве драйверов пойдет такая микросхема для моих униполярных движков: ULN2004AN PDIP16 (~17р./шт.)?
Если да, то может кто-то встречал схему ее подключения к ШД и контроллеру?

Получается интересная картина.
Механизм координатных перемещений не спроектирован,
ШД не выбран, а драйвер уже применяем.
Получается деревянный велосипед, однако.
Микросхема, кстати, не подойдёт даже для этого ШД.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Apr 21 2009, 21:10

[Arkano]

Я движки не выбирал, они у меня просто имеются...

Хотя бы подумайте, что движки более мощные, чем ваши, используются для принтеров.

Кстати, эти движки как раз из принтера струйного HP, я уже об этом говорил.
И я до сих пор не могу понять, если люди строили на более слабых движках подобные станки, почему эти не потянут ничего???
К примеру тут: http://www.radiofan.ru/circuit2/cnc.htm человек взял следующее: "Для эксперимента был использован шаговый двигатель от старого 5,25-дюймов" дисковода и у него станок "может выполнять механическую обработку (сверление, фрезерование) пластмасс, текстолита. Гравировка по стали."
Неоднократно натыкался на подобные станки с использованием ШД от принтеров. Уверен что в большинстве принтеров по мощности стоят примерно одинаковые движки. Или людям попадались более мощные модели?

[stells]

Или людям попадались более мощные модели?

раньше были... Роботроны всякие, там движки были будь здоров! ))
да и в дисководах старых (насколько я знаю) двигатели использовались более мощные, чем в струйниках. к тому же в струйниках нет того трения винтовой передачи, там пассик стоит
посмотрите еще раз ссылку на фрезерный станочек, там двигатели стоят 57-го габарита. люди ж собаку на этом деле съели

Сообщение отредактировал stells - Apr 22 2009, 12:41

[Arkano]

Тут: http://vri-cnc.narod.ru/sam_cnc.htm
Четкая строчка есть: "От старого принтера можно взять только шаговые двигатели, для радиолюбительского станка они подойдут как нельзя лучше."
Ну не промышленный станок я делаю... Маленький и простенкий хочу...

посмотрите еще раз ссылку на фрезерный станочек, там двигатели стоят 57-го габарита

Если имеется в виду диаметр, то у одного из моих движков диаметр 55мм.

[stells]

Ну не промышленный станок я делаю... Маленький и простенкий хочу...

пробуйте, понятное дело Вам не хочется сейчас особо тратиться, не будучи уверенным в результатах затеи. "как-то" работать Вы его заставите, но потом захотите, чтобы он работал "как настоящий", поэтому примите сразу конструктивные меры для возможности поменять движки

Сообщение отредактировал stells - Apr 22 2009, 12:52