roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросборки, чип компоненты ...
Вопросы согласования управляющих модулей с периферией.

Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 28 окт 2012, 09:49

пытаюсь собрать драйвер шагового двигателя. драйвер должен уметь распределять ток от импульсного блока питания. на каждую пару проводов ШД нужно подать определенное количество ампер тока. драйвер подает нужное.

разломанный рабочий драйвер:

Изображение
Изображение

часть схемы восстановил справа (она распределяет ток как я думаю), получилось вот так. 1 и 1., 2 и 2. - это тут подключается шаговый двигатель (1 и 2 фазы его).

Изображение

Вопросы:
1) 1 область - что это и зачем оно тут?
2) 2 область - какие-то US2D диоды, тоже не ясно - зачем они тут?
3) какая-то схема с 4-мя парами транзисторов - что в ней происходит?
4) слева IR2101s я так понял их включает и выключает.
5) между точками подключения мощный резистор стоит (их 2 всего), зачем он?
6) между + и - еще подключено 2 мощных конденсатора, они на плате видны, зачем они и почему их 2, а также почему они разные?

Документация:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf540n.pdf
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/IR2101.pdf
http://diotec.com/tl_files/diotec/files/pdf/datasheets/us2a.pdf
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение Dmitry__ » 28 окт 2012, 18:23

>1) 1 область - что это и зачем оно тут?
Это форсажная цепь разряда транзистора. Заряжается затвор через нижний резистор по схеме. А разряжается через послед. соединение диод-резистор.
Полевые транзисторы открываются очень быстро. От такой скорости появляется куча проблем. Чтоб замедлить открывание, ставят увеличенное сопротивление в затвор. А чтоб не замедлялось закрывание - ставят такую цепочку.
>2) 2 область - какие-то US2D диоды, тоже не ясно - зачем они тут?
Нарисовал криво, непонятно, но скорее всего, это демпферная цепь для защиты транзистора от противо-ЭДС индуктивной нагрузки
>3) какая-то схема с 4-мя парами транзисторов - что в ней происходит?
Стандартная схема H моста, только ты криво срисовал схему. Надо так:
http://www.google.ru/search?hl=ru&q=H+% ... 80&bih=912
>4) слева IR2101s я так понял их включает и выключает.
Да, это драйвер полевых транзисторов, полевики имеют очень большую емкость затвора и чтоб ее преодолеть ставят драйвера. Во время перезаряда емкости затвора могут быть токи до 10 ампер.

>5) между точками подключения мощный резистор стоит (их 2 всего), зачем он?
Опять же, криво нарисовано, скорее всего - защита по току...

>6) между + и - еще подключено 2 мощных конденсатора, они на плате видны, зачем они и почему их 2, а также почему они разные?
Фильтрующие конденсаторы, накапливают энергию во время закрытых транзисторов и отдают в нагрузку повышенный ток при открытии транзисторов.

А в этих документах были все ответы, даже схема полумоста :)
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6047
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 28 окт 2012, 18:55

Dmitry__, спасибо, сам бы я тыщу лет разбирался что к чему. Поэтому на форуме спросить решил, документы я смотрел, но понял из них мало.
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение TomaT » 29 окт 2012, 19:24

iburo писал(а):5) между точками подключения мощный резистор стоит (их 2 всего), зачем он?

Если это про резисторы между истоками транзисторов и минусовой шиной питания отмечены на фото фиолетовым?
Тогда это датчики тока (токовые шунты) с них идет сигнал в схему стабилизации тока. Если посмотреть с обратной стороны платы там от широких мощных дорожек отходят тонкие сигнальные, их именно так разводят, даже если бы они шли рядом, отвод делается от контактной площадки шунта.
З.Ы.
И к стати, посмотрел внимательнее, как раз таки в данном случае не совсем корректно разведено.
Аватара пользователя
TomaT
 
Сообщения: 354
Зарегистрирован: 25 июл 2007, 10:38
Откуда: Москва (Троицк, МО)
ФИО: Антон Миронов

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение Dmitry__ » 29 окт 2012, 21:42

TomaT писал(а):Тогда это датчики тока (токовые шунты) с них идет сигнал в схему стабилизации тока. Е

Да, точно, сбрендил я с токовой защитой...
Такое прокатывает на биполярных транзисторах с V откр. = 0.7 вольт, а не с полевыми, где V откр. = 6V. :oops:
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6047
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 30 окт 2012, 12:27

TomaT писал(а):
iburo писал(а):5) между точками подключения мощный резистор стоит (их 2 всего), зачем он?

Если это про резисторы между истоками транзисторов и минусовой шиной питания отмечены на фото фиолетовым?
Тогда это датчики тока (токовые шунты) с них идет сигнал в схему стабилизации тока. Если посмотреть с обратной стороны платы там от широких мощных дорожек отходят тонкие сигнальные, их именно так разводят, даже если бы они шли рядом, отвод делается от контактной площадки шунта.
З.Ы.
И к стати, посмотрел внимательнее, как раз таки в данном случае не совсем корректно разведено.


да, фиолетовым отмечено где они были, я их забрал, таких нигде нет в продаже (поэтому думаю над их назначением, чтобы заменить). на вид они очень большие, бетонные с обмоткой в 2 стороны проволокой, написано на них - 3W-R1J, я понял это 3 Вт, насчет R1 не уверен, но думаю 0,1 Ом всего, очень низкое сопротивление, однако огромные резисторы. J -/+ 5%. от них отходят 2 дорожки мелкие на другую сторону платы и идут они на какое-то скопление резисторов и неизвестных микросхем без маркировки.

Как дополнительно выяснил, у диодов US2D имеется полоса, показывающая их направление, так что ту часть схему, которая вероятно является защитой от индукции двигателя, можно уточнить:

Изображение

Добавлено спустя 2 часа 14 минут 40 секунд:
Следующая проблема возникла - в схеме подключения IR2101 указано 2 конденсатора. Они на плате в виде SMD и не ясно какой номинал у этих конденсаторов:

Изображение

Вот эти же конденсаторы в даташите:

Изображение

Слева в схеме напряжение подается от компа, с порта USB. Там 5V, программным путем выставил 0,05 A тока от USB, это значение можно изменять. Как определить какой номинал у этих конденсаторов или какой номинал нужен для моей USB цепи?
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение TomaT » 30 окт 2012, 13:10

Конденсаторы слева по схеме блокировочный по питанию, справа т.н. бутстрепный номинал от ~0.1мкФ до ~10мкФ или даже больше.
Зависит от емкости затворов и частоты переключения, курить по этому поводу датенблатт на 2101, причем внимательно.
Аватара пользователя
TomaT
 
Сообщения: 354
Зарегистрирован: 25 июл 2007, 10:38
Откуда: Москва (Троицк, МО)
ФИО: Антон Миронов

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 30 окт 2012, 17:44

TomaT писал(а):Конденсаторы слева по схеме блокировочный по питанию, справа т.н. бутстрепный номинал от ~0.1мкФ до ~10мкФ или даже больше.
Зависит от емкости затворов и частоты переключения, курить по этому поводу датенблатт на 2101, причем внимательно.


датенблатт - это даташит или что-то другое? в даташите нет инфы на емкость кондеров, об этом на форумах пишут судя по поиску гугл, но это верно, что частота переключения влияет, ШИМ частота управления. 12 МГц частота у меня, нужны значения, либо алгоритм расчета, пойду искать.
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение Dmitry__ » 30 окт 2012, 18:00

Судя по фотке, там не может быть 10 мкф. Слишком маленький конденсатор. Скорее всего около 0.22 мкф.
Купи мультиметр с измерением емкости, все вопросы отпадут.
ШИМ не может быть 12 мгц. 50 кгц - максимум.
Погодь, ща найду схему микрочиповской управлялки двигателями...

Добавлено спустя 5 минут 23 секунды:
Твоя плата похожа на picdem mclv.
http://www.tme.eu/html/RU/startowyj-nab ... pelny.html
Качай схему и смотри какие там кондеры...
http://www.microchip.com/stellent/idcpl ... e=en024213
PICDEM MC LV Development Board User's Guide
Последний раз редактировалось Dmitry__ 30 окт 2012, 18:03, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6047
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 30 окт 2012, 18:53

ок, щас гляну. ШИМ на самом деле в этой схеме может другой, это у меня внешний тактовый резонатор, я собирался просто его подключить вместо того всего, что слева, но теперь еще подумаю что подключить.

Добавлено спустя 50 минут 56 секунд:
вот еще какой вопрос. то что двигатель управляется H-мостом, я понял, а вот сколько он получит тока А на фазу, как это регулируется? например здесь блок питания 24V, в его описании указано, что максимальный ток нагрузки = 14,6A (350 Вт). на двигателе написано, что ему нужно 2,5А на фазу, фазы у него 2. на драйвере были переключатели, которыми там установлено было 2,4A. вопрос - сколько А получит фаза? она сама берет 2,5А, получает 2,4А по схеме или она получит все 14,6A, если схему не дублировать дальше?
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение Dmitry__ » 30 окт 2012, 18:54

Так, стоп, только сейчас прочитал вдумчиво это:
iburo писал(а):Слева в схеме напряжение подается от компа, с порта USB. Там 5V, программным путем выставил 0,05 A тока от USB, это значение можно изменять. Как определить какой номинал у этих конденсаторов или какой номинал нужен для моей USB цепи?

Какие 5 вольт? :shock:
У тебя ir2101 уйдет в блокировку по "UV DETECT", такое напряжение нельзя давать на полевики. В пдф:
VCC Low side and logic fixed supply voltage min:10 max:20
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6047
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 30 окт 2012, 19:02

Dmitry__ писал(а):Так, стоп, только сейчас прочитал вдумчиво это:
iburo писал(а):Слева в схеме напряжение подается от компа, с порта USB. Там 5V, программным путем выставил 0,05 A тока от USB, это значение можно изменять. Как определить какой номинал у этих конденсаторов или какой номинал нужен для моей USB цепи?

Какие 5 вольт? :shock:
У тебя ir2101 уйдет в блокировку по "UV DETECT", такое напряжение нельзя давать на полевики. В пдф:
VCC Low side and logic fixed supply voltage min:10 max:20


слева на входах DIR ENA PUL напряжение 5V было и он работал. но вот там дальше куча всяких стоит компонентов, вероятно они усиливают напряжение или вообще оно берется от блока или еще откуда-нибудь. тогда чем питается тут IR2101 предстоит выяснить.
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение Dmitry__ » 30 окт 2012, 19:06

iburo писал(а):вот еще какой вопрос. то что двигатель управляется H-мостом, я понял, а вот сколько он получит тока А на фазу, как это регулируется? например здесь блок питания 24V, в его описании указано, что максимальный ток нагрузки = 14,6A (350 Вт). на двигателе написано, что ему нужно 2,5А на фазу, фазы у него 2. на драйвере были переключатели, которыми там установлено было 2,4A. вопрос - сколько А получит фаза? она сама берет 2,5А, получает 2,4А по схеме или она получит все 14,6A, если схему не дублировать дальше?

Ответ на 10 страниц. будет :)
Двигатель в статич. режиме возьмет столько тока, сколько говорит закон Ома: I=V/R
V = 24 вольта, R - сопротивление обмотки двигателя в омах.
В динамике, ток зависит от частоты переключения обмоток и нагрузки двигателя. Угадать можно но сложно. Вот для этого и сделали цепь измерения тока. По которому контроллер регулирует ШИМ...

Добавлено спустя 2 минуты 49 секунд:
iburo писал(а): тогда чем питается тут IR2101 предстоит выяснить.

На печатке, слева видишь трансформатор и чип 8-ми ногий? Это dc-dc для питания схемы.
Вот его и кури...
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6047
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 30 окт 2012, 19:14

Dmitry__ писал(а):
iburo писал(а):вот еще какой вопрос. то что двигатель управляется H-мостом, я понял, а вот сколько он получит тока А на фазу, как это регулируется? например здесь блок питания 24V, в его описании указано, что максимальный ток нагрузки = 14,6A (350 Вт). на двигателе написано, что ему нужно 2,5А на фазу, фазы у него 2. на драйвере были переключатели, которыми там установлено было 2,4A. вопрос - сколько А получит фаза? она сама берет 2,5А, получает 2,4А по схеме или она получит все 14,6A, если схему не дублировать дальше?

Ответ на 10 страниц. будет :)
Двигатель в статич. режиме возьмет столько тока, сколько говорит закон Ома: I=V/R
V = 24 вольта, R - сопротивление обмотки двигателя в омах.
В динамике, ток зависит от частоты переключения обмоток и нагрузки двигателя. Угадать можно но сложно. Вот для этого и сделали цепь измерения тока. По которому контроллер регулирует ШИМ...


ясно, мне хотя бы в общих словах принцип понять и я смогу вероятно намутить нечто работающее. направление копания понятно, это уже не плохо.
т.е. получается переключателями устанавливается фактически подходящий ШИМ, который влияет на итоговое число А на фазу? а нагрузка двигателя 2,5А, в итоге реальное потребление тока где-то около этих цифр? если подключить амперметр паралельно к фазе, он покажется реальное число А?

Добавлено спустя 43 секунды:
Dmitry__ писал(а):На печатке, слева видишь трансформатор и чип 8-ми ногий? Это dc-dc для питания схемы.
Вот его и кури...


ок, спасибо
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

Re: Помогите определить назначение элементов. Драйвер ШД

Сообщение iburo » 05 ноя 2012, 00:09

Вообщем разобрался - ток регулируются формой импульсов ШИМ. черный квадрат их генерирует, к нему также крепятся элементы влияющие на форму генерации, это резисторы и прочие штуки. все логические сигналы также идут к нему через разные логические элементы и защитные микросхемы, которые не нужны. вообщем черный квадрат рулит шимом (регулирование тока) и h-мостом (управление фазами подачей в разных направлениях напряжения), в результате двигатель включается как нужно с произвольным током. питание 15V (полученнное из 5V usb) на ir2101 подается с трансформатора, к нему еще для обслуживания прикреплен также не нужный (надеюсь) наборчик элементов.

Добавлено спустя 41 минуту 58 секунд:
Вопросы, которые осталось не решенными:
1) где взять импульсный трансформатор или хотя бы обычный именно чтобы 5 превращал в 15V?
2) емкость кондеров так и осталась неизвестной, нигде не написано какой она должна быть.
3) генератор ШИМ (вероятно на микроконтроллере можно ШИМ получить, попробую из attiny2313 вытянуть).
OpenRobo.ru роботы для производства. Открытые проекты.
Аватара пользователя
iburo
 
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 01 май 2011, 01:15

След.

Вернуться в Электроника, электротехника

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3

Mail.ru counter