נהג מנוע צעד עם מצב microstepping. תרשים, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / חַשׁמַלַאי

נהג מנוע צעד עם מצב microstepping. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מנועים חשמליים

המאמר מציג את המעגל והעיצוב, מתאר את עקרון הפעולה של מנוע הצעד הדו-קוטבי המבוסס על המיקרו-בקר ATmega48. הוא מסוגל לעבוד עם מנועים רבים ואינו מכיל שבבים מיוחדים לשליטה במנועי צעד. צדדיות מובטחת על ידי שיטה מקורית לשמירה על זרם נתון בפיתולי המנוע. עיצוב זה יכול לשמש בסיס ליצירת מכשירים דומים המכילים רכיבי בטיחות נוספים - בידוד אופטו של מעגלי כניסה, הגנה מפני קצר עומס וכו'. במכשיר המתואר, בשל התנאים ה"מתונים" הצפויים של פעולתו וכדי להגביל את העלות , רכיבים כאלה אינם מסופקים.

מטרת הפיתוח הייתה ליצור מנוע צעד דו קוטבי פשוט וזול לשימוש אוניברסלי. כל התוכנות כתובות בשפת assembly AVRASM ומותאמות לזמן הביצוע, מה שאפשר לפתור את הבעיה באמצעות בסיס האלמנטים הזמין בזמן הפיתוח.

מאפיינים טכניים עיקריים

מתח אספקת החשמל, V .......27
מתח אספקה של החלק הלוגי, V .......12
משרעת זרם שלב מנוע מקסימלית, A, לא פחות....... 5
משרעת זרם פאזה מינימלית של המנוע, A, לא יותר מ.......0,25
יחס גובה גובה מוגדר מראש ....1/8, 1/4, 1/2, 1/1
הפחתת זרם אוטומטית במצב החזקה, %.......65
עיכוב הפחתת זרם אוטומטי ביחס לשלב האחרון, ס.......3,4
רמות אות בקרה......TTL, 5 V
תדר צעד מקסימלי, קילוהרץ.......12
מידות, מ"מ ....... 102x68x40

תרשים סכמטי של הנהג מוצג באיור. 1 . הוא מבוסס על מעצבי זרם גשר של שלבים A ו-B על טרנזיסטורי אפקט שדה VT1-VT4, VT5-VT8, בהתאמה, הנשלטים על ידי מיקרו-מעגלים מיוחדים של הנהג של המתגים העליונים והתחתונים של חצי הגשר DA5-DA8 IR2104S. כדי להגביר את חסינות הרעש, נעשה שימוש באספקת חשמל נפרדת עבור חלק הכוח (27 וולט) והחלק הלוגי עם מנהלי מתג הפעלה (12 וולט).

אורז. 1. תרשים סכמטי של מנהל ההתקן (לחץ להגדלה)

לאחר מכן, נשקול את החלק של המעגל הקשור לאחד הפאזות (שלב A), שכן החלק הקשור לשלב ב' פועל באופן דומה.

המכשיר קובע את הערך המיידי של זרם הפאזה על ידי נפילת המתח על פני הנגד R45, אשר באמצעות מעגל האינטגרציה R5C6, מסופק לכניסה הבלתי-הפוכה של מגבר DA1.1 עם רווח מתכוונן, אשר גם מבצע את הפונקציה של מסנן נמוך מסדר ראשון. מהמוצא של המגבר, האות מגיע לכניסה ההפוכה של המשווה DA3.1. המשווה משווה אות פרופורציונלי לזרם הזורם דרך שלב המנוע עם מתח ייחוס. הוא נוצר בצורה של גל סינוס מדורג (למצב פעולה של microstepping) על ידי טיימר 1 של המיקרו-בקר, הפועל במצב "Fast PWM" ללא חלוקה מוקדמת. האות מפלט הטיימר מועבר דרך מסנן רב שלבי R1C1R3C4R7C8. תקופת החזרה של פולסים עם אפנון רוחב היא 12,7 מיקרון, המתאים לתדר של 78,4 קילו-הרץ. במצב הפעלה, הנגד R23 אינו משתתף ביצירת מתח הייחוס, שכן פלט PB3 של המיקרו-בקר אליו הוא מחובר נמצא במצב עכבה גבוהה.

במצב החזקה (לאחר שאין פולסים בכניסת "שלב" במשך 3,4 השניות האחרונות), התוכנית מגדירה את פלט PB3 של המיקרו-בקר לרמה לוגית נמוכה, ומשרעת אות הייחוס יורדת. מהפלט של משווה האספן הפתוח DA3.1, הטעון בנגד R25, תוצאת ההשוואה מוזנת לכניסה של המשווה DA3.2. הפלט של המשווה DA3.1 מחובר גם לחוט המשותף דרך הקבל C22. יחד R25 ו-C22 הם מעגל התזמון של יחידת הייצוב הנוכחי. כאשר הוא יורד מתחת לרמה סטנדרטית מסוימת, הקבל C22 נטען דרך הנגד R25. במרווח הזמן מתחילת הטעינה ועד שהמתח על הקבל מגיע לערך שצוין על ידי מחלק המתח R27R28, הכוח לפיתול המנוע כבוי, מה שמונע תנודות זרם מהירות סביב ערך הייחוס.

אלגוריתם זה במובן הקלאסי אינו שייך לאלגוריתמי ייצוב הזרם "Fixed-Frequency PWM" או "Fixed-Off-Time PWM", אך בפועל הוא הראה ביצועים טובים. כאשר הזרם חורג מערך הייחוס, הפלט של המשווה DA3.2 מוגדר לרמה לוגית נמוכה. המיקרו-בקר מגיב לכך על ידי כיבוי הפיתול תוך סגירת טרנזיסטורים VT1-VT4 בו-זמנית באמצעות אות SD המסופק לדרייברים DA5 ו-DA6. זה משיג ירידה מהירה בזרם בפיתולי המנוע. אם הזרם יורד מתחת לערך המופתי, נהגים DA5 ו-DA6 מקבלים אות SD ברמה גבוהה, ופותחים את הטרנזיסטורים שהוזכרו, מה שלא מונע מהזרם להגדיל את הפיתול.

השינוי של שלבי מתח הייחוס, כמו גם השינוי בשילובים של טרנזיסטורים פתוחים וסגורים של הגשר מתרחש עם הגעת הפולס הבא בכניסת "שלב" לפי אלגוריתמים בהתאם למקדם חלוקת הצעדים שנקבע מראש (נוכחות של מגשרים בין פינים 1-2 ו-3-4 של מחבר XP1) וכיוון הסיבוב הנוכחי (רמת האות הלוגית בכניסה "ישיר"). הזן "פתור" תוכנן כדי לאפשר ולנטרל את פעולת המנוע, אך בגרסת התוכנית המצורפת למאמר זה לא עובד.

הדרייבר עשוי על לוח מעגלים מודפס דו-צדדי, שציור המוליכים המודפסים שלו מוצג באיור. 2, וסידור האלמנטים הוא באיור. 3. טרנזיסטורים VT1-VT8 ממוקמים בצד אחד של הלוח כשמשטחים מפזרי חום רחוקים ממנו. גוף קירור נלחץ למשטחים הללו באמצעות אטמים מבודדים - במקרה הפשוט ביותר, לוח אלומיניום בגודל 60X60 מ"מ. יש לציין שעם זרם פאזה של יותר מ-4...5 A והפעלה לטווח ארוך, ייתכן שלא יספיק גוף קירור בצורת פלטה ויש להגדיל את פני השטח שלו על ידי הפיכת גוף הקירור למצולע או בצורת מחט.

נהג מנוע צעד עם מיקרו-סטפינג
אורז. 2. ציור מנצח מודפס

נהג מנוע צעד עם מיקרו-סטפינג
אורז. 3. מיקום האלמנטים על הלוח

יש לבחור את חומר הלוח בעובי של לפחות 1 ... 1,5 מ"מ, עובי נייר הכסף צריך להיות לפחות 35 מיקרון. מוליכים מודפסים שדרכם זורם זרם גדול צריכים להיות משוחים בכבדות או עם חוטי נחושת, להלחים אותו לכל אורך המוליך.

רוב מרכיבי העיצוב משמשים בתכנון הרכבה על פני השטח. נגדים וקבלים הם בגודל 1206. נגדים R45, R50 בעלי חוטי חוטים והספק של לפחות 2 W. קבלי תחמוצת במעגלי חשמל - עם ESR נמוך. נגדי גוזם R18 ו-R19 הם רב-סיבובים 3296W.

ערכי המשרעת של זרם הפאזה של המנוע מוסדרים על ידי נגדי חיתוך R18, R19. הדרך הקלה ביותר לעשות זאת היא להעביר את הדרייבר למצב 1/8 מיקרו-צעד ולהשתמש במד מתח דיגיטלי כדי לנטר את ירידת המתח על פני נגדי חיישני הזרם R45 ו-R50. על ידי הפעלת פולסים בודדים לכניסת "Step", ערכי זרם מקסימליים מושגים לסירוגין בשלבים A ו-B. באמצעות נגדי חיתוך, ערכים אלה מוגדרים שווים ומתאימים לאמפליטודת הזרם הנדרשת. הפחתת ההתנגדות של נגדי חיתוך מובילה לירידה בזרם, ולהיפך. להתמצאות, אתה יכול להשתמש בטבלה. 1, המראה את התלות של משרעת הזרם של שלב I_mf מההתנגדות המוכנסת של הנגד הכוונון.

לוח 1

I_mf,	0,25	0,5	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	6.5
R18, R19, kOhm	0,31	0,62	1,27	2,62	4,07	5,62	7,29	9,09	10,04

לפני הפעלת הדרייבר, עליך להתקין מגשרים בין פינים 1-2 ופינים 3-4 של מחבר XP1, תוך הקפדה על מקדם חלוקת צעדי המנוע הנדרש בהתאם לטבלה. 2. התוכנית מנתחת את מצב המגשרים פעם אחת בתחילת פעולתה לשינויים נוספים במצבם אין כל השפעה על פעולת הנהג. החלפת מקדם החלוקה "בתנועה" אינה מסופקת בגרסה המוצעת של התוכנית.

לוח 2

מגשרים ב-XP1		גורם חלוקת צעדים
1-2	3-4	גורם חלוקת צעדים
יש	יש	1/1
לא	יש	1/2
יש	לא	1/4
לא	לא	1/8

ניתן להוריד את תוכנית המיקרו-בקר ואת קובץ המעגל המודפס בפורמט Sprint Layout 6.0 מ-ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/est-drv.zip.

מחבר: מ' רזניקוב

ראה מאמרים אחרים סעיף מנועים חשמליים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מקרן נייד ASUS ZenBeam L2 01.10.2023

ASUS חשפה את המקרן הקומפקטי האחרון שלה, ZenBeam L2. מכשיר זה תומך ברזולוציית FHD, מוגדל ל-4K HDR ופועל על Android TV 12.

למקרן בהירות מרבית של 960 LED לומנס מרשימים. בנוסף, יש לו כיסוי סולם צבעים רחב של sRGB של 120% לשחזור צבעים עשיר ומדויק.

ZenBeam L2 כולל עדשת זריקה קצרה המאפשרת לך לצלם תמונה בגודל 40 אינץ' ממטר אחד בלבד ולהתאים אותה למסך מרשים בגודל 120 אינץ' ממרחק של 3.1 מטרים בלבד.

מקרן זה מציע גם תיקון עיוות אופקי ואנכי אוטומטי ומיקוד אוטומטי כדי להבטיח איכות תמונה מיטבית.

ASUS ZenBeam L2 מגיע עם רמקולים מובנים של 10 וואט Harman Kardon ומצויד גם ביציאות HDMI, USB ו-3.5 מ"מ. סוללת 65Wh שלו מבטיחה שימוש לאורך זמן.

מקרן זה מגיע עם אפליקציות מותקנות מראש כולל שירות Netflix הפופולרי ותומך גם בתכונות מובנות כגון Chromecast ו-Google Assistant.

ASUS ZenBeam L2 זמין עבור $722, ומציע איכות תמונה מעולה ותכונות חכמות להנאת הצפייה שלך.

עוד חדשות מעניינות:

▪ נמדדה האנרגיה של אלקטרון שנכנס למים

▪ גוש מים מוזהב

▪ צלם תמונה לפני הפיצוץ

▪ המכונית מזהה את הבעלים באמצעות טביעת אצבע

▪ מעבדי PowerVR Series6 הראשונים מבית Imagination Technologies

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר החשמלאי. PTE. בחירת מאמרים

▪ מאמר ניהול פיננסי. עריסה

▪ כתבה איזה שחקן כדורסל, בלי משים, חזה את שנת מותו? תשובה מפורטת

▪ מאמר Elder racemose. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מחוון סוללה חלשה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר כיבוי רך אור גבוה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר