CNC Motor Meghajtó 12. - Vezérlőpanel terv kész

Ahogy ígértem az előző bejegyzésemben, picit változtattam még a kapcsolási rajzon. Hogy pontosabb legyek, bekötöttem a "rotary encoder" (fogalmam sincs minek kéne fordítani. Tudod, az a bizbasz amit a jelenlegi digitális erősítőkön hangerőszabályónak használnak poti helyett) nyomógombját. Ez lehetőséget teremt arra, hogy egy menürendszerben navigáljak vele (már, ha írok ilyet), ezzel szükségtelenné téve a további fizikai gombok használatát (üzemmód kapcsoló, kalibrációs gomb), és megteremtve további funkciók hozzáadásának lehetőségét. Itt van a rajz módosítása (a teljes lapot nem tudom iderakni - a jelenleg használt gépem felbontása nem engedi meg. Minden rajz megtalálható a github repoban)

A jelenlegi kapcsolási rajz lesz a véglelges, ha nem találok benne további hibákat később. Thehát terveztem egy panelt belőle:

És megrendelem a dirtypcbs.com-tól.
Várom, hogy megérkezzen...

CNC Motor meghajtó 3.

Az utolsó CNC Motor meghajtóról szóló bejegyzésem óta a szabadidőm jelentős részét a mikrovezérlő panelel és annak a programozásával töltöttem.
Két nappal ezelőtt végre összekötöttem a teljesítményelektronikát a vezérlővel. A szerkezet azonnal elindult, de sajnos a fordulatszámmérés teljesen használhatatlan volt.
Némi próbálkozás után kiderült, hogy a bejövő négyszögjel élei körül keskeny impulzusok vannak amik tnkreteszik a mérést.
A használt Nuvoton uC képes az időzítő capture bemenetén "prellmentesíteni". Ennek a lehetőségnek a hozzáadása úgy néz ki, megoldotta a problémát.

Ma már látom a project végét. Megpróbálom összeszedni a hátralévő teendőket:

• Tesztelni és hangolni a PIDvezérlőt
• Kipróbálni a hozzáadott plusz bemeneti tápszűrőt
• Kipróbálni a plusz tápszűrőt a motornál
• Kipróbálni az ötödrendű szűrőt amit a méréshez terveztem
• Megírni és kipróbálni az áram mérést
• Megoldani a feszültségmérést (áramkör és kód)
• Teljesítmény kijelzés
• Hozzáadni a Linux CNC vezérlőjel mérését (ez alapján lehet g-code-ból beállítani a fordulatszámot)
• Tervezni egy nagy bemeneti feszültségű 3.3V-os tápegységet (a 48V-os bemeneti feszültség túl sok egy hagyományos "buck" konverter IC-nek)
• Megtervezni a (remélhetőleg) végleges panelt az egész elektronikának
• Kijavítani az encoder kódját (ez egy kicsit problematikus ma)
• Kitakarítani, átstrukturálni a kódot (nem eléggé moduláris, sok megjegyzés hiányzik)

CNC Motor meghajtó 2.

Ez csak egy kis frissítés a projecthez.
Néhány dolog történt, néhány útban van, de összességében nem sok dolog haladt előre.
Zaj:
Elég nagy problémám volt, és úgy érzem még most is az, a zaj amit a kapcsolóüzemű vezérlő generál. A jelenlegi verzióban ezt sikerült kezelni néhány kissebb nagyobb kondenzátorral, de ezen még lehet javítani.
A következőket tervezem:
1. A jelenlegi bemenő kapacitás mellé be akarok rakni egy tekercset és még egy kondenzátort egy Pi szűrőt alkotva ezzel. Azt hiszem, hogy a terhelőáram hirtelen változása kicsit instabillá tette a tápegységet (jelenleg ez a labortápom). Remélhetőleg a Pi szűrő megszünteti ezt a jelenséget.

2. Be akarok rakni egy EMI szűrőt a kapcsolóüzemű vezérlő és a motor közé:

Remélem ez az apróság (valami 1x1 centi) segít.
3. Terveztem egy ötödrendű szűrőt az érzékelő dióda és műveleti erősítő közé (itt most egy egy sima RC szűrő van).

Szimuláció:

 

mint látható ennek van egy 110dB-es csillapítása 100kHz-en ahol a PWM generátor dolgozik.

Abban reménykedem, hogyha az összes fenti dolgot összerakom, nem lesz szükségem egy ötfokú szűrőre, hogy jó eredményt kapjak.

Védelem:

Az áramkör teszteléséhez, kihagytam a védő diódákat, hogy ne zavarják a jelet. A szűrő áramkörén elhelyeztem két diódát , hogy a műveleti erősítőt védje. Ezen túl a motorral párhuzamosan két sorbakötött diódát akarok rakni, hogy védjen a negatív induktív impulzusokkal szemben.

Szamályozó:

El kezdtem dolgozni a uC áramkörén és szoftverén. Egy Nuvoton M054LDN-t tervezek használni, ha sikerül a 16KB Flash-be beleférnem.

Nagyjából befejeztem az LCD, az enkóder, és a frekvencia mérő (fordulatszám mérő) kódját.

Ezeket akarom még egy kicsit fényezni, majd megírni a PID (vagy valami hasonló) szabályozó, és az árammérés kódját. Amikor ezek kész vannak, ki fogom tudni próbálni, mint szabadon álló vezérlőt - jelgenerátor és labortáp nélkül.

Az LCD a szokásos Hitachi chip-es darab, és mint ilyen 5V-ot igényel tápellátásra és vezérlőjelnek is.

Ami remek dolog, a Nuvoton uC azon kevés ARM alapú cucc egyike ami képes 5V-ról menni.

Ami ennél még jobb, hogy a fejlesztőpanelen a 3,3V és az 5V között lehet váltani.

Ami kevésbé jó:

A "jumper" egy 0 ohmos 0805-ös SMD ellenállás, amit ki kell forrasztani és beforrasztani egy másik pozicióba.