Autor Tópico: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?  (Lida 36848 vezes)

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #30 Online: 14 de Janeiro de 2009, 08:43 »
... então é certo dizer que uma fonte de alimentação de computador, ... poderia servir ...

Serve sim e é a opção mais comum para casos como o seu.

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A propósito, qual é a característica dessa fonte comum que descrevi, seria linear de tensão?

Sim.

Citar
É possível, com esse material e talvez mais outros, transformá-la em fonte de corrente ...

Para a alimentação dos motores de passo é dispensável a regulação, basta o mínimo, trafo, ponte, capacitor.

É possível transformar em fonte de corrente sim, mas é bom deixar bem claro que quando falamos em fonte de corrente, de modo geral estamos nos referindo ao driver propriamente dito, onde há uma fonte para cada enrolamento do motor, ou seja duas, no caso dos motores comuns, bifásicos, três, no caso dos trifásicos, cinco, no caso dos pentafásicos. Falamos do que há no fim da linha, do que está diretamente conectado ao motor e não da fonte geral, esta sempre uma fonte de tensão.

Em um caso como o seu, a configuração mais comum, a de melhor relação custo / desempenho consiste na fonte de tensão de 12V alimentando os motores através de resistores de lastro. É um meio termo, bem melhor que alimentar os motores sob tensão nominal, 3V neste caso, mas ainda aquém do que seria possível obter com choppers.

Existe a possibilidade de utilizar reguladores integrados como o LM338, por exemplo, configurados como fonte de corrente constante, em substituição aos resistores de lastro.

O desempenho é idêntico ao dos choppers, mas a eficiência é muito menor, a coisa é uma fritadeira.

Costumo desrecomendar esta solução. A complexidade, custo, volume e ineficiência fazem dos choppers uma alternativa muito mais atraente. Atualmente é uma solução só justificável para pesquisadores e curiosos, mesmo que se disponha de todo o material à mão.

Atenção ao dimensionar a fonte geral, os critérios são diferentes para cada tipo de driver.



PS: Acabo de ver a msg do Edson e acho que vale comentar o seguinte:

Considerando seus três motores de 2,4A e o pior caso, motores parados, duas fases energizadas, phase drive e resistores de lastro ou fonte de corrente linear, temos que a corrente demandada da fonte será

2,4 x 2 x 3 = 14,4A

A potência dissipada, desconsiderando perdas:

4,4 x 12 = 172,8 W

Para uma fonte de PC atual, que contempla a saída de 12V com a maior potência, diferentemente das antigas, que privilegiavam a saída de 5V, não é nada absurdo.

Se utilizasse choppers a potência demandada seria quatro vezes menor, 43,2 W considerando ainda fonte de 12V, desprezando-se as perdas. A diferença é brutal ...

Offline ronaldocavalcante

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #31 Online: 14 de Janeiro de 2009, 17:35 »
Caros Edson e Jorge.

Agradeço a ajuda de vocês. Mas se puderem, gostaria de clarear mais um pouco pois Tico e Teco, já carcomido pelo tempo estão meio preguiçosos...

O meu transformador que tive que mandar enrolar e acabei de receber, é de 12+12v 20 A, a ponte que chegou é de 50 A mais dois diodos schoktly de 50A e os 2 capacitores de 4.700microF e ainda recebi 6 resistores de 15ohms 20W cada, conforme foto anexa.

http://picasaweb.google.com.br/lh/photo/vYf-B4bsq8yUj7-Jp2OhwA?authkey=1b5r7BY2JVs&feat=directlink

Se eu entendi bem, esse material seria suficiente para montar uma fonte convencional linear e rodar meus 3 motores, cada um com suas bobinas ligadas em série com o TIP102 (darlington de 8A e diodo interno), alimentação de base por um resistor de 1K através do desacoplador ótico 4n25 e 10K para terra, tendo como resistores de lastro, digamos:

[(12V x 1,414 - 3V - 1,4V) / 2 x 2,4A] = 2 ohms

por 12,568 V x 4,8 A >= 60W que seria fácil com mais resistores desses aí.

Mas, como meu trafo pode ter seu secundário ligado em série, ofrerecendo 24 V, eu poderia usar essa tensão para melhorar o desempenho dos motores. Se me lembro bem, li aqui em algum post que, usando-se uma tensão maior para os motores com o devido reisistor de lastro, a corrente atingiria o valor nominal mais rapidamente (sic). Nesse caso eu poderia usar a ponte retificadora de 50A e o cálculo poeria ser:

[(24V x 1,414 - 3V - 1,4V) / 2 x 2,4A] = 6,15 ohms

por 29,536 V x 4,8 A >= 140W (???!!!)

Seria isso mesmo, ou tem muita besteira aí?

Outra coisa, quando Jorge falou que usando o Chopper, a potência seria 4 vezes menor, se referia ao chopper da placa driver e não da fonte, é isso mesmo? Como se dá essa atraente redução?

Pelo que entendi, escutando atrás da porta, há o chopper (pwm) da fonte chaveada (tipo essa de computador, que eu queria usar) e outro na controladora através de PIC ou par L297-298. E nesse caso não é possível usar chopper no sistema phase-driver e sim no step-dir (que por sinal, também já disseram aqui que é o melhor dos sistemas pois é possível obter maiores rotações. Só que o problema é mexer com PIC).

De já, agradeço os esclarecimentos.

ronaldo

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #32 Online: 14 de Janeiro de 2009, 18:15 »
[(12V x 1,414 - 3V - 1,4V) / 2 x 2,4A] = 2 ohms

O cálculo está correto para o modo passo cheio, duas fases sempre energizadas, um único resistor, o que é pouco usual e pouco recomendável.

De modo geral é preferível operar a meio passo, o que implica na utilização de dois resistores, um em cada derivação comum, no caso dos motores de seis fios ou quatro resistores, um em cada fase, no caso dos motores de cinco fios, já que teremos alternadamente uma única fase energizada ou duas.

Sugiro que refaça os cálculos de acordo com este critério.

Citar
Mas, como meu trafo pode ter seu secundário ligado em série, ofrerecendo 24 V, eu poderia usar essa tensão para melhorar o desempenho dos motores.

Pode, mas a coisa vira um forno. Acho que não vale a pena.

Citar
Se me lembro bem, li aqui em algum post que, usando-se uma tensão maior para os motores com o devido reisistor de lastro, a corrente atingiria o valor nominal mais rapidamente (sic).

Está correto.

Citar
Nesse caso eu poderia usar a ponte retificadora de 50A e o cálculo poeria ser:

[(24V x 1,414 - 3V - 1,4V) / 2 x 2,4A] = 6,15 ohms

por 29,536 V x 4,8 A >= 140W (???!!!)

Está correto para um motor, para três a potência seria o triplo, 420W.

Citar
Outra coisa, quando Jorge falou que usando o Chopper, a potência seria 4 vezes menor, se referia ao chopper da placa driver e não da fonte, é isso mesmo? Como se dá essa atraente redução?

Não há propriamente redução, o que não há é a perda nos resistores ...

Veja, considerando seu cálculo logo acima, dos 140W por motor, 14,4W vão para o motor e 125,6W são dissipados nos resistores e transistores. Eficiência de míseros 10%. A coisa piora quando a tensão é elevada ...

Citar
Pelo que entendi, escutando atrás da porta, há o chopper (pwm) da fonte chaveada (tipo essa de computador, que eu queria usar) e outro na controladora através de PIC ou par L297-298.

Uma coisa é uma coisa e outra coisa é outra coisa ...

Step/dir e phase drive são expressões que referem-se ao método de controle da interface, sua entrada e não à etapa de potência, sua saída. Embora seja muito comum que drivers choppers sejam step-dir, uma coisa não está necessariamente ligada a outra, é perfeitamente possível ter uma phase drive chopper ou step-dir com saída linear ...

Citar
E nesse caso não é possível usar chopper no sistema phase-driver e sim no step-dir (que por sinal, também já disseram aqui que é o melhor dos sistemas pois é possível obter maiores rotações. Só que o problema é mexer com PIC).

O melhor desempenho é relativo ao chopper, não a step-dir.

Offline EDSONCAN

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #33 Online: 14 de Janeiro de 2009, 19:44 »
Oi Ronaldo, tudo bem?
Quanto aos 24 Vots do motor na epoca desse drive que descrevi trabalhava com tensões da ordem de 80V e 40V em aberto, essa tensão  da sua fonte não limitara muito o sua CNC?
Por curiosidade, a fonte de corrente linear realmente seria um aquecedor, mas no caso que usei de exemplo, trata-se uma fonte de corrente chaveada e não linear, portanto o aquecimento e semelhante a de uma fonte de tensão.
De qualquer forma como o Jorge colocou foi uma aplicação muito especifica, mas no seu caso acredito que o drive deveria mudar o limite de corrente e com isso diminuir o aquecimento quando a indutancia da fase tender a resistencia ohmica.
Abraços.
Edson

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #34 Online: 14 de Janeiro de 2009, 20:51 »
... na epoca desse drive que descrevi trabalhava com tensões da ordem de 80V e 40V em aberto

Não entendi ... 80V onde, em que condições ? 40V onde, em que condições ?

Citar
essa tensão  da sua fonte não limitara muito o sua CNC?

Boa questão. "Limitar muito" é algo relativo, como tudo na vida. Sem conhecer as necessidades e expectativas, é algo que nem merece consideração ... Se a coisa atende às necessidades, tá bão, né ?

Um outro aspecto interessante: há consenso quanto a que não há qualquer ganho que justifique tensão de alimentação acima de cerca de 20X a nominal do motor, respeitado o limite da classe de isolação.

O ganho, quando se dobra a tensão, de 3V para 6V, por exemplo, é relativamente mais expressivo do que quando se dobra de 12V para 24V.

Além da experiência com drivers como o discutido, este é um dos aspectos que me leva a recomendar um chopper a partir dos 12V, não esquecendo das tremendas perdas nos resistores.

Claro que isto tb é relativo, tem quem goste de ser chicoteado e eu respeito profundamente as taras de cada um ... he, he, he ...

Citar
... no caso que usei de exemplo, trata-se uma fonte de corrente chaveada e não linear, portanto o aquecimento e semelhante a de uma fonte de tensão.

O caso que vc citou foi o de uma fonte de tensão chaveada alimentando uma fonte de corrente linear, certo ?

Citar
... no seu caso acredito que o drive deveria mudar o limite de corrente e com isso diminuir o aquecimento quando a indutancia da fase tender a resistencia ohmica.

Vc tá falando de redução de corrente durante os períodos de inatividade do motor, certo ? Isto me parece com remendar chita com seda. Uma phase drive se justifica pelo baixo custo e simplicidade, quando deixa de ser simples e barata, perde a razão de ser, né ?


Offline ronaldocavalcante

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #35 Online: 15 de Janeiro de 2009, 03:51 »
Amigos Edson e Jorge (em ordem alfabética)
- se é que me permitem a intimidade -

Vejam a situação em que me meti e venho incomodando os técnicos do fórum (incluindo o Fábio e meus conterrâneos):

Escrevi um projeto para a escola técnica onde trabalho (Cefet-BA) onde devo conseguir um numerário para confecção de cinco, talvez 10, máquinas CNC didática para os alunos dos cursos técnicos e engenharia mecânica que vêm tendo aulas de programação de CNC em simulador no computador. Mas o projeto só deve ser aprovado quando eu colocar um protótipo qualquer em funcionamento, até o início das aulas, e com recursos próprios (foi o acordo).

Comecei e continuo fazendo a manutenção de uma dessas máquinas de gravura antiga (pantográficas), em que os guias e fusos estão em perfeito estado, para incorporar na mesma o cabeçote da Dremel e o comando numérico. Enquanto isso, iniciei a investigação sobre a eletrônica.

Como o tempo é pouco, antes de procurar os fóruns comprei uma controladora da Hobbycnc para 2,5A, step-dir, unipolar e os motores correspondentes. Também arranjei uma fonte de alimentação de 5A e fiz todas as ligações. Como o funcionamento foi precário, precisei de apoio do fórum para as configurações por alguns dias. Quando a coisa já estava fluindo e faltava apenas pequenos ajustes, eis que, durante a gravação do vídeo que postei aqui para mostrar o andamento, a Hobbycnc fumaçou e, dos 18 transístores de potência fritou nada menos que cinco TIP127 (PNP usado em série com comuns dos motores) e um TIP122 (NPN usado na fase). Só aí que eu percebi os transístores colados nos pequeníssimos dissipadores com cola vagabunda. No primeiro esquente eles foram soltando...

O Jorge conhece a história e me passou as primeiras orientações no sentido de levantar o esquema da placa enquanto trocasse os transístores. O que eu ainda estou fazendo. Mas aí já se foi a bagatela de uns 300 de preju. Então eu tive o pensamento (aí a coisa fumaçou mais ainda) em tentar agilizar o processo,  fazendo uma plaqueta peba qualquer, mas robusta o suficiente para fazer esse experimento, e só depois do projeto aprovado tomar a decisão, de conformidade com as experiências vividas aqui no fórum, de qual eletrônica montar. Seria então uma phase-driver comum. Foi quando surgiu o problema da fonte, que deveria ser parruda. E como já estou na chuva mesmo, mandei vir esse material para uma fonte de 20 A (e lá se foi mais uns 250,00), listada acima, e pedi a valorosa colaboração dos senhores. Rezo para que no final dessas experiências eu não venha a gastar o tempo e a grana equivalente a um sistema completo Smile, Gecko, etc.

Então imaginei a mais simples e mais baratas da eletrônica phase-drive (acho eu), usando os TIP102 de 8A, desenhei o circuito e anexei ao post para os amigos darem uma olhada e opinarem se há chance dessa coisa funcionar, mesmo lenta, naquela que eu chamei carinhosamente de "FrankCNCstein" (passo do fuso de 3mm), pelo menos no dia da apresentação do protótipo, daqui a um mês.

Desculpem o jornal, mas a situação é crítica. Todavia o que me alegra mesmo é ver os amigos debatendo novamente.

abrs

ronaldo

Offline EDSONCAN

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #36 Online: 15 de Janeiro de 2009, 07:30 »
Jorge
"caso que vc citou foi o de uma fonte de tensão chaveada alimentando uma fonte de corrente linear, certo ?"
Não, é uma fonte de corrente chaveada, não tem nenhuma fonte de tensão chaveada e nem fonte de corrente linear.
80v quando não se exigia homologação e 40V no drive homologado, qualquer homologação acima de 40VDc muda a classe e complica muito conseguir a certificação.
"Vc tá falando de redução de corrente durante os períodos de inatividade do motor, certo ? Isto me parece com remendar chita com seda. Uma phase drive se justifica pelo baixo custo e simplicidade, quando deixa de ser simples e barata, perde a razão de ser, né ?"
O americano fala em passar batom no porco, mas depende das especificações a serem atendidas, ser simples, barato e não homologavel, significa não poder ser vendido.
Quanto a reduzir a corrente na fase dos drives chopper varios ja fazem isso e evitam os resistores, a nova versão do apoena faz isso tambem se não me falha a memoria.
Ronaldo
Tem horas que o prejuizo é inevitavel e voce tem que encarar isso como o custo que paga-se para aprender algo, somente tente realmente aprender em todos os aspectos do fato: tecnico, pessoal, comercial, e etc, assim voce cometera novos erros e não antigos, pois erros todos cometem, faz parte do processo.
Neste site tem muitos esquemas de drives http://www.pminmo.com/ do tipo chopper, acho que voce deveria partir para algum deles.
Espero ter ajudado.
Edson

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #37 Online: 15 de Janeiro de 2009, 08:22 »
Ronaldo, acho que a phase drive tá adequada para os testes iniciais e prova de conceito, só não acho que valha a pena dispender mais tempo e dinheiro em algo que muito provavelmente não será adequado ao projeto definitivo ...

Minha sugestão é no sentido de terminar a placa e testar, não há substitituto para a experiência prática, direta, ao vivo e a cores ... o insight que vc vai ganhar com isso é muito precioso, vai trazer muito mais segurança e convicção. Considerando que vc já tem tudo à mão e nada impede posteriores modificações, eu iria por este caminho, pelo menos de imediato ... pode até acontecer de vc verificar que a coisa já estaria adequada, como pode acontecer de vc perceber que não vale a pena continuar nesse caminho ...
« Última modificação: 15 de Janeiro de 2009, 08:24 por C N C N o w ! »

Offline C N C N o w !

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #38 Online: 15 de Janeiro de 2009, 08:48 »
Não, é uma fonte de corrente chaveada, não tem nenhuma fonte de tensão chaveada e nem fonte de corrente linear.

Edson, tá mesmo difícil entender, vc diz uma coisa e parágrafos adiante vc diz outra. Eu vou repetir uma última vez: um driver que alimenta um motor por meio de uma fonte de corrente chaveada é um chopper.

Citar
O americano fala em passar batom no porco, mas depende das especificações a serem atendidas, ser simples, barato e não homologavel, significa não poder ser vendido.

Edson, estávamos falando da phase drive do Ronaldo. Incluir redução de corrente em um caso assim é remendar chita com seda ou passar baton em porco, como queira. Que eu saiba nínguém considerou a possibilidade de homologar ou vender a coisa.

Citar
Quanto a reduzir a corrente na fase dos drives chopper varios ja fazem isso e evitam os resistores, ...

Edson, estávamos falando da phase drive do Ronaldo, lembra ? Redução de corrente em choppers não evita resistores de lastro por um simples e bom motivo: choppers não exigem resistores de lastro.

Offline EDSONCAN

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #39 Online: 15 de Janeiro de 2009, 09:22 »
Jorge, deixa pra la, como voce disse cachorro velho não aprende truques novos.

Edson

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #40 Online: 15 de Janeiro de 2009, 09:26 »
Jorge, deixa pra la, como voce disse cachorro velho não aprende truques novos.

Qual ? O daqui ou o daí ?

O daqui ainda tem a esperança de aprender uma ou duas coisinhas, mesmo que o osso seja duro de roer  ...

rudyjunior

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #41 Online: 15 de Janeiro de 2009, 11:42 »
Ronaldo
   
Comecei e continuo fazendo a manutenção de uma dessas máquinas de gravura antiga (pantográficas), em que os guias e fusos estão em perfeito estado, para incorporar na mesma o cabeçote da Dremel e o comando numérico.

   Estava como tantos outros acompanhando mais uma saga deste forum maravilhoso quando me interessei por seus pantógrafos. Será que você poderia postar algumas fotos ou quem sabe um vídeo deles sendo utilizados.
   Seria muito bom para enriquecer meus parcos conhecimentos na área pois, acredito que são os ancestrais das CNCs atuais, Sir Jorge me corrija se estiver errado.
   Acho que para não fugir do assunto poderia ser criado um novo tópico.

Abraços

Offline ronaldocavalcante

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #42 Online: 15 de Janeiro de 2009, 13:16 »
Amigos Edson e Jorge (ninguém reclamou por chamá-los de amigos, então...)

Uma coisa já tenho certeza, depois de processar as informações dessa palestra: é chopper na cabeça! Vou partir para isso.

Como eu já tenho a tal hobbycnc e uma fonte de 20A zero bala, vou continuar o reparo dessa controladora de 3 eixos, chopper, step-dir, até 2,5A-7.5Kgcm, unipolar,  baseada em três PICs 16F677, dois CI 74hc14n no controle, e seis transístores  de baixa potência KSP42 comandando dezoito darlingtons de potência, sendo seis (dois por motor) pnp TIP127 ligados em cada terminal comum, e doze (quatro por motor) npn TIP122 ligados em cada fase do motor.

Como estou também levantando o esquema, vou postar aqui para os mestres descobrirem porque a placa apresentou vários defeitos, antes de torrar, como por exemplo: esquenta muito regulada para 2,3A quando a corrente nominal é 2,5 A. Também não há repetitividade nas coordenadas. Se mandar ela  para uma determinada coordenada com G00 por tres vezes ela chega em tres pontos diferentes. E ainda atua com velocidades diferentes quando X, y e Z fazem parte do mesmo bloco de programação (na mesma linha), por exemplo: <G00 X10, Y10, Z10> tem maior velocidade que em linhas distintas, e assim por diante.

A propósito, uma chopper baseada em PIC é muuuuiiiiitttoooo melhor que outra que não o usa, como a que usa o L297, para justificar programação de microcontrolador e um custo maior (aqui o PIC mais barato é 25,00)?

___________________ __________________

Rudy

Eu já publiquei as fotos dessas máquinas aqui. Mas vou iniciar um tópico com o nome de Projeto "FrankCNCstein" e postar as fotos e todo esse histórico desde a fritura da hobbycnc até chegar ao desenlace final: ou a criatura funfando ou um vermelho roxo no meu cheque especial para pagar com o próximo 13º e férias...(rs)

Só não sei onde será o tópico. Se em eletrônica, máquinas, etc. Os moderadores hão de me dar uma luz.

abrs.

Ronaldo

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #43 Online: 15 de Janeiro de 2009, 13:19 »
A propósito, uma chopper baseada em PIC é muuuuiiiiitttoooo melhor que outra que não o usa, como a que usa o L297, para justificar programação de microcontrolador e um custo maior (aqui o PIC mais barato é 25,00)?

Definitivamente não.

rudyjunior

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Re: Como medir quantos Amperes um motor de passo consome ?
« Resposta #44 Online: 15 de Janeiro de 2009, 13:31 »
Ronaldo

(aqui o PIC mais barato é 25,00)?

Se precisar de um PIC eu as vezes compro aqui:

http://www.cinestec.com.br

Veja um exemplo:

Referência:CIS0057
Produto:PIC12C508A-04/P
Descrição:PIC12C508/P04
R$ 3,80

Abraços,

Rudy

 

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