Aloittelijalle vinkkejä ja linkkejä, mitä löytyy PC:n ja askelmoottorin väliltä

[kekhonen]

Hei, olen jo jonkin aikaa lukenut tätä forumia sekä vähän joitakin ulkomaisia forumeita. Vaikka olen mielestäni lukenut aikas paljonkin täällä olevia juttuja, niin silti on jäänyt vaivaamaan tälläiset asiat, eli mitä kaikkea siinä pc:n ja moottorin välillä oikein löytyy ja mitä mikin tekee. Eli esim. mitä break out board tekee ja missä kohtaa se on em. väliä, tai esim. optokortti? Kiitos vastauksista jo etukäteen, linkit ja kaikki vastaukset tervetuleita valottamaan tyhmän pimeätä polkua  ;) .

p.s.

Pahoittelen tyhmiä kysymyksiä, mutta en ole vain löytänyt/huomannut näihin kysymyksiin vastauksia.  ???

[JuhaV]

Vaikka itsekin olen vielä aloittelija tässä niin minäpäs kerron tähän sen mitä itse ymmärrän ja viisaammat voi sitten oikoa. Tämä koskee nyt nimenomaan askelmoottoriohjaimia ja servoille hommat menevät hieman eri tavalla. Itse pohdin samoja juttuja viime syksynä.

Jos lähdetään sellaisista ratkaisuista, joissa PC:ssä käytetään vaikka Mach 3-tyyppistä G-koodia lukevaa ohjelmaa, niin perinteisesti komennot askelmoottoriohjaimille on välitetty tulostin- eli rinnanportin kautta (LPT1, LPT2 ...). Tulostinportin käyttö on ollut kätevää koska siinä on erillisiä rinnakkaisia datapiuhoja, joita voi kutakin ohjata erikseen. Normaalisti askemoottorin ohjaamiseen tarvitaan kaksi linjaa : pulssit & suunta. Eli moottori ottaa niin monta askelta kuin pulssilinjasta tulee pulsseja ja askeltaa sillä nopeudella kuin pulsseja tulee. Suunta-piuha taas vaihtaa tarvittaessa moottorin pyörimissuuntaa.

Koska tulostinportin syöttämä teho ei tietenkään riitä moottorin pyörittämiseen, niin tulostinportin perään täytyy kytkeä kullekin moottorille oma moottoriohjaimensa. Nämä ovat ikäänkuin "vahvistimia" noille LPT:n signaaleille ja tekevät lisäksi tietenkin muutakin, kuten mikroaskellusta, sisältävät syötän erikseen askelmoottorin eri vaiheille (A-A', B-B') yms.

Se break-out board on sitten nimensä mukaisesti "levityskortti", joka levittää tulostinportin linjat sopivasti riviliittimelle tms. johon nuo askelmoottoriohjaimelle menevät johdot on mukavampi kytkeä. Tämän lisäksi break-out board voi sisältää noita optoerottomia, joista myös kysyit.

Optoerottimen tarkoitus on eristää signaalit toisistaan galvaanisesti. Periaatteessa optoerotin on aparaatti, jossa sisääntuleva (PC:n LPT-portista) signaali ajaa lediä, jonka valo ohjaa ulostuloon (moottorinohjaimen sisäänmenoon kytkettyä) valotransistoria. Niinpä moottorin puolen suuri jännite, esim. 40-80 V ei missään vahinkotilanteessakaan kytkeytyä PC:lle sitä tuhoten koska tuossa optoerottimessa signaali kulkee pienen pätkän valon muodossa.  Eli optoerotin suojaa oikosulkutilanteissa herkempiä komponentteja, kuten tietokonetta.

Optoerotin voi olla esim. break-out board:in liitynnöissä tai moottoriohjaimen liitynnöissä tai molemmissa. Nämä ovat siis signaali- ja ohjausliityntöjä. Mitään tehoa optoerottimen läpi ei tietenkään voi kuljettaa.

Eli yksinkertaisimmallaan systeemi on PC:n LPT -> break-out board -> moottoriohjain -> askelmoottori. Lisäksi tarvitaan teholähde, joka tuottaa moottoriohjaimille niiden vaatiman virran ja jännitteen.

Geckon G540 esimerkiksi sisältää yhteen palikkaan koottuna tuon kaiken elektroniikan : http://www.geckodrive.com/product.aspx?c=3&i=14469

Henkilökohtaisesti olen vähän sitä mieltä että LPT:n käyttö näihin puuhiin alkaa olla jo historiaa siitä syystä että eihän uusissa tietokoneissa edes sellaista ole vaan tilalla on USB-väylä. Ongelma on kuitenkin siinä että suosituimmat ohjelmat, kuten esim. Mach 3 eivät vielä tuo USB:tä aivan sellaisenaan eikä tarjolla taida olla vielä moottorinohjaimiakaan, joita voisi suoraan USB:n kautta komentaa (?).

Oma USB:tä käyttävä systeemini näyttää tältä : http://files.myopera.com/v2tre/albums/677830/280220091138.jpg

Kuvassa ylimmäisenä on PC:n USB-väylään kytkeyvä Smootstepper-kortti. Tuo kortti "simuloi superkirjoitinporttia" eli sen ulostulossa näkyy periaatteessa 3 X LPT. Mach 3:ssa on sitten ajuri, joka saa nuo LPT-portit näkymään Mach:lle joka itseasiassa luuleekin että koneessa on rinnanportteja ja elää siten vanhaa hyvää aikaa  ;)

Smoothstepperin perässä on sitten break-out board, jonka riviliittimillä "näkyvät" sitten nuo Smootstepperin simuloimat kirjoitinportit. Noissa porteissa on optoerotus samoin kuin askelmoottorihojaimien sisäänmenoissa

Alimmaisena on 3 punaista moottorinohjainta, jotka on sitten suoraan kytketty moottoreille. Kuvassa ei näy teholähde, joka syottää vielä 50 V jännitteen noille moottorinohjaimille.

Sen lisäksi että tuossa kulkee signaaleja PC:ltä moottoreille päin, niin osa break-out boardien linjoista on sisäänmenoja, joiden kautta Mach 3 voi lukea esim. rajakytkimiä, hätäpysäytystä, karamoottorien nopeustietoa tms.

Toivottavasti tuosta vähän jo selviää mitä mikin osa tekee.

Terv. JuhaV

[FAARI 58]

   Faarikin kiittääpi tuosta selostuksesta, ny kaatu muutama puu tästä tihiästä mettästä mihinä oon ollu näkee jo vähän kauemmaksi.
  FAARI58(ny jo 599

[kekhonen]

Kiitoksia, oli kyllä hyvinkin tyhjentävä vastaus, tämä selvensi aikas paljon näitä asioita. Olisi hienoa jos joku voisi tähän samaan vielä selittää noiden servomoottorien ohjaukseen liittyviä asioita, eli mitä eroja esim. takaisinkytkentä ja että mistä servoille löytyisi ohjainkortteja edullisesti.

[Jonne]

Jospa nämä hiukan selventävät asiaa.


Kuvassa tyypillinen servo-ohjaus 70-80 -luvulta, tyypiltään closed-loop.
Closed-loop tarkoittaa takaisinkytkentää, eli ohjausjärjestelmä "tietää" akselien
todellisen asennon. Servonohjaus tapahtuu esimerkissä +/-10V, mutta se voi olla
aivan hyvin pulse/dir:kin.

Kierrosnopeusgeneraattoria (eng. tachogenerator) käytetään tehon kompensoimiseen kuorman kasvaessa,
eikä sillä ole tekemistä takaisinkykennän kanssa.




Tämä puolestaan on semi closed-loop, kutsutaan myös open-loop -ohjaukseksi.
Servo-ohjain huolehtii akselien asennosta.




Tämä on sitten se todellinen open-loop:




Loppuun vielä esimerkki servo-ohjauksesta joka on takaisinkytketty servo-ohjaimella ja ohjausjärjestelmälle.
(kuvassa AC-servojen ohjaus, Hal W,V, U on vaihetunnistusta varten)





Kaikki esimerkit itseni kirjoittamasta servo-oppaasta. Opas tehty asiakkaitani varten, jotka ostavat
työstökoneen modernisointiin ohjausjärjestelmää. Voin lähettää sinulle koko oppaan sähköpostitse,
jos haluat.

[kekhonen]

Kiitoksia hienosta vastauksesta, tämäkin oli todella tyhjentävä.

p.s. sait yv:tä