Activity

Нету, только smd… А почему хочется именно в DIP?

Ясно, в общем, сервомашинки, насколько я понял, одноразовые и довольно-таки ненадежные устройства? Жаль, блин…
Придется тогда ставить ограничители и rotary solenoid… 😦

Спасибо большое всем за помощь!

Не, все нормально, я в этом чайник, потому сюда и пришел за советами.

Серва будет прикреплена к площадочке (которая ездит вверх-вниз), к ней - коромысло, на коромысле будет штуковина а-ля шприц (трубка с иголкой), и от нее уже вверх пневматический шланг. Таким образом, серва будет двигать по дуге эту трубку туда-сюда. С одной стороны будет лента с SMD компонентами, и все это будет работать вот так:

1. серву вправо.
2. всю сборку вниз.
3. включили компрессор, к требке присосался компонент
4. всю сборку вверх
5. серву влево
6. всю сборку вниз, до печатной платы
7. отключили компрессор.
8. всю сборку вниз.

И так в цикле. И вот мне надо, чтобы серва могла несмотря на упругий (немного, но все же) подводящий шланг точно позиционировать трубку, до полумиллиметра (мне больше не надо, у меня крупные smd компоненты). Ну, и чтобы коромысло не только не люфтило по повороту оси, но и в поперечных направлениях (так как точка крепления трубки - только одна и она будет хотеть изгибаться за счет упругости подводящего шланга и изгибать коромысло).

Обеспечить серве хорошие условия (стабильный сигнал, питание и так далее) я могу без труда.
Но, так как я в сервах чайник, не хотелось бы нарваться на серву, которая имеет ресурс 1000 сратабываний туда-сюда и ломается, или не рассчитана на постоянные перемещения, или имеет точность и повторяемость ± 5 градусов, ну и так далее. А что китайцы умеют цифирки приводить прикольные - это я ужe неоднократно убедился. 😃

Вот наверняка же среди моделистов есть какие-то проверенные временем сервы, надежные, точные, ну и так далее. 😃

А по сравнению с предыдущим предложением атласа - что лучше? или приблизительно все одинаковое?

У меня моя версия самопальная работает, описана вот тут: rcopen.com/forum/f110/topic175929/135

Права на разработку не мои, но у меня есть карт-бланш на продажу от владельца.
Цена платы + прошитый МК 1300р, готовой платы без радиатора (у меня и без него работало нормально, но можно и поставить, если хочется) - 5000р.

Из минусов - срок поставки неделя-две (заказать платы и собрать надо), плюс помехи большие вокруг, когда три таких работают, аж телик в трех метрах от станка полосит.

update: щас позвонил хозяину, он потдвердил готовность продать платы по этим ценам, т.ч. ничего не поменялось.

Я тут подумал, пожалуй, бесшумность не так важна, как цена. То есть если будет - ура, если не будет - то и фиг с ним, лучше подешевле (это я машинки за $150 увидел 😃).

это практически нереально
первые позиции набивают цену в РАЗЫ.
ждём размера и ценовую вилку

Хорошо, тогда снимаю требование держать еще одну серву. Пусть будет просто одна серва, на коромысле трубка D=10мм L=80мм весом 50 грамм, подключенная гибким тонким шлангом.
Скорость (в смысле того, что обычно идет в параметрах) неважна, то есть если оно будет крутиться на 90 градусов за 0.5 секунды - это для меня отличный результат, больше и не надо.

Точность достаточна до одного градуса, 0.5 градуса - очень хорошо, 0.1 градуса - отлично, и больше и мечтать не о чем 😃
Поворот достаточно 90 градусов.

Размер и ценовой диапазон написал выше.

Размер стандарт? Или микро? Уточните в мм.

Верхний предел цены тоже назовите.

По размеру - если ось торчит вверх, то высота неважна (ну, до 10см 😃), ширина и длина - до 5см. Особенно экономить в размере смысла не имеет, если это увеличит надежность или уменьшит цену, например.

Цена - ну, до 2000р за штуку, хотя, конечно, чем меньше, тем лучше.

Заодно, если можно, подскажите места, где это можно купить в Москве и где можно заказать из-за границы (я так понимаю, цены могут отличаться раза в два?..)

Спасибо!

Мне нужна сервомашинка, но не для полетов, а для станочка-установщика светодиодов (вернее, даже две - одна на другой).

Попробовал китацское барахло задешево с DX - пластиковые шестеренки дают большой люфт, при этом машинка немного “дрожит” (хотя сигнал точно стабильный). Хотелось бы чего-то получше…

Критерии, в порядке снижения приоритета:

• точная (повторяемость позиции при одинаковом duty ratio)
• надежная
• тихая
• небольшая (но способная на себе нести железку весом 100грамм + еще одну такую же серву)
• относительно дешевая

Что посоветуете, гуру? Спасибо заранее!

пробовал 0.47мкф 0.1мкф та же фигня , еще меньше надо ?, напряжение на транзисторе 9 в может ему мало для полного открытия ?

У меня был случай, когда 2101 нормально заработала только после установки туда тантала 10мкФ.

а можно Вашу последнюю версию в студию или это коммерческий проект ? хотелось бы сделать то же ! а то как то валяются в гараже 10шт ШД5 ! готов заплатить за вашу разработку (схему печатку прошивку)

Это был проект “под заказ”, то есть схема-прошивка-печатка принадлежат заказчику. Я спросил у него, можно ли поделиться с сообществом, он запретил отдавать кому бы то ни было любые исходники, но разрешил делиться драйверами любой степени собранности (от печатка+прошивка, до собранного).

Дальше - в личке.

Если оно стартует на 20кГц, то это (20000/240)*60=5000об/мин. У меня такое получалось только с разгоном, но на 40 вольтах питания. Какое напряжение питания двигателя?

Не совсем понял про рекуперацию и зачем там АГ3, я так понял, что как только ток превысил нужное значение, идет импульс, запускающий АГ3, который его удлинняет до 10мс? А что дальше с этим сигналом делает PIC?

Диоды греются потому что через них сбрасывается в питание противоЭДС и наведенные другими обмотками токи, в размере подаваемой туда энергии (6-9ампер) минус нагрев движка, и я подозреваю, что по закону сохранения энергии под нагрузкой они будут греться меньше (как это ни странно) 😃

Ну, при тех размерах радиаторов греться особо и не должно. Это контроллер, который шел на эти станки с завода, там схема без ШИМ, но с вольтодобавкой, которая обрубается по достижении нужного тока.

ШИМ шумит из-за того, что индуктивность обмоток довольно большая.

Если ШИМ сделан на компараторах по релейной схеме, то частота там плавает в довольно больших пределах, потому что по релейной схеме стабилизируется дельта тока, а частота - только производная. Плюс к тому, компараторы - весьма чувствительные штуки, немного грязи и флюса на плате - и параметры уплывают.

Если ШИМ сделан на чем-то вроде UC3843 - то при частоте 22кГц оно легко может пропускать один, а то и два периода задающего генератора - просто потому, что ток еще не снизился до нужной величины. И получается 11кГц, или даже еще меньше, причем оно тоже плавает, и вместо писка получается хрип.

king2 как успехи?

Резистор нужной мощности и номинала не нашел, так что не попробовал. Однако, немногим раньше я пробовал вместо диода ставить супрессор, и получил потерю мощности из-за почти мгновенного падения тока в обмотке после отключения верхнего плеча. С резистором, думаю, будет похоже, то есть это будет компромисс между скоростью нарастания тока в обмотке и эффектом гашения противоЭДС.

Нагрев земляной дорожки, похоже, от диодов HER507. Забил.

Заменил транзисторы IRF640 на IRF540Z (у них сопротивление меньше) - греться стало и вправду меньше, но несущественно. Похоже, что все равно придется на радиаторы их ставить, хотя и без радиаторов они греются, но пока ничего из строя не вышло.

Установил у себя 137 шагов и попробовал блок питания на 40 вольт (трансформатор + диодный мостик + кондер 10000мкФ 100вольт) - если до этого двигатель останавливался примерно на 2500мм/мин, то сейчас - на 5000мм/мин. Думаю, если еще повысить напряжение, то будет еще лучше, хотя мне уже столько не надо (обработка камня, там вообще все медленно делается). А так вообще, думаю, можно до 80-90 вольт наращивать, если транзисторы 640 и на радиаторах - то и до 160 выдержит.

Джампера отвечают за схему работы (2-3 или 3-4) и установку тока простоя (если на второй поставить джампер постоянно - то будет всегда ток, выставленный на подстроечном резисторе, если снять - запомнит текущее положение как ток покоя.

Если вдруг придется делать на еще такие драйвера - немного поменяю разводку платы (несущественно, но приятнее для монтажа) и закажу трафарет, но, думаю, что перспективы это окупить эээ… туманные 😃.

Последняя версия выглядит вот так:

Рекуперация у вас не работает, точнее работает она лишь в момент переключения фаз, все остальное время противоэдс замыкается накоротко через диод и открытый нижний транзистор.
Дело не столько и в рекуперации, сколько в том, что нельзя полностью гасить противоэдс диодом, это сильно тормозит мотор.
При нормально работающей рекуперации противоэдс не гасится полностью, а ограничивается на уровне питания.
Попробуйте изменить управление, входы Hin и Lin соедините вместе(я так и пробовал при экспериментах с шим), посмотрите, как будет вести себя мотор. Но тут наверное вылезет косяк, о котором писал выше- хаотичное отключение верхних ключей при стоянке двигателя.

Дык энергия на противоЭДС в момент отключения верхнего плеча будет довольно маленькой, и действительно надо замыкать ее через диод, чтобы получить быстрое нарастание тока, иначе будет плавный фронт. Если ее гасить на питание, то ток никогда не нарастет (или сделает это слишком медленно) до номинального значения.
А вот когда отключается вся фаза, тогда оно и гасится на питание, но тут уходит вся энергия, запасенная в катушке, а не только дельта, на которую падает ток.

Так что с этой стороны все вроде бы нормально…

А можете свою схемку бросить текущую?

Точно.
Вы бы схему приложили. Судя по плате, противоэдс гасите полностью диодом, если это так, причина в этом.

На столе без мех. нагрузки двигатель раскручивается до максимально возможной скорости при ядре мача 25 кГц, 137 шаг мм, точно не помню, 5, 6 или 7 тыс об., верхнее положение ползунка скорости в motor tuning при 137 шаг мм. От мотора слышен тонкий писк. Момента, конечно, нет никакого, но раскручивается уверенно.

Хм, у меня дохнет на 1400 оборотах в минуту без нагрузки, при почит идеальных осциллограммах тока в обмотке…

Гашу двумя диодами с рекуперацией на источник питания, схема - косой полумост. Силовой кусок схемы прилагаю, входы IR2101 работают так - вход LIN - управление фазой (1 - фаза включена, 0 - выключена), на вход HIN идет ШИМ с ограничителя тока (провод от R4/C6 - ОС на регулятор тока).

Предполагаете, что из-за диодов гасится не только противоЭДС, но и наведенная ЭДС от других обмоток, что приводит к потере мощности?

Где-то выше писал о скорости на станке по сравнению с резистивной форсировкой. Но куда поболее 1440 об. мин. Руками остановить легко- субъективный показатель, но на 1400 об да и повыше не так уж легко останавливается рукой. Норовит кожу обжечь…

А это точно именно обороты в минуту?
Я считаю так - 1440 оборотов в минуту, делить на 60, получается 24 оборота в секунду, умножить на 240 шагов = 5760 герц частота на сигнале STEP. Мы одинаково считаем?

Я внизу приаттачил осциллограммы, которые снимаю с токосъемного резистора 0.33Ома, питание 24 вольта 5 ампер (так написано на БП). Там видно, что ток нарастает до полной величины (пять делений по 200mV = 1v, что дает нам 1/0.33 = 3ампера), но тем не менее:

1 картинка:
Частота 540*12=6480Hz, оно же 1620 об/мин. Двигатель еще крутится, но его легко можно остановить рукой. Ток во всех обмотках 3 ампера, больше некуда!

2 картинка:
Медленная скорость, 322*12=3864Hz, оно же 966 об/мин. Двигатель крутится надежно, рукой остановить не получается.

3. картинка:
   Частота 1173*12 = 14kHz, оно же 3519 об/мин. Двигатель остановился сам еще где-то в районе 700*12Hz, видим четкую картину стабилизации тока на частоте 15kHz (это частота моего ШИМа).

Доктор, что я делаю не так? 😃

Пробовал, что-то не пошел он у меня. Мотор крутился хорошо, но при остановке, когда постоянно включены 2 или 3 фазы, отключались драйверы верхних ключей. Мог отключиться через секунду, через 2 или 5…(конечно, я подразумеваю не тупо включены, а шим управление). При вращении работало нормально.
Причину не нашел, кинул.

