Autor Tópico: Determinar velocidades de rotação (Lida 3656 vezes)

Blackmore · « **Online:** 25 de Outubro de 2009, 14:17 »

Amigos foristas, boa tarde.

Lendo e relendo muito do material aqui disponível é possível aprender muito, mesmo para os menos "eletrificados" dos hobbistas.
Mas eu com minha insistente dificuldade em aprender certas coisas, acumulo dúvidas e vou aos poucos pedindo ajuda e eliminando as dúvidas mais teimosas, então seguem as dúvidas ...

1 - como se determina a rotação máxima de um motor de passo?sei que o numero de pulsos por segundo dividido pelos passos do motor determinam sua rotação por segundo, mas quantas rotações completas podem ser feitas pelo motor em um segundo? (é possível determinar isso teoricamente ou apenas montando?)

2 - no caso de fazer o bixin não perder torque, pode-se aumentar a tensão até 20 ou 25 vezes maior que a nominal, mas se esta for aumentada apenas 2 ou 3 vezes mais? é possível ter algum resultado? e como relacionar isso com a velocidade dos pulsos?

3 - O uso do L297 como controlador do motor é algo muito utilizado, na entrada CLOCK deste CI devem ser dados os pulsos para fazer que o motor "ligado" a ele gire, pulsos de períodos menores, mais velocidades, pulsos de períodos maiores menores velocidades. É possível utilizar um PWM para realizar esta função? uma vez que o PWM tem frequêcia fixa e período variável?Qual a melhor indicação?

Como o meu conhecimento é beeem limitado, eu gostaria de "fazer" um driver com o L297 mas não o acionar pela porta do PC, mas com um outro circuito eletrônico simples, um trem de pulsos qualquer, e o principal aplicando alguma coisa que tenho aprendido na faculdade, então muito provavelmente com uma bazuca vou atirar em pombo mas o meu propósito é aprender e ver o resultado em funcionamento do propósito inicial.

Agradeço aos amigos foristas qualquer ajuda referente as questões acima.

abrax!

C N C N o w ! · « **Resposta #1 Online:** 25 de Outubro de 2009, 16:50 »

Citação de: Blackmore em 25 de Outubro de 2009, 14:17

Amigos foristas, boa tarde.

Buenas !

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1 - como se determina a rotação máxima de um motor de passo? ... (é possível determinar isso teoricamente ou apenas montando?)

É possível determinar teoricamente, mas o modelo matemático não é nada simples e exige dados nunca disponibilizados aos mortais ... então o jeito é consultar a documentação do fabricante ou determinar empiricamente, na falta dos docs.

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2 - no caso de fazer o bixin não perder torque, pode-se aumentar a tensão até 20 ou 25 vezes maior que a nominal, mas se esta for aumentada apenas 2 ou 3 vezes mais? é possível ter algum resultado? e como relacionar isso com a velocidade dos pulsos?

Sim, a diferença no desempenho já é notável com tensão duas ou três vezes mais elevada que a nominal. Colocando a coisa simplificadamente, a velocidade máxima é proporcional à tensão aplicada, quanto maior a tensão, maior a velocidade máxima, ou seja, maior a frequência admitida para os pulsos de comando, pelo ponto de vista do driver.

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3 - O uso do L297 como controlador do motor é algo muito utilizado, na entrada CLOCK deste CI devem ser dados os pulsos para fazer que o motor "ligado" a ele gire, pulsos de períodos menores, mais velocidades, pulsos de períodos maiores menores velocidades. É possível utilizar um PWM para realizar esta função? uma vez que o PWM tem frequêcia fixa e período variável?Qual a melhor indicação?

O L297 e todos os CIs do tipo respondem à frequência dos pulsos e não ao período (sua largura). Evidentemente há limites, o inferior (período curto), determinado pela velocidade de resposta (atraso de propagação) do L297 e o superior, determinado pela frequência de operação desejada.

Só como curiosidade de caráter mais acadêmico: PWM (Pulse Width Modulation - Modulação por Largura de pulso) não implica necessariamente em frequência fixa, a largura do pulso é sempre considerada em razão da frequência. Não é por acaso que habitualmente expressamos isto como "ciclo de trabalho" (duty cycle).

Com isto em mente, podemos admitir que do ponto de vista da entrada o controle é de fato PWM. Considere que sendo os pulsos de largura fixa (no tempo), quando a frequência aumenta, isto redunda em maior ciclo de trabalho [ largura do pulso / (1/frequência) ].

Uma outra maneira de encarar isto é inverter o que for considerado como ciclo ativo, dá no mesmo.

Prefira encarar a coisa como controle por frequência, é mais simples, conceitualmente mais intuitivo e evita confusões ...

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... gostaria de "fazer" um driver com o L297 mas não o acionar pela porta do PC ...

Manda bala ! É uma excelente maneira de se familiarizar com o L297 em particular e drives chopper em geral.[/quote]

minilathe · « **Resposta #2 Online:** 25 de Outubro de 2009, 17:42 »

Blackmore,

Apenas complementando a "fala" do Jorge....

Citação de: Blackmore em 25 de Outubro de 2009, 14:17

1 - como se determina a rotação máxima de um motor de passo?sei que o numero de pulsos por segundo dividido pelos passos do motor determinam sua rotação por segundo, mas quantas rotações completas podem ser feitas pelo motor em um segundo? (é possível determinar isso teoricamente ou apenas montando?)

Existem curvas dos fabricantes dos motores de passo, que indicam qual o Torque de PULL IN e PULL OUT, para cada rotação. A partir dessas curvas é possível estimar o a velocidade (rotação) máxima para não haver perda de passo, desde que se conheça o torque da carga no eixo (inercial e resistivo) da máquina onde o motor estará acoplado..

Mas são estimativas, o motor pode não seguir exatamente as curvas, devido a desvios nos processos de fabricação, controle de qualidade, o motor é usado... Além disso, as estimativas de torque são com se diz "estimativa", ou seja, há alguns erros de aproximação...

As estimativas são boas para se ter uma idéia inicial do porte do motor, da máquina... De um modo geral, um teste é mais representativo.

Por exemplo, um pedreiro experiente sabe o tamanho necessário de uma viga numa casa. Mas um cálculo é sempre mais apropriado, mas sempre há pequenos erros, então, adotam-se estimativas conservadoras, para que o que se espera num projeto se cumpra na "vida real".

Citação de: Blackmore em 25 de Outubro de 2009, 14:17

3 - O uso do L297 como controlador do motor é algo muito utilizado, na entrada CLOCK deste CI devem ser dados os pulsos para fazer que o motor "ligado" a ele gire, pulsos de períodos menores, mais velocidades, pulsos de períodos maiores menores velocidades. É possível utilizar um PWM para realizar esta função? uma vez que o PWM tem frequêcia fixa e período variável?Qual a melhor indicação?

Na verdade, o L297 cumpre basicamente duas funcões: (1) gerar a sequência de acionamento das fases do motor, considerando o sentido - CW e CCW e o tipo de acionamento Half ou Full Step; (2) Comandar o circuito de PWM, para o controle da corrente de cada fase. Ou seja, quando voce diz substituir o L-297 por um PWM, parece meio inapropriado, ou então não entendi o que queria dizer...

Citação de: Blackmore em 25 de Outubro de 2009, 14:17

Como o meu conhecimento é beeem limitado, eu gostaria de "fazer" um driver com o L297 mas não o acionar pela porta do PC, mas com um outro circuito eletrônico simples, um trem de pulsos qualquer, e o principal aplicando alguma coisa que tenho aprendido na faculdade, então muito provavelmente com uma bazuca vou atirar em pombo mas o meu propósito é aprender e ver o resultado em funcionamento do propósito inicial.

Voce pode fazer um gerador de pulsos com frequência variável, usando um 555. E testar, vai perceber (um barulho diferente do motor e pela rotação do eixo) que a partir de determinada frequência, o motor começa a perder passos e depois simplesmente não acompanha mais. Seria interessante ligar um frequencímetro ou osciloscópio na saída do 555.

C N C N o w ! · « **Resposta #3 Online:** 25 de Outubro de 2009, 19:40 »

Citação de: minilathe em 25 de Outubro de 2009, 17:42

Blackmore, Apenas complementando a "fala" do Jorge ...

Relendo eu percebo que atirei no que vi e acertei no que não vi ...

Realmente a questão do PWM merece esclarecimento por parte do Blackmore ...

Pela oportuna complementação, brigadu !

Blackmore · « **Resposta #4 Online:** 25 de Outubro de 2009, 20:14 »

C N C N o w !

Sim, a diferença no desempenho já é notável com tensão duas ou três vezes mais elevada que a nominal.

isso que eu precisava saber antes de montar o circuito! hehe

minilathe

Comandar o circuito de PWM, para o controle da corrente de cada fase. Ou seja, quando voce diz substituir o L-297 por um PWM, parece meio inapropriado, ou então não entendi o que queria dizer...

então ... utilizarei o L297, o que tentei dizer é que o acionamento lah no CLOCK do L297 tem q ser feito por um trem de pulsos, mas para que a rotação do motor aumente e dimua ao meu desejo eu imaginei que colocando um PWM (por exemplo frequencia de 500Hz e duty cicle de 50%) e ir aumentando gradativamente o duty cicle a velocidade do motor aumenta ... ou eu deveria usar de outra técnica a PFM (Pulse Frequency Modulation) Modulação por Frequência dos Pulsos e neste caso eu deveria ter um pulso de período de 10ns por exemplo e a frequencia variando de 500Hz na mínima e 3000Hz na máxima ... mas o tamanho do pulso é sempre a mesma ... 10ns ... entendeu?

C N C N o w !

Realmente a questão do PWM merece esclarecimento por parte do Blackmore ...

acho que a mesma resposta acima direcionada ao minilathe encaixa no esclarecimento solicitado

obrigado pela paciência até agora mestres!

lolata · « **Resposta #5 Online:** 25 de Outubro de 2009, 22:07 »

Amigos;
Comecei a ler, mas confesso que as coisas ficaram mais embananada por aqui.

Quando eu estava montando minha maquina, depois de analisar o datashate do motor, cheguei a conclusão que se eu colocasse um sistema de redução na minha maquina, o motor teria q trabalhar no dobro da velocidade, mas ganharia e torque.
Fiz esse teste e a coisa funcionou perfeitamente.
Hoje minha maquia trabalha em 6000mm p/ min, meu fuso é de 5mm, tenho uma redução de 2:1 (cada duas voltas do motor o fuso gira uma volta), então vamos a umas contas.
Se chego a uma velocidade de 6000/min com o fuso passo de 5mm, esse tem que girar 1200 vezes, o motor gira o dobro, isso dá 2400RPM.
2400RPM em meio passo
Segundo o datashate do motor, ele tem uma rotação maxima de 1000 RPM http://www.motores.akiyama.com.br/pdf/AK57H3-1.8.pdf
Tá,então como explica que meu motor gira a 2400RPM ? isso é uma rotação que eu atodei confiavel, se quizer a maquina vai mais do que isso.
Confio na teoria ou na pratica.

minilathe · « **Resposta #6 Online:** 25 de Outubro de 2009, 22:28 »

Blackmore,

Citação de: Blackmore em 25 de Outubro de 2009, 20:14

então ... utilizarei o L297, o que tentei dizer é que o acionamento lah no CLOCK do L297 tem q ser feito por um trem de pulsos, mas para que a rotação do motor aumente e dimua ao meu desejo eu imaginei que colocando um PWM (por exemplo frequencia de 500Hz e duty cicle de 50%) e ir aumentando gradativamente o duty cicle a velocidade do motor aumenta ... ou eu deveria usar de outra técnica a PFM (Pulse Frequency Modulation) Modulação por Frequência dos Pulsos e neste caso eu deveria ter um pulso de período de 10ns por exemplo e a frequencia variando de 500Hz na mínima e 3000Hz na máxima ... mas o tamanho do pulso é sempre a mesma ... 10ns ... entendeu?

Para variar a rotação do motor é necessário apenas um gerador de frequência variável. O que interessa para o L-297 (na entrada de clock) é a frequência variando. Ou melhor, não precisa uma largura constante (ton) e de apenas 10ns, a largura de ton pode variar com T, relação constante (ciclo de trabalho = 50%).

O PFM não é bem o caso, pois voce não terá um sinal analógico modulando a frequencia do trem de pulsos do motor.

minilathe · « **Resposta #7 Online:** 25 de Outubro de 2009, 23:11 »

Citação de: Lolata em 25 de Outubro de 2009, 22:07

Amigos;
Comecei a ler, mas confesso que as coisas ficaram mais embananada por aqui.

Quando eu estava montando minha maquina, depois de analisar o datashate do motor, cheguei a conclusão que se eu colocasse um sistema de redução na minha maquina, o motor teria q trabalhar no dobro da velocidade, mas ganharia e torque.
Fiz esse teste e a coisa funcionou perfeitamente.
Hoje minha maquia trabalha em 6000mm p/ min, meu fuso é de 5mm, tenho uma redução de 2:1 (cada duas voltas do motor o fuso gira uma volta), então vamos a umas contas.
Se chego a uma velocidade de 6000/min com o fuso passo de 5mm, esse tem que girar 1200 vezes, o motor gira o dobro, isso dá 2400RPM.
2400RPM em meio passo
Segundo o datashate do motor, ele tem uma rotação maxima de 1000 RPM http://www.motores.akiyama.com.br/pdf/AK57H3-1.8.pdf
Tá,então como explica que meu motor gira a 2400RPM ? isso é uma rotação que eu atodei confiavel, se quizer a maquina vai mais do que isso.
Confio na teoria ou na pratica.

Pois é, a teoria e a prática estão discordantes...

Com 200 Passos por volta:
2400 RPM = 40 RPS = 40x200 PPS = 8000 PPS

Com 400 Passos por volta:
16000 PPS

Mas, a coisa não é tão simples assim....

É perceptível que o gráfico vai até aproximadamente 5000 PPS = 5000 * 60 / 200 = 1500 RPM

Também é importante destacar que não sabemos em que condições o gráfico foi levantado, acho que foi usando Full Step (duas fases energizadas sempre, conforme a tabela), mas não sabemos nada sobre a tensão e o modo de acionamento do motor, modo unipolar, bipolar, tensão constante, corrente constante, chopper, etc. Tudo isso mudaria muito os resultados de um gráfico.... Geralmente, se aumentar a tensão de alimentação a rotação aumenta
e se aumentar a corrente, o torque aumenta, ou seja, tudo depende de como o motor está operando na prática, na máquina ou na hora de levantar os gráficos...

A tabela do fabricante também faz uma ressalva sobre a tensão de alimentação, quando cita a velocidade máxima de 1000 RPM, sob qual torque?.

Mas como sua máquina não mente..., e aproveitando, quem sabe se o pessoal da Akyiama, agora no Forum, pode esclarecer como foram levantados esses gráficos, antes de condenarmos a teoria, Isaac Newton, Maxwell, Faraday, Ohm, ...

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