Здравствуйте.
Есть привод от матричного принтера с шаговым двигателем.
Приладил к шаговому двигателю драйвер из четырёх кт815. Ключами управляет Atmega.
Алгоритм движения такой:
Шаг 1 (подаём питание на обмотку А), пауза, питание на обмотке А выключается.
Шаг 2 (подаём питание на обмотку В), пауза, питание на обмотке В выключается.
Шаг 3 (подаём питание на обмотку С), пауза, питание на обмотке С выключается.
Шаг 4 (подаём питание на обмотку Д), пауза, питание на обмотке Д выключается.
и дальше опять шаг 1.
Т.е. всё понятно - прямолинейное движение в одну сторону.
Стало скучно и захотелось это движение (а точнее скорость движения) сделать нелинейным, а именно если требуется скажем 100 шагов сделать то у первого шага (а также у последнего) пауза самая большая, у следующего шага чуть меньше, у 50-го шага пауза самая минимальная и потом снова на увеличение.
Что то типа "экспоненциального" закона изменения - или даже что-то типа "параболического" движения.
Т.е. нужна функция, в которую бы мы заходили, передавали 2 параметра это полное количество шагов при перемещении, и номер шага.
Не знаю правильно и понятно ли объясняюсь но хочу чтобы двигатель стартовал с минимальной скоростью (максимальная пауза), и ускорялся, посредине движения скорость была максимальная (минимальная пауза),а потом пауза вновь бы увеличивалась.
Т.е. можем заведомо задать минимальную скорость (максимальную паузу шага - 4000 uS), и максимальную скорость (минимальную паузу - 2000 uS).
Как такую функцию сделать и нужно учесть что количество шагов может быть как чётным так и нечётным.
Есть какие-либо мысли? Сам в программировании не очень силён
Спасибо!

Максимальная скорость должна быть ограничена. От механики зависит. И минимальная должна задаваться. Получается, есть кусок нарастающей параболы (начинающийся не с 0, а с минимальной скорости), затем линейный участок с максимальной скоростью (если количество шагов позволит), и кусок спадающей параболы (предположим, симметричный первому куску). Вот этот первый кусок можно сохранить в виде таблицы (парабола или синус или еще что-нибудь), и использовать при определении времени в зависимости от шага.

http://www.atmel.com/images/doc8017.pdf

Это типа разгон торможение? Пауза это какое то обесточенное состояние обмоток? Зачем частоту менять с помощью пауз. Не лучше ли менять рабочую частоту без пауз?

это ещё зачем ?

В показанном выше документе нарисована графики. Там скорость в виде трапеции. Да, начинается с нуля и линейно возрастает до предельной. Согласен, с нуля. При постоянном ускорении. А ведь можно... ?

П.С. Допустим, скорость 0. Это какой же длительности импульс тока в обмотке надо сделать? Бесконечной, что ли?

Да. Так и нужно попробовать сделать.
Будет три участка. Разгон, равномерный и торможение.
Разгон и торможение (грубо говоря по 20 шагов) задать в виде таблиц (будут симметричными), а равномерный участок на постоянной максимальной скорости.
Главное чтобы количество шагов при перемещении было больше или равно количеству шагов на разгон и на торможение.
Максимальная скорость конечно будет ограничена, для этого я и указал что минимальная пауза/период на обмотках с напряжением - 2000uS
Спасибо!

П.П.С. А ведь можно и с постоянной скоростью крутить. А можно и совместить - начать с минимальной и линейно ее увеличивать. Быстрее будет.

Пауза - это время/период с поданным напряжением на катушку. Я писал:
__
Шаг 1 (подаём питание на обмотку А), пауза, питание на обмотке А выключается.
Шаг 2 (подаём питание на обмотку В), пауза, питание на обмотке В выключается.
Шаг 3 (подаём питание на обмотку С), пауза, питание на обмотке С выключается.
Шаг 4 (подаём питание на обмотку Д), пауза, питание на обмотке Д выключается.
__



Как раз быстрее будет если тремя участками как писал выше... так как количество шагов при перемещении может быть и 50 и 1000.
Будем пробовать. Спасибо!

Разгон и торможение - процессы разные, и ускорения можно задать разные.
Участок постоянной максимальной скорости не обязателен. Если шагов мало, пройдете только по части разгона и части торможения.


Там тоже 3 участка, только трапеция скорости будет приподнята на минимальную скорость. Не настаиваю, просто теоритезирую. Огурцову отвечаю.

Все это уже неоднократно обсуждалось. Тут очень много разных факторов. В первом приближении, если нужно быстрее встать в некоторую новую точку, то оптимальным будет режим постоянной механической мощности. Тогда скорость должна линейно зависеть от корня (квадратного) от времени. К этому можно придти, разглядывая кривую момент - угловая скорость для моторчика. Это справедливо при достаточно большом напряжении питания, которое обеспечивает постоянный ток обмоток (примерно). При этом нужно использовать драйверы, стабилизирующие ток. Отрицательное ускорение опасно увеличением рассеиваемой мощности в ключах или, если используется рекуперация, повышением напряжения источника питания. Ведь механическая энергия куда-то должна перетекать. Есть еще механический резонанс, который нужно обходить. И еще много-много нюансов.

Например, звук... Можно добиться совершенно ужасающих по критерию "ухо режет" результатов...
Или удивительных, зависит от подхода и размеров движка

Саксаулы аксакалы, наверное, еще помнят Битлов в исполнении привода FDD

У тепло от тренья.

попробуйте такой драйвер

Получается кусок параболы, направленной вниз. Или еще сверху ограниченной.


О, там есть приподнятая трапеция. Фигуры 8, 10. Чуе..те, Огурцов?

От трения электронов? Я Вас правильно поняла?


Нет, не парабола. У Вас еще есть две попытки.

в некоторых источниках пишут, что лучше строить ускорение/замедление не по наклонным прямым трапеции, а когда боковые/наклонные стороны трапеции имеют функцию не наклонной прямой, а кусок синусоиды или косинусоиды. Тогда в точке перехода на постоянную скорость (точка пересечения наклонной линии и горизонтальной) не будет скачков в работе шагового двигателя, т.к. нет разрыва функции во втором (кажется) дифференциале этой функции Формула по ссылке. Да, таблица понадобиться одна как для спада, так и для нарастания ускорения.
можно делать управление не только по трапеции

Нет. "Ведь механическая энергия куда-то должна перетекать." Можно лаптем притормозить.

Парабола, положенная набок.

Обычно шаговые двигатели двигают нечто без обратной связи по положению, полагаясь на то, что шаги выполняются правильно. Поэтому трение в таких системах должно быть мало.


А нормальную формулу - задержка (время между шагами) от номера шага (положения)?

И что же тогда останавливает ротор двигателя, когда прекращаем его подпихивать токами из ключей? Рекуперация? Или просто рабочая нагрузка?
На каждое трение найдется свой шаговый двигатель.

T = N ^ (-1/2)

Да, к сожалению, трение электронов. И чем больше эффективный (приведенный) момент инерции, тем опаснее для привода. Все это относится и к другим двигателям, которые должны быстро останавливаться (замедляться).
А на формулу у Вас осталась последняя попытка...

Перетопчусь...

У меня есть неприятный момент - иногда раз из 20-ти - двигатель видимо резонирует и пропускает шаги.
Чем это можно "лечить"? Напряжением пробовал - не помогло. Хоть при 12 вольтах хоть при 20 вольтах - бывает пропуск или резонанс Очень расстроился
Схема подключения двигателя - две средних точки сидят на плюсе, на остальные четыре вывода через КТ815Б подают поочерёдно GND.
Может попробовать последовательно резистор подключить 5 - 10 Ом? - не знаю конечно что это даст.
"Игрался" с частотой подачи импульсов - резонанс также присутствует но в других местах.
Этот двигатель перемещает некоторую массу от принтера, дак вот вопрос такой возникает - с одной стороны чем масса это штуковины меньше - тем ведь двигателю должно быть проще. Хотя с другой стороны чем массы была бы больше - тем при движении за счёт массы резонанс бы уходил в более низкую сторону а двигатель как мне кажется работает на достаточно высоких частотах?
Помогите хотя бы советом - что пробовать...
В документе http://www.atmel.com/images/doc8017.pdf в пункте 2.1.3 есть картинка и там нарисована "резонансная" скорость, тоесть я так понял на этой частоте переключать обмотки нельзя так как будет резонанс всей подвижной системы и это выводит систему из равновесия.
Что делать?

Читать. По возможности, внимательно:
http://electroprivod.ru/stepmotor.htm
http://electroprivod.ru/theory.htm

Если Вы серьезно хотите заняться шаговым приводом, а не для баловства, либо купите нормальный драйвер, стабилизирующий ток, либо сами сделайте простейшую схему на компараторах. У Вас ток ко всем бедам неизвестно как устанавливается...

Могу ошибиться что дело было в резонансе, но всё же добавлю. На последней установке крутил ШД с небольшой скоростью, порядка 0,2 об/сек. Звуки из привода были жуткие. Использую A4989, 1/16 Step и установил Mixed Decay PFD2 = 0, PFD1 = 0. Попробовал PFD2 = 1, PFD1 = 1 и о чудо звуки стали вполне обычные. Так вот может придется не только ток стабилизировать, но ещё и менять полярность напряжения для увеличения скорости спада тока даже на совсем малых скоростях. В общем я тоже за то, чтобы применить нормальный драйвер ШД, а не делать на рассыпухе.

Если дошли до резонанса, момент вращения упал, заданный шаг не сработал... То или не нужно разгоняться до такой скорости, или перескочить через нее. По таблице это сделать не трудно.
Я не уверен, что дело в резонансе. Это значит, при этой скорости нечто вращается (ротор) так, что само себя разносит. Из-за плохо сбалансированной массы. Вряд ли топикстартер так разогнался. Может, все же, тока не хватает?

Если само себя разносит, и не будем называть это резонансом, то надо придумать новое слово для этого... Вот - квазирезонанс.
При архаичной системе питания ТС трудно, конечно, судить, но ведь он разгоняется дальше, а пропуск - один или несколько шагов... Так это что тогда? Квазирезонанс.

Это и есть ре-зо-нанс. Я говорю, что вряд ли у топикстартера Он.
Что он разгоняется дальше, такого я не прочитал.
Что делать? Движок смазать, и все вращающиеся соединения. Отбалансировать, если можно. Или, наоборот, демпфировать, добавить трения. Или и то, и то.

А надо читать между строк... Научиться... Если бы он не шел дальше, то не писал бы про пропуск небольшого числа шагов.
Он (я догадываюсь) крутит взад-вперед - ведь у него какая-то каретка едет.


Это не поможет... Процентов 99...

Не обязательно. Просто дошел до предельной скорости.
Не каретка же в резонанс вошла.
Резонанс там, где есть колебания. Прямо ползущая каретка резонанса не даст. А вот вращающиеся элементы, если плохо сбалансированы, дадут.

Каретка, приделанная к двигателю, уравнениями преобразуется в момент инерции. Никакой разницы между вращением и линейным перемещением нет. За исключением абстрактного понятия - циклическая координата.
Резонанс возникает от того, что мы магнитным полем передвигаем положение энергетического минимума. Ротор (с кареткой) оказывается на горке, с которой скользит вниз, но пролетает, отражается, и летит назад. Если частота таких колебаний совпадет с частотой движения горок, он может не отразиться, а пролететь в соседнюю ямку. Может вперед, а может и назад.

Никому не показался странным такой порядок включения обмоток?

На всех ШД, что видел до сих пор, там обязательно перекрытие по времени. То есть всегда включены ДВЕ обмотки.
Или это я с полушагом попутал? Во всяком случае, полушаги "мягче" идут.

разница огромная - каретка приделывается к двигателю через резиновый aka эластичный ремень и может не увеличивать момент инерции на резонансной частоте
в отличие от маховика, приделанного прямо на двигатель

Я не видела каретку ТС, и способ крепления. При упругом креплении возникают еще степени свободы со своими собственными частотами и резонансами.
Все становится хуже.

когда мощность не нужна - то по одной, это "волна" , или полношаговый однофазный. Когда сразу две - это полношаговый двухфазный. Когда то две соседние, то одна - это полушаг.

Можно задавать разный ток в обмотках и получать дробный шаг.

Можно, вообще, плавно ток менять, так, чтобы не было никаких шагов (с дискретностью до частоты выдачи плавного тока с микроконтроллера). И никаких ямок и горок. Чисто теоретически. В анналах электронного разума мне не попадалось. Впрочем, не моя сфера деятельности.

Это вы правильный велосипед придумали... Но поздновато - микрошаговый режим используется для обхода резонанса уже давно. Современные контроллеры 1/32 шага реализуют. Зачем? Ясно, что не для точного позиционирования - не думаю, что полюса изготавливаются с такой точностью. А еще очевидно, что переместить на токую долю шага ротор можно только тогда, когда противодействующий момент очень-очень маленький. И трение...
Но горки и ямки такие же, только перемещаются плавно.

Небось, не такие же. Одно дело шугануть ток в одну обмотку, потом в другую. И другое - плавно перелить из одной в другую с учетом векторов приложения создаваемой магнитной силы. Перелить фигурально, естественно. Там отлить, тут подлить.

Оптимальная кривая разгона ШД (минимальное время) - режим само-коммутации. Да, нужны датчики положения на шаг.

"Дискретный электропривод с шаговыми двигателями", Ивоботенко, 1971 г. ( с. 147, п.3)
http://www.nehudlit.ru/books/detail7611.html

В последовательности встречаются точки, когда запитана только одна обмотка. Что намекает. Как бы.

На что? Что когда работает пара обмоток, создаваемая ими сила должна быть такой же? Для того и задается такой разный ток. Чтобы гипотенуза треугольника оставалась неизменной (в случае одной обмотки гипотенуза вырождается в единственный отрезок).

Не имеет смысла. Две дают больший момент и при полном шаге и при мелком.



Это Вы немного ошибаетесь.

Намекает на то, что ямка и горки такие же.


Значит делают бессмысленные драйверы. Тупицы. Но как же повернуть точно к одному полюсу?


Не думаю.

Однако да, ошибаетесь

А, зачем?

Вот медленно поворачиваем - увеличиваем ток в одной обмотке и уменьшаем в другой. Доходим до нуля в одной из...
Если не лень посмотреть можно таблицу шагов у драйверов.

А зачем, медленно?
Давайте шагово и с позиции между полюсами, когда токи в двух обмотках равны. Дальше, шагово или мельче.

P.S.
Мне пока еще не лень с Вами разговаривать, но все может статься.