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!

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.

Сегодня говорил с ними насчет двигателя - не знаю, будут ли менять что-то в механике, а двигатель будет все же вентильным (БКЭПТ). Т.к. коллекторный не хотят, а шаговый некорректно работает на низких оборотах (я в этом еще не достаточно хорошо разбираюсь). На данный момент буду принимать, что будет двигатель с 3 датчиками Холла.


Пока известно только то, что выше приводил

Так то я в общем то уже разобрался что к чему, но проблема в том, что двигателя будет 2. А я хочу, чтоб уместить управление ними в один МК. Что посоветуете по этому поводу, чтоб ножек МК и на управление драйверами хватало, и на соединение с компом, к примеру, и по быстродействию хватало с достаточно большим запасом, вдруг будут оптические энкодеры установлены?

Наоборот. С ростом скорости у него падает крутящий момент. Т.е. на высоких оборотах (выше 2-3 тысяч) у него проблемы начинаются. На низких могут быть только если пытаться трогаться сразу на высокой частоте.

По поводу приведённого вами контроллера. Мне он кажется вполне приличным. Но я в них ламер, т.к. у нас покупные используют. Лучше пусть более компетентные товарищи что-нить скажут.

_lukash_, ну изучи насчет вот этого
http://www.g24-tec.com/files/doc020907.pdf
если ножек и всего остального хватает, то пиши на info@g24-tec.com

В том мануале (управление одним двигателем с помощью этого контроллера (AT90PWM3)) написано, что на управление одним двигателем уходит где-то 18% ресурсов(14000 об/мин). Значит мне ресурсов этого контроллера и на 2 двигателя точно хватит.
Насчет нехватающих ножек. Если убрать с той схемы все мне ненужное, то можно уместить еще и второй двигатель
Скорей всего так и сделаю.


Спасибо, изучил. Правда пока скорей всего остановлюсь на AT90PWM3.

Пока вроде все, kram, sergeeff Jr. спасибо за помощь!

Да не за что.

Главное перед тем, как делать плату понять, где покупать компоненты. AT90PWM3 может быть проблематичным. Посмотри в магазинах в округе, но по первому анализу он стоит 4-5 Евро и его по быстрому не достать...

Прикол
Программных ресурсов то хватит, а аппаратных?! В названии микросхемы PWM3 не зря написано

Dog Pawlowa

Ой, действительно. Таем ведь только 3 ШИМ. Спасибо, что сказали, пока еще не начал ничего делать.
А есть чет типа AT90PWM6?
Как тогда можно сделать это устройство, не сильно усложняя схему?
А если на каждый двигатель по такому контроллеру, т.е. команды в один из них поступать будут, и он, обработав что нужно, будет второму контроллеру сообщать координаты?
Или проще можно?

PS Так ведь по этому и спрашиваю в разделе для новичков.

Мне кажется, что тебе надо сначала сделать позиционирование по X, а когда эта часть будет работать копирнуть ее, повернуть на 90 градусов и поиметь две независимые системы позиционирования по обеим осям...

Т.е. лучше всего будет взять 2 МК, каждый на свою ось ,и соединить их по какому-то интерфейсу?
Но ведь каждый контроллер должен знать координаты как Х так и У, т.к. линия от (x1,y1) к (x2,y2) должна быть ровной. Т.е. нельзя сначала переместить по х, а потом по у. Нужно одновременно, и каждый контроллер должен знать как показания датчиков обратной связи своего двигателя, так и второго.

Лучше бы одним МК это все делать, наверное, но пока не нашел для 2 двигателей

Ты вообще что делать то хочешь? Платы фрезеровать? Какие линии должны быть в основном, под прямым углом? Или вообще любые линии?

Сначала собери систему с одним МК на один мотор, а там будешь смотреть получится ли тем же МК управлять еще и вторым или будет лучше использовать два.
На макетке, помоему, особых проблем нет сделать электронику для такой задачи...

Не, вообще любые линии. Т.е. _прямые_ линии, соеденяющие любые (x1,y1) и (x2,y2)

Ок, сначала соберу для одного двигателя, а потом видно будет.