Aklaypart.ru

Авто Журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Энкодер из шагового двигателя схема

Вечный энкодер (валкодер) с устойчивыми положениями из шагового двигателя

Механический энкодер — вещь удобная в использовании, но он имеет некоторые досадные недостатки. В частности, контакты со временем изнашиваются и приходят в негодность, появляется дребезг. Оптические энкодеры гораздо надежнее, но они дороже, многие из них боятся пыли, и они редко встречаются в таком виде, в котором их удобно было бы использовать в радиотехнике.

Короче, когда я узнал о том, что шаговый двигатель можно использовать как энкодер, эта идея мне очень понравилась.
Практически вечный энкодер! Замучить его невозможно: соберешь раз и можешь энкодить всю жизнь.

Основные принципы работы PID контроллера (регулятора)

Как мы уже выяснили, PID (ПИД) состоит из таких понятий как пропорциональный, интегральный, дифференциальный. Допустим, нам необходимо создать машину которая бы останавливалась бы строго в заданном месте. Без использования PID контроллера реализовать такой алгоритм действия машины достаточно сложно вследствие наличия у любого движущегося тела момента инерции.

Более подробно о том, что такое PID контроллер (регулятор) и как он работает, вы можете прочитать в Википедии. Но как применить принципы работы PID контроллера в микроконтроллере? Этой информации в Википедии уже нет.

Основные принципы работы PID контроллера показаны на следующей картинке. Рассмотрим кратко основные составляющие этого процесса.

PID контроллер получил такое название из-за принципов обработки сигналов ошибки, которые возникают в управляемом им процессе. На представленном рисунке вы можете увидеть, в пропорциональной части регулятора ошибка (сигнал ошибки) умножается на константу Kp. В интегральной части ошибка умножается на константу Ki и затем интегрируется, а в дифференциальной части ошибка умножается на константу Kd, а затем дифференцируется. После всего этого все эти три значения суммируются чтобы сформировать выходное значение регулятора. В PID контроллере параметры Kp, Kd и Ki называются коэффициентами усиления. Также они называются P, I и D параметрами регулятора. Эти коэффициенты настраиваются индивидуально, чтобы обеспечить выполнение заданного набора требований к системе, например, насколько чувствительной или устойчивой она должна быть. Рассмотрим каждый из этих параметров более подробно.

P-параметр (пропорциональный)

Допустим, ошибка в системе изменяется во времени, как показано красной линией на представленном рисунке. В пропорциональном контроллере эта ошибка умножается на коэффициент усиления Kp. То есть если ошибка большая, то и значение ошибки на выходе контроллера будет большим, если ошибка равна 0, то и на выходе будет 0, если ошибка отрицательная – на выходе также будет отрицательное значение.

I-параметр (интегральный)

В интегральном контроллере происходит суммирование всех значений ошибки, при этом полученная сумма умножается на константу Ki. В подобном контроллере легко видеть, что результатом интегрирования является область лежащая под кривой: на представленном рисунке эта кривая показана синим цветом для положительной области и желтым цветом для отрицательной области. В сложных системах интегральный контроллер используется для устранения постоянной ошибки, возникающей при работе системы. При этом неважно насколько мала величина ошибки, все равно суммирование достаточно большого их числа обеспечит достаточное значение на выходе контроллера. На представленном рисунке эта ошибка показана зеленым цветом.

Читать еще:  Автобусы паз технические характеристики двигателей

D-параметр (дифференциальный)

Дифференциальный контроллер показывает скорость изменения ошибки. Когда изменение величины ошибки происходит достаточно медленно (как на представленном рисунке), мы в качестве стартовой позиции (то есть кривой, аппроксимирующей это изменение) можем использовать синусоиду. При этом на выходе дифференциального контроллера будет маленькая величина – зеленая линия на представленном рисунке. И чем быстрее будет изменяться ошибка, тем больше будет становиться значение на выходе контроллера.

Значение на выходе PID контроллера является суммой с выхода трех рассмотренных контроллеров. Но необязательно чтобы всегда работали эти три контроллера, при желании любой из этих контроллеров можно выключить из работы, просто приравняв нулю коэффициент усиления в его ветви. К примеру, если мы установим D-параметр в ноль, то мы получим PI контроллер, а если мы установим I-параметр в ноль, то мы получим PD контроллер.

Вечный энкодер (валкодер) с устойчивыми положениями из шагового двигателя

Механический энкодер — вещь удобная в использовании, но он имеет некоторые досадные недостатки. В частности, контакты со временем изнашиваются и приходят в негодность, появляется дребезг. Оптические энкодеры гораздо надежнее, но они дороже, многие из них боятся пыли, и они редко встречаются в таком виде, в котором их удобно было бы использовать в радиотехнике.

Короче, когда я узнал о том, что шаговый двигатель можно использовать как энкодер, эта идея мне очень понравилась.
Практически вечный энкодер! Замучить его невозможно: соберешь раз и можешь энкодить всю жизнь.

Управление ШД в EMC2

Если мы все же хотим сделать полноценную серву, то нам придется создавать для нее цикл pid.
Для этого надо будет загрузить специальный компонент pid, и все его необходимые функции (точно также, как мы это делаем для сервы).
(! добавлю код позже !)

Потом настраиваем все параметры пид, опять же как для любой сервы.
(! добавлю код позже !)

И переходим к самому главному:
Заводим обратную связь от энкодера в pid контроллер.
net x-feedback encoder. .position => pid. .feedback
И заводим пин вывода pid на вход stepgen.velocity-cmd или stepgen.position-cmd, в зависимости от того, чем хотим управлять.
Т.е.
net x-output pid. .output => stepgen. .velocity-cmd
или
net x-output pid. .output => stepgen. .position-cmd

Если мы хотим управлять шаговым двигателем в режиме управления скоростью, это нужно указать во время загрузки компонента stepgen, т.е. в строчке
loadrt stepgen step_type=0,0,0
добавить тип управления для stepgen (p — управление положением, v — управление скоростью)
loadrt stepgen step_type=0,0,0 ctrl_type=p,p,v

Читать еще:  Характеристики двигателя тойота 5vz

Теперь вопросы:
1. какой тип управления интересен?
2. в каком станке собираешься применять такие двигатели/контроллеры? И вообще, опиши свой станок. Если есть фотографии, тоже прикрепляй их сюда, могут быть полезными.
3. И главное, чего хочешь этим добиться ?

Емкостные энкодеры

Емкостные энкодеры измеряют положение, отслеживая изменение емкости в цепи при вращении вала двигателя. Они невосприимчивы к внешним магнитным полям, а также к пыли и мусору. Емкостные энкодеры имеют разрешение до 16 384 импульсов / оборот (14 бит) и точность ±0,2 градуса.

Емкостные энкодеры выдают стандартный квадратурный сигнал AB, подходящий для использования в реальном времени с большинством микроконтроллеров и большинством стандартных драйверов, которые включают опцию обратной связи энкодера.

Емкостные энкодеры более устойчивы к электромагнитным помехам, чем магнитные энкодеры, и допускают большее загрязнение, чем оптические.

Выбор двигателей с драйверами

  • Авторизуйтесь для ответа в теме

#1 OFFLINE студент

  • Пользователи
  • 12 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Из:Ессентуки

    Здравствуйте господа. Собираю станок .Проект купил на ebey. Вопрос стал с выбором двигателей с драйверами. Приглянулся вот этот:https://ru.aliexpres. 0608.0.0.PirJ2N Как бы и цена не плохая.Что можете сказать ? Стоит или нет брать? Описания практически нет,мануала тоже. У другого продавца более подробное описание.Указано что шаг 1.2 градуса. Критично это или нет пока не разобрался. Может кто подскажет не будет ли заморок с микрошагом и настройкой программы Mach.

    Прикрепленные файлы

    • 3Nm 5m cable Closed Loop Stepper Quotation from Lichuan Company.pdf349,5К 892 скачиваний
    • Наверх

    #2 OFFLINE 3D-BiG

  • Модератор
  • 13 931 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
    • Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
    • Из:СССР

    Да для запуска в работу все есть. 1.2 градуса — не критично, ибо какое разрешение в программе выберете — такое и будет.

    Стоит или нет брать — это ваше дело, но я не понимаю зачем надо к шаговому двигателю энкодер приделывать, толку от которого только сигнализировать что потеряли шаг? — мы уже и так деталь загубили.

    Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
    G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.

    ИнженеГры цветы не едят и спасибы не пьют.

    • Наверх

    #3 OFFLINE SNB

  • Пользователи+
  • 227 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Подольск
    • Из:Подольск

    Да для запуска в работу все есть. 1.2 градуса — не критично, ибо какое разрешение в программе выберете — такое и будет.

    Стоит или нет брать — это ваше дело, но я не понимаю зачем надо к шаговому двигателю энкодер приделывать, толку от которого только сигнализировать что потеряли шаг? — мы уже и так деталь загубили.

    Двигатель с энкодером, то есть с обратной связью по положению, называется серводвигатель. И неважно шаговый это двигатель, асинхронный или еще какой. https://ru.wikipedia. iki/Сервопривод А вот то, что деталь загубили — это зря. Драйвер сразу обнаружит, что пропущен микрошаг и даст информацию управляющему блоку и выполнение программы остановится. Навряд ли Вы заметите пропуск одного микрошага.

    • Наверх
    Читать еще:  Все схемы антигравитационных двигателей

    #4 OFFLINE 3D-BiG

  • Модератор
  • 13 931 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
    • Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
    • Из:СССР

    Двигатель с энкодером, то есть с обратной связью по положению, называется серводвигатель.

    Драйвер сразу обнаружит, что пропущен микрошаг и даст информацию управляющему блоку и выполнение программы остановится.

    Даже с полноценных серваков (там где трехфазные синхронные двигатели) крайне редко заводят алярм на E-Stop управляющей электроники. А на ряде электроник это и невозможно (Например 0501).

    Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
    G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.

    ИнженеГры цветы не едят и спасибы не пьют.

    • Наверх

    #5 OFFLINE lkbyysq

  • Cтарожил
  • 8 404 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Санкт-Петербург
    • Из:Санкт-Петербург

    Даже с полноценных серваков (там где трехфазные синхронные двигатели) крайне редко заводят алярм на E-Stop управляющей электроники.

    На Дятле нету. За десять лет только два раза останавливалась одна ось, естественно с порчей заготовки. Но оба раза после перенастройки приводов.

    Последний раз подумал было вытащить этот Алярм, да ножек на разъеме до фига, мелкие они, а очки еще не в привычке.

    Да и чего там — за 10 лет два раза, и то после вмешательства в стабильные настройки.

    Сообщение отредактировал lkbyysq: 27 Октябрь 2016 — 09:41

    Распиновка энкодера

    Схема энкодера

    К кому обратиться?

    Специализированный сервисный центр «Кернел» выполнит профессиональное подключение, настройку (юстировку) и программирование энкодеров в любых производителей в сжатые сроки и за разумные деньги.

    Подключение, настройку и программирование энкодеров в производят квалифицированные специалисты с инженерным образованием.

    Специалисты нашей компании за время ее существования произвели настройку и программирование более тысячи энкодеров выпущенных под разными брендами.

    Мы уверенны в качестве выполненных работ и даем гарантию на все виды работ, включая настройку и программирование энкодера шесть месяцев.

    Как с нами связаться

    Вас заинтересовало предложение по подключению, настройке и программированию энкодеров в ? Задайте их нашим менеджерам. Связаться с ними вы можете несколькими способами:

    • Заказав обратный звонок (кнопка в правом нижнем углу сайта)
    • Посредством чата (кнопка расположена с левой стороны сайта)
    • Либо позвонив по номеру: +7(8482) 79-78-54; +7(917) 121-53-01
    • Написав на электронную почту: 89171215301@mail.ru

    Вот далеко не полный список производителей промышленной электроники и оборудования, ремонтируемой в нашей компании.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector