Dapatkah saya mengurangi konsumsi daya motor stepper dengan aman dengan menerapkan PWM pada input yang memungkinkan pengemudi?

9

Saya memiliki papan breakout driver motor stepper berdasarkan chip Allegro A4988. Saya perhatikan bahwa ketika motor statis, ia memiliki torsi yang jauh lebih baik daripada ketika bergerak. Saya memiliki konfigurasi baterai yang dioperasikan dan sebagian besar waktu motor stepper hanya digunakan untuk memegang posisi. Potensiometer pengaturan batas sudah ada di papan breakout jadi saya tidak bisa mengubahnya dengan mikro-controller saya.

Apakah saya dapat menerapkan sinyal PWM ke pin yang memungkinkan driver motor untuk mengubah arus yang masuk ke motor sehingga saya dapat menggerakkan motor pada level arus yang lebih tinggi ketika secara aktif bergerak dan mengurangi arus untuk menahan posisi?

Saya sebagian besar tertarik pada efek sinyal PWM akan memiliki kehidupan rangkaian pengemudi. Tidak ada dalam dosis lembar data itu mengatakan Anda bisa atau tidak bisa melakukan sesuatu seperti ini.

pwm stepper-motor Faken
sumber

2

Saya tidak yakin apa yang Anda maksud dengan 'potensiometer pengaturan batas', tetapi (dengan asumsi bahwa maksud Anda resistor indera saat ini dan (yang akan menjadi desain yang menarik, yang harus dicocokkan dengan resistor impedansi rendah) Saya membaca di halaman 9, di bagian Kontrol PWM Internal : $R_{S1}$ $R_{S2}$

Nilai maksimum pembatas arus ditentukan oleh pemilihan RSx dan tegangan pada pin VREF. Fungsi transkonduktansi diperkirakan oleh nilai maksimum dari pembatasan arus, (A), yang ditetapkan oleh $I_{TripMAX}$

$I_{TripMAX} = V_{REF} / ( 8 R_S)$

di mana adalah resistansi resistor indera (Ω) dan V_ {REF} adalah tegangan input pada pin REF (V). $R_S$

Apakah Anda memiliki akses ke pin REF (pin 17)? Jika demikian, menyesuaikan ini dengan DAC akan menghasilkan efek yang sama dengan memvariasikan resistor indera.

Jika tidak, input Aktifkan mungkin merupakan pilihan yang lebih baik daripada memotong daya atau menggunakan sleep atau pin mati, itu akan menimbulkan penundaan 1 ms (sesuai deskripsi di halaman 10).

Kevin Vermeer
sumber

Maaf, saya pikir resistor indra diatur secara permanen, potensiometer mungkin menyesuaikan pin REF (tidak tahu, tidak cukup tahu tentang elektronik). Saya kira masalahnya di sini adalah bahwa saya akhirnya akan menjalankan dua sinyal PWM yang tumpang tindih. Pertama, internal yang menggunakan resistor akal untuk mengontrol arus, kedua yang saya gunakan untuk mematikan FET.

Faken

Dari apa yang saya dapat kumpulkan, chip ini menggunakan indra penghambat untuk mendeteksi arus dan menyesuaikan PWM sehingga rata-rata keluar ke batas apa pun yang saya atur saat ini. Namun, apa yang terjadi jika saya tiba-tiba mulai mengganggu proses itu dengan mengaktifkan dan menonaktifkan FET dengan sangat cepat? Ini mungkin tidak memengaruhi mode langkah penuh, tetapi bagaimana dengan mode stepping mikro? Saya tahu tidak menggunakan pin shutdown atau sleep, yang mengacaukan sirkuit logika dan dapat mengatur ulang posisi langkah saya saat ini.

Faken

1

Anda harus PWM pin aktifkan secara perlahan. Lihatlah bentuk gelombang pada hal. 11: Anda ingin menjadi lebih lambat dari

periode 's tetapi secara signifikan lebih cepat dari

. Mengganggu sistem selama

, sedangkan FET aktif, akan menyebabkan kesalahan dalam tegangan output. Saya sarankan di suatu tempat antara

sebagai periode untuk PWM Anda jika itu mungkin.

V_{S T E P}

$V_{STEP}$

t_{o f f}

$t_{off}$

t_{f d}

$t_{fd}$

10 t_{o f f} < t_{P W M} < 0.1 t_{S T E P}

$10 t_{off}\ < t_{PWM} < 0.1 t_{STEP}$

Kevin Vermeer

5

Saya tidak dapat melihat apa pun di datasheet yang menyatakan bahwa pin yang diaktifkan tidak dapat diaktifkan. Sulit untuk mengatakan dari sirkuit internal jika itu akan menyebabkan masalah. Pin penonaktifan mematikan fets eksternal, yang mungkin berarti bahwa chip tidak dapat mensirkulasi ulang arus dengan benar, menyebabkan lonjakan tegangan. Namun, saya berharap Allegro akan menghadapi situasi itu, karena itu akan terjadi setiap kali Enable menjadi tinggi.

Jika Anda memiliki sopir cadangan, maka saran saya adalah coba saja.

Atau, Anda bisa mengurangi tegangan Vref, daripada menggunakan PWM. A4988 akan menangani pengurangan saat ini untuk Anda. Ini dapat dicapai dengan menarik pin Vref sedikit lebih rendah dengan resistor dan baik transistor atau pin MCU yang dapat beralih antara impedansi rendah dan tinggi.

Menarik pin Vref lebih rendah.

Solusi yang lebih baik mungkin untuk membuatnya otomatis. Gunakan sinyal langkah untuk mengisi daya kapasitor dengan cepat yang menarik tegangan Vref naik. Tidak adanya sinyal langkah memungkinkan tutup secara perlahan melepaskan, dan dengan itu tegangan Vref dan arus motor. Semakin cepat langkah, semakin tinggi Vref.

Berikut ini skema yang sangat kasar tentang bagaimana hal itu dapat bekerja. Saya hanya menebak nilai-nilai resistor, dan belum memeriksa bahwa mereka akan bekerja sama sekali. (Latihan diserahkan kepada pembaca). Skema yang sangat kasar

Roket
sumber

Jawaban yang bagus, saya sangat suka ide menggunakan pulsa untuk secara otomatis mengubah pengaturan saat ini. Sayangnya ini ada di papan breakout dan saya tidak punya akses ke pin Vref jadi saya tidak bisa melakukan apa-apa selain menyesuaikannya dengan obeng plastik kecil.

Faken

Terima kasih. Sayang sekali tidak memiliki akses ke pin Vref, karena itu akan memberi Anda kontrol arus halus yang bagus. Mungkin Anda bisa menyolder kawat kecil ke panci?

Rocketmagnet

Saya bingung antara jawaban mana yang harus diterima. Jawaban Nether sebenarnya menjawab pertanyaan saya. Jawaban Rocket sangat baik dilakukan dan memiliki beberapa konsep yang sangat keren tetapi komentar Kevin memberi saya setidaknya beberapa wawasan tentang apa yang harus dilakukan.

Faken

Sudahkah Anda mencobanya? Saya pikir itu akan menjadi satu-satunya cara untuk mendapatkan jawaban yang pasti. Karena tidak ada dalam datasheet tentang hal itu, tidak ada yang bisa benar-benar tahu tanpa mencobanya.

Rocketmagnet

0

Tentu Anda dapat menggunakan PWM, tetapi motor stepper Anda mungkin mulai sedikit bersiul dengan frekuensi PWM. Pilih frekuensi tinggi yang tidak dapat Anda dengar (> 20kHz) atau hidup dengan peluit.

jippie
sumber

Pertanyaannya adalah tentang PWM ke elektronik penggerak, bukan motor itu sendiri.

vsz

Dapatkah saya mengurangi konsumsi daya motor stepper dengan aman dengan menerapkan PWM pada input yang memungkinkan pengemudi?

Jawaban: