Ladění krokových motorů na montáži

Otázky, rady, tipy, návody...
Odpovědět
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Ladění krokových motorů na montáži

#1

Příspěvek od Pupak »

Pro ty zkušenější to asi nebude novinka, ale někdo tu informaci třeba ocení. Přestavěl jsem CGE ze serv na KM, a pro pohony použil KM 0.44 Nm Nema 17, s malou indukčností. Jmenovitý proud motoru je 1.7A, tak jsem na driverech TMC5160 nastavil na go-to proud 1.5A, aby to mělo sílu a pořádně to točilo. Osy mají 180 zubů a mezipřevod 1/4. Čekalo mě nemilé překvapení. Max použitelná rychlost byla necelé 4 st./ s, což mi přišlo dost málo. Jelikož montáž CGE má hodně kvalitní šnekové převody, které lze nastavit bezvůlově s přijatelnou frikcí, nejsou momentové nároky na motorky nijak veliké. Nakonec jsem začal opačně a nastavil cca 50% In. Montáž zareagovala skvěle a rychlost otáčení se zdvojnásobila. Začal jsem laborovat s mikro krokováním a proudem a nakonec skončil u proudu 600 mA, při kterém osy točí spolehlivě 8 st. / s. Moderní drivery, které generují skoro sinusový průběh evidentně potřebují mnohem menší proud pro dosažení slušného momentu při vyšších otáčkách. Určitě tento poznatek nemá obecnou platnost, protože záleží na použitých KM a driverech, ale moje kombinace se při 12V napájení chová takto. Při 19V se dostanu v pohodě na 10 st./s, ale to mi už přijde zbytečné. Byl by to skoro větrník. Jak praví staré pořekadlo, někdy je méně více.
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: Ladění krokových motorů na montáži.

#2

Příspěvek od Pupak »

Přidám ještě jeden poznatek. Pro plynulejší a přesnější chod montáže jsem se nakonec rozhodl použít KM s 400 kroky na otáčku, což přineslo kromě positiva bohužel i poloviční rychlost. Tyto motory mají vyšší indukčnost a potřebují napájení 24V a i tak se nedostanu nad 5 st. za sec. Doufám, že v konečném důsledku tohoto kroku nebudu litovat. Zkusil jsem měření na metrovém rameni pomocí stovkových hodinek a i při kroku 1/32 je na Ra ose pohyb ručky krásně plynulý a viditelně lepší než u motoru s 200 kr.
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17620
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 50
Kontaktovat uživatele:

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#3

Příspěvek od MMys »

Ony tyhle integrované obvody pro mikrokrokování nejsou s lienaritou mikrokroku žádný zázrak. Nejlepší je se na to úplně vykašlat, nelepit to z hotových modulů a arduina, ale udělat si vlastní návrh s integrovaným, nebo pro větší výkony diskrétním H-mostem z MOSFETů, a celé to řídit PWM-kou (alespoň osmibitovou) čímž dostaneš k dispozici až 256 úrovní proudu. K tomu udělanou look-up tabulku hodnot PWM, korigující nelinearitu v mikrokrokou, tak aby to při siderickém pohybu jelo plynule. Tím pádem se z toho stane prakticky synchronní motor. Takto to mám udělané na svém řídícím systému pro EQ6-ku já (dva parametry korigující placatost nebo špičatost průběhu proudu proti teoretické sinusovce + nějaký offset proudu v okolí nulové hodnoty) A pro rychlý přejezd samozřejmě mikrokroky zrušit a jet v half-step módu.

A obdobně je naprogramovaný i Pulsar II co dodává maďar ke své třecí G53F, a který mám na velké montáži v kopuli.

I tak to má s dvoufázovým motorem nevýhodu. Kroutivý moment 2f motoru prostě trpí významným zvlněním v závislosti na poloze v mikrokroku, a ani ta korekce nelinearity to neřeší úplně, pokud je motor více zatížený a navíc se zatěžovací moment mění. Leda to zavřít do zpětné vazby s enkodérem s třeba o řád vyšším rozlišením, než je počet mikrokroků. I takové systémy existují. Ale to mi už přijde zbytečné, to už je lepší AC servo s enkodérem.

A úplně nejlepší řešení je dát tam třífázový motor který tím zvlněním netrpí a driver hotový - průmyslový, a z toho astro-kontroléru ho krmit pouze signály kroky/směr. A nebo tam rovnou navěsit AC servo s obdobným driverem. To pak má ohromnou dynamiku, není to omezené maximální krokovací frekvencí.
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
Míra Pech
Příspěvky: 168
Registrován: 06. 01. 2015, 15:35
Bydliště: Starý Plzenec
Věk: 56

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#4

Příspěvek od Míra Pech »

@Pupák - Můžu se zeptat, na kolik mikrokroků/s Ti to vychází pro siderický pohyb s tím KM 0,9°/krok a 32 mikrokroků?
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#5

Příspěvek od Pupak »

Je to 25600 kr. na stupeň. Myslel jsem, že to bude fikce, ale měření s mikronovými hodinkami ukázalo, že mezi mikrokrokem 1/16 a 1/32 je viditelný rozdíl.
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#6

Příspěvek od Pupak »

2MMYS
Já se nesnažím o žádný technický zázrak, jen si experimentuju pro radost ze hry, ale TMC5160 není žádné ořezávátko. Umí 2.5A při 36V a má špičkovou interpolaci sinusového průběhu proudu. Teď jsem zrovna testoval mikronovými hodinkami kvalitu pohybu na metrovém rameni a byl jsem překvapen jak plynulý to dá pohyb. Mám hodinky s rozsahem 40mm, což pokryje jednu otáčku šneku. Tahle montáž je sice skvělá, ale sehnat přesné řemenice je tu dost problém. Díra je místo 6.35 klidně i 6.4, průměry hřídelí motorku Číňan taky moc neřeší. Stovka sem, stovka tam, takže ve výsledku je největším problémem kvalita toho řemenového převodu. Kdybys věděl o někom, kdo za rozumné peníze udělá řemeničky ve stovce, dej mi vědět. Do toho bych šel hned. Já se se svým vybavevím nedostanu pod 4 stovky.
Uživatelský avatar
Míra Pech
Příspěvky: 168
Registrován: 06. 01. 2015, 15:35
Bydliště: Starý Plzenec
Věk: 56

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#7

Příspěvek od Míra Pech »

Tak jsem to u sebe počítal dobře - 180x4x400x32 = 9216000 mikrokroků (uk) na jednu otáčku RA osy, což je těch 25600 uk/°.
Takže mi to pak vychází pro siderický pohyb na necelých 107 uk/s. Je to tak?
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#8

Příspěvek od Pupak »

Je.
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17620
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 50
Kontaktovat uživatele:

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#9

Příspěvek od MMys »

Tak zrovna Trinamic je jeden z velmi dobrých. Ale bohužel neeliminuje ten zásadní problém dvoufázových motorů, který je neeliminovatelný - tedy kolísavý moment. Tam pak může být driver jaký chce, ale pokud je uložení rotoru v magnetickém poli elastické (což je vždy), tak při kolísavém momentu motoru vznikne nelinearita vždy při nenulovém zatěžovacím momentu. A bez zpětné vazby se to driver nemá šanci dozvědět.

Řešení zvětšením počtu pólů je samozřejmě funkční, protože oscilace kolem správné polohy jsou menší, a menší je i doba, po kterou je to mimo polohu. Jenže to zase omezuje dynamiku, jak jsi se ostatně přesvědčil.

Ad řemeničky - koupit nevrtané, shodit (nebo upíchnout) nalisovaná čela, tu část pro řemen upnout do kleštiny a přesný otvor vysoustružit maličkým vnitřním nožem, Vybrousil jsem si ho ze zlámaného závitníku. Ale dají se i koupit:
https://www.aliexpress.com/item/4000157838525.html
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#10

Příspěvek od Pupak »

Tak to v podstatě dělám, protože origo díra je sice přesně vystředěná, ale velká. Kupuju je s dírou 5mm, protože nevrtané jsem na 2mm řemen nikde neobjevil. Jestli mi dáš tip, budu vděčen. I když ty fabrické řemenice jsou dělané na CNC, tak stejně nejsou úplně přesné a za mosaznou řemeničku M2 48z v setinové toleranci tady chtějí 2.5 litru bez DPH. Za 4 řemeničky 10 tisíc, je dost maso.
To kolísání momentu u 2f KM není zas taková trága. Motor 0.58 Nm je při dobře nastaveném šnekovém kole fakticky zatížen momentem kolem 0.1 Nm, takže ty momentové fluktuace nejsou tak moc významné. Pochopitelně ten balanc mezizubových poloh je dynamická záležitost. V 1/16 kroku ten malý motorek nezastavíš. To funguje u 3f Nema 34. Tam těch 10000 kroků opravdu je. Já na svoje CNC používám 3f Berger-Lahr motory a tam to fakt funguje. Ne už ty čínské kopie. Ty ani omylem.
Praxe ukáže, kde to má slabiny, takže se určitě vylepšovat bude.
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17620
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 50
Kontaktovat uživatele:

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#11

Příspěvek od MMys »

Nevrtané mi vždycky přišly z tyma.cz ale stejně jsou to asi nějaké ty čínské. Problém je že ta ozubená tyč, ze které to dělají, je asi lisovaná. Třeba by vyšlo přesněji si ji sám vyjezdit na CNC-čku.

Ale navíc, na periodické chybě stejně bylo vidět, jak nabíhají jednotlivé zuby na řemen (byť se bavíme o dolních jednotkách arcsec). Ale to bylo u mé třecí montáže, kde jsem měl sekundární převod nejprve řemeničkou. Tam jsem se natrápil i s excenticitou řemeničky i se zuby, ale bez výsledku.

Nakonec jsem i druhý převod udělal broušený třecí, a je klid. Celková chyba montáže je teď tak +/-1" za 10minut.

Popisuju to tady:
http://hvbo.cz/index.php?id=montaz

A i někde na AF to je.
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: Ladění krokových motorů na montáži

#12

Příspěvek od Pupak »

Tyma v katalogu M2 vůbec nemá, ale asi bych tam měl zavolat a ověřit to. Na tom CNC to vychází fakt draze. Moje mašinky jedou tak ve 3-4 stovkách, takže sám si je přesnější neudělám. Třecí převod je fajn, když děláš montáž podle vlastního návrhu, ale na úpravu tovární na to není moc prostoru. Tam se člověk musí někam vejít a nazdar. I tak jsem ten prostor na řemenici šneku musel dost brutálně frézovat a blbě se to upínalo. Tahle montáž je stejně jiná liga, než ta tvoje. Je sice o řád lepší EQ6 , ale zázraky od toho nečekám. Prostě se jen snažím to udělat co nejlíp to jde. Až udělám první testy na PEC, tak budu chytřejší a rozhodnu se, co dál.
Odpovědět