www.ElectroPROG.ru

Разработка управляющего контроллера для станка ЧПУ

Автор: Пащенко М.Г. aka RoBinZon E-Mail: rn3rbz@mail.ru Источник: www.electroprog.ru Добавлено: 2007-05-21 14:08:13

Версия для печати Скачать статью

Ну вот и давно обещанная статья, про разработку управляющего контроллера для станка.

Вообще я сторонник собирать все своими руками и не пользоваться микросхемами типа L297, 298 и т.п. Хотя может быть эти микросхемы и хороши для создания управляющих контроллеров, но я придерживаюсь иного мнения. Покупать такие микросхемы у меня не было желания, т.к. цена на них у нас от 250 р. А на один двигатель приходится 2 микросхемы…То есть если у меня 3 движка, то сумма получается приблезительно 1500 р. а для меня это не рационально, поэтому я и решил сам разработать управляющий контроллер.

Изначально эксперименты проводил на 6-ти проводных ШД (шаговых двигателях), т.е. униполярных... А для управления униполярным ШД нужно не так уж и много. Всего 4 транзистора структуры n-p-n, 4 диода типа КД522А (КД226) для гашения импульсных высоковольтных индуктивных выбросов. На базы транзисторов пускаем через резисторы по 220 Ом. И все работает как в сказке, только еще общие выводы обмоток двигателя подключить к +36V.



Вот схема подключения 6-ти (униполярного) проводного ШД.




Думаю с приведенной выше схемой проблем у вас не возникнет. А если будут какие-то вопросы по работе схемы, то прошу в форум.



А вот с подключением 4-х (биполярного) проводного ШД у меня возникла куча проблем, которые пришлось долго решать...Но решение этой сложной задачи все-таки нашлось, благодаря Circuit Maker PRO 6. В последствие, после разработки электронной схемы помог паяльник и сигареты. Расскажу пока в общем какие цели я преследовал и что хотел получить от схемы.

Кратко принцип работы шагового двигателя можно представить так: если на одну ножку двигателя (а у него их 4 !!!) подать напряжение порядка +24V, то на всех остальных ножках должно быть GND (!) или по-русски ЗЕМЛЯ. Далее на следующую ножку подается +24V, на остальных 3-х земля, и так по кругу. И о чудо ! Двигатель начинает вращаться. Но вот стандартная схема Н-моста почему-то у меня не заработала...







Может быть потому, что я взял обычные n-p-n транзисторы типа SD377, а не мосфеты (MOSFET). Хотя по схеме стояли обычные n-p-n, но факт, что схема на них не работала, пришлось немного пошевелить мозгами и придумать небольшую обвязочку к стандартному Н-мосту. В таком исполнении схема хорошо работает, только нужно уравновесить Н-мост, иначе попрут косяки, которые вы увидите по работе станка.
А вот модернизированная мной схема Н-моста с обвязкой.







Тут нарисован всего один каскад для управления одной обмоткой, т.к. второй каскад полностью идентичен, я не стал приводить его схемы.
Еще раз повторюсь, что самое главное это уравновесить мост. Щас постараюсь рассказать как это сделать. Резисторы по 2 кОм лучше выбирать из одного диапазона точности, транзисторы использовать тоже совершенно одинаковые, чтобы не было разницы в H21э(коэффициенте усиления). А так в принципе если все подобрано правильно, то косяков с работой схемы быть не должно.

Теперь попытаюсь рассказать, о работе самой схемы.

Каждая из сторон (плеч) моста идентичны противоположной стороне и номиналы деталей плеч тоже абсолютно одинаковые. Диод 1N5408 можно заменить отечественным диодом типа КД522А (т.к. в программе диода КД522 не было, то наиболее близкий к нему по параметрам оказался 1N5408). Диоды 1N1199A можно заменить на любые мощные диоды, например на КД213Б. резисторы по 2 кОм служат "подтяжкой" баз транзисторов. Диод 1N5408 нужен для того, чтобы земля не прошла в случае если подано +36V (эх…сколько я диодов попалил, пока догадался так поставить, причем горели силовые диоды). Транзисторы MPS6715 заменил на подходящие (точнее на имеющиеся у меня), а именно на SD337. +5V на транзисторы необходимо подать, чтобы создать «подтяжку». И главное не забыть соединить "землю" схемы с "землей" контроллера управления. Вот собственно и все, что можно сказать по работе данной схемы...



А вот и осциллограммы работы схемы.

На рисунках и так все подписано, поэтому думаю, что комментарии будут излишни…
На данных осциллограммах вы видите, что происходит на выходе плеча моста при подаче логической 1 и логического 0 (нуля) соответственно.










А теперь я хотел бы предоставить вам схему управляющего драйвера для шагового двигателя (ШД любой, т.к. схема выдает логические сигналы, которые подаются на контроллер управления двигателем). Конечно эта схема имеет много недостатков, но есть и свои преимущества. При разработке данной схемы я руководствовался следующими принципами: 1. простота повторения 2. исключение применения программируемых элементов (PIC-контроллеры, AVR, и т.п.) 3. простота подключения к контроллеру двигателя. Недостатки заключаются в том, что схема не может реализовывать полный шаг (только микро-шаг), не может снимать напряжение с двигателя после того, как он сделал какие-то передвижения (т.е. обмотки двигателя всегда под напряжением), конечно все это можно очень легко реализовать, просто было в лом ! Короче смотрите сами...





ПРИМЕЧАНИЕ !!!
Вместо К155ЛН2 в последней схеме следует читать К155ЛП5.......
Также генератор на К155ЛА3 введен только для упрощения симуляции в Circuit Maker Pro. При сборке этот генератор просто игнорируется !!!

Приношу свои извинения....

C уважением, -=RoBinZon=-

Оглавление   |  На верх