-=TRO=-

сервопривод
Мое знакомство с сервами и самодельными контроллерами.

28 повідомлень у цій темі

Итак, достались мне парочка серводвигателей в виде колекторников с энкодерами с такими параметрами:

 

момент 17 ньютонов на сантиметр
напряжение 20 вольт
обороты 3000
сопротивление обмотки 2,2 Ома
энкодер 400 импульсов на оборот (100 прорезей в диске)

Судя по характеристикам, номинальная мощность 50Вт.

 

Я сейчас активно закупаюсь деталями для фрезерничка на ШВП и рельсах, и эти севодвигатели просто идеально туда подойдут с понижающей ременной ~1/5.

 

Целую неделю активно штудировал интернет на предмет бесплатных прошивок для мозгов контроллера серв. Найдены следующие ссылки:

 

http://elm-chan.org/works/smc/report_e.html
Прародитель почти всех других бесплатных проэктов, на сайте лежит уже третья улучшенная версия от автора, в то время как почти все переделки базируются на устаревшей второй версии. Я обязательно попробую. Плату на макетке собрал, но умудрился прибить контроллер до состоянии невидимости его программатором (а другого процессора под рукой пока нет).

 

http://forum.rcdesign.ru/f110/thread40981.html
Усовершенствованный сервопривод Чена от Художника. 
Вся прелесть в прилагаемой программе для компьютера, в которой можно видеть осцилограммой как отрабатывает серва, поэтому подбор параметров к конкретному сарводвигателю превращается из выноса мозга в детскую забаву. 
Из за проблемы слета настроечных данных в ЕЕПРОМ, коллега с ником arisov77 в 41 сообщения той же темы, выдал архив с прошивками не использующими ЕЕПРОМ. Но вынужден предупредить, у меня обнаружился косяк описнный другим человеком в той теме, когда ШИМ в одном канале то во втором должен быть низкий уровень, а в нем почему включается ШИМ 50%. В итоге в режиме регулировки ШИМ при переходе через ноль происходит скачкообразная смена направления двигателя, и при движении ползука от нулевой позиции в любую сторону, происходит регулировка от минус 50% до плюс 50% оборотов (в то время как должна быть от 0 до 100%). Авор arisov77 этот косяк отрицает, но в сообщении 106 он залил прошивку с включенным WatchDog, и у неё такого косяка не наблюдается, с ней пока и эксперименты.

Итак, в программе есть такие 6 параметров, методом тыка нашел рабочие (близкие к оптимальным) варианты для моего мотора.

Коофициенты серва.JPG

1. Первая позиция это ограничение скорости.
2. Второй это усиление компенсации от скорости.
На самом деле эти два параметра взаимосвязаны и оба влияют на ограничение скороти, если увеличить второй, или уменьшить первый то скороть уменьшится.
3. Третий это пропорционал, на значениях выше 35 видимо возрастает динамика и  у меня вышибает блок питания при останове двигателя, причем вышибает не от нагрузки, а скорее всего от выброса напряжения в блок питания от рекуперативного оттормаживания двигателя (он при торможении как генератор). Тут надо будет или большую батарею конденсаторов на блок питания повесить, или собрать нагрузку которая будет подключатся к блоку питания в момент превышения на нем. определенного напряжения.
4. Интеграл. Влияет на динамику и дрожание сервы, пока не могу точнее описать.
5. Ограничение момента. Чем больше значение, тем с большей силой серва работает (быстрее разгон и торможение, и сильнее давит). На значениях выше 150 тоже отрубается мой блок питания от резких торможений, ниже 50 ставить безсмылсенно, серва еле крутит сама себя.
6. Подозреваю что это дифференциал (не факт, надо еще почитать про это, в том числе у прародителя), так при увеличение этого параметра серва по осцилографу стала кратковременно выбегать за позицию с возвратом обратно (клыки в конце разгонов и торможения). 

 

В общем не смотря на запитку от 16 вольт  (ноутбучный 75Вт, в реале планирую 50в 2кВт) и дрыщавый силовой блок ключей на двигатель (выполненный из сдвоенного DC/DC преобразователя, о нем отдельно позже), двигатель прилично стартует и тормозит, пытаясь выпрыгнуть с руки. По сравнению с шаговиками вызывает уважение. 

 

Пока все, по мере освоения буду добавлять темку информацией.
 

Змінено користувачем -=TRO=-
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Дальший розвиток від S13 на i4.ru бачили?

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@mimicon на и4 регистрация закрыта (почти) да и там требования администрации иногда дикие. я бы рекомендовал Трофиму почитать про UPCX530 это куда более правильная штука. если сильно хочется могу дать покататься собранную платку для экспериментов

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

aegis, про покататся я уже думал, знаю что у тебя есть, но пока не созрел, надо эту свою кухню добить, обсосав все ньюансы до косточки.

S13 на i4 видел, позавчера получил доступ, поэкспериментруем, как с получки докуплю кварцев (там они на 20мгц шалят) и камней начну мозгоштурм.



 

Появилась тут сегодня вообще шальная мысль. Делают же сервы на бесколекторниках. Посмотрел асемблерные исходники вышеуказанных мной прошивок на предмет интегрирования поддержки безколекторников, и понял, что бы там все перелопатить надо выпасть из жизни как минимум на месяц, не реально короче. В общем на первый взгляд кажется задачка по прикручиванию бесколекторника весьма сложной задачкой. Но всегда есть обходные маневры. Бесколекторник по сути имеет электронный колектор по сигналам с датчиков холла, и поскольку при блочном управлении ШИМятся все равно только две фазы (третья в воздухе болтается), то осталось собрать дешифратор который будет коммутировать два уже имеющихся сигнала ШИМа на нужные две фазы из трех в нужной полярности (6 позиций датчиков холла). С этой аппаратной задачей легко спрявятся даже 2 корпуса древних 561КП2 (или современных аналога). Единственный ньюанс, третья фаза должна отключить оба своих ключа, чтобы не мешать, а значит драйвера должны быть с такой фишкой (если приходит не низкий и не высокий уровень, а середина, то вырубать ключи, в принципе реализуемо), или поставить еще один дешифратор 561КП2, который будет по тем же датчикам холла глушить не нужные  полумосты. Или вовсе вместо трех дешифраторов, зашить эту всю коммутацию в одну самую дешевую восьмибитную ПЗУ.

В общем, похоже у меня скоро будет бесколлекторная серва :) , пора заказывать энкодеры.


 

Змінено користувачем -=TRO=-
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@aegis Посмотрел я на проект UPCX530, мне очень понравилось. Наверное, попробую повторить power board ради интереса.

Не нашел есть ли делитель степа. У меня энкодер на 1к линий + редуктор 1:8 на двигатель, многовато тиков нужно будет отдать.

Грубо бюджет:
Печатка под заказ  $10
Камень $10
Половики+дрова (2 канала под щетки) $10
Рассыпуха, кондеры, радиатор, разъемы – ну пусть еще десятка. (доп. питание 5/12В не считаем)
40 баксов получается, очень даже конкурентно. Ближайшей заводской аналог DCS810 90 баксов на али.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@-=TRO=- ну куда ехать знаешь, покататься не вопрос. переделка под безщеточные сервы проекта на меге кмк обречен на провал принципиально из-за самой меги

@mimicon я плохого не советую, ибо сам в теме давно плаваю

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Сегодня разобрал на запчасти шариковую мышь, в ней на щелевых дисках (приводимых от шарика) по 50 щелей (200 пульсов энкодера). 
image007.jpg
Решил пощупать как оно в плане энкодера. Фотортанзисторы в мыши вот такого плана:
5494089.gif
С эмиттеров на минус пришлось поставить подстроечные сопротивления (подстроечный 10к последовательно с постоянным 4.7к), с ними удалось вогнать сигнал в коридор от 1,5в до 3,5в (в статике), шире не выходит. С таким коридором сигнал на грани фола , учитывая уровни гистерезиса входов микроконтроллера (еле еле подстроечниками настроил что бы контроллер надежно фиксировал поворот вала). Надо будет попробовать поднять напряжение на фотортанзистор, задрав его выше питания микроконтроллера, по идее коридор должен расширится.
 

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

В общем вот ткой колхоз у меня получился в задней части коллекторника.
serva.jpg


По центру на валу диск с мышки и кусочек выкушенной платы с датчиком.
Датчик подключен а "ардуине про мини" (слева внизу) с прошивкой сервоконтроллера.
Справа плата в целофане с двумя конденсаторами это стабилизатор на 5в для ардуины (встроенный в ардуину я спалил).