Причина в бутстрепной схеме драйвера, надо увеличивать емкость конденсатора, который там стоит.

Павел, я тут тоже немного балуюсь тем же 😃 и есть вопросы:

1. Сколько получилась в итоге скорость? У меня получилось максимум 470Гц на обмотке, то есть примерно 5700 шагов в секунду, или 1440об/мин. Питание 24вольта, 3 ампера на канал, при этом его легко можно остановить руками. Это хороший показатель для этого шаговика или есть куда стремиться? Попробую скорость при 48 вольтах питания, сейчас просто нет такого БП под рукой.
2. Пробовал ли с ШИМ? Почему в итоге решил так не делать?
3. Почему на логике, а не на микроконтроллере или ПЛИС? Просто более удобная/привычная элементная база или есть какие-то подводные камни?
4. Шумит ли двигатель, когда крутится? У меня пищит на разные лады, ибо индуктивность у него будь здоров, и ШИМ пропускает импульсы (из 20кГц получается меньше, причем случайно и движок как бы хрипит…)
5. У меня греется плата, тупо дорожки. Земля разведена кусочком длиной 14см, шириной 3см, толщина фольги 35, и оно греется!! В твоем так же?
6. Пришлось отрезками провода соединять ту чатсь схемы, которая смотрит на токосъемный резистор, и мощную землю, без этого раздрай и ужас, помехи больше чем сигнал раз в 20, причем первый канал нормально, второй хуже… последний практически вообще не работает. После соединения заработало. В драйвере в этой теме вроде тоже был токосъемный резистор, таких проблем не было?

Заранее спасибо за ответы. Вот мой драйвер (микроконтроллер пока что подсоединен проводочками и не запаян, мосфеты верхнего плеча должны быть тоже на общем радиаторе (но пока что и без него работает, хотя и греется), рекуперация есть, снижение тока при стопе тоже есть - с 3А до примерно 1.5А):

Вот только провода питания внутри такого разъема не разместишь (можно конечно для питания запараллелить два провода, но это для моторов мах NEMA23), и автоматически становишься привязан к витой паре. А если сечение провода хочется побольше, как тогда?

а сами экранированные разъемы Вы часто в продаже видели?

RJ45 я бы назвал разъемом открытого типа. Контакты ничем не защищены от внешних воздействий. Через какое-то время запросто могут начаться “контактные явления”. Особенно это касается помещений с перепадами температуры и влажности (любые неотапливаемые помещения типа гараж).

Лично я плюсов в RJ45 не вижу. Но о вкусах не спорят. Кому что нравится.

Про продажу ничего не скажу, заводить на один разъем силовое питание драйвера и сигналы - имхо, плохой тон.
Если разъемы хорошие, на патч-корде колпачок и сама плата в корпусе - то проблем не должно быть (по крайней мере не больше, чем для разъема DB-9).

В качестве выходных разъемов поставлю привычные DB9-F. Они продаются “двухэтажными”, тоже место на плате но компактнее. И со станком так удобнее соединяться.

Удобнее ставить разъемы RJ-45, как сделано в PLC6x от purelogic. И стандартные провода можно использовать, и патч-корды с экранами есть, и сгнал витой парой (помех меньше), и втыкается-вытаскивается удобно, и места мало занимает, в общем, куча плюсов. Сигналы внутри только надо не как в plc6x, а с учетом разводки стандартных патч-кордов (чтобы каждый сигнал по своей паре).

Извиняюсь, что влезаю, но вопросы:

1. Правильно ли я понимаю, что если не брать в расчет простоту схемотехники и реализации, а также цену вопроса, то вариант с ШИМ даст тот же результат по моменту и эффективности (если обмотку закорачивать не диодом, а поставить транзисторы с вольтажом 2*U и супрессор на U)?

2. Почему-то практически везде ШИМ делают по схеме, подобной внутренностям UC3843 - то есть с Rsense на компаратор, оттуда на триггер, и на этот же триггер некую частоту. В результате мы включаем частотой триггер, и выключаем его, когда ток достигнет некоего значения. Далее включаем триггер снова, по ближайшему фронту той самой базовой частоты.

А почему?
Почему бы не завести выход компаратора сразу на элемент И и туда же пустить вход разрешения работы канала? Этому мешают какие-то причины? Я пока что умозрительно вижу только то, что, возможно, частота при этом будет настолько большой за счет отсутствия гистерезиса на компараторе и ограничений драйвера-транзистора, что транзистор практически всегда будет полуоткрыт. Или все же можно сделать по предложенному?

В этом случае можно даже сделать проще, вот я тут накидал схемку.
Резистором R4 меняем напряжение на входе компаратора, то есть порог, когда он включается. С инвертора, когда на входе 0, идет 5 вольт, до входа компаратора доходит только 4 (1 падает на диодах), компаратор думает, что швах, переборщили с током и вырубается. Когда 0 меняется на 1, на выходе инвертора будет 0.5 вольт примерно (TTL), и эта цепь из-за закрытых диодов перестает влиять на регулировку. Одновременно идет импульс через диод на второй вход компаратора, это форсирует импульс в начале. Подобрав правильно номиналы цепей, мы можем либо просто на старте выдать движку радости, чтобы лучше шевелился, либо наоборот, увеличить номинал кондера и когда он полностью зарядится, ток снизится до тока удержания.

Если вся эта радость не нужна, убираем нафиг инверторы и верхнюю цепочку, инвертируем сигнал в трансляторе, и получаем довольно простую схемку.

Будет ли она работать? Если нет, то почему? 😃

p.s. В схемке ошибка, вход ON/OFF не должен соединяться с землей, недоглядел, и альтиум подло воспользовался моментом 😃.

Можно начну с критики? 😁

1. Чтобы просто покрутить двигатель регистры неудобны: нужна схема или компьютер (микроконтроллер) с программой, которая в них будет писать данные.
   Проще взять любую готовую схему с реверсивным счетчиком и дешифратором.
2. Управлять мощными полевиками (даже с логическими уровнями управления) напрямую логикой малоэффективно - выходной ток мал, а входная емкость полевиков большая, фронты затянутся, полевик будет греться. Нужны драйверы.
3. Шаговик выбран, мягко говоря, совсем не лучший: если пошерстите форумы, найдете, что никому так и не удалось сделать для него эффективный драйвер.
   Видимо тем, кто мог бы это сделать, нафиг не нужно убиваться с такой рухлядью. А тем кто, кто хотел бы, чего то все время не хватает.
   Хотя может я не прав? Я не слежу за ветками с ШД5…

1. Микроконтроллер будет, для меня гораздо проще сделать на нем, чем на рассыпухе-логике, и в плане количества корпусов, и в плане расширяемости/гибкости.
2. OK, понял. Сейчас схемку модифицирую и выложу.
3. Мне сейчас не хватает знаний и опыта. Прошу вот помочь с этим, но…

А теперь предложение: поговорите со спонсором и убедите его, что нужен другой, современный двигатель. И уже с ним экспериментируйте в драйверостроении.

Ну, как бы у других двигателей тоже есть индуктивность и все сопутствующее. Как нулевое решение спонсору будет поставлен либо штатный блок от этого же станка, либо любое поделие “которое работает”. У него резка ОЧЕНЬ медленная, и там не нужна скорость-приемистость.

Я разобраться хочу. Поэтому и прошу помощи, НО:

А подробнее - это все равно, что заново для Вас придумывать схему.

Еще раз - мне не нжно решение для тупого повторения, я хочу разобраться, почему надо сделать так, а не иначе. Понять, какие засады имеются у управления индуктивной нагрузкой, двигателем, полевиками, и так далее. Я понимаю, что с высоты Вашего опыта это кажется детской возней, но я правда хочу разобраться. И сделать по-правильному. Я понимаю, что можно занять позицию “учить тебя никто не будет”, но можно ведь и просто по-человечески помочь. Рассказать что-то, если я не догоняю, объяснить может быть, ткнуть носом, на что обратить внимание, в конце концов.

Однако, из цитаты правильно ли я понимаю, что от Вас мне помощи ждать не приходится?..

Окей, пойдем другим путем (от противного). ШИМ (пока что) посылаем в баню (в сад, в пень итд).

Вот накидал схемку драйвера с форсировкой, который работать не будет, но основную логику проследить можно. Транслятором набиваем данные в регистры (экономим ножки процессора) и показываем их по фронту DATA_OUT.

Предполагается, что мы включаем один (или несколько) каналов, даем команду на транзистор Q100, который шунтирует один из резисторов, добавляя жару на старте. Дальше просто ток удержания. Предположим, что движок ШД5, обмотка 1.5 Ома, резисторы подобраны так, что при питании 12 вольтами будет 5 и 1.5 ампера на шаге/удержании соответственно.

Вопросы по существу:

1. Будет ли работать такая защита супрессорами?
2. Будут ли нормально работать полевики IRL от регистра 74hc595? Емкость затвора не помешает? Обязательно ли туда впихивать драйвер или можно и так?
3. Что поставить вместо знаков вопроса, чтобы управлять драйвером верхнего плеча (минимум корпусов, можно ли сделать на оптопаре)?
4. Понятно, что для ШД5 в данном случае будет то две фазы, то три, и у нас рабочие параметры будут скакать. Но и удержание будет то тремя обмотками, то двумя, так что момнт на валу должен приблизительно быть одинаковым.
5. Что не учтено? Почему эта схема плохая?

Как раз типовое, но… мягко говоря неоптимальное. Там токи такие, что диоды(или стабилитроны) отпаиваются.

Ну, как я понимаю, правильно будет рассчитывать так:
Допустим, ключи у нас на Vk вольт, питание Vcc. Чтобы ключ не погорел, хотим, чтобы там было не более чем 0% от его максималки.
Тогда параллельно обмотке ставим супрессор на (Vk-Vcc)*0.9 вольт.

Если ключ на 100 вольт, а питание 24 - то (100-24)*0.9 = 68. Ставим туда 1.5KE68(1N6291) TVS диод на 68 вольт.

При размыкании ключа напряжение на ключе растет от напряжения питания, растет… растет… дорастает до 24 (питание) + 71 (максимальное срабатывание супрессора) = 95 вольт, и так и остается, потому что дальше “стравливается” в супрессор. При этом, пока оно до 71 вольта не доросло, мы обмотку ничем не закорачиваем, и крутиться движку не мешаем.

Вроде все правильно?

Нутром чую, что можно каким-нибудь хитрым образом вместо супрессора ввалить эту ЭДС в индуктивность и использовать при следующем шаге. Можно?

А вот борьба с выбросами в момент закрытия ключа, из-за дурной индуктивности ШД5, доставляет кукчу проблем. Тепловых, в основном.
Чем обусловлено применение ШД5? Их наличием?

А чем это решается?
Я так понимаю, типовое решение - диод параллельно обмотке в обратном направлении.
Можно (и применяемо ли) вместо диода поставить TVS диод и будет ли лучше (сорри, я чайник)?
Или как-то еще?

У заказчика (с которого начинаю и который финансирует эксперименты) имеется токарно-фрезерный станок с ШД5, который надо подключить (и он хочет оставить именно ШД5 из соображений “оно же работало”).

Себе буду ставить что-то из серии биполярников 56Н76, но позже, а сейчас хочу попробовать набить максимальное количество шишек об грабли. ИМХО, ШД5 идеальный полигон 😃

Добрый день!

Вступление:
Прочитал много разных тем на этом форуме, но так и не понял, что же является “народным драйвером”, “фидорулезом” и так далее, в плане решения силовой части. Встречал много критики со стороны ATLab на уже существующие схемы, поэтому, если он решит помочь мне в этой проблеме, буду особенно благодарен. Я постраюсь привести здесь ход моих мыслей на эту тему, в аналоговой электронике я чайник, поэтому прошу строго не судить, а если будут мнения “это фигня, работать не будет” - то аргументировать, почему, а в идеале, предложить то, что работать будет. Сразу оговорюсь, что я не ищу решений в стиле “вон там кто-то че-то сделал, вроде работает, надо только PIC купить”, я хочу сделать свое перефекционистское решение, и в процессе обсуждения понять, почему оно именно такое. Также мне совершенно не интересно покупать уже готовое решение, хотя ссылки на удачные реализации, которые “работают” будут встречены с благодарностью. 😃
Еще раз - все это касается только силовой части, мы сейчас говорим о “черном ящике”, на входе которого уровни TTL, а на выходе - обмотка двигателя.

Итак, передо мной стоит задача реализации силовой части управления униполярными шаговыми двигателями (для начала - ШД5). Сейчас будет поток мыслей, если я где-то не прав, пожалуйста, поправьте меня.

