Независимый Ювелирный Форум

-
http://www.jwiki.ru
Текущее время: 22 ноя 2018, 15:23

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 41 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Пропуск шагов (кратко и фрагментарно о пропусках шагов)
Номер сообщения:#11  Сообщение Добавлено: 14 окт 2014, 08:03 
Не в сети

Зарегистрирован: 28 дек 2013, 08:52
Сообщения: 96
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 36 раз.
igor, спасибо за благодарность за пост,
и с днём рождения!



За это сообщение автора Прохожий поблагодарил: igor (14 окт 2014, 08:50)
  Рейтинг: 16.67%
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Pulse width,Sherline 1/2 Pulse mode,Kernel Speed,Step Freque
Номер сообщения:#12  Сообщение Добавлено: 14 окт 2014, 09:00 
Не в сети

Зарегистрирован: 28 дек 2013, 08:52
Сообщения: 96
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 36 раз.
Шире шаг
Pulse width, Sherline 1/2 Pulse mode, Kernel Speed, Max Step Frequency, etc.

Для начала предположим, что станок управляется прямо через параллельный порт, т.е. кабель идёт от LPT порта компьютера в контроллер, без всяких USB и Ethernet.

Как известно, тот способ управления, каким Mach3 управляет драйверами моторов, известен как STEP/DIR. На драйвер подаётся два сигнала (по двум проводам): STEP (шаг) и DIRection (направление). Ритм задаётся тактовой частотой (Kernel Speed), за один такт может сгенериться не более одного шага. Когда драйвер обнаруживает появление сигнала STEP (т.е. на наших иллюстрациях уровень STEP переключился с низкого на высокий), он поворачивает мотор на 1 шаг. В момент обнаружения сигнала STEP (или где-то очень вскоре после обнаружения) драйвер смотрит, есть ли сигнал DIR, т.е. низкий или высокий уровень DIR, и соответственно поворачивает мотор в том или противоположном направлении. Слово «момент» тут не совсем правильное: и формирование сигнала, и его обнаружение занимают некоторое время.

Рисунок StepDir иллюстрирует сигналы STEP/DIR: видно, что DIR изменяется за некоторое время до выдачи очередного STEP, чтобы к началу шага сигнал DIR был уже в нужном состоянии (этот и ряд других рисунков – с purelogic.ru):

Вложение:
StepDir.png
StepDir.png [ 1.21 КБ | Просмотров: 6869 ]

После того, как STEP продлился нужно время – не имеет знчения, когда его уровень изменится обратно на низкий. Т.е. ничего страшного, если он продлится дольше необходимого. А вот если STEP оказался короче нужного времени (не успел установиться, или драйвер не успел его обнаружить и обработать) – произойдёт страшное: пропуск шага. А если к началу STEP не успел установиться нужный уровень DIR – ещё страшнее: шаг в не туда.

Минимальная длительность STEP, которую можно установить в Mach3 (Step Pulse в меню Config / Motor Tuning) – 1 µs (микросекунда). Если бы импульсы формировались аппаратно, 1 µs могло бы быть более чем достаточно. Но импульсы формируются под общим управлением Windows, которым как раз к началу импульса может вдруг понадобиться заняться чем-то более важным и срочным, чем подавать всякие сигналы Вашему станку. В результате пока начнёт формировать импульс – пора уже и прекращать его. Драйвер его и почувствовать не успеет. Или, скажем, Windows опоздает с DIR – и снова шаг в не туда. Так что DIR лучше делать раньше, а STEP – ширше.

Предположим, при длине такта 10 µs был STEP = 3 µs (график STEP A на рисунке Step-3-9.png). Вы решили улучшить ситуацию, удлинив STEP, и сделали STEP = 9 µs (график STEP B):

Вложение:
Step-3-9.png
Step-3-9.png [ 4.17 КБ | Просмотров: 6869 ]

В результате, однако, скважина стала 1 µs, и пропустить её даже вероятней, чем прежний 3 µs импульс. Становится понятно, что идеальной является скважность 2, i.e. duty cycle 50%, т.е. меандр, т.е. длительность импульсов равна паузам между ними, т.е. в данном случае импульс STEP длится пол такта. Аналогично DIR лучше начинать в середине паузы, или где-то ближе к концу предыдущего импульса STEP:

Вложение:
StepDir-perfect.png
StepDir-perfect.png [ 1.22 КБ | Просмотров: 6869 ]

В Mach3 в меню Config / Motor Tuning, в поле "Step Pulse 1-5 µs" можно ввести длительность STEP от 1 до 15 µs отдельно для каждого мотора. Однако если введено меньше 3 µs, то на самом деле импульс STEP длится 3 µs (если осциллограф не врёт). Помню, где-то на Mach3 форуме кто-то причастный к Mach3 описывал другой алгоритм: введённое значение Step Pulse прибавляется к базовой величине 3 µs. Возможно, алгоритм зависит от версии Mach3.

Dir Pulse в том же окне – это на сколько изменение DIR опережает импульс STEP, т.е. на сколько микросекунд DIR устанавливается раньше соответствующего ему STEP. Dir Pulse = 0 означает, что DIR устанавливается одновременно со STEP, без опережения. На самом деле какое-то минимальное опережение происходит всегда. Максимальное значение Dir Pulse – тоже 15, как и максимальное Step Pulse. В тяжёлых случаях установка и обнаружение сигнала могут занять до 5 µs, так что Dir Pulse никак не должен быть меньше 5, если конечно спецификация драйвера и практика не разрешают обратное.

Тактовая частота устанавливается в меню Config / Ports and Pins во вкладке Port Setup and Axis Selection, в секции Kernel Speed. При изменении тактовой частоты меняется длительность такта, соответственно для сохранения идеальной скважности STEP нужно пересчитывать длительность импульса STEP. Избежать этой мороки можно включив Sherline 1/2 Pulse mode на той же вкладке. Одако главное перимущество Sherline mode – она позволяет достичь иначе не досягаемой ширины импульса STEP. Непонятные слова «1/2 Pulse» в названии означают, что за один такт происходит только пол цикла STEP. В Sherline режиме импульс STEP длится целый такт, а пауза занимает целый следующмй такт. В этом режиме значения Step Pulse из меню Config / Motor Tuning игнорируются.

Вот иллюстрация импульса STEP для Step Pulse = 3 µs, 15 µs, и Sherline mode при тактовой частоте 25000 герц, т.е. длина такта 40 микросекунд (картинка отсюда): импульс STEP с Sherline достиг недосягаемой без Sherline длительности 40 µs:

Вложение:
Sherline-mode.png
Sherline-mode.png [ 7.88 КБ | Просмотров: 6869 ]

Т.к. в Sherline режиме цикл STEP занимает 2 такта, то например в этих двух режимах (из них режим 50 kHz – гипотетический, такого в Mach3 нет)
1: Kernel Speed = 50 kHz, Step Pulse = 10 µs
2: Kernel Speed = 100 kHz, Sherline 1/2 Pulse mode
сигнал STEP будет идентичным: 10 µs импульс STEP, 10 µs пауза.

В целях максимальной длительности импульса STEP и соответственно надёжности, есть смысл включить Sherline 1/2 Pulse mode и установить Kernel Speed не выше необходимого.

Тактовая частота лимитирует частоту импульсов STEP и соответственно скорость оси.

Вот максимальная Velocity (mm/min), которую может развить ось с шагом leadscrew 2.5 мм при разных Kernel Speed в Sherline 1/2 Pulse mode (округлено вниз):

1/8 microstepping:
kHz : mm/min
25 : 1171
35 : 1640
45 : 2109
60 : 2812
65 : 3046
75 : 3515
100 : 4687

1/16 microstepping:
kHz : mm/min
25 : 585
35 : 820
45 : 1054
60 : 1406
65 : 1523
75 : 1757
100 : 2343

1/32 microstepping:
kHz : mm/min
25 : 292
35 : 410
45 : 527
60 : 703
65 : 761
75 : 878
100 : 1171

Mach3 проверяет значения, вводимые в Velocity, но не совсем точно: не учитывает Sherline mode. Например, если запустить Mach3 с Normal Printer port Operation драйвером, без USB или Ethernet драйвера, поставить Kernel Speed 25 kHz, ввести Steps Per 2560 (т.е. 1/32 при шаге leadscrew 2.5 мм) и ввести Velocity 1000, то Mach3 исправит Velocity на 585.9375 (т.е. Sherline mode она не учитывает), после чего скажет
«Warning!, one or more axis are tuned too fast for current kernel speed of 25000».

Помимо всего прочего, нужно позаботиться о том, какую длительность сигналов требуют Ваши драйверы. Например, драйвер MM160 by SOC Robotics, используемый в Мире 2 (кстати, Стриж сделан на той же микросхеме Toshiba TB6560, судя по вебсайту): он требует, чтобы длительность импульса STEP была как минимум 10 µs. Поэтому нужно либо поставить Step Pulse как минимум 10 µs, либо включить Sherline 1/2 Pulse mode, либо не удивляться пропущенным шагам и прочим неадекватностям.

Вот длительность импульса STEP в режиме Sherline 1/2 Pulse в зависимости от Kernel Speed (kHz):

kHz : µs
25 : 40
35 : 28.6
45 : 22.2
60 : 16.7
65 : 15.4
75 : 13.3
100 : 10

Всё вышенаписанное было для Normal Printer port Operation драйвера, т.е. когда станок управляется прямо через параллельный порт, без USB и Ethernet. Но таких станков давно уже нет. Управление через USB и особенно Ethernet контроллер типа SmoothStepper даёт кучу преимуществ:
    • Главное – сигнал на драйверы выдаётся контроллером, который ничем больше не занимается, соответственно сигналы генерятся когда надо, а не когда у Windows появляется такая возможность. Контроллер буферизует информацию от Mach3, и выдаёт сигналы куда надо когда надо.
    • Соответственно возможна более высокая частота импульсов и соответственно шагов.
    • Помехоустойчивость USB и особенно Ethernet не сравнима с кабелями для принтерного порта.
    • Контроллер контролирует состояние связи. Если связь потеряна, то всё останавливается, после чего умелец может возобновить резку с какой-то точки (но это, конечно, если умелец умелый). А с принтерным портом можно оторвать провод и потом воткнуть его обратно, и ничего не подозревающая Mach3 будет продолжать резать, хотя часть данных уже ушла в никуда, и обнаружится дефект связи только по окончании резки – в виде дефекта изделия.
    • При необходимости можно использовать более длинные провода.
    • Ethernet гальванически развязана, не будет ground loop.
    • С Ethernet при желании можно присоединяться с разных компьютеров к разнам станкам, не перетыкая проводов.
    • Продвинутые позможности типа Quadrature output.
    • Всего не перечислить.

Такой контроллер имеет собственные настройки по частоте импульсов – где-нибудь в меню PlugIn Control. Соответственно он полностью или частично заменяет и игнорирует соответствующие настройки Mach3. Никогда не встречал в документации подробного описания, какие настройки игнорируются и какие нет. Похоже, что всё игнорируется. Но это не известно точно, поэтому не вредно настроить и Mach3 настройки, это точно не повредит. К тому же неоднократно встречались сообщения в форумах, что включение Sherline 1/2 Pulse mode устранило проблемы на станке со SmoothStepper'ом.

Ethernet SmoothStepper насчёт шагов имеет только одну настройку: Max Step Frequency. Как и в случае с принтерным портом, не следует ставить Max Step Frequency выше необходимой, и нельзя поставить настолько высокую частоту, что длина импульса STEP станет слишком короткой для драйвера. Судя по осциллографу, SmoothStepper генерит импульсы с оптимальной скважностью STEP и с оптимальным началом DIR, как было вышеописано выше. Но это не документировано, так что не нужно на это полагаться, может оно меняется в зависимости от режима работы или версии.
Возьмём снова драйвер MM160 by SOC Robotics на микросхеме Toshiba TB6560, который требует импульс STEP как минимум 10 µs. Имеем 10 µs импульс, 10 µs скважина, 50% запас из-за недокументированности SmoothStepper'а – итого такт должен быть как минимум 30 µs, т.е. step frequency максимум 33.3 kHz. Ближайшая снизу Max Step Frequency в настройках SmoothStepper'а – 32 kHz. При такой частоте leadscrew с шагом 2.5 мм при микрошаге 1/16 может развить скорость 1500 мм/мин.

Если USB или Ethernet контроллер не имеет накаких настроек по частоте шагов, то скорей всего он использует настройки Mach3, но это опять же не известно.

Если взглянуть на microstepping в плане длительности импульсов и соответственно помехоустойчивости, то понятно, что микрошаг мельче нужного ни к чему, тем более если учесть предыдущий пост Предел microstepping.



За это сообщение автора Прохожий поблагодарил: igor (20 окт 2014, 11:00)
  Рейтинг: 16.67%
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Пропуск шагов (кратко и фрагментарно о пропусках шагов)
Номер сообщения:#13  Сообщение Добавлено: 14 окт 2014, 10:19 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 07 янв 2011, 11:53
Сообщения: 1012
Откуда: Костромская обл.
Благодарил (а): 94 раз.
Поблагодарили: 47 раз.
Спасибо.
Очень познавательное последнее сообщение.
Уже стало понятно назначение цифр в настройках МАСН.
На втором станке пользуюсь Контроллером PLCM-E3p от Purelogic. Станок действительно работает более стабильно, хотя иногда бывают сбои, но пока не понятно от чего они происходят. Есть подозрения на драйвера.
В планах, заменить драйвера на Leadshine-EM705. Но при пробной связке контролёра и этих драйверов был замечен пропуск шагов. При общении с техперсоналом Purelogic......они что то поменяли в прошивке. Связка стала работать лучше, но на реальном станке ещё не пробовал.
Ещё раз спасибо за Ваши посты.

_________________
"СТРИЖ" и "PLRA4"
Rhino, RhinoCam, Matrix, ZBrush, MAYA.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Пропуск шагов (кратко и фрагментарно о пропусках шагов)
Номер сообщения:#14  Сообщение Добавлено: 20 окт 2014, 04:23 
Не в сети

Зарегистрирован: 28 дек 2013, 08:52
Сообщения: 96
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 36 раз.
igor писал(а):
Leadshine-EM705
EM705 – фигасе, какая мощь.
ЧуднО, что Leadshine плохо работает. Leadshine драйверы, они же KL драйверы (kelinginc.net, automationtechnologiesinc.com) – вроде нормальные драйверы. Это лет 10 назад Gecko писало, что Leadshine скопировало у них драйвер – и по существу, и внешне: если совместить фоторгафии, то разницы почти нет. Но не разобралось в назначении каких-то деталей и сделало что-то не так, в результате копия в определённых ситуациях не работала, в отличие от оригинала. А Leadshine в ответ писало:
- Правда что ли? А мы не знали. Мы покупаем драйверы тут на маленькой местной фабрике, мы думали это они разработали.
А сейчас, пишут, производители драйверов Leadshine уже не только хорошо разбираются в разработках Gecko, но и даже привносят в свои изделия какие-то свои разработки. Так что с самими драйверами Leadshine всё нормально. А взаимоотношения с клиентом всё ещё в стадии становления. В частности, документация крайне небрежная и поэтому бесполезная. Ключевые характеристики, например ток, бывают неправильные – скопировали из руководства к другому драйверу и не подправили. Бывает, что написано, что для автоконфигурации нужно передёргивать SW3, в то время как на самом деле переключатель 4. В результате если пользователь не передернул SW4 и соответственно мотор не сделал з-з-з-з-з-з-з-з или у-у-у-у-у-у-у-у в течение секунды-двух, то драйвер не настроен на данный конкретный мотор и ведёт себя неадекватно. А настраивать драйвер на конкретный мотор следует даже если считается, что драйвер настроен на эту модель моторов, потому что даже у ранее упомянутых Lin Engineering и Oriental Motor катушки в одном моторе могут отличаться индуктивностью на 5%.

Leadshine, бывает, пишет, что длительность сигнала STEP должна быть >10µs, и пауза между STEP (чтобы смог успеть сформироваться DIR) тоже >10µs. Т.е. такт как минимум 20 µs, т.е. тактовая частота не выше 50 kHz. Если взять leadscrew с шагом 2.5 мм и мотор с 200 шагов/оборот, то с такой частотой при микрошаге 1/512 (102400 микрошагов/оборот) ось разовьёт скорость 73 мм/мин. Либо не понятно, зачем нужен такой микрошаг, если скорость будет такая низкая, либо что-то не то с цифрами в руководстве.

А у Gecko противоположный заскок с микрошагами: только 1/10 (ну иногда ещё 1/5, 1/2, 1). Нет в мире совершенства.

Раз Purelogic продаёт драйверы Leadshine, то у них наверно налажена связь с Leadshine, и выяснить у Leadshine что там как у них работает наверно не составляет труда. А частным лицам лучше прямо у Leadshine ничего не покупать, потому что tech support у Leadshine далёк и от tech, и от support. Более странной в плане отношения к покупателю является только Digital Dream, на чьём вебсайте треть страницы занимает реклама аналога Виагры и ещё непойми чего (refresh the page, если реклама сразу не изобразилась), а с контроллерами и другими картами стоимостью $100-$150 вместе с драйвером поставляется лицензия Mach3, которая вообще-то стоит $175.00 USD, а скачать драйверы негде – если CD потерял, то труба.

Недостаток таких больших драйверов в том, что они большие, т.е. провода совсем короткими не получатся, т.е. нужно к проводам отнестись серьёзно. Большой плюс в том, что разъёмы для проводов от контроллера и остальных проводов сделаны на разных концах драйвера, т.е. легко сделать соответствующие провода далеко друг от друга.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Пропуск шагов (кратко и фрагментарно о пропусках шагов)
Номер сообщения:#15  Сообщение Добавлено: 20 окт 2014, 10:52 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 07 янв 2011, 11:53
Сообщения: 1012
Откуда: Костромская обл.
Благодарил (а): 94 раз.
Поблагодарили: 47 раз.
к..............Прохожий
ЧуднО, что Leadshine плохо работает
Дело не в драйверах, а в связке с Прилоджиковским контролёром PLCM-E3p
http://purelogic.ru/shop/elektronnye_ko ... hernetusb/
Драйвера покупал вот тутhttp://darxton.ru/Netshop/mechatronics/stepperdriver/drajver-shagovogo-dvigatelja/stepperdrive2_1655.html
Пробовал и авто-настройку двигателей и программой для самих драйверов настраивать.
С программой до конца не разобрался ещё.
Сейчас( при наличии свободного времени) занимаюсь монтажом всего этого оборудования в металлический электромонтажный ящик.
А, что Вы имели ввиду, когда писали...........нужно к проводам отнестись серьёзно.
Пока я только знаю, что желательно ставить экранированные провода или на крайний случай витые пары.
Забыл сразу написать......эта электроника будет для деревообрабатывающего станка, а не для Стрижа.
Спасибо.

_________________
"СТРИЖ" и "PLRA4"
Rhino, RhinoCam, Matrix, ZBrush, MAYA.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Пропуск шагов (кратко и фрагментарно о пропусках шагов)
Номер сообщения:#16  Сообщение Добавлено: 27 окт 2014, 21:32 
Не в сети

Зарегистрирован: 28 дек 2013, 08:52
Сообщения: 96
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 36 раз.
Внезапно Leadshine tech support поразил. Отвечают чётко, ясно, всего через несколько часов, и прямо на поставленный вопрос.

Можно констатировать, что Leadshine вот только что вырос в нормальную компанию.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Радиус изгиба a.k.a. Bending Radius
Номер сообщения:#17  Сообщение Добавлено: 27 окт 2014, 21:49 
Не в сети

Зарегистрирован: 28 дек 2013, 08:52
Сообщения: 96
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 36 раз.
Радиус изгиба

На картинке bend-radius-0.png – шланг (слева) и Cat5e кабель (справа). И то, и другое согнуто с радиусом изгиба 0:
Вложение:
bend-radius-0.png
bend-radius-0.png [ 246.76 КБ | Просмотров: 6765 ]

Всем понятно, что такой изгиб шланга будет помехой течению жидкости. Если, например, сломать световод – тоже всем понятно. А то, что такой изгиб Cat5e кабеля создаёт помехи – почему-то не всем понятно.

Помехоустойчивость витой пары определяется правильностью геометрии. Можно проделать простейший эксперимент: взять метров 25 кабеля Cat5 (не Cat5e) и соединить им два гигабитных девайса. Гигабитные девайсы установят связь между собой только 100 Mbps. А с кабелем Cat5e они установили бы гигабитную скорость (1000 Mbps). А разница между Cat5 и Cat5e – только в тщательности завивки пар.

В месте резкого сгиба витой пары никакой правильной геометрии уже нет: пара не совсем витая.
Резкий изгиб экранированного кабеля может повредить экран.
На высоких частотах сигнал будет отражаться от изгиба.
Если есть, например, прямоугольные импульсы частотой 100 kHz, то в плане помех мы говорим не о 100 kHz. Рисунок Synthesis_square.gif из википедии демонстрирует, что прямоугольные импульсы формируются из множества гармоник синусоиды (нужно кликнуть картинку, иначе gif не работает):
Вложение:
Synthesis_square.gif
Synthesis_square.gif [ 125.46 КБ | Просмотров: 6765 ]

Так что в плане помех нужно рассматривать не частоту прямоугольных импульсов, а как минимум частоту гармоник.

Если посмотреть на волынку, то в дудки подаётся равномерный поток воздуха под постоянным давлением. А на выходе имеем звук, т.е. комбинацию разнообразных частот, образующихся на разных неровностях дудки (дырки, etc). То же происходит и с сигналом, проходящим по проводу с неровностями (изломы, перекрутки, etc).

Человечество затратило тысячелетия на исследование электоричества. Для изучения и понимания уже открытых явлений человеку нужны годы. Все эти знания плюс многолетний опыт нескольких поколений укладчиков кабелей сконцентрированы в простом правиле:
Кабель можно сгибать с радиусом изгиба не меньше минимального радиуса изгиба.

Минимальный радиус изгиба указывается в спецификации кабеля. Если он не известен, то для витой пары, экранированного кабеля и т.п. с жилами 26-22 AWG это где-то 4-5 диаметров кабеля, но не меньше дюйма. Следовать этому правилу достаточно, понятное дело, с точностью до пол лаптя.

Кстати, для ряда силовых кабелей минимальный радиус изгиба является законом. Например, в США National Electrical Code, Article 334-11. Bending Radius говорит:
(c) Shielded Conductors. Twelve times the overall diameter of one of the individual conductors or seven times the overall diameter of the multiconductor cable, whichever is greater.



