» » Контроллер униполярного шагового двигателя на базе PIC16F628 V2.1
Информация к новости
  • Просмотров: 113312
  • Автор: Sergey_r
  • Дата: 5 января 2009
  • 80
5 января 2009

Контроллер униполярного шагового двигателя на базе PIC16F628 V2.1

Категория: Домашнее ЧПУ (CNC)

Представляем краткое описание, схему и прошивку контроллера униполярного шагового двигателя на основе микроконтроллера PIC16F628A (доработанный вариант V2.0). Контроллер поддерживает управляющие сигналы STEP, DIR и ENABLE. Реализован режим удержания.

 

Особенности контроллера униполярного двигателя PIC BINAR CNC 2.1:

  • Аппаратная ШИМ регулировка ограничения тока фаз.
  • Аппаратная ШИМ регулировка ограничения тока фаз в режиме удержания.
  • Реализован режим “fixed time off”.
  • Больший диапазон тока фаз (проверен до 5А).
  • Использование универсальных управляющих сигналов STEP, DIR, ENABLE.
  • Работа в режимах «полный шаг», «полушаг» (FULL STEP/ HALF STEP).

Контроллер униполярного шагового двигателя на базе PIC16F628 V2.1

 

Регулировка тока фаз осуществляется с помощью подстроечного резистора R11.

Регулировка ограничения тока в режиме удержания осуществляется подстроечным резистором R9 и настраивается относительно рабочего тока. Программа контроллера переходит в режим «удержание» автоматически при отсутствии сигнала STEP – это снижает потребление энергии  и уменьшает нагрев двигателя.

 

Time off зависит от номиналов R15, C4 и R16, C5. Расчеты не приводим, т.к. на практике при указанных номиналах хороше работали все имеющиеся в наличии ШД. Ток изменяли в пределах 0.5 – 5 А. Нагрев полевых транзисторов практически отсутствовал (габариты радиатора 70 х 50 мм, высота ребер 15 мм). Т.к. защитные диоды в схеме не установлены, полевые транзисторы должны иметь как минимум двойной запас по напряжению.

 

Транзисторы Т1 и Т2 любые маломощные - 2SC945, 2N2222 и т.д. Диоды VD1 и VD2 - 1N4148.

 

Резисторы R25 и R26 рассчитываем в зависимости от требуемого тока. Падение напряжения на них должно находиться в пределах 0.2 – 0.8 вольта (R=U/I). Мощность выбираем соответственно (P=U*I или P=R*I*I).

 

Сигнал ENABLE управляется низким логическим уровнем. Включение и отключение режима работы сигнала ENABLE осуществляется перемычками JMP1 и JMP2. Так же перемычкой  JMP3 переключаются режимы работы «шаг» и «полушаг», при изменении режимов работы необходим перезапуск контроллера.

 

Схема контроллера в формате sPlan 6.0 и файл прошивки в формате *.hex вы можете скачать ниже:

Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

 

Прошивка для PIC16F628 (без буквы А) не тестировалась:

Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

Метки к статье: cnc, чпу, драйвер двигателя, контроллер шагового, шаговый двигатель, PIC16F628

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
<
argusstar

6 января 2009 12:06

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Здравствуйте! не подскажете какие полевики подойдут,управляемые логикой или простые?
<
Sergey_r

6 января 2009 12:17

Информация к комментарию
  • Группа: Журналисты
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 13.07.2008
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 10
  • Комментариев: 181
На схеме же подписано какие полевики подходят. Т.к. драйверов нет, то только управляемые логикой. Мы использовали IRL640. При использовании IRLI530N результат должен быть еще лучше, но напряжение силовой части не более 42В, ну и по току они послабже.
<
argusstar

6 января 2009 12:55

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
а если установить защитные диоды?irlz34n подойдут?
<
Sergey_r

6 января 2009 14:51

Информация к комментарию
  • Группа: Журналисты
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 13.07.2008
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 10
  • Комментариев: 181
Да подойти то подойдут, если без диодов, то питание до 24 вольт. Если ставить диоды, то учитывай токи которые через них будут протекать, ну и питание до 48В. А т.к. ты хочешь 5А, то диодики примерно с тройным запасом по току и греться они будут гораздо больше полевиков..., следовательно они в корпусах TO220 и на радиаторе. Плюс к этому, без диодов скорость будет выше.
Лично я выбрял бы питание именно 24 вольта и без диодов. Для варианта без диодов емкость фильтров в блоке питания не менее 4700 мкФ с низким значением ESL (не перепутай с ESR).
<
argusstar

7 января 2009 06:21

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
понял
<
bolek

7 января 2009 07:57

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Ну вот, этот вариант получше будет!

А теперь несколько замечаний (куда ж без них :) )

1. Про R25 и R26 надо бы написать подробнее, как и что посчитать, а то могут быть непонятки.
Читаю описание: "Больший диапазон тока фаз (проверен до 5А) ".
Смотрю в схему: 0,1 Ом 2 Вт.
Считаю мощность: 5*5*0,1= 2,5 Вт - т.е. резистор нужен как минимум на 3 Вт., хотя рекомендации по падению на нем напряжения подходит 0,1*5=0,5 В.

2. Время OffTime в схеме видимо составляет 13-15 мкс. В установившемся режиме это даст период ШИМ примерно 25-32 мкс, что соответствует частоте ШИМ примерно 30-40 кГц. Такая частота избыточно высока для данного драйвера, ее можно совершенно безболезненно снизить до 20-25 кГц, при этом транзисторы будут греться заметно меньше. Т.е. нужно бы увеличить С4, С5 до 430-470 пФ

3. Диоды VD1, VD2, указанные в схеме, при напряжении на измерительных резисторах (R25 и R26) до 0,5 В работать практически не будут, поэтому их ставить большого смысла нет.

4. Между выходами IC2 и затворами полевиков лучше бы включить резисторы небольшого номинала (12-15 Ом), это уменьшит звон на стоке при отпирании полевика, соответственно уменьшт нагрев.


И еще одно замечание (сразу не заметил):
5. Емкость конденсаторов С6, С7 нужно бы уменьшить раза в 4-5 (до 470-510 пФ) а то частота среза ФНЧ получается слишком низкой. Чтобы убрать коммутационные выбросы на сигнале, достаточно будет и этого.
<
Sergey_r

7 января 2009 10:31

Информация к комментарию
  • Группа: Журналисты
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 13.07.2008
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 10
  • Комментариев: 181
По поводу выбора мощности R25 и R26 написано.
Сам принцип данной реализации Toff изначально разрабатывался для 4-й версии, а т.к. там микрошаг, то как раз частота ШИМ и выбрана побольше. В данной схеме можно конечно частоту и уменьшить, но нагрев и так был минимальным. Если уж кто то берется сам собирать контроллер, а не покупать готовый, думаю какой то опыт и знания быть то должны.
Диоды работают, т.к. ток через них протекает очень маленький. Другое дело что в пике по всем портам диоды интегрированы.
По поводу С6 и С7 в принципе согласен, перестраховался.
<
b_v

7 января 2009 14:46

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Доброе время сток
Уточните достоинства элемента С3
<
densh

7 января 2009 15:18

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Насколько я понял за термином ”fixed time off” кроется ограничение времени выключения ШИМ . Может проще ввсести гистерезис в компаратор, не такие кардинальные доработки получатся . Хотя для 4 й версии помойму достаточно поставить только конденсаторы на выходы компаратора. Поправте если я не прав.
<
bolek

7 января 2009 15:20

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Sergey_r
Диоды работают, т.к. ток через них протекает очень маленький. Другое дело что в пике по всем портам диоды интегрированы

Не, конкретно эти не работают, я сам их (точнее SMD LL4148) ставил.
Некоторое ограничение начинает наблюдаться как раз у 0,5 В.
Так что ничего я не наврал.
А по характеристике - так вообще от 0,6 В.

По поводу выбора мощности R25 и R26 написано

Я разве против? Я просто предложил в текст добавить пару формул с примером расчета. Тебе не трудно, а не особо сведущим будет понятнее.

Если уж кто то берется сам собирать контроллер, а не покупать готовый, думаю какой то опыт и знания быть то должны

:) :) :) Мечты, мечты... Самые "доставучие" как раз "полные чайники".
Ни знаний, ни приборов, ни навыков, а "почему не работает ваша фигня?" всегда наготове.
Назад Вперед
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.