Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- cs:hbstep [2012/07/26 16:33] – [Konstrukce modulu] kaklik
+++ cs:hbstep [2020/02/03 18:48] (aktuální) – [Přímé řízení z PC] kaklik
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
-====== HBSTEP01A ======
+====== Budič krokových motorů HBSTEP01A ======
+[[http://www.mlab.cz/Modules/H_Bridge/HBSTEP01A/DOC/HBSTEP01A.cs.pdf|PDF dokumentace MLAB]].
 Je modul určený pro buzení [[http://cs.wikipedia.org/wiki/Krokov%C3%BD_motor|krokových motorů]]. Vzhledem k tomu, že moment krokového motoru je závislý na proudu tekoucím vinutím (magnetické napětí), tak je třeba pro zachování momentu motoru i ve vysokých otáčkách budit vinutí motoru zdrojem proudu. Který působí proti indukčnosti vinutí změnou efektivního napájecího napětí. Což umožní rychle dosáhnout nominálního napájecího proudu i při rychlém přepínání vinutí (minimalizuje se tím vliv indukčnosti).
@@ Řádek 7: / Řádek 9: @@
 ===== Unipolární motory =====
-Jejich vinutí je konstruováno tak, že obsahuje napájecí odbočky, které umožňují měnit polaritu magnetického pole na pólech motoru bez přepólování napájecího napětí. To umožňuje jednodušší ovládání motoru protože k řízení pak není potřeba plný spínačový most. Ale pouze spínače, které uzemňují jednotlivá vinutí proti napájecímu napětí.
+Jejich vinutí je konstruováno tak, že obsahuje napájecí odbočky, které umožňují měnit polaritu magnetického pole na pólech motoru bez přepólování napájecího napětí. To umožňuje elektronicky jednodušší ovládání motoru protože k řízení pak není potřeba plný spínačový most. Ale pouze spínače, které uzemňují jednotlivá vinutí proti napájecímu napětí.
-Nevýhodou je že každý pól motoru musí obsahovat dvojnásobné množství závitů (pro jednu a druhou polarizaci magnetického pole), což přináší menší užitný výkon motoru.
+Nevýhodou je že každý pól motoru musí obsahovat dvojnásobné množství závitů (pro jednu a druhou polarizaci magnetického pole), což přináší menší užitný výkon motoru. Proto se tyto motory už obvykle nevyužívají a jsou zastaralé. Nové budiče krokových motorů je už ani neumožňují řídit.
 ===== Bipolární motory =====
@@ Řádek 17: / Řádek 19: @@
 Výhodou je hlavně vyšší výkon a moment motoru při malých rozměrech a hmotnosti vzhledem k unipolárním motorům.
 ====== Konstrukce modulu ======
-Modul je určen pro řízení jednoho krokového motoru pracujícího v bipolárním režimu. Tj. modul obsahuje dva plné spínačové můstky. Pro konstrukci modulu byl využit čip [[http://www.st.com/internet/analog/product/248592.jsp|L6470]].
+Modul je určen pro řízení jednoho krokového motoru pracujícího v bipolárním režimu (většinu unipolárních motorů lze v tomto režimu provozovat za cenu použití vyššího napájecího napětí). Tj. modul obsahuje dva plné spínačové můstky. Pro konstrukci modulu byl vybrán integrovaný obvod [[http://www.st.com/internet/analog/product/248592.jsp|L6470]].
-====== Firmware ======
-V SW dokumentačním adresáři je dostupný demonstrační program pro [[cs:labduino|LABduino]] napsaný ve [[http://wiring.org.co/|Wiringu]].
+===== Základní vlastnosti =====
-Pro ARM je dostupná knihovna přímo z [[http://www.st.com/internet/analog/product/248592.jsp|webu ST]].
+  * Řídící vstupy modulu jsou ošetřeny definovanými stavy.
-===== Výchozí Požadavky =====
+  * Modul pracuje ve velkém rozsahu napětí výkonového napájení 8 - 45 V.
+  * Digitální řídící vstupy lze ovládat nízkými logickými úrovněmi 3,3V a 5V.
+  * Budící proud motoru je špičkově 7A  a 3A RMS.
+  * Výkonové výstupy jsou osazeny pružinovou svorkovnicí WAGO.
+  * Výkonový napájecí vstup je osazen pružinovou svorkovnicí WAGO.
+  * Modul obsahuje tepelnou a nadproudovou ochranu proti přetížení.
+  * Modul umožňuje digitální nastavení omezení budícího proudu vinutí motoru.
+  * Je možné nastavovat profily akcelerace a decelerace.
+  * Je možné nastavit náběhový proud budících tranzistorů (Pro omezení rušení)
+  * Budič umožňuje 1/128 mikrokování
+  * Bezsenzorová detekce prokluzu kotvy motoru
+  * SPI komunikační rozhraní
+====== Ovládání ======
-  * Řídící vstupy modulu by měly být ošetřeny definovanými stavy, pull-up, nebo pull-down rezistory.
+Modul se ovládá přes rozhraní SPI, kterým se komunikuje přímo s integrovaným obvodem L6470. Pro ovládání motoru je napsáno několik knihoven pro různé architektury.
-  * Měl by pracovat ve velkém rozsahu napětí výkonového napájení.
-  * Řídící digitální vstupy by mělo jít provozovat na 3,3V i na 5V.
-  * Minimální budící proud motoru bez použití chladiče by měl být větší než 1A.
-  * Výkonové výstupy by měly být osazeny svorkovnicí.
-  * Výkonový napájecí vstup by měl být řešen svorkovnicí.
-  * Obvod by měl obsahovat tepelnou ochranu.
-  * Nastaveni omezení budícího proudu odporovým děličem. A nebo externě přes Jumper, (Volba vyndáním, nebo zasunutím propojky).
-Po prozkoumání aktuálně nabízených budičů od firem Texas Instruments, Freescale, OnSemicondictor, Microchip a Allegro. Byl zvolen integrovaný budič  [[http://www.ti.com/product/drv8825|DRV8825]].
+===== Wiring =====
-Zda se, že provedení odvodu tepla musí být dodrženo dost strikně, viz tread na [[http://e2e.ti.com/support/applications/motor_drivers/f/38/t/158213.aspx#574391|TI community]].
+V SW dokumentačním adresáři na MLAB SVN je dostupný demonstrační program pro [[cs:labduino|LABduino]] napsaný ve [[http://wiring.org.co/|Wiringu]].
-===== TODO =====
-  * Prozkoumat možnost řízení dvou DC motorů zmíněnou v datasheetu
-  * Najít nějakou referenční konstrukci pro modul a zjistit její chyby.
-  * Navrhnout zapojení modulu
-  * Navrhnout plošný spoj modulu
+==== Připojení modulu ====
+{{ :cs:designs:hbstep01a_wiring_big.jpg?direct&300 |}}
+Propojení obou modulů provedeme vodiči  MLAB podle následující tabulky:
+^ Modul ATmegaTQ3201A ^ Modul HBSTEP01A ^
+|	PB2 	| 	CS 	|
+|	PB3  	|	SDI	|
+|	PB4 	|	SDO	|
+|	PB5 	|	CK 	|
+===== ChibiOS =====
+Protože ve stavebnici MLAB je tento RTOS systém využíván ta mikrokontrolérech [[cs:stm32f10xrxt|ARM STM32]]. Byla do chibiOS pro ARM naportována knihovna přímo z [[http://www.st.com/internet/analog/product/248592.jsp|webu ST]].
+==== Připojení modulu ====
+Firmware pro toto zapojení je k dispozici na [[https://github.com/MLAB-project/mlab-chibios/tree/master/STM32F107/ChibiOS_2.6.1/demos/stepper|githubu]]
+{{ :cs:modules:motors:hbstep_chibios_dual.jpg?direct&300 |}}
+Použitý demo kód ovládá dva krokové motory. A připojení přes SPI je multiplexováno mezi oběma obvody přes ChipSelect pin.
+Připojení prvního motoru
+^ Modul STM32F10xRxT01A ^ Modul HBSTEP01A ^
+|	PA4 	| 	CS 	|
+|	PA5  	|	CK	|
+|	PA6 	|	SDO	|
+|	PA7 	|	SDI 	|
+|	PC4 	|	BUSY/SYNC 	|
+Připojení druhého motoru
+^ Modul STM32F10xRxT01A ^ Modul HBSTEP01A ^
+|	PC5 	| 	CS 	|
+|	RA5  	|	CK	|
+|	RA6 	|	SDO	|
+|	RA7 	|	SDI 	|
+===== Přímé řízení z PC =====
+Modul je možné přímo řídit z PC při použití modulů [[cs:usbi2c|USBI2C01B]] a [[cs:i2cspi|I2CSPI01A]], které vytvoří SPI rozhraní ovladatelné z počítače.
+^ Modul I2CSPI01A ^ Modul HBSTEP01A ^
+|	#SS0 	| 	CS 	|
+|	MOSI  	|	SDI	|
+|	MISO 	|	SDO	|
+|	CLK 	|	CK 	|
+{{youtube>28aWrmkpqYA?medium}}
+==== Daisy chain zapojení ====
+V případě, že je potřeba řídit více motorů současně, tak je běžným řešením připojení více HBSTEP budičů na jedno SPI rozhraní. Obvykle je to realizováno použitím více chip-select signálů (ke každému SPI slave zvlášť). Taková konstrukce je ale nepraktická.
+U modulů HBSTEP01B je ale možné použít takzvané [[https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3947|daisy-chain zapojení]], které umožňuje připojit více SPI slave zařízení na jeden Chip-select. Tím se značně zjednodušší konstrukce takového zařízení. A počet ovládaných motorů pak není limitován počtem chip-select signálů.
+===== Příklady využití =====
+  * [[cs:designs:3dprint]]
+  * [[cs:tefo]]
+  * [[cs:tedr]]
+====== TODO ======
+  * Prozkoumat možnost řízení dvou DC motorů zmíněnou v datasheetu
-==== Reference ====
+===== Reference =====
   * http://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor