Jakie przebiegi PWM do sterowania TA84002F w full step?

Witam, chciałem zrobić sterownik do silników krokowych na układach TA84002F. Posiadam cztery takie układy, ale zależy mi tylko na jednym. Próbowałem wyczytać coś z dokumentacji, ale niezbyt dobrze się orientuję w świecie silników krokowych.
https://pdf1.alldatasheet.pl/datasheet-pdf/download/215574/TOSHIBA/TA84002F.html
Jeśli zaprojektuję płytę drukowaną z częściami według "przykładu aplikacji" z dokumentacji, to jako CA/CB oraz RA/RB zastosuję kondensator 1nF oraz rezystor 20 kOhm to powinno być dobrze. Interesuje mnie sterowanie "full step". Na pinach ENABLE(3,5) stan niski. Moje pytanie brzmi, jakie powinny być przebiegi na pinach 2,4. Czy dwa przebiegi (jeden z przesuniętą fazą 90 stopni) PWM o wypełnieniu 50% i amplitudzie Vcc oraz częstotliwości 30 kHz wysterują ten driver?
Czy wtedy silnik krokowy zacznie się kręcić? I czy sterowanie prędkością obrotową polega na zmianie częstotliwości sygnału wejściowego w zakresie 15-50 kHz?

Chciałbym jeszcze się dowiedzieć, czy jestem w stanie zaprogramować TINY26 do wysterowania drivera?

maciejwojcik06 napisał:

czy jestem w stanie zaprogramować TINY26 do wysterowania drivera?

Jeśli znasz jakiś język programowania...

maciejwojcik06 napisał:

Moje pytanie brzmi, jakie powinny być przebiegi na pinach 2,4. Czy dwa przebiegi (jeden z przesuniętą fazą 90 stopni) PWM o wypełnieniu 50% i amplitudzie Vcc oraz częstotliwości 30 kHz wysterują ten driver?
Czy wtedy silnik krokowy zacznie się kręcić? I czy sterowanie prędkością obrotową polega na zmianie częstotliwości sygnału wejściowego w zakresie 15-50 kHz?

Dwa przebiegi przesunięte w fazie o 90', natomiast częstotliwość nigdy nie dojdzie do dziesiątek kHz, na tej częstotliwości będą pracowały choppery stabilizujące prąd faz. Żeby uruchomić silnik krokowy będziesz musiał wystartować z niską częstotliwością, a później go rozpędzić zwiększając płynnie częstotliwość i odwrotnie, przy hamowaniu jeśli nie chcesz gubić kroków.
Każda zmiana na wyjściach, to jeden krok silnika, ile zmian na sekundę, tyle kroków na sekundę.

Rnf i Vref trzeba dobrać do prądu silnika, napięcie zasilania zazwyczaj podaje się dużo wyższe, niż to co podano na silniku i układ stabilizuje prąd, prąd już musi być ustawiony jak producent przewidział (lub mniejszy), ta technika poprawia moment obrotowy przy wysokich obrotach.

Cytat:

Chciałbym jeszcze się dowiedzieć, czy jestem w stanie zaprogramować TINY26 do wysterowania drivera?

Tak, ale nie znam twoich umiejętności, ani szybkości uczenia i nie wiem ile ci to zajmie.

Okej, c do częstotliwości, to w takim razie w nocie katalogowej jaka jest częstotliwość podana? Myślałem że właśnie wejściowa. Czyli Vref i Rref dobieram pod silnik. Chcąc zrobić ten układ dość uniwersalny, dam radę zrobić sterowanie prądu wyjściowego regulując napięcie i rezystancję?

maciejwojcik06 napisał:

Okej, c do częstotliwości, to w takim razie w nocie katalogowej jaka jest częstotliwość podana?

Zalecany zakres częstotliwości choppera, inaczej mówiąc impulsowego regulatora prądu cewek, poniższy obrazek pokazuje jego działanie

zewnętrznymi elementami RC ustaliłeś toff na 22us, a ton będzie zależało od napięcia i indukcyjności cewek silnika.

Vref możesz regulować potencjometrem zakresie (1.2V VCC−0.5V) to jest trochę więcej niż 1:3 i ewentualnie przewidzieć kilka przełączanych zworkami Rnf powiedzmy 100mA-330mA, 330mA-1A. Poniżej 100mA jeśli znajdziesz takie silniki.

Częstotliwość jaką masz wygenerować, ustalasz na podstawie wymagań mechaniki którą będzie napędzał i datasheet silnika. Pomysł że to driver ma jakieś swoje ulubione częstotliwości i nie pozwoli ci poruszać silnika, z inną, jest niedorzeczny.

Chcąc zrobić ten układ uniwersalnym, dodaje przełączane Rnf oraz regulowane Vref. Sterowanie prędkością obrotową steruje wyłącznie sygnałem PWM wejściowym phase A/B (zakładając, że zaprogramuję tiny, regulacja w zakresie 50-1200Hz powinna starczyć, prawda?). Przełączane Rnf i Vref daje mi możliwość zmiany mocy silnika(?).
Pytanie: jak wyliczyć R1-4 i P1, by wartości, które podałeś, się zgadzały (pewnie bułka z masłem, ale mam za mało wiedzy..)

jeszczę małe pytanko, elektrolity 10uF przy Vref, Vcc oraz 100uF przy Vm powinny poprawić pracę układu tak?

maciejwojcik06 napisał:

Przełączane Rnf i Vref daje mi możliwość zmiany mocy silnika(?).

Nie tyle mocy, co prądu, większy prąd to większy moment obrotowy, ale też silnik się bardziej grzeje, na nominalnym prądzie grzeje się bardzo, niektórzy obniżają ten prąd kiedy silnik stoi.

maciejwojcik06 napisał:

Regulacja w zakresie 50-1200Hz powinna starczyć, prawda?

Na pierwszy rzut oka tak.

maciejwojcik06 napisał:

Pytanie: jak wyliczyć R1-4 i P1, by wartości, które podałeś, się zgadzały (pewnie bułka z masłem, ale mam za mało wiedzy..)

W dokumentacji na stronie 5 jest wzór.

Natomiast potencjometr jest źle połączony, go w układzie potencjometrycznym z dodatkowymi rezystorami ustalającymi zakres, czyli jedną końcówkę do masy przez rezystor, drugą do zasilania przez rezystor, trzeba zrobić zakres (1.2V VCC−0.5V).

Co do potencjometru, nóżka 1 do masy, 3 do linii 5V, a 2 do Vref tak?

Dodano po 48 [sekundy]:

I między nóżką 1 a GND rezystor oraz nóżką 3 - 5V tak?

Tak,
Jak dasz potencjometr 10k, to dolny rezystor 3,6k górny 1,5k.

To która nóżka będzie 1 a która 3 powinieneś sprawdzić później na footprincie żeby było intuicyjne, kręcisz w prawo napięcie rośnie.

Okej, podsumowując. Rezystor Rnf- 3Ohm dla 100-300mA oraz 1Ohm dla 300-1000mA.
Potencjometr do ustawiania Vref w zakresie 1,2 do 4,5V
CA/B 1nF
RA/B 20kOhm
Enable A/B = Low
phase A/B = sygnały PWM jeden z przesunięciem 90' z wstępnym zakresem częstotliwości 50-1200Hz
Kondensatory 10uF elektrolit przy Vref oraz lini 5V i jeden 100uF przy linii 24V

Czyli układ za pomocą którego mogę sterować większością silników krokowych ich momentem obrotowym oraz prędkością. (Z poborem 100-1000mA)


Pozostaje mi zrobienie pełnego schematu, dokupienie paru części wytrawienie płytki drukowanej i gotowe.
Lecz właśnie, footprint. Z tym jest problem. Nie mogę znaleźć w pełnej bibliotece EAGLE żadnej części z obudową HSOP20. Więc albo szukanie innej części gdzie wyprowadzenia będą pasować, lub robienie własnoręcznie każdego padu.

Zainteresuj się układem L297, dokładasz do niego np. NE555 w roli regulowanego generatora, a L297 generuje sygnały dla drivera. Nie będzie potrzeby stosować mikrokontroler.

o l297 wiem, bawiłem się nim już. lecz potrzebuję teraz budżetowy driver o trochę większych możliwościach, a jeden l297 już poleciał z dymem ponieważ oszukali mnie z wartościami. zostanę przy TA84002F bo nie jest on skomplikowany w złożeniu do stanu funkcjonalności. mam tylko jeszcze dwa pytanie, jedno czy podsumowanie się zgadza i nie ma tam niedopatrzeń, drugie, studiuje właśnie obudowy których moge użyć w zastępstwie HSOP20-P-400. znalazłem SOP28(300). najważniejsze by 5 wyprowadzeń 1-5, 10-14, 15-20, 25-28 miały ten sam raster wyprowadzeń co HSOP20. wydaję mi się że będzie to to samo, ale pewny nie jestem, jakieś propozycję?

Dodano po 44 [sekundy]:

dodam jeszczę że TA84002 mam 4 sztuki, l297 0szt

maciejwojcik06 napisał:

jeden l297 już poleciał z dymem ponieważ oszukali mnie z wartościami

Nie miał prawa, on tylko generuje sygnały sterujące dla stopnia mocy (sam nie może sterować bezpośrednio silnikiem). Jeśli odparował, to źle go użyłeś. Zbudowałem kilkadziesiąt sterowników/driverów do różnych siników i nigdy nie uszkodził mi się układ generujący sygnały sterujące.

maciejwojcik06 napisał:

regulacja w zakresie 50-1200Hz powinna starczyć, prawda?

Prędkość silnika zależy od częstotliwości przełączania faz - to oczywiste.
Jednak mam wątpliwości czy uda Ci się uzyskać aż taki zakres.

Biorąc pod uwagę fakt, że prąd w indukcyjności narasta wykładniczo od chwili podania napięcia, to wraz ze zwiększaniem częstotliwości skracasz czas przepływu prądu przez cewkę fazy silnika.
Skutek tego jest taki, że przy pewnej częstotliwości silnik zaczyna się gubić a wirnik zamiast obracać się zaczyna drżeć. Moment na wale drastycznie spada wskutek czego nie jest w stanie udźwignąć swojego wirnika.

Doświadczyłem tego w odległej przeszłości próbując regulować prędkość w silniku krokowym. Przypomniałem sobie wtedy o zasadzie U/f = const stosowanej do transformatorów.

Dopiero współbieżna regulacja napięcia i częstotliwości przyniosła spodziewany efekt.

W.P. napisał:

Doświadczyłem tego w odległej przeszłości próbując regulować prędkość w silniku krokowym. Przypomniałem sobie wtedy o zasadzie U/f = const stosowanej do transformatorów.

Dopiero współbieżna regulacja napięcia i częstotliwości przyniosła spodziewany efekt.

A czy stosowałeś sterownik z chopperem w czasie tych eksperymentów?
W amatorskich projektach często zasila się silnik napięciowo, w poważnych zastosowaniach prądowo tak jak tutaj, i wtedy przykładowo na silnik o nominalnym napięciu 2,5V podaje się 24V, prąd w cewkach narasta szybko, a chopper stabilizuje prąd impulsowo, na zadanej wartości. (patrz rys #5)

To było w końcu lat 70-tych. Kończyła się era TTL, wchodziły CMOS-y.

Okej robię dziś schemat, później podeślę do oceny czy wszystko okej, zastanawiam się nad tym l297. Ale nie mam żadnego na stanie, a zamówienie już złożyłem. Przygotuje może miejsce na niego na PCB i zrobię zwore. Jakieś pomysły jak sobie poradzić z footprintem?

Zrobiłem własnego footprinta tej części. Można prosić o szybkie sprawdzenie?
I takie pytanie, połączenie równoległe 3 driverów jednocześnie może dać na wyjściu 3A?

Wygląda ok.

maciejwojcik06 napisał:

takie pytanie, połączenie równoległe 3driverów jednocześnie może dać na wyjściu 3A?

Teoretycznie tak, ale w nocie katalogowej producent nie wspomina o takim połączeniu.

Będę musiał kiedyś spróbować zmostkować dwa układy i zobaczyć, czy uruchomię krokowy z poborem 2.5A.

Mam dwie uwagi, pierwsza że układ ma małe powierzchnie miedzi przy wyprowadzeniach radiatora, druga że potencjometr zazwyczaj daje się montażowy, nie będziesz nim często kręcił, a mając silnik na prąd mniejszy, niż zakres potencjometru można przypadkiem przestawić za daleko.

Przy połączeniu dwóch równolegle choppery mogą nie działać poprawnie.

Radiator dam zewnętrzny, co do prądów będę uważać.