Progetto nuovi driver

Buongiorno.
Io sto scrivendo una tesi di laurea sulla reprap ed una parte di questa verterà sulla realizzazione di nuovi driver più efficienti e stabili degli attuali Pololu.
Qualcuno vuole darmi una mano? Anche consigli o link a materiale didattico/tutorial va benissimo.
Grazie

...se vuoi sono disponibile. Fammi sapere.
Ciao

Ciao, grazie della disponibilità. Ho già smosso mezzi forum di cnc ed affini e sono giunto alla conclusione di usare il tb6560ahq che ha il controllo
del picco di corrente al microstepping.
Ho avuto la fortuna di trovare già due tutorial:
[www.instructables.com]
e questo
[www.cuteminds.com]

Il primo sembra più completo, ma mi scrivono che non funziona bene....
il secondo invece più semplice, ma più stabile. Cosa ne pensi?

Nel primo c'è sicuramente una cosa buona, che manca nei driver pololu, cioè la separazione fisica dei segnali in ingresso tramite optocoupler che tiene separato le uscite del micro dal driver di potenza, anche il fatto di creare l'alimentazione logica del chip sul driver partendo dalla 24V di potenza non è male.
Ho notato che l'integrato in questione non è in catalogo nè su RS nè su Farnell e questo non è un buon segno circa la reperibilità.
Gabriele

> Nel primo c'è sicuramente una cosa buona, che
> manca nei driver pololu, cioè la separazione
> fisica dei segnali in ingresso tramite optocoupler
> che tiene separato le uscite del micro dal driver
> di potenza, anche il fatto di creare
> l'alimentazione logica del chip sul driver
> partendo dalla 24V di potenza non è male.

Si, lo avevo notato anche io.

> Ho notato che l'integrato in questione non è in
> catalogo nè su RS nè su Farnell e questo non è
> un buon segno circa la reperibilità.

Quale intendi? 78L05-SMD?
Ho fatto il ceck di tutte le componenti e le trovi anche su ebay da paesi europei senza scomodare la cina...


> Gabriele

Intendevo il chip della toshiba

Trovato senza fastidi su ebay...

Non bisogna mai buttarsi a capofitto sul "tecnico" senza una buona riflessione.
Quando si inizia un nuovo progetto, soprattutto per una tesi, prima di tutto bisogna:
- identificare bene quali sono i problemi dell'attuale soluzione;
- definire quali sono gli obiettivi;
- verificare la fattibilità degli obiettivi definiti;
- stabilire una modalità di validazione del progetto.
Non esiste una soluzione ottima in assoluto, ma esiste un ottimo rispetto agli obiettivi.
In quale facoltà e università ti stai laureando?
Ciao
Riccardo

> Non bisogna mai buttarsi a capofitto sul "tecnico"
> senza una buona riflessione.

È da due mesi che ci rifletto...

> Quando si inizia un nuovo progetto, soprattutto
> per una tesi, prima di tutto bisogna:
> - identificare bene quali sono i problemi
> dell'attuale soluzione;

Fatto. Poca corrente erogata (max 2 amper fase).

> - definire quali sono gli obiettivi;

Fatto Fare un sistema che supporti dai 3 ai 4 amper fase e che nel contempo permetta il micorstepping a 1/16

> - verificare la fattibilità degli obiettivi
> definiti;

Fatto, fattibile.

> - stabilire una modalità di validazione del
> progetto.

Lo costruisco e prego che non mi prenda fuoco....

> Non esiste una soluzione ottima in assoluto, ma
> esiste un ottimo rispetto agli obiettivi.

Amen fratello.

> In quale facoltà e università ti stai
> laureando?

Ingegneria elettronica Udine

> Ciao
> Riccardo

Scusa, non te ne avere a male, ma mi pare di cogliere un po' di ironia e arroganza nella tua risposta. Hai ichiesto tu aiuto e, se permetti, un ingegnere elettronico con trent'anni di esperienza qualcosa può insegnarti.
Stai confondendo il problema con la soluzione.
> Fare un sistema che supporti dai 3 ai 4 amper fase
Questa è una soluzione, non il problema. Perchè serve così tanta corrente?

