Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Шаговый электродвигатель — это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора.
Шаговый двигатель в первую очередь спроектирован не для того, что бы он просто вращался и передавал свой вращающий момент исполнительному механизму. Он должен обеспечивать высокую точность позиционирования и достаточный момент удержания.
Удерживающий момент — это то, с какой силой двигатель, если на него подан номинальный ток, будет сопротивляться попыткам его провернуть. Если подать на двигатель ток равный номинальном, это обеспечивает максимальный момент удержания.
Угол поворота — это угол поворота, на который двигатель поворачивается за один шаг (кто бы мог подумать?). Потому, иногда, его просто называют шагом и не парятся. А погрешность шага — это максимальное отклонение от заданного угла поворота в процентах.
Выходит, что чем мельче шаг, тем круче и точнее? Нет! Шаг в 1.8 градуса это всё, что вам нужно. Не буду сейчас приводить таблицы и примеры расчёта перемещений исполнительных механизмов на разных моделях принтеров и разных кинематиках. Поверьте мне на слово, лучше смотрите на погрешность шага, пользы будет больше. 5% — очень и очень хороший показатель.
И тут можно задаться вопросом, — ‘а как же напряжение?’. Напряжение особой роли не играет, т.к. его регулирует драйвер шагового двигателя, что бы поддерживать необходимый ток. Но знайте меру. 3V — 5V вполне достаточно, 3.4V, наверное, в самый раз.
Есть ещё такой параметр, как количество фаз. Ну, если совсем просто, то это сколько контактов/проводов торчит из двигателя. По хорошему, нам для принтера нужны биполярные двигатели с 4-мя фазами (проводами). Но существуют и с 6-тью и, даже, с 8-мью. Последние — экзотика в наших краях (ну я по крайней мере вообще их в руках не держал). А вот те, что с 6-тью проводами — те встречаются. Если просто, то это тоже самое, что и с 4-мя, но на обеих обмотках есть центральный отвод. Более наглядно можно посмотреть на иллюстрации, которую я честно где-то стырил.
Но я так и не сказал, что брать? Если есть 4-выводной, берём его, если нет, не расстраиваемся и берём 6-выводной. Но лучше берите 4-выводной (мороки меньше). Кстати, на картинке 8-выводной двигатель показан в режиме, когда у него пары обмоток подключены параллельно.
О чём ещё не сказал? О размерах? Ну разве ими кого-то удивишь? Наш типоразмер это Nema17, тут ничего нового. Можно и другие, но это уже снова экзотика.
Ну и последнее. Вот я купил двигатель, а дальше что? Как на нём правильно настроит ток? А всё очень просто, я уже поверхностно описывал этот процесс в одном из своих постов. Нам понадобится мультиметр, отвёртка и немного математики. Настройка тока производится методом кручения подсроечника на драйвере и снятия контрольного напряжения. Напряжение можно снимать — как на картинке.
А дальше считаем по формуле, какое контрольное напряжение (Vr) нам надо выставить. Формула различается для разных драйверов.
Для двигателя с номинальным током 1.7А: Vr = 1.7A / 2 .5 = 0.68V
Для двигателя с номинальным током 1.7А: Vr = 1.7A / 2 = 0,85V
Видео:Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера, какой подойдет для ЧПУ?Скачать
Эксперимент с шаговым двигателем Mitsumi от лазерного принтера.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Как-то раз достался мне (абсолютно безвозмездно) хладный труп лазерного принтера.
Принтер был разобран на органы, ценного и полезного для rep-rap-а в нем ничего не нашлось, кроме пожалуй шагового двигателя Mitsumi M49SP-1. Польза в котором сомнительная.
Погуглил, двигатель вроде достаточно мощный. Один весомый минус — шаг в 7,5 градусов.
После раздумий куда его применить, пришла в голову мысль попробовать его в качестве привода экструдера принтера. В качестве эксперимента. Нормальные, обычные Nema17 шаговики у меня есть в некотором количестве,
но вот захотелось поэкспериментировать. Стало интересно, мысль овладела головой и руками.
Еще подумалось что микрошаг 32 ситуацию с шагом в 7,5 градусов слегка улучшит.
Спроектировал во FreeCAD-е и распечатал переходную пластину с закладными гайками м3 с этого мотора на nema17.
Родную шестерню не удалял, зубчики достаточно острые и по идее должны вполне цепляться за пруток.
Распечатанный экструдер у меня уже был, печатал остатками китайского пла.
С моим принтером пришел такой же, только литой. А модельку случайно нашел на тинге и распечатал в некотором количестве.
Собрал монстр-экструдер воедино.
Ножка из Леруа Мерлен на укосине.
А в катушку распечатал вот такие вставки и стопор.
Ток выставил экспериментально, чтоб мотор крутился и не пропускал шаги под нагрузкой.
Экспериментально определил количество шагов на 1см.
Тестовая печать прямоугольного столба в 2 стенки.
. дала вот такие занимательные артефакты.
Оно даже печатает, но при печати мотор разогрелся.
В общем для прямого привода моторчик явно не годится. ?
Надо попробовать собрать экструдер с редуктором или с ременной передачей.
Прекрасно понимаю что все это блажь и баловство, не заменит этот моторчик хорошо работающий nema17 17hs4401.
Подытожу: не каждый эксперимент удачный, зато в процессе приобретается бесценный опыт ?
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Видео:Что можно сделать из старого принтераСкачать
3D печать для самых новеньких. От А до Я. Шаговики, драйверы и немного магнитного поля.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
В продолжение предыдущего поста для начинающих пользователей 3D принтеров.
В этот раз расскажу о платах управления, распространенных драйверах для шаговых двигателей и немного теории об их работе. К сожалению, у поста есть предел — 65535 символов, и я уже в них не укладываюсь, что бы описать более подробно распространенные платы управления, поэтому они будут в следующем посте, ровно как и разбор прошивок,положительных сторон и недостатков.
Существующие 3D принтеры выросли из больших станков, у которых позаимствовали кинематику и способ управления, который заключается в том, что бы последовательно передавать координаты для перемещения хотенда. Такой своеобразный метод является общепринятым стандартом для управления станков с ЧПУ (числовым программным управлением). Этот язык программирования называется G-code. Язык своеобразный, и изучать его нет необходимости, перевод модели из графического вида в машинный код для перемещения хотенда по осям и подачи пластика осуществляется в программах-слайсерах. Их я опишу чуть позже, пока же хочу вернуться к физической части принтеров и рассмотреть с помощью чего же можно правильно крутить шаговыми двигателями и получать готовую модель.
1. Платы управления и как они управляют.
Для упрощенного понимания платы стоит разделить на 2 категории по их разрядности. Бывают 8-битные и 32-битные. Первые 3D принтеры, основанные на REPRAP (Replicating Rapid Prototyper — самовоспроизводящийся механизм для быстрого изготовления прототипов) имели в основе распространенную плату для робототехники, ориентированную на непрофессиональных пользователей — Arduino. Для создания прошивки используется собственная бесплатная среда разработки — Arduino IDE.
Которые вставляются в гнезда платы. То есть для каждого шагового двигателя, подключаемого к связке Arduino+RAMPS необходим драйвер. RAMPS поддерживает подключение до 5 шаговых двигателей.
Для управления шаговым двигателем необходимо настроить напряжение питания двигателя подстроечным резистором. Настройка производится мультиметром в режиме замера постоянного напряжения. Один щуп касается земли ( крайнего контакта на драйвере с надписью GND или же минусового провода от блока питания), другим же коснуться подстроечного резистора.
Читайте также: Чем шприцевать ногу лодочного мотора
Далее нужно посчитать по формуле необходимое напряжение, исходя из тока, на который рассчитан двигатель.
Vref – пин замера напряжения для установки тока по формуле.
Current Limit – ток шагового двигателя.
Формула Vref для A4988 изменяется от номинала токочувствительных резисторов. Это два чёрных прямоугольника на плате драйвера. Обычно подписаны R050 или R100.
Vref = Current Limit * 8 * (RS)
Vref = Current Limit * 8 * 0,100 = Current Limit / 1,25
Vref = Current Limit * 8 * 0,050 = Current Limit / 2,5
Например для 17HS4401: Vref = 1,7 / 2,5 = 0,68В
И вращая резистор добиваемся данной цифры на дисплее мультиметра. Важное дополнение, для того, что бы отрегулировать напряжение необходимо выключить принтер, а для замера — включить.
Формулы для других типов драйверов приведены в этой статье.
Другие платы формата All-in-one (все на одной плате, без таких многослойных конструкций) имеют аналогичные колодки под уже ставшими столь распространенными Pololu-драйвера.
Так же, для выбора режима работы шагового двигателя между колодками для установки шаговых двигателей сделаны перемычки, замыкая которые мы выбираем тот или иной режим работы.
Режимов работы у шагового двигателя с драйверами А4988 всего 5: полный шаг, 1/2 шага, 1/4 шага, 1/8 шага и 1/16.
Перемычки всего 3: MS0, MS1, MS2. Low — перемычка отсутствует, high — установлена.
Получается, что когда нет ни одной перемычки мотор вращается без деления шага на микрошаги, а когда установлены все 3 — на 1/16.
Дробление шага на микрошаги сделано с единственной целью — увеличения точности перемещения. То есть используя дробление 1/4 шага мы не сможем остановиться посередине между 2 и 3 микрошагом. При 1/16 это возможно.
Существует множество драйверов, совместимых с платами, применяемыми в 3D принтерах. Небольшой список:
Могут быть как зеленые, так и красные.
Максимальный делитель 1/16.
Могут встречаться как фиолетовые, так и синие. Из-за отсутствия нормального режима удержания (в статичном положении, но с фиксацией ротора, обычно этот режим потребляет меньше энергии, чем вращение) сильно греется. Поэтому рекомендуется устанавливать на чип хороший радиатор.
Максимальный делитель 1/32.
Сравнение шума от А4988 и TMC2100.
Но как полагается, чем-то нужно жертвовать взамен. Он очень сильно греется, а при перегреве начинаются пропуски шагов и перемещения по осям могут быть неверными.
Как следствие — нужно хорошее охлаждение (некоторые китайцы пренебрегают метализацией для отвода тепла, поскольку чип расположен ‘на пузе’ ) и очень точная регулировка напряжения. Есть и небольшие каверзы — вроде бы точно отрегулировал, печатает который месяц мелкие детали без съездов, а ставишь деталь на сутки-двое, и где-то в конце печати получишь микросъезд на 0,5 мм.
Драйвер имеет собственный чип, который интерполирует делитель 1/16 в 1/256 без нагрузки для процессора, и обеспечивает очень тихую работу.
Чаще всего драйвер исполнения китайской компании Makerbase (MKS).
Использовать с 1/64 и 1/128 с 8-битной электроникой (на базе AtMega 2560) не рекомендуется, так как необходимо задействовать очень много ресурсов процессора. Предназначены для установки в 32-разрядные платы.
Поставляется в 2 вариантах:
1) Стандартная версия. Площадка под пины регулировки напряжения закорочена, и регулировка напряжения возможна как во всех остальных драйверах — руками, в смысле отверткой и мультиметром. Поддерживается всеми платами.
2) Цифровая регулировка. Пины в наличии и регулировка производится программно. Поддерживается только собственными контроллерами: Azteeg X3, X3 PRO и X5 mini V3.
Драйвера так же производства Panucatt Devices.
В отличие от SD6128 имеют дробление шага до 1/256. Так же, имеется защита от перегрева и большого тока. Аналогично, присутствует в 2 версиях: с ручной регулировкой напряжения, и с поддержкой программной регулировки. Программная регулировка доступна только для плат Azteeg X3, X3 PRO и X5 mini V3.
В основе драйвера лежит чип THB6128. Драйвер работает как в 3,3В (32-разрядные платы), так и 5В (8-разрядные). Установка делителя производится так же, перемычками, в соответствии с таблицей из pdf-описания.
Для установки в 8-битные платы, задействовать делители выше 1/64 не рекомендуется из-за возможной перегрузки процессора.
Собственная версия Panucatt Devices, аналогичная привычной DRV8825, с тем лишь отличием, что есть 2 пина для управления напряжением на драйвере. Регулировка доступна лишь на платах собственного производства: Azteeg X3, X3 PRO и X5 mini V3.
Свой опыт использования и покупки я уже описывал. Повторюсь, что если есть желание заморочиться с использованием SPI на плате, и попытаться настроить напряжение — пожалуйста. В распространенную прошивку для 8-битных плат Marlin уже добавлена библиотека для данного драйвера и авторегулировки его напряжения (ток прибавляется до тех пор, пока не появится ошибка о перегреве, далее оно снижается пошагово, с шагом в 50мА), но пока толковых упоминаний об установке и настройке Pololu-драйвера не видел. Единственная реализация, заслуживающая внимания — реализация Джозефа Прюши, на новой MK3. В его новой плате EINSY RAMBO данные драйвера уже впаяны в плату, а прошивка поддерживает регулировку напряжения. Одним из преимуществ данного драйвера является контроль момента на роторе двигателя, то есть в момент касания каретки стопора момент на валу ротора резко увеличивается, и плата понимает, что каретка доехала до максимума и дальше пытаться ее двигать нет смысла. Поэтому там отсутствуют концевые выключатели.
Плата, аналогично с TMC2100, имеет внутренний делитель с 1/16 до 1/256. Переключение между делителями производится программно, по SPI-интерфейсу.
Появилось достаточно много китайских клонов, в которых SPI-интрефейс запаян, и работа полностью аналогична TMC2100. Как утверждает представитель компании Watterott — разницы между TMC2100 и TMC2130 с запаяным SPI никакой.
После конфигурирования прошивки плату можно отключить от драйвера.
Уже появились китайские клоны данной платы.
Приобрел себе такой. Могу сделать единственный вывод — китайские клоны намного капризнее и сложнее в настройке напряжения, нежели оригиналы. Были и BigtreeTech TMC2100 и Makerbase TMC2100 и вот эти blkbox TMC2208, и разумеется оригинальные TMC2100. Настроить китайцев, что б вот прям ‘ни единого разрыва’, ни одного пропуска шага за достаточно долгую печать я не смог. За то оригинальные за 5 минут и все ок.
У чипа такой же делитель с 1/16 до 1/256, как и у всех остальных TMC2100,2130.
Сложно сказать, кто кого повторил, если убрать все стереотипы. Немецкие драйвера, на базе THB6128 ( как и у Panucatt Divices SD6128 ,если верить Wiki REPRAP.org и сайту производителя. Судя по описанию на сайте магазина, где они продаются, немцы не гнушаются ставить и LV8729V, как у китайских MKS LV8729.
Драйвер имеет делитель от полного шага до 1/128. Для 8-битных плат не рекомендуется ставить делитель выше 1/32.
Небольшое лирическое отступление.
Представлю небольшую выжимку данной статьи, для понимания принципов работы шаговых двигателей и сложностей управления ими.
Шаговый двигатель. Как он работает и зачем ему спад тока?
Шаговый двигатель – это электромеханическое устройство, которое преобразует электрические импульсы в дискретные механические перемещения.
Однако шаговые двигатели обладают множеством полезных свойств, а главное — они дешевы.
Чем же хорош шаговый двигатель?
- угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые поданы на двигатель;
- двигатель обеспечивает полный момент в режиме удержания;
- точное позиционирование и повторяемость. Хорошие шаговые двигатели имеют точность 3-5% от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу;
- возможность быстрого старта/остановки/реверсирования;
- надежность, связанная с отсутствием щеток, срок службы шагового двигателя фактически определяется сроком службы подшипников;
- однозначная зависимость положения от входных импульсов обеспечивает позиционирование без обратной связи;
- возможность получения очень низких скоростей вращения для нагрузки, присоединенной непосредственно к валу двигателя без промежуточного редуктора;
- может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей, скорость пропорциональна частоте входных импульсов;
Но не все так хорошо.
- шаговым двигателям присуще явление резонанса;
- возможна потеря положения из-за отсутствия обратной связи;
- потребление энергии не уменьшается даже без нагрузки;
- затруднена работа на высоких скоростях;
- невысокая удельная мощность;
- относительно сложная схема управления; Существуют три основных типа шаговых двигателей:
- двигатели с переменным магнитным сопротивлением
- двигатели с постоянными магнитами
- гибридные двигатели
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности
Механика © 2023
Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер💡 Видео
Как запустить шаговый мотор от принтера. Controlling a stepper motor through a signal generatorСкачать
Как выбрать Шаговый Двигатель и НЕ ПЕРЕПЛАТИТЬ | Рекомендации DarxtonСкачать
Как выбрать шаговый двигатель? Принцип работы, разновидности.Скачать
Nema 17. Шаговые моторы для 3д принтера.Скачать
Шаговый двигатель. Выбираем и тестируем.Скачать
Генератор из старого принтера?!Скачать
На что способен NEMA 17. Тест работы шаговых двигателейСкачать
Как запустить ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ от ПРИНТЕРА без драйвера? И почему это НЕ работает?Скачать
Как запустить шаговый двигатель RK2-0419 из лазерного принтера.Скачать
Тихие Шаговые Двигатели для 3Д Принтера | Установка и ТестыСкачать
Шаговый двигатель, как подключить без сложностей!!!!Скачать
Обзор шаговых двигателей и серводвигателей для станковСкачать
С помощью этого метода ВЫ сможете просто подключить двигатель из ПРИНТЕРАСкачать
Переделка шагового двигателя в обычный биполярныйСкачать
Управление шаговым двигателем. Драйвер A4988, подключение и настройкаСкачать
Работают ли низкоиндуктивные шаговики? Тест 10 моторов на устранение ряби от ремнейСкачать
Шаговый двигатель 28BYJ-48, обзорСкачать
🔦 КАРМАННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ из ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ✔️ На что она годится!Скачать
