Kontroler silnika krokowego z chopperem i L298

Sebastian Bialy - 02-01-2007 20:46
Kontroler silnika krokowego z chopperem i L298
Witam!

Powoli przymierzam się do zrobienia ukłdu sterowania silnikami
bipolarnymi za pomocą L298 i nieco dodatkowej inteligencji analogowej. O
ile dobrze wyczytałem na sieci, to takie cudo nazywa się chopperem.
Niech mnie ktoś wyprowadzi z błędu jeśli się mylę ;)

Do tej pory walczyłem z L298 zasilanego z normalnego źródła napięcia i w
zasadzie nie było żadnych problemów poza marną prędkością obrotową i
padaniem L298 od przepięc (a drogie są :/ )

I teraz tak:

Wykoncypowałem sobie, że mogę bez kłopotu mierzyć prąd za pomocą
rezystorków pomiarowych w nogach L298 (nawet chyba się nazywają "sense a
i b"). Dostaje napięcie, które podaje na wzmacniacz operacyjny w ujemne
sprzężenie. Na wzmacniacz podaje dodatkowo napięcie wzorcowe i
wzmacniacz steruje jakimś układem PWM żeby w rezultacie dostać jako-tako
stabilizowane napięcie. Wersja druga to tranzystor pracujący liniowo w
zasilaniu (ale to masa energi na ciepło). Trzecia opcja to sam L298 jako
driver PWM (pewnie będzie najprościej).

Teraz moje wątpliwości:

a) zakładając, że silnik kręci się dość szybko, to częstotliwośc
przełaczania jest spora. U mnie, mimo stosowania diod zabezpieczających
(8 sztuk) na wyjściu L298 czasami sobie strzelił i jestem prawie pewny
że od przepięcia. Czy ktoś robiący takie układy mógłby mi powiedzieć,
czy one strzelają od przepięc często i czy nadają się w ogóle do
wysokich częstotliwości? Ewentualnie jakie diody, bo 1N4007 chyba są za
wolne, skoro mi L298 pada sporadycznie.

b) Reakcja układu musi być bardzo szybka, zakładając najwyższą prędkośc
obrotową, to w trakcie trwania pojedynczego kroku dobrze by było, żeby
PWM przeskoczył kilka razy. Czy ktoś ma doświadczenia w tym zakresie,
może należy jakoś ten PWM synchronizować z krokami, żeby zawsze
zapodawać przy rozpoczęciu następnego kroku pełne nepięcie na cewkę.

c) Rezystory pomiarowe od masy będą zbierały prąd płynący przez cewkę.
Zakładając, że mam diody gaszące przepięcia, to prąd płynący przez nie
powinien być w miartę wystabilizowany przez cewkę. Czy dobrze zakładam,
że napięcie na rezystorach będzie w miarę stabilne podczas skoku
napięcia na cewne?

d) Czy ktoś ma jakiś sprawdzony schemat na który mógłbym zerknąc podczas
projektowania własnego? Oglądam na sieci ale jakoś nie mogę trafić na
coś wzorcowego. Zależy mi na stabilizacji prądu cewek, najlepiej pwm.

Wiem, że najłatwiej jest użyć L297 ale wolałbym sam driver, bo możliwe,
że w ogóle pozbędę się L298 ze względu na moc silnika. I zawsze to
jakieś doświadczenie dodatkowe.

Kamillos - 02-01-2007 22:45

> Teraz moje wątpliwości:
>
> a) zakładając, że silnik kręci się dość szybko, to częstotliwośc
> przełaczania jest spora. U mnie, mimo stosowania diod zabezpieczających
> (8 sztuk) na wyjściu L298 czasami sobie strzelił i jestem prawie pewny
> że od przepięcia. Czy ktoś robiący takie układy mógłby mi powiedzieć,
> czy one strzelają od przepięc często i czy nadają się w ogóle do
> wysokich częstotliwości? Ewentualnie jakie diody, bo 1N4007 chyba są za
> wolne, skoro mi L298 pada sporadycznie.

Jest taki scalak L6210 -8 diod, w nocie aplikacyjnej L297 jest na końcu
schemat, w maszynach które serwisuję jest tego pełno i nie strzelają.

>
> b) Reakcja układu musi być bardzo szybka, zakładając najwyższą prędkośc
> obrotową, to w trakcie trwania pojedynczego kroku dobrze by było, żeby
> PWM przeskoczył kilka razy. Czy ktoś ma doświadczenia w tym zakresie,
> może należy jakoś ten PWM synchronizować z krokami, żeby zawsze
> zapodawać przy rozpoczęciu następnego kroku pełne nepięcie na cewkę.
>
No mniej więcej tak działa driver L297, a częstotliwość wyznaczają
elementy oscylatora.

> c) Rezystory pomiarowe od masy będą zbierały prąd płynący przez cewkę.
> Zakładając, że mam diody gaszące przepięcia, to prąd płynący przez nie
> powinien być w miartę wystabilizowany przez cewkę. Czy dobrze zakładam,
> że napięcie na rezystorach będzie w miarę stabilne podczas skoku
> napięcia na cewne?

eee, napięcie na cewce narasta skokowo, ale tutaj chodzi o prąd jaki
płynie w uzwojeniach, bo on wytwarza moment, a taki sam prąd płynie w
rezystorach. Więc napięcie na rezystorach narasta powoli i jeśli
osiągnie wartość max dla cewki do wyłączamy zasilanie cewki.
>
> d) Czy ktoś ma jakiś sprawdzony schemat na który mógłbym zerknąc podczas
> projektowania własnego? Oglądam na sieci ale jakoś nie mogę trafić na
> coś wzorcowego. Zależy mi na stabilizacji prądu cewek, najlepiej pwm.

L297

>
> Wiem, że najłatwiej jest użyć L297 ale wolałbym sam driver, bo możliwe,
> że w ogóle pozbędę się L298 ze względu na moc silnika. I zawsze to
> jakieś doświadczenie dodatkowe.

No to raczej na jakimś Atmelku i komparatorach +małe mosfety smd (są
takie po dwa N i P w so8).

BartekK - 02-01-2007 22:45

Sebastian Bialy napisał(a):
> Powoli przymierzam się do zrobienia ukłdu sterowania silnikami
> bipolarnymi za pomocą L298 i nieco dodatkowej inteligencji analogowej. O
> ile dobrze wyczytałem na sieci, to takie cudo nazywa się chopperem.
Sygnaly sterujace przepuszczasz przez bramki AND/NAND. Drugim sygnalem
"odcinajacym" sterowanie jest sygnal z komparatora pradu. Zalezy jak
szybki masz komparator (lub wzmacniacz operacyjny jesli uzyjesz bramek
schmidta) to dodasz mu lekkie opoznienie lub jego naturalne wystarczy.
Dzialanie jest takie - pojawia sie sygnal "wlacz uzwojenie" - L297 lub
cokolwiek tam wsadzisz (zasilane z duzego napiecia) wlacza to uzwojenie,
prad narasta nie-odrazu ze wzgledu na indukcyjnosc uzwojenia, az
narosnie do poziomu ktory wyzwoli komparator. Komparator odcina
sterowanie, wiec driver odcina prad ladujacy w cewke, ale samoindukcja w
cewce wymusza jeszcze przez chwile plyniecie pradu przez diody
zabezpieczajace. Komparator stwierdza brak pradu - wiec wlacza
sterowanie. I tyle, zaleznie od predkosci przelaczania twojego drivera,
indukcyjnosci silnika oraz predkosci komparatora samo pwm wyjdzie ;)

--
| Bartlomiej Kuzniewski
| http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

Sebastian Bialy - 02-01-2007 22:45

Kamillos wrote:
> Jest taki scalak L6210 -8 diod, w nocie aplikacyjnej L297 jest na końcu
> schemat, w maszynach które serwisuję jest tego pełno i nie strzelają.

Ale jest bandycko drogi - coś koło 20zł. To nie majątek, ale przy paru
sterownikach ...

> eee, napięcie na cewce narasta skokowo, ale tutaj chodzi o prąd jaki
> płynie w uzwojeniach, bo on wytwarza moment, a taki sam prąd płynie w
> rezystorach. Więc napięcie na rezystorach narasta powoli i jeśli
> osiągnie wartość max dla cewki do wyłączamy zasilanie cewki.

No dokładnie, mi chodzi tylko o to, czy w przypadku przełaczania mostka
na rezystorach pomiarowych napięcie nie zmienia się gwałtownie (prąd
zanika/etc). Z działania teoretycznego wynika że nie, ale praktycznie
drivery muszą mieć przerwy w zasilaniu, żeby nie było zwarcia
tranzystorów w jednej gałęzi. Zapewne spowoduje to spadek napięcia
pomiarowego do 0 na czas przełaczenia.

> L297

Jak tylko dorwę pobawię się, ale pytam orientacyjnie o zasadę działania,
bo mam pewien pomysł którego z nim nie dam rady zrobić.

T.M.F. - 02-01-2007 22:45

> Powoli przymierzam się do zrobienia ukłdu sterowania silnikami
> bipolarnymi za pomocą L298 i nieco dodatkowej inteligencji analogowej. O
> ile dobrze wyczytałem na sieci, to takie cudo nazywa się chopperem.
> Niech mnie ktoś wyprowadzi z błędu jeśli się mylę ;)

Troche OT. Ale nie prosciej skorzystac z czegos nowszego niz
prehistoryczny driver? Swego czasu zrobilem sterownik 4 krokowcow
bipolarnych na chipach Allegro, konkretnie A7239, ma wszystko to co
trzeba a nawet wiecej, cenowo chyba wychodzi taniej niz prehistoria o
ktorej piszesz + te wszystkie elementy dyskretne, radiatory i kawal PCB,
ktory to zjamuje.

--
Inteligentny dom - http://idom.wizzard.one.pl
Teraz takze forum dyskusyjne
Zobacz, wyslij uwagi, dolacz sie do projektu.

Kamillos - 02-01-2007 22:45

>> eee, napięcie na cewce narasta skokowo, ale tutaj chodzi o prąd jaki
>> płynie w uzwojeniach, bo on wytwarza moment, a taki sam prąd płynie w
>> rezystorach. Więc napięcie na rezystorach narasta powoli i jeśli
>> osiągnie wartość max dla cewki do wyłączamy zasilanie cewki.
>
> No dokładnie, mi chodzi tylko o to, czy w przypadku przełaczania mostka
> na rezystorach pomiarowych napięcie nie zmienia się gwałtownie (prąd
> zanika/etc). Z działania teoretycznego wynika że nie, ale praktycznie
> drivery muszą mieć przerwy w zasilaniu, żeby nie było zwarcia
> tranzystorów w jednej gałęzi. Zapewne spowoduje to spadek napięcia
> pomiarowego do 0 na czas przełaczenia.
>
Napięcie na R mierzysz po to aby sprawdzić czy nie przeciązasz silnika i
tyle. Jak wyłączysz klucze na zbyt długo przy sterowaniu półkrokowym to
pod obciążeniem możesz zgubić nawet kroki. Przebieg na rezystorach to
takie zęby piły. Bo jak prąd osiągnie Imax to na przemian lekko rośnie i
opada -w takt oscylatora. Gdy jest mniejszy niż Imax to klucz się
załącza, gdy przkroczy Klucz się wyłącza na okres osc.
Co do spalania się L298 to daj jakieś szybkie diody i powinno być po
problemie. W scalaku A3977 polecali dodać szybsze zewnętrzne diody aby
zwiększyć prąd mostka -chodziło o to aby nie było strat ciepła z diod
wewnątrz scalaka.

Pozdrawiam
Kamil

CosteC - 03-01-2007 11:45

>> Powoli przymierzam się do zrobienia ukłdu sterowania silnikami
>> bipolarnymi za pomocą L298 i nieco dodatkowej inteligencji analogowej. O
>> ile dobrze wyczytałem na sieci, to takie cudo nazywa się chopperem. Niech
>> mnie ktoś wyprowadzi z błędu jeśli się mylę ;)
>
> Troche OT. Ale nie prosciej skorzystac z czegos nowszego niz
> prehistoryczny driver? Swego czasu zrobilem sterownik 4 krokowcow
> bipolarnych na chipach Allegro, konkretnie A7239, ma wszystko to co trzeba
> a nawet wiecej, cenowo chyba wychodzi taniej niz prehistoria o ktorej
> piszesz + te wszystkie elementy dyskretne, radiatory i kawal PCB, ktory to
> zjamuje.
>
Allegro nie przyznaje sie do 7239. Moze ci chodziło o 3972?
BTW ma ktoś propozycje popularnego sterownika do silnika ale zwykłego?
kontrola prądu i kierunku obrotów, hamowanie?

Pozdrawiam
CosteC

T.M.F. - 03-01-2007 17:45

>> Troche OT. Ale nie prosciej skorzystac z czegos nowszego niz
>> prehistoryczny driver? Swego czasu zrobilem sterownik 4 krokowcow
>> bipolarnych na chipach Allegro, konkretnie A7239, ma wszystko to co trzeba
>> a nawet wiecej, cenowo chyba wychodzi taniej niz prehistoria o ktorej
>> piszesz + te wszystkie elementy dyskretne, radiatory i kawal PCB, ktory to
>> zjamuje.
>>
> Allegro nie przyznaje sie do 7239. Moze ci chodziło o 3972?

Tak, dziwny blad, ma byc 3972SB konkretnie:) Memec w Polsce to
sprzedaje. Moge goraco polecic.

--
Inteligentny dom - http://idom.wizzard.one.pl
Teraz takze forum dyskusyjne
Zobacz, wyslij uwagi, dolacz sie do projektu.

Sebastian Bialy - 03-01-2007 22:45

T.M.F. wrote:
> Tak, dziwny blad, ma byc 3972SB konkretnie:) Memec w Polsce to
> sprzedaje. Moge goraco polecic.

Jesli są w detalu to z przyjemnością pozbędę się L298. Czt ten "memec"
to firma z Gliwic bez www ? Bo jakoś nie mogę znaleźć niczego z tą nazwą
w Polsce w googlu.

T.M.F. - 03-01-2007 22:45

> > Tak, dziwny blad, ma byc 3972SB konkretnie:) Memec w Polsce to
>> sprzedaje. Moge goraco polecic.
>
> Jesli są w detalu to z przyjemnością pozbędę się L298. Czt ten "memec"
> to firma z Gliwic bez www ? Bo jakoś nie mogę znaleźć niczego z tą nazwą
> w Polsce w googlu.

Kupowalem 4 sztuki wiec w detalu:) Tak, to firma z Gliwic, maja jakas
stronke, ale kiepskawa:) Za 4 sztuki z transportem ze 3 lata temu
zaplacilem niecale 100zl. Widzialem, ze w TME mieli jakies chipy z tej
serii, co prawda nie A3972, ale jakies mniejsze 1,5A wersje, moze ci
wystarcza? W razie czego moge sluzyc przykladowym kodem w ASM AVR do
sterowania bipolarnym krokowcem za pomoca tego chipa.

--
Inteligentny dom - http://idom.wizzard.one.pl
Teraz takze forum dyskusyjne
Zobacz, wyslij uwagi, dolacz sie do projektu.

Sebastian Bialy - 03-01-2007 23:45

T.M.F. wrote:
> Widzialem, ze w TME mieli jakies chipy z tej
> serii, co prawda nie A3972, ale jakies mniejsze 1,5A wersje, moze ci
> wystarcza?

Własnie od jakiegoś czasu przymierzałem się do tych Allegro, być może
wezmę coś z TME nie sa bardzo drogie, a jesli faktycznie dobre, to nie
ma się nad czym zastanawiać.

> W razie czego moge sluzyc przykladowym kodem w ASM AVR do
> sterowania bipolarnym krokowcem za pomoca tego chipa.

Z tym sobie poradzę ;)

Krzysztof Olesiejuk - 03-01-2007 23:45

W artykule <enh7n8$219$1@nemesis.news.tpi.pl> T.M.F. napisal(a):

> Tak, to firma z Gliwic, maja jakas
> stronke, ale kiepskawa:) Za 4 sztuki z transportem ze 3 lata temu
> zaplacilem niecale 100zl. Widzialem, ze w TME mieli jakies chipy z tej
> serii, co prawda nie A3972, ale jakies mniejsze 1,5A wersje, moze ci
> wystarcza? W razie czego moge sluzyc przykladowym kodem w ASM AVR do
> sterowania bipolarnym krokowcem za pomoca tego chipa.

Aktualnie firma miesci sie w Zabrzu i nazywa sie Avnet Memec.
(Nie)stety sprzedaz raczej hurtowa, o szczegoly mozna pytac u zrodla.
Pozdrawiam
Krzysztof

T.M.F. - 04-01-2007 01:45

> Aktualnie firma miesci sie w Zabrzu i nazywa sie Avnet Memec.
> (Nie)stety sprzedaz raczej hurtowa, o szczegoly mozna pytac u zrodla.

Tak, raczej hurtowa, ale mila rozmowa czyni cuda:)

--
Inteligentny dom - http://idom.wizzard.one.pl
Teraz takze forum dyskusyjne
Zobacz, wyslij uwagi, dolacz sie do projektu.