Zdravím,
chtěl bych poprosit o pomoc s výběrem krokového motoru a driveru. Mám takový jednoduchý lineární pohon s trapézovým závitem, pouze jedna osa. Pro první prototyp jsem použil motor s přírubou NEMA17, proudem do fáze 0,6 A, odporem fáze 8 Ω a momentem 0,12 Nm, který jsem řídil klasickým H-můstkem L298N. K tomu mám mikrokontrolér na 3,3 V, napájený z USBčka přes stabilizátor. Záměrně jsem si vybral tenhle motor, protože součinem odporu a proudu mi vychází že do něj musím posílat 5 V (4,8 ale to je snad jedno).
Po testech se však ukazuje, že jsem zásadně podcenil tření a že potřebuji motor s násobně větším momentem. Zároveň bych rád z toho L298N přesedlal na nějaký driver, který bych moc řídit signály DIRECTION a STEP. Trošku jsem se do toho ponořil a zjistil jsem, že obvykle používané drivery za desítky až stovky korun (tisíc a víc už bych úplně dávat nechtěl) jsou: A4988, DRV8825, TMC21xx, TB67S109, TB6560 a TB6600. Žádný z těchto driverů však nemá spodní hranici rozsahu napájecího napětí pod 8 V. Přitom ale u většiny krokových motorů dá součin proudu do fáze a odporu fáze tak okolo 2 - 3 V.
Rozumím tomu tedy správně tak, že rozdíl mezi tím můstkem a driverem není jen v signálech kterými se to ovládá, ale také v tom že driver má trimr na nastavení proudu, takže i když se napájí třeba 12 V tak na fázi motoru pak bude třeba jen těch 2,5 V? Jak se to uvnitř toho driveru stane že to napětí takhle poklesne, není to hrozně neefektivní? Proč nejsou drivery s napájením na 5 V?
Podle čeho tedy potom motor a driver tak, aby spolu fungovaly? Stačí proudem do fáze nepřekročit polovinu proudového omezení driveru (nejsem si jistý jestli proudový limit u driverů se udává jako na jednu fázi nebo na obě) a ten pak napájet třeba 12 nebo 24 V?
Díky za odpovědi
Krokový motor – přechod z H-můstku L298N na driver
Běžný driver krokového motoru funguje jako spínaný proudový zdroj.
Plynou z toho 2 věci: je to proudový zdroj, tj. snaží se do motoru nacpat nastavený proud. A je mu skoro jedno, při jakém napětí se mu to povede.
Ať má motor jmenovité napětí třeba 2V a driver je napájený 24V, tak driver tam pošle jen nastavený proud. Takže pak na motoru v ustáleném stavu budou opravdu třeba jen ty 2V.
No a protože je to zdroj spínaný a nikoli lineární, tak na něm žádné velké ztráty nejsou.
Proud driveru se vždy udává pro jednu cívku. Stejně tak se udává pro jednu cívku jmenovitý proud motoru.
U driveru je dobré používat spíš vyšší napájecí napětí. A to kvůli přechodovému ději.
Že je na motoru při jmenovitém proudu třeba jenom 2V platí jen v ustáleném stavu. Když tam to napájení přivedeš a motor stojí.
Ale pokud se má motor točit, tak se střídavě musí do jednotlivých cívek pouštět a zase vypínat proud.
Motor se chová jako indukčnost, tedy cívka. Proto u něho platí, že čím je napětí vyšší, tím rychleji dokážeš tou cívkou protlačit požadovaný proud. Takže tím rychleji se motor může točit.
Plynou z toho 2 věci: je to proudový zdroj, tj. snaží se do motoru nacpat nastavený proud. A je mu skoro jedno, při jakém napětí se mu to povede.
Ať má motor jmenovité napětí třeba 2V a driver je napájený 24V, tak driver tam pošle jen nastavený proud. Takže pak na motoru v ustáleném stavu budou opravdu třeba jen ty 2V.
No a protože je to zdroj spínaný a nikoli lineární, tak na něm žádné velké ztráty nejsou.
Proud driveru se vždy udává pro jednu cívku. Stejně tak se udává pro jednu cívku jmenovitý proud motoru.
U driveru je dobré používat spíš vyšší napájecí napětí. A to kvůli přechodovému ději.
Že je na motoru při jmenovitém proudu třeba jenom 2V platí jen v ustáleném stavu. Když tam to napájení přivedeš a motor stojí.
Ale pokud se má motor točit, tak se střídavě musí do jednotlivých cívek pouštět a zase vypínat proud.
Motor se chová jako indukčnost, tedy cívka. Proto u něho platí, že čím je napětí vyšší, tím rychleji dokážeš tou cívkou protlačit požadovaný proud. Takže tím rychleji se motor může točit.
Este to trosku pritiahneme za vlasy.
Mas napatie 1V Aby motorom tiekol prud napr 1A trva to 1s kym ten prud dosiahne velkost 1A. Cize ten motor moze pri plnom momente urobit jeden krok za 1 sekundu. Ak ho budes tocit rychlejsie bude klesat moment tj sila.
Ak pouzijes 2V prud 1A dosiahnes za 0.5s. Tj budes moc urobit 2kroky za 1s.
Prud je udany vyrobcom motora, cim vysie napatie tym moznost vysich otacik a hlavne zrychlenia. Dufam ze vies ze krokac sa nerozbehne hned z 0 na potrebne otacky. Frekvenciu step impulzov musi zvysovat postupne.
(hodnoty su vymyslene a prebehy niesu linearne)
Okrem toho priebeh momentu(sily) v zavislosti od otacok najdes v datasheete motora.
Mas napatie 1V Aby motorom tiekol prud napr 1A trva to 1s kym ten prud dosiahne velkost 1A. Cize ten motor moze pri plnom momente urobit jeden krok za 1 sekundu. Ak ho budes tocit rychlejsie bude klesat moment tj sila.
Ak pouzijes 2V prud 1A dosiahnes za 0.5s. Tj budes moc urobit 2kroky za 1s.
Prud je udany vyrobcom motora, cim vysie napatie tym moznost vysich otacik a hlavne zrychlenia. Dufam ze vies ze krokac sa nerozbehne hned z 0 na potrebne otacky. Frekvenciu step impulzov musi zvysovat postupne.
(hodnoty su vymyslene a prebehy niesu linearne)
Okrem toho priebeh momentu(sily) v zavislosti od otacok najdes v datasheete motora.
Je to jak pise Mex s atlanem. Driver ktery pouzivas je pro tyto motory naprosto nevhodny. Kup si za dvacku i blby DRV8825 a uvidis tu zmenu. Nepises k cemu to ma slouzit, ale pokud to napriklad jede jen chvilku, muzes do motoru poslat nekolikanasobne vetsi proud a zvetsit tak jeho moment. Pokud motor stoji, proud se snizi aby tolik netopil. Vicemene se da rict, ze kdyz ti motor polovinu casu stoji a polovinu jede, muzes do nej pustit dvojnasobny proud. Samozrejme to nesmi byt tak ze pul dne jede, pul dne stoji.
Osobne jsem uz na nejake vypocty vykonovych ztrat krokacu davno rezignoval. Ohmuv zakon v tvem podani je zde nepouzitelny. Kdyz chci zjistit kolik do motoru muzu maximalne pustit, proste zapnu stroj v takovem rezimu kdy bude motor v danem pouziti maximalne vytizen a sleduju aby moc nezhavil.
Pokud ti nedela problem programovani jak jsem vyrozumel, podivej se na drivery od Trinamicu jako napr. TMC5161. To je zase uplne jina liga nez ten DRV8825. Jen musis byt schopen nastavit jeho parametry po SPI.
Osobne jsem uz na nejake vypocty vykonovych ztrat krokacu davno rezignoval. Ohmuv zakon v tvem podani je zde nepouzitelny. Kdyz chci zjistit kolik do motoru muzu maximalne pustit, proste zapnu stroj v takovem rezimu kdy bude motor v danem pouziti maximalne vytizen a sleduju aby moc nezhavil.
Pokud ti nedela problem programovani jak jsem vyrozumel, podivej se na drivery od Trinamicu jako napr. TMC5161. To je zase uplne jina liga nez ten DRV8825. Jen musis byt schopen nastavit jeho parametry po SPI.
-
robokop
- Site Admin
- Příspěvky: 22385
- Registrován: 10. 7. 2006, 12:12
- Bydliště: Praha
- Kontaktovat uživatele:
Kup motor a k tomu integrovany driver treba leadshine. Je to o dost jinde nez ruzne bastleni. Zdroj navol alespon 36V a to i pro 2V motor. Pak ti to bude chodit slusne do otacek. Proud na driveru nastav nekde kolem doporuceni vyrobce a dokoriguj podle teploty motoru.
Ziskas tak pohon o dva rady lepsi nez doposud.
Ziskas tak pohon o dva rady lepsi nez doposud.
Vsechna prava na chyby vyhrazena (E)
Skvělé, děkuji moc za vysvětlení i doporučení.
Ještě doplňující dotaz k výběru zdroje, líbil by se mi MEAN WELL RD-35B, který má dva kanály: pětivoltový na 2,2 A a čtyřiadvacetivoltový na 1 A. Když bych měl na té 24V větvi jen ten driver, tak s jakým maximálním proudem do fáze můžu vybrat motor?
Teoreticky kdyby se tam těch 24 W transformovalo ideálně, tak třeba na 2 V by to zvládlo 12 A. Když to vezmu s velkou rezervou, protože ta transformace určitě nebude ideální a při nějakých těch přechodech to bude potřebovat víc, zvládne to třeba 3 A? Tedy 1,5 na každou fázi.
Ještě doplňující dotaz k výběru zdroje, líbil by se mi MEAN WELL RD-35B, který má dva kanály: pětivoltový na 2,2 A a čtyřiadvacetivoltový na 1 A. Když bych měl na té 24V větvi jen ten driver, tak s jakým maximálním proudem do fáze můžu vybrat motor?
Teoreticky kdyby se tam těch 24 W transformovalo ideálně, tak třeba na 2 V by to zvládlo 12 A. Když to vezmu s velkou rezervou, protože ta transformace určitě nebude ideální a při nějakých těch přechodech to bude potřebovat víc, zvládne to třeba 3 A? Tedy 1,5 na každou fázi.
při použití spínaného zdroje asi brzo narazíš na vestavěnou proudovou ochranu
ta bude nastavena těsně nad jmenovitý proud
buď musíš použít takový zdroj, který bude schopen pokrýt proudové špičky aniž by vypínal na nadproud ( do jisté míry si můžeš pomoci externím kondenzátorem)
nebo použít zdroj s normálním vinutým trafem, ten si krátkodobě nechá líbit několikanásobek jmenovitého proudu
...
driver řídí proud motorem pomocí PWM regulace, tj špičky jsou teoreticky mnohonásobek nějakého průměrného proudu
něco poberou kondenzátory na výstupu zdroje ale ne vše
ta bude nastavena těsně nad jmenovitý proud
buď musíš použít takový zdroj, který bude schopen pokrýt proudové špičky aniž by vypínal na nadproud ( do jisté míry si můžeš pomoci externím kondenzátorem)
nebo použít zdroj s normálním vinutým trafem, ten si krátkodobě nechá líbit několikanásobek jmenovitého proudu
...
driver řídí proud motorem pomocí PWM regulace, tj špičky jsou teoreticky mnohonásobek nějakého průměrného proudu
něco poberou kondenzátory na výstupu zdroje ale ne vše
Naposledy upravil(a) testone dne 5. 2. 2022, 2:58, celkem upraveno 2 x.
Obvykle se dějí věci obvyklé. Méně často se dějí věci neobvyklé a zcela vyjímečně se dějí věci vyjímečné...
Masturn 40 CNC, Hermle UWF1200H CNC a pár klasik
http://www.radialengine.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
http://www.autopejsek.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
Masturn 40 CNC, Hermle UWF1200H CNC a pár klasik
http://www.radialengine.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
http://www.autopejsek.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
Porad nevim jaky mas motor a na co to cele potrebujes, ale prumerny nema17 neuchladi dlouhodobe vic jak cca 5-7W. Jenze pri spickach do nej bez problemu muze tech 20-30W jit. Vzhledem k tomu, ze MEANWELL je ta nejlevnejsi cinska sracka, volil bych minimalne 50-100W. 5V vyrobis jednoduse z te 24V vetve stabilizatorem.
Pokud jsi to zatím napájel z USB, tak těch 24V/1A bude slušný nárůst.
Ale pokud to do budoucna budeš případně rozšiřovat, tak bych možná vzal něco trochu silnějšího.
Příbeh z praxe: mám 3-osou frézku, motory Nema23 nastavené na 2.2A.
Když jsem ji napájel z laboratorního zdroje 24V, který má měření proudu, tak to jen občas vyskočilo nad 1.5A, většinou tak do 1.75A.
Je dobré si uvědomit, že stále platí zákon zachování energie. Ty necelé 2W, které jsi uvažoval ve svém prvním postu, to je v podstatě jen výkon potřebný k udržení motoru na místě a k oteplení.
Pokud k tomu ale přidáš nějaký mechanický výkon, který z toho chceš odebírat, tak ten se samozřejmě musí zákonitě projevit i ve větší spotřebě.
Jinak bys vyráběl energii z ničeho. A to umí jen perpeťáci.
Jinak mikrokrokový driver v běžném nastavení nikdy do obou cívek najednou nepustí plný proud. To by platilo jen v případě půlkrokového řízení, ale to s moderními drivery nikdo nepoužívá.
Ale pokud to do budoucna budeš případně rozšiřovat, tak bych možná vzal něco trochu silnějšího.
Příbeh z praxe: mám 3-osou frézku, motory Nema23 nastavené na 2.2A.
Když jsem ji napájel z laboratorního zdroje 24V, který má měření proudu, tak to jen občas vyskočilo nad 1.5A, většinou tak do 1.75A.
Je dobré si uvědomit, že stále platí zákon zachování energie. Ty necelé 2W, které jsi uvažoval ve svém prvním postu, to je v podstatě jen výkon potřebný k udržení motoru na místě a k oteplení.
Pokud k tomu ale přidáš nějaký mechanický výkon, který z toho chceš odebírat, tak ten se samozřejmě musí zákonitě projevit i ve větší spotřebě.
Jinak bys vyráběl energii z ničeho. A to umí jen perpeťáci.
Jinak mikrokrokový driver v běžném nastavení nikdy do obou cívek najednou nepustí plný proud. To by platilo jen v případě půlkrokového řízení, ale to s moderními drivery nikdo nepoužívá.