Jump to content

    
iiv

Шаговый двигатель, как правильно выбирать шаг?

Recommended Posts

Добрый день,

 

имею маленький шаговый двигатель с редуктором для линейного перемещателя. Рассчитан на 3В, сопротивление обмоток 14Ом, две пары проводов выхода без средней точки. Весь запас хода 1400 шагов.

Если делать обычным образом без микрошагов, управляя через два полных моста,

1. 1000

2. 0010

3. 0100

4. 0001

наблюдаю, что шаги можно делать в диапазоне примерно от 0.5-2миллисекунды. То есть фактически скорость регулировать можно, но в диапазоне только 4 раза.

Также часто наблюдал, что при старте происходят пропуски. При шагах за пределами 0.5-2миллисекунды на шаг может вообще не стартовать.

 

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что если я подам вместо да-нет синусоидальный сигнал, то, скорей всего все будет работать существенно лучше?

 

Скажите, пожалуйста, как из каких характеристик можно оценить на какой частоте шаговый двигатель наиболее оптимально работает?

 

Спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 часов назад, iiv сказал:

При шагах за пределами 0.5-2миллисекунды на шаг может вообще не стартовать.

чудеса какие-то, если не будет стартовать и крутить с шагом к примеру 1сек

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, megajohn said:

чудеса какие-то, если не будет стартовать и крутить с шагом к примеру 1сек

меня тоже сильно удивило, что если делать шаги больше 2милисекунд, то пропусков много, или не стартует. Я до этого на обычных шаговых двигателях немного что-то делал и там вроде все равно было как стартовать (лишь бы ну не очень быстро).

Share this post


Link to post
Share on other sites

нормальный драйвер я так понимаю не хотите ставить из-за 3В питания, хотя любой драйвер с микрошагом, пусть даже не тринамик, а a4988 какой-нибудь плюс копеечный step-up проблемы бы решил.

сделайте хотя бы полушаг для начала.

1) 1000

1.5) 1010

2) 0010

2.5) 0110

3) 0100

3.5) 0101

4) 0001

4.5) 1001

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, iiv said:

меня тоже сильно удивило, что если делать шаги больше 2милисекунд, то пропусков много, или не стартует. Я до этого на обычных шаговых двигателях немного что-то делал и там вроде все равно было как стартовать (лишь бы ну не очень быстро).

Стрваное поведение мотора. а есть фото / название? 

Что говорит производитель мотора? какие режимы работы рекомендует?

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, iiv сказал:

меня тоже сильно удивило, что если делать шаги больше 2милисекунд, то пропусков много, или не стартует.

Может проблемы с драйвером или питанием? Например: при слишком большой длительности импульса, просаживается источник или драйвер начинает ограничивать ток?

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 часов назад, iiv сказал:

Рассчитан на 3В, сопротивление обмоток 14Ом, две пары проводов выхода без средней точки.

А как вы его запитываете? Прямо от 3 вольт?
Обычно для шагового двигателя напряжение это параметр для справки и питают их гораздо большим напряжением с ограничением тока. Иначе из-за индуктивности обмоток он не выдаст момент на скорости.

И сколько у вас там шагов на оборот? Без этого временные параметры мало что говорят.

Ну и трогание с места и торможение обычно плавное делается...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо всем большое за советы!

 

Попытаюсь рассказать больше деталей. Мотор и плата управления - на фото. Драйвер на LV8548MC-AH (два полумоста), питание которого сделано на 3А (на два мотора) dc-dc конвертере с 12В на 4В, конвертер tps82130. Между DC-DC и драйвером стоит по токовому резистору, падение на которых измеряется с помощью PAC1934, падение напряжения на токовом резисторе не превышает 0.1В. Управление пока тривиальное - пока влючаю либо первую, либо вторую обмотку либо в одно направление, либо в другое.

 

Нагрузка на шток мотора сопротивляется примерно на 10 мили Ньютон + сколько-то на преодоление силы трения, которое я не могу точно оценить, но визуально, шток от этой моторной сборки может сильно давить на палец, а нагрузка легким нажатием пальца уже начинает двигаться если там только сила трения присутствует.

 

Это единственный мотор в таких габаритах, что я нашел, и этот мотор еле-еле вписался. Мне надо, чтобы шток этой моторной сборки двигался в диапазоне 6мм (лучше 10мм, чтобы настраиваться проще). Цена, к сожалению, тоже играет роль, хотелось бы вписываться в стоимость на компонент до 20 бакс за мотор с блоком управления, а еще лучше 20 бакс за два мотора (как сейчас).

 

Сколько шагов на оборот:

всего я делаю 1400 шагов (каждый шаг - это включение одной обмотки), и шток сборки проходит 10мм, но там получается около 6 оборотов оси штока. Какой коэффициент в редукторе - сложно оценить, но примерно в 3 раза. То есть ИМХО, примерно один оборот на 70 шагов.

 

Если мотор гонять туда-сюда - весь шток за 1 секунду проходит 10мм, то за минуту такой работы мотор нагревается до 60С, что мне, к сожалению, не приемлемо.

 

По совету _pv (Спасибо!!!) попробовал 8 шагов, вместо 4 шагов, диапазон рабочих скоростей остался примерно таким же, но греться стал меньше, хотя по току как-то только на 15% меньше среднее потребление.

motor2.jpg

motor1.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще момент померил прибором индуктивность обмоток, то ли у меня прибор глючит, то ли я что-то не понимаю. На 10кГц индуктивность составляет 250uH, 1кГц индуктивность составляет 600uH и на 100-120Гц - около 900uH. Сопротивление покоя обмотки 14.5Ом. Пробовал несколько моторов, проблема со стартом у всех одинаковая.

 

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что в моем случае правильнее подавать на прямую 5 или 12В через драйвер и драйвером делать ШИМ с маленьким заполнением, чтобы уменьшить ток через мотор, но, при необходимости обеспечить старт в любых условиях?

Share this post


Link to post
Share on other sites
40 minutes ago, iiv said:

 Драйвер на LV8548MC-AH (два полумоста), питание которого сделано на 3А

У этой микросхемы - рабочее напряжение 4-16В, это может быть часть проблемы.  Т.е. и так работает на нижней границе. Хорошо бы осциллографом посмотреть что на моторе в разных состояниях.

3 А на 1 мотор - там врядли когда нибудь будет, даже при питании 12В будет 2 А максимум, мотор врядли так долго проживет). 

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, iiv said:

Это единственный мотор в таких габаритах, что я нашел, и этот мотор еле-еле вписался. Мне надо, чтобы шток этой моторной сборки двигался в диапазоне 6мм (лучше 10мм, чтобы настраиваться проще). Цена, к сожалению, тоже играет роль, хотелось бы вписываться в стоимость на компонент до 20 бакс за мотор с блоком управления, а еще лучше 20 бакс за два мотора (как сейчас).

нарисусйте на плате, 

https://youtu.be/EJZX66JzVDo

Share this post


Link to post
Share on other sites
39 минут назад, iiv сказал:

правильно ли я понимаю, что в моем случае правильнее подавать на прямую 5 или 12В через драйвер и драйвером делать ШИМ с маленьким заполнением, чтобы уменьшить ток через мотор, но, при необходимости обеспечить старт в любых условиях?

Боюсь, что вы себе все очень усложнили, решив управлять фазами по сути в ручную.
Ваш двигатель 3В, 14 Ом - это 200 мА рабочий ток. Всегда рекомендуют применять напряжение побольше для лучшей динамики. И да, при этом нужно ШИМом ограничивать ток.
Я обычно применял готовые Step/Dir драйверы (типа A3979) там в нем уже все нужное есть.
Плюс можно менять режимы коммутации (decay mode).
И ограничение тока можно менять аналоговым сигналом. Это может помочь, если нужен ток удержания.
Да и при наличии зоны резонанса тоже можно током его обойти.

з.ы. в одной работе пришлось снижать рабочий ток в 4 раза (благо момента хватало) из-за зоны резонанса при разгоне. А на малом токе нормально разгонялся. У вас резонанс не наблюдается?

Share this post


Link to post
Share on other sites
35 minutes ago, Baser said:

А на малом токе нормально разгонялся. У вас резонанс не наблюдается?

А каким образом этот резонанс проявляется ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
47 minutes ago, Baser said:

Ваш двигатель 3В, 14 Ом - это 200 мА рабочий ток. Всегда рекомендуют применять напряжение побольше для лучшей динамики. И да, при этом нужно ШИМом ограничивать ток.

спасибо! Понял, тогда откажусь от DC-DC между контроллером и драйвером (пока могу напряжение поднять до 6В изменив делитель). Попробую по первости сделать микростепы ручным образом, чтобы убедиться, что все в порядке а далее приму решение шимом ли в ручную или через специальный драйвер управлять.

 

1 hour ago, _pv said:

нарисусйте на плате, 

https://youtu.be/EJZX66JzVDo

Спасибо! Круто! А это идейно. Если там реально силы тяги и точности позиционирования хватит, то это будет лучше, чем китайский моторчик, срок жизни которого я не могу оценить. Мне хотелось бы иметь точность позиционирования около 0.2мм (если будет 0.1мм, то еще лучше). Пока с этими моторами мне приходится городить реально большой огород с оптическими сенсорами и по их обратной связи я еле-еле достигаю 0.2мм точность.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.