Существует ли относительно простой способ определить, направляется ли шаговый двигатель для перемещения по сигналу напряжения на его обмотке?

Это может быть рискованно, но мне было интересно, могут ли сигналы, наблюдаемые на обмотках шагового двигателя, указывать на то, что шаговому двигателю велено двигаться в течение некоторого короткого периода времени. Это, в частности, относится к шаговому устройству, используемому на экструдерах.

Я читал, что ШИМ используется в шаговых двигателях и управляет схемами тока для перемещения двигателя. И что ток также должен поддерживаться через обмотки, если двигатель должен удерживать свое положение. Таким образом, могло бы показаться, что всегда существует пульсирующая форма волны по обмоткам при включении шагового двигателя, правильно? Когда двигатель удерживает свое положение, есть ли что - нибудь отличительное в форме волны?

Это для датчика накаливания, который я хотел бы сделать. Датчик будет расположен на двигателе экструдера. Он будет следить за движением/потоком сