Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Sterownik cnc sposób sterownia

bogdan_p 18 Feb 2007 21:06 12783 4
  • #1
    bogdan_p
    Level 39  
    Witam wszystkich !
    W związku z coraz częściej pojawiającym się tematem prostego sterowania silnikiem krokowym postanowiłem opisać sposób sterowania z wykorzystaniem typowych rozwiązań sterowników CNC , temat jest głównie wskazówka dla osób chcących wykorzystać tego typu sterowniki nie angażując do tego mikro kontrolerów .
    Opis dotyczy podstawowych zasad sterowania , najprostszego sposobu ręcznego sterownia , oraz prostego układu elektronicznego realizującego ręczne sterowanie takim sterownikiem .
    Zasadniczo każdy sterownik posiada 3 standartowe wejścia sygnałowe Enable , Dir , Step;
    Enable – zezwolenie na pracę
    Dir - kierunek obrotu silnika
    Step – krok , każdy impuls spowoduje wykonanie kroku o określonej wartości w zależności od sposobu sterowania
    ponad to w zależności od rozwiązań układowych mogą być również wejścia : wyboru sposobu sterownia (1/1,1/2 ,1/4 kroku itp. ) , wejście synchronizujące , wejście sygnału PWM dlatego należy dokładnie zapoznać się jakie wymagane są sygnały dla danego rozwiązania układowego , kolejną sprawą jest polaryzacja wejść sygnałowych w zależności od rozwiązania wejścia są nie podłączone ( wiszą w powietrzu ) tak sytuacja ma miejsce gdy sterownik jest częścią większego układu a blok mocy sterujący silnikiem stanowi jeden z modułów całego układu , polaryzacja wejść następuje kiedy układ jest podłączony do dalszych części , w takim przypadku kiedy chcemy korzystać tylko z części mocy należy pamiętać o spolaryzowaniu wejść.
    W układach w których wejścia są spolaryzowane stosowane są dwa rozwiązania szczególnie dotyczące wejścia Enable pierwsze polega na tym że wejście jest aktywne przez co sterownik podaje na jedną z cewek napięcie przez co silnik jest unieruchomiony ( moment trzymania ) w drugim rozwiązaniu dopiero sygnał zewnętrzny uaktywnia wejście
    Podobnie z wejściem Dir teoretycznie powinno być tak spolaryzowane , że bez sygnału zewnętrznego silnik powinien obracać się w prawo , ale to nie jest zasada do tego dochodzi sposób podłączenia uzwojeń silnika .
    Dlatego sposób polaryzacji wejść należy dostosować do indywidualnych potrzeb , pamiętając o zasadzie nie pozostawiania wiszących wejść w powietrzu szczególnie w przypadku kiedy chcemy zastosować proste sposoby sterownia za pomocą tylko mikro wyłączników .
    Sterowania polegają na tym że wejście Enable jest aktywne , na wejście Step okresowo podawane są impulsy , pojawienie się impulsów uruchamia silnik , brak zatrzymuje , inny sposób to ciągłe podawanie impulsów na wejście Step , a uruchomienie następuje z chwilą gdy wejście Enable jest aktywne , oczywiście zmiana kierunku następuje z chwilą zmiany sygnału na wejściu Dir
    Co do wejścia Enable ogólnie jest to wejście które w stanie aktywnym zezwala na pracę silnika , natomiast nie jest regułą to czy kiedy jest aktywne i brak sygnału na wejściu Step na jedno z uzwojeń podawane jest napięcie to wszystko zależy od samego rozwiązania układowego sterownika .
    Wszystkie sterowniki CNC pracują z sygnałami wejściowymi na poziomie standardu TTL , co umożliwia ich bezpośrednie sterowanie z portu LPT lub urządzania które zapewniają sygnały na takim poziomie , celowo nie podaje które zmiany aktywują wejścia tzn. zmiana z L>H czy z H>L bo jest to również sprawa indywidualna dla danego sterownika .
    Reasumując aby uruchomić tego typu sterownik należy uaktywnić wejście Enable , na wejście Step podać ciąg impulsów , których częstotliwość określa ilość wykonanych kroków , jeden impuls to jeden krok przy sterowaniu pełno krokowym , dla półkrokowego dwa impulsy na jeden krok , analogicznie przy innym podziale ¼ itp.
    Należy pamiętać że ilość kroków na 1 obrót wału silnika jest zależna od rodzaju zastosowanego silnika , praktycznie spotyka się silniki z ilością kroków 24-400 kroków na obrót , wartością najczęściej podawaną jest kąt / krok , przykładowo 1,8stopnia / krok odpowiada 200 krokom na jeden obrót , kolejną ważną sprawą jest max prąd silnika do jego wartości należy dostosować stopień mocy sterownika jak również przewidzieć odpowiednią wydajność prądową zasilacza , podana wartość napięcia jest znamionowa dla pracy silnika oraz zapewnia osiągnięcie optymalnych parametrów mechanicznych , warto pamiętać że zbyt niskie napięcie od podanej wartości może spowodować niewłaściwą pracę silnika
    W bardziej zaawansowanych konstrukcjach stosuje się pracę z zasilaniem czoperowym , polegającym na kontroli prądu silnika , który jest zasilany napięciem nawet kilka krotnie większym od znamionowego , co poprawia jego parametry dynamiczne , dlatego najważniejszą sprawą jest właściwy prąd silnika , którego nie należy przekraczać.
    Po tych wszystkich teoriach układy praktyczne , najprostsze sterowanie to dwa przełączniki bistabilne , jeden astabilny , przy założeniu że poziom H uaktywnia wejścia , a wejścia sterownika spolaryzowane są do L , wystarczy podać H na wejście Enable za pomocą przełącznika bistabilnego , na wejście Dir podawać impulsy H z astabilnego , takie podawanie impulsów jest dość niedokładne z powodu drgania styków i nie można mieć pewności że jedno naciśnięcie spowoduje generację tylko jednego impulsu , sytuację poprawi zastosowanie układu kształtowania impulsu w postaci bramki Schmita , bardziej eleganckie rozwiązanie to zastosowanie generatora zbudowanego z bramek lub na popularnym 555
    Wyjście generatora lepiej podłączyć na stałe do wejścia Step i sterować wejściem Enable lub uruchamiać sprzętowo generator
    Właśnie na takiej zasadzie powstał proponowany układ elektroniczny , rolę przełączników pełni przerzutnik D na układzie 4013 , generator to 555 sterowny wejściem reset , stany przerzutnika są sygnalizowane diodami , podobnie jak praca generatora , dostępne są oba wyjścia przerzutników tak aby można było wykorzystać te które są potrzebne do sterownia układ jest na tyle prosty że chyba nie wymaga wyjaśnienia .
    Na koniec warto pamiętać że zakres częstotliwości maksymalnej zależy głównie od silnika , nie można jej zwiększać w nieskończoność bo silnik i tak nie będzie kręcił się szybciej , zacznie gubić kroki jak również znacznie straci na parametrach mechanicznych , końcowym efektem będzie wydawanie dźwięku zamiast pracy .



    Sterownik cnc sposób sterownia

    Proponowany układ został praktycznie sprawdzony z sterownikiem silnika bipolarnego SSK-B01 , działa bez żadnych problemów , dla własnych potrzeb należy dobrać wartości elementów generatora tak aby uzyskać wymaganą prędkość obrotową silnika .

    Sterownik cnc sposób sterownia
  • #2
    bugger
    Level 20  
    gratulacje p.bogdanie - wlasnie zaczynalem szukac czegos takiego, a tu prosze - jak na tacy...
  • #3
    lukaszzk
    Level 13  
    Moje gratulacje na pewno sie przyda przy zabawie z silnikami krokowymi.

    Mam do Pana trzy pytania:
    1. Rozumiem że zmiana częstotliwości odbywa się za pomocą potencjometru R1 ?
    2. Jaka jest max częstotliwość którą można wytworzyć za pomocą tego układu ?
    4. Do czego służą przyciski S1,S2,S3 ?
  • #4
    thuug
    Level 14  
    genialne:)własnie takiego czegos szukałem:)

    dzieki:)
  • #5
    RobertRodzer
    Level 10  
    Witam czy można rosić o dokładny spis części?

    Dodano po 3 [minuty]:

    OK znalazłem.