За это сообщение автора Прохожий поблагодарил: igor (27 окт 2014, 22:53)
  Рейтинг: 16.67%
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Питание a.k.a. Power supplies
Номер сообщения:#18  Сообщение Добавлено: 27 окт 2014, 21:56 
Не в сети

Зарегистрирован: 28 дек 2013, 08:52
Сообщения: 96
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 36 раз.
Питание

Лучше ставить два отдельных источника питания: один для моторов (24 V, или 36 V, или 48, etc, далее будем называть это 24 V), а другой для электроники (5 V, или 3.5 V, или 9 V, etc, далее будем называть это 5 V). В этом случае шум моторов не достигнет электроники по проводам питания.

Если для получения 5 V использовать какой-то преобразователь напряжения, работающий от 24 V источника питания и имеющий общий с ним ground, то шум моторов будет распространяться по общему ground’у.

Если по какой-то причине ground двух источников питания должен быть общим, то их ground’ы можно соединить не прямо, а через choke примерно на 20-50 mH (миллигенри).

Leadshine драйверы не требуют общего ground’а для 5 V и 24 V.
Leadshine сильно не рекомендует общий ground для 5 V и 24 V.



За это сообщение автора Прохожий поблагодарил: igor (27 окт 2014, 22:54)
  Рейтинг: 16.67%
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Провода :: CNC Cabling and Wiring
Номер сообщения:#19  Сообщение Добавлено: 27 окт 2014, 22:36 
Не в сети

Зарегистрирован: 28 дек 2013, 08:52
Сообщения: 96
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 36 раз.
Провода

Лучше всего, конечно, не забивать себе голову и использовать провода, которые поставляются с драйвером или мотором, если поставляются.

Толщина проводов

Для моторных проводов лучше всего толщина не меньше, чем у проводов, которые торчат из мотора (обычно 26 AWG из NEMA 17, 22 AWG из NEMA 23).

Вот допустимый ток в зависимости от толщины медного провода:

AWG gauge : Maximum amps for chassis wiring : Maximum amps for
power transmission
18 : 16 : 2.3
19 : 14 : 1.8
20 : 11 : 1.5
21 : 9 : 1.2
22 : 7 : 0.92
23 : 4.7 : 0.729
24 : 3.5 : 0.577
25 : 2.7 : 0.457
26 : 2.2 : 0.361

Chassis wiring – это когда идёт одиночный провод, т.е. ничто его не теплоизолирует.
Power transmission – это когда провод идёт внутри тостого пучка, т.е. теплопередача только в соседние провода.
Вышеприведенные цифры – очень с запасом.
Провод внутри кабеля – это где-то между chassis wiring и power transmission, сильно ближе к chassis wiring.

Площадь сечения провода:

AWG gauge : mm2
18 : 0.823
19 : 0.653
20 : 0.518
21 : 0.410
22 : 0.326
23 : 0.258
24 : 0.205
25 : 0.162
26 : 0.129

Обычно если говорится, например, что драйвер на 7A, то 7A – это пиковый ток, соответственно среднеквадратичный (RMS) будет 5A (Для микрошагового режима пиковый=RMS*sqrt(2). Для полного шага пиковый=RMS). Нужно проверить в руководстве, о каком токе речь. Толщину провода достаточно выбрать исходя из среднеквадратичного тока.

В голове может появиться мысль, что т.к. источник питания на 24 V, а мотор на 5V, то ток между источником питания и драйвером (24 V) раз в 5 меньше, чем ток между драйвером и моторм (5 V). Гоните эту мысль, он неправильная. Как мы помним, во время роста тока на мотор подаётся всё напряжение источника питания, т.е. понижения напряжения в драйвере не происходит, так что ток между источником питания и драйвером тот же, что и между драйвером и моторм (даже чуть больше из-за потерь на преобразование в драйвере). Когда ток установился и напряжение на мотор урезано, тогда да, ток по проводам питания в разы меньше, чем по моторным. Как соотносится время полного напряжения и урезанного – сказать трудно.
Кроме того, ток, указанный на драйвере – это ток на одну фазу. А по проводам питания идёт ток на все фазы. Так что провода питания ну никак не следует делать тоньше моторных.

Помехи

Основное назначание защиты моторных проводов – не защитить эти провода и моторы от всего остального, а наоборот – защитить всё остальное от этих проводов и моторов.
Между контроллером и драйверами идут миллиамперы, по ту сторону драйверов (провода питания и моторные) – амперы, т.е. амплитуда изменения тока несравнима. С той же стороны находятся электромагниты (в моторах). Т.е. все помехи прут с моторной стороны.
Между контроллером и драйверами идут миллиамперы, по ту сторону драйверов (провода питания и моторные) – амперы, т.е. влияние помех на провода контроллер-драйвер несравнимо выше, чем на провода моторной стороны. Такой же вывод будет, если сравнить напряжение по обе стороны драйверов.
Хорошо, когда проводов контроллер-драйвер нет. Если есть, то они – самое чувствительное место станка. Если они пару дюймов длиной, то их ещё как бы и нет. Если 10 сантиметров – то уже определённо есть.

Что касается проводов питания, то с одной стороны колебания тока на каждую фазу в них выше, чем в соответствующей фазе в моторном проводе. С другой стороны, т.к. фазы работают не в фазе, а со сдвигом, то это сглаживает суммарный ток в проводах питания. Чтобы не нагружать голову попытками разобраться, как что работает в конкретном драйвере, проще считать, что провода питания ничуть не лучше в плане помех, чем моторные.

Отсюда вывод: ни в коем случае не вести провода питания и моторные рядом с проводами контроллер-драйвер. Хоть они все экранированные, хоть витые, хоть какие – НЕТ. Нет лучше изолятора, чем расстояние.

Классический пример установки проводов для передачи данных – провода компьютерной сети. Провести провода планируется, конечно, наилучшим путём – вдали от помех. Однако иногда хорошего пути нет. Куда ни дёрнись – нет другого пути, кроме как рядом с люминесцентной лампой или вдоль металлической трубы и т.п. Несмотря на вынужденные нарушения стандарта, сеть однако хорошо работает, если такие нарушения единичные, потому что в технологию заложен запас помехоустойчивости. Такой же должна быть и философия прокладки проводов в станке. Нужно стремиться провести провода правильно. А если где-то это не возможно – то не переживать и провести как можно лучше. Если нарушения единичные – всё будет работать. А если с самого начала не стремиться и вести провода как попало, стягивать разнородные провода в один жгут, вести разнородные провода рядом параллельно, ломать их – ничего хорошего не выйдет.

Правил прокладки проводов совсем не много:
по возможности не располагать разнородные провода близко и/или параллельно,
по возможности не делать провода длиннее необходимого,
по возможности не приближаться к AC проводам,
не располагать параллельно AC проводам.
Для проводов контроллер-драйвер фразу «по возможности» заменить на «никогда».
И как писалось выше, по возможности не делать радиус изгиба витой пары и экранированного кабеля меньше минимально допустимого радиуса.

Провода, втыкаемые в драйверы, имеет смысл сделать с таким запасом длины, чтобы можно было их переткнуть в соседний драйвер – может оказаться полезным при тестировании или поиске неисправностей.

Leadshine пишет и говорит, что провода длинее 1' (1 фут = 304.8 мм) должны быть экранированной витой парой. Я бы сказал, что начиная сантиметров с 20 уже следует ставить такие провода, если не с 15. Ну с 25 точно. Более короткие тоже не повредит делать такими, хотя наверно не сильно что-то изменит.

Витая пара появилась году в 1880: в телеграфных линиях, идущих под линиями электропередач и рядом с трамвайными линиями, два провода менялись местами через каждые несколько столбов:
Вложение:
twisted-pair.png
twisted-pair.png [ 13.38 КБ | Просмотров: 6761 ]

Такая витая пара была не только устойчива к трамвайным помехам, но и значительно увеличивала расстояние связи. Её шаг получался 1/6 мили. Современная витая пара шагнула далеко вперёд, её шаг – порядка сантиметров.
Прямые провода никак не эволюционировали и являются пережитком XIX века.

Сам Mariss Freimanis (Mr. Gecko) одобряет (не смог найти ссылку) использование Ethernet витой пары, т.е. Cat5e, Cat6, etc. где целесообразно. Преимущество таких проводов – высокое качество завивки и дешевизна как следствие очень массового производства. Недостаток – тонкие. <трудно читаемый кусок> Shielded solid легко найти и 23 AWG, но shielded stranded – обычно 26 AWG. К тому же экранированная витая пара, которая продаётся везде – это STP (конкретнее – FTP, ещё конкретнее – F/UTP), т.е. каждая пара индивидуально не экранирована, а экранирован весь кабель. Кабель, в котором каждая пара индивидуально экранирована – U/FTP, F/FTP, S/FTP, etc. – встречается редко. Найти F/FTP 25 AWG может быть трудно, и стоит он на порядок дороже, чем F/UTP – типа $1.5/фут, т.е. уже близко к не компьютерным кабелям. К тому же если покупать patch cord, т.е. кабель с готовыми 8P8C разъёмами на концах, то там может не быть drain wire, т.е. трудно будет заземлить экран на корпус. </трудно читаемый кусок>

Решить проблему тонкости проводов Ethernet витой пары можно использованием двух или больше пар для одного сигнала (например, два 25 AWG провода равны по площади одному 22 AWG). Т.е. берём, например, оранжевую и синюю пары, спаиваем вместе провода сплошного цвета и пускаем по ним A+, спаиваем вместе провода полосатого цвета и пускаем по ним A-. По оставшимя двум парам – B+ и B-. Пары должны оставаться парами, т.е. по двум проводам внутри каждой пары ток должен идти в противоположных направлениях. Для каждой пары пар лучше, наверно, брать рядом лежащие пары, а не диаметрально противоположные, но наверно большой разницы нет. Ethernet провода не предназначены для пайки, и изоляция жил очень легкоплавкая. Поэтому паять нужно аккуратно и быстро.

В порядке ухудшения:
Экранированная витая пара с индивидуальным экраном каждой пары
Экранированная витая пара с общим экраном, без индивидуального экрана для каждой пары
Неэкранированная витая пара (UTP) или экранированный прямой кабель
Здесь лежит граница между нормально (список выше) и плохо (список ниже)
Неэкранированная прямая пара
Одиночные провода – по возможности забудьте об этом пережитке XIX века. В электричестве всегда есть место паре. Не бывает, чтобы электроны куда-то приходили, но оттуда не уходили.

Если есть какие-то короткие провода, где витую пару или экранированный кабель нет смысла ставить (например, контроллер-драйвер или питание драйвера), там одиночные провода тоже ни к чему. Можно поставить прямую пару – два провода в одной оболочке или провод как на рисунке:
Вложение:
straight-pair.jpg
straight-pair.jpg [ 10.46 КБ | Просмотров: 6761 ]

Если такой провод одноцветный, то одна его сторона ребристая, так что легко не спутать плюс и минус. Прямая пара хоть и прямая, но пара. А два отдельных провода не лягут так параллельно, соответственно каждый провод не будет компенсировать помехи, получаемые или излучаемые другим проводом.

Экранированные провода имеют смысл только если экран заземлён на корпус. Каждый провод следует заземлить только с одного конца. Все заземления лучше сделать примерно в одном месте. Если, например, вся электроника стоит на какой-то металлической пластине, то к этой пластине можно и присоединить все экраны. Как отмечалось раньше, незаземлённый экранированный провод может защитить только себя от внешних помех, но не окружающую среду от своих помех. Так что он может иметь смысл наверно только для проводов контроллер-драйвер, а для моторных проводов он бесполезен.

Когда говорят, что pigtail недопустимо использовать для заземления экрана, то говорят о частотах от 10 MHz. Это не наш случай, так что нет смысла избегать pigtail’а.

С Leadshine драйверами никаких конденсаторов возле моторов и chokes не нужно, потому что примочки с такой фунуциональностью уже есть внутри драйвера.

И в заключение – несколько примеров. Провода контроллер-драйвер – зелёные, питания – красные, моторные – синие:

Провода контроллер-драйвер и питания идут рядом – недопустимо:
Вложение:
wiring-no-way.png
wiring-no-way.png [ 4.11 КБ | Просмотров: 6761 ]

Провода питания: не отдельный провод для каждого драйвера, а один провод от источника питания и затем от драйвера к драйверу. Хорошего мало:
Вложение:
wiring-bad.png
wiring-bad.png [ 3.98 КБ | Просмотров: 6761 ]

Нормально: провода контроллер-драйвер не приближаются к другим:
Вложение:
wiring-good.png
wiring-good.png [ 4.21 КБ | Просмотров: 6761 ]

Ещё лучше: провода контроллер-драйвер и питания можно сделать короткими:
Вложение:
wiring-best.png
wiring-best.png [ 4.79 КБ | Просмотров: 6761 ]



За это сообщение автора Прохожий поблагодарили: 2 HovK (27 окт 2014, 22:43) • igor (27 окт 2014, 22:49)
  Рейтинг: 33.33%
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Пропуск шагов (кратко и фрагментарно о пропусках шагов)
Номер сообщения:#20  Сообщение Добавлено: 28 окт 2014, 00:29 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 07 янв 2011, 11:53
Сообщения: 1012
Откуда: Костромская обл.
Благодарил (а): 94 раз.
Поблагодарили: 47 раз.
к..................Прохожий
Спасибо, за такой развёрнутый ответ.
Ещё думаю, стоит ли в общий короб для электроники ставить частотный преобразователь для шпинделя.
Много пишут, что он является очень сильным "генератором" помех. Сейчас частотник, в принципе находится не далеко от электроники, проблем вроде не наблюдалось. Но сам частотник и провод к шпинделю, хорошо заземлён. Заземление хорошее. Делал нормальный контур из нескольких штырей соеденёных шиной.
И ещё маленький вопрос.........помогают ли ферритовые кольца. Например если их брать от старых материнских плат?
Спасибо.

_________________
"СТРИЖ" и "PLRA4"
Rhino, RhinoCam, Matrix, ZBrush, MAYA.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 41 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.