Контроллер на мощный шаговик 4А, 48V униполярный
В том то и дело что хобби, даже при отсутствии времени и денег всеравно что-то да делаю , пусть и медленно.
допустим ШИМ прихоть, но что остается? ИЕ7 +ИД7 +mosfet помощнее и пусть греются, радиатор побольше и все ОК?. А про (5-6) *Uпит кто нибудь ответит, надо-ли, или тоже прихоть? Господа хоббисты, на “крутит и ладно” НЕ СОГЛАСЕН! Уж больно много сил на механику положил. Пусть столько же уйдет на контроллер, но работать должно как надо. А купить может и дешевле, но не интересно, да и что купишь неизвестно. А лезть в купленную не дешевую плату как-то не прет. Поэтому только сам, долго и нудно.
Ну если вас устраивает полушаг, то вот мои изыскания с этой схемой. Там и про 5-6U есть.
Да надо напряжение выше номинального в несколько раз, для повышения “скорости шагания”
rcopen.com/forum/f110/topic43370
допустим ШИМ прихоть, но что остается? ИЕ7 +ИД7 +mosfet помощнее и пусть греются, радиатор побольше и все ОК?. А про (5-6) *Uпит кто нибудь ответит, надо-ли, или тоже прихоть? Господа хоббисты, на “крутит и ладно” НЕ СОГЛАСЕН!
Оставим ШИМ пока в стороне. Сделать на логике + полевики - просто, и настраивать практически ничего не нужно, все можно посчитать.
Радиатор полевикам в том случае не нужен вообще, вся избыточная мощность будет рассеиваться на балластных резисторах, ну и ШД тоже будут греться.
Такой контроллер даст возможность использовать полушаг, правда момент будет меняться в зависимости от того, сколько обмоток одновременно находится под током.
Про (5-6) *Uпит: можно и существенно выше, я на эту тему уже писал, с картинками Микрошаговый ШИМ драйвер: картинки из жизни
Такое повышенное напряжение необходимо для ускорения процесса установления тока в обмотке ШД при ее включении, т.е. при работе на повышенной скорости. Если скорость шагания невелика,
этим можно пренебречь и не повышать напряжения.
Вторым фактором, влияющим на скорость установления тока в обмотке является ее индуктивность - чем она больше, тем дольше будет устанавливаться ток. Соответственно требуется большее напряжение, чтобы шагать с той же скоростью.
Вообще скорость установления тока в обмотке характеризуется постоянной времени t=L/R, где L - индуктивость обмотки, а R - суммарное активное сопротивление обмотки и балластного (форсирующего) резистора, включенного последовательно с обмоткой.
Ток в обмотке, когда транзистор работает в ключевом режиме и его сопротивлением в открытом состоянии можно пренебречь, будет Iобм.=Uпит/R, где Uпит - напряжение питания силовой части, R - суммарное активное сопротивление обмотки и балластного (форсирующего) резистора.
С теорией все, перейдем к практике.
Пусть есть двигатель с номинальным током Iном=1,5 А, активным сопротивлением обмотки Rобм=2,3 Ом (4SHG-023A, который я приводил в картинках)
Для коммутации обмоток используем полевики, сопротивлением канала в открытом состоянии можно пренебречь (0,05-0,2 Ом).
Считаем:
Uдв.=1,5*2,3=3,45 В, т.е. в принципе для питания этого двигателя достаточно 5 В, при этом напряжении последовательно с обмотками нужно включить балластные резисторы величиной
Rбал.=(5-3,45)/1,5=1 Ом. На резисторе будет рассеиваться мощность Pбал.=I*I*R=1,5*1,5*1=2,25 Вт.
Но шагать будем медленно.
Для улучшения ситуации повысим напряжение питания до 12 В, соответственно получим:
Rбал.=(12-3,45)/1,5=5,6 Ом. На резисторе будет рассеиваться мощность Pбал.=I*I*R=1,5*1,5*5,6=12,6 Вт.
Резисторы такой мощности уже солидный источник тепла и по габаритам не маленькие, охлаждать нужно будет именно их.
Начните с этого, эту схему достаточно правильно спаять и все заработает, а потом, когда станок оживет, решите, что делать дальше - экспериментировать с электроникой дальше или купить.
P.S. Что-то у меня ощущение, что все это уже было разжевано раньше. Не пора ли завести FAQ или “пришпиленные” темы?
В том то и дело что хобби, даже при отсутствии времени и денег всеравно что-то да делаю , пусть и медленно.
допустим ШИМ прихоть, но что остается? ИЕ7 +ИД7 +mosfet помощнее и пусть греются, радиатор побольше и все ОК?. А про (5-6) *Uпит кто нибудь ответит, надо-ли, или тоже прихоть? Господа хоббисты, на “крутит и ладно” НЕ СОГЛАСЕН! Уж больно много сил на механику положил. Пусть столько же уйдет на контроллер, но работать должно как надо. А купить может и дешевле, но не интересно, да и что купишь неизвестно. А лезть в купленную не дешевую плату как-то не прет. Поэтому только сам, долго и нудно.
Прочтите
www.telesys.ru/electronics/projects.php?do=p077
и разговор будет более предметный.
Начните с этого, эту схему достаточно правильно спаять и все заработает, а потом, когда станок оживет, решите, что делать дальше - экспериментировать с электроникой дальше или купить.
P.S. Что-то у меня ощущение, что все это уже было разжевано раньше. Не пора ли завести FAQ или “пришпиленные” темы?
[/quote]
Согласен, начать надо с резистивного форсирования, элементная база есть, навыки тоже вопрос. Какие транзисторы поставить при 4А и питании 48*5 и чтобы без буфера срабатывали от +5? Если можно ссылку на удачную по вашему мнению разводку платы плиз. Завтра бы уже начал ваять.
Согласен, начать надо с резистивного форсирования, элементная база есть, навыки тоже вопрос. Какие транзисторы поставить при 4А и питании 48*5 и чтобы без буфера срабатывали от +5? Если можно ссылку на удачную по вашему мнению разводку платы плиз. Завтра бы уже начал ваять.
Вы собираетесь подавать на обмотку двигателя 4 А? По-моему, в описании речь шла о 2 А.
И о каких 48 В Вы ведете речь? П охоже, что предыдущий пост я писал зря, Вы либо ничего не поняли либо не захотели понять.
Смотрим в описание:
I=2А, Rобм.=2,5 Ом.
При 48 В питания получим Rбал.=(48-(2*2,5))/2=22 Ом, с рассеиваемой мошностью Pбал.=2*2*22=88 Вт!
Вы что, собрались обогреватель в квартиру (мастерскую) сделать? 3 канала - как минимум 270 Вт бесполезного тепла.
Да и где такой блок питания взять?
По-моему, 12 В питания - это предел, 14 Вт - еще терпимо, да и резисторы такие можно найти, или включить несколько параллельно.
Транзисторы лучше полевые, серии IRL520N, IRL530N, IRL540N, IRLZ24N, IRLZ34N, IRLZ44N самые дешевые какие найдете.
Например у IRL520 сопротивление канала 0,26 Ом, при токе 2 А на нем будет рассеиваться примерно 1 Вт, у других транзисторов сопротивление канала еще меньше, так что основной источник тепла - резисторы.
Микросхемы нужно брать импортные серии 74HC или 74HCT, тогда не будет проблем с управлением полевиками.
По печатной плате никаких готовых вариантов не предложу, я такой контроллер не паял даже на макетке - “…не царское это дело…” - так что ищите сами.
P.S. …На этом Шахерезада прекратила дозволенные речи… Думайте, считайте, все что нужно я уже рассказал.
То АТLab
Спасибо огромное за консультацию!
I=2А, Rобм.=24 Ом. Это по факту поэтому наверное и 48v, а с 4А я попутал с перепугу наверное
При 48 В питания получим Rбал.=(48-(2*24))/2=0 Ом, с рассеиваемой мошностью Pбал.=2*2*0=0 Вт!Арифметика для меня вполне понятная и печатку я нашел! А блок питания уже есть тор 65V, 12A надеюсь хватит. Таким образом Rбал=(65-48)/2 =8.5 Ом , Рбал=2*2*8,5=34Вт Надеюсь что приемлемо, в крайнем случае проволочные сопротивления на отдельной плате поставлю под окно вместо батареи. Должно получиться.
То АТLab
Спасибо огромное за консультацию!
I=2А, Rобм.=24 Ом. Это по факту поэтому наверное и 48v, а с 4А я попутал с перепугу наверное
При 48 В питания получим Rбал.=(48-(2*24))/2=0 Ом, с рассеиваемой мошностью Pбал.=2*2*0=0 Вт!Арифметика для меня вполне понятная и печатку я нашел! А блок питания уже есть тор 65V, 12A надеюсь хватит. Таким образом Rбал=(65-48)/2 =8.5 Ом , Рбал=2*2*8,5=34Вт Надеюсь что приемлемо, в крайнем случае проволочные сопротивления на отдельной плате поставлю под окно вместо батареи. Должно получиться.
Поскольку мопед мой, несколько рекомендаций.
Если соберёте контроллер, при первом включении на двигатели подайте 5в.
На малых оборотах он будет вращаться, а после этого можно пробовать на 12в, с резисторами 3.5 ом.
Блок питания лучше взять комповый, там есть защита от КЗ.
На печатке первую с низу ЛА3 ставить не надо.
… Таким образом Rбал=(65-48)/2 =8.5 Ом , Рбал=2*2*8,5=34Вт…
Стандартные резисторы 6,8 Ом, 7,5 Ом, 8,2 Ом, 9,1 Ом, спрашивайте их. Но мощность… великовата, да и резисторы на 25- 50 Вт не на каждом шагу валяются. Возможно, будет проще самому сделать из спирали, только мотать лучше бифилярно.
Если двигатель такой высокоомный, и ему требуется 48 В, то полевики, из перечисленных подойдут только IRL520, 530, 540 - с напряжением сток-исток 100 В.
У IRLZ допустимое напряжение 55 В, поэтому они не годятся.
А напряжение в блоке питания никак не понизить до 48 В? Обычно такие высокоомные двигатели питают напрямую, без балластных резисторов.
Тогда греться будет практически нечему.
Успехов!
Поделюсь своим опытом.
На станке стоит 3 мотора ШД-5 (48В, 3а/фазу, 6 фаз).
Контроллер самопальный, на 1 мотор:
AVR Mega8, 6 транзисторов IRL640, 6 резисторов 10 Ом (из спирали от электроплитки), диоды UF4007 по 2 в параллель на обратый выброс.
Питание от 3 последовательно соединенных блоков питания от компа, суммарно 36В 22А.
Обязательно охлаждение, три вентилятора дуют на плату, иначе резисторы отпаиваются.
Работает нормально где-то пару месяцев, тепла выделяет много (я так думаю около 700 Вт), зимой это даже хорошо.
контроллер формирует обычную 12фазную последовательность (12-123-23-234-34-345 и т.д.)
мотор крутит где-то 1200 об/мин максимум, стабильно - порядка 600 об/мин.
То АТLab
Нашел irf 540 в чем отличия от irl? Для управления придется использовать буфер? Если да то какой, если можно пример обвязки. До этого строил контроллер на биполярниках, а там проще.
То VD 46 Как выкинуть эту ЛА4? можно схемку к этой печатке, буду признателен. Возможна ли замена на IRF540?
То АТLab
Нашел irf 540 в чем отличия от irl? Для управления придется использовать буфер? Если да то какой, если можно пример обвязки. До этого строил контроллер на биполярниках, а там проще.
То VD 46 Как выкинуть эту ЛА4? можно схемку к этой печатке, буду признателен. Возможна ли замена на IRF540?
irF отличается от irL напряжением отпирания, для использования irF нужно будет поставить либо готовый драйвер для полевика, либо городить схему на транзисторах, либо ставить для согласования буферные элементы с открытым коллектором (ОК) (стоком) и нагрузочные резисторы подключать к +10…+12 В.
Я пробовал все варианты, наилучший - использовать специальный драйвер (я ставил UCC27423 - 2 инвертирующих буфера, есть UCC27424 - без инверсии).
Заманчиво использовать TC4468 или TC4469 от Microchip - 4 драйвера в корпусе.
Как вариант, использовать 74F07 - 6 буферов с открытым коллектором без инверсии (74F06 - с инверсией), там можно резистор поставить небольшой, поэтому полевик будет открываться достаточно быстро.
Другой вариант 155ЛА18 - 2 мощных буфера с ОК. Вариантов много, все не перечислить.
Можно использовать и биполярные транзисторы, но придется либо самому городить схему дарлингтона, либо использовать готовый, что-нибудь типа TIP122, TIP142.
Недостаток: будут греться.
Падение напряжения на полностью открытом транзисторе TIP122 - 2 В, при токе 2 А рассеиваемая мощность составит 4 Вт (против примерно 0,25 Вт для IRL540) и без радиатора не обойтись.
АТLab Практически все разъяснил.
1554ЛА4 выкинуть нельзя, получится полношаговый привод, а это менее эффективно.
Можно поставить и 155ЛА4, в этом случае выходы 155ЛА подтянуть на +5 резисторами 320 ом, они на печатке есть.
IRF540 можно поставить, если заменить 155ЛА на 155ЛА10, в этом случае выходы ЛА10 нужно подтягивать до +12в
резисторами 750 ом. На контроллер придется подать ещё одно напряжение +12в, но не большой мощности, пордка 80 ма.
+12в можно сформировать из напряжения питания шагового двигателя с помощью простого параметрического стабилизатора.
То VD46.
Немного запутался в печатке, сопротивления R1-R4 -подтянуть ЛА10 к 12V. R5-R8- какие номиналы или как посчитать, Где балластные сопротивления? ставить последовательно в цепь питания ШД? За что отвечает цепочка С1-R9-C2-R10? если задает частоту то какие номиналы? Короче говоря если есть возможность выложите схемку плиз.
То VD46.
Немного запутался в печатке, сопротивления R1-R4 -подтянуть ЛА10 к 12V. R5-R8- какие номиналы или как посчитать, Где балластные сопротивления? ставить последовательно в цепь питания ШД? За что отвечает цепочка С1-R9-C2-R10? если задает частоту то какие номиналы? Короче говоря если есть возможность выложите схемку плиз.
Я же писал, U1 не ставить, соответственно С1-R9-C2-R10 искпючаются.
Балластные сопротивления ставятся отдельно,величина их определяется напряжением питания двигателя, допустимым током и сопротивлением обмоток.
Я же писал, U1 не ставить, соответственно С1-R9-C2-R10 искпючаются.
Балластные сопротивления ставятся отдельно,величина их определяется напряжением питания двигателя, допустимым током и сопротивлением обмоток.
И последний вопрос номиналы R5-R8, я так понял для ограничения тока затвора, для IRF540, какие номиналы, или как рассчитать - это даже интереснее.
И последний вопрос номиналы R5-R8, я так понял для ограничения тока затвора, для IRF540, какие номиналы, или как рассчитать - это даже интереснее.
R5-R8 предусмотрено для биполярных транзисторов, если ставите полевики просто закоротить.
R5-R8 предусмотрено для биполярных транзисторов, если ставите полевики просто закоротить.
Спасибо огромное! теперь 4 перемычки и испытания!
Собрал, работает! Но как-то странно подаю питание 12В, на движке получаю 9.8В это ладно наверное потери в транзисторе балластное сопротивление 3 Ома. Думаю ладно надо форсировать: подаю 65В на движке все равно 9.8 балластное сопротивление 20 Ом, что за дела? Убрал сопротивление совсем, все равно 9.8В. Стабилитрон Д817А на 56В не он ли отъедает остальное? Вопрос как подобрать стабилитрон под напряжение питания движка изза него или нет падает напряжение? Ставил как по схеме навстречу диодам(КД213А).
Собрал, работает! Но как-то странно подаю питание 12В, на движке получаю 9.8В это ладно наверное потери в транзисторе балластное сопротивление 3 Ома. Думаю ладно надо форсировать: подаю 65В на движке все равно 9.8 балластное сопротивление 20 Ом, что за дела? Убрал сопротивление совсем, все равно 9.8В. Стабилитрон Д817А на 56В не он ли отъедает остальное? Вопрос как подобрать стабилитрон под напряжение питания движка изза него или нет падает напряжение? Ставил как по схеме навстречу диодам(КД213А).
Напругу как меряли, в статике?
Надо в динамике осциллографом глянуть.
При 65в движок должен до бОльших оборотов разогнаться.
Напругу как меряли, в статике?
Надо в динамике осциллографом глянуть.
При 65в движок должен до бОльших оборотов разогнаться.
мерял в динамике , но как ни прискорбно цифровым мультиком, между средним выводом движка и любым концом обмотки, при этом через turbocnc вручную управлял осью.
в настройках оси ставил частоту от 100 до 1500гц, так как двигатель снят со станка.
примечательно что при изменении напряжения питания движок резвее не становится, но стабильнее работает от 12В гладко крутится до 800гц, а при 65В только до 200гц,
Ток в обмотках при 12В и Rбал=3 Ома 2.4А в статике(просто включен контроллер, но с компа сигнала нет) и падает до 0,59А при вращении. При 65В не рискнул мерять т.к мультик до 10А.
мерял в динамике , но как ни прискорбно цифровым мультиком, между средним выводом движка и любым концом обмотки, при этом через turbocnc вручную управлял осью.
в настройках оси ставил частоту от 100 до 1500гц, так как двигатель снят со станка.
примечательно что при изменении напряжения питания движок резвее не становится, но стабильнее работает от 12В гладко крутится до 800гц, а при 65В только до 200гц,
Ток в обмотках при 12В и Rбал=3 Ома 2.4А в статике(просто включен контроллер, но с компа сигнала нет) и падает до 0,59А при вращении. При 65В не рискнул мерять т.к мультик до 10А.
Для IRF540 напругу можно давать не более 50в,если хотите больше надо ставить IFR640.
Стабилитрон служит защитой для полевиков от всяких случайностей.
Если у Вас стабилитрон(Д817А) ограничивает от земли, на движок можно подать только 28в, иначе выбросы начинают съедаться стабилитроном, а это притормаживает шаговик.
Пдберите стабилитрон на 96в, можно составить из двух Д816 на 48в, относительно земли, и напругу давать не больше 50в.