> che nel contempo permetta il micorstepping a 1/16
Anche questa è una soluzione, non il problema. Ci sono tanti modi di definire la risoluzione spaziale...

Fammi sapere se vuoi ancora l'aiuto o pensi di sapere fare da solo.
Ciao

> Scusa, non te ne avere a male, ma mi pare di
> cogliere un po' di ironia e arroganza nella tua
> risposta. Hai ichiesto tu aiuto e, se permetti, un
> ingegnere elettronico con trent'anni di esperienza
> qualcosa può insegnarti.

Solo un po' di ironia...

> Stai confondendo il problema con la soluzione.
> > Fare un sistema che supporti dai 3 ai 4 amper
> fase
> Questa è una soluzione, non il problema. Perchè
> serve così tanta corrente?

Perché voglio sostituire gli attuali nema 17 da 0,5 Nm con dei più prestanti nema 23 da 1,5 Nm.
Più coppia mi serve perché ho scalato una mendelMax fino a portarla ad un area di stampa da 44x45x30 e gli attuali motori con gli attriti in gioco non ce la fanno più. Poi vorrei anche fare una modifica per trasformarla in una piccola CNC e li di coppia ne serve decisamente di più.
>
> > che nel contempo permetta il micorstepping a
> 1/16
> Anche questa è una soluzione, non il problema. Ci
> sono tanti modi di definire la risoluzione
> spaziale...

Quali? Riduzioni meccaniche? Cmq preferisco un controllo con microstepping e con quelle correnti in gioco gli integrati si riducono drasticamente (fino a 2 amper ce ne sono quanti ne vuoi, sopra invece...)
>
> Fammi sapere se vuoi ancora l'aiuto o pensi di
> sapere fare da solo.

Certo che mi serve aiuto, altrimenti non l'avrei chiesto.
Le caratteristiche necessarie sono:
-non sforare un budget di 20 euro per driver
-1/16 o superiore di microstepping
- 3-4 amper fase (non di picco)
-componenti facilmente reperibili e compatibili con la scheda arduino

Cmq ho trovato questi progetti che reputo molto interessanti, perché si avvicinano alle caratteristiche:
[www.cuteminds.com]

[www.instructables.com]
> Ciao

L'anno scorso ho progettato una guida di 2m per spostare una telecamera da 5kg con velocità massima di 1m/s. Il motore non assorbe più di 1.8A. Penso che dovresti risolvere bene il problema meccanico prima di affrontare il problema elettronico. I movimenti effettuati con le mani dovrebbero essere fluidi e con poco attrito. Se così non fosse o c'è un problema costruttivo (elementi non perfettamente paralleli o altro) oppure disposizione delle masse non ottimizzate.

In ogni caso, se vuoi fare un driver di maggior potenza, non cercherei un integrato che possa far tutto. Non vale la pena a quel punto di accontentarsi di poco di più. Mi orienterei sulla divisione tra la parte "intelligente" da quella di potenza, che realizzerei con H-Bridge. Il consiglio quindi è:
- cerca nei data-sheet il driver che ti soddisfa per tutti irequisiti esclusa la parte di potenza;
- personalmente manterrei la possibilità di selezionare i ustep fino all'esclusione, perchè il motore così non usa la piena potenza e perchè c'è la possibilità di perdere qualche step, con la necessità di inserire un encoder;
- progetta il ponte e quant'altro serve per riunire le due cose.
- pensa alle misure da fare per validare il progetto

> L'anno scorso ho progettato una guida di 2m per
> spostare una telecamera da 5kg con velocità
> massima di 1m/s. Il motore non assorbe più di
> 1.8A. Penso che dovresti risolvere bene il
> problema meccanico prima di affrontare il problema
> elettronico. I movimenti effettuati con le mani
> dovrebbero essere fluidi e con poco attrito. Se
> così non fosse o c'è un problema costruttivo
> (elementi non perfettamente paralleli o altro)
> oppure disposizione delle masse non ottimizzate.

