スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

日本テキサスインスツルメンツさんのツイート。。

日本テキサス・インスツルメンツさんが下記のようなツイートを。。




ステッパモータードライバのDecayモードに関する記述のようです。

リンク先の画像のようにステップに欠落が出来たりすると、多分モーターの作動音自体が均質なものではなくなるので注意深く作動音を聞いていると解るかも。。
ステッパモーター駆動時の電流波形って、どうもそのまま作動音としてモーターから聞こえてる音と同じように、、。。

もちろん、カレントトランスとかを使い、キッチリモーターにかかる電流値をオシロスコープなどで確認するとよく分かるのですが。。
スポンサーサイト

テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

STMicroのステッピングモーターの基本とゆう動画。

STMicorがYoutube上にStepperMotor basics とゆう結構有用な動画をUPされていたので貼り付けます。

この動画、日本語による一般的なステッピングモーターの解説より、少し具体的に、また詳しく解説されています。
解説自体は英語ですが、Youtube上で字幕オプションを使って見ると解りやすいかもしれません。



このブログ、簡易NC制御でとても重要な位置決めの動力と定規となる、ステッピングモーターに関する記述が割りとあるので、ステッピングモーターの検索ワードにて飛んで来られる方々が多数おられます。

MCUをステッピングモーターコントローラーとして使い、Hブリッジ等でステッピングモーターを回したいのか、MCUをNCコントローラーとして、ステッピングモータードライバを使いステッピングモーターを回したいのか、どのレベルでどのように使うにしろ、ステッピングモーターの理屈と実際の作動を理解しておくことは大事だと思います。
モーターの作動形式により色々なモーターがありますが、それぞれに個性的で利点もあれば欠点もあります。
これだけ沢山の種類のモーターが在るってことは、その特性がそれぞれに違うからで、用途により使い道があるからだと。。
この動画内では、ユニポーラ駆動のモーターはトルクが無いと言われてますが、ユニポーラタイプは駆動回路が単純にできることとバイポーラ駆動よりも高い回転数まで(同じ駆動電圧であるならば)回すことが出来ます。

特に35分~の解説はトルクの落ち込みに関することでこの辺りの事はステッピングモーターをNC制御に使うに当たり、結構重要で、この、トルクの落ち込み回転数以外を常用回転域としたほうが良い結果が出るように思います。



ついでに、L6470についての動画がSTMicroのホームページ内にあったので、リンクを貼り付けておきます。

dSPIN L6470 micro-stepping motor driver IC

L6470のEvalキットを使用したL6470の解説ビデオです。








テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

位置フィードバックさせたDCモーターをロータリーエンコーダーで操作。

位置フィードバック制御を入れたDCモーターをロータリーエンコーダーを使い操作してみました。
ロータリーエンコーダーのA相B相パルスから、HC74を使いDirection信号を生成。1回転600パルスです。
動画のDCモーターは1回転888パルスの4倍で1回転3552パルス。
MCU内のパルス数は整数の変数としてあるので小数点以下切り捨てとなり、厳密に回転パルス数は合ってません。




次は、入力パルスの1カウントを上の動画の4倍としての作動。電子ギヤですね。


サーボモーターのコントローラー、ドライバがアンプって呼ばれるのは、安いRCサーボの類がまさしくアンプにて、位置制御をしているからかなぁ、なんて思ってましたが実際にデジタル制御してみて、まさしくアンプって感じの挙動でした。

ちなみにステッピングモーターでも、同じようなことができます。

テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

ステッパモータの振動特性

OrientalMotorさんが、面白い動画をYoutubeに上げられてたのでブログに貼り付けさせていただきます。

ステッピングモーターの振動特性に関する動画です。



低回転無負荷状態のステッピングモーターは上の動画のように、カツカツステップを刻むので回転自体が滑らかではなく振動を伴いながら回ります。
この事はSTマイクロのL6470のアプリケーションノートにも書かれてたはずですが、振動の周波数と回転のタイミングがスコっと合うと、脱調する場合があるようです。



この動画の中程まで、一番上の動画の理屈、みたいなものが書かれてます。後半は、電気的なフィードバックで何とかしようってお話です。

また、別のオリエンタルモーターさんの動画では、、。



マイクロステップを使用すると振動も減って、、とゆう動画。。

それと、、、




トルク変動があるよ、ってゆう動画。。



ここ数年でステッピングモーターに関する事が結構変わってきてて古い記述には無い事も増えてきました。


ステッピングモーターに限らず、方式が違うモーターにはそれぞれ特性があり、その特性を理解してないと???な事になりかねないので、このような基礎的な動画はとてもありがたいです。


テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

LinuxCNCを使ったサーボ制御DCモーターのテスト。

Step/Dir入力が可能なコントローラー/ドライバなので、RepRap系のファームウエアや、特にLinuxCNCを使用する必要もなかったのですが、私が使いやすいので。^^;






フィードバック制御のPIDや、制御ループ等々、あまり詰めた設定にはなってませんが、多分小さなフレームのNCなら駆動できるのでは?と妄想。。

ロータリーエンコーダーの分解能が高くエンコーダーの1パルス当たりの角度とてもが小さいので制御ループをあまり速くし過ぎると、負荷となる物が無い現状ではメモリの間でプルプルと振動してしまい綺麗に回らないので、20KHzに1回のPID制御ループを回しています。
ですので、今の状態での入力最大ステップパルスは20KHz以下です。

参考にさせていただいたArudinoのスケッチですが、ロータリーエンコーダーの読取りをSTM32F4の32bitタイマのロータリエンコーダー読取り機能を使ったり、PID制御の式を教科書どおりの時定数がちゃんと入って、PIDのD項の部分がきちんと足されている基本的な式に書きなおしたりと、ほぼ元のコードは無くなってしまいました、、、、、。。

どうもPID制御自体、P項とI項とD項が使われていればPID制御と呼ばれているようで、中でそれを足したり引いたりしても、同じPID制御となっているご様子。

もちろん、上手く制御できれば問題ないのですが、Web上に公開されているものには、色々と流派があるようで学習はかなり難しいようです。

プログラム自体も、代入の順番が違うと、かなり出力が変わってくるみたいだし、、、で、時定数等々がキッチリ入っている一番基本的な物に変更しました。

PID制御の式、プログラムの参考とさせていただいたのは英語のWikipediaのPID controller内の擬似コード
コンピューターで処理をすると、連続的な時間ではなく、一定間隔に区切られた時間となるので擬似コードとされているのだと思われます。
ArduinoのPIDライブラリの式とちょっと違います。
また、mbed上のPIDのライブラリも複数あり、Arduinoのライブラリを元としたものもあるようなので、ちゃんとプログラムを見てどうゆう計算がされていて、どのように作用するかを考えないと設定数値を決めるときにハマりそうです。。

それにしても。この英語なウィキペディアのPIDに関する記述量は、日本語で提供されている物より遥かに多いですね、、。。


STM32F407はFPUを内蔵してるので、それを使えばもっと速くPIDループを回すことも可能だと思われますが、どうやってenableにするかが、、^^;
また、ARM自体がDSP用のPID制御ライブラリを提供しているので、それを使えばより速く処理することが出来そうです。。

そんなところまで、、となるともう、領域が違いますね。
余裕があれば、、でしょうか。


私が書いたプログラムでの制御ループは最大で1.5MHz程度で回ります。
MCUが高性能なSTM32F407なので、floatが入っていてCで書いてもかなりの速度で制御ループを回す事が出来ます。
また、割り込み処理を極力使わない様に、MCU上の機能を使ったのも大きいのかも。。
こんなに制御ループの速度は要らないと個人的に思うので、実際にコントローラー/ドライバとするときには32bit直交エンコーダーインターフェースの付いたもうちょっと低速なMCUにしようと思います。
もちろん、書いたプログラム自体のHEX自体が5K程度なので、内蔵フラッシュメモリや、RAM等々、その他機能の殆どを無駄に使っておりますが、32bit直交エンコーダーインターフェースの付いたMCUは、高性能なのにしか無いようで。

アセンブリ言語にて書ければこんなに高級なMCUでなくても、とは思いますがプログラマブルなものは苦手なので^^;

テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

ライセンス
アクセスカウンター
プロフィール

あきらひとし。

Author:あきらひとし。
木工用CNCルーターフレームと、ステッピングモータードライバを作ってみました。
たぶん記事は一般的な人には殆ど必要のない事ばかりなの、かも。

モーターは回るだけでも楽しい。制御(速度、トルク、位置)できるともっと楽しい!

メールフォーム

名前:
メール:
件名:
本文:

リンク
最新記事
カテゴリ
スポンサードリンク
スポンサードリンク 
スポンサードリンク
オンラインカウンター
現在の閲覧者数:
検索フォーム
RSSリンクの表示
最新トラックバック
最新コメント
月別アーカイブ
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。