Самопал 1000х1000. Доводим до ума.

[isx]

Начинаю задумываться по поводу шпинделя. Промышленный пока брать не буду, нужно протестировать на чём-то по-проще.
Есть два варианта:
1) Что-то типоhttp://www.master5.ru/shop/UID_6149.html
2) Что-то типо этого http://www.parkflyer.ru/product/411255/
Может есть ещё какие варианты?

[michael-yurov]

А зачем аналоговый вЫход?

Чтобы напряжение на нем можно было бы сравнить с помощью компаратора с напряжением на токоизмерительном резисторе.
Причем, потребуется еще и операционный усилитель, чтобы низкое напряжение на токоизмерительном резисторе отмасштабировать до уровня аналогового выхода управляющего микроконтроллера.

Логичнее, конечно, было бы использовать аналоговый вход микроконтроллера, но, боюсь, быстродействия ЦАП АЦП может не хватить.

К примеру, возмём случай управления ШИМом.

Речь про регулирование тока с помощью ШИМ, Или про обсуждаемый драйвер?

Нам необходимо подать некий ток на обмотку, но из-за другой обмотки на ней возникло напряжение иной полярности.

ЭДС там может быть какая угодно. Если выводы мотора отключить от источника тока - обмотка шагового мотора будет работать, как катушка зажигания в автомобиле, и напряжение там может оказаться очень высоким.
Или речь все же не про напряжение, а про ток, противоположный необходимому (например в некие моменты при торможении мотором)?
Тогда мотор будет работать просто, как генератор, и если к обмотке приложено напряжение противоположное направлению тока - получится, что мотор будет "закачивать" ток обратно в блок питания (Тойота Приус получается).

От этого скважность ШИМа должна должна быть такой, чтоб не просто передать нужный ток в обмотку, но и быстро загасить ЭДС.

Ну, тут скважности вообще быть не должно, пока ток не достигнет требуемого значения.
Еще раз повторюсь - нельзя сравнивать ток и напряжение - это не связанные в данном случае величины, т.к. мы не с резистивной нагрузкой работаем, а с индуктивной.

ОТ уменьшения скважности мы получаем и увеличенное выделение мощности в виде тепла.

Вот вообще никакой связи в этом не вижу. Разогрев мотора зависит от количества энергии поглощенной мотором.
Если у нас ток течет в направлении противоположном приложенному напряжению - то мотор наоборот отдает электрическую энергию. Хотя, конечно, он от этого не охлаждается, т.к. при этом получает механическую энергию, которую преобразует в электрическую. При этом часть еще теряется на резистивной составляющей обмоток, и в итоге превращается в тепло.

При больших скоростях, как я полагаю, скважность придётся уменьшать в 2 и более раза, что вызовет значительной прирост тепловыделения.

Скважность в данном случае вообще никакой роли не играет. О ней даже думать нет смысла.
На скоростях близких к максимальным для (данного напряжения) ШИМ вообще не будет работать, т.к. ток не будет успевать возрастать до требуемого значения, как вот на этом графике (выделил изменение тока зеленым).

И потом... какая разница, какое тепловыделение у нас будет на высоких скоростях? Нам нужно, чтобы мотор работал без сбоев, или чтобы в помещении прохладно было?
Если важно по возможности меньшее усредненное тепловыделение - то нужно снижать нагрев во время простоя и при работе на низких скоростях, когда от мотора не требуется высокая мощность.

Момент на валу мотора прямо пропорционален току в обмотках. Т.к. нам нужен по возможности более стабильный крутящий момент моторов - то и ток нужно поддерживать постоянным.
И не важно, какая при этом будет противодействующая ЭДС и т.п.

Ситуацию в данных рассуждениях можно сравнить с движением автомобиля.
если скорость движения - это ток в обмотке,
то наклон дороги - это ЭДС в обмотке (может как помогать движению, так и препятствовать).
А то, что вы называете "скважность ШИМ" - угол нажатия на педаль газа.

Поскольку от шагового мотора требуется постоянство крутящего момента - значит нужен постоянный ток в обмотках.
В нашем случае - это постоянная скорость движения автомобиля.

Представим ситуацию, когда автомобиль движется в гору (противодействующая ЭДС).
Вы говорите о том, что уменьшение "скважности ШИМ" (большее нажатие на педаль газа) приведет к нагреву мотора. И предлагаете не нажимать на газ.
В этом случае автомобиль остановится и покатится назад (ток упадет до минимального значения и потечет в обратном направлении), что, естественно, приведет к срыву шагового мотора в пропуск шагов.

Вообще в данном примере стоит уточнить, что автомобиль будет двигаться по волнистой дороге (то в гору, то с горы). Если мотор при этом совершает некоторую работу, то, в среднем дорога волнами будет подниматься все выше и выше.
Если же мы насильно вращаем шаговый мотор (например при торможении осей ЧПУ станка), то ситуация обратная - наша волнистая дорога будет спускаться все ниже и ниже.

В первом случае для равномерного движения хорошей идеей было бы добавлять газу при въезде на каждую волну,
а во втором - наоборот притормаживать при съезде с каждой волны, а потом катиться по инерции.

Надеюсь, что мое длинное сообщение пойдет на пользу.

[isx]

Весьма информативно. Спасибо большое!

Логичнее, конечно, было бы использовать аналоговый вход микроконтроллера, но, боюсь, быстродействия ЦАП может не хватить.

Я что-то запутался... Если у нас аналоговый ВХОД, то это АЦП, а если вЫход, то ЦАП. Если нам нужно отследить напряжение на токоизмерительном резисторе, то нам нужен АЦП, то бишь аналоговый ВХОД микроконтроллера... Или я потерял где-то ход мысли?

Речь про регулирование тока с помощью ШИМ, Или про обсуждаемый драйвер?

Про регулировку тока, ноя думаю вы уже это поняли

Тогда мотор будет работать просто, как генератор, и если к обмотке приложено напряжение противоположное направлению тока - получится, что мотор будет "закачивать" ток обратно в блок питания

Вот и получается, что при таком закорачивании, в обмотке в тепло переводится ток из двух источников - ЭДС и БП.

Хотя, конечно, он от этого не охлаждается, т.к. при этом получает механическую энергию, которую преобразует в электрическую. При этом часть еще теряется на резистивной составляющей обмоток, и в итоге превращается в тепло.

Я как-раз об этом... Получается избежать этого не получится?

И потом... какая разница, какое тепловыделение у нас будет на высоких скоростях?

Дабы не перегреть наши движки до состояния "кирдык"
Аналогия с авто весьма показательна

[michael-yurov]

Я что-то запутался... Если у нас аналоговый ВХОД, то это АЦП, а если вЫход, то ЦАП. Если нам нужно отследить напряжение на токоизмерительном резисторе, то нам нужен АЦП, то бишь аналоговый ВХОД микроконтроллера... Или я потерял где-то ход мысли?

Я описался. Конечно на входе АЦП.
АЦП работает значительно медленнее, чем ЦАП, из за этого и рекомендую вывернуть наизнанку логику измерения тока в обмотках.

Про регулировку тока, ноя думаю вы уже это поняли

Если речь про регулировку тока - то просто ШИМ недостаточно. Нужно еще переключать режим спада тока.

Вот и получается, что при таком закорачивании, в обмотке в тепло переводится ток из двух источников - ЭДС и БП.

Во первых - нет никакого закорачивания (мы ведь подключаем обмотку к блоку питания (источнику напряжения)), а во вторых - ничего в тепло не переводится, т.к. ток противоположен приложенному напряжению.
P = U * I.
Как энергия из блока питания будет преобразовываться в тепло, если мы из него ничего не берем, а, даже наоборот - отдаем обратно в блок питания?

допустим - ток равен 1 А, напряжение - минус 12 В, тогда мощность передаваемая в обмотку мотора будет равна минус 12 Вт.
Противодействующая ЭДС в этом случае будет равна напряжению на блоке питания плюс падение напряжения на резистивной составляющей обмотки.
Допустим, у нас сопротивление обмотки 1,5 Ом, тогда падение напряжения будет 1,5 В (при токе 1 А), соответсвенно противодействующая ЭДС - 13,5 В, напряжение блока питания 12 В, и электрическая мощность передаваемая от блока питания в обмотку - минус 12 Вт (- 12 В * 1 А). При этом мощность уходящая в тепло 1,5 Вт (1,5 В * 1 А).
Т.е. на нагрев мотора будет уходить ровно столько энергии, сколько и в нормальном режиме работы - 1,5 Вт (1 А * 1,5 В [падение напряжения на резистивной составляющей обмотки] ).

Я как-раз об этом... Получается избежать этого не получится?

Ну, как же... получится, если использовать сверхпроводник.

Дабы не перегреть наши движки до состояния "кирдык"

А с чего мы их перегреем то, если ток в обмотках постоянный, падение напряжения на резистивной составляющей - постоянное, соответственно, и энергия уходящая в тепло - тоже постоянная.

Насколько я понимаю, еще существуют потери в то время, когда мотор совершает работу, т.к. приложенное к обмоткам напряжение возрастает, ток остается прежним (т.е. передаваемая мощность возрастает), и при этом не факт, что все "излишки" уходят в работу,
но тут уже сложно на основе простых формул из школьного курса физики произвести расчет. Проще пользоваться и не заморачиваться.

Могу лишь сказать то, что КПД работы всего этого дела во многом зависит от качества работы драйвера.
Ваши драйверы имеют очень низкий КПД почти во всем диапазоне рабочих скоростей, и лишь в очень узком диапазоне частот при правильной настройке способны немножко приблизится к нормальным драйверам.
Грубо говоря - все что они умеют - это переводить электроэнергию в тепло. А то, что они могут заставить моторы вращаться на низких скоростях - сложно назвать нормальной работой.

Вы уж простите, что я довольно грубо.

[isx]

АЦП работает значительно медленнее, чем ЦАП,

А как с ЦАП можно измерить ток?

Нужно еще переключать режим спада тока.

А это что за зверь?

Как энергия из блока питания будет преобразовываться в тепло, если мы из него ничего не берем, а, даже наоборот - отдаем обратно в блок питания?

Что то я не пойму. ЭДС создаёт напряжение противоположное тому, которое мы подаём на обмотки, а значит нам сначала нужно разрядить его, закоротив его с нашим источником питания, а потом только обмотка будет работать в штатном режиме. В итоге тепло сначала выделится от разряжания ЭДС, а потом от штатного режима (резистивной составляющей) обмотки. Так ведь?

Ну, как же... получится, если использовать сверхпроводник.

Или вообще мотор не использовать

Вы уж простите, что я довольно грубо.

Зато понятно...
Если можно, то подкинте пожалуйста ссылку на какую-нибудь статью с принципом работы нормальных драйверов, а то я везде встречаю только обобщённые сведения....

[michael-yurov]

А как с ЦАП можно измерить ток?

Можно не измерять, а просто сравнить с требуемым значением.
Вообще, следует начать с того, что для измерения тока потребуется токоизмерительный резистор низкого сопротивления в цепи обмотки, чтобы протекающий по нему ток создавал пропорционально изменяющееся напряжение на его выводах.
Т.е. у нас есть некий ток в обмотке, создающий какое-то напряжение на выводах этого резистора.
Допустим, нам нужен ток 1А. Сопротивление резистора 0,25 Ом. Соответственно, напряжение на резисторе должно быть 250 мВ.
Можно просто с помощью ЦАП создать напряжение 250 мВ, и сравнить с помощью компаратора с напряжением на резисторе.
Если напряжение на резисторе меньше требуемого - значит ток меньше необходимого, и ток нужно увеличить, а если больше - значит слишком высокий, и ток нужно уменьшать.
Метод далек от совершенства, но в простых драйверах вполне справляется со своей задачей.

А это что за зверь?

Я уже писал, что у нас есть три варианта:
- подключить обмотку к источнику напряжения - тогда ток будет постепенно увеличиваться.
- замкнуть обмотку в кольцо (тогда ток будет постепенно уменьшаться, если мы принудительно не вращаем мотор).
- подать на обмотку обратное напряжение - тогда ток будет быстро уменьшаться.

В какой очередности их переключать - не такой простой вопрос, и как решить когда что переключать при использовании ШИМ регулировки тока - еще более сложный вопрос.

Что то я не пойму. ЭДС создаёт напряжение противоположное тому, которое мы подаём на обмотки,

Обычно, но не всегда.

а значит нам сначала нужно разрядить его, закоротив его с нашим источником питания,

Нельзя разрядить напряжение.
Разрядить можно заряд (который в кулонах измеряется). А ЭДС - это сила перемещающая заряды, а не заряд.
Если сравнивать с Приусом из позапрошлого сообщения - то это наклон дороги. Если не прикладывать противоположно направленную силу (ту, что создает мотор, вращая колеса), то машина начнет постепенно ускоряться, скатываясь вниз.
Так же и здесь - если ничего не делать - потечет ток в направлении ЭДС.

Еще раз повторю - нельзя путать ток и напряжение. Это не связанные величины в данном случае.

а значит нам сначала нужно разрядить его, закоротив его с нашим источником питания, а потом только обмотка будет работать в штатном режиме.

ЭДС - это наклон дороги. Наш источник напряжения - сила создаваемая мотором / колесами.
Если автомобиль уже ехал вверх в гору (течет ток через обмотку), то не нужно ничего закорачивать (тормозить). Нужно просто ехать дальше с той же скоростью.
Ну и что, что наклон дороги создает сопротивление движению - куда деваться то, если ехать надо?
Можно, конечно, нажать на тормоза (закоротить выводы обмотки), и, тогда мы не будем терять энергию, но никуда не доедем.

В итоге тепло сначала выделится от разряжания ЭДС,

Ничего не выделится - тепло выделяется от совершаемой работы, а в данном случае никакой работы не совершалось.
Работа - это ток умноженный на напряжение.
Если ток и напряжение одинаково напряжены - то энергия будет передаваться в мотор. Если наоборот - то из мотора.
Нагрев будет зависеть по большому счету только от тока в обмотках. Т.е. чем больше ток - тем сильнее нагрев.
Более того! - энергия уходящая на нагрев будет квадратично зависеть от тока в обмотках.

Если можно, то подкинте пожалуйста ссылку на какую-нибудь статью с принципом работы нормальных драйверов, а то я везде встречаю только обобщённые сведения....

Вот статья про обыкновенные простые драйверы:
http://www.530.ru/electronics/projects.php?do=p077

Про хорошие драйверы никто писать не будет - было бы странно раскрывать тайны.

[isx]

Прочитал статью. Аж 3 раза . Много вопросов отпало. Спасибо огромное!
Единственный вопрос остался - зачем вообще использовать замыкание обмотки в кольцо, если можно подать обратное напряжение (это ведь намного эффективнее)? Или это зависит от неспособности некоторых драйверов выполнить сию функцию?

[michael-yurov]

Прочитал статью. Аж 3 раза . Много вопросов отпало. Спасибо огромное!
Единственный вопрос остался - зачем вообще использовать замыкание обмотки в кольцо, если можно подать обратное напряжение (это ведь намного эффективнее)? Или это зависит от неспособности некоторых драйверов выполнить сию функцию?

Если замкнуть в кольцо - ток "грубо говоря" будет бегать по кругу, постепенно уменьшаясь из за резистивного сопротивления обмоток.
А если подключить к источнику напряжения задом наперед - ток уменьшится очень быстро (передав энергию обратно в блок питания).
Во втором случае для поддержания тока на определенном уровне придется его постоянно "разгонять" и "затормаживать", т.е. будет пила и, соответственно, значительные потери на переходные процессы.
А если ток снижать медленно (замкнув в кольцо), то нужно будет лишь иногда "подгонять" его для поддержания на требуемом уровне.

Первый вариант хорош лоя низких скоростей работы ШД, а второй для высоких.
Использование обоих методов позволяет добиться значительно более "качественной" работы моторов с меньшим нагревом, меньшим шумом, меньшими потерями и максимально возможными скоростями.

[isx]

Теперь ясно... Пока вопросов нет
Ещё раз спасибо)

[michael-yurov]

Ещё раз спасибо)

Плюсик ставь )

[isx]

Добрый день!
Хочу проверить прочность и устойчивость конструкции. Обрабатываться будет сосновый брусок 50х150мм., попробую вырезать квадрат из середины. Какой тип фрезы мне нужно использовать, помогите пожалуйста с выбором.
http://www.koround.ru/root/catalog/metall/7/

[Uglykoyote]

по дереву нужны фрезы для дерева. у ат90 посмотрите - их есть полно у него

[isx]

А может подскажете какие для соих целей нужны (концевые там, или пазовые)? Я бы сегодня по магазинам пробежался, поглядел...

[Uglykoyote]

просто квадрат - хватит простой "пальчиковой" фрезы Атаки или типа "того" за 100-120 рублей. Главное без фанатизма, хотя 50 мм... А вроде бы и пазовые такой длины есть. Наткнулся сразу на пазовую, 10мм диаметр, хвостовик 8 мм, длина рабочая 20 мм, общая длина 64 мм. Вот тут я не уверен - хватит ли цанге 14 мм чтобы на таком заглублении работать без "выпадения" фрезы. Ждем опытных партайнгеноссе

[isx]

Спасибо, буду искать)

Кстати, а если нужно будет обработать стеклотекстолит, то какие фрезы нужны для него, по дереву или по металлу?

[isx]

Срочно нужна помощь!
Пошёл сегодня по магазинам. Еле добыл фрезу по дереву. Начал думать, как всё это добро закрепить к моему мотору. Мне тут же сказали, что это всё нужно крепить на такой цанге (она на нижнем фото). Взял я это добро, пришёл домой, и понял, что она никаким боком на вал двигателя не натянется. Я думал с одной стороны этой фигни внутри имеется резьба, а там гладко, оказывается . И что вообще я купил, и как оно соотноситься с тем, что изображено на фото выше?
Как мне можно организовать крепление на мотор?
На валу есть два два диаметра. Ближе к корню вал имеет диаметр в 12мм. (длиной в 2-3см.), а остальная часть (5-6см.) диаметр 7мм.. У обоих на конце нарезана резьба, длиной около 1см..
Копаю интернет, но ничего понять не могу, плохо, когда в живую не видишь с чем имеешь дело... Сегодня желательно разобраться с креплением, чтоб завтра обменять то, что сегодня я купил, если оно не подойдёт...
P.S. А может на время испытаний накрутить туда патрон от дрели? Фрезеровку дерева думаю должен выдержать, а к нужному моменту может и шпиндель нормальный появиться...

[michael-yurov]

Ничего не понял - нижнее фото - это твое?
фреза, которую купил и цанга от твоего шпинделя?

какого диаметра хвостовик фрезы и какого диаметра (внутренний) цанга?

[Nick]

Я так понял, что на его "двигателе" нет цангового патрона.

Сфотографируй свой шпиндель!

[isx]

Нижнее моё.
Хвостовик 8мм., зажим 8мм..
В качестве шпинделя у меня мотор неизвестного происхождения (хотел фрезер купить и его разбомбить, но знакомый сказал, что у него давно без дела валяется какая-то ерунда на 24В) на 6500 об./мин. (ваттность не знаю, но он довольно мощный, дерево должен потянуть).

На валу есть два диаметра. Ближе к корню вал имеет диаметр в 12мм. (длиной в 2-3см.), а остальная часть 5-6см. (утончение) диаметр 7мм.. У обоих на конце нарезана резьба, длиной около 1см..

Это та часть якоря, которая выходит наружу...

Сфотографировать не могу, он сейчас в 100км. от меня .

[isx]

Как то-так...