Самое интересное сверху, это кастрированный модуль KIW-3312S. 
2269_4.jpg
Изначально этот модуль это два импульсных  стабилизатора напряжения с синхронными выпрямителями (которые не что иное как силовые полумосты). Модули работают на частоте ШИМ 600кГц (офигеть). Я не долго думая выпаял дросселя и все касаемое обратной связи (два последовательных резистора отмеченных как R3 в обоих каналах и все что справа от дросселей, я вообще окусил кусачками лишнюю часть платы).  Тоненькая дорожка которая идет сразу чуть ниже этих сопротивлений R3, это обратная связь по напряжению, назовем её amp_error (усилитель ошибки). Левый контакт дросселей это выходы полумостов, назовем их OUT. Ну Ну а теперь собственно схема доработки :

kiw.jpg

Номиналы подбирал в симуляторе под 16 вольтовое питание, не пытайтесь выжать с неё бОльшее выходное напряжение, даже если её запитать от 20в, она выше 16в на выходе не дает, аппаратно этому сопротивляется, поэтому и выбраны 16в, (но питальник в принципе можно и на 20в).
Такую доработку из 5 резисторов и одного конденсатора нужно проделать над обоими каналами. Слева по схеме подается ШИМ с наших сервомикроконтроллеров , среднее его значение (5в/2=2.5в)делится делителем до уровня 0.6в (до опорного напряжение усилителя ошибки в микросхеме DC/DC), и подается через сопротивление 24кОм на вход усилителя ошибки. Для достижения размаха выходного сигнала в полное напряжение питания 16в, с выхода ШИМ микросхемы IR3802A на вход усилителя ошибки также подается обратная связь через резистор 330кОм, и ставится делительный резистор с усилителя ошибки на минус питания номиналом 24кОм и шунтируется конденсатором 0,1мкф (для фильтрации входной и собственной частот ШИМ).

Таким образом при наличии на входе ШИМ с амплитудой 0-5в и заполнением от 0 до 100%, на выходе IR3802A будем иметь ШИМ (частотой 600кГц по даташиту) с усредненным постоянным напряжением от 0 до 16в и током до 6А.
На входе желательно поставить танталовый (или другой хороший) конденсатор.

Я свою доработку просто напаял сверху СМД деталями.  Сначала что бы не пулять в провода двигателя столь высокой частотой, я намотал на кольцах распыленного железа небольшие два дросселя, и поставил после них пленочные конденсаторы, но в данной схеме обошелся без таких фильтров.

Надеюсь придуманный мной сверхбюджетный вариант силовой части (почти 100вт за меньше доллара) всем понравится.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

З.Ы. Прошивку для ардуины про мини брал тут http://i4.ru/index.php/topic,618.msg12325.html#msg12325

 

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Купил для использования в качестве сервы мопедный стартер:

Starter-DELTA-ALPHA.jpg

Моторчик у него на постоянных магнитах. Внутри имеется одноступенчатый редуктор, пока не знаю с каким передаточным.  Будучи запитан от хорошего аккумулятора на 3 вольта, он выдает холостые обороты даже больше требуемых, с холостым током 5А, и рукой за выходной вал (после редуктора) остановить невозможно, лишь слегка проседая по оборотам.


 

Думаю силу к нему надо делать на ампер 30+, и питание не выше 6 вольт (для начала надо попробовать в качестве питания компьютерный блок питания взяв с него 5 вольт). Хотя конечно подмывает взять и перемотать ему ротор на раз в 6 бОльше напряжение, тем самым на столько же уменьшив его ток, и использовать в качестве силовой схемы уже проверенное решение которое я постил чуть выше.


 

Использовать собираюсь то же на токарнике, с проходами с одной стороны, поскольку там люфт ходовой гайки, а значит люфт самого редуктора стартера не помеха. Кстати должен заметить, люфт этот совсем не велик. Просверлю ему сзади корпус двигателя, и посажу на вал энкодер от компьютерной мышки.



 

Змінено користувачем -=TRO=-
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах
В 05.02.2017 в 09:47, -=TRO=- сказал:

умудрился прибить контроллер до состоянии невидимости его программатором

Скорее всего вы в "фуз битах" отключили вывод сброса.
Если есть STK500 (или программатор с поддержкой режима), то можно попытаться вернуть контроллер к жизни путём банального стирания в режиме высоковольтного программирования.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах
27 минут назад, Одессит сказал:

Скорее всего вы в "фуз битах" отключили вывод сброса.

угу, у меня тоже так 8я мега завалялась)))

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Сегодня прикупил моторчик на постоянных магнитах от беговой дорожки, вот это серва так серва получится.

Мотор на три конские силы. Вес 11кг (это если с вала снять блин весом 4кг).

file.php?id=9254&mode=view
 

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

прикольная заготовка

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Маленький отчет по мопедному стартеру (фото которого выкладывал ранее) в паре с компьютерным блоком питания.

Если стартер подключать напрямую к 5в компьютерного блока питания (на блоке написано 30А по 5V), то блок питания не успевает крутнуть стартер и сваливается в защиту. А вот если в разрыв цепи включить тестер (с сопротивлением 0,2 Омма) на измерении тока, то стартер легко стартует и крутится потребляя вхолостую 5А, пальцами и деревяшкой я остановить за вал не смог (ток при этом доходит до 10-15А), сыплется стружка.


 

Спаял я вобщем к нему сервоконтроллер но пока без подключения энкодера, тупо задавал скважность ШИМ с компа. Модуль с силовыми транзисторами я взял от усилителя руля (транзисторы там по 4 миллиОмма), драйвер для них сделал на микросхеме HIP4082, между ардуиной и HIP4082 пришлось по ШИМ сигналам поставить два инвертора на попавшейся под руку К176ПУ1, это пришлось сделать (из за бусстрепного питания верхних ключей, которые не могут быть постоянно открыты). Фоток пока не даю, так как это жуткий экспериментальный колхоз из навесного монтажа на проводочках. Стартер уверенно крутится и меняет скорость и направление. Как приделаю энкодер, сниму видео работы.

 

Змінено користувачем -=TRO=-
1

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Ну все, подключил энкодер от мышки к стартеру, очень пригодились лишние инверторы в микросхеме которой я инвертировал ШИМ, я эти инверторы использовал как буфера для квадратурных сигналов с энкодера, а то они там около 1 вольта по амплитуде. Вот кратенькое видео с телефона как стартер крутит несколько раз по 10 оборотов (я задавал 11780 шагов).


 

1

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

А яка точнісь переміщення виходить на даних саморобних серводвигунах ну то шо вони обороти тримають це понятно. Ну я в тому плані якшо потрібно покрутити вал наприклад на 10 градусів або переїхати на сотку дві міоліметрів розкажіть будь-ласка для початківця як наприклад можна реалізувати компенсацію на похибку переміщення і як дані двигуни тримають статичну нагрузку тобто якщо вал не крутиться то чи важко його зрушити з місця?

Дякую за розуміння))

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

В зависимости от того как точно отстроена серва, ошибка может быть в пределах 5 - 20 шагов энкодера (а шагов у энкодера в 4 раза больше чем прорезей). На малых оборотах и малых ускорениях ошибка минимальная. Что бы его сдвинуть с места нужно приложить усилие превышающее момент мотора (а если такие усилия имеют место быть, значит привод выбран для станка неправильно), после снятия чрезмерного усилия мотор вернется на свою позицию (т.е. пропуска шагов не бывает). Например если вы не можете остановить мотор руками при обычном вращении, то при использовании в качестве сервы на удержании позиции, вы не сможете его сдвинуть с места, ну максимум на пару шагов энкодера, и то, он мгновенно отработатет этот сдвиг обратно. Энкодер обычно выбирается с запасом по шагам относительно требуемой точности, раз в 10.
 

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Например, данный стартер имеет на энкодере ~1178 на оборот, у станка стоит винтовая пара с 4мм подачи на оборот, при прямом подключении будет около 3 шагов энкодера на сотку. Как оно скажется на токарнике в реале, поставлю - посмотрим. Учитывая равномерное перемещение продольной подачи (отсутствие рабочих ускорений) для ТВ-16 должно вполне хватить.

Змінено користувачем -=TRO=-
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

тобто все таки може зїжати з позциї але потім вертається обратно тобто це відбувається типу вібрації і коливанння вала шо на приклад на токарному станкові може дати погану чистоту поверхні. У мене є станок 16К20Ф3 там привода виконані на високомоментних моторах але вони не маю енкодера натомість мають сисльсін це датчик кутового положення валу і маю тахогенератор для визначення кількості оборотів. Як ви думаєте чи вдасця дані мотори перевестина на сучасне керування степ і дір драйвер. Хочу викину сильсин і поставити енкодер але боюсь щоб не було вібрацій від мотора що скажете?

