Unipolárny driver pre krokový motorček. Unipolar stepper motor driver - type 4.

By Administrator at September 12, 2012 08:27
Filed Under: Non-Atari

Dnes budem trocha viac ukecanejší ako obvykle, pretože práve toto som si postavil a prezentujem tu dve verzie tohoto zapojenia driveru pre unipolárny krokový motor.


Najprv som si to vyskúšal v jednoduchšej verzii a potom som si to prerobil na tú "zložitejšiu".


Čo som mal k dispozícii s tým som robil a postavil som to na univerzálnej doske plošných spojov.


Tých súčiastok zase až tak veľa v tomto prípade nebude treba, použité integrované obvody tú stavbu dosť zjednodušujú.

 


Rozhodol som sa že si postavím driver pre unipolárne krokové motorčeky a to priamo pre ovládanie 3 motorčekov. Proste niečo na skúšanie a pritom to ešte nie je až také zložité. Motorčeky mám a tak som vlastne len kupoval obvody L297. Hlavným impulzom bolo to že som zohnal obvody SLA4038 ktoré som popísal v samostatnom článku. Potom už začal červík hlodať že by som mal niečo zbastliť. Takže 3x L297 a 2x SLA4038 je základ z ktorého som vychádzal pri stavbe driveru pre 3x unipolárne motorčeky.

 

Pri pozornej stavbe som nemal najmenší problém a driver chodil správne na úplne prvé zapojenie. A to pri zapájaní na univerzálku nie je vždy až také samozrejmé. Jediná vec ktorá zdrží je správne zapojiť vinutia motorčeka. Motorček "trhá", ak nemáte správne za sebou zapojené vinutia, potom treba skúsiť prehodiť prívodné vodiče - mimo spoločného vodiča na napájanie. Niekedy to chvíľu trvá, teraz som mal napríklad  motorček z EPSON tlačiarne, ktorý mal nesprávne označený spoločný vývod (bolo to v skutočnosti naopak, spoločný vodič bol na druhej strane od označeného farebného označenia). Merajte, merajte a nespoliehajte sa na nič iného, šetrí to čas, peniaze a hlavne nervy. Pri testoch spojazdnenia som používal stabilizovaný zdroj a  na spoločný vodič pre motorček som vždy zavesil pre istotu odpor cca 11Ω, 20W (2x 5.6Ω), pretože ak sa Vám aj podarí nesprávne prehodiť vývody tak potom sa nič nestane, všetko to prežije.


Jedinými podmienkami čo som si dal bolo použitie univerzálneho plošného spoja, driver bude na 3 motory a napájanie bude 12V, pretože nepoužívam žiaden obmedzovač prúdu (aj k tomu sa ale dostanem). Tých 12V momentálne stačí, ale nie je problém zdvihnúť napájanie na 24V čím sa významne zvýši rýchlosť motorčekov - zase ale bude viac odpadného tepla. Nebudem to tu teraz ventilovať a tak to nechám na tom napájaní 12V - jednoduchosť je teraz dôležitejšia.

_______________________________________________________________________________


3X UNIPOLAR STEPPER MOTOR DRIVE IG version 1.00.


Verzia 1.00 slúži len na základné odskúšanie čo to dokáže, takže fičúrky som vynechal a tie sú potom až vo verzii 1.01, ktorá nasleduje hneď po tomto popise.

 

Pre obvody L297 je k dispozícii napájanie z +5V, je to úplná klasika s obvodom LM7805, len vstup LM7805 je chránený tlmivkou pre prípadným prepätím. Bižutéria okolo stabilizátoru zodpovedá datasheetu obvodu, ďalej odpory zabezpečujú potrebné logické úrovne na vstupoch DIR a CLOCK obvodu L297.

Prepojenie medzi L297 a SLA4038 je realizované cez odporovú sieť, takto nepreťažíme výstupy z obvodu L297 a pritom Darlingtony v obvode SLA4038 dostanú dostatočný vstupný prúd na ich vybudenie. Je na zváženie či tieto odpory 1k5 nezmenšiť až na hodnotu 1k, ale pod túto hranicu by som už nešiel - L297 vie katalógovo dodať v log.1 na výstupe max.5mA, takže s tým treba rátať.


Verzia 1.00 sa dá veľmi jednoducho zmeniť neskôr na verziu 1.01, rozdiely sú tak malé, že sa oplatí priamo si urobiť verziu 1.01.




3X UNIPOLAR STEPPER MOTOR DRIVE IG version 1.01.

 

Tu su už použité drobné zmeny - je možné nastaviť krok FULL STEP/HALF STEP a je funkčný pin ENABLE, t.j. v kľude vieme odpojiť prúd do motorov a tak sa významne znižuje odber a nehrejú motorčeky. Práve toto je už aj nafotené v obrazovej galérii - zmeny sú drobné, ale rozhodne sa oplatia oproti verzii 1.00. Zníženie kroku o 1/2 je dobrá vec ak potrebujeme presnejšie polohovať. Daňou nie je v tomto prípade menšia rýchlosť, pretože môžeme zdvojnásobiť počet pulzov na vstupe CLOCK. Jediná nevýhoda je to, že sa zvyšuje odber, pretože prichádza k tomu, že sa neprepína jedna cievka po druhej ale priebeh je zložitejší a podieľajú sa na odbere 2 cievky - popis je mimo rozsah tohoto článku -.


 


Už som to spomínal - hlavnými súčiastkami sú obvody L297 - 3 kusy a obvod SLA4038 - 2 kusy. Sami uznáte že to nie je až tak veľa súčiastok. Ešte nejaká bižutéria - odpory, kodenzátory a stabilizátor na 5V. Stanovil som si hornú povolenú hranicu prúdu pre jeden motorček = max.2.5A (výkonové tranzistory v SLA4038 majú max. povolený prúd 3A, takže aby som nešiel na doraz). Spotreba obvodu L297 sa pri napájaní 5V pohybuje na úrovni necelých 60mA, preto je použitý stabilizátor LM7805 a je tak isto umiestnený na spoločnom chladiči, pre istotu izolovane, aj keď obvod SLA4038 má izolovanú chladiacu plochu. Odber z 12V je potom cez stabilizátor LM7805 pre 3 obvody L297 necelých 180mA, teda na teplo sa musí meniť 7x180mA=1.26W a to je znesiteľné aj pre taký chladič aký som použil.

____________________________________________________________


Je tu pár fotografií z tejto stavby. Takže najprv nejaký návrh kde čo asi bude rozložené, počítam s masívnejším chladičom, ktorý nebude uložený priamo na doske a tak môžu ísť prepojky aj pod ním, zmestia sa tam aj odpory. Na fotografii je vidieť podloženú izolačnú pásku (kotúč)Smile.



Vyvŕtané diery pre uchytenie chladiča, rozmiestnenie obvodov SLA4038, tu bohužiaľ nejdú nožičky v rozostupe univerzálnej dosky a tak sa musia niektoré vývody prihnúť do strany, ale nie je to nič zložité.



Skúšanie osadenia chladiča, vľavo je IC LM7805:



Na tomto obrázku je pekne vidieť ohýbanie nožičiek obvodu SLA4038 do univerzálnej dosky:



A nasledujú ďalšie potrebné veci, bižu, prívodné konektory:



Prepojenie výkonovej časti na výstupné konektory pre 3x krokový motorček, celá táto časť je potom skrytá pod chladičom:



Ochranné podpery, zospodu aj zvrchu, aby sa nepoškodilo niečo pri zapojovaní vodičov a a obvodov:



Tu je vidieť, že zopár odporov je aj pod budúcim chladičom, voľná výška chladiča nad doskou je 5mm, takže je to v poriadku a nehrozí skrat:



Osadil som chladič, je nastriekaný na čierno, vyzerá to lepšie (plošky pod stabilizátorom a pod obvodmi SLA nie sú nastriekané, tam je priamo pôvodný kov a je tam daná silikónová pasta):



Pohľad z druhej strany:


     motor3           motor2           motor1

     1 2 3 4 5         1 2 3 4 5        1 2 3 4 5

3x konektor pre motory, poradie na konektoroch


význam je nasledovný:

1 - cievka 1

2 - cievka 2

3 - cievka 3

4 - cievka 4

5 - +12V

 


A nasledujú obidva bočné pohľady, tu sú prívody pre ovládanie:


 

Gnd, +5V, CLOCK1, DIR1, CLOCK2, DIR2, CLOCK3, DIR3

poradie zľava doprava, tých 5V ide z obvodu LM7805 (ak by sa časom robil optický oddeľovač, tak treba pre neho napájanie)


                                                +12V NC Gnd

Nasleduje napájanie    

 

Testy prebehli aj pri hodnote CLOCK=1.5kHz, pritom stále slušný záberový moment a mám tam ešte v sérii s napájaním cca 11Ω odpor, takže ten točivý moment sa dá ešte zvýšiť. Motor vôbec nehreje, takže by bezpečne zniesol aj väčší prúd ako je teraz 0.8A na cievku.

P.S: tu je ten svojpomocne postavený TTL generátor aby som nemusel špekulovať akú frekvenciu posielam do driveru

 

 

No a nasleduje záber ako to vyzerá z "lietadla", pohyb osky motorčeka je rozmazaný, nastavený záber má dlhšiu expozičnú dobu, tu sa mi to hodilo.. Tu už je aj jumper4, takže sa dá ovládať ENABLE. V ceste napájania celého drivera je ešte zapojená poistka, sicher ist sicher. Vľavo - červený a čierny vodič prívod 12V (zatiaľ používam spínaný zdroj 12V/4A), pripojenie motorčeka je na na vývody Motor stepper3, čomu zodpovedá aj pripojenie bielozeleného vodiča - CLOCK, Gnd z TTL generátora je pripojené zeleným vodičom (vpravo).

 

 

Záverom ešte nejaké tie videá, ktoré ukazujú testy v prevádzke:

DSCF2073.mp4 (4,32 mb)

Funkcia ENABLE - Jumper4 sa spína voči zemi,

výstupy z L297 idú do log.0 a tým pádom do motora netečie žiaden prúd.

___________


DSCF2062.mp4 (7,75 mb)

Funkcia FULL STEP/HALF - rozopne sa Jumper3,

mení sa krokovanie na 1/2 pôvodného, jemnejší krok je vidieť práve na videu, proste sa zníži rýchlosť na polovičnú, otáčka motora má potom dvojnásobný počet krokov.

___________________________________________________________

Prvý článok na danú tému:

http://blog.3b2.sk/igi/post/Unipolarny-driver-pre-krokovy-motorcek-Unipolar-stepper-motor-driver-type-1.aspx

Druhý článok na danú tému:

http://blog.3b2.sk/igi/post/Unipolarny-driver-pre-krokovy-motorcek-Unipolar-stepper-motor-driver-type-2.aspx

Tretí článok na danú tému:

http://blog.3b2.sk/igi/post/Unipolarny-driver-pre-krokovy-motorcek-Unipolar-stepper-motor-driver-type-3.aspx

___________________________________________________________

Vaše hodnotenie, Rate post:

Comments

12/8/2018 7:36:30 PM #

trackback

Directory Non-Atari.

Directory Non-Atari.

Igi blog |

Comments are closed

Info o autorovi

Volám sa Igor Gramblička, bydlisko: Bratislava, Slovakia. Môj nick: Igi. Blog je o mojich záujmoch - som už na dôchodku, predtým som pracoval ako IT špecialista na počítačové siete a redakčné systémy vo viacerých denníkoch - až som pred rokmi nakoniec zakotvil v jednom denníku kde som to potiahol až do konca mojej profesnej kariéry.