Короткий вступ в теорію і типи драйверів, поради щодо підбору оптимального драйвера для крокової двигуна.
Якщо ви хочетекупити драйвер крокової двигуна , Натисніть на інформер справа
Деякі відомості, які можуть допомогти вам вибрати драйвер крокової двигуна.
Кроковий двигун - двигун зі складною схемою управління, якому потрібен спеціальний електронний пристрій - драйвер крокової двигуна. Драйвер крокової двигуна отримує на вході логічні сигнали STEP / DIR, які, як правило, представлені високим і низьким рівнем опорного напруги 5 В, і відповідно до отриманих сигналами змінює струм в обмотках двигуна, змушуючи вал повертатися у відповідному напрямку на заданий кут. \u003e Сигнали STEP / DIR генеруються ЧПУ-контролером або персональним комп'ютером, на якому працює програма управління типу Mach3 або LinuxCNC.
Завдання драйвера - змінювати струм в обмотках якомога ефективніше, а оскільки індуктивність обмоток і ротор гібридного крокової двигуна постійно втручаються в цей процес, то драйвери вельми відрізняються один від одного своїми характеристиками і якістю одержуваного руху. Струм, що протікає в обмотках, визначає рух ротора: величина струму задає крутний момент, його динаміка впливає на рівномірність і т.п.
Типи (види) драйверів ШД
Драйвери діляться за способом закачування струму в обмотки на кілька видів:
1) Драйвери постійної напруги
Ці драйвери подають постійний рівень напруги по черзі на обмотки, результуючий струм залежить від опору обмотки, а на високих швидкостях - і від індуктивності. Ці драйвери вкрай неефективні, і можуть бути використані тільки на дуже малих швидкостях.
2) Дворівневі драйвери
У драйверах цього типу струм в обмотці спершу піднімається до потрібного рівня за допомогою високої напруги, потім джерело високої напруги відключається, і потрібна сила струму підтримується джерелом малого напруги. Такі драйвери досить ефективні, крім іншого вони знижують нагрівання двигунів, і їх все ще можна іноді зустріти в висококласному обладнанні. Однак, такі драйвери підтримують тільки режим кроку і півкроку.
3) Драйвери з ШІМ.
На поточний момент ШІМ-драйвери крокових двигунів найбільш популярні, практично всі драйвери на ринку - цього типу. Ці драйвери подають на обмотку крокового мотора ШІМ-сигнал дуже високої напруги, яке відсікається по досягненню струмом необхідного рівня. Величина сили струму, по якій відбувається відсічення, задається або потенціометром, або DIP-перемикачем, іноді ця величина програмується за допомогою спеціального програмного забезпечення. Ці драйвери достатньо інтелектуальні, і забезпечені безліччю додаткових функцій, підтримують різні ділення кроку, що дозволяє збільшити дискретність позиціонування і плавність ходу. Однак, ШІМ-драйвери також вельми сильно відрізняються один від одного. Крім таких характеристик, як напругу живлення і максимальний струм обмотки, у них відрізняється частота ШІМ. Краще, якщо частота драйвера буде більше 20 кГц, і взагалі, чим вона більше - тим краще. Частота нижче 20 кГц погіршує ходові характеристики двигунів і потрапляє в чутний діапазон, крокові мотори починають видавати неприємний писк. Драйвери крокових двигунів слідом за самими двигунами діляться на уніполярні і біполярні. Початківцям верстатобудівники настійно рекомендуємо не експериментувати з приводами, а вибрати ті, за якими можна отримати максимальний обсяг технічної підтримки, інформації та для яких продукти на ринку представлені найбільш широко. Такими є драйвери біполярних гібридних крокових двигунів.
Як вибрати драйвер крокової двигуна (ШД)
перший параметр, На який варто звернути увагу, коли ви вирішили вибрати драйвер крокової двигуна - це сила струму, яку може забезпечити драйвер. Як правило, вона регулюється в досить широких межах, але варто драйвер потрібно вибирати такий, який може видавати струм, рівний току фази обраного крокової двигуна. Бажано, звичайно, щоб максимальна сила струму драйвера була ще на 15-40% більше. З одного боку, це дасть запас на випадок, якщо ви захочете отримати більший момент від мотора, або в майбутньому поставите більш потужний двигун, З іншого - не буде зайвою: виробники іноді «підганяють» номінали радіоелектронних компонентів до того чи іншого виду / розміром двигунів, тому занадто потужний драйвер на 8 А, керуючий двигуном NEMA 17 (42 мм), може, наприклад, викликати зайві вібрації .
другий момент - це напруга живлення. Дуже важливий і неоднозначний параметр. Його вплив досить багатогранно - напруга живлення впливає на динаміку (момент на високих оборотах), Вібрації, нагрів двигуна і драйвера. Зазвичай максимальна напруга живлення драйвера приблизно дорівнює максимальному току I, помноженому на 8-10. Якщо максимальне вказане напруга живлення драйвера різко відрізняється від даних величин - варто додатково поцікавитися, в чому причина такої різниці. Чим більше індуктивність двигуна - тим більша напруга потрібно для драйвера. Існує емпірична формула U \u003d 32 * sqrt (L), де L - індуктивність обмотки крокової двигуна. Величина U, що отримується за цією формулою, вельми приблизна, але вона дозволяє орієнтуватися при виборі драйвера: U має приблизно дорівнювати максимальному значенню напруги живлення драйвера. Якщо ви отримали U рівним 70, то за даним критерієм проходять драйвери EM706, AM882, YKC2608M-H.
третій аспект - наявність опторазвязанних входів. Практично у всіх драйверах і контролерах, що випускаються на заводах, тим більше брендових, опторазвязка варто обов'язково, адже драйвер - пристрій силової електроніки, і пробою ключа може привести до потужного імпульсу на кабелях, за якими подаються керуючі сигнали, і вигоряння дорогого ЧПУ-контролера. Однак, якщо ви вирішили вибрати драйвер ШД незнайомій моделі, варто додатково поцікавитися наявністю оптоізоляцією входів і виходів.
четвертий аспект - наявність механізмів придушення резонансу. Резонанс крокової двигуна - явище, яке проявляється завжди, різниця тільки в резонансній частоті, яка перш за все залежить від моменту інерції навантаження, напруги живлення драйвера і встановленої сили струму фази мотора. При виникненні резонансу кроковий двигун починає вібрувати і втрачати крутний момент, аж до повної зупинки вала. Для придушення резонансу використовується мікрошаг і - вбудовані алгоритми компенсації резонансу. Коливний в резонансі ротор крокового двигуна породжує мікроколивання ЕРС індукції в обмотках, і по їх характеру і амплітуді драйвер визначає, чи є резонанс і наскільки він сильний. Залежно від отриманих даних драйвер кілька зміщує кроки двигуна в часі відносно один одного - така штучна нерівномірність нівелює резонанс. Механізм придушення резонансу вмонтований в усі\u003e драйвери Leadshine серій DM, AM і EM. Драйвери з придушенням резонансу - високоякісні драйвери, і якщо бюджет дозволяє - краще брати саме такі. Втім, і без цього механізму драйвер залишається цілком робочим пристроєм - основна маса проданих драйверів - без компенсації резонансу, і тим не менше десятки тисяч верстатів без проблем працюють по всьому світу і успішно виконують свої завдання.
п'ятий аспект - протокольна частина. Треба переконатися, що драйвер працює по потрібному вам протоколу, а рівні вхідних сигналів сумісні з необхідними Вам логічними рівнями. Ця перевірка йде п'ятим пунктом, тому що за рідкісним винятком переважна кількість драйверів працює по протоколу STEP / DIR / ENABLE і сумісно з рівнем сигналів 0..5 В, вам треба тільки лише про всяк випадок переконатися.
шостий аспект - наявність захисних функцій. Серед них захист від перевищення напруги живлення, струму обмоток (в т.ч. від короткого замикання обмоток), від переполюсовки напруги живлення, від неправильного підключення фаз крокового мотора. Чим більше таких функцій - тим краще.
сьомий аспект - наявність мікрошаговий режимів. Зараз практично в кожному драйвері є безліч мікрошаговий режимів. Однак, з кожного правила є винятки, а не драйверів Geckodrive режим тільки один - ділення кроку 1/10. Мотивується це тим, що більшу поділ не приносить більшої точності, а значить, в ньому немає необхідності. Однак, практика показує, що мікрошаг корисний зовсім не підвищенням дискретності позиціонування або точності, а тим, що чим більше розподіл кроку, тим плавнів рух вала двигуна і менше резонанс. Відповідно, при інших рівних умовах варто використовувати розподіл чим більше, тим краще. Максимально допустимий розподіл кроку буде визначатися не тільки вбудованими в драйвер таблицями Брадіса, але і максимальною частотою вхідних сигналів - так, для драйвера з вхідною частотою 100 кГц немає сенсу використовувати розподіл 1/256, так як швидкість обертання буде обмежена 100 000 / (200 * 256) * 60 \u003d 117 об / хв, що для крокової двигуна дуже мало. Крім того, персональний комп'ютер теж ніяк не зможе генерувати сигнали з частотою понад 100 кГц. Якщо ви не плануєте використовувати апаратний ЧПУ контролер, то 100 кГц швидше за все буде Вашим стелею, що відповідає поділу 1/32.
восьмий аспект - наявність додаткових функцій. Їх може бути безліч, наприклад, функція визначення «зриву» - раптової зупинки вала при заклинювання або нестачі крутного моменту у крокової двигуна, виходи для зовнішньої індикації помилок і т.п. Всі вони не є необхідними, але можуть сильно полегшити життя при побудові верстата.
Дев'ятий, і найважливіший аспект- якість драйвера. Воно практично не пов'язане з характеристиками і т.п. На ринку існує безліч пропозицій, і іноді характеристики драйверів двох виробників збігаються практично до коми, а встановивши їх по черзі на верстат, стає ясно, що один з виробників явно займається не своєю справою, і у виробництві недорогих прасок йому більше пощастить. Визначити рівень драйвера заздалегідь з якихось непрямими даними новачкові досить важко. Можна спробувати орієнтуватися на кількість інтелектуальних функцій, таких як «stall detect» або придушення резонансу, а також скористатися перевіреним способом - орієнтуватися на бренди.
Рано чи пізно, при будівництві робота, виникне потреба в точних переміщеннях, наприклад, коли захочеться зробити маніпулятор. Варіантів тут два - сервопривід, з зворотними зв'язками по струму, напрузі і координаті, або кроковий привід. Сервопривод економічніше, потужніше, але при цьому має досить нетривіальну систему управління і під силу далеко не всім, а ось кроковий двигун це вже ближче до реальності.
Кроковий двигун це, як зрозуміло з його назви, двигун який обертається дискретними переміщеннями. Досягається це за рахунок хитрої форми ротора і двох (рідше чотирьох) обмоток. В результаті чого, шляхом чергування напрямки напруги в обмотках можна домогтися того, що ротор буде по черзі займати фіксовані значення.
В середньому, у крокової двигуна на один оборот валу, припадає близько ста кроків. Але це сильно залежить від моделі двигуна, а також від його конструкції. Крім того, існують полушаговий і мікрошаговий режим, Коли на обмотки двигуна подають ШІМованное напруга, що змушує ротор встати між кроками в рівноважному стані, яке підтримується різним рівнем напруги на обмотках. Ці хитрощі різко покращують точність, швидкість і безшумність роботи, але знижується момент і сильно збільшується складність керуючої програми - треба ж розраховувати напруги для кожного кроку.
Один з недоліків кроковиках, принаймні для мене, це досить великий струм. Так як на обмотки напряжение подається весь час, а такого явища як протівоедс в ньому, на відміну від колекторних двигунів, не спостерігається, то, по суті справи, ми навантажували на активний опір обмоток, а воно невелике. Так що будь готовий до того, що доведеться городити потужний драйвер на MOSFET транзисторах або затариваться спец мікросхемами.
Типи крокових двигунів
Якщо не заглиблюватися у внутрішню конструкцію, число кроків і інші тонкощі, то з призначеної для користувача точки зору існує три типи:
- біполярний - має чотири виходи, містить в собі дві обмотки.
- уніполярний - має шість виходів. Містить в собі дві обмотки, але кожна обмотка має відвід з середини.
- чотирьохобмоткову - має чотири незалежні обмотки. По суті справи представляє собою той же уніполярнік, тільки обмотки його розділені. Наживо не зустрічав, тільки в книжках.
Де взяти кроковий двигун.
Взагалі кроковиках зустрічаються багато де. Саме хлібне місце - п'ятидюймовий дисководи і старі матричні принтери. Ще ними можна поживитися в древніх вінчестерах на 40Мб, якщо, звичайно, рука підніметься покалічити такий антикваріат.
А ось в тридюймових флопарях нас чекає облом - справа в тому, що там кроковиках вельми ущербної конструкції - у нього тільки один задній підшипник, А переднім кінцем вал впирається в підшипник закріплений на рамі дисковода. Так що юзати його можна тільки в рідному кріпленні. Або городити високоточну кріпильну конструкцію. Втім, тобі може пощастить і ти знайдеш нетиповий флопарь з повноцінним двигуном.
Схема управління кроковим двигуном
Я розжився контролерами кроковиках L297 і потужним здвоєним мостом L298N.
Ліричний відступ, при бажанні можна його пропустити
схема включення L298N + L297 до смішного проста - треба тупо з'єднати їх разом. Вони настільки створені одне для одного, що в даташіте на L298N йде прямий відсилання до L297, А в доці на L297 на L298N.
Залишилося тільки підключити мікроконтролер.
- на вхід CW / CCW подаємо напрямок обертання - 0 в одну сторону, 1 - в іншу.
- на вхід CLOCK - імпульси. Один імпульс - один крок.
- вхід HALF / FULL задає режим роботи - повний крок / напівкрок
- RESET скидає драйвер в дефолтний стан ABCD \u003d 0101.
- CONTROL визначає яким чином задається ШІМ, якщо він в нулі, то ШІМ утворюється за допомогою виходів дозволу INH1 і INH2, А якщо 1 то через виходи на драйвер ABCD. Це може стане в нагоді, якщо замість L298 у якій є куди підключати входи дозволу INH1 / INH2 буде або саморобний міст на транзисторах, або будь-яка інша мікросхема.
- на вхід Vref треба подати напругу з потенціометра, яке буде визначати максимальну перевантажувальну здатність. Подаси 5 вольт - Будера працювати на межі, а в разі перевантаження згорить L298, Подаси менше - при граничному струмі просто затихне. Я спочатку тупо загнав туди харчування, але потім передумав і поставив підлаштування резистор - захист все ж корисна річ, погано буде якщо драйвер L298 згорить.
Якщо ж на захист пофігу, то можеш заодно і резистори, що висять на виході sense викинути нафіг. Це струмові шунти, з них L297 дізнається який струм тече через драйвер L298 і вирішує здохне він і пора відрубувати або ще протягне. Там потрібні резистори Помічна, враховуючи що струм через драйвер може досягати 4А, то при рекомендованому опорі в 0.5 Ом, буде падіння напруги близько 2 вольт, а значить виділяється моща буде близько 4 * 2 \u003d 8 Вт - для резистора огого! Я поставив двухваттние, але у мене і кроковиках був невеликий, не здатний схаває 4 ампера.
Крокові двигуни присутні в автомобілях, принтерах, комп'ютерах, пральних машинах, Електробритвах і багатьох інших пристроях з повсякденного побуту. Однак багато радіоаматори до сих пір не знають, як змусити такий мотор працювати і що він взагалі з себе представляє. Отже, давайте дізнаємося, як використовувати кроковий двигун.
Крокові двигуни є частиною класу моторів, відомих як безщітковими двигуни. Обмотки крокової двигуна є частиною статора. На роторі розташований постійний магніт або, для випадків зі змінним магнітним опором, зубчастий блок з магнітомягкого матеріалу. Всі комутації виробляються зовнішніми схемами. Зазвичай система мотор - контролер розробляється так, щоб була можливість виведення ротора в будь-яку, фіксовану позицію, тобто система управляється за матеріальним становищем. Циклічність позиціонування ротора залежить від його геометрії.
Типи крокових двигунів
Існують три основні типи крокових двигунів: змінної індуктивності, двигуни з постійними магнітами, І гібридні двигуни.
Двигуни змінної індуктивності використовують тільки генерується магнітне поле на центральному валу, що змушує обертатися і перебувати на одній лінії з напругою електромагнітів.
Двигуни з постійними магнітами схожі на них, за винятком того, що центральний вал поляризований у північного і південного магнітних полюсів, які будуть відповідним чином повертати його в залежності від того, які електромагніти включені.
гібридний мотор - це поєднання двох попередніх. У його намагніченого центрального вала є два набори зубів для двох магнітних полюсів, які потім шикуються в лінію з зубами уздовж електромагнітів. У зв'язку з подвійним набором зубів на центральному валу, гібридний двигун має найменший доступний розмір кроку і тому є одним з найбільш популярних типів крокових двигунів.
Також існує ще два типи крокових двигунів: уніполярніі біполярні. На фундаментальному рівні, ці два типи працювати точно так само; електромагніти включені в послідовному вигляді, змушуючи центральний вал двигуна обертатися.
Але уніполярний кроковий двигун працює тільки з позитивним напругою, а біполярний кроковий двигун має два полюси - позитивний і негативний.
Тобто фактична різниця між цими двома типами полягає в тому, що для однополярних потрібен додатковий провід в середині кожної котушки, що дозволить току проходити або до одного кінця котушки, кому іншому. Ці два протилежні напрямки виробляють дві полярності магнітного поля, фактично імітуючи як позитивні, так і негативні напруги.
Хоча обидва вони мають загальний рівень напруги живлення 5V, біполярний кроковий двигун буде мати більший крутний момент, тому що струм тече через всю котушку, виробляючи більш сильне магнітне поле. З іншого боку, уніполярні крокові двигуни використовують тільки половину довжини котушки через додаткового проводу в середині котушки, а значить менший крутний момент доступний для утримання вала на місці.
Різні крокові двигуни можуть мати різну кількість проводів, як правило, 4, 5, 6, або 8. 4-х дротяні лінії можуть підтримати тільки біполярні крокові двигуни, оскільки у них немає центрального проводу.
5-ти і 6-ти провідні механізми можуть бути використані як для однополярного, так і біполярного крокової двигуна, в залежності від того, використовується центральний провід на кожній з котушок чи ні. 5-ти провідна конфігурація має на увазі, що центральні дроти на два комплекти котушок з'єднані всередині між собою.
є кілька різних способів управління кроковими двигунами - повний крок, напівкрок, і мікрошаговий. Кожен з цих стилів пропонують різні крутний момент, кроки і розміри.
повний крок - такий привід завжди має два електромагніту. Для обертання валу, один з електромагнітів вимикається і далі електромагніт включений, викликаючи обертання валу на 1/4 зуба (по крайней мере для гібридних крокових двигунів). Цей стиль має найсильніший момент обертання, але і найбільший розмір кроку.
півкроку. Для обертання центрального вала, перший електромагніт знаходиться під напругою, як перший крок, потім другий також під напругою, а перший все ще працює на другий крок. При третьому кроці вимикається перший електромагніт і четвертий крок - поворот на третій електромагніт, а другий електромагніт як і раніше працює. Цей метод використовує в два рази більше кроків, ніж повний крок, але він також має менший крутний момент.
мікрошаговиймає найменший розмір кроку з усіх цих стилів. Момент обертання, пов'язаний з цим стилем, залежить від того, як багато струму, протікає через котушки в певний час, але він завжди буде менше, ніж при повному кроці.
Схема підключення крокових двигунів
Щоб керувати кроковим двигуном необхідний контролер. Контролер - схема, яка подає напругу до будь-якої з чотирьох котушок статора. Схеми управління досить складні, в порівнянні зі звичайними електромоторчиками, і мають багато особливостей. Детально розглядати тут ми їх не будемо, а просто наведемо фрагмент популярного контролера на ULN2003A.
Загалом крокові двигуни є відмінним способом для того, щоб повернути щось в точний розмір кута з великою кількістю крутного моменту. Інша перевага їх в тому, що швидкість обертання може бути досягнута майже миттєво при зміні напрямку обертання на протилежне.
Простий контролер Крокового Двигуна з комп'ютерного барахла вартістю ~ 150 рублів.
Почалося моє верстатобудування з випадковою посилання на німецький верстат за 2000DM, який на мій погляд виглядав по-дитячому, однак міг виконувати досить багато цікавих функцій. В той момент, мене зацікавила можливість малювати плати (це було ще до появи в моєму житті ЛУТ).
В результаті протяжних пошуків в мережі було знайдено кілька сайтів присвячених цій проблемі, проте російськомовних серед них не було жодного (це було приблизно 3 роки тому). Загалом, в кінці кінців, я знайшов два принтера CM6337 \u200b\u200b(до речі їх випускав Орловський завод УВМ), звідки і видер уніполярні крокові двигуни (Dynasyn 4SHG-023F 39S, аналог ДШІ200-1-1). Паралельно з діставання принтерів замовив і мікросхеми ULN2803A (з буквою А - DIP корпус). Всі зібрав, запустив. Що отримав, а отримав дико гріються мікросхеми ключів, і з трудом обертається двигун. Так як за схемою з Голландії для збільшення струму ключі з'єднані попарно, то максимальний віддають струм не перевищував 1А, в той час як двигуну треба було 2А (хто ж знав що я знайду такі ненажерливі, як мені тоді здалося, двигуни J). Крім того, дані ключі побудовані по біполярної технології, для тих хто не в курсі, падіння напруги може бути до 2В (якщо живлення від 5, то фактично половина падає на опорі переходу).
В принципі, для дослідів з двигунами від 5 "дисководів дуже непоганий варіант, можна зробити наприклад плоттер, однак що то тяжче ніж олівець (наприклад дремель) ними навряд чи можна тягати.
Вирішив зібрати свою власну схему з дискретних елементів, благо в одному з принтерів виявилася недоторканою електроніка, і я взяв звідти транзистори КТ829 (Струм до 8А, напруга до 100В) ... Була зібрана така схема ...
Рис.1 - Схема драйвера для 4х фазного униполярного двигуна.
Зараз поясню принцип. При подачі логічної "1" на один з висновків (на інших "0"), наприклад на D0, транзистор відкривається і струм тече через одну з котушок двигуна, при цьому двигун відпрацьовує один крок. Далі одиниця подається на наступний висновок D1, а на D0 одиниця скидається в нуль. Двигун відпрацьовує злагодити крок. Якщо подавати струм відразу в дві сусідні котушки то реалізується режим напівкроків (для моїх двигунів з кутом повороту 1,8 'виходить 400 кроків на оборот).
До спільного висновку приєднуються відводи від середини котушок двигуна (їх два якщо проводів шість). Дуже добре теорія крокових двигунів описана тут - Крокові двигуни. Управління кроковим двигуном., Тут же наведена схема контролера ШД на мікроконтролері AVR фірми Atmel. Чесно кажучи, мені здалося схоже на забивання цвяхів годинами, проте в ній реалізована дуже хороша функція як ШІМ регулювання струму обмоток.
Зрозумівши принцип, нескладно написати програму керуючу двигуном через LPT порт. Навіщо в цій схемі діоди, а за тим, що навантаження у нас индуктивная, при виникненні ЕРС самоіндукції вона розряджається через діод, при цьому виключається пробою транзистора, а отже і виведення його з ладу. Ще одна деталь схеми - регістр RG (я використовував 555ІР33), використовується як шинний формувач, оскільки струм віддається, наприклад LPT портом малий - можна його елементарно спалити, а отже, є можливість спалити весь комп'ютер.
Схема примітивна, і зібрати таку можна хвилин за 15-20, якщо є всі деталі. Однак у такого принципу управління є недолік - так як формування затримок при завданні швидкості обертання задається програмою щодо внутрішнього годинника комп'ютера то працювати в багатозадачному системі (Win) це все не буде! Будуть просто губитися кроки (може бути в Windows і є таймер, але я не в курсі). Другий недолік - це нестабілізований ток обмоток, максимальну потужність з двигуна не вичавити. Однак по простоті і надійності цей спосіб мене влаштовує, тим більше що для того, що б не ризикувати своїм Атлон 2ГГц, я зібрав з барахла 486 тарантас, і крім Досана там, в принципі мало, що можна поставити нормальне.
Описана вище схема працювала і в принципі непогана, але я вирішив, що можна кілька переробити схему. Застосувати MOSFETJ). транзистори (польові), виграш в тому, що можна комутувати величезні струми (до 75 - 100А), при солідних для крокових двигунів напружених (до 30В), і при цьому деталі схеми практично не гріються, ну якщо не брати до уваги граничних значень (хотів би я бачити той який з'їсть ток 100А
Як завжди в Росії виникло питання, де взяти деталі. У мене виникла ідея - витягти транзистори з горілих материнських плат, благо, наприклад Атлон їдять порядно і транзистори там стоять огого. Дав оголошення в ФИДО, і отримав пропозицію забрати 3 мат. плати за 100 рублів. Прикинувши що в магазині за ці гроші можна від сили купити 3 транзистора, забрав, розколупав і про чудо, хоча вони все і були дохлими, жоден транзистор в ланцюзі живлення процесора не постраждав. Так я отримав пару десятків польових транзисторів за сто рублів. Схема, яка вийшла в результаті, представлена \u200b\u200bнижче.
Мал. 2 - Теж на польових транзисторах
Відмінностей в цій схемі трохи, зокрема була застосована мікросхема нормального буфера 75LS245 (Випаяв над газовою плитою з 286 материнської плати J). Діоди можна поставити будь-які, головне, що б їх максимальна напруга не було менше максимальної напруги живлення, а граничний струм не менше струму харчування однієї фази. Я поставив діоди КД213A, це 10А і 200В. Можливо це зайве для моїх 2х амперних двигунів, однак купувати деталі не було сенсу, та й запас по струму думається зайвим не буде. Резистори служать для обмеження струму перезарядки ємності затворів.
Нижче наводиться друкована плата контролера побудованого за такою схемою.
Мал. 3 - Друкована плата.
Друкована плата розлучена для поверхневого монтажу на односторонньому текстоліті (лінь мені що то дірочки свердлити сталоJ). Мікросхеми в DIP корпусах паяются, підібгавши ніжки, резистори SMD з тих же материнок. Файл з розводкою в Sprint-Layout 4.0 додається. Можна було б запаяти на плату і роз'єми, але лінь як то кажуть - двигун прогресу, та й при налагодженні заліза зручніше було запаяти дроти достовірніше.
Ще необхідно відзначити, що схема забезпечена трьома кінцевиками, на платі справа знизу шість контактів вертикально, поряд з ними посадочні місця під три резистори, кожен з'єднує один висновок вимикачів з +5 В. Схема концевиков:
Мал. 4 - Схема кінцевиків.
Ось так це виглядало у мене в процесі налагодження системи:
В результаті на представлений контролер я витратив не більше 150 рублів: 100 рублів за материнські плати (при бажанні можна взагалі безкоштовно дістати) + шматок текстоліту, припой і банку хлорного заліза в сумі тягнуть на ~ 50 рублів, причому хлорного заліза залишиться потім ще багато. Думаю вважати дроти і роз'єми сенсу не має. (До речі роз'єм живлення відпиляли від старого вінчестера.)
Так як практично всі деталі зроблені в домашніх умовах, за допомогою дрилі, напилка, ножівки, рук і такий то матері, то зазори звичайно гігантські, проте модифікувати окремі вузли в процесі експлуатації і дослідів простіше, ніж спочатку робити все точно.
Якби на Орловських заводах проточити окремі деталі не варто було б так дорого, то мені б звичайно простіше було б викреслити всі деталі в CAD'е, з усіма КВАЛІТЕТ і шорсткості і віддати на поталу робочим. Однак знайомих токарів немає ... Та й руками як то знаєте цікавіше ...
P.S. Хочу висловити свою думку з приводу негативного ставлення автора сайту до радянських і російським двигунів. радянські двигуни ДШМ, цілком собі навіть нічого, навіть малопотужний ДШІ200-1-1. Так що якщо вам вдалося відкопати за "пиво" таке добро не поспішайте викидати їх, вони ще попрацюють ... перевірено ... Але якщо ж купувати, і різниця у вартості не велика, краще все таки брати іноземні, оскільки точність у них звичайно буде вище.
P.P.S. Е: Якщо що то я написав не правильно пишіть, виправимо, але ... ПРАЦЮЄ ...
Драйвер крокової двигуна - електронний пристрій, який змушує "крокувати" по. Стандартом де-факто в області управління ШД є. STEP це сигнал кроку, DIR це сигнал напрямку обертання, ENABLE це сигнал включення драйвера.
Більш наукове визначення - драйвер крокової двигуна це електронне силовий пристрій, яке на підставі цифрових сигналів управління управляє Потужнострумові / високовольтними обмотками крокової двигуна і дозволяє шаговому двигуну робити кроки (обертатися).
Управляти ШД набагато складніше ніж звичайним колекторним двигуном - потрібно в певній послідовності переключати напруги в обмотках з одночасним контролем струму. Тому для управління ШД розроблені спеціальні пристрої - драйвери ШД. Драйвер ШД дозволяє управляти обертанням ротора ШД відповідно до сигналів управління і електронним чином ділити фізичний крок ШД на більш дрібні дискрети.
До драйверу ШД підключається джерело живлення, сам ШД (його обмотки) і сигнали управління. Стандартом за сигналами управління є управління сигналами STEP / DIR або CW / CCW і сигнал ENABLE.
Протокол STEP / DIR:
Сигнал STEP - тактується сигнал, сигнал кроку. Один імпульс призводить до повороту ротора ШД на один крок (не фізичний крок ШД, а крок виставлений на драйвері - 1: 1, 1: 8, 1:16 і т.д.). Зазвичай драйвер відпрацьовує крок по передньому або задньому фронту імпульсу.
Сигнал DIR - Потенційний сигнал, сигнал напрямки. Логічна одиниця - ШД обертається за годинниковою стрілкою, нуль - ШД обертається проти годинникової стрілки, або навпаки. Інвертувати сигнал DIR зазвичай можна або з програми управління або поміняти місцями підключення фаз ШД в роз'ємі підключення драйвера.
Протокол CW / CCW:
Сигнал CW - тактується сигнал, сигнал кроку. Один імпульс призводить до повороту ротора ШД на один крок (не фізичний крок ШД, а крок виставлений на драйвері - 1: 1, 1: 8, 1:16 і т. Д.) За годинниковою стрілкою. Зазвичай драйвер відпрацьовує крок по передньому або задньому фронту імпульсу.
Сигнал CW - тактується сигнал, сигнал кроку. Один імпульс призводить до повороту ротора ШД на один крок (не фізичний крок ШД, а крок виставлений на драйвері - 1: 1, 1: 8, 1:16 і т. Д.) Проти годинникової стрілки. Зазвичай драйвер відпрацьовує крок по передньому або задньому фронту імпульсу.
Сигнал ENABLE - Потенційний сигнал, сигнал включення / вимикання драйвера. Зазвичай логіка роботи така: логічна одиниця (подано 5В на вхід) - драйвер ШД вимкнений і обмотки ШД знеструмлені, нуль (нічого не подано або 0В на вхід) - драйвер ШД включений і обмотки ШД запитані.
Драйвери ШД можуть мати додаткові функції:
Контроль перевантажень по струму.
Контроль перевищення напруги живлення, захист від ефекту зворотної ЕРС від ШД. При уповільненні обертання, ШД виробляє напругу, яке складається з напругою живлення і короткочасно збільшує його. При більш швидкому уповільненні, напруга зворотного ЕРС більше і більше стрибок напруги харчування. Цей стрибок напруги харчування може привести до виходу з ладу драйвера, тому драйвер має захист від стрибків напруги живлення. При перевищенні порогового значення напруги харчування драйвер відключається.
Контроль переполюсовкі при підключенні сигналів управління і живлячих напруг.
Режим автоматичного зниження струму обмотки при просте (відсутності сигналу STEP) для зниження нагріву ШД і споживаного струму (режим AUTO-SLEEP).
Автоматичний компенсатор среднечастотного резонансу ШД. Резонанс зазвичай проявляється в діапазоні 6-12 об / сек, ШД починає гудіти і ротор зупиняється. Початок і сила резонансу сильно залежить від параметрів ШД і його механічного навантаження. Автоматичний компенсатор среднечастотного резонансу дозволяє повністю виключити резонирование ШД і зробити його обертання рівномірним і стійким у всьому діапазоні частот.
Схему зміни форми фазових струмів зі збільшенням частоти (морфинг, перехід з режиму мікрошага в режим кроку при збільшенні частоти). ШД здатний віддати заявлений в ТХ момент тільки в режимі повного кроку, тому в звичайному драйвері ШД без морфинга при використанні мікрошага ШД працює на 70% від максимальної потужності. Драйвер ШД з морфингом дозволяє отримати від ШД максимальну віддачу по моменту у всьому діапазоні частот.
Вбудований генератор частоти STEP - зручна функція для пробного запуску драйвера без підключення до ПК або іншого зовнішнього генератору частоти STEP. Також генератор буде корисний для побудови простих систем переміщення без застосування ПК.
