-Музыка

Эксперимент

Дневник

Вторник, 23 Мая 2017 г. 01:54 + в цитатник

с оптическим энкодером, посаженным на вал шагового двигателя, признан неудачным в силу просчёта количества импульсов на оборот и количества прорезей на колесе.


Дело в том, что некто Luckyboy предостерегал о подводных камнях и шутках производителя, учтено в эксперименте, и действительно, все три оптопары стояли перпендикулярно, но лишь один из приёмников работал. Ну, алиэкспресс получает неуд, потому как остальные два слышали инверсный сигнал, да и тот срабатывал по неизвестной закономерности, т.е. меандр удалось увидеть только на одном приёмнике.


encoder (640x523, 246Kb)

Главный же просчёт заключался в том, что по опыту работы с ШД знаю, что шаг двигателя 1,8°, т.е. 200 шагов на оборот, и этих 100 прорезей с отловом состояний обоих фронтов и спадов в теории должны были перекрыть необходимую точность для отлова каждого шага. Однако мной не было учтено, что двигатель на драйвере TB6560 работает в полушаговом режиме (выставляется джамперами или DIP-переключателями на плате контроллера STEP-DIR), и когда мы даём 200 шагов в LPT-порт, он делает не 1 оборот, а лишь четверть оборота или меньше, даже с учётом рампинга! То есть пропуск шагов при отладочной прошивке исключён. Конечно же, в таком режиме даже при высокой частоте сканирования и тактирования сканирующего контроллера, отсутствии прерываний (для отлова фронта и спада меандра), шагов получается лишь 50. А с такими показателями можно только выводить координаты на семисегментные индикаторы «для любопытства», отлова пропущенных шагов не происходит, а значит, затея при 100 рисках смысла не имеет.




В поисках оптических энкодеров пересмотрел все мышки в доме, обнаружил только одну заурядную офисную A4Tech (респект!), у которой на колёсике был оптический с 50 прорезями, чего крайне мало, а шариковые мыши по типу Дугласа Энгельбарта и того меньше - 40 прорезей. Все остальные мыши имели на борту механический энкодер, а самый худший, дребезжащий был у Defender, что сразу же клеймом на фирме, хотя и мыши больше 10 лет.

Рубрики:  этот удивительный мир вокруг нас

Метки:  

Как мне нравится

Дневник

Пятница, 21 Апреля 2017 г. 03:51 + в цитатник

всё же по аккуратности монтаж серьёзной электроники прошлого. Редкие и крайне дорогие девайсы из любовно выточенного алюминия, МГТФ, наша элементная база - на вид так совсем конфетка. Нарвался на постик http://dimon-w.livejournal.com/190344.html Устрою-ка я мирное соревнование 2х политических систем. Гы-гы. про ГДРовский и СССРовский оптические энкодеры (датчики углового перемещения), ну красота же.



А вот вытащенный то ли из корейского ксерокса, то ли из плоттера, канувший в лету оптический энкодер на 1000 шагов. Вернее, прорезей. На диске порядка 30...40 мм в диаметре расположены 1000 тончайших прорезей и два диода с приёмниками. Всё это счастье одето в чёрный светонепроницаемый кожух и сидело на валу обычного двигателя постоянного тока.


Энкодер на 1000 шагов (525x700, 46Kb)

Но, кроме как электроэрозионной обработкой я не представляю, как сделать подобные микронные прорези. Лазер дорого, ибо каждый врез и прорезь (1000 шт.) стоит огого, несмотря на дешевизну резки контуров как таковой (для сравнения: выходная цена небольшой гнутой детали, контур которой был отфрезерован и вырезан на лазере имела отношение 650 к 252 р). Лазер сравним с ножницами, где каждый врез есть сквозной пробой материала, канцелярскими ножницами тоже бумага травмируется, если резать не с краю, а дальше по контуру уже легче идёт, подплавляя и закаляя край.



Зачем мне энкодеры? Я всё же хочу прикрутить их к станку на валы шаговых двигателей для контроля пропуска шагов. Поскольку KCam4 хоть и имеет интерфейс для входа данных о текущем местоположении (!), данный функционал нереализуем на одном LPT-порту, и весь функционал вынесен на плату MaxStepper. Плата, разумеется, продаётся Kellyware за североамериканскую валюту с доставкой из-за океана, и поэтому является товаром почти подсанкционным. Люди делают клоны на ATMega16, побайтово разбирая протокол общения, и всё ради буфера в 40 команд-фреймов, аппаратную круговую интерполяцию и отсутствие тормозов LPT-порта. Но реализации подобных клонов MaxStepper, увы, заслуживают глубокой переработки, поскольку не содержат самого нужного - интерфейса пульта и входов энкодеров, да и делает всяк кулик для своего ЧПУ, посему это не наш путь. Mach3 с доступом ко второму LPT решает проблему нехватки пинов, но это уж тем более не наш путь.


Пошукав по интернетам тему контроля фактических шагов ШД и запланированных, пришёл к неутешительному выводу, что кустари либо оставляют ШД «as is» без контроля шагов, либо ставят сервоприводы (что тоже не вариант) либо совсем уж ушлые схемотехники меряют ток на обмотках чтобы отловить холостые шаги. Некоторые предлагают использовать лазер и камеру от мышек, чтобы та сама анализировала напечатанную на принтере чёрно-белую картинку и вычисляла перемещения «мыши». Самое экстремальное решение, предложенное форумчанами заключалось в том, чтобы повесить на торец вала стрелку, а параллельно этому валу поставить ещё один шаговый двигатель попроще, тоже со стрелкой, который бы повторял шаги синхронно (электрически распараллелить) с основным. Итогом подсчёта погрешности и пропуска шагов должно составить отклонение стрелок друг от друга. Однако видимый результат увидим только в устойчивом положении остановленных двигателей, когда уже заготовка запорота.


Один из вариантов контроля шагов мне показался привлекательнее всего - оптический энкодер даёт на выходе 4 состояния (00-01-11-10) , которые с лёгкой руки готового схемотехнического решения на базе элементов ЛА7 превращаются в показания вида STEP-DIR. Которые можно легко сравнить с показаниями на входе реального STEP-DIR контроллера ШД. Причём сравнить можно и без умного контроллера, лишь счётчиками импульсов типа ИЕ11. А затем результаты подсчёта шагов сравнить чем-то вроде элементов AND или XOR, и при несовпадении хотя бы одного из битов жать кнопку E-Stop (опускать соответствующий контакт в землю). Ведь пропуск 1 шага хоть и нечувствителен, но при пропуске 200 шагов мы имеем 1 потерянный оборот ШД.


Первым минусом данной схемы является неясность с дребезгом схемы на ЛА7, временные диаграммы появления импульсов, а также предельная частота отлова импульсов счётчиком, ибо наказанием будет остановка двигателя и исполнения G-кода. Однако, непроверенная схема.


Вторым моментом является физическая реализация - на аликспрессе доступны энкодеры на 200 прорезей за 150 рублей, с диодами и приёмниками, но чтобы к этому прийти, надо погасить внутреннего еврея✡.


​ШД станка без редуктора имеет разрешение 1,8°/шаг, то есть полный оборот вала достигается 200 шагами. Энкодер на 200 прорезей кажется избыточным, поскольку выходных линий фотоприемника 2 (4 состояния), т.е. 200 прорезей в теории дают 800 состояний, разрешение растет в 4 раза. А ведь входной поток импульсов от датчиков энкодера нужно считать и соотносить с шагами аппаратно. Посему для загрубления избыточной точности можно воспользоваться для первого раза дисками энкодеров из шариковой мышки, которая как раз имеет диски с 50 прорезями.


Другое дело, что всё это полезное изобретение не будет иметь с KCam связи и будет служить либо кнопке аварийного останова, либо просто людине за станком, уж графическое представление пропущенных шагов с кнопочкой обнуления я приделаю на дисплее от Nokia 1616.




Незаметно для себя я также реализовал функционал поиска абсолютного нуля в софтине на VB6 за счёт перемещений по осям и отлавливания нажатий концевых датчиков по состоянию &H379 LPT-порта, ведь даже 3D-принтер это делает сам перед печатью каждой модели.

Рубрики:  этот удивительный мир вокруг нас

Метки:  

 Страницы: [1]