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Правильно заданный вопрос, это половина ответа. Слишком мало вводных, я понятия не имею сколько у вас там оборотов вала мотора на миллиметр перемещения, какие допуски, сможете ли вы сделать (или сопрячь) силовую часть с электронной, купите ли энкодер достаточного разрешения, какой тип двигателя, сможете ли оптимально отстроить параметры, я понятия не имею где у вас там стоит сильсин (на моторе или после редукции с неизбежными люфтами).......Если вы не хотите или не можете учесть и посчитать это все самостоятельно, правильно поставив задачу со всеми вводными, то никто бесплатно за вас это делать не будет, лучше закажите апгрейд профессионалам.


 

У простого энкодера от принтера 1800 штрихов, а отсчетов в 4 раза больше, при рабочих проходах погрешность позиционирования должна быть очень сильно меньше градуса (это для двигателя). Вы бы вместо ваших страхов, взяли бы и попробовали (хотя бы на каком нибудь маленьком игрушечном двигателе), а потом делали бы расчеты и выводы.

А говорить о плохой чистоте поверхности не проведя никаких расчетов, это как то не серьезно, совсем.

 

Змінено користувачем -=TRO=-
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Зрозумійте мене правельно я раніше працював лише з кроковими двигунами і зараз працю так як вони набагато дешевші. Є у мене вдалий проект по модернізації фрезерного верстат з чпу  моделі 6Р11Ф3. Він раніше працював також на крокових двигунах і гідропідсилювачеві крутного моменту із системою ЧПУ БЦК-5 на перфострічції. В даний момент він працює на програмі Mach3 і доволі непогано точність 0,02 мм. а дескретність переміщя в нього 0,005 мм. 

  А на рахунок токарки то там стоять високомоментні двигуни постійного струму срср виробництва) в них в корпусі двигуна вмонтований тахогенератор для обрахунку кількості обертів за хвилину, далі крутний момент передається через редуктор (сказат передаточне відношення не можу так як варстат робочий і розбирати не має зараз коли) редуктор безлюфтовий далі передається на пару гвинт-гайка коченння і гайка вже рухає супорт.

   Я просто зараз хочу більше дізнатись про самі серводигуни і пивода на них мене не особо хвилює мій приклад. Я хочу більше дізнатись інфи так шо не кидайтесь на новачка.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@maks96fm вы немного заблуждаетесь. тахометр нужен для определения скорости мотора. это обратная связь по скорости в сервоприводе.

сельсин (точно так же как и энкодер, резольвер или оптическая линейка) нужен для для определения координаты. это обратная связь по позиции.

кроме того зуб даю что стоит датчик тока, который обеспечивает обратную связь по току.

это классическая схема сервопривода с обратными связями по току, скорости и положению.

замена сельсина на энкодер, резольвер или оптическую линейку ничем не грозит, если делать замену на такого же класса по точности элемент другого принципе. тоесть нужно понимать что замена на энкодер с разрешением 400 и 10к импульсов это совершенно разные по итогу замены, но работать они принципиально одинаково будут.

вибраций не будет если все правильно настроить. кроме того на токарном станке у вас ластохвосты и тяжелые детали, тоесть сдвинуться при малейшем колебании не будет возможности и с высокой долью вероятности сервопривод будет просто стоять на месте а не шагать туда-сюда. с одной стороны это плюс, с другой стороны это минус, но это механика - с этим надо смириться и принять как есть.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Дякую за відповідь. 

Якщо можети тикніть носом на силки про сервомоторои і сервопривода де можна почитати і розібратись бо ця штука дорога і дешевих серводвигунів немає в порівнянні з кроковими двигунами  і тому купити шоб просто погратись можливості не має.

Дякую за відповідь.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Створіть акаунт або увійдіть для коментування

Ви маєте бути користувачем, щоб залишити коментар

Створити акаунт

Зареєструйтеся для отримання акаунта. Це просто!


Зареєструвати акаунт

Увійти

Вже зареєстровані? Увійдіть тут.


Увійти зараз

  • Зараз на сторінці   0 користувачів

    Немає користувачів, які переглядають цю сторінку