Operácie

Krokové motory: Rozdiel medzi revíziami

Z SensorWiki

 
(35 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.)
Riadok 1: Riadok 1:
Použitý typ krokového motora:
+
'''Cieľ:'''
2-phase stepper motor Microcon SX34-2740 s/n 1070
+
Zoznámiť sa s krokovým motorom
1,8 st. Step Angle
 
  
Riadiaca doska:
+
[[Obrázok:KrokovyMotorCelok.jpg|300px]] [[Obrázok:KrokovyMotorSkladba.jpg|300px]] [[Obrázok:KrokovyMotorStatoroveVinutie.jpg|300px]] [[Obrázok:KrokovyMotorRotor.jpg|300px]]
 +
 
 +
<!--
 +
 
 +
'''Úlohy:'''
 +
# Oboznámte sa s daným krokovým motorom. Určte jeho typ.
 +
# V katalógu (na internete) vyhľadajte jeho menovité hodnoty a momentovú charakteristiku.
 +
# Zoznámte sa s riadiacou jednotkou pre ovládánie daného KM a vykonajte diskusiu prepojenia RJ s krokovým motorom.
 +
# Motor rozběhněte naprázdno a určete délku kroku (vztah mezi zadanou rychlostí v krocích a skutečnými otáčkani).
 +
# Změřte momentovou charakteristiku daného krokového motoru pro Un a 70 % Un.
 +
# Charakteristiku vyneste do grafu a porovnejte ji s katalogovým průběhem.
 +
# Určete maximální otáčky naprázdno KM.
 +
 
 +
Vyhodnotenie cvičenia vykonajú študenti do svojho laboratórneho denníka (poznámkového zošita).
 +
 
 +
-->
 +
'''Krokové motory -- teória'''
 +
 
 +
* [http://robotika.cz/articles/steppers/cs Krokové motory] na robotika.cz
 +
* [http://www.atpjournal.sk/casopisy/atp_03/pdf/atp-2003-08-48.pdf Mýty a fakty o krokových motoroch] AT&P Journal 8/2003
 +
* [https://www.orientalmotor.eu/media/files/17112005105132.pdf Introduction to stepper motors] Orientalmotor.de
 +
* [https://www.orientalmotor.eu/media/files/17112005105220.pdf Basics of stepper motors] Orientalmotor.de
 +
* [https://www.orientalmotor.eu/media/files/17112005105410.pdf Basic Equations] Orientalmotor.de
 +
 
 +
* [http://en.nanotec.com/steppermotor_animation.html Steppermotor -Animation]
 +
* [http://techref.massmind.org/techref/io/stepper/wires.asp Javascript Page to determine stepper wires]
 +
'''
 +
 
 +
Automotive applications'''
 +
 
 +
* https://www.silabs.com/Marcom%20Documents/Resources/automotive-applications-guide.pdf
 +
* http://www.nmbtc.com/nmb-component-applications/automotive/motors-idle-air-control-valves/index.html
 +
* https://www.pololu.com/product/1393
 +
 
 +
 
 +
'''Použitý typ krokového motora: '''
 +
2-fázový krokový motor Microcon [http://www.microcon.cz/pdf2017/14-21.pdf SX34-2740]
 +
 
 +
Krokové motory radu SX majú relatívne vysoký moment pri zachovaní malých rozmerov.
 +
Štandardná dĺžka kroku je 1,8° s možnosťou ďalšíeho drobenia elektronicky.
 +
 
 +
* [http://www.microcon.cz/ Microcon] - výrobca
 +
* [http://www.microcon.cz/PDF082018/motory_SX_092018.pdf Katalógový list],
 +
* [http://www.microcon.cz/zapojenivinuti2012web/zapojenivinutipdf2012/SX34NP.pdf zapojenie vinutia] a
 +
* [http://www.servomotory.cz/zapojenivinuti2012web/zapojenivinutipdf2012/SX34-2740N.pdf zapojenie vývodov] pre konkrétny motor.
 +
* [http://www.microcon.cz/PDF082018/moment_SX_092018.pdf Momentové charakteristiky motora].
 +
 
 +
'''Úlohy:''' 
 +
 
 +
# Vypočítajte
 +
## počet krokov na otáčku a
 +
## počet krokov na otáčku pri mikrokrokovaní s drobením 64.
 +
# Do nasledovnej tabuľky doplňte farby vodičov pre bipolárne sériové zapojenie KM.
 +
{| border="1"
 +
| '''A''' || .&nbsp;.&nbsp;.&nbsp;.&nbsp;.&nbsp;.&nbsp;.&nbsp;.   
 +
|-
 +
| '''/A''' ||   
 +
|-
 +
| '''B''' ||   
 +
|-
 +
| '''/B''' ||   
 +
|-
 +
| '''prepoj1''' ||     
 +
|-
 +
| '''prepoj2''' ||   
 +
|-
 +
|}
 +
 
 +
3. Vypočítajte potrebné parametre pre lichobežníkový rýchlostný profil podľa obrázku
 +
 
 +
[[Image:KM_Profil1.png]]
 +
 
 +
4. Urobte analýzu nasledovného riadiaceho programu
 +
 
 +
\ ; Reset
 +
S100 ; Start na 100 krokov/s
 +
V500 ; Koniec na 500 krokov/s
 +
A64 ; Zrychlenie 64 krokov /s2
 +
F3200000 ; Urob 50 000 full krokov, t.j. 50 000*64 = 3 200 000 mikrokrokov
 +
R ; Run
 +
 
 +
# a) Ako treba zmenit argument F aby motor spravil 10 celých otáčok?
 +
# b) Aké otáčky dosiahne motor pri dosiahnutí max. rýchlosti?
 +
# c) Výpočet z bodu b) overte meraním
 +
 
 +
5. Použite túto riadiacu sekvenciu a pozorujte stratu kroku:
 +
\
 +
S100
 +
A1500
 +
V4000
 +
F3200000
 +
R
 +
 
 +
Odstráňte problém.
 +
 
 +
 
 +
 
 +
== Doplňujúce informácie ==
 +
 
 +
=== Riadiaca doska ===
  
 
[http://www.microcon.cz/pdf2008/02-04.pdf Microcon CD 30M]
 
[http://www.microcon.cz/pdf2008/02-04.pdf Microcon CD 30M]
  
Programovatelné jednotky typu CD obsahují 􀄜ídicí 􀃾ást realizovanou kontrolerem M1486 i výkonovou 􀃾ást pro bipolární napájení
+
Programovateľné jednotky typu CD obsahujú riadiaci kontrolér typu M1486 a výkonovú časť pre bipolárne napájanie krokového motoru s impulznou reguláciou prúdu.
krokového motoru s pulsní regulací proudu.
+
 
􀄛ídicí 􀃾ást jednotek je realizována kontrolerem M1486, který obsahuje:
+
Kontrolér M1486 obsahuje:
- programovatelné 􀄜ízení krokového motoru (délka dráhy, rychlost, zrychlení, mikrokrokování)
+
* programovateľné riadenie krokového motora (dĺžka dráhy, rýchlosť, zrýchlenie, mikrokrokovanie)
- malý programovatelný automat (vstupy/výstupy, smy􀃾ky, podmín􀄌né skoky, 􀃾ekací doby).
+
* malý programovateľný automat (vstupy/výstupy, slučky, podmienené skoky, čakacie doby).
Standardn􀄌 jsou jednotky osazeny kontrolerem M1486E1 s vnit􀄜ní pam􀄌tí pro povely EEPROM 2 000 bit􀄤. Povely jsou uchovány v pam􀄌ti
 
i po vypnutí napájení, bez pot􀄜eby zálohování. V p􀄜ípad􀄌 zájmu zákazníka o on-line 􀄜ízení z nad􀄜azeného systému po sériové lince bez pot􀄜eby
 
zálohování je možné dodat jednotky osazené kontrolerem M1486B s pam􀄌tí RAM.
 
Kontroler je ovládán jednoduchými ASCII povely po sériové lince. Povely kontroleru jsou snadno zapamatovatelné, znakem povelu je vždy
 
první písmeno anglického názvu povelu. Nap􀄜. povel pro zadání rychlosti “Velocity” 500 krok􀄤 za sekundu: V500. Uživatel se tak nemusí
 
zabývat složitým programováním, ale jednoduchým zápisem povel􀄤. Blíže ke kontroleru viz str. 6, 7.
 
􀄛ídicí 􀃾ást všech programovatelných jednotek typu CD je shodná, jednotky se liší pouze specifickými parametry výkonové 􀃾ásti. Jednotky
 
umož􀄖ují d􀄌lení celokroku - mikrokrokování, které výrazn􀄌 omezuje oscilace jednotlivých krok􀄤 a rezonance p􀄜i nízkých rychlostech. Realizace
 
pohán􀄌ného stroje 􀃾i za􀄜ízení je díky jednoduchému ovládání velmi rychlá s možností pružného p􀄜izp􀄤sobení p􀄜ípadným zm􀄌n􀄌ným
 
požadavk􀄤m pouhou zm􀄌nou povelového souboru.
 
Všechny jednotky typu CD mají pouze jedno napájecí nap􀄌tí. Vzhledem k pulsní regulaci proudu není pot􀄜eba k napájení stabilizovaný zdroj,
 
sta􀃾í jen transformátor a diodový m􀄤stek. Zdroj m􀄤že obsahovat kondenzátor o kapacit􀄌 cca 4 700 􀁐F, ale vzhledem k použitým
 
kondenzátor􀄤m na jednotkách (krom􀄌 jednotek CD30x, CD40x, C1x s 6410-001) není p􀄜ídavná kapacita nezbytná. Pro napájení jednotky
 
CD20M je ur􀃾en nestabilizovaný napájecí zdroj PS 20/30, pro jednotky CD30x, CD30M, CD34M, CD40x a CD40M zdroj PS 35, pro napájení
 
C1x s 6410-001 je doporu􀃾eno externí napájecí nap􀄌tí 24 VDC/200 mA (C1x) a zdroj PS 64 (6410-001).
 
  
 +
Kontrolér je ovládaný jednoduchými ASCII povelmi po sériovej linke. Jednotky umožňujú delenie celokroku - mikrokrokovanie, ktoré výrazne obmedzuje vibrácie a rezonance pri nízkých rychlostiach.
  
Programovatelné jednotky typu CD obsahují 􀄜ídicí 􀃾ást realizovanou kontrolerem M1486 i výkonovou 􀃾ást pro bipolární napájení
 
krokového motoru s pulsní regulací proudu.
 
􀄛ídicí 􀃾ást jednotek je realizována kontrolerem M1486, který obsahuje:
 
- programovatelné 􀄜ízení krokového motoru (délka dráhy, rychlost, zrychlení, mikrokrokování)
 
- malý programovatelný automat (vstupy/výstupy, smy􀃾ky, podmín􀄌né skoky, 􀃾ekací doby).
 
Standardn􀄌 jsou jednotky osazeny kontrolerem M1486E1 s vnit􀄜ní pam􀄌tí pro povely EEPROM 2 000 bit􀄤. Povely jsou uchovány v pam􀄌ti
 
i po vypnutí napájení, bez pot􀄜eby zálohování. V p􀄜ípad􀄌 zájmu zákazníka o on-line 􀄜ízení z nad􀄜azeného systému po sériové lince bez pot􀄜eby
 
zálohování je možné dodat jednotky osazené kontrolerem M1486B s pam􀄌tí RAM.
 
Kontroler je ovládán jednoduchými ASCII povely po sériové lince. Povely kontroleru jsou snadno zapamatovatelné, znakem povelu je vždy
 
první písmeno anglického názvu povelu. Nap􀄜. povel pro zadání rychlosti “Velocity” 500 krok􀄤 za sekundu: V500. Uživatel se tak nemusí
 
zabývat složitým programováním, ale jednoduchým zápisem povel􀄤. Blíže ke kontroleru viz str. 6, 7.
 
􀄛ídicí 􀃾ást všech programovatelných jednotek typu CD je shodná, jednotky se liší pouze specifickými parametry výkonové 􀃾ásti. Jednotky
 
umož􀄖ují d􀄌lení celokroku - mikrokrokování, které výrazn􀄌 omezuje oscilace jednotlivých krok􀄤 a rezonance p􀄜i nízkých rychlostech. Realizace
 
pohán􀄌ného stroje 􀃾i za􀄜ízení je díky jednoduchému ovládání velmi rychlá s možností pružného p􀄜izp􀄤sobení p􀄜ípadným zm􀄌n􀄌ným
 
požadavk􀄤m pouhou zm􀄌nou povelového souboru.
 
Všechny jednotky typu CD mají pouze jedno napájecí nap􀄌tí. Vzhledem k pulsní regulaci proudu není pot􀄜eba k napájení stabilizovaný zdroj,
 
sta􀃾í jen transformátor a diodový m􀄤stek. Zdroj m􀄤že obsahovat kondenzátor o kapacit􀄌 cca 4 700 􀁐F, ale vzhledem k použitým
 
kondenzátor􀄤m na jednotkách (krom􀄌 jednotek CD30x, CD40x, C1x s 6410-001) není p􀄜ídavná kapacita nezbytná. Pro napájení jednotky
 
CD20M je ur􀃾en nestabilizovaný napájecí zdroj PS 20/30, pro jednotky CD30x, CD30M, CD34M, CD40x a CD40M zdroj PS 35, pro napájení
 
C1x s 6410-001 je doporu􀃾eno externí napájecí nap􀄌tí 24 VDC/200 mA (C1x) a zdroj PS 64 (6410-001).
 
  
  
Parametry výkonové 􀃾ásti CD30M
+
 
 +
''' Parametre výkonovej časti CD30M'''
 +
 
 
  Napájecie napätie:  12 - 48 VDC
 
  Napájecie napätie:  12 - 48 VDC
 
  Amplitúda prúdu:    0,4 - 3,3 A
 
  Amplitúda prúdu:    0,4 - 3,3 A
 
  Nastavenie prúdu v šestnástich stupňoch
 
  Nastavenie prúdu v šestnástich stupňoch
  Doporu􀃾ený po􀃾et mikrokrok􀄤 na celokrok 4, 8, 16
+
  Odporúčaný počet mikrokrokov na celokrok 4, 8, 16
 
  Automatické zníženie prúdu po zastavení motora
 
  Automatické zníženie prúdu po zastavení motora
  Možnost programového vypnutí koncového stupňa
+
  Možnosť programového vypnutia koncového stupňa
 
  Kapacita na jednotke  5 000 uF
 
  Kapacita na jednotke  5 000 uF
 
  Statické momenty vhodných krokových motorov 1,2 - 8,5 Nm
 
  Statické momenty vhodných krokových motorov 1,2 - 8,5 Nm
  Rozmery, (malý euro-formát)  160 x 100 x 30 mm
+
  Rozmery (malý euro-formát): 160 x 100 x 30 mm
 
  Doporučený napájací zdroj  PS 35
 
  Doporučený napájací zdroj  PS 35
 +
 +
 +
  
 
'''Napájací zdroj:'''
 
'''Napájací zdroj:'''
Riadok 67: Riadok 136:
 
[http://www.microcon.cz/pdf2008/12-13.pdf Microcon PS 20/30]
 
[http://www.microcon.cz/pdf2008/12-13.pdf Microcon PS 20/30]
  
Nestabilizovaný napájací zdroj js napätia s toroidným transformátorom, odrušovacím filtrom, prepäťovou
+
Nestabilizovaný napájací zdroj jednosmerného napätia s toroidným transformátorom, odrušovacím filtrom, prepäťovou ochranou a výstupným kondenzátorom pre napájanie jednotiek do 3 A.  
ochranou a výstupným kondenzátorom pre napájanie jednotek do 3 A.  
+
Výstupné napätie 33 VDC (pre jednotky CD20M, SD20M) a 44 VDC (pre jednotky CD30x, CD30M, SD30x, SD30M).
Výstupné napätie 33 VDC pre jednotky CD20M, SD20M s napätím do 35 VDC.
+
 
výstupní nap􀄌tí 44 VDC pro napájení jednotek s nap􀄌tím do 48 VDC - CD30x, CD30M, SD30x, SD30M.
+
Technické parametre
PS 35
+
 
