Calcolo Vref

[livan74]

Ragazzi anche io sto per costruire la mia piccola CNC.
Per quanto riguarda la sezione di pilotaggio dei motori, ho acquistato tre basette già  belle e pronte che montano un L298, un microprocessore ed un buffer.
In più questa scheda ha tre tasti con i quali si può far funzionare il motore in un verso o nell'altro, aumentarne la velocità  e fermarlo.
In più ha ovviamente gli ingressi per poter comandare il motore tramite la parallela del PC (la scheda è sul sito http://www.nbglin.com/motor.htm).
Questa scheda può pilotare motori 2 fasi in bipolare fino a 2A.
I motori che ho, li ho recuperati da una vecchia stampante ad aghi Apple Imagewriter LQ e sono tre.

Il primo è Matsushita electric, dichiarato 2Volts, 1,3 ohm, 1,8 gradi/step (cod. HB5718AG) 6 fili

Il secondo è simile al primo ma è dichiarato 8Volts, 20 ohm, 1,8 gradi/step (cod. HB5718AK) 6 fili

Il terzo è un Tokio electric e sui dati di targa c'è scritto 70 ohm, 7,5 gradi/step (cod. SP-42HD-015) 6 fili

Dopo aver trovato i 4 fili per il funzionamento in bipolare in serie, ho collegato il primo motore alla scheda, collegato le alimentazioni (ho utilizzato un alimentatore per PC, 12 volts per il motore e 5 volts per la logica) e acceso l'alimentatore.
Provando a far girare il motore, questo funziona perfettamente, aumenta e diminuisce la velocità , si arresta e mantiene la coppia ma l'integrato L298 diventa di FUOCO!
Ho provato a fare la stessa prova con gli altri due motori e questo non succede.
Da quello che ho potuto capire (e correggetemi se sbaglio) nel primo motore la corrente che passa negli avvolgimenti del motore è pari a V/R dove R è l'impedenza dell'avvolgimento del motore che essendo in serie bipolare è pari a 1,3 * 2.
Quindi I = 12 / 2.6 = 4,6 A (!!!!!)
Nel secondo invece essendo un 20 ohm (quindi 40 ohm in serie) I = 12 / 40 = 300 mA e per finire nell'ultimo I = 12 / 140 = 85 mA.

Ho visto il datasheet del ponte L298 ed ho notato le resistenze di sense che dovrebbero limitare la corrente, loro consigliano 0,5 ohm ma sensa però descrivere come calcolare la corrente limitata, parlano di Vref ma quando l' L298 è pilotato da un L297, e se questo non c'è come limito la corrente? o meglio...come faccio a calcolare ad esempio le due Rsense in modo da limitare la corrente massima a 2A per il primo motore?

Testando la scheda (perchè poi mi è venuto il dubbio ed ho voluto vedere che Rsense c'erano montate sulla scheda) mi sono accorto che i nostri amici cinesi che hanno fatto (devo dire molto bene) questa scheda, hanno semplicemente collegato a GND i pin 1 e 15 del L298!! Quindi nessuna limitazione di corrente credo.

Qualche anima pia potrebbe per favore spiegarmi come mi posso calcolare queste benedette Rsense per limitare la corrente a 2 Amperes?

Grazie a tutti

[Pedro]

gli integrati l298 di per loro non hanno la funzione di regolazione della corrente (sono solo ponti ad H) come invece la ha l'integrato, ad esempio, l297. Quella schedina non può regolare la corrente perchè non usa il PWM, se ne era parlato in un altro topic in questa sezione. Come regoli allora la corrente? semplice, applichi la legge di ohm e dividi la tensione di alimentazione dei motori per la loro resistenza e hai la corrente, se alta metti in serie un' altra resistenza (di cui devi calcolare anche la potenza)

[livan74]

Ok come pensavo......
Quindi per limitare la corrente a 2 amp se il motore ha due fasi da 2,6 ohm e la tensione con cui lo alimento è pari a 12 volts mi servono due resistenze in serie ad ogni avvolgimento di valore pari a :

I = 12 / 6 = 2 A

R = 6 - 2.6 = 3,4 ohm valore comerciale 3,3 ohm

Potenza = I^2 * R = 4 * 3,3 = 13,2 Watt valore commerciale 15 Watt

E' tutto giusto?

