LPT Port - zesílení pomocí budiče 74HC244, 74LS244

[zz912]

Zdravím,

napíšu nejdřív, jak to všechno začalo. Máme s kamarádem CNC na dřevo. Vše funguje dostatečně, až na osu X. Semtam ztrácí krok. (Stroj funguje, ale neseje.)

Mám:
- Linux CNC
- Parallel port
- BlueBoard
- obyčejné krokáče
- trapézový šroub Tr16x4
- vedení: rolny (kuličková ložiska) na ocelové tyči
- mikrokrok 1
- maximální otáčky krokáčů 50 ot/min, rampy extra pomalé
- Stroj je odvozenina JOES CNC
- osa X vozí celý portál

Vše je absolutní LOW-COST, ale na hraní stačí (kdyby to X neztrácelo krok)

Nejdřív jsem měl na ose X krokáč 1.2Nm, tak jsem ho vyměnil za 2.8Nm. Bohužel BlueBoard z něho dostane maximálně 1.9 Nm (měřeno momentovým klíčem).
Situace se zlepšila, ale osa stále vypadává

Začal jsem se dívat po setech (driver + motor). Nejdřív ještě více předimenzovaný obyčejný krokáč od LeadShine. Pak o něco dražší byl krokáč ze zpětnou vazbou(zase od Leadshine) a nakonec jsem skončil jsem u tohoto (mám možnost sehnat levně):
FASTECH S-SERVO-ST-60L
http://www.motory-prevodovky.cz/elektro ... -nm-detail

Vzhledem k nezdarům jsem se zdravě nas(štval) a uvažuji o koupi, abych to navždy vyřešil.

Původně jsem si mysel, že když ten driver má optočleny, tak to tam zapojím natvrdo z LPT portu a bude to. Ovšem ouha.

Optočleny tohoto driveru by při 5V potřebovali cca 15 mA.

STEP_DIR.PNG (8.19 KiB) Zobrazeno 3062 x

Ovšem co jsem začal studovat informace ohledně LPT portu, tak LPT port má v režimu Source 2.6 mA a v režimu sink 24 mA.
http://janaxelson.com/files/ibmlpt.txt

LPT nemá na svých pinech žádné 5V napájení, takže ikdyž už bych šel cestou sink režimu, tak už to znamená tvorbu plošňáku, kde bude minimálně LM7812 a LM7805 na vytvoření 5V z 24V. Když už budu tvořit plošňák, tak jsem nastudoval, že existují nějaké zesilující budiče. Třeba 74HC244 nebo 74LS244. Ovšem tady už mé elektrovědomosti jsou za mými vědomostmi. Pokud fungují tak jak myslím, tak by měli zvýšit proudovou zatížitelnost LPT portu.

Konstruval tady někdo zesilovací budič na LPT port? Nebo poradil by se zapojením, nebo specifikací vhodného budiče? Funguje výstup z budiče taky v režimech SINK/SOURCE?

Co jsem hledal inspiraci oddělovacích desek, tak jsem našel dva druhy. Buď je tam jenom opotčlen třeba PC817 (pro malé drivery), nebo kombinace budiče + optočlenu.

Mám elektroschema na BlueBoard (reversní engineering), kde je budič + optočlen, ale před modrou deskou ze všichni varují, takže z toho bych radši nevycházel.

Další řešení by bylo použít LPT port s větší zatížitelností (dle internetu existují), ale radši bych chtěl svojii desku mít universální.

Mesa mi nic neřeší, akorát by to řádně prodražila. Vyšší frekvenci stejně nevyužiji pro takovýto stroj.

[t256]

Dej tam tranzistor nebo mosfet a mas klid.

[CZ_Pascal]

Ahoj,

Zkus kouknout jestli by se ti víc nelíbil ještě "o čísílko vyšší" šváb 74HC245.
Líp se ti na DPS "napasuje" protože to "pouští" z jedné strany na druhou tak nějako "symetricky".

Rozhodně jdi do řady HC, ta má trochu vyšší proudovou zatižitelnost.

Jednotlivé výstupy MAXIMUM (měl by ses tedy pohybovat rozumně pod touto hodnotou) +-35mA, ale pozor taky na "celkovou" zatižitelnost toho švába. Nemůžeš počítat, že všechny vstupy najednou poskytnou těch 35mA (v součtu by totiž teklo švábem 8*35mA a na to už samozřejmě stavěný není)

Ale pro "nakrmení" vstupů tvých driverů by to mělo být napohodu. (tedy rozhodně daleko lepší než přímo výstupy LPT )

[zz912]

Omlouvám se, že budu mít triviální dotazy, ale nemám elektrotechnické vzdělání.

Díval jsem se na datasheet 74HC245 DIP20
https://www.gme.cz/data/attachments/dsh.425-065.1.pdf

Našel jsem tam tabulku:

Pochopil jsem z ní, že maximální odběr proudu by neměl překročit:
DC VCC or Ground Current ± 70 mA ?

Tudíž když mi jeden optočlen na driveru spotřebuje 15mA , tak mohu z jednoho čipu
využít 4 vstupy/výstupy? 4x15mA = 60 mA

Zapojení stačí takto?
Vcc = 5V
Gnd = zem
DIR = 5V
G neg = zem
A = výstup z LPT portu
B = napájení optočlenu v driveru

Nebo tam musím mít nějaké další součástky? (u optočlenu v driveru využiji interní rezistor na optočlen)

Nenašel jsem v katalogu, jaký proud mi to bude brát z LPT portu.

[zz912]

Dej tam tranzistor nebo mosfet a mas klid.

Ten plánuji použít na vstup ENABLE pro driver. Je tam 24V. Ovšem netuším jaký vliv by měl tranzistor na tvar signálu u STEP vstupu.

[Mex]

Asi by to chtělo vzít tak trochu z gruntu.

Napřed pochvala - zvolil jsi LinuxCNC.

A teď otázky:
- jaký jitter má tvé PC, na kterém to provozuješ? (změřit pomocí Latency Test)
- skutečně máš na mysli osu X? Není to spíš Y (od tebe a k tobě, nikoli zprava doleva)? To jistě není klíčové, jen pro pořádek.

Na nějaké normy kolem LPT klidně zapomeň. To všechno platilo před 20 lety, když LPT bylo tvořeno klasickými TTL obvody. Tam byl skutečně zásadní rozdíl v zatížitelnosti v režimu sink a source.
Dneska jistě použiješ nějaký CMOS obvod, a tam je zatižitelnost prakticky stejná. Nicméně ze setrvačnosti se stále i tam používá spíš zapojení sink (neboli NPN).

Pokud bys na to dělal nějakou desku, tak můžeš použít obvody řady 74AC/ACT, které mají nejvyšší zatižitelnost. Takže třeba 74AC244/245/373/573/541.
I když to není nutné. I kdybys měl v driveru omezovací odpor 330R, tak tam v praxi poteče pod 10mA. Jednak ten CMOS výstup při zátěži nedá celý rozkmit 0-5V, navíc budeš mít úbytek kolem 1V na LED diodě optronu.

Otázkou je, jestli to má smysl stavět, když slušnou oddělovací desku koupíš kolem 5 USD. Třeba tyhle jsou docela podařené
https://www.aliexpress.com/item/32968697548.html
Určitě ji najdeš i levněji, vzal jsem první co na mě vyběhla.

Napájení 5V bych vzal z PC. Buď z USB konektoru (tak to dělá i tahle oddělovací deska), nebo z nějakého volného diskového konektoru. Tam máš i 12V pro případné použití indukčáků nebo jiných koncáků a home-spínačů.

Motory bych rozhodně nastavil na nějaké rozumné mikrokrokování, např. 1:8. Použít full-step, jak píšeš, musím mít dost hrubý chod.

Ještě poznámka: když nevíš, tak je dobré měřit. Je fajn, že jsi byl schopný změřit si moment motoru (to tady dělá málokdo). Tak si ještě změř jak velký moment v reálu potřebuješ, a zkus k tomu dopočítat moment setrvačnosti.

[Mex]

Než jsem to nadatloval, tak jsi mezitím napsal další post. Enable bych vůbec nezapojoval, je to pin celkem na prd (pokud teda pro to nemáš nějaký extra důvod).
A moc mi nesedí ta informace, že je na 24V. To sis tak zvláštně schválně zapojil nebo jaký to má důvod?

[CZ_Pascal]

Reálně to bude brát míň jak těch 15mA (protože je nějaký nezanedbatelný napěťový úbytek na te vnitřní diodě. Proud tedy bude (Uvcc - Ud) / 330 . Někde kolem (5-1,2)/330 = asi 12mA.

Ono ty šváby něco vydrží, a v patici se dají přinejhorším vymněnit.

Vstupní proud je brutálně malej. To LPT ani nepzná, že jsi na něj něco napojil. Doporučil bych tedy dát na vstup toho šváby PullUp rezistory (takovej ten hřebínek) aby to LPT tahalo k nule (kde má větší "sílu") a bylo to tím pádem trochu míň zarušitelný.

Jinak zapojění "nožiček" švába je OK tak jak píšeš.

Edit: Mex byl rychlejší

[zz912]

- jaký jitter má tvé PC, na kterém to provozuješ? (změřit pomocí Latency Test)

Už si to nepamatuji, ale vím že jsem se trefil trochu nad požadované minmum. Dodávali jsme tam externí grafiku, aby ta interní nevytěžovalo procesor. Stroj je u kamaráda.

- skutečně máš na mysli osu X? Není to spíš Y (od tebe a k tobě, nikoli zprava doleva)? To jistě není klíčové, jen pro pořádek.

U mašiny stojím bokem, takže jsem to naladil tak, ať mi to sedí s šipkami na klávesnici.
Doleva, doprava = X
Nahoru, dolů = Y
UP, DOWN =Z
Vyhovuje nám to tak.

Na nějaké normy kolem LPT klidně zapomeň. To všechno platilo před 20 lety, když LPT bylo tvořeno klasickými TTL obvody. Tam byl skutečně zásadní rozdíl v zatížitelnosti v režimu sink a source.
Dneska jistě použiješ nějaký CMOS obvod, a tam je zatižitelnost prakticky stejná. Nicméně ze setrvačnosti se stále i tam používá spíš zapojení sink (neboli NPN).

No z toho jsem paf. Na netu jsem našel hodně informací ohledně PLT portu a často i protichůdných. Co chcete tímto říct? Mám teda nějaký budič řešit?

Pokud bys na to dělal nějakou desku, tak můžeš použít obvody řady 74AC/ACT, které mají nejvyšší zatižitelnost. Takže třeba 74AC244/245/373/573/541.
I když to není nutné. I kdybys měl v driveru omezovací odpor 330R, tak tam v praxi poteče pod 10mA. Jednak ten CMOS výstup při zátěži nedá celý rozkmit 0-5V, navíc budeš mít úbytek kolem 1V na LED diodě optronu.

A který mi konkrétní doporučíte? "74AC244/245/373/573/541." Hledal jsem nějaký obecný informace na netu ohledně budičů a nenašel jsem nic, co by bylo pro pochopitelné s mými vědomostmi. V angličtině říkají budiči Buffer a Buffer má v angličtině mnoho výzanmů. Mám z elektroniky roztříštěné znalosti, kdybych byl rentiér, asi bych sei udělal ke strojařině ještě elektro výšku.

Otázkou je, jestli to má smysl stavět, když slušnou oddělovací desku koupíš kolem 5 USD. Třeba tyhle jsou docela podařené

Je to otevřená možnost, ovšem chtěl jsem se prohrabat touto problematikou. Většina oddělovacích desek obsahuje optočlen. Nebude pak vadit, kvalitě STEP signálu, když dvakrát projde přes optočlen? Jednou v oddělovací desce a podruhé v driveru?

Napájení 5V bych vzal z PC. Buď z USB konektoru (tak to dělá i tahle oddělovací deska), nebo z nějakého volného diskového konektoru. Tam máš i 12V pro případné použití indukčáků nebo jiných koncáků a home-spínačů.

Také jsem to zvažoval. Na koncáky mám Blue Board

Motory bych rozhodně nastavil na nějaké rozumné mikrokrokování, např. 1:8. Použít full-step, jak píšeš, musím mít dost hrubý chod.

Vše je na té mašině poddimenzované S mikrokrokováním to nechodilo v malých rychlostech. Byl to takový paradox. Krokový motor by měl mít v nižších otáčkách větší krouťák, ale když jsem zpomaloval rychlost, tak se mašina zastavovala. Přikládám to stick-slip efektu u trapézáku a a tomu vedení. Full-step tento problém zatím nějak vyřešil. Jakmile tam budou silnější motory, půjdu do mikrokroku. Na povrch obrábění to vliv nemá, ale dělá to extra kravál.

Je fajn, že jsi byl schopný změřit si moment motoru (to tady dělá málokdo)

Kolegové mě upozorňovali na to, že statický moment, nic neříká o dynamických vlastnostech soustavy motor-driver. Už jsem k tomu motoru objednal i originál driver, ale čekám, čekám, čekám a čekám. Se mu ze španělska nechce. Nevím zda jsem neudělal chybu, že jsem to vzal od Wantai. Dnes bych šel do leadshine.
https://de.aliexpress.com/item/32847103 ... 3bb58601-5

Tak si ještě změř jak velký moment v reálu potřebuješ

V reálu chci moment co největší, za co nejméně peněz. Ono to fungovalo i s 1.2Nm motorem, ale ztrácelo to krok. Myslel jsem, že zvýšením na 1.9Nm budu mít klid, ale nepomohlo to. Na kolik ho zvýšit aby neztrácel krok nevím, i proto se přikláním k té zpětné vazbě.

a zkus k tomu dopočítat moment setrvačnosti.

U servopohonů by mělo pro dobrou regulaci platit, že poměr momentu setrvačnosti redukované soustavy a tělesa rotoru se má pohybovat kolem 3 až 7, ideálně 1. Platí tohle i pro krokové motory?

A moc mi nesedí ta informace, že je na 24V. To sis tak zvláštně schválně zapojil nebo jaký to má důvod?

Důvod je dán výrobcem driveru, nelze jej provozovat jen na 5V.

Doporučil bych tedy dát na vstup toho šváby PullUp rezistory (takovej ten hřebínek) aby to LPT tahalo k nule (kde má větší "sílu") a bylo to tím pádem trochu míň zarušitelný.

Jak velkej ten PullUp? Aby měl smysl, ale zase aby to nepřetěžovalo LPT.

Reálně to bude brát míň jak těch 15mA (protože je nějaký nezanedbatelný napěťový úbytek na te vnitřní diodě. Proud tedy bude (Uvcc - Ud) / 330 . Někde kolem (5-1,2)/330 = asi 12mA.

Četl jsem články na internetu, kde se autor rozčiluje nad tím, jak si někdo dovolil dát přímo na paralelní port LEDku s odběrem do 10 mA. Mi to hlava nebere.

Každopádně děkuji za odpovědi. I za předpokladu, že bych skončil u hotové oddělovací desky, tak budu rád, když pochopím, jak funguje. Cena té hotové desky, co jste posílal, je levnější než poštovné za součástky, které bych použil.

Je na ní 74HC245D, takže se stejně dostávám k něčemu podobnému, co sem chtěl vyvinout. Uvidíme.

[zz912]

Stále se mi honí v hlavě ta hotová deska:
https://de.aliexpress.com/item/32968697548.html

Nebude pak vadit, kvalitě STEP signálu, když dvakrát projde přes optočlen? Jednou v oddělovací desce a podruhé v driveru?

Možná si sám odpovím na všechny předešlé otázky.

Není to náhodou zapojené tak, že výstupy z oddělovací desky pro optočleny driverů je zapojen přímo z budiče a pouze vstupy a relátko je zapojené přes optočleny?

Jsou tam optočleny DP817C 1815, což by měli být alternativy k PC817 a z těch dostanu jen pár jednotek mA.

[Mex]

Moc to řešíš a jsi trochu málo konkrétní.
Nepiš "BlueBoard", ale dej fotku nebo odkaz na konkrétní desku. Různých modrých desek je plná prdel. Doba, kdy byl jenom jeden model a používal se tenhle termín, už je dávno pryč. Některé ty desky jsou extra mizerné, některé nejsou úplně špatné.

K budičům: nevím, co jsi četl o 10mA LEDce na LPT, za kterou někdo někoho zdrbal. Ale jednak na různých fórech je velmi různá kvalita lidí. A navíc si skoro myslím, že to byl oblíbený případ, kdy někdo pověsil LEDku přímo na port bez omezovacího odporu, ne? Tohle když vidí nějaký praktik, tak ho může švihnout.

Oddělovací deska, kterou jsem odkazoval, je rozumně navržená (jak jsem tam psal). Takže samozřejmě na výstupech optrony nemá, má je jen na vstupech. A navíc vstupy má honěné ze 12V, takže jsou méně citlivé na přechodové odpory případně ne-ideálních spínačů.

Těch 24V na signálu Enable nechápu. Co je to za zvláštní driver?
Enable bych nepoužíval vůbec, k ničemu to není. A když už bych ho chtěl použít a skutečně by tam byl omezovací odpor 4k7, tak bych ho vyměnil za 680R a provozoval to normálně z 5V, jako ostatní signály.
Ale proti gustu...

Pokud se ti to při nízkých rychlostech zastavuje a navíc to nefunguje s mikrokrokováním, tak bych napřed udělal pořádnou kontrolu stroje. Odpojil motory a zkusil s tím hýbat rukama, kde jsou mechanické problémy. A pak naopak pustit "frézování" jen na těch odmontovaných motorech, které bych třeba brzdil prstama a díval se/poslouchal, jestli tam není nějaký problém už i bez připojené mechaniky.
Navíc když po výměně motoru 1.2Nm za 1.9Nm je to stejné, tak bude problém zřejmě někde jinde, bych skoro řekl.
Případně zkus vyměnit pohony os X a Y. Napřed jenom řízení, pak případně i motory (je-li to snadno možné).

[zz912]

Moc to řešíš

To slyším často Snažím se často pochopit problém do hloubky.

Těch 24V na signálu Enable nechápu. Co je to za zvláštní driver?
Enable bych nepoužíval vůbec, k ničemu to není. A když už bych ho chtěl použít a skutečně by tam byl omezovací odpor 4k7, tak bych ho vyměnil za 680R a provozoval to normálně z 5V, jako ostatní signály.

Jedná se o tohle:
http://www.motory-prevodovky.cz/elektro ... -nm-detail
http://www.motory-prevodovky.cz/img/man ... log_EN.pdf
Měnit v něm odpory nemohu kvůli záruce, nerad bych o ni přišel. Sice ten pohon získám levněji, ale bude mít záruku u českého dodavatele.

Driver je určen pro průmyslové použití a předpokládá se, že řídící signál bude mít 24V a na vstupy DIR a STEP se přidají přídavné odpory RX.

Navíc když po výměně motoru 1.2Nm za 1.9Nm je to stejné, tak bude problém zřejmě někde jinde, bych skoro řekl.
Případně zkus vyměnit pohony os X a Y. Napřed jenom řízení, pak případně i motory (je-li to snadno možné).

Problém je v tom, že když stroj jede naprázdno, tak motor kroky neztrácí. Nechali jsme stroj jezdit naprázdno a bezproblémů, proto jsem vyloučil řízení. Ono jde o to, že ty pohony se vzali z menší mašiny a namontovali do o dvě řady větší mašiny. Hold fyziku člověk neokecá. Paradoxně vyjde levněji vyřešit jeden motor, než kompletně překopat celou mašinu. Respektive ji postavit znovu a lépe. Tudíž se nechci už BlueBordem zabývat, přidám druhý LPT port a začnu postupně jednotlivé elektrokomponenty přenášet do druhé samostatné elektroskříně dle finančních možností. A až budu mít kompletně novou elektroniku, tak začnu předělávat celý stroj. Ano, finančně by vyšlo levněji koupit celý nový stroj, ale na to teď nemám a už chci frézovat. Půjčku na hračku taky nechci. Když už to pojede, tak vylepšovat to mohu několik let.

[Mex]

Ty si stejně zřejmě nechceš nechat říct, takže je to fuk.
Jen poznámka: nikdy jsem neměl na mysli to, abys stroj zahodil a pořídil jiný. Jen bych si myslel, že je třeba pořádně zanalyzovat konkrétní problém a teprve poté ho řešit. Nikoli napřed začít měnit komponenty bez předchozí analýzy.

[zz912]

Ty si stejně zřejmě nechceš nechat říct, takže je to fuk.

Omlovám se, jestli jsem se Vás nějak dotktl. Můj hlavní dotaz byl na připojení, konkrétního driveru na LPT port.

Problém mám:
- driver je průmyslový a je stavěný primárně na řídící napětí 24V
- kolem LPT portu je na internetu mnoho protichůdných informací
- potřeboval jsem nějak nasměřovat k informacím ohledně budičů

Další informace ke stroji jsou jen omáčka k textu. Stroj mám u kamaráda, takže když si s ním chci hrát, musím za ním zajet, udělat si čas atd. Skloubit rodinu, práci koníčky, barák... Takže se nezlobte, že už nechci marnit čas s poddimenzovaným pohonem co tam je. Ano možná při vynaloženém značném úsilí, bychom mohli najít i někde nějakou chybu jinde než v pohonu X. Ovšem i tak, budu chtít následně jezdit touto osou rychleji a budu opět řešit problém s tím, že mám možnost sehnat levně ten krokáč s enkodérem, ale neumím ho připojit na LPT port a jsem na začátku.

Když si doma nachystám nový pohon v novém rozvaděči, tak mě to tak časově nebude bolet a u kamaráda to "jen" zapojím.

Každopádně i tak děkuji za dosavadní informace, které mě posunuly kousek dál.

[Mex]

Myslím, že všechno z toho tu už zaznělo.

- Specifikace LPT je beznadějně zastaralá, takže nějaké původní normy už dneska nikdo moc nedodržuje a nikoho to nebolí.
- Budiče technologie CMOS mají víceméně symetrickou zatěžovací charakteristiku v log. 0 i log. 1.
- Nejsilnější budiče z běžných CMOS technologií jsou obvody 74AC nebo 74ACT. Případně se dají použít úplně speciály, jako např. ULN2003.
- Ale pro běžné připojení driverů s optrony na vstupech vyhoví i nejlevnější 74HC.
- Levné oddělovací desky odkazovaného typu jsou dobré a velmi levné.
- Signál Enable většinou k ničemu není zapotřebí, takže není třeba speciálně ošetřovat jeden signál s 24V úrovní.

Pokud stroj nefunguje s mikrokrokováním ale s celým krokem ano, je to podivné. Takže je (podle mě) třeba napřed zjistit kde je problém. V rychlosti signálu STEP?
Pacienta je vždy dobré napřed vyšetřit než se do něho začnou píchat injekce.

PS. Tohle je tykací fórum.