PDA

Просмотр полной версии : CNC: Контроллер шагового двигателя на базе SLA7078



Dev
12.03.2009, 12:08
После успешного повторения платы на SLA7062 (http://forum.modelka.com.ua/index.php?showtopic=9296&view=findpost&p=47205), продвигаюсь дальше...

В новом драйвере будет использована микросхема SLA7078MPR

имеющая встроенные резисторы для контроля тока и схему защиты.



Описание чипа >> (http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/970701/)



Базовые требования к модулю:

1. Опторазвязка входных/выходных сигналов

2. Индивидуальный стабилизатор Vdd на каждом модуле (в случае превышения Vdd от нормы чип SLA7078MPR сразу выходит из строя. Поэтому в случае запитывания нескольких драйверов от одного стабилизатора есть вероятность потерять все драйверы при проблеме питания на линии Vdd)

3. Использования сигнала PROTECT для экстренной остановки станка (в случае срабатывания схемы защиты SLA7078MPR работа мотора останавливается и учстанавливает сигнал PROTECT. На работающем CNC станке это приведет к остановке одной оси, в то время как другие будут продолжать работать. Поэтому сигнал протект стоит использовать для экстренной остановки всего станка)

4. Разводка PCB в один слой



Входные сигналы:

- CLOCK

- DIR

- ENABLE



Выходной сигнал:

- PROTECT



Напряжение питания мотора согласно документации на SLA7078 от 10 до 44 В

Внутренняя схема питания Vdd = 5В на базе 7805. Запитывается от отдельного источника до 35В (ограничение микросхемы 7805) или от напряжения питания мотора, если оно не превышает 35В.

Ток драйвера для SLA7078MPR до 3А (Линейка чипов SLA707X имеет чипы на 1A, 1.5A, 2A и 3A... они также могут быть использованы.)

Ток может подстраиваться подстроечным резистором на модуле.

Микростеп.



Схема на обсуждение и корректировку...

http://sgaaka.bay.livefilestore.com/y1p0FDlPLhv8ycapPx3pEu3bz-RvlwtIjufDL_TrooE9LhN-uFpMlBGcTBJwK55MKCCWpg5-pvhS3hTf8Hnu0oSjQ/rcforge_SLA7078MPR_0.1.png

Sergey_S
12.03.2009, 12:32
ЭЭ, а потребление микросхемы сколько?

Кренка дуба не даст?

Dev
12.03.2009, 12:41
ЭЭ, а потребление микросхемы сколько?

Кренка дуба не даст?



логика вроде не много потребляет... см. вложение

Sergey_S
12.03.2009, 12:54
Ну, от 5ма точно ничего не будет, даже на 30В разницы входной и выходной напруги http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif.

150мВт получается, так?

Dev
12.03.2009, 13:18
Ну, от 5ма точно ничего не будет, даже на 30В разницы входной и выходной напруги http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif .

150мВт получается, так?



там еще оптроны... но в общем кренка в TO220 там отдыхать будет и не шибко нагреваться если 35 на входе.

Dev
12.03.2009, 19:09
развожу потихоньку... 7805 поставил в TO252...

и мучает вопрос http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/blush2.gif какой входной разъем поставить... то ли штырьки PIN HEADER, то ли WAGO SCREW CLAMP...

на проф модулях в инет попадается больше второй вариант...

Dev
14.03.2009, 16:40
развожу потихоньку... 7805 поставил в TO252...

и мучает вопрос http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/biggrin.png какой входной разъем поставить... то ли штырьки PIN HEADER, то ли WAGO SCREW CLAMP...

на проф модулях в инет попадается больше второй вариант...



развел с WAGO SCREW CLAMP... жду будней сделать образец, если ок выложу чистовой вариант... кому интересна бетта разводка пишите...

Dev
20.03.2009, 02:55
собрался http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/clapping.gif попробовал полный шаг, 12В... теперь жду выходных помучать девайс на всех режимах

http://sgaaka.bay.livefilestore.com/y1pMHpu9_bKekumtXXevXBUbAmEvkEd6PQ1xf2yDXV9-emJ8lS7YiKOP-NVIZ2mcCsBfvkcojMQ--g/rcforge_SLA7078MPR_0.1_01.jpg



http://sgaaka.bay.livefilestore.com/y1pMHpu9_bKektIr_-zvHeEPf0ppiN57UWWxeF3H7W8oitGtaZ0LVO0svOTK_pivbx2n iNDSvfVzDs/rcforge_SLA7078MPR_0.1_02.jpg

Dev
20.03.2009, 20:10
текущая разводка

http://sgaaka.bay.livefilestore.com/y1pDSXK5h4bQKT99v25zLtwqHC_-Br6DBmxFbbjjWnO8wtKCM39HySN7jy7U1ArNWXb97l3lWulpNX-t7TsJVwy1A/rcforge_SLA7078MPR_PCB_0.3.jpg



один слой, две перемычки...



размер платы собранного модуля 51мм х 92мм... высота 45мм, включая ножки и радиатор ( 42мм х 30мм х 35мм )

Dev
21.03.2009, 18:38
Первые тесты...



Потестил подключение через CLOCK и DIR... Полный шаг и микростепы...

Напряжение 44В, Ток 2А

<center><embed src="http://www.youtube.com/v/ByepQNu5NMM&0&color1=0xe1600f&color2=0xfebd01" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" width="425" height="355" align="center"></center>

<center></center></embed>



теперетура радиатора до 64С пока..., при комнатной 25С

Dev
22.03.2009, 04:46
там еще оптроны... но в общем кренка в TO220 там отдыхать будет и не шибко нагреваться если 35 на входе.



протестировано...



работа от одного источника 35В... на плате сейчас 78M05... как и предполагалось отдыхает http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png правда скорость упала после 44В http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/mad.gif

полный интерфейс CLOCK,DIR,ENABLE

сигнал PROTECT... коротнул одну обмотку мотора, чип выставил сигнал PROTECTи остановил мотор



вроде все по сделанному модулю...

Dev
22.03.2009, 06:00
Тест схемы защиты и активация сигнала PROTECT для экстренной остановки станка



<center><embed src="http://www.youtube.com/v/9q8aywlo6og&0&color1=0xe1600f&color2=0xfebd01" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" width="425" height="355" align="center"></center>

<center></center></embed>



пс первый раз было не легко душевно коротнуть чип http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png)) но потом проделал раз 10 http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/mad.gif http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/wink.png http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/wink.png

Dev
22.03.2009, 15:28
Скачать плату контроллера в формате Eagle >> (http://pqqtwa.bay.livefilestore.com/y1pVPs09VTRJa_T3oESBK-w1B3ys9Q8a0JIe8kDYDIBU1y9ydKJch4bUaN_vXeVgwR6mlCwg-7oXmpWAHi4uYESAg/rcforge_SLA7078MPR_PCB_0.3.brd?download)



Сделал из Eagle печать в PDF... но мне кажется размеры малость меньше при печати...

Dev
24.03.2009, 05:22
Подсказали мне возможную бяку... чип 7078 позволяет гарантированно работать с частотой до 250КГц... а схема опторазвязки в моем варианте является узким местом, не позволяющим его использовать по максимуму. Поэтому сейчас пересматриваю номиналы схемы входных сигналов и возможно модель оптрона. Спасибо товарищу arisov77 с РЦДизайна за подсказку.

Dev
24.03.2009, 20:16
Подсказали мне возможную бяку... чип 7078 позволяет гарантированно работать с частотой до 250КГц... а схема опторазвязки в моем варианте является узким местом...



Вот тайминги с модуля...

[attachment=15485:TLP621_Test.jpg]



На вход оптрона Mach с LPT порта отдает импульсы длительностью около 3 мкс с периодом примерно 130 мкс (первые два снимка)

и далее сигналы на выходе оптрона, которые идут на чип SLA7078... ниже тайминги из даташита для SLA7078.

на третьем фото импульсы при номинале Rl=10K, на четвертом тоже, при Rl=2K...



какие будут мнения? http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif

Dev
24.03.2009, 22:01
так... время включения оптрона около 3мкс... ставлю в Mach3 импульс шага максимально в 5 мкс

вот что получается при разных R4 на выходе...

[attachment=15505:TLP621_Test2.jpg]



также могу уменьшить значение R13 до 300 ом для улучшения время вкл. оптрона... около 2мкс



т.е. надо для стабильной работы

1. устанавливать в мач длину импульса в 5мкс

2. R4, R5 взять 2-5к

3. R13, R15 можно взять меньшего номинала... около 300 ом (250-300)

оптрон вроде менять нет смысла...



в перспективе можно использовать более быстрые оптроны для обработки импульсов мача в 1 мкс... для SLA7078 2мкс http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/wink.png



комментарии???

Dev
25.03.2009, 12:19
...

2. R4, R5 взять 2-5к

3. R13, R15 можно взять меньшего номинала... около 300 ом (250-300)

...



тестируем сегодня... вот что имеем на разных частотах на выходе оптрона...

[attachment=15530:TLP621_Test3.jpg]



при всем при том что SLA7078 позволяет работать с частотой до 250КГц уже на частотах 30КГц и выше сигнал на выходе TLP621 начинает портится...



С учетом того, что максимальная скорость шаговых двигателей около 1000 об/мин... то при использовании полного шага или 1/2... частота управления будет не большой... при 400 шагов на оборот при скорости 1000 за минуту имеем 400000 шагов или 400000/60=6666.67 шагов в секунду... Но бяка в том что даже на малой частоте управляющий импульс в Маче не более 5мкс... от сюда появляются повышенные требования к оптрону...

По эксперементам TLP621 будет работать на сигналах Мача с частотой около 7КГц и импульсом 5мкс... т.е. 1000 оборотов мы получаем..., но



1. Мы неимеем запаса надежности... для любительского варианта не так критично, для производства накладно

2. Мы не можем использовать управление на более высоких частотах



теперь мне понятно почему в большинстве любительских схем встречаются оптроны типа TLP621,TLP521,PC817...



Поправьте если где ошибаюсь...



Этот проект оставлю в таком вот виде и буду делать новую схему с применением высокоскоростных оптронов.

Rull
31.03.2009, 22:10
видиш ли, крутить шаговик со скоростью 1000 об/мин

это очень круто и нафик ненада. Момента при 3000 pps ну совсем остается мало.

Например у двигателя FL60STH86STH при индуктивности обмотки в 12 мГн момент упадет в 5, и более раз по сравнению с частотой в 1000 pps. Прикинь прогрессию. http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/cool.png

Вот про 5 микросекунд я не знал. но поглядим позже.

Когда я прикидывал оптроны то вроде по скорости и цене неплохо смотрицца H11L1

Dev
31.03.2009, 23:42
видиш ли, крутить шаговик со скоростью 1000 об/мин

это очень круто и нафик ненада. Момента при 3000 pps ну совсем остается мало.

Например у двигателя FL60STH86STH при индуктивности обмотки в 12 мГн момент упадет в 5, и более раз по сравнению с частотой в 1000 pps. Прикинь прогрессию. http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/biggrin.png

Вот про 5 микросекунд я не знал. но поглядим позже.

Когда я прикидывал оптроны то вроде по скорости и цене неплохо смотрицца H11L1



1 - 5 мкс для меня было как снег на голову... при всем при том что можно работать на схеме в наиболее используемых режимах, возникает вопрос надежности...т.к. линия клока она как линия данных в которой за несколько часов работы не должен пропасть не один бит... а время вкл у 521 621 817... сопоставимо с временем управляющего импульса... по умолчанию после установки мача на осцилографе я увидел 3 мкс... и потом уже поставил 5... а частота управления мотором расслабляет здорово...



большинство схем в инет используют оптроны этого же класса и если кто пишет что имеет пропуски шагов, то не факт это проблема степ мотора... поэтому я потихоньку переделываю на 2630 или 2631... и продолжать уже буду смарт версию (http://forum.modelka.com.ua/index.php?showtopic=11862)... просто для ощущения невиновности контроллера за пропуск шагов...

.................................





H11L1 получше, чем PC817 ... у меня вопросик...когда в даташите пишут номинальное значение время вкл. 1 мкс, а максимальное 4 мкс... здесь речь о разбросе параметров в партии или разброс параметров в зависимости от режимов работы??? помню у 817-й значения 4мкс и 18 мкс соответственно...

Rull
01.04.2009, 10:58
у меня вопросик...когда в даташите пишут номинальное значение время вкл. 1 мкс, а максимальное 4 мкс... здесь речь о разбросе параметров в партии или разброс параметров в зависимости от режимов работы???

по моему вопрос о снятии ответственности за возможный брак. Я б руководствовался типовыми значениями, и в случае получения результата равного максимальному значению , подыскал бы тот же компонент у другого производителя.



зы не1 мкС а 0,1 мкСек. Смотри на время фронтов а не на задержку включения - выключения.

Dev
01.04.2009, 12:30
по моему вопрос о снятии ответственности за возможный брак. Я б руководствовался типовыми значениями, и в случае получения результата равного максимальному значению , подыскал бы тот же компонент у другого производителя.



зы не1 мкС а 0,1 мкСек. Смотри на время фронтов а не на задержку включения - выключения.



лекбез продолжается http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/fan_1.gif http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/fan_1.gif



теперь вижу... 0.1.... а 1-4мкС по сути получаем сдвиг по фазе при задержке вкл-выкл...

Rull
01.04.2009, 14:49
теперь вижу... 0.1.... а 1-4мкС по сути получаем сдвиг по фазе при задержке вкл-выкл...

По сути как бы задержка распространения сигнала со входа на выход