Zdroj PS 35 je ur􀃾en pro napájení jednotek s nap􀄌tím do 48 VDC - CD30x, CD30M, CD34M, CD40x, CD40M, SD30x, SD30M,
+
Menovité napájacie napätie:          230 VAC, 50 Hz
SD40x, SD40M.
+
Výstupné napätie (pri záťaži 0,5 A):
 +
                                      33 VDC, výstupní kondenzátor 2G2
 +
                                      44 VDC, výstupní kondenzátor 4G4
 +
Menovitý výstupný prúd:              2 A (3 A max. špičkovo)
 +
Rozsah pracovných teplôt:            -10 až +40°C
 +
 
 +
- zdroj obsahuje prepäťú diódu so špičkovým výkonom 3 kW na výstupnom napätí 44 VDC
 +
- štandardné prevedení pre uchytenie na DIN lištu
 +
 
 +
 
 +
[http://www.microcon.cz/pdf2008/05.PDF  Program Inmotion PC Utilities]
 +
 
 +
[[Microcon M1486]] - popis niektorých príkazov kontroléra.
 +
 
 +
 
 +
Meranie otáčok prístrojom [http://www.lutron.co.kr/2002cat/2001/dt2236.htm Lutron DT-2236]
 +
([http://master-instruments.com.au/data_sheets/DT2236.pdf manual])
 +
 
 +
 
 +
Linky 2015:
 +
 
 +
Animácie:
 +
 
 +
* http://www.orientalmotor.com/technology/articles/stepper-motor-basics.html  (orientalmotor.com)
 +
* http://en.nanotec.com/support/tutorials/stepper-motor-and-bldc-motors-animation/ (nanotec.com)
 +
* http://www.explainthatstuff.com/how-stepper-motors-work.html
 +
 
 +
Videá:
 +
* https://www.youtube.com/watch?v=C7A8SGqlp48 ST Microelectronics Tutorial (39 min, very good!)
 +
* https://www.youtube.com/watch?v=Pi5v1idToeU Automation Engineer
 +
 
 +
* https://www.youtube.com/watch?v=kQRYIH2HwfY
 +
* https://www.youtube.com/watch?v=cYIL5gxRogM
 +
* https://www.youtube.com/watch?v=Qc8zcst2blU
 +
* https://www.youtube.com/watch?v=PQ1FBcQT0AI
 +
 
  
Technické parametry
+
=== Aplikácie ===
Jmenovité napájecí nap􀄌tí: 230 VAC, 50 Hz
 
Výstupní nap􀄌tí (p􀄜i zatížení 0,5 A):
 
33 VDC, výstupní kondenzátor 2G2
 
44 VDC, výstupní kondenzátor 4G4
 
  
Jmenovitý výstupní proud: 2 A (3 A max. ve špi􀃾ce)
+
* Plotter https://www.youtube.com/watch?v=gTH3VjvCfpA
 +
* Tlačiareň https://www.youtube.com/watch?v=4L53pMsEgPo
 +
* CNC a 3D https://www.youtube.com/watch?v=Ib7yXgkD7k4
  
Rozsah pracovních teplot: -10 až +40°C
+
[[Kategória:ELSA]]
- zdroj obsahuje p􀄜ep􀄌􀄢ovou diodu se špi􀃾kovým výkonem 3 kW
 
na výstupním nap􀄌tí 44 VDC
 
- standardní provedení pro uchycení na DIN lištu
 

Aktuálna revízia z 16:19, 26. november 2019

Cieľ: Zoznámiť sa s krokovým motorom

KrokovyMotorCelok.jpg KrokovyMotorSkladba.jpg KrokovyMotorStatoroveVinutie.jpg KrokovyMotorRotor.jpg

Krokové motory -- teória

Automotive applications


Použitý typ krokového motora: 2-fázový krokový motor Microcon SX34-2740

Krokové motory radu SX majú relatívne vysoký moment pri zachovaní malých rozmerov. Štandardná dĺžka kroku je 1,8° s možnosťou ďalšíeho drobenia elektronicky.

Úlohy:

  1. Vypočítajte
    1. počet krokov na otáčku a
    2. počet krokov na otáčku pri mikrokrokovaní s drobením 64.
  2. Do nasledovnej tabuľky doplňte farby vodičov pre bipolárne sériové zapojenie KM.
A . . . . . . . .
/A
B
/B
prepoj1
prepoj2

3. Vypočítajte potrebné parametre pre lichobežníkový rýchlostný profil podľa obrázku

KM Profil1.png

4. Urobte analýzu nasledovného riadiaceho programu

\		; Reset
S100		; Start na 100 krokov/s
V500		; Koniec na 500 krokov/s
A64		; Zrychlenie 64 krokov /s2
F3200000	; Urob 50 000 full krokov, t.j. 50 000*64 = 3 200 000 mikrokrokov
R		; Run
  1. a) Ako treba zmenit argument F aby motor spravil 10 celých otáčok?
  2. b) Aké otáčky dosiahne motor pri dosiahnutí max. rýchlosti?
  3. c) Výpočet z bodu b) overte meraním

5. Použite túto riadiacu sekvenciu a pozorujte stratu kroku:

\
S100
A1500
V4000
F3200000
R

Odstráňte problém.


Doplňujúce informácie

Riadiaca doska

Microcon CD 30M

Programovateľné jednotky typu CD obsahujú riadiaci kontrolér typu M1486 a výkonovú časť pre bipolárne napájanie krokového motoru s impulznou reguláciou prúdu.

Kontrolér M1486 obsahuje:

  • programovateľné riadenie krokového motora (dĺžka dráhy, rýchlosť, zrýchlenie, mikrokrokovanie)
  • malý programovateľný automat (vstupy/výstupy, slučky, podmienené skoky, čakacie doby).

Kontrolér je ovládaný jednoduchými ASCII povelmi po sériovej linke. Jednotky umožňujú delenie celokroku - mikrokrokovanie, ktoré výrazne obmedzuje vibrácie a rezonance pri nízkých rychlostiach.



Parametre výkonovej časti CD30M

Napájecie napätie:  12 - 48 VDC
Amplitúda prúdu:    0,4 - 3,3 A
Nastavenie prúdu v šestnástich stupňoch
Odporúčaný počet mikrokrokov na celokrok 4, 8, 16
Automatické zníženie prúdu po zastavení motora
Možnosť programového vypnutia koncového stupňa
Kapacita na jednotke  5 000 uF
Statické momenty vhodných krokových motorov 1,2 - 8,5 Nm
Rozmery (malý euro-formát):  160 x 100 x 30 mm
Doporučený napájací zdroj  PS 35



Napájací zdroj:

Microcon PS 20/30

Nestabilizovaný napájací zdroj jednosmerného napätia s toroidným transformátorom, odrušovacím filtrom, prepäťovou ochranou a výstupným kondenzátorom pre napájanie jednotiek do 3 A. Výstupné napätie 33 VDC (pre jednotky CD20M, SD20M) a 44 VDC (pre jednotky CD30x, CD30M, SD30x, SD30M).

Technické parametre
 
Menovité napájacie napätie:          230 VAC, 50 Hz
Výstupné napätie (pri záťaži 0,5 A):
                                     33 VDC, výstupní kondenzátor 2G2
                                     44 VDC, výstupní kondenzátor 4G4
Menovitý výstupný prúd:              2 A (3 A max. špičkovo)
Rozsah pracovných teplôt:            -10 až +40°C
  
- zdroj obsahuje prepäťú diódu so špičkovým výkonom 3 kW na výstupnom napätí 44 VDC
- štandardné prevedení pre uchytenie na DIN lištu


Program Inmotion PC Utilities

Microcon M1486 - popis niektorých príkazov kontroléra.


Meranie otáčok prístrojom Lutron DT-2236 (manual)


Linky 2015:

Animácie:

Videá:


Aplikácie