Разработка электропривода "нестандартного" ШД-5 (шаговый)

mickbell писал(а): Может быть, кто-то подскажет? ВНИМАНИЕ! Прошу помощь клуба в этом вопросе.

mickbell, привожу выдержку из статьи Автора (из "Диплом ШД-5Д1МУЗ", стр. 22 - стр.24):

...."Для отработки двигателем заданного угла, на привод приходят генераторные импульсы от ЭВМ. Так, например, подавая импульс на вход St + (см. рис. 13) программируемой логической матрицы, двигатель осуществляет поворот по часовой стрелки на угол 1.5° / 4, то есть отрабатывает один шаг вправо. Соответственно при подаче импульса на вход St – двигатель отработает шаг влево (поворот против часовой стрелки). Ещё одна разновидность сигналов, поступающих на логику привода от сопряжённых с ним устройств – это сигнал запрета перемещения вправо – К+ (влево – К –). Сделано это для того, чтобы если в процессе перемещения устройство, в котором используется ШД5, приблизилось к своему крайнему положению, выполнить плавное торможение и избежать дальнейших перемещений в этом направлении. Также на логике имеются три входа от джамперов J1, J2, J3 которые позволяют выбирать разные значения токов, протекающих в обмотках двигателя. Далее имеется логический выход на ЭВМ, который соответствует сигналу окончания работы привода – OKOUT (при длительном отсутствии сигналов управления). На плате привода расположен генератор, собранный на кварцевом кристалле. Импульсы генератора поступают на вход GEN логики (требование логической матрицы). Далее на плате расположена шина программирования матрицы от ЭВМ. Программирование осуществляется по четырём входам: TCK, TDO, TMS, TDI.
Далее рассмотрим режим управления силовыми каналами. Так, например, при поступлении команды ЭВМ выполнить шаг, ПЗУ логики определяет необходимые токи в фазах двигателя, для отработки шага двигателем, в соответствии со схемой коммутации. Далее логическая матрица, управляя четырьмя входами в каждом канале, устанавливает нужные токи в фазах. Как это происходит, рассмотрим на

Без имени.pdf: (28.52 KiB) Скачиваний: 160

Рис. 13. Блок – схема блоков разработанного привода.

примере общения матрицы с отдельно – выделенным каналом. Так, например, значение нужного тока данной фазы передаётся от матрицы к каналу в виде ШИМ –
сигнала на вход NOM (см. рис. 13). Получив и расшифровав этот сигнал, канал сравнивает его с токами на шунтах форсажного и удерживающего транзисторов с помощью компараторов. Результат этого сравнения (логический нуль или единица, в зависимости от того меньше реальный ток программируемого или больше) поступает на логическую матрицу с выходов канала OFL. Нечётные номера OFL соответствуют сигналам с шунта форсажного транзистора. Чётные – соответствуют удерживающему. В зависимости от этих сигналов обратной связи, логическая матрица производит управление транзисторными ключами. Так сигнал открывания форсажного транзистора подаётся на вход канала HIN. Сигнал открывания удерживающего транзистора подаётся на вход LIN. А сигнал запирания обоих транзисторов – SD....."

Оно?
P.S. Драйвер управляется программируемой логической матрицей EPM7128SLC84, фирмы Altera. (всё из того-же диплома стр. 17)

Простите за ОФТОП:
Изучая документацию по осциллографу С1-93, к своему ужасу обнаружил, что доставшийся мне осциллограф не комплектный :kill:

, даже щупы отсутствуют. Подскажите пожалуйста, подходят ли щупы от других моделей осциллографов или искать именно от С1-93?

Вот собственно схема (с исправлениями от уважаемого mickbell), замечания и улучшения приветствуются.

Проект платы для ШД-5МУЗ.pdf: (141.72 KiB) Скачиваний: 167

Приступаю к проектированию платы

lbvfy523 писал(а):Оно?

Во всяком случае, вникнуть в это стоит. Уже видно, что с ШИМом я не ошибся.

lbvfy523 писал(а):замечания и улучшения приветствуются.

1. Компаратор DA1 (который, к слову, лучше заменить чем-то буржуйским, к примеру, https://www.chipdip.ru/product/lm2903p), имеет только один вывод питания на оба элемента, так что один блокировочный конденсатор (C10) ставить будет просто некуда. Понимаете, что DA1.1 и DA1.2 - это два элемента одной микросхемы?
2. Для подключения к ардуине, может быть, поставить не клеммник, а что попроще? Например, папу IDC10M на плату и IDC10F на плоский шлейф https://www.chipdip.ru/product/ds1057-10-30? Как соединять шлейф с ардуиной с другой стороны, я не знаю, за неимением оной.
А так всё вроде нормально.
Теперь про щупы. Мне тоже достался С1-101 без щупов, я сам делал. Можно купить готовые, типа таких: https://www.chipdip.ru/product/hp-3060. Есть небольшая вероятность, что для них придётся немного доработать разъёмы на осциллографе: чуть спилить байонетные выступы. Наш СР-74 и буржуйский BNC слегка отличаются размерами, но в какую сторону - я уже не помню. Щуп, на который я дал ссылку, имеет в своём составе отключаемый делитель напряжения в 10 раз. Это позволяет проводить измерения в сравнительно высоковольтных и/или высокочастотных цепях. Имеет в комплекте удобный зацеп за провод или ногу элемента в отлаживаемом устройстве. Если не жалко денег - рекомендую. Возможно, и себе когда-то куплю. (Сейчас есть другие объекты вложения капитала.)

mickbell писал(а):1. Компаратор DA1 (который, к слову, лучше заменить чем-то буржуйским, к примеру, https://www.chipdip.ru/product/lm2903p), имеет только один вывод питания на оба элемента, так что один блокировочный конденсатор (C10) ставить будет просто некуда. Понимаете, что DA1.1 и DA1.2 - это два элемента одной микросхемы?
2. Для подключения к ардуине, может быть, поставить не клеммник, а что попроще? Например, папу IDC10M на плату и IDC10F на плоский шлейф https://www.chipdip.ru/product/ds1057-10-30? Как соединять шлейф с ардуиной с другой стороны, я не знаю, за неимением оной.

mickbell, 1. Вы всё правильно сказали. Про одно питание и одну землю на элементе DA1, я понял ещё на стадии изучения даташита, но как это реализовать в УГО компонента я не понял (ДЕЛЬТУ ещё только изучаю). Поэтому, как в пословице, "Лучше перебздеть....", чем на плате забыть подключить к ней питание.
Хотя только сейчас понимаю - Дельта не даст забыть один из "лишних" компонентов, при проектировании самой платы. Один конденсатор действительно надо убрать из схемы. В общем по мере возникновения проблем, буду дальше копать ДЕЛЬТУ.

2. В ардуине просто ПИНовые ножки есть. Для первого раза просто проводами соединю, а там будет видно.

ПС: Я начинаю сомневаться, что АРДУИНА потянет управление этим движком. 6 пинов на фазу (4 управляющих, 2 следящих). Итого 6 пинов * 6 фаз = 36 пинов! Ардуине совсем не сладко придётся!
Или я опять "бздю"?

lbvfy523 писал(а):ПС: Я начинаю сомневаться, что АРДУИНА потянет управление этим движком. 6 пинов на фазу (4 управляющих, 2 следящих). Итого 6 пинов * 6 фаз = 36 пинов! Ардуине совсем не сладко придётся!
Или я опять "бздю"?

Главное, чтобы они, ноги эти, там были в нужном количестве. Есть ли нужное количество в некоей ардуине - это я не скажу, поскольку с оными изделиями дела не имею. У нас на работе вообще иметь дело с ардуиной как аппаратно-программным комплексом электронщикам западло, зашкварятся. :)))

Только с железом - это допускается, но я как-то обхожусь. Да и вообще пользуюсь атмеловскими изделиями только при необходимости, основную работу делаю на STM32. Кстати, рекомендую: у этого производителя (ST Microelectronics) правильная ценовая политика. Сами микросхемы недороги, оценочные платы (общее название: DISCOVERY) тоже недороги, на них можно и изделия делать. В китайпосылторге (аликстресс, ебэй) есть дешёвые платки с распаянным МК, к примеру, такая: http://www.ebay.com/itm/STM32F103C8T6-STM32-Minimum-System-Development-Board-Module-For-Arduino-TE435-/272283008473?hash=item3f6554fdd9:g:GTAAAOSwMNxXazXE. Нет желания присмотреться? (Именно эта плата не подойдёт, ног маловато.)

mickbell, для меня ВСЁ то, о чём Вы пишите - дикий лес! Ну не заточены у меня руки под паяльник! Просто я попал сейчас в такую ситуацию, что вынужден этим заниматься. Ну и если честно-амбиция заела, смогу или не смогу. Я понимаю, без посторонней помощи НЕ СМОГУ (или очень долго буду к этому идти). Поэтому и обратился на этот форум, начал юзать ДЕЛЬТУ, собирать информацию ... ПОНЯЛ что такое datasheet (и, даже, научился правильно его писать :write:

).....
Приветствую любые дельные предложения для решения проблемы по запуску движка ШД-5 на современной элементной базе. Коммерческой выгоды от этого не планирую. Просто эти движки у меня УЖЕ ЕСТЬ, и конструктив станка разрабатывался под них. Думал докуплю в поднебесной драйвера и начну играться, а оно вон как получилось :shock:

. Но как говорится: "Взялся за гуж, не говори что не дюж".

ПС: Переделываю УГО микросхемы (по ГОСТу), начал вникать и волосы зашевелились - как же их много этих "усилителей", "компараторов" и т.д. И встал вопрос: "Мой то какой?"

lbvfy523 писал(а):mickbell, для меня ВСЁ то, о чём Вы пишите - дикий лес! Ну не заточены у меня руки под паяльник! Просто я попал сейчас в такую ситуацию, что вынужден этим заниматься. Ну и если честно-амбиция заела, смогу или не смогу. Я понимаю, без посторонней помощи НЕ СМОГУ (или очень долго буду к этому идти). Поэтому и обратился на этот форум, начал юзать ДЕЛЬТУ, собирать информацию ... ПОНЯЛ что такое datasheet (и, даже, научился правильно его писать ).....
Приветствую любые дельные предложения для решения проблемы по запуску движка ШД-5 на современной элементной базе. Коммерческой выгоды от этого не планирую. Просто эти движки у меня УЖЕ ЕСТЬ, и конструктив станка разрабатывался под них. Думал докуплю в поднебесной драйвера и начну играться, а оно вон как получилось . Но как говорится: "Взялся за гуж, не говори что не дюж".

Я это всё знаю и понимаю. Поэтому и пытаюсь в меру сил и свободного времени помочь, хотя, как я уже говорил, не очень верю в успех этой, хмм, авантюры. Надо заметить, что я за Вас болею, хочу, чтобы ШД закрутился.

lbvfy523 писал(а):ПС: Переделываю УГО микросхемы (по ГОСТу), начал вникать и волосы зашевелились - как же их много этих "усилителей", "компараторов" и т.д. И встал вопрос: "Мой то какой?"

Много их по разным причинам. Главным образом, по причине разных требований в разных случаях применения. Где-то нужно усилить сигнал с большой точностью, где-то - очень быстро меняющийся, высокочастотный. Где-то нужно просто сравнить два напряжения между собой: которое больше? Это - как раз наш случай. Тут-то и применяем компаратор, который по сути тот же операционный усилитель, но деталями всё же отличается - именно для того, чтобы он лучше выполнял свою работу сравнивать два напряжения.

mickbell писал(а):хотя, как я уже говорил, не очень верю в успех этой, хмм, авантюры.

Тут причина в моей квалификации? Или в принципиальной схеме?
Говорите "как есть", я не обижусь.

lbvfy523 писал(а):
mickbell писал(а):хотя, как я уже говорил, не очень верю в успех этой, хмм, авантюры.

Тут причина в моей квалификации? Или в принципиальной схеме?

В отсутствии опыта программирования и наладки не самого простого устройства. Я, конечно, расскажу, как это делается. Но всё равно... чтобы воспринять кучу информации, надо иметь очень сильную мотивировку. Вы сами сказали, что страстью к радиолюбительству не страдаете, а это был бы довольно мощный стимул. Ваш стимул - сделать полезное устройство - я склонен считать недостаточно сильным.
- А... надоело всё! Железяки хреновы, чего они горят как свечки?
Хорошо бы, чтобы я оказался неправ.

mickbell, Вы только что мне "серпом по яйцам" :facepalm:

. Неужели всё так сложно? Программирование конечно сложно, но вроде как у меня есть к кому обратиться.
И уж на крайний случай - кому-то будет уже легче (всё-же не сначала начинать)

lbvfy523 писал(а):mickbell, Вы только что мне "серпом по яйцам" . Неужели всё так сложно? Программирование конечно сложно, но вроде как у меня есть к кому обратиться.
И уж на крайний случай - кому-то будет уже легче (всё-же не сначала начинать)

Печально, что Вы это так воспринимаете. Я, конечно, спровоцировал, но ведь я всего лишь поделился сомнениями. Давайте двигаться прямолинейно и равномерно, без разбродов и шатаний. В конце концов, чем мы рискуем? Вы - сравнительно небольшой суммой, которую всё же придётся изъять из семейного бюджета. Я - совсем ничем.

PS. У меня просто настроение поганое сегодня. Не обращайте внимание.

Ок.
Вопрос: Есть ли какие правила расстановки компонентов на плате? Что почитать в этом плане?

Добавлено after 3 hours 24 minutes 11 seconds:
Re: Разработка электропривода "нестандартного" ШД-5 (шаговый)
"причесал" принципиальную схему, поставил LM2903P.

Проект платы для ШД-5МУЗ.pdf: (140.48 KiB) Скачиваний: 141

lbvfy523 писал(а):Вопрос: Есть ли какие правила расстановки компонентов на плате? Что почитать в этом плане?

Есть, как не быть... Как всегда: источники помех держать подальше от чувствительных цепей. Это общее правило. Остальное конкретизируется по ходу.
Начнём с простого. Располагайте на плате компоненты примерно так же, как они изображены на схеме. Если для более рациональной прокладки проводников потребуется повернуть элемент - поворачивайте. Проводники желательно прокладывать не топором (TopoR), а всё-таки по сетке. Повороты проводников под 90 градусов делать не принято, полагается "срезать углы" под 45 градусов с катетом где-то в миллиметр для тонких линий. Т-образные "перекрёстки" делаются без срезания углов, хотя можно и срезать. Я стараюсь располагать линии по линиям не очень мелкой сетки - к примеру, с шагом 2.54 или 1.27 мм, если у большинства компонентов шаг выводов дюймовый, и 2 или 1 мм, если миллиметровый. В вашем случае (преимущественно DIP-корпуса) шаг разумно выбрать дюймовый.

Попробовал развести плату. Как у меня получилось, мне не понравилось. Пробую дальше.
mickbell, подскажите ещё раз, какие элементы на схеме с посадочным размером SMD 0805, а какие размера 2512 (буду признателен если на PDF-ке обозначите зелёным размер 0805,а красным 2512)
Правильно ли я думаю, что токоизмерительные шунты, это элементы R5 и R15 на принципиальной схеме? И именно они будут размера 2512?

А смысл красить какой? Действительно резисторы R5 и R15 по последней схеме - размера 2512, другие резисторы и конденсаторы (кроме C1 и, возможно, C3) - 0805. C3, возможно, придётся брать размера 1206, поскольку 0805 не сможете купить, поскольку он должен быть на 100 вольт.

Заглохла тема.Жалко.Движки такие лежат походу не только у меня,судя по посетителям........

Дак помогайте! Я вот вынужден изучать электронику и схемотехнику. Ещё и программирование изучить придётся. Так как в "топоре" развести красиво схему не получилось, да и срок демоверсии истёк, пришлось осваивать КИ-КАД. Схему закончил, сейчас пробую плату разводить.
А Вы бы, взялись за разработку управляющей логики, на СТМ32 или на ардуинке, глядишь и быстрее бы всё пошло. А так, получается, один делает, а все остальные ждут "испечённого хакасского пряника".

вроде что-то стало получаться с разводкой платы. KiRad мне сложно даётся.
Тему не закрываю, паралельно смотрю уроки по STM32.

mickbell, снова вынужден обратится к Вам за советом.
Вопрос собственно вот в чём, как уже стало ясно, на плате будет две земли (корпус и GNDRF). Я решил сделать так: разделить плату на две примерно равные части, "залил" их медью. Получилось два участка "корпус" и GNDRF, на этих участках размещаю компоненты. Получается, что все элементы с присоединением на "корпус" и GNDRF автоматически присоединяются к своим "землям". Питание (+5 +15 +80) я стараюсь разводить с обратной стороны платы. И вот тут у меня появился "ступор".
Я сначала запитал ножку микросхемы (с обратной стороны платы), а уже потом с этой ножки запитал конденсатор. Разрешено ли так делать?
На принципиальной схеме, питание к ножке микры подходит после запитки кондёра. Есть-ли в этих подключениях принципиальная разница?

Снимок.JPG: (125.55 KiB) Скачиваний: 380