Autor Tópico: Controladora Bi-polar opto isolada  (Lida 17682 vezes)

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Offline weski

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Controladora Bi-polar opto isolada
« Online: 14 de Fevereiro de 2011, 16:38 »
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
Controladora Bi-polar opto isolada


Toda crítica para aprimoramento do projeto será bem vinda....

Att.
« Última modificação: 18 de Fevereiro de 2011, 11:33 por weski »

Offline minilathe

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #1 Online: 14 de Fevereiro de 2011, 18:25 »
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.

Offline weski

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #2 Online: 15 de Fevereiro de 2011, 15:02 »
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.

Offline minilathe

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #3 Online: 15 de Fevereiro de 2011, 18:02 »
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.
« Última modificação: 15 de Fevereiro de 2011, 18:07 por minilathe »

Offline weski

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #4 Online: 16 de Fevereiro de 2011, 10:03 »
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 ?




Offline minilathe

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #5 Online: 16 de Fevereiro de 2011, 10:49 »
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.

Offline minilathe

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #6 Online: 16 de Fevereiro de 2011, 11:20 »
Segue circuito exemplo de circuito de entrada com fotoacopladores rápidos, necessários nos sinais de comando do L-297.


Offline weski

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #7 Online: 17 de Fevereiro de 2011, 13:42 »
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
Controladora Bi-polar opto isolada


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Offline weski

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #8 Online: 17 de Fevereiro de 2011, 14:11 »
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.... ???

Offline ari.ribeiro

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #9 Online: 19 de Fevereiro de 2011, 00:29 »
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

Offline minilathe

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #10 Online: 19 de Fevereiro de 2011, 08:04 »
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.

Offline weski

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #11 Online: 19 de Fevereiro de 2011, 14:17 »
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.



Offline ari.ribeiro

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #12 Online: 19 de Fevereiro de 2011, 21:32 »
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


Offline Alebe

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #13 Online: 20 de Fevereiro de 2011, 00:47 »
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

Offline kommandeur

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Re:Controladora Bi-polar opto isolada
« Resposta #14 Online: 20 de Fevereiro de 2011, 11:41 »
MALEB...!?!?!? ;D

 

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