Si si, ho speso mesi per avere i minori attriti possibili. Uso cuscinetti lineari ina e con il calibro digitale ho provveduto ad ottimizzare le distanze delle barre. Per i pesi ho tentato di distribuirli al meglio.
Cmq forse qui non l'ho scritto, la progettazione dei nuovi driver ha anche uno scopo didattico dato che sto scrivendo la tesi sulla stampante ed un capitolo sarà dedicato a questo progetto.
>
> In ogni caso, se vuoi fare un driver di maggior
> potenza, non cercherei un integrato che possa far
> tutto. Non vale la pena a quel punto di
> accontentarsi di poco di più. Mi orienterei sulla
> divisione tra la parte "intelligente" da quella di
> potenza, che realizzerei con H-Bridge. Il
> consiglio quindi è:
> - cerca nei data-sheet il driver che ti soddisfa
> per tutti irequisiti esclusa la parte di potenza;

Si, avevo sondato quest'ipotesi con la collaudata coppia l298 l297, o con il nuovo integrato ls7290 al posto del l298. Purtroppo in entrambe le configurazioni non c'è il controllo della corrente di picco nel microstepping. Puoi consigliarmi un valido sostituto al ls7290?


> - personalmente manterrei la possibilità di
> selezionare i ustep fino all'esclusione, perchè
> il motore così non usa la piena potenza e perchè
> c'è la possibilità di perdere qualche step, con
> la necessità di inserire un encoder;

Puoi spiegarmi meglio questo passaggio?

> - progetta il ponte e quant'altro serve per
> riunire le due cose.

Non è un problema, sono aperto a qualsiasi soluzione, basta che rispetti le condizioni che ho scritto sopra

> - pensa alle misure da fare per validare il
> progetto

Ok, grazie dei consigli.
Ivan

hai un correlatore che ti segue o ti hanno lasciato solo? Dammi il tempo di leggere un po' di datasheet e ti saprò dire. Non so se col nuovo ordinamento sono cambiate le cose, ma ai miei tempi bisognava fare un bel po' di calcoli, anche sulla meccanica. Devi fare in modo che il baricentro si trovi in una posizione tale da far lavoirare correttamente i cuscinetti.
Dicono i cinesi: se qualcuno ha fame e lo vuoi aiutare, non gli devi dare un pesce, ma gli devi insegnare a pescare!

> hai un correlatore che ti segue o ti hanno
> lasciato solo?

Un cosa???? Bhuhahahahaahaha, scusa, ma questa mi fa proprio ridere. Non so com'era una volta, ma ora all'università sei lasciato solo dal primo giorno fino all'ultimo. Per quello chi si laurea in Italia è ambito all'estero (almeno per ingegneria e medicina ndr.) perché è semplicemente sopravvissuto all'università. La percentuale di gente che si ritira è impressionante. Scusa lo sfogo

>Dammi il tempo di leggere un po' di
> datasheet e ti saprò dire.

Ok, grazie! Io sono ancora inesperto, perché tante volte non so neppure cosa cercare...

>Non so se col nuovo
> ordinamento sono cambiate le cose, ma ai miei
> tempi bisognava fare un bel po' di calcoli, anche
> sulla meccanica. Devi fare in modo che il
> baricentro si trovi in una posizione tale da far
> lavoirare correttamente i cuscinetti.

Purtroppo non avrei i mezzi per fare questi calcoli. Servono strumenti e calcoli ripetuti; è corretto quello che auspichi tu, ma ci vuole qualcuno che ti segua e tieni presente che sono andato ben oltre a quello che viene richiesto con una tesi standard...

> Dicono i cinesi: se qualcuno ha fame e lo vuoi
> aiutare, non gli devi dare un pesce, ma gli devi
> insegnare a pescare!

Amen!

Ho letto un po' di datasheet Allegro, Toshiba e STMicro. L'integrato che sceglierei è l'Allegro 4989 perchè ha tutti i requisiti. Si possono pilotare motori fino a 500W con ponte esterno e current sensing, ha gli ingressi MS1 e MS2 per selezionare la modalita (full, half, quarter, sixteenth step) e PFD1 e PFD2 per il dacay mode.
Se studi accuratamente il datasheet avrai le idee più chiare.

> Ho letto un po' di datasheet Allegro, Toshiba e
> STMicro. L'integrato che sceglierei è l'Allegro
> 4989 perchè ha tutti i requisiti. Si possono
> pilotare motori fino a 500W con ponte esterno e
> current sensing, ha gli ingressi MS1 e MS2 per
> selezionare la modalita (full, half, quarter,
> sixteenth step) e PFD1 e PFD2 per il dacay mode.
> Se studi accuratamente il datasheet avrai le idee
> più chiare.

Sei stato preziosissimo. Questo integrato non l'avevo scovato (l'inesperienza nel settore si paga). Secondo te sono validi dei L298 come ponti h da collegargli?

Mi puoi gentilmente spiegare in cosa consiste il decay mode?

Edited 2 time(s). Last edit at 10/29/2012 09:09AM by Ivan Bortolin.

Se vai a questo link c'è tutto spiegato bene,
[www.allegromicro.com]

In breve, sempre dal sito, "The fixed-off time regulator has the ability to operate in slow-, mixed-, or fast-decay modes, which results in reduced audible motor noise, increased step accuracy, and reduced power dissipation."

Ovviamente L298 non va bene. Devi fare un ponte a componenti discreti per dimensionarlo secondo i tuoi requisiti (corrente e dissipazione). Forse c'è un problema in questo momento per la reperibilità e per il tipo di "case", ma è superabile. Probabilmente il budget di 20 euro non è sufficiente

> Se vai a questo link c'è tutto spiegato bene,
> [www.allegromicro.com]
> ver-And-Interface-ICs/Bipolar-Stepper-Motor-Driver
> s/A4989.aspx
>
> In breve, sempre dal sito, "The fixed-off time
> regulator has the ability to operate in slow-,
> mixed-, or fast-decay modes, which results in
> reduced audible motor noise, increased step
> accuracy, and reduced power dissipation."

Ok, grazie della precisazione, ora mi è più cjiaro
>
> Ovviamente L298 non va bene. Devi fare un ponte a
> componenti discreti per dimensionarlo secondo i
> tuoi requisiti (corrente e dissipazione). Forse
> c'è un problema in questo momento per la
> reperibilità e per il tipo di "case", ma è
> superabile. Probabilmente il budget di 20 euro non
> è sufficiente

Cercando, ho trovato questo progetto: [www.cuteminds.com]
che poi è stato evoluto sostituendo semplicemente l'A3986 con l'A4989.
Per il budget, facendo due conti e preventivando che la board me la faccia fare, dovrei starci dentro.

Ho visto il progetto su cuteminds, senza approfondire, ma dovrebbe andare. L'unica obiezione è che per una tesi dovresti fare tu il progetto per dimostrare di avere acquisito le conoscenze necessarie e non prendere un progetto già fatto. Se accetti un consiglio, almeno fai l'analisi circuitale di dettaglio...
Se accetti un altro consiglio, guarda questo sito:
[www.galilmc.com]
in particolare su microstepping ed errori di posizionamento

agnesi Wrote:
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> Ho visto il progetto su cuteminds, senza
> approfondire, ma dovrebbe andare. L'unica
> obiezione è che per una tesi dovresti fare tu il
> progetto per dimostrare di avere acquisito le
> conoscenze necessarie e non prendere un progetto
> già fatto. Se accetti un consiglio, almeno fai
> l'analisi circuitale di dettaglio...

Si penso che farò questa cosa. Purtroppo l'uni non mi ha fornito le competenze necessarie per progettare da zero un driver. Già tante cose le ho imparate seguendo i tuoi consigli ed altri nei vari forum ed ora ne so molto di più del laureato standard italiano.

> Se accetti un altro consiglio, guarda questo
> sito:
> [www.galilmc.com]
> in particolare su microstepping ed errori di
> posizionamento

Ok, grazie. Ti terrò aggiornato!