Про микрошаг и синус с косинусом

Soling

Чисто теоретически… Задача выдерживании точности микрошага сводится к соблюдению отношения магнитных полей на полюсах обмоток. Стало быть, как следствие, стабильности отношений токов и напряжений. В принципе, при синхронном ШИМ, что имеет место, разницы не должно быть. Ну, я так думаю…
😃
Вот все же, убедительных аргументов в пользу использования микрошагов хочется. ИМХО, безлюфтовая механика для повышения точности, мне кажется, все же надежнее. Хотя, может быть и сложнее.

ATLab
mura:

Кстати кривая тока у 3986 очень похожа на ту, что в первом посте 😛

Юрий, Вы не перепутали 3986 с чем то другим? У Аллегры все таблицы токов одинаковые - Sin/Cos. Картинка из даташита на 3986 прилагается.

Dj_smart:

Вопрос для общего развития:
Будет ли наблюдаться такая-же картина, если ключи будут работать в линейном режиме? Без ШИМ, и пр.? Тоесть убрать дискретность?

Первая мысль, которая меня посетила после построения графиков, была такой же: взять сдвоенный интегральный ЦАП, к нему добавить генераторы тока - получится чисто аналоговый драйвер. Руки пока не дошли: по-быстрому “на соплях” спаять не получится - цап SMD-шный, да и транзисторы в генераторах тока надо на хороший радиатор прилеплять… Может, позже соберусь.
Не думаю, правда, что принципиально картинка от этого изменится: дело тут не в драйвере, а в самом ШД: полюса магнитов ротора тяготеют к полюсам железа статора, от этого и вид картинки.
Измениться может только одно: немного улучшится устойчивость в промежуточных положениях микрошага. Я наблюдал такую картинку: при некоторых соотношениях токов пятно от лазера размазывается в короткую линию - из за биений частот/фаз токов (фильтрация ШИМ сигнала в ЦАП все же не идеальная). Переход к аналоговому ЦАП эту особенность уберет, конечно, и это все, чего я от него могу ожидать.

Soling:

…Вот все же, убедительных аргументов в пользу использования микрошагов хочется. ИМХО, безлюфтовая механика для повышения точности, мне кажется, все же надежнее. Хотя, может быть и сложнее.

Вы, видимо, не посмотрели по ссылке из первого поста (на cnczone.ru) про ветку, в которой я там первоначально выложил эти данные - SMD установщик. Дробление шага 1/9 должно было использоваться на ШД с пустотелым валом для вращения захваченного SMD компонента. Нагрузки на ШД там практически нет, вот и хотелось:

  1. по-быстрому, без изготовления безлюфтовой передачи
  2. сэкономить место.
Dj_smart
Soling:

А напряжением ограничить ток не получится. Оно должно быт номинальным.

Правильно. Для ДШИ200-1 номинальным является напряжение 2.3 вольта. И при этом напряжении ток обмотки будет как раз 1.5 ампера.

Soling
Dj_smart:

Правильно. Для ДШИ200-1 номинальным является напряжение 2.3 вольта. И при этом напряжении ток обмотки будет как раз 1.5 ампера.

www.texnologia.ru/product/hd/dshi-200-1.html
Тут я верю больше, не в обиду, ни в коем разе. При таком раскладе ШИМ с приличной скважностью получается.
😁

ATLab:

а в самом ШД: полюса магнитов ротора тяготеют к полюсам железа статора, от этого и вид картинки.

Видимо так и есть. ШИМ с болшой скважностью и ротор успевает сдернуться в сторону устойчивого положения, то есть в сторону естественного для него шага.
Что говорит о том, что нужно правильно выбирать частоту. Хотя, в этом свете точность без неё, (ШИМ), будет выше.
Пугающее, вроде: “безлюфтовая передача”, на деле выливается в качественный зубчатый ремень. Места, конечно чуть больше возьмет, но… головной боли поменьше будет.

Dj_smart
Soling:

Тут я верю больше

Ну да. При таком напряжении питания ШИМа движок выдаст заявленные характеристики. Но напряжение питания драйвера, и напруга на движке - разные понятия. Вот меня и интересовало, запитать ключи от 3-х вольт(часть упадёт на ключе), и посмотреть что будет с чистым синусом, в аналоге.

ATLab
Soling:

… Места, конечно чуть больше возьмет, но… головной боли поменьше будет.

Насколько велико это “чуть больше”? Всего то в 9 раз, если не ошибаюсь, вместо микрошага 1/9, да и зубчатые шкивы надо изготавливать.
Если учесть, что чертежи узла с ремешком и готовыми шкивами (пусть и с меньшей передачей) лежат без движения с января, понятно мое желание несколько ускорить этот процесс 😃.

ШИМ с болшой скважностью и ротор успевает сдернуться в сторону устойчивого положения…

Я разве говорил о высокой скважности?
Во первых, скважность близка к 2. Во-вторых, соотнесите частоту ШИМ, скажем 30 кГц, и момент инерции ротора. За полпериода (примерно 16 микросекунд) ротор не повернется на заметный угол.
То, что я писал, про размывание точки в линию, скорее исключение, чем правило: происходит нечасто и при очень специфическом сочетании амплитуд токов. Причина, скорее всего, биения.

Soling

Вообще то все эти мысли о ШИМ и его влияниях, мне кажутся чисто академическими. Учитывая реальные величины.

Dominator
Soling:

Учитывая реальные величины.

А реалии таковы , что сделать механику самодельного станка которая бы обеспечивала точность более 0.01 мм просто не реально . Значит используем полушаг или если есть резонансы и хочется более мягкого хода то микрошаг , но не более 1/8 .

Soling
Dominator:

Значит используем полушаг …

И внимательно следим за электроникой. Что и требовалось выяснить.

😃

mura
Dominator:

Значит используем полушаг или если есть резонансы и хочется более мягкого хода то микрошаг , но не более 1/8 .

Интересно, есть хоть один чел, кте НЕ ХОЧЕТ плавного хода?

Dominator
mura:

Интересно, есть хоть один чел, кте НЕ ХОЧЕТ плавного хода?

Проблема в том что мне нужны токи 4 А , TB6560HQ не так легко купить , да и не совсем подходят она у них только 3 А . Поэтому приходится ограничиватся полушагом , так что это немного вынужденная мера , а мудрить что то мощное с микрошагом что то неохота … да и не к чему и с полушагом довольно неплохо все работает , особенно если есть натяг в направляющих , как у меня в ластохвосте , так как мотору не очень легко крутится то нет резонансов и мягкость хода достаточная .

Soling
Dominator:

… особенно если есть натяг в направляющих , как у меня в ластохвосте , так как мотору не очень легко крутится то нет резонансов и мягкость хода достаточная .

Природная вредность не позволяет не отметить, что это как раз веский довод в пользу механического решения. При нем не только дискрет шага дробится, но и момент увеличивается. Что при нагрузках не есть плохо.
😃

Dominator
Soling:

Природная вредность не позволяет не отметить, что это как раз веский довод в пользу механического решения. При нем не только дискрет шага дробится, но и момент увеличивается. Что при нагрузках не есть плохо.
😃

Извините , не очень понял , если мотору не очень легко двигать суппорт то нужен микрошаг или полушаг ?

Soling

Если Вы ставите зубчатки для деления шага в два раза, (полушаг из полного шага), соответственно и момент Вы умножите на 2. Ну и так далее… 2, 4, 8…

Dominator
Soling:

Если Вы ставите зубчатки для деления шага в два раза, (полушаг из полного шага), соответственно и момент Вы умножите на 2. Ну и так далее… 2, 4, 8…

А понятно , Вы ремень имели ввиду , а я не понял . Нет , я противник ремня , лучше ШВП и некаких проблем , все будет летать но и так как я все делаю на ластохвостах и есть натяг в направляющих то мотору приходится чуть чуть напрягатся ( и не каких резонансов зато ) .

Soling
Dominator:

лучше ШВП и некаких проблем

Ну. это дело вкуса. Хотя, одно другому не мешает. А иногда удачно дополняет.

Dominator
Soling:

Ну. это дело вкуса. Хотя, одно другому не мешает. А иногда удачно дополняет.

Дело в том что ШВП за счет высокого кпд дает очень высокий момент на движущихся частях станка , поэтому ремень становится ненужен , а вот скоростные качествы станка увеличиваются , что гораздо важней при некоторых видах работы а так как точность выше 0.01 мм изза механики ( мы же не будем делать настольные станки в тонну весом для жесткости 😉 ) нам не достич то дробить шаг механикой для точности не к чему , при шаге ШВП в 5 мм при полушаге мы получаем точность 0.0125 мм это предел точности для легких настольных станков , поэтому дробить не к чему .

7 days later
Аэробус

Такой вопросец. Смотрю в даташит на движок FL57STH56-2006.
График говорит, что в полушаге двиг обеспечит момент в 40Н\см гдето при частоте порядка 4000pps Т.е. Делим 4000 на 400 и получаем 10 оборотов в сек (600 в мин).
Вопрос, А какой момент буит при микрошаге 1/8 или 1/10 при тех же частотах? И вообще есть какой нить способ посчитать отношение частота= момент-микрошаг? Или только методом тыка? Т.е. для достижения тех же 600 об/мин при микрошаге 1/10 надо подавать шаги с частотой 20 000 ппс Ну тут похоже момент сильно упадет 😦
Т.е. с точки зрения плавности хода и резонансов микрошаг - замечательно.
С точки зрения скорости микрошаг замедляет работу станка?
Или я не правильно считаю?
Я понимаю, что все еще сильно зависит от контроллера, но основная идея так?

ATLab

Вопрос надо разделить на три:

  1. область применения микрошага
  2. влияние микрошага на момент
  3. скоростные параметры ШД и драйвера.

Ответы:

  1. Основная область применения микрошага - низкие и средние скорости, можно условно считать за границу скорость 1000 полных шагов в секунду.
  2. Микрошаг при низких/средних скоростях несколько снижает момент
  3. Скоростные параметры ШД в основном зависят от его индуктивности, поэтому на скоростях выше (условно!) 1500 полных шагов/сек. разницы между микрошагом (синусом) и полным шагом (прямоугольником или трапецией) почти нет и скорость нарастания тока определяется в основном индуктивностью, напряжением питания и активным сопротивлением обмотки, внутренним сопротивлением источника питания.
    Грубо говоря, что микрошаг, что полный шаг - на большой скорости почти одинаково.
    Поэтому, чтобы ликвидировать это почти, в драйверах делают трансформируемое опорное напряжение: на низкой скорости - синус, на высокой - прямоугольник (трапецию).

С точки зрения скорости микрошаг замедляет работу станка?

Если исходить из того, что управляющая программа в состоянии выдавать STEP с максимальной скоростью 20000 импульсов в секунду, то выходит:

  • при использовании полушага ШД можно раскрутить (если получится!) до 20000/400=50 оборотов/сек
  • при использовании микрошага 1/10 ШД можно раскрутить до скорости впятеро меньшей - ограничение от управляющей программы - до 10 оборотов/сек.
    Если ШД реально обеспечивает требуемый момент на 2000 полных шагах/сек, а при большей скорости не обеспечивает, то разницы между полушагом и микрошагом 1/10 нет:
  • при микрошаге требуется скорость STEP 2000*10=20000 импульсов/сек- программа еще может такую скорость выдать
  • при полушаге требуется скорость STEP 2000*2=4000 импульсов/сек.
    Если ШД обеспечивает момент при 4000 полных шагов/сек, то тормозом будет управляющая программа, поэтому микрошаг нужно будет изменить на 1/4 или 1/5 или отказаться.
    Короче, голая арифметика.
boldive

В продолжение темы.
Как лучше организовывать морфинг микрошага?
С микрошага уходить на 1/4 потом на 1/2 потом на полный шаг, или можно сразу на полушаг и потом на полный шаг? На каких скоростях (rpm двигателя) это лучше делать?
Что творится с токами в обмотке двигателя когда наступает явление резонанса?
Какие есть рекомендации по борьбе с резонансом (алгоритм поведения драйвера для подавления резонанса)?

Пока собираю информацию для “усовершенствования” драйвера.

Dominator
boldive:

Какие есть рекомендации по борьбе с резонансом

Маховичок на валу шаговика .