Farkli bir mantik, farkli bir mikro step surucu

[z]

Uzun yillardir mikrostep surucu imalati icin calismalarim var. Prototipleri bittigi halde binlerce yapmayi goze alamadigim icin maliyeti bir turlu dusuremedigim bu calismalari bir baska taktikle piyasaya cikarma dusuncesi olustu.

Hybrid benden gerisi sizden.

Hybridi boyle arzularim.



Hybrid ile birlikte asagidaki devre semasini ve bir de malzeme secim rehberi verecegim (Rehber bir bilgisayar programidir).

Diyelimki motorunuzun bir sargisi 4A, 6mH, 0.8 ohm.

1..16 arasinda secebileceginiz mikrostep degeri x olsun.

Rehber programi, bu degerleri girdiginizde besleme voltaji da dahil olmak uzere butun malzemelerin isimlerini listeleyecek.

Devrenizi kuracak ve rehber programini tekrar calistiracaksiniz.

Program bir takim parametreleri hybrid icindeki eeproma yukleyecek.

Ardindan surucunuzu doya doya kullanacaksiniz.

Devre semasi asagidadir



Surucunuz hemen hemen asagidaki gibi olacak.



Hemen belirteyimki bu surucunun diger suruculerle bir tezatligi var.

Mikrostep surucusu ureticilerinin nerede ise tamami suruculerinin 200Khz hatta 500Khz gibi adimlama pulslariyla calisabildigini vurgulamaktalar.

Ornegin 10mikrostep modunda 20khzde chopping yapan bir surucu
Bir turunu 2000 puls da tamamlar. Eger surucuyu 2khz ile adimlatirsaniz motorunuz saniyede sadece 1 tur atar.

Motorun saniyede 10 devir yapmasini isterseniz bu durumda surucunun 20khz ile adimlatilmasi gerekir.

Bu kez adim basina 1 chopping yapilir.

Eger 40khz ile adimlama yaparsaniz artik surucunuz ara adimlari seke seke gecer. Yani aslinda surucunuz artik 10 mikrostep modunda değil 5 mikrostep modunda calisir. Zira akimi kontrol altinda tutan duzenek 20khz de calismaktadir. Pespese gelen 2 puls aslinda motorda 2 mikrostepi tek hamlede yaptirir. Ureticiler bunu soylemezler.

Peki bizim hybridde durum ne, neden bir tezatlik var dedim?

Bu hybrid max 20Khz adimlama frekansi kabul ediyor.
Diger surucu tasarimcilariyla ayni yoldan gitmedigim icin kim nasil elestirirse elestirsin bu hybrid boyle.

Rezonans engelleme varmi derseniz tabikiiiiiiii.

Simdi soruyorum.

Boyle bir hybrid ile surucu karti yapmayi dusunurseniz;

Bu hybride ne fiyat bicersiniz?

(Bana kalirsa ben cok yuksek fiyat bicerim.)

[sezgin05]

Ustam öncelikle fikrinizden dolayı tebrik ederim.Gayet güzel bir yöntem.Fiyat konusunda birçok etken sözkonusu tabiki.Öncelikle  ilk üretim adeti  ne olacak?  Ticarimi yoksa tamamne AR-GE ürünmü olacak? Ticari ise hedef kitle kimler olacak?   Hybrit derken modülmü yoksa döküm halinde bir kitmi olacak?
Ama düz mantıkla böyle bür ürünün piyasada satıldığını  düşünürsek MOSFET leride kendim alacağıma göre eksen başına  30 YTL veririm :?

[hoguz]

Bende fikrinizden dolayı sizi tebrik ederim.Böyle bir ürün 30-40 ytl civarı yapılabilirse uygun olur kanaatindeyim.

[Analyzer]

Bu hybride ne fiyat bicersiniz?

(Bana kalirsa ben cok yuksek fiyat bicerim.)

Selam,

Fiyat aslında verdikleriyle de ilintili bir durum. Bugün, piyasada hemen hemen aynı işi gören onlarca ürün mevcut. Ürün için hedef kitle belirlenir ve ondan sonra fiyatlandırma yapılır. O sebeple bu ürünün hedef kitlesi CNC router imalatçıları ve hobicileri olduğunu varsayarsak, piyasadaki rakiplerinin fiyatlarına göre ve çıkışlarının olmamasına göre eksen başına 50 dolar "benim için" uygun bir rakam olurdu. Ancak kendisini tanıtacak kadar belli bir süre promosyon amaçlı malzeme fiyatından vermek doğru olacaktır. Çünkü pazarlama ve tanıtım ağı olmayan bir ürüne her alıcı şüphe ile yaklaşacaktır. İnsanlar tanımadıkları ürün yerine, sorunsuz kullanacakları tanıdıkları ürünlere yönelecektir.

Analyzer

[haciman]

Bu sürücü devrenin pcbsi basılacak ve biz elimizdeki motorların sargı akımlarına göre uygun mosları alıp montajlayacağız değilmi?

Eğer böyleyse sürücü başına 30$ (pcb+hibrit) uygun fiyattır derim. Ve bu ürün gerçekten rezonans engelleyebilirse kapış kapışda satılır.

Bence tek kusuru bipolar motorları desteklememesi olur. Bipolar motor = Daha fazla tork ve hız.

Hatta bu başlığın ismini "ucuz mikrostep sürücü (cheap drivers)" olarak değiştirirsek daha fazla ilgi olur (bizim forumumuzun cnczone dan ne eksiği var   )

[z]

Baski devresine karismayacagim. Ister Pcb yapin ister delikli pertinaxa doseyin.

[sunalk]

Kaynak koddan rezonans engelleme kısmından bir miktar ve microstep konusundaki adım tablosundan ve şemadan biraz gösterim yapabilirmisiniz ?

[hoguz]

Kaynak koddan rezonans engelleme kısmından bir miktar ve microstep konusundaki adım tablosundan ve şemadan biraz gösterim yapabilirmisiniz ?

Henüz tamamlamamış anladığım kadarıyla fikir aşamasında sanıyorum.

[OG]

Kaynak koddan rezonans engelleme kısmından bir miktar ve microstep konusundaki adım tablosundan ve şemadan biraz gösterim yapabilirmisiniz ?

Ticari düşünülen bir iş için kaynak kod verilebilirmi?

[z]

Sema ve koddan parcalar yerine sadece hybrid icindeki blok diayagrami vermekle yetinecegim.

Diyagram, surucumuzun klasik suruculerden nicin farkli oldugunu da aciklayabilmem icin faydali olacaktir.



Hybridin calismasi su sekilde;



Bobinlerden gecen  akimlar, MOSlarin source ucuna bagli kucuk degerli direnclerde gerilim dusumune neden olmakta.

Bu gerilimler hybrid icindeki analog amplifikator devresi ile yukseltilmekte ardindan sample alma devresi ile tutulmaktadir.

MOSlarin Drain uclarindaki motor voltajlari gerilim boluculerle dusurulmekte ve elde edilen sinyaller, motor akim bilgisi ve referans akimi bilgisi ile birlikte yuk acisi kestiriminde kullanilmaktadir.

Not: Yuk acisi, motorun mekaniki yuku hakkinda fikir vermektedir. Motor akimi ile motor gerilimi arasindaki faz farki yukten etkilenmektedir.

Sample alicilar  periyodik olarak  motorun belli bir andaki akimini analog olarak saklamaktadir. Drain voltajlarinin ozel bir andaki degerlerini yakalamak ise gozlemcinin ozel gorevleri arasindadir.

Akim ve gerilim ornekleri ADC ile sayisallastirilmaktadir.

Digital filitre, akimdaki hatadan yararlanarak motora uygulanacak yeni voltaj degerlerini olusturmaktadir.

Filitremize 4 tip bilgi girmektedir.

1. Anlik akim bilgisi
2. Yuk acisi
3. Filitre parametreleri (Rehber programinin E2 icine yukledigi veriler)
4. Anlik akimlardan hesaplanmis akim tepe degeri.

Digital filitre cikisindaki sayisal degerler PWM blogu ile darbe sureleri, motora uygulanacak gerilimle orantili olarak degisen sinyalleri uretmektedir. Bu sinyaller MOS surucu ile guclendirilmekte ve MOSlarin gate uclarina uygulanmaktadir.

Clk, Dir, Enb giris sinyalleri,  sinus ve cosinus bilesenli faz akimlarin uretilmesi icin kullanilmaktadir.

Gri bolgedeki bloklar tek bir sinyal isleme cipi icinde toplanmislardir.

Hybrid icinde olup bitenler kisaca bu sekilde ve daha fazla konusmak istemiyorum.

Simdi de kisaca klasik mikrostep suruculerin isleyisine bakalim.

Bu suruculerin yaptigi;

- Motor akimlari referans akim degerinden kucukse moslari iletime sok.
- Motor akimi, referans akimi astiysa moslari kesime sok.

Bu teknige kontrol teoride histeresiz kontrol denir ve kontrol degiskenleri sadece karsilastirma bandindan ibarettir.

[picusta]

Bu modülün Senkron/ asenkron veya BLDC motor versyonu için olani var mi?  E2 rehber programina çalisma hakkinda bilgide gönderebiliyor mu? (diagnostik için mesela, adim kaçirma yapti mi, randiman vs..).
Fiyat veremem, piyasa hakkinda zerre kadar bir fikrim yok.

[z]

Farkli motor tipleri icin farkli hybridler yapmak gerekir.

Rehber programi bahsettiginiz turde islemler yapmayacak.  

Su anda fiyat konusundaki geribeslemeleriniz sayesinde isin az adetli uretimler icin ugrasmaya degip degmeyecegi konusuna karar vermeye calisiyorum.

Yukaridaki blok diyagram daha dogrusu algoritmalarin benzerleri daha once gelistirdigim kartlarda test edildi. Minikte olsa kaliteli bir Pcb ve kucuk bir kutucuk yapmak disinda bir de Rehber programini yazmam gerekecek.

Bu arada;

Error cikisi, self test (donanim testi) basarisizligi, motorun asiri akim cekmesi, durmasi (stall durumu) gibi durumlarda dis dunyaya bilgi vermek icin kullaniliyor.

Hyride 1 pin daha ilave edip kullanicilarin yapacaklari eklentilerle hybridin koruma duzeneginin tristor misali tetiklenmesi dusunulebilir. Bu pin, mesela asiri besleme voltaji yada varsa sogutucu sicakliginin artmasi gibi durumlarda sistemi shut down etmek icin kullanilabilir.

[haciman]

@ z

Baski devresine karismayacagim. Ister Pcb yapin ister delikli pertinaxa doseyin.

Hocam siz referans bir pcb tasarlamazsanız son kullanıcı kafasına göre pcb çizer ve kimisi sürücüden istediği verimi alırken bazılarıda kullanışlı bir pcb tasarlayamadıkları için sürücüden istediği verimi alamaz. Sonuçta sürücünün imajı zedelenir.

Nacizane fikrim son kullanıcı için kaliteli bir pcb ile beraber hibriti sunmak olur. Zaten kalan malzemeler piyasada 3 aşağı 5 yukarı aynı olacaktır.

[mustaphaerdem]

@ z

hocam ben bir soru sormak istiyorum. sürücünüzün frekansı ile ilgili söylediklerinizi okudumda diğer sürücülerle ilgili olan bu durumu hiç düşünmemiştim. gerçektende chopping frekansı olarak 20khz kullanan devrelerde 200khz e kadar adımlama girişi kabul ediliyor diyor ama örneğin dediğiniz gibi 40 khz adımlama sinyali uygulandığında 20khz chopping yapan devre için 2 mikrostep adımlamayı 1chopping pulsu ile geçiyor buda 1/10 mikrostep kullanılıyorsa 1/5 anlamına geliyor. yani motor aralardaki puls darbelerine tepki vermiyor diyebiliriz. peki sizin sürücünüzde neden 20khz kullanmayı tercih ettiniz? mesela max 20khz giriş olacaksa 1/10 mikrostep modunda motor dakikada 600 devir ile döner yanlış hesaplamıyorsam. hocam 20khz chopping uygulamak yerine 40khz veya daha yüksek bir chopping frekansı kullanabilseniz giriş frekansıda bununla beraber artacaktır.

bunları sizin düşünmediğinizi zannetmiyorum ama en azından nedenini anlatırsanız bizde öğrenebiliriz. teşekkür ederim.

iyi çalışmalar.

[z]

Yok tepki veriyor. Sonuçta motor istenen devir sayısında gene dönüyor ama mikrostep modu düşüyor. Sürücüyü boşyere iki kat yüksek frekansda clk ile beslemek zorunda kalıyorsunuz.

10 mikrostep modunda, 20Khz chopping yapan surucuye 40Khz clk vermek = 5   mikrostep modunda, 20Khz chopping yapan sürücüye 20Khz clk vermektir.

Sayısal algoritmalı sürücülerimde bunu yapmak istemedim. Sinüs ve cosinus ilerlemelerini clk pulsları ile doğrudan arttırdığımda zaten yukarıdaki durum kendiliğinden oluşuyor.

Hyrib içi bloklara  dikkat ettiyseniz motor akımı, saf ve saf software olarak kontrol altında tutulmakta.

Sayısal algoritmalar periyodik olarak akım kontrol çevrimininde çalıştırılıyor. Bunun haricinde gerilimlerdeki kritik noktalar özel olarak gözlem altına alınıyor. Pwm frekansı 20khz olduğunda bütün bu işlemlerin 50 mikrosaniyede bitirilmesi zorunluluğu var.

40Khz e çıkıldığında bu işlemleri sadece ve sadece 25mikrosaniyede bitirmek zorundasınız.

80Khz e çıkarsanız 12.5 mikrosaniyeniz var.

Yani işlemci kritik bir olayı gözlem altına aldığı sırada interrupt ile işi bölünürse gözlenen olay dikkatten kaçar, eğer int daha sonra cevaplansın denirse bu kez de clk kaçırılabilir.

Durum böyle olunca algoritmaları sık sık kesintiye uğratacak CLK pulsları
hassas kurulmuş senkronizasyonu sekteye uğratmamak adına böyle bir sınır getirdim.  

40 Mips işlemciyi daha hızlısı ile değiştirmek bir çözüm. Chopping frekansını (Bizde chopping yok, sample alma var) artırırsak bu kez başka sorunlar çıkar.

Bu sorunlar;

Akım kontrol çevriminin süresi sample alma süresini belirlemektedir.
İşlemcinin işlem gücü, ADC lerin çevrim süresi sample alma frekansını sınırlamakta.

Ayrıyeten chopping frekansı arttıkça (bizde pwm frekansı arttıkça) bu kez MOSlardaki kayıplar artmakta, zaten maliyet engelinden dolayı kaliteli ve pahalı MOSlardan uzak durmak zorundayım.

(LMD182xx, L6203 vs çiplere bakınız içlerindeki MOSlar son derece sıradan özelliklere sahip. Rds 0.5 Ohm, Vds 50V civarı)

PWM frekansını 40Khz yapabiliyorum. Fakat bugüne kadar kendi uygulamalarımda 20Khz herhangi bir sorun teşkil etmedi.

Mükemmel bir şey olsun denirse DSP + CPLD kullanmak işi çözüyor ama bu kez sistem fiyatı artıyor. Uyguladığım mantığı koşturmak için en ideal çipleri aslında Parallax üretiyor. Ancak bunlarda da code protection yok.

Fiyat artarsa artsın denebilir fakat bu kezde şu ürün de mikro step sürücü seninki de mikrostep sürücü o neden daha ucuz  sorusu akla geliyor.

Klasik chopperlarda neden chopping frekansını arttırmıyorlar?

Benzer sebeplerden. En basitinden kullanılan komparatörü daha hızlısı ile değiştirmek gerekiyor. Mosları çok daha hızlı olanlarla değiştirmek gerekiyor. Akım sens dirençleri daha bir kritikleşiyor. Maliyet ise artmaya başlıyor.

Artarsa artsın dendiğinde el oğlu daha ucuz sürücülerle meydanda boy gösteriyor. Sizin ürününüz de daha geri planda kalıyor. Sonuçta arz talep meselesi.

PWM yada chopping frekansı arttırıldıkça motor akımındaki rıpıl orantılı şekilde düşüyor. Motor sıcaklığı orantılı şekilde düşüyor. Kalite ve fiyat orantılı şekilde artıyor.

Bunların farkında olmayan hatta elektronikle hiç alakalı olmayanlarla tam tersi herşeyin farkında olanların harmanlandığı bir pazarda  step sürücü satmaya kalkarsanız kalite mi fiyatmı sorusu arasında sıkışıp kalıyorsunuz.

Belki de ben fazla didikliyorum.