Scheda cinese 3 assi con TB6560, ecco la mia "cura"...

[ccmarco]

OK, nell'attesa dello spostamento dei post precedenti ...

[ccmarco]

... vi racconto la storia della mia scheda.

Presa sulla baia da venditore UK, è arrivata in pochi giorni con raccomandata Royal Mail, da mè richiesta espressamente sapendo gli andazzi delle poste con i pacchi generici ...

Sulle prime, provata con motori di piccola taglia, presi per tutt'altro uso (montature telescopi astronomici) , sembrava andare bene, ma appena ho alzato i setting di corrente e/o le frequenze di stepping ecco i primi problemi.

Ho quindi studiato il datasheet del TB6560AHQ e analizzato il PCB ... orrore !

Layout ciccato, condensatori mancanti, resistenze sbagliate (sopratutto quelle facenti capo gli optocouplers), frequenza di lavoro del chip inspiegabilmente al minimo (vedi condensatore 1000pF portato a 100pF), isolamento galvanico assente, regolatore 7812 rovente con alimentazione a 30V e così via ...

Avevo notato che salendo di velocità  i motori ad un certo punto rallentavano, ma non era il classico stallo, era bensì una decimazione degli step.

Alzando poi il livello di corrente al 75% o 100%, a tensioni medio / alte (rispetto al limite del TB6560) alcuni tipi di motori "strappavano" vistosamente.

OK, accendo l'oscilloscopio e vado dritto sul PIN 3 (STEP clock input) di uno dei TB6560 : uno dei due fronti, quello di salita, è "svaccato" ad oltre 50 us.

E non poteva essere altrimenti, l'uscita dell'opto è polarizzata erroneamente, 4700 ohm contro i 200/300 ohm richiesti per ottenere un corretto funzionamento a quelle frequenze.

Ma visto che con quei componenti andare sotto i 10 us di fronte di salita è difficile e constatato che l'isolamento galvanico non esiste, bypasso gli opto, come da foto.

Ora il segnale, che è comunque rinforzato da apposito buffer, giunge perfetto al TB6560.

Ricordavo però che il datasheet riportava un tempo minimo di impulso di 10us, ma questo nel caso il TB6560 operi alla massima frequenza interna, corrispondente ad un condensatore di clock di 100pF.

Guardo il PCB, pin 7 verso massa, vedo una serigrafia 102, corrispondente a 1000pF; smonto e misuro ... infatti è 1000pF.
La cosa curiosa è che solitamente le serigrafie riportano la numerazione del componente e non il suo valore e/o la sua sigla.
Peccato che 1000pF corrispondano alla velocità  minima del clock interno, alla quale il TB6560 "pretende" impulsi con una durata minima di 90us.

Ma, ad esempio, MACH3 non lo permette, al contrario di EMC2, che è configurabile a piacere.

Sulle prime ho pensato che alzare la velocitò di clock poteva portare ad instabilità , visti gli errori progettuali, ma dato che la scheda così com'era non mi sarebbe servita a niente, ho deciso di tentare comunque.

Quindi cambio il condensatore ma i motori che strappavano a 30V continuano a farlo.

Guardo quindi i segnali dei feedback di corrente e le linee di alimentazione degli IC : situazione pessima, il chopping di corrente "inocula" parecchio noise, ovunque.

Ho quindi creato i punti di massa centrali accorciando il percorso verso gli shunt di corrente, usando il dissipatore come barra di ground e piazzato i condensatori di bypass direttamente sui pin dei TBs; chi ha disegnato la scheda si è concesso una licenza poetica a riguardo, nel senso che propio non li ha messi ...

Ne approfitto e spazzo via anche l'inspiegabile sezione circuitale che poi si è svelata essere un tentativo di meccanismo di riduzione della corrente a motori fermi.

Ecco che magicamente i problemi svaniscono, i motori girano fluidi, tutti , a tutte le tensioni e lo stepping rate và  ben oltre quanto riportato dal datasheet, lavoro senza alcun problema a 50Khz, quello che permette la mainboard con ATOM che uso all'uopo.

Attenzione però a procedere con queste modifiche, non tutte le schede sono identiche, comparate per bene le mie foto con il PCB in vostro possesso.

E soprattutto, se non siete pratici, non toccate nulla e cercate l'aiuto di chi lo è.

Marco.

[Dag50]

Bravo Marco, ottimo messaggio e tread sulla scheda
Ho visto che su CncZone vi è un tread analogo che
mostra delle modifiche, sempre riguardanti queste schede
basate sul TB6560, con altre soluzioni, prova a dargli una occhiata.

[ccmarco]

Ciao Dario,

stò aspettando che i moderatori spostino i miei post con le foto della scheda, in questo 3ad.

OK, appena ho tempo faccio un salto su CNCZONE.

Una cosa che ho mancato di precisare è che la descrizione delle modifiche qui postata è una sintesi, in realtà  ho speso qualche notte insonne ....

Marco.

[ccmarco]

Bene, dato uno sguardo su CNC ZONE, a partire da :

http://www.cnczone.com/forums/general_e ... dated.html

In sostanza parte delle modifiche coincidono con le mie, in primis il bypass degli opto.

D'altronde la cosa è così ... drammatica, che sin dalle prime analisi con l'oscilloscopio la parte opto genera sdegno .

Ho trovato conferma ad una mia impressione, oltre i 30V non conviene andare, la maggior parte di quelli che ha subito bruciature dei TBs era oltre tal valore.

A chi usa alimentatori generosi in corrente, consiglio caldamente di usare un fusibile in serie alla linea di alimentazione.

Potrebbe salvare il tutto in parecchie occasioni.

Marco.

[ccmarco]

Per chi non le avesse viste, link alle foto che mostrano la modifica :

https://www.cncitalia.net/forum/viewtopi ... 4&start=10

[AvioP]

anch'io sono un possessore di una sceda cnc 5 axis con i tb6560. Poco tempo fa (non so per quale oscuro motivo di certo non per un sovraccarico di corrente) un TB6560 è esploso, poco tempo dopo (intendo qualche minuto) anche un'altro tb6560 di un'asse mai utilizzato è esploso. Ho distagnato gli integrati bruciati ma ora il problema è che ora scalda in maniera ecessiva l'integrato (non mi ricordo il codice) cui è collegata la ventola di raffreddamento. PS il circuito è dotato di fusibili di protezione e di magetotermico... secondo voi quale può essere stato il problema?

[Zebrauno]

Sovratensione? Alimentazione switching fritta? Piu' alimentatori switching collegati in modo bizzarro?

[AvioP]

sovratensione no... visto che uso due pacchi batterie collegati in serie : tensione di uscita 24V (mantenuta costante ) e 400 Ah. Poi nel circuito come ti ho detto ho un fusibile più un magnetotermico.

[ccmarco]

C'è una spiegazione nelle esplosioni "per simpatia" dei TB6560 in queste schede, imputabile al fatto che il dissipatore non è stato posto a massa di progetto.

Se vi chiedete il perchè la risposta è spiegata nella documentazione del TB6560 : la placca metallica che interfaccia il circuito integrato al dissipatore non è isolata dal silicio che lo compone, bensì è collegata al substrato, zona inferiore dello stesso.

Se un integrato scoppia, può trascinare a tensione di alimentazione il dissipatore e quindi tutti i substrati degli altri integrati piazzati sulla stessa barra di raffrddamento, i quali potrebbero non gradire, esplodendo subito o deteriorandosi, per esplodere in seguito ...

Se invece il dissipatore viene posto a massa, questo non avviene ed il fusibile salta all'stante (se c'è ....).

Occhio alle batterie ad alto amperaggio, se non le "fusibilate" opportunamente possono procurare scoppi, incendi ed ustioni.

Un consiglio per mitigare il bollore del regolatore di tensione 7812 : staccate il suo connettore di alimentazione dalla scheda ed alimentatela separatemente.

Meglio ancora, smontatela e sostituitela con una da 60mm, posta lateralmente, verticale, che soffi l'aria lungo le alette.
Per le schede più larghe, quelle a 5 assi, si può fare un push-pull con un paio di ventole poste agli estremi, una che spinge, l'atra che tira, creando magari, con del materiale isolante, una c rovesciata che funge da corridoio chiuso dove scorre l'aria.

Margini di miglioramento ci sono, ma personalmente non userei mai queste schede per impieghi professionali.

Marco.

[AvioP]

ok grazie mille... apporterò tutte le modifiche che mi hai suggerito
aviop

[SoldatoSemplice]

A questo punto la domanda sorge spontanea, non facevi semplicemente prima ad asportare il TB6560 ed a realizzare un nuovo circuito stampato?

[ccmarco]

@SoldatoSemplice :

la risposta è dentro di te, ma è sbagliata.

[SoldatoSemplice]

@SoldatoSemplice :

la risposta è dentro di te, ma è sbagliata.

Scusa ma che vuol dire? Ho visto il package del suddetto semiconduttore e non pare particolarmente intrattabile, sembra molto simile a quello dell'L298.

[ccmarco]

@SoldatoSemplice :

se volevi fare una battuta sarcastica, OK, altrimenti sei completamente fuori strada.

Ti sembra veramente che si fà  prima a rifare da zero un PCB doppia faccia, con 3 integrati in HZIP da 25pin passo 1.27mm + tutto il resto, certo non trascurabile, piuttosto che saldare quattro cose sulla scheda originale ?

Io penso propio, ma molto propio, di nò