Jump to content

    

Написать прошивку на ПЛИС для xilinx для шагового двигателя (ШД)

Написать прошивку на ПЛИС для xilinx для шагового двигателя (ШД)

 

- Сигналы управления (от хост контроллера): Step, dir, enable. (сам хост-контроллер в данное ТЗ НЕ входит, это на нашей стороне)

Деление шага 1/8, 1/16, 1/32, максимальная частота импульсов 150КГц.

- ШД: 24в 3А (950 об/мин)

- Необходима минимизация тепловыделения (это САМОЕ главное)!!

 

Пишите на yanbotalov (собака) gmail.com

Обязательно резюме, указание стоимости, опыта работы на ПЛИС

Работа по договору

Share this post


Link to post
Share on other sites

Снизить тепловыделение, сиречь поднять КПД может только сервопривод, иными словами без надлежащего датчика обратной связи по положению ротора обеспечена борьба с ветряными мельницами, а сервопривод это прежде всего комплекс регуляторов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Снизить тепловыделение, сиречь поднять КПД может только сервопривод, иными словами без надлежащего датчика обратной связи по положению ротора обеспечена борьба с ветряными мельницами, а сервопривод это прежде всего комплекс регуляторов.

 

Есть схемы включения шагового двигателя с обратной связью, тогда с помощью ШИМ можно снизить его потребление (вплоть до полного снятия питания). Случаи проскальзывания учитывать с помощью датчика положения. Полюса у ШД расположены очень точно и в отличие от асинхронного двигателя точность в динамике у ШД можно будет получить лучше.

 

Пример двигателя с шаговым сервоприводом:

http://electroprivod.ru/servoprivod.htm

Edited by Manfred

Share this post


Link to post
Share on other sites
Написать прошивку на ПЛИС для xilinx для шагового двигателя (ШД)

 

- Сигналы управления (от хост контроллера): Step, dir, enable. (сам хост-контроллер в данное ТЗ НЕ входит, это на нашей стороне)

Деление шага 1/8, 1/16, 1/32, максимальная частота импульсов 150КГц.

- ШД: 24в 3А (950 об/мин)

- Необходима минимизация тепловыделения (это САМОЕ главное)!!

 

Пишите на yanbotalov (собака) gmail.com

Обязательно резюме, указание стоимости, опыта работы на ПЛИС

Работа по договору

Постановка вопроса крайне неверная. На тепловыделение в первую очередь влияет разработчик системы, а не прошивки. Я так понимаю процесс разработки: системщик выбирает частоту коммутации, которая должна быть минимальной необходимой и достаточной чтобы удовлетворять все прочие требования к системе (шумы, скорости, ЭМС, ..). Затем он выбирает транзисторы, такие чтобы сумма статических и динамических потерь на них была минимальной.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для ШИМ управления необходима обратная связь по току. Т.е нужны аналоговые элементы, как минимум компаратор. Реализовать это в ПЛИС нельзя, нужны внешние элементы. Что сильно усложняет схему и теряется ее смысл. А еще нужны драйверв силовых ключей, что тоже в ПЛИС не реализовать. Проще взять готовый драйвер ШД с опцией деления микрошага.

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Для ШИМ управления необходима обратная связь по току. Т.е нужны аналоговые элементы, как минимум компаратор. Реализовать это в ПЛИС нельзя, нужны внешние элементы. Что сильно усложняет схему и теряется ее смысл. А еще нужны драйверв силовых ключей, что тоже в ПЛИС не реализовать. Проще взять готовый драйвер ШД с опцией деления микрошага.

Обычно в таких случаях ставят ПЛИС + АЦП + драйвер. Я не спец именно по ШД, но по моему тут токовый контур не нужен.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Обычно в таких случаях ставят ПЛИС + АЦП + драйвер. Я не спец именно по ШД, но по моему тут токовый контур не нужен.

ШД бывают разные, для каких то жизненно необходимо удерживать ток в обмотках, для каких то нет, а для каких для удержания нужно значительно снижать ток... Вообще максимально ровно ШД работает при удерживании тока в обмотке. Режим микрошага реализуется легко дискретным образом (за счёт ШИМ), для этого менять ток через ключи точно не нужно, т.к. любой ШД великолепный "интегратор".

 

Написать прошивку на ПЛИС для xilinx для шагового двигателя (ШД)

...

По Вашим характеристикам использовать ПЛИС для управления ОДНИМ ШД в таком режиме - это стрельба из пушки по воробьям. Тут прекрасно справиться связка простейшего STM8S + PWD13F60

 

Если нужно совсем снизить тепловыделение, тогда надо ключи городить на внешних транзисторах, будет вообще "холодная" схема

 

з.ы.: уточните тип ШД: униполярный, биполярный или ещё какой?

Edited by fantasy

Share this post


Link to post
Share on other sites
Обычно в таких случаях ставят ПЛИС + АЦП + драйвер. Я не спец именно по ШД, но по моему тут токовый контур не нужен.

OOO? О можно глянуть на блок-схему такого драйвера с АЦП? Никогда не встречал. Я еще понимаю ЦАП для задания порога срабатывания компаратора ШИМ, но АЦП? С чем его синхронизировать?

Драйвер на ПЛИС с внешней аналоговой обвязкой приходилось делать, когда возникла необходимость запустить древний 5- фазный шаговик с микрошагом. А в те времена драйверов 5- фазников от allegro еще не было,

пришлось на Xilinx уродоваться.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Стесняюсь спросить, а почему бы эту задачу не сделать на STM32 (или что-нибудь от Тексаса) или чем то подобном на cortex m3/m4. Это будет уж точно более эффективно и с точки зрения финансов (меньше чипов) и с точки зрения электричества ( тупо меньше как номиналов питания, так и требуемой мощности). А еще лучше STM32F334, на нем и драйвер ШД можно сделать и подсистему питания этого ШД замутить со всякими стабилизациями токов/напряжений.

Edited by yuri.job

Share this post


Link to post
Share on other sites
А еще лучше STM32F334, на нем и драйвер ШД можно сделать и подсистему питания этого ШД замутить со всякими стабилизациями токов/напряжений.

Офтоп, конечно, но зачем такой дорогущий МК использовать тупо для управления ШД? Если хочется 32 бита, есть дешевые STM32F030 (сейчас как раз на нем, 20-ногом, горожу управлялку двумя шаговиками с замером средних токов и напряжений). Если хочется дешевизны, уже говорили о 16-рублевых STM8S003. На них я тоже управлялку ШД делал (правда, для STM8S105, у которого 32 ноги — 20 ног не хватило тогда).

Share this post


Link to post
Share on other sites
OOO? О можно глянуть на блок-схему такого драйвера с АЦП? Никогда не встречал. Я еще понимаю ЦАП для задания порога срабатывания компаратора ШИМ, но АЦП?

а зачем цап, если на плис можно сделать быстрый шим ?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
а зачем цап, если на плис можно сделать быстрый шим ?

Потому что ШИМ нужна обратная связь, т.к он незнает индуктивности обмоток мотора и напряжения питания. А именно от этого зависит какой ток вкачает ШИМ в обмотки, момента на валу двигателя, и не прегреются ли обмотки. Можно конечно настроить компаратор на один заданный ток, подбирая резистор токового шунта. Обычно так и делается, когда точно известны параметры мотора и питания. НО для эластичности и экономии энергии в режиме удержания можно ток обмотко понизить, и именно для этого ставили ЦАП- если двигатель был неподвижен например 0.25 секунды, ток снижали. И микрошаг так же формировали, управляя опорным напряжением компаратора в одной канале по синусу, во втором- по косинусу. Только тогда предпочтительны ЦАПы с параллельной шиной, проще с ними работать.

Вот блок-схема драйвера одной фазы.

post-1741-1512732523_thumb.jpg

PS. https://eewiki.net/pages/viewpage.action?pageId=4096117

Share this post


Link to post
Share on other sites
Можно конечно настроить компаратор на один заданный ток, подбирая резистор токового шунта. Обычно так и делается,

Микрошаг ведь нужен ТС... Напомню.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Потому что ШИМ нужна обратная связь, т.к он незнает индуктивности обмоток мотора и напряжения питания

пардон муа, шим - вместо цап, вы ведь не прикручиваете к цап мотор с индуктивностями, а просто снимаете напряжение, например, для компаратора, где там уже индуктивности

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
пардон муа, шим - вместо цап, вы ведь не прикручиваете к цап мотор с индуктивностями, а просто снимаете напряжение, например, для компаратора, где там уже индуктивности

А смысл? Задание нужно быстро и точно менять. А ШИМ придется фильтровать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this