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ELETRÔNICA / ELÉTRICA => Eletrônica => Tópico iniciado por: weski em 14 de Fevereiro de 2011, 16:38
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Boas Pessoal,
Estou iniciando neste mundo de CNC d.i.y e como não tinha muito conhecimento tive que pesquisar bastante para chegar no projeto abaixo. Com a ajuda deste fórum consegui muitas informações relevantes, inclusive quanto ao software para projetar a placa.
Bem, minha intenção é fazer um protótpo pequeno para testes e resolvi utilizar um driver bi-polar com a dobradinha 297x298. Lendo na net vi a necessidade de ter nesta placa uma proteção plara a porta paralela pois quero montar um CNC e não fazer churrasco de PC.. então montei o esquema utilizando acopladores opticos para os relês e entradas e um buffer para as saídas.
Antes de iniciar este projeto meu conhecimento de eletrônica se baseava em trocar fusíveis, soldar fios e trocar placas de computador mas depois de ler tantas coisas na web já sinto coragem de juntar meia dúzia de componentes... Abaixo posto o lay-out do esquema para que possam avaliar se fim uma coisa boa ou um penico cheio... hehehe.
(http://i637.photobucket.com/albums/uu93/F_W_A/CNC/CNC_WESKI.png)
Toda crítica para aprimoramento do projeto será bem vinda....
Att.
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Weski,
Coisas que eu percebi:
(1) A alimentação do circuito de interface com o PC não deveria ser alimentado via porta USB do PC, mas por uma fonte de 5V isolada do restante do driver. Um enrolamento secundário adicional, isolado dos outros, serviria.
(2) Os circuitos de acionamento a relés não necessitam isoladores óticos, pois os relés já fornecem a isolação necessária.
(3) Faltam isoladores óticos nas entradas de comando dos L-297.
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Boa minilathe,
Obrigado pelas observações. Vou tentar explicar qual a lógica que utilizei para fazer a montagem desta forma, correndo o risco de parecer mais errado ainda... :o
Como minha experiência é baseado em teoria (adquirida na web) e não na prática, tive o seguinte pensamento.... ;D
1) Segundo o que li temos que separar, na parte eletrônica da controladora, as alimentações dos componentes do lado da porta paralela do PC dos componentes do lado dos drivers. Por isso eu estou alimentando uma parte do circuito apenas pela USB (transistor dos acopladores de entrada, led´s dos acopladores de rêle e o buffer lógico). Os demais componentes (resistores pull-up do buffer, led´s dos acopladores de entrada e transistores dos acopladores de relê), estou alimentando pela entrada de 12v da placa.
Utilizei a USB pensando em ter os mesmos niveis de alimentação e terra que a porta paralela, desta forma pensei em equalizar a eletrônica do lado do PC.
2) Entendi, não sabia deste detalhe, mas fico com medo de um curto no circuito da placa antes dos relês acabar torrando a controladora.
3) Também fiquei com dúvida quanto a este ponto, lí vários artigos sobre proteção de sinais da porta paralela e a maioria ou utilizava o Buffer dizendo que no caso de sobre-carga ele queimaria ou utiliza acopladores. Então optei pela forma mais simples e utilizei apenas o buffer que amplifica o sinal e serve de proteção.
Pode ser que minhas conclusões estejam equivocadas por isso peço que comentem para que possamos chegar a um entendimento comum.
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1) Segundo o que li temos que separar, na parte eletrônica da controladora, as alimentações dos componentes do lado da porta paralela do PC dos componentes do lado dos drivers. Por isso eu estou alimentando uma parte do circuito apenas pela USB (transistor dos acopladores de entrada, led´s dos acopladores de rêle e o buffer lógico). Os demais componentes (resistores pull-up do buffer, led´s dos acopladores de entrada e transistores dos acopladores de relê), estou alimentando pela entrada de 12v da placa.
Utilizei a USB pensando em ter os mesmos niveis de alimentação e terra que a porta paralela, desta forma pensei em equalizar a eletrônica do lado do PC.
Num sistema com isolamento, pense que há dois lados, do PC e da controladora. Com duas alimentações, dois aterramentos, ... A alimentação do lado do PC pode consumir uma certa corrente, uma porta USB (por norma) suporta até 500 mA. E particularmente eu não ligaria um circuito de uma CNC numa USB, por questões de segurança, mas é questão de critério de projeto, eu usaria uma pequena fonte. Esta fonte estaria referenciada, o seu terra de sinal, ao PC através dos pinos 18 a 25 do conector da porta paralela.
O outro lado do circuito, estará referenciadado às fontes de potênca de acionamento dos motores, dos CIs controladores, drivers, FETs, ....
Os dois lados, devem ser separados por isoladores óticos, pois possuem terras de sinal totalmente separados e isolados entre si.
2) Entendi, não sabia deste detalhe, mas fico com medo de um curto no circuito da placa antes dos relês acabar torrando a controladora.
3) Também fiquei com dúvida quanto a este ponto, lí vários artigos sobre proteção de sinais da porta paralela e a maioria ou utilizava o Buffer dizendo que no caso de sobre-carga ele queimaria ou utiliza acopladores. Então optei pela forma mais simples e utilizei apenas o buffer que amplifica o sinal e serve de proteção.
Um curto num contato do relé não se propaga para a bobina. Eu não usaria essa proteção adicional, por ser desnecessária.
Um detalhe básico, o CI buffer até amplifica os sinais da porta paralela, que à vezes possui tensões menores que o TTL. Mas simplesmente não isola os terras do PC e dos CIs L297. Daí é indispensável o uso do isoladores ópticos.
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Hummmm.... entendi.
Muito obrigado mesmo minilathe, pelas dicas. Vou alterar o projeto em relação ao relés e a alimentação pela USB.
Quanto aos sinais do L297 ainda estou com uma dúvida... ??? Será melhor manter o CI buffer e adicionar os acopladores ou apenas os acopladores dariam conta do recado. Este é um ponto que não encontrei nenhuma referência na Web.
Outra dúvida é... Se for manter o buffer qual seria a melhor solução isolo o circuito com os acopladores antes dele, e assim protejo apenas a PP ou depois dele protegendo também o buffer ?
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Quanto aos sinais do L297 ainda estou com uma dúvida... ??? Será melhor manter o CI buffer e adicionar os acopladores ou apenas os acopladores dariam conta do recado. Este é um ponto que não encontrei nenhuma referência na Web.
Outra dúvida é... Se for manter o buffer qual seria a melhor solução isolo o circuito com os acopladores antes dele, e assim protejo apenas a PP ou depois dele protegendo também o buffer ?
O buffer não será necessário, basta acionar os leds dos fotoacopladores diretamente pela porta paralela, esses LEDs devem ser ligados às saídas da porta paralela com resistores em série.
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Segue circuito exemplo de circuito de entrada com fotoacopladores rápidos, necessários nos sinais de comando do L-297.
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Bem fiz as alterações no projeto conforme sugerido pelo amigo minilathe. Creio que agora ele está mais correto.
Para os acopladores utilizei o TLP521-4 que possui quatro acopladores no mesmo CI desta forma reduzi o número de furos. Sei que ele não é tão rápido quanto outros mas como trata-se de um protótipo a velocidade final não é crítica.
Se der certo, farei uma versão mais atualizada com os acopladores de alta velocidade.
Abaixo posto o esquema com as alterações.
(http://i637.photobucket.com/albums/uu93/F_W_A/CNC/CNC_WESKI_V01.png)
Att.
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Aproveitando.... fiz um levantamento do custo de produção desta placa e deve ficar próximo de 250,00 mais ou menos contando com os insumos para produzir e corroer o circuito... o custo maior é por conta dos L297 e L298 que achei a 9,00 e 16,00 respectivamente. Não tenho muita idéia do custo de outras placas por isso não tenho parâmetro para avaliar se vale a pena ou não construí-la.
Do ponto de vista da diversão não tenho dúvidas, o prazer de ver uma criação própria tomar vida não tem preço.... ;D mas.... ???
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Wesk e Minilathe, boa noite!!
Vocês ja fizeram algum teste com esta placa??
Ja desenharam a placa??
Tenho os 3 motores FL57ST76 3304 A e segundo informações que recebi do Maleb, este são bipolares e não vao funcionar na placa phase drive do Herculano.
Há uma lista de materiais?? qual o Software que usuaria?? TurboCNC??
Obrigado
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Weski,
Algumas sugestões:
(1) Os LEDs de sinalização (liga) estão invertidos,
(2) Procure usar símbolos como +5V, GND, +Vmot para simplificar o desenho, para que fique com menos linhas de um lado para o outro, o que facilita a leitura e diminui as chances de erros
(3) O pino OSC de apenas um dos eixos deve ser ligado ao divisor RC, os outros devem ser aterrados
(4) Interligar os pinos SYNC dos L297.
(5) Envie um arquivo mais legível
Ari,
O seu motor bi-polar pode ser usado com esta placa, mas talvez ela não forneça a corrente que o seu motor pode suportar. Ou seja, o torque ficará um pouco abaixo do nominal.
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Boa minilathe,
Obrigado pelas observações dos led´s e dos simbolos, vou corrigir no projeto. Quanto aos pinos do OSC e SYNC já estão do jeito que descreveu devem estar um pouco obscuro devido a salada de linhas. Também vou postar o arquivo mais legível, pode ser que eu poste o original do Eagle.
Ari,
Ainda não fiz o desenho nem testei a placa, mas o projeto é bem simples e baseado em outros disponíveis na Web, então acredito que não irá ter problemas no funcionamento. Como nosso amigo minilathe falou, vc tem que verificar qual corrente seus motores irão precisar pois a dobradinha L297 e L298 fornece no máximo 2A.
Mais a frete eu penso em alterar o projeto para usar o 297 junto com o 6203 que fornece até 5A mas para o protótipo que estou montando, a fim de experiência, o 298 dá conta do recado.
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Weski, boa noite
Obrigado pela resposta.
Se você postar o esquematico do eaglo, eu posso tentar desenhar a placa para ajuda-lo.
Estou com os motores aqui e a especificação deles diz
Tensão: 2,7 V
Corrente p/fase: 3,3A
Resitencia p/fase: 0,85 ohms
Indutância p/fase: 3mH
Holding Tork: 12,5 KG
# de Fios: 4 -> Preto + Verde e Vermelho + Azul
Rotor: 200 passos
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e segundo informações que recebi do Maleb...
Caramba!!! A gente perde nosso tempo respondendo a uma pergunta em determinado tópico e o cara no minimo muda o seu nome de fulano para siclano.
:P
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MALEB...!?!?!? ;D
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Agora vai ficar mais dificil tirar meu green card
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Porque Maleb?
Só se voce deixar a barba crescer e começar a usar umas túnicas...
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;D ;D ;D
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Maleb,..... é ficou legal ;D
com a sugestão do Fábio não precisa de green card, os gringos vão gostar tanto de voce que não irão soltar !
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e segundo informações que recebi do Maleb...
Caramba!!! A gente perde nosso tempo respondendo a uma pergunta em determinado tópico e o cara no minimo muda o seu nome de fulano para siclano.
:P
Oi (M)alebe,
Dá um desconto pro nosso amigo ari, ele está com um problemão de tirar o sono de muito amigo... ainda mais se for casado... comprou três motores e não tem a placa para usá-los... ;D ;D
Veja o lado bom de dar adeus para o Green Card... agora tem um monte de vaga para governante aberto naquelas bandas, quem se candidata ? ;D
Ari,
Vou postar o esquema do eagle se puder ajudar no desenho da placa vai ser muito bem vindo pois estou com um problema grave de falta de tempo... hehehe.
Quanto aos seus motores, acredito que este esquema não irá servir pois eles são de 3.3A e este projeto fornece no máximo 2A por causa do L298. Para atender a sua necessidade teria que mudar o esquema para usar o L6203 ou fazer uma ponte H com fet´s.
Por favor, peços aos especialistas do Forum para me corrigir caso tenha falado besteira.
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Ari,
Como falei anexo o esquema do Eagle.
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Dá um desconto pro nosso amigo ari, ele está com um problemão de tirar o sono de muito amigo... ainda mais se for casado... comprou três motores e não tem a placa para usá-los... ;D ;D
Ok! ;D Salamaleque
Tai o tópico com um drive bipolar para o 6203 que suporta 4A.
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Brimo Maleb... ;D
cadê o link ?
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Sorry. Faltou o + importante:
http://www.guiacnc.com.br/index.php/topic,24.0.html (http://www.guiacnc.com.br/index.php/topic,24.0.html)
Site original:
http://web.archive.org/web/20050206141354/http://marelmakina.com/stepl6203.htm (http://web.archive.org/web/20050206141354/http://marelmakina.com/stepl6203.htm)
Gcode zipado no fim da pg.
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Acho que o link ficou preso em Guantánamo... ;D
Pessoal, volto a questionar... pesar das dicas do amigo minilathe :), volto a insistir sobre o uso do buffer no lugar dos acopladores opticos para proteção da porta quanto aos sinais do L297.
Ví os esquemas de alguns manuais de manutenção de impressoras e em todos eles, é usado algum tipo de buffer e nunca o acoplador optico.
Alguém tem alguma teoria sobre isso ? Acho que usar um buffer no lugar dos acopladores seria uma solução mais moderna... mas... como já mencionei minha experiência nessa área é mais teórica do que prática...
Porque insisto... para usar o buffer uso um CI só para os 8 sinais, e para usar o buffer tenho que usar 2 Ci´s para os mesmos sinais. Sabe..., tipo coisa de preguiçoso que não quer ficar furando a placa.... hehehehe.
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Weski,
Ao interfacear com uma porta paralela (para ligar impressora, CNC, ...) há dois problemas:
(1) Compatibilizar os níveis de tensão de saída do PC, que normalmente estão abaixos dos níveis TTL padrão
(2) Isolar de alguma forma o PC da impressora, isto inclui os sinais de entrada e saída e o aterramento de sinal
Vamos às soluções:
(a) O buffer resolve (1) mas não isola tão bem quanto um acoplador óptico, os terras de sinal do PC e do CNC ficam interligados. Já vi impressoras queimarem o buffer (que para trocar é + barato que o PC. O problema é queimar o PC ou ruídos nos sinais por diferenças de potencial de aterramento.
(b) O acoplador óptico resolve (1) e (2)
E a decisão:
Acho que há muita gente que usa CNC sem uma placa de driver isolada e é feliz, os colegas do Forum podem atestar isso... Mas, se vai montar uma placa nova "do zero", por que não fazer uma coisa melhor? É o que eu faria....
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minilathe,
ok, convenceu.... hehehehe. ;D
Vou deixar a preguiça de lado e fazer mais alguns furos na placa para usar os acopladore... ;D
Mais uma vez, muito obrigado mesmo pelas dicas.
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pesoalmente acho que quem usa só o básico uma placa com buffers ou optoacopladores é dispensável, em quatro anos de uso da cnc3ax nunca tive problemas de paralela no PC e olha que quedas de energia aqui são constantes raro é o dia que não acontece pelo menos uma queda.
usar a placa é vantajoso para incorporar mais funcionalidades no controle da máquina liga desliga spindle, controle de rotação etc., no caso de isolamento eletrico os optoacopladores são mais eficientes ( se o projeto for bem executado proveem um isolamento total ) é só ter o cuidado de usar optos rápidos, evitar usar 4n25 e TIL 111 e similares, que são leentos
edit: só agora o post do Minilathe apareceu aqui, mas complementa muito bem o que falei
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Weski e minilathe,
Obrigado pelas informações e vou tentar construir a placa da forma mais simples possível.
Agradeço a sua atenção, uma vez que conheço muito pouco desta área de eletrônica e estou tentando aprender com este grupo.
Alebe,
Vou ler o tópico indicado no link para entender o que foi relatado.
Obrigado
Ari
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Weski e minilathe,
Obrigado pelas informações e vou tentar construir a placa da forma mais simples possível.
Agradeço a sua atenção, uma vez que conheço muito pouco desta área de eletrônica e estou tentando aprender com este grupo.
Alebe,
Vou ler o tópico indicado no link para entender o que foi relatado.
Obrigado
Ari
Ari,
Não desanima, eu também entendo muito pouco de eletrônica... o mais que aprendi foi nos fórums da vida e através do Prof. Google que sabe tudo... o que ele não sabe ele inventa... hehehe ;D
Em um futuro próximo eu devo redesenhar este projeto usando os 6203, que agüentam até 5 ampéres em cada bobina (se li direito), e assim poderei usar motores mais parrudos. Mas no momento para efeito de protótipo o 298 de 2.5 ampéres já me resolve, pois vou usar motores nema 17 de impressoras jato de tinta, além de sai mais barato.
Eu já vi este projeto que o nosso amigo (M)alebe ;) postou e é bem simples, o problema dele é que serve apenas para um motor, se for usar três eixos terá que construir 3 placas e fazê-las funcionar juntas.... acho mais complicado, passível de problemas e caro também.
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Weski,
Acho que só mais uma pergunta ...
Que aplicativo é possível utilizar para esta placa?? TurboCNC?? Match3?
Obrigado
Ari
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Ari,
Boa pergunta... pelo que andei pesquisando pode ser qualquer um dos programas mais utilizados, Turbo CNC, Mach e EMC.
Ainda não vi a parte do programa a fundo para escolher um, mas pelo que andei lendo todos eles são configuráveis ao ponto de vc dizer qual pino da porta paralela ativa qual circuito na placa assim pode ser qualquer um.
O funcionamento destes drivers de CNC é bem simples, dependendo do sinal no pino da porta paralela +5 ou 0 ele ativa o passo e a direção do motor. Por isso usamos no mínimo dois pinos da porta para cara eixo, um de step (movimento) e outro de direção. Também estou usando um pino para ativar o sinal de Enable dos 3 eixos juntos e outro para o Reset também dos 3 eixos juntos.
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Um projeto bem simples poderia ser feito com o L-6208, que incorpora as funções do L-297 e L-298, aciona motores unipolares, bipolares e suporta até 2,8A e possui proteção contra sobrecarga. Mas acho que seria necessário importar o CI, que não é muito conhecido no Brasil, o que também não é complicado.
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Hummm....
Eu acho que até tenho dois desses que retirei de uma sucata de impressora Lexmark, vou dar uma olhada se são estes mesmo e no datasheet deles.
Valeu pela dica...
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Aproveitando a dica do minilathe, achei este site que tem um projeto interessante usando o L6208.
http://www.otocoup.com/CarteL6208_e.htm (http://www.otocoup.com/CarteL6208_e.htm)
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...o L-6208, que incorpora as funções do ...Mas acho que seria necessário importar o CI...
Acho que o maior problema é o preço. Na farnell ele ta a 60 pilas. :o
Não sei aqui em terra brasilis...
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Weski,
Vi o site indicado por você para o projeto montado sobre o L6208.
Baixei as especificações deste CI e pelo que entendi ele suporta uma corrente constante de 2.8A com um pico de 5.6A
Se os motores são de 3.3A, isto não apresentaria um risco que "queimar" ao longo do tempo?
Há algum outro CI que possa suportar sem o risco de "queimar"?
ps. Desculpe-me to viajando a trabalho e ainda nao fiz a placa.
Obrigado
Ari