Grazie

[Pedro]

esatto. Tieni presente che la resistenza di 15 watt scalda alla sua potenza nominale quindi o montala in metallo su dissipatore o abbonda in watt

[livan74]

Ok, mizzica però da webtronic una 50 watt 3,3 ohm costa 4 euro!
Senti ma secondo te un motore (il secondo, non parliamo del terzo che fa proprio schifo...) con un avvolgimento da 40 ohm (è sempre un sei fili quindi ha quattro avvolgimenti da 20 ohm l'uno) e che quindi assorbe 300 mA ce la farà  a far spostare un asse della CNC?
Secondo me no a meno che non alzo la tensione di alimentazione almeno a 40 volts ( 40 / 40 = 1 Amp) o addirittura non utilizzo in half coil quindi 40 /20 = 2 Amp.
Che cosa perdo se lo alimento in half coil?

Grazie.

[Pedro]

non secondo me ma secondo i testi: tabellina con il rapporto coppia motore e divisioni. Ma adesso a parte tutto se alzi la tensione di nuovo devi aumentare la resistenza per compensare la corrente e la costante di tempo RL ti si alza annullando i benefici dell'innalzamento della tensione...fosse tutto così facile non esisterebberi i PWM sui driver con tutto quello che comporta

[livan74]

Mi sa che mi conviene tenere solo il primo motore ed acquistare due motori da micromed.
Avevo pensato al modello M22/1 Dimensioni 57x53 Fasi 2 Amp 1,4 Passi 200 Asse mm. 6, è un MAE Hy 200 - 2220 8 fili, compresa sped. vengono 28 euro.
Che ne pensi?
Li alimenterei tutti a 12 Volts limitando la corrente con le resistenze in serie.
L'alimentatore a questo punto deve essere in grado di erogare 2 ampere ad asse per un totale di 6 ampere, un comune alimentatore per pc da 350 watt svolgerebbe tranquillamente il suo dovere (16 ampere a 12 volts).

P.S. Ho testato di nuovo il primo motore che fa andare a fuoco l' L298 alimentandolo sta volta con l'alimentatore da laboratorio sempre impostato a 12 volts ed effettivamente quando il motore gira assorbe circa 1 ampere ma quando premo lo stop e quindi rimane eccitato per non perdere la posizione assorbe 5 ampere! Limitando la corrente dall'alimentatore a 2 ampere l' L298 scalda abbastanza ma non da riscaldare l'aria della stanza......

[silvano75]

Ciao,
sono tornato per provare a finire la CNC ...
sto completando l'elettronica e vorrei tarare la Vref.

Motori Nema Bipolari parallelo 2,73 volt 4,2 Ampere 0,65 Ohm
alimentati a 24 volt con fenice 541 e Ponte 4 Ampere Danielxan

i driver hanno 3 resistenze da 1 Ohm in parallelo quindi 0,33 Ohm

il calcolo corretto della Vref è:
I motore * Rsense * 1,414 = 1,96 volt

questa tensione di 1,96 andrebbe misurata nello spinotto Vref della scheda.

a parte la conferma dell'esattezza dei conti volevo chiedervi quando misurare questa tensione ...
cioè la scheda va alimentata totalmente con 24 volt, motori collegati, 5 volt di alimentazione e tutto collegato o per tarare la vref basta mettere l'alimentazione scheda di 24 volt e i motori ?
insomma cosa devo collegare ?

grazie mille

[smanetton]

Ciao,allora da quello che ho capito visto che hai scritto bipolari in parallelo sono dei motori a 8 fili .
In seguito ti allego una spiegazione tratta dal manuale dei driver Lam Technologies

La configurazione serie richiede una corrente di fase inferiore, ma espone
anche una forza controelettromotrice e un’induttanza di fase superiore
verso l’azionamento (4 volte quella della singola fase) che penalizza la
coppia del motore a velocità  elevate. Questo tipo di collegamento è
pertanto adottato in applicazioni in cui la velocità  del motore è limitata o la
tensione di alimentazione sufficientemente alta.
Quando è utilizzata una configurazione serie è necessario tarare
l’azionamento alla corrente di fase del motore moltiplicata per il
coefficiente 0,71, quando il costruttore specifica il valore di corrente in
unipolare, o alla corrente di fase del motore moltiplicata per il coefficiente
0,5 se il costruttore del motore specifica la corrente relativamente ad un
collegamento bipolare parallelo.
Se ad esempio stiamo utilizzando un motore con una corrente di targa di
3A/fase in unipolare, con gli avvolgimenti collegati in serie dovremo tarare
l’azionamento per una corrente di 2,1Arms (3 * 0,71).
Se invece vogliamo usare un motore con collegamento serie che ha una
corrente di targa di 10A, dichiarata per un utilizzo in bipolare parallelo,
dovremo tarare l’azionamento per una corrente di 5Arms (10 * 0,5).

La configurazione parallelo al contrario necessita di una maggiore corrente
di fase, ma ha il vantaggio di mantenere la coppia erogata dal motore
maggiormente costante all’aumentare della velocità . Ciò avviene grazie ad
una minore forza controelettromotrice e ad una minore induttanza esposta
verso l’azionamento (rispetto ad un collegamento serie).
Il collegamento parallelo è da preferirsi quindi quando la velocità  di lavoro
del motore è elevata o quando la tensione di alimentazione è bassa.
Quando è utilizzata una configurazione parallelo è necessario tarare
l’azionamento alla corrente di fase del motore moltiplicata per il
coefficiente 1,41, quando il costruttore specifica il valore di corrente in
unipolare, o alla corrente di fase del motore moltiplicata per 2 se il
costruttore specifica la corrente relativamente ad un collegamento bipolare
serie. Se ad esempio stiamo utilizzando un motore con una corrente di targa
di 3A/fase in unipolare, con gli avvolgimenti collegati in parallelo dovremo
tarare l’azionamento per una corrente di 4,2Arms (3 * 1,41).

Partendo dal presupposto che sono motori a 8 fili e che il costruttore abbia segnalato la corrente per il collegamneto bipolare in parallelo non serve moltiplicare * 1.41.
Quindi è uguale a I * Rsense
4.2 * 0.33 = 1.386 V
Anche perchè con il calcolo che hai fatto se fosse stato corretto comunque non avresti potuto utilizzare quei ponti e ti spiego il perchè I = V / Rsense
I stà  per la corrente erogata
V la tensione misurata
Rsense la resistenza di taratura del ponte
1.96 / 0.33 = 5.93 A
Se i ponti di Daniel sono come quelli di fiser basta collegare solo i 5V per tarare la Vref , non è influenzata nè dai motori e nè dall'alimentazione di potenza.
Saluti Alfonso

[silvano75]

Sei stato chiarissimo.

Il venditore segnala la corrente assorbita nel collegamento bipolare parallelo a 4,2 Ampere
Quindi il calcolo sarà  solo 4,2 * 0.33 = 1,386

Grazie mille per il chiarimento.

La scheda driver nella sezione alimentazione per motori può essere alimentata da 12 a 42 Volt

Nella connessione bipolare parallelo il costruttore segnala la tensione di lavoro in 2,73 Volt
Avevo letto in quealche topic che andavano alimentati a circa 10 volte la tensione nominale.

Io pensavo di alimentare 3 motori con un alimentatore 24 Volt / 15 Ampere

Potrei riuscirci ?

[smanetton]

Si con 24V 15A non hai alcun tipo di problema, io quei ponti li ho fatti funzionare con un trasformatore 24V raddrizzato e non stabilizzato ottenendo un alimentazione dc di circa 32V (mi sono spinto fino a 39V e i ponti hanno retto).
Devo dire che non funzionavano male avevo solo problemi di riscaldamento, settati a 4A scaldavano come una stufa li utilizzavo con i tuoi stessi motori.
La massima tensione di alimentazione dei motori la calcoli cosi 32 * VL
V sta per radice quadrata
L per induttanza del motore
Saluti Alfonso.