Как я понял, для того, чтобы компенсировать индуктивность обмотки и обеспечить быстрое нарастание тока в ней (а стало быть, и момент на валу), применяются следующие подходы:

1. Увеличение активного сопротивления обмотки (резистор, подключенный последовательно). Уменьшает удельную индуктивность схемы, стало быть, улучшает фронт сигнала на обмотке. Хорош тем, что прост, плох всем остальным: увеличенное потребление, мощные резисторы, которые греют комнату, увеличенное напряжение питания, плохая эффективность решения по сравнению с другими. Не будем применять.

2. Форсирование импульса - короткий высоковольтный импульс на начале шага, позволяющий быстро насытить индуктивность, и обычный, удерживающий ток далее, который “дошагивает” двигатель до нового устойчивого состояния. Хорош тем, что не надо обратной связи, плох тем же самым 😃, нужен дополнительный ключ на каждую фазу, на больших нагрузках на валу импульса может не хватить, и мы пропустим шаг. За счет увеличения в два раза количества силовых транзисторов, тоже применять не хочется.

3. ШИМ-регулирование тока в обмотке. Самый, вроде, “продвинутый” вариант, однако, существующие реализации требуют применения аналоговых компараторов, которые прерывают подачу тока при увеличении напряжения на низкоомном сопротивлении более нужного значения. Хороши вроде бы всем, но:

   • компаратор “живет” около нуля, стало быть, помехи
   • хочется избегать (по возможности) решений “на рассыпухе”
   • хочется избегать (по возможности) аналоговых решений, обвязку которых необходимо рассчитывать по каким-то сложным алгоритмам

Но тем не менее, считаю, что самым правильным является последний вариант. Берем его за базу. Также хочется, чтобы можно было регулировать ток в обмотках, как минимум, просто уменьшая его до тока удержания, как максимум - плавно, чтобы обеспечить микрошаг.

Итого, нам необходимо, чтобы на фазу можно было подавать сигналы:

• ON (TTL) - если сигнал активен подаем ток на обмотку, если неактивен - ток в обмотке равен нулю
• LEVEL (TTL 1-4 bit, либо аналоговый, “хоть это и оскорбительно для коллектива” (с) Жванецкий) - от него зависит ток в обмотке.

С абстрактной точки зрения, можно “скрестить” эти сигналы (если LEVEL=0, то и тока в обмотке нет), но думаю, что не получится из-за особенностей схемной реализации. Однако, вполне приемлемо (и даже желательно) управление по SPI, I2C, RS-485, либо другим подобным интерфейсам, защищенным от помех и с экономией количества подключаемых проводов.

Также хочется выживаемость схемы (минимум) или выживаемость и диагностику (максимум) от следующих состояний (в порядке уменьшения желаемости):

• обрыв обмотки
• превышение обратной ЭДС
• замыкание обмотки
• пропадание связи с управляющим модулем
• какие-то другие события, приводящие к разрушению схемы (какие?)

Цена компонентов не настолько важна, как их надежность и удобство применения, общий настрой в сторону уменьшения количества корпусов и деталей.

Решения, где управление током и ШИМ происходит при помощи микроконтроллера, в принципе, приемлемы, но надо ОЧЕНЬ аккуратно считать, успевает ли он вовремя реагировать.

Вот примерно так.

Приходит решение “в лоб” - микроконтроллер, например, ATMEGA8-20, через буфер (либо через 2И-НЕ) подключенный к затвору IRLZ44 либо IRL640/840, резистор в цепи обмотки со стороны массы, отвод оттуда либо на компаратор атмеги, либо на какое-то другое устройство.

И вот тут засада. Предположим, у нас максимум 10 ампер на фазу, 48 вольт питания, и мы хотим успеть ограничить ток. Моих знаний и опыта не хватает, чтобы рассчитать, с какой скоростью возрастает тока, и как быстро мы должны реагировать на изменение напряжения на резисторе.
Кто-нибудь может с этим помочь?

В зависимости от ответа на этот вопрос возможны варианты, начиная от типовых предрайверов от allegro, и заканчивая мелкосхемами типа NVS7513 или полностью своей реализацией на atmega8.

Где я ошибся?
Что написал неправильно?
Какие решения могут упростить жизнь, может я полез не в те дебри?

Жду любой конструктив.
Заранее спасибо!