Небольшой обзор и сравнительный тест драйверов leadshine DM856 и HY-DIV268N-5A (TB6600) Для тех кто собирает оборудование ЧПУ но до конца не разобрался в плюсах и минусах этих драйверов.
В конце обзора будет видео работы этих драйверов в различных режимах ну а пока немного фото и описание характеристик данных драйверов.
И так, доайвер шагового двигателя HY-DIV268N-5A собран на микросхеме ToshibaTB6600
Данное устройство представляет собой микрошаговый драйвер для гибридных двухфазных
шаговых двигателей с питанием 12-48 VDC. Драйвер может быть использован для управления
двигателями с динамическим напряжением от 12В до 48В и потребляемым током не более 5А. Для двигателей
типовых размеров от Nema 14 до некоторых
моделей Nema 34 (Однако стоит оговориться, как показывает практика не рекомендуется подавать на драйвер напряжение выше 36в так-как при нештатной ситуации или не правильных режимах работы от обратной ЭДС от двигателей эти драйвера очень быстро выходят из строя.)
Характеристики драйвера:
— управление средним током, двухфазные синусоидальные выходные сигналы;
— Напряжение питания: 12-48 VDC, интегрированный регулятор 5В и 12В;
— опто-изолированные порты ввода и вывода;
— защита от повышенного и пониженного напряжения, превышения по току и КЗ;
— Входной ток: от 1А до 5А;
— Выходной ток: от 0,2А до 5А (рабочий ток 4,5А, пиковый ток 5А на 200мс);
— Температурный диапазон работы: от -10℃ до 45℃, хранение от -40℃ до 70℃. Избегайте
образования конденсата и попадания влаги на драйвер;
— Вес: 200г. Контрольные сигналы:
На Рис.1 представлена схема подключения драйвера. Расшифровка обозначений:
PLS+: Разъем для получения тактового сигнала со знаком «плюс»;
PLS-: Разъем для получения тактового сигнала со знаком «минус»;
DIR+: Разъем для получения сигналов направления со знаком «плюс»;
DIR-: Разъем для получения сигналов направления со знаком «минус»;
ENA+: Разъем для получения сигналов о блокировке работы со знаком «плюс»;
ENA-: Разъем для получения сигналов о блокировке работы со знаком «минус»;
По сути этот драйвер ШИМ регулятор, способный удерживать заданный ток в обмотках двигателя. Ток выставляется при помощи рычажковых переключателей рядом с клемной колодкой. Также драйвер может делить шаги до 1/16 что делает работу двигателя более плавной и позволяет добиться большей точности.
Драйвер шагового мотора Leadshine DM856 представляет собой более продвинутую модель.
Данный драйвер относится к цифровым устройствам и имеет микропроцессорное управление а силовая часть выполнена на полевых транзисторах IRF540 Немного о характеристиках Leadshine DM856
Ток до 5,6А, напряжение питания до 80В, есть возможность подключения к компьютеру для настройки, с таким драйвером работа шагового двигателя на низких скоростях становится полностью бесшумной.
— функция анти-резонанса, позволяет получить полный крутящий момент двигателя на резонансных среднечастотных областях
— автотестирование двигателя и автонастройка пропорциональных и интегральных коэффициентов, позволяет добиться оптимальной работы различных моторов
— технология мульти-степпинга, позволяет увеличивать низкое разрешение импульсов шага на входе, увеличивает кол-во микрошагов на выходе драйвера для более плавной работы двигателя
— программная настройка микрошага, от полного шага до 102400 шагов/оборот
— напряжение питания до +80В
— программная настройка выходного тока, от 0.5 до 5.6А
— входная шастота импульсов до 200КГц
— отпически изолированные входы и совместимость с ТТЛ-логикой
— автоматическое уменьшение тока при простое двигателя
— подходит для 4, 6, 8-и выводных биполярных двигателей
— защита от перенапряжения, от превышения тока и обрыва обмоток двигателя
Подключение драйверов аналогично HY-DIV268N-5A настройка производится при помощи переключателей на самом драйвере или через разъем RS2320 при помощи фирменной утилиты ProTuner. При настройке через компьютер можно добиться абсолютно бесшумной работы шаговых моторов.
Преимущества цифровых драйверов Leadshine над обычными драйверами:
Набор функций для борьбы с резонансом;
Автоматическое определение параметров подключенного двигателя, и выставление оптимальных настроек для него;
Микрошаг до 102400 имп/об;
Автоматическое регулировании тока удержания;
ПИ-регулятор для контроля тока обмоток;
Максимальная входная частота до 200кГц;
Поддержка режимов работы PUL/DIR и CW/CCW;
Возможность тонкой настройки с персонального компьютера;
Возможность тестирования работы двигателя в отсутствие внешнего источника импульсов, благодаря встроенному генератору.
Рассмотрим подробнее особенности цифровых драйверов, и возможности их использования в реальных ситуациях.
При подключении нового двигателя к цифровому драйверу, последний автоматически определяет параметры двигателя, устанавливая необходимый максимальный рабочий ток. Эта функция очень полезна в тех случаях, когда под рукой нет спецификаций на подключаемый двигатель, и его рабочий ток неизвестен. Однако, выставить максимальный ток двигателя можно и принудительно, с помощью переключателей на драйвере, либо конфигурированием с компьютера посредством программы ProTuner. Выбор режима конфигурирования тока (переключатели или компьютер) осуществляется переключателями SW1, SW2, SW3. Когда эти переключатели находятся в положении «OFF», «работают» настройки, выставленные с компьютера. Иное их положение задает максимальный ток двигателя в зависимости от того, какой переключатель в каком положении находится, при этом настройки с компьютера игнорируются.
Что касается режима микрошага, то конечно же, он не выбирается автоматически. Его конфигурация производится вручную, либо с помощью переключателей, либо с компьютера через программу ProTuner. Алгоритм аналогичен установкам тока. Переключатели SW5 – SW8, в установленном положении «ON», определяют конфигурирование с компьютера; любое иное положение этих переключателей задает микрошаг в соответствии с тем, какой переключатель в каком положении находится, при этом настройки с компьютера игнорируются.
Вообще, конфигурирование тока и микрошага с помощью компьютера оказывается очень удобным в тех случаях, когда физический доступ пользователя к драйверу ограничен.
Также компьютер дает возможность провести тонкую настройку иных параметров, конфигурирование которых в обычных драйверах даже не предусмотрено.
Например настройка коэффициента пропорциональности и постоянной времени интегрирования для встроенного ПИ-регулятора тока. При использовании обычного драйвера, вы не можете быть точно уверены в том, что реальный рабочий ток двигателя соответствует установленному. Он может быть больше установленного – в этом случае происходит избыточный нагрев двигателя, потери мощности, ввиду возросшего сопротивления. Ток может быть также меньше установленного – в этом случае двигатель не будет развивать заявленного крутящего момента. Эти отклонения тока от заданного значения невелики, однако они возможны.
Возможны потому, что большинство обычных драйверов имеют схемотехнику пропорционального регулирования тока. Как известно из теории автоматического регулирования, при использовании только пропорциональной составляющей, неизбежна остаточная неравномерность, при которой реальное значение будет меньше заданного. При достаточно большом коэффициенте пропорциональности, остаточной неравномерности не будет, однако возникнут незатухающие колебания, приводящие к тому, что реальное значение тока будет то больше, то меньше заданного.
Цифровые драйвера Leadshine имеют встроенный пропорционально-интегральный регулятор. Интегральная составляющая позволяет убирать остаточную неравномерность при заданном коэффициенте пропорциональности, исключающем возможность автоколебаний. ProTuner позволяет не только менять эти коэффициенты, но и просматривать реальные значения тока и его отклонения от заданного значения с помощью графиков.
Рис. 2. Постоянная времени интегрирования Ki равна 0, то есть выключена. На графике видно, что при этом реальное значение тока двигателя меньше установленного. Крутящий момент при этом меньше паспортного значения.
Рис. 3. При правильно подобранных настройках регулятора реальное значение тока двигателя равно заданному. Крутящий момент соответствует паспортному значению.
Ещё одной важной возможностью, реализуемой с помощью программы ProTuner, является борьба с резонансом. Как известно, существует три области резонансных частот шагового двигателя, каждая из которых имеет свою природу: низкочастотная, среднечастотная, высокочастотная. Теоретическое определение резонансной частоты любой области является очень трудоемким делом, и, как правило, эти никто не занимается. Работа строится по принципу «авось пронесёт», и если вдруг «не проносит», то уже в этом случае начинают приниматься какие-то меры, например увеличивают момент инерции нагрузки, ставят демпфирующие муфты, и т.д.
ProTuner позволяет выявлять резонансные частоты еще на стадии наладки, и устранять резонанс. Это производится с помощью внутреннего генератора импульсов цифрового драйвера Leadshine.
Рис. 4. В верхней части настройки микрошага, тока и режима работы. В средней части антирезонансные настройки. В нижней части окна производится управления встроенным генератором импульсов.
Двигатель с нагрузкой (именно с рабочей нагрузкой!) подключается к драйверу, далее, как видно из рисунка 4, можно плавно менять частоту генератора, и пройти весь диапазон частоты вращения вала двигателя. При этом можно физически наблюдать, при какой частоте генератора возникает резонанс двигателя, после чего в соответствующей резонансной области пользователь меняет значения «Amp» и «Phase», подбирая их опытным путём, вплоть до устранения резонанса.
Как видим, цифровой драйвер в большинстве случаев оказывается предпочтительнее обычного, несмотря на чуть более высокую цену, так как взамен пользователь получает множество функций, которые невозможны на обычных аналоговых драйверах.
Стоимость драйверов сильно отличается, на данный момент стоимость HY-DIV268N-5A составляет 12$ так как Leadshine DM856 35$ Однако из описания видно за что стоит переплатить и получить более качественный продукт.
В заключении как и обещал небольшое видео теста. Сравнивать будем на одной оси станка при напряжении 24в и делении шага 1/8 шаговый мотор типоразмера nema23
его маркировка FL57STH76-2804A Блок питания 24в. 15а. Шаговый мотор FL57STH76-2804A
Планирую купить+16Добавить в избранноеОбзор понравился+27
+43
Не совсем понятна фраза " Он может быть больше установленного – в этом случае происходит избыточный нагрев двигателя, потери мощности, ввиду возросшего сопротивления."
Драйвер стабилизирует ток. Потери момента не произойдет, уменьшиться только максимальная подача ( скорость вращения вала) при заданном питающем напряжении.
Этот обзор интересен тем кто интересуется ЧПУ…
… люди, ну не нравится вам обзор, не ваша эта тема, зачем обсирать!?
Есть другие, вас интересующие темы, иди сраться туда, будьте мудрей. Человек старался для общества, за это ему ПЛЮС.
«Однако из описания видно за что стоит переплатить и получить более качественный продукт» ничего себе реклама, в описании параметров видно что их много… И все, а вот нужны ли они рядовому потребителю, очень спорно.
Если только рядовому потребителю нравится слушать дребезг станка от резонансных частот, то да, можно не заморачиваться, а если нужна плавная и тихая работа на всем диапазоне скоростей то лучше разобраться с параметрами.
По видео четко видно, что мотор (система) 2 м/с имеет резонанс. А, как хорошо известно, выше резонанса мощность привода резко падает — что и последовало. Если автор делает фрезерный станок для демонстрации окружающим, как оно быстро все бегает, то возражений нет. А теперь попробуйте что-то фрезеровать на такой скорости — пропуски и срывы входят в комплект.
Микрошаг уменьшает только шум, переводя «прямоугольную» форму тока к «синусу». Чем больше дробление, тем чище синус — уменьшается величина ВЧ гармоник. Но, включение микрошага сразу снижает мощность связки драйвер-мотор.
Кстати, о шуме. Напоминаю, речь идет о фрезерном станке. Вы когда-нибудь слышали, как он =работает=? Не по видео, где всё закрывают музыкой, а в реалии? На фоне того, что делает фреза, легкое попискивание приводов звучит как успокаивающая музыка. Я не против «микрошага», у меня самого стоит /16, но не стоит переоценивать его значимость.
Стоит ли брать «продвинутый» контроллер вместо «тупого»? Конечно стоит, но совсем не по тому, что описано в обзоре.
В приводе есть две беды — срыв и пропуск шага.
Пропуск происходит из-за чрезмерно высокого скоростного режима, когда мощности привода падает (т.е. выше резонанса); вторая причина — включение микрошага. Микрошаг не повышает дискретности/точности установки позиции. У мотора лишь несколько позиций, в которых он может устойчиво находится в режиме удержания. При остановке привода или ударном воздействии, мотор встанет в _устойчивое_ состояние, а не в то, что «хотел» микрошаг. В итоге — капля за каплей, и позиция 0:0 станка поплыла… )) Очень «помогает» при тонких многопроходовых фрезеровках.
Срыв — это тот-же пропуск, только фатальный, когда теряется синхронизация поля и вращения мотора. Этот как клин в болгарке. После этого события фрезеровка невозможна — портится как заготовка, так и точка 0:0 — перезапуск (зачастую) невозможен и многочасовая работа в мусор. А вы в курсе, что фрезеровка может идти и 12часов-сутки? ))
Причина срыва — недостаточная мощность (всего) привода для выбранной оператором скорости. Виноват в этом только тот, кто собрал и настроил. Протягивать ножки надо по тому одеялу, что купили. А не «разгонять» его.
Далее… а это надо? Мне нет. Когда я понял проблемы станка, то сел и сделал (не купил на али и не стянул с инета) собственный управляющий контроллер. Он и сглаживает и умножает и (попутно) вводит ручное управление с джойстиков. Можно было купить готовое, но мне хотелось опробовать некоторые алгоритмы. Так вот, обычный мотор можно разогнать до х3(4) от скорости резонанса. Никакими S кривыми вы этого не добьетесь, получите срыв. Но, насмотревшись чудес с механикой, я снизил скорость ниже резонанса и на сем остановился. Скорость позиционирования для фрезера (а именно это нам и показывали на видео) — это красивая реклама, не более того. В нормальном режиме фрезер фрезерует (вот неожиданность!) и важна лишь полномощностная часть скоростной характеристики привода.
По самой статье: написана в стиле — купите дорогое, оно лучше. Не спорю, лучше. Вот только, дешевый контроллер простой и безмозглый (кстати, и легко сжигаемый), а дорогой с мозгами и многое умеет. Но вот нюанец — дешевый и тупой глючить не может, ему глючить нечем. А что «дорогой»? Я не знаю, в статье как-то не много.
А вообще, при выборе из этих двух, я бы сейчас выбрал тот, который поддерживает бОльшее напряжение. А всё остальное — только как бонус.
Remark:
По поводу дешевых драйверов — их еще надо правильно настраивать. Выбор «максимальных» настроек не всегда приводит к самым лучшим показателям. На своем я даже снизил ток. И еще, я не уверен, что автор правильно настроил режим торможения, от этого такой свист.
Микрошаг уменьшает только шум, переводя «прямоугольную» форму тока к «синусу». Чем больше дробление, тем чище синус — уменьшается величина ВЧ гармоник.
синуса там быть не должно по определению, если драйвер генерирует синус, а не прямоугольные импульсы, то в мусорное ведро такой драйвер, при изменении микрошага должна меняться только скважность импульсов, и только
Но, включение микрошага сразу снижает мощность связки драйвер-мотор.
синуса там быть не должно по определению, если драйвер генерирует синус, а не прямоугольные импульсы, то в мусорное ведро такой драйвер, при изменении микрошага должна меняться только скважность импульсов, и только
сори перепутал с импульсами от контроллера, вы все верно написали
Рад, что вам понравилось.
Знаете, в чем недостаток минус кидания стулом? Когда-нибудь вы до чего-нибудь дойдете (возможно), но спросить уже не получится.
В отличии от Вас я много читаю, но обычно не пишу категоричных суждений, не имея твердых подтверждений. Нужен список? Пожалуйста:
— "как хорошо известно, выше резонанса мощность привода резко падает" — кому это известно и где почитать официальные исследования на этот счет?
— "включение микрошага сразу снижает мощность связки драйвер-мотор" — не снижает, подтверждения имеются как в частных опытах, так и от того же Лидшайна.
— "На фоне того, что делает фреза, легкое попискивание приводов звучит как успокаивающая музыка" — если пилить тупой фрезой лист дюраля или кукурузой фанеру 10мм, тогда да, а если резать вчистую барельефы или кроить ПВХ, то фрезы и не слышно, слышно только вой движков и механики.
— "Микрошаг не повышает дискретности/точности установки позиции" — повышает и точность (с оговорками на погрешность изготовления самого двигателя) и дискретность.
— "У мотора лишь несколько позиций, в которых он может устойчиво находится в режиме удержания. При остановке привода или ударном воздействии, мотор встанет в _устойчивое_ состояние, а не в то, что «хотел» микрошаг" — при остановке или ударном воздействии мотор встанет в позицию микрошага (с возможным проскакиванием какого-то количества полных шагов).
— "Скорость позиционирования для фрезера… — это красивая реклама, не более того" — скорость холостых перемещений фрезера — это довольно значимый параметр. Неважным он может быть только на ювелирных станках с полем 10х10 см.
— "дешевый и тупой [драйвер] глючить не может" — то-то на форумах столько жалоб на 6560 и 6600.
Микрошаг уменьшает только шум, переводя «прямоугольную» форму тока к «синусу». Чем больше дробление, тем чище синус — уменьшается величина ВЧ гармоник. Но, включение микрошага сразу снижает мощность связки драйвер-мотор.
оригинальные, да стоят дорого. Эти тоже работают хорошо, даже к программе подключаются, но в качестве сборки бывают сюрпризы, непропаи и прочее но у меня все работают
сегодня на обзоре: 3ЙqhgЩроп против {l;l^*GDN
то и читать уже как то не хочется, хотя труд приложен не малый.
Не совсем понятна фраза
" Он может быть больше установленного – в этом случае происходит избыточный нагрев двигателя, потери мощности, ввиду возросшего сопротивления."
Драйвер стабилизирует ток. Потери момента не произойдет, уменьшиться только максимальная подача ( скорость вращения вала) при заданном питающем напряжении.
Стоимость в 119 баксов как бы намекает :)
Электролит надо бы в зеленую зону повернуть, а то уж слишком близко он к шунтам.
… люди, ну не нравится вам обзор, не ваша эта тема, зачем обсирать!?
Есть другие, вас интересующие темы, иди сраться туда, будьте мудрей. Человек старался для общества, за это ему ПЛЮС.
Микрошаг уменьшает только шум, переводя «прямоугольную» форму тока к «синусу». Чем больше дробление, тем чище синус — уменьшается величина ВЧ гармоник. Но, включение микрошага сразу снижает мощность связки драйвер-мотор.
Кстати, о шуме. Напоминаю, речь идет о фрезерном станке. Вы когда-нибудь слышали, как он =работает=? Не по видео, где всё закрывают музыкой, а в реалии? На фоне того, что делает фреза, легкое попискивание приводов звучит как успокаивающая музыка. Я не против «микрошага», у меня самого стоит /16, но не стоит переоценивать его значимость.
Стоит ли брать «продвинутый» контроллер вместо «тупого»? Конечно стоит, но совсем не по тому, что описано в обзоре.
В приводе есть две беды — срыв и пропуск шага.
Пропуск происходит из-за чрезмерно высокого скоростного режима, когда мощности привода падает (т.е. выше резонанса); вторая причина — включение микрошага. Микрошаг не повышает дискретности/точности установки позиции. У мотора лишь несколько позиций, в которых он может устойчиво находится в режиме удержания. При остановке привода или ударном воздействии, мотор встанет в _устойчивое_ состояние, а не в то, что «хотел» микрошаг. В итоге — капля за каплей, и позиция 0:0 станка поплыла… )) Очень «помогает» при тонких многопроходовых фрезеровках.
Срыв — это тот-же пропуск, только фатальный, когда теряется синхронизация поля и вращения мотора. Этот как клин в болгарке. После этого события фрезеровка невозможна — портится как заготовка, так и точка 0:0 — перезапуск (зачастую) невозможен и многочасовая работа в мусор. А вы в курсе, что фрезеровка может идти и 12часов-сутки? ))
Причина срыва — недостаточная мощность (всего) привода для выбранной оператором скорости. Виноват в этом только тот, кто собрал и настроил. Протягивать ножки надо по тому одеялу, что купили. А не «разгонять» его.
Далее… а это надо? Мне нет. Когда я понял проблемы станка, то сел и сделал (не купил на али и не стянул с инета) собственный управляющий контроллер. Он и сглаживает и умножает и (попутно) вводит ручное управление с джойстиков. Можно было купить готовое, но мне хотелось опробовать некоторые алгоритмы. Так вот, обычный мотор можно разогнать до х3(4) от скорости резонанса. Никакими S кривыми вы этого не добьетесь, получите срыв. Но, насмотревшись чудес с механикой, я снизил скорость ниже резонанса и на сем остановился. Скорость позиционирования для фрезера (а именно это нам и показывали на видео) — это красивая реклама, не более того. В нормальном режиме фрезер фрезерует (вот неожиданность!) и важна лишь полномощностная часть скоростной характеристики привода.
По самой статье: написана в стиле — купите дорогое, оно лучше. Не спорю, лучше. Вот только, дешевый контроллер простой и безмозглый (кстати, и легко сжигаемый), а дорогой с мозгами и многое умеет. Но вот нюанец — дешевый и тупой глючить не может, ему глючить нечем. А что «дорогой»? Я не знаю, в статье как-то не много.
А вообще, при выборе из этих двух, я бы сейчас выбрал тот, который поддерживает бОльшее напряжение. А всё остальное — только как бонус.
Remark:
По поводу дешевых драйверов — их еще надо правильно настраивать. Выбор «максимальных» настроек не всегда приводит к самым лучшим показателям. На своем я даже снизил ток. И еще, я не уверен, что автор правильно настроил режим торможения, от этого такой свист.
Микрошаг не влияет на крутящий момент.
Знаете, в чем
недостатокминус кидания стулом? Когда-нибудь вы до чего-нибудь дойдете (возможно), но спросить уже не получится.— "как хорошо известно, выше резонанса мощность привода резко падает" — кому это известно и где почитать официальные исследования на этот счет?
— "включение микрошага сразу снижает мощность связки драйвер-мотор" — не снижает, подтверждения имеются как в частных опытах, так и от того же Лидшайна.
— "На фоне того, что делает фреза, легкое попискивание приводов звучит как успокаивающая музыка" — если пилить тупой фрезой лист дюраля или кукурузой фанеру 10мм, тогда да, а если резать вчистую барельефы или кроить ПВХ, то фрезы и не слышно, слышно только вой движков и механики.
— "Микрошаг не повышает дискретности/точности установки позиции" — повышает и точность (с оговорками на погрешность изготовления самого двигателя) и дискретность.
— "У мотора лишь несколько позиций, в которых он может устойчиво находится в режиме удержания. При остановке привода или ударном воздействии, мотор встанет в _устойчивое_ состояние, а не в то, что «хотел» микрошаг" — при остановке или ударном воздействии мотор встанет в позицию микрошага (с возможным проскакиванием какого-то количества полных шагов).
— "Скорость позиционирования для фрезера… — это красивая реклама, не более того" — скорость холостых перемещений фрезера — это довольно значимый параметр. Неважным он может быть только на ювелирных станках с полем 10х10 см.
— "дешевый и тупой [драйвер] глючить не может" — то-то на форумах столько жалоб на 6560 и 6600.
вообще цифровые лидшайны вроде 80-100$ стоят, но надежные штуки.