Главная » Промышленная электроника
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Тестер Step-Dir

Все большую популярность приобретают самодельные станки ЧПУ, как фрезерные, так и лазерные.Выбор комплектующих для таких станков часто определяется бюджетом энтузиаста-самоделкина. И при сборке и дальнейшей эксплуатации возникают проблемы с выбором комплектующих и выявлением проблемных мест. Часто в качестве управляющего блока используется компьютер с LPT-портом. В последнее время LPT-порт реализуется с помощью преобразователей USB-LPT, отлично работающих на одних компьютерах, и не стабильно работающих на других, причем это не зависит от производительности компьютера. Особенно проблематичной становится диагностика нестабильной работы, выражающаяся в медленном "уплывании" координат при работе станка.Справедливости ради стоит отметить, что такая неисправность характерна и для станков под управлением настоящих управляющих панелей/блоков и долгое время находящихся в эксплуатации. Причин нестабильной работы может быть много - механические нагрузки, нестабильное напряжения питания, нестабильная работа опторазвязки и многое другое. Для облегчения диагностики и локализации проблемных мест предназначен данный тестер.

Тестер позволяет управлять драйвером двигателя (сразу оговорюсь, что здесь и далее под двигателем подразумевается шаговый или серводвигатель) вырабатывая сигналы Step и Dir. Количество и частота импульсов сигнала Step может задаваться. Таким образом можно проверить драйвер, двигатель и механическую часть станка независимо от управляющего блока. Впрочем таким набором функций обладают многие другие аналоги. Но главное отличие данного тестера от прочих заключается в том, что на него заведены сигналы с управляющего блока. В процессе работы сигналы проходят через тестер, тестер производит их подсчет, и вырабатывает аналогичные сигналы на своем выходе. Таким образом можно проследить количество сигналов, поступающих на драйвер двигателя и сделать вывод, что явилось причиной сбоя в работе станка.

Тестер подключается в разрыв проводов, передающих сигналы Step/Dir от управляющего блока/компьютера к драйверам шаговых/серво двигателей. Сигналы от управляющего блока заводятся в тестер, а с тестера сигналы уже заводятся в драйвер двигателя.

При нажатии кнопок на панели тестера возможна генерация импульсов Step в следующих режимах:

 - количество импульсов - 1, 10,100,200,400,1600,3200, непрерывно

- частота импульсов (Гц) - 1,10,100,1000,10000,20000.

Возможно переключение уровня сигнала Dir.

При нажатии на кнопку "Старт" происходит выдача заданного количества импульсов с заданной частотой. Это позволяет протестировать возможность работы драйвера и двигателя на различных частотах управляющих импульсов, проверить стабильность перемещения элементов станка при различных режимах и выявить при этом проблемы механики. При работе от управляющего блока/компьютера тестер производит подсчет принятых сигналов. Как правило все системы ЧПУ автоматически возвращаются в стартовую точку по окончании выполнения программы. При этом тестер будет показывать в начале выполнения программы и в конце "0", поскольку при подсчете импульсов тестер учитывает изменение направления движения.

Схема тестера представлена ниже:

Схема тестера

Кнопки на оптопарах U2, U3 иммитируют сигналы от управляющего блока. Эти сигналы поступают в микроконтроллер, где происходит их подсчет и микроконтроллер выдает аналогичные выходные сигналы. Выходные сигналы снимаются с эммитеров транзисторов Q1 (Step) и Q2 (Dir). Благодаря эммитерным повторителям возможно снятие сигнала относительно как минусового (общего) провода, так и плюсового. Также эммитерные повторители защищают выводы микроконтроллера от превышения допустимого тока в случае замыканий. Выходной сигнал тестера Step с эммитера транзистора Q1 также подается на оптопару U4, сигнал с которой обрабатывается микроконтроллером аналогично сигналам с оптопар U2, U3. Это сделано специально, поскольку в случае замыкания на корпус провода, передающего сигнал Step на драйвер двигателя, подсчет выходящих импульсов вестись не будет. С помощью кнопок "Количество", "Частота", "Направление" задаются параметры ручного управления. И при нажатии на кнопку "Старт" тестер выдает на выход заданные последовательности импульсов.

Все устройство собрано на одной печатной плате.В качестве источника питания использован малогабаритный трансформатор с выходным напряжением 12 Вольт и с платой, на которой расположен диодный мост и два электролитических конденсатора по 220 мкФ каждый. Откуда взят этот трансформатор и эта плата - я уже и сам не знаю. Корпус и толкатели для кнопок изготовлены из прозрачного акрила.

Готовое устройство

Прошивка для микроконтроллера, проект в Протеусе, печатная плата в формате Sprint-Layout прилагаются в архиве. В проекте не представлена микросхема LM7805, конденсаторы в цепях питания, диодный мост и питающий трансформатор. Прошивка полностью работоспособная, без каких-либо ограничений. В настоящее время уже есть желание добавить некоторые дополнительные функции в данный тестер, но это дело будущего. Тем не менее исходники я не выкладываю. Кому как, а лично мне легче написать свою программу, чем разбираться в чужой. При программировании микроконтроллера необходимо выставить фьюзы на работу МК от внешнего кварцевого резонатора.

Ну и напоследок пара видео, демонстрирующих работу тестера.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1 МК AVR 8-бит
ATmega8-16PU
1 Поиск в LCSCВ блокнот
U2-U4 Оптопара
PC817
3 Возможна замена другими оптпарамиПоиск в LCSCВ блокнот
Q1, Q2 Биполярный транзистор
КТ315Б
2 Поиск в LCSCВ блокнот
C1, C2 Конденсатор22 пФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
R1, R2, R5, R6, R9 Резистор
2.2 кОм
5 Поиск в LCSCВ блокнот
R3, R4, R7, R8, R10 Резистор
220 Ом
5 Поиск в LCSCВ блокнот
R11-R15 Резистор
10 кОм
5 Поиск в LCSCВ блокнот
X1 Кварцевый резонатор16 МГц1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Pit #
Уважаемый sergej_shaggy, очень заинтересовала схема вашего тестера. Только недавно стал заниматься шаговыми двигателями и схемами их управления и сразу возникли сложности с проверкой драйвера двигателя в автономном режиме. Хочу повторить вашу конструкцию, но возникло несколько вопросов по ней.
- Правильно ли я понимаю по схеме, что входная оптопара U2 это вход STEP, а U3 - DIR?
- Если не затруднит, то напишите подробней какие точно фьюзы надо запрограммировать для корректной работы контроллера, я в этом не очень разбираюсь.
- Подойдёт ли индикатор MTC-16205D
Буду очень вам признателен за ответ.
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Насчет оптопар - все правильно. Насчет фьюзов рекомендую калькулятор http://homes-smart.ru/fusecalc/ Просто выставляете External Crystal/Resonator и потом считывает либо целиком байты конфигурации либо по-битно в зависимости от используемого Вами программатора. С индикатором MTC не работал, но судя по-всему подойдет.
Ответить
0
Pit #
Спасибо за ответ, буду собирать вашу схему. Попробую разобраться с калькулятором фьюзов, всё равно когда то надо научиться этому. Пока собрал всего пару схем на микроконтроллерах и авторы сразу давали полную информацию по фьюзам.
Про дисплей MTC спросил потому, что попадались отзывы о неустойчивой работе их в схемах, где большие частоты кварцевых резонаторов. Буквально вчера попробовал заменить в одной схеме дисплей фирмы POWERTIP на MTC и получил странное смещение символов в верхней строке. Такое впечатление будто информация пишется дважды в строку. Видимо что то не так с таймингами. Буду пробовать.
Ответить
0
Pit #
Собрал тестер, залил прошивку - всё работает! Но есть небольшое несоответствие. В режиме выходной частоты STEP - 20 кГц на выходе реально - 34 кГц. Поставил оптроны такие же, как и у вас на плате - TLP521. На 34 кГц вообще не работают, на 10 кГц видно, что сильно завален передний фронт импульсов на выходе. Попробую поставить более быстрые оптроны.
Индикатор MTC-16205D подошёл хорошо, проблем с выводом информации нет. Только он очень яркий и на нём более заметно мерцание отсчётов.
Если вас не затруднит, то не могли бы вы подправить прошивку так, что бы количество прибавляемых отсчётов STEP было равно количеству установленных импульсов STEP, без удвоения по заднему фронту.
Очень вам благодарен за хорошую схему!
Ответить
0
Pit #
Поменял по линии STEP оптрон TLP521-2 на HCPL-2530, фронты стали отличными. Кроме того, при установке выхода STEP в режим 20 кГц на выходе стало реально 20 кГц. Не понимаю в чём причина, но всё теперь работает как надо!
Ещё бы добавить возможность устанавливать произвольное количество импульсов по выходу STEP - вообще был бы идеальный тестер!
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Извините, что сразу не отвечал. Рад, что кому-то еще пригодился тестер. А то на одном из форумов ЧПУшников его в пух и прах раскритиковали. Ну критиковать всегда легче, чем что-то сделать, бог им судья. Но тем не менее работы над тестером я дальше не веду. Времени не хватает. А так много что хотел бы в него добавить и изменить. Хотел добавить режим, когда автоматически выдается определенное кол-во шагов в одну сторону, а потом в другую, так сказать режим "качания". Также хотел добавить плавный набор частоты импульсов. Да всего и не упомнишь. А пока сам пользуюсь тем, что есть.
Так-что хобби - хоббями, а хлеб для себя и семьи зарабатывать надо.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Arduino UNO
Arduino UNO
Ручной фен 450 Вт с регулировкой температуры Радиореле 220В
вверх