Драйвер управления шаговыми двигателями SMA7029M.

Драйвер управления шаговыми двигателями SMA7029M.

Шаговые двигатели являются одними из самых распространенных типов двигателей в приборах самого широкого применения. Эти двигатели можно встретить во всех типах копиров, в факсах, сканерах, МФУ, кассовых аппаратах и это перечисление можно продолжить.

«Классикой» среди микросхем управления шаговыми двигателями можно считать драйвер SMA7029M (рис. 1, 2). Параметры, особенности, построение и типовое включение этой микросхемы рассматриваются ниже. Микросхема SMA7029M обеспечивает возможность управления униполярными шаговыми двигателями различных типов: 4-х фазными и 2-х фазными. Микросхема позволяет управлять двигателями с высокой скоростью и обеспечивает, высокий КПД двигателя. Для переключения фаз используются встроенные полевые мощные транзисторы.

Компактное исполнение SMA7029M позволяет получать экономичный и технологически простой вариант схемы управления шаговым двигателем. Микросхема поддерживает работу с максимальным напряжением питания до 46В и имеет выходы, рассчитанные на высокие напряжения и большие токи. Встроенные полевые транзисторы, имеющие пробивное напряжение более 100В, позволяют обеспечить очень малое сопротивление цепи во включенном состоянии и очень высокую частоту переключения. В составе микросхемы имеются встроенные защитные диоды.

Микросхема SMA7029M обеспечивает регулировку величины тока через фазы шагового двигателя, а также обеспечивает защиту от превышения этого тока сверх заданного значения. Регулировка тока осуществляется методом широтно-импульсной модуляции — ШИМ (PWM). Величина тока задается путем выбора внешнего токового датчика, в качестве которого используется резистор с очень малым сопротивлением (менее 1 Ом). Кроме того, величина тока может быть задана выбором источника опорного напряжения, выбором делителя в цепи опорного напряжения, выбором параметров частотозадающей RC — цепи. RC-цепь позволяет ограничивать время паузы между импульсами. Все входы микросхемы совместимы с микропроцессорами и логикой на 5В.
Особенности микросхемы SMA7029M состоят в следующем:
— однокристальное построение, имеющее низкую стоимость;
— управление двигателем с напряжением до 46 В и током фаз до 3 А;
— применение третьего поколения встроенных высоковольтных полевых транзисторов;
— напряжение пробоя встроенных силовых транзисторов — 100В;
— малое сопротивление перехода сток-исток встроенных транзисторов в открытом состоянии;
— улучшенные характеристики встроенных защитных диодов;
— управление двигателями с однополярным питанием;
— обеспечение двух режимов управления двигателями: режима полного шага и режима полушага;
— встроенный высокоэффективный и высокоскоростной ШИМ;
— программирование тока фаз методом ШИМ;
— наличие двух каналов управления током фаз двигателя;
— малая рассеиваемая мощность;
— электрически изолированные контакты питания;
— входы, совместимые с микропроцессорами;
— отсутствие необходимости теплового радиатора.
Предельные параметры микросхемы:
— напряжение питания нагрузки (Vbb): 46B;
— выходное напряжение полевого транзистора (VDS): 100В;
— напряжение питания (Vcc): 46B;
— пиковый выходной ток (Ioutm): 3А (менее 100мкс);
— постоянный выходной ток (Iout): 1,5А;
— диапазон входных напряжений (Vin): от -0,3 до 7,0 В;
— опорное напряжение (Vref): 2B;
— диапазон рабочих температур: от -20°С до +85°С;
— диапазон температур при хранении: от -40°С до + 150°С.
Микросхема SMA7029M (см. табл. 1, рис. 1) позволяет обеспечивать управление различными типами двигателей в различных режимах.

Рис. 2. Типовое включение на примере одного канала (В)

В каждом из режимов работы необходимо создавать различную последовательность входных управляющих сигналов. Данная микросхема может обеспечить работу шагового двигателя в режиме волнового управления (WAVE DRIVE). В этом режиме в каждый момент времени ток протекает только через одну из четырех фаз (рис. 3), т.е. открыт только один встроенный транзистор.

Для работы в этом режиме задействуются контакты (рис. 1), управляющие временем задержки (OFF DELAY), на которые подаются сигналы от инвертора с открытым коллектором, т.е. для управления двигателем на эти контакты при работе приходит импульсный цифровой сигнал. Встроенный транзистор, открываемый в данном режиме, определяется соотношением сигналов на входных контактах (INA, INB) и сигналов на контактах времени задержки (OFF DELAY A, OFF DELAY В). Соотношение всех этих сигналов для включения той или иной фазы двигателя приводится в табл. 2 («таблица истинности» для режима волнового управления).

Кроме того, двигатель может использоваться для управления двигателем в режиме полного шага (FULL STEP). В этом режиме в каждый момент времени ток протекает через две фазы, что соответствует шагу двигателя (рис. 4).

В данном режиме для совершения шага открыты два встроенных транзистора, находящихся в разных каналах микросхемы (канал А и канал В). Режим полного шага может управляться всего двумя управляющими сигналами на входе микросхемы: IN(A) и IN(B). Т.е. открываемый транзистор каждого канала определяется только уровнем сигнала на соответствующем контакте. Таблица истинности для режима полного шага отражена в табл. 3.

На контакты, управляющие временем задержки (ОРР DELAY) в этом режиме, подается напряжение постоянного тока, которое создается внешней цепью смещения (R3). Данную микросхему вполне можно приспособить и для применения в режиме полушага (HALF STEP), только для этого потребуется усложнить схему управления драйвером двигателя в SMA7029M.

самодельный станок с ЧПУ, отзывы duxe.ru

Меню навигации

Пользовательские ссылки

Объявление

Информация о пользователе

Вариант контроллера с драйверами от принтеров.

Сообщений 1 страница 30 из 133

Поделиться12007-12-15 17:10:04

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

ВОПРОСЫ ЗАДАВАТЬ ЗДЕСЬ

Отредактировано Трудоголик (2007-12-19 11:20:54)

Поделиться22007-12-15 19:14:00

• Автор: Ermak
• разговорчивый
• Зарегистрирован : 2007-12-07
• Приглашений: 0
• Сообщений: 249
• Уважение: [+3/-0]
• Позитив: [+2/-0]
• Провел на форуме:
  3 дня 22 часа
• Последний визит:
  2008-11-11 12:33:10

Отредактировано Ermak (2007-12-15 19:47:40)

Поделиться32007-12-15 20:30:29

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

Работает, разница с контроллером на КТ829 практически не заметил,
только деталей меньше, собирать быстрее. В принципе идея использовать МР4101 родилась только вчера, но ночь не поспал и вот результат.
Umax — максимальное напряжение Ic(Ip) Максимальный ток постоянный(в импульсе)
Hfe — коэффициент передачи (или коэффициент усиления).

Отредактировано Трудоголик (2007-12-22 13:20:49)

Поделиться42007-12-16 07:12:54

• Автор: Ermak
• разговорчивый
• Зарегистрирован : 2007-12-07
• Приглашений: 0
• Сообщений: 249
• Уважение: [+3/-0]
• Позитив: [+2/-0]
• Провел на форуме:
  3 дня 22 часа
• Последний визит:
  2008-11-11 12:33:10

Посмотрел стоимость этих микрух, от 35 руб и выше.

В принципе недорого. И есть в наличии.

Ну ты прямо мастер все упрощать.

Поделиться52007-12-16 09:41:27

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

Ну ты прямо мастер все упрощать.

Это не я упрощаю, это буржуи запихнули в один корпус 4-ре наши КТ829, вместе с защитными диодами, а поскольку транзисторы были с разными буквами, придумали целую серию микросхем

Отредактировано Трудоголик (2007-12-16 10:15:58)

Поделиться62007-12-16 13:07:06

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

Тут по Е-майл спросили, почему на фото микросхемы драйверов стоят наоборот.
Не обращайте внимание, на фото — первый вариант платы, а в статье приведен 5-й с перевернутыми драйверами.

Здесь печатная плата под микросхемы ТМ5:
http://www.filenko.com/files/KontrCNC5.zip
Это одно и то же, что и ТМ7, только без инверсных выходов и ножек меньше, печатку надо переделывать.

На плате дополнительно размещен ключ шпинделя.

Да, еше нашел один полный аналог драйвера — mPA1476 фирмы NEC.
Максимальное наряжение 100 Вольт Ток — 2 А.

Отредактировано Трудоголик (2007-12-19 11:33:34)

Поделиться72007-12-18 22:07:17

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

Еще один вариант с использованием драйверов SLA7024 или SLA7026
Первый на 1,5 Ампера, второй 3-х амперный.

Поделиться82008-01-04 13:32:33

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

Испытал еще один вариант драйвера, на микросхемах SDC03, применяемых в принтерах EPSON. В этих принтерах драйверы стоят в схеме управления головками, но имеют неплохие характеристики для управления шаговыми двигателями. Впечатление от работы неплохое, но применять лучше с слаботочными двигателями, с моими (ток обмотки 1,1 А) без радиатора греются.
Характеристики микросхемы:
4 n-p-n транзисторных сборки по схеме Дарлингтона. hfe(К передачи) — 2000 -12000
Максимальное напряжение 60 V, Ток коллектора 1,5 А,
Максимальная температура 150 град. Максимальная частота 50 мГц,
Напряжение эмиттер-коллектор в открытом состоянии 1,3 -1,8 В
Рекомендация по применению в контроллере.
Микросхему, лучше устанавливать с нижней стороны(со стороны дорожек) печатной платы. Между микросхемами сделайте отверстия и смазав микросхемы теплопроводящей пастой, привинтите их вместе с платой к основанию или стенке корпуса, так микросхемы будут лучше охлаждаться.Печатная плата и рисунок расположения деталей почти как у контроллера на 155ТМ5, только драйвера ставятся снизу платы. Рядом с ними дырки для прикручивания к радиатору или основанию корпуса..

Отредактировано Трудоголик (2008-01-04 18:22:59)

Поделиться92008-03-03 13:58:18

• Автор: koolhatcker
• разговорчивый
• Откуда: Омск
• Зарегистрирован : 2008-02-28
• Приглашений: 0
• Сообщений: 200
• Уважение: [+2/-0]
• Позитив: [+1/-0]
• Пол: Мужской
• Возраст: 47 [1974-01-04]
• Провел на форуме:
  2 часа 49 минут
• Последний визит:
  2008-12-15 14:04:50

Может кому пригодится — для тех, кто доставал двигатели Sanyo Denki 103-550-0149 из принтеров Star и не выбросил плату управления. Привожу кусок схемы принтера, питающий двигатель каретки. Выводы CB и CA управляют включением «форсажа» (см. схему Трудоголика в теме «Блоки питания для СNС-ок», пост №16). Напряжение VL=5В, VH=25,5В. На выводы Ф1-Ф4 подаются сигналы управления двигателем. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. При использовании данной схемы средние выводы обмоток непосредственно между собой объединять нельзя — будет превышен максимальный ток через транзистор микросхемы STA302A, поэтому используется два транзистора из этой микросхемы — по одному на каждую фазу двигателя.
P.S. Прошу прощения за плохое качество картинки — png прикрепляться никак не хотело, пришлось приаттачить jpg

Отредактировано koolhatcker (2008-03-03 14:02:03)

Поделиться102008-03-03 17:46:56

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

ВНИМАНИЕ. При использовании данной схемы средние выводы обмоток непосредственно между собой объединять нельзя — будет превышен максимальный ток через транзистор микросхемы STA302A, поэтому используется два транзистора из этой микросхемы — по одному на каждую фазу двигателя.

Это не главная причина.
Вполне возможно, что в полушаговом режиме программно реализован и способ кратковременного снятия напряжения с одной их обмоток в период переключения(читайте ссылку «Вся правда о шаговом двигателе» в теме «Шаговые двигатели».)
Кроме того, так может быть сделано для того, чтобы ток каждой из обмоток оставался постоянным даже если включены обмотки из разных групп, что бывает в полушаговом режиме..
Тут мало одной схемы, надо еще смотреть програмную реализацию коммутации.

Поделиться112008-03-03 19:20:44

• Автор: koolhatcker
• разговорчивый
• Откуда: Омск
• Зарегистрирован : 2008-02-28
• Приглашений: 0
• Сообщений: 200
• Уважение: [+2/-0]
• Позитив: [+1/-0]
• Пол: Мужской
• Возраст: 47 [1974-01-04]
• Провел на форуме:
  2 часа 49 минут
• Последний визит:
  2008-12-15 14:04:50

Насчёт главной или не главной причины — боюсь, кроме инженеров «Star»а никто этого однозначно сказать не сможет . Однозначно могу сказать следующее — если в этой схеме отводы обмоток объединить и запитать их через 1 транзистор из состава STA302A, то он однозначно рано или поздно сгорит, так так у него max ток 4А, а через него пойдёт около 5А.
По крайней мере в драйвере менее мощного двигателя того же принтера отводы обмоток соединены вместе и коммутируются одним транзистором из той же сборки. Там тоже не полношаговый режим используется.
По ссылке «Вся правда о шаговом двигателе» не ходил — лениво искать . Возможно в принтере и снимается напряжение в момент переключения, но в случае применения схемы Романа (триггеры) особого сквозняка быть не должно. Но дело даже не в этом. Просто хотел предостеречь желающих повторить эту схему, предварительно её упростив. Ведь STA302A содержит три ключа — как раз по одному на каждый драйвер напрашивается. Но тогда в форсированном режиме ток через ключ превысит допустимый. Примерно 25/10 = 2,5А на фазу. Или 5А если отводы объединить (у STA302A 4А max). Вот и всё что я имел в виду. А как там программно управление двигателем именно в принтере сделано — дело десятое, главное — что этот драйвер без переделки будет работать со схемой Романа и позволит выжать из двигателя больше, чем при фиксированном питании .

Поделиться122008-03-04 08:22:04

• Автор: Трудоголик
• Заблокирован
• 
• Откуда: Тундра
• Зарегистрирован : 2007-11-03
• Приглашений: 0
• Сообщений: 1348
• Уважение: [+60/-1]
• Позитив: [+9/-1]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-01-19]
• Провел на форуме:
  1 день 10 часов
• Последний визит:
  2010-01-26 22:19:32

Просто хотел предостеречь желающих повторить эту схему, предварительно её упростив. Ведь STA302A содержит три ключа — как раз по одному на каждый драйвер напрашивается. Но тогда в форсированном режиме ток через ключ превысит допустимый. Примерно 25/10 = 2,5А на фазу. Или 5А если отводы объединить (у STA302A 4А max). Вот и всё что я имел в виду.

Теперь понятно,согласен.
Кстати, нет ли куска схемы, где стоит резистор на 3 Ом, кажется,
стоит рядом с драйвером каретки, интерсно, зачем он в схеме?

Отредактировано Трудоголик (2008-03-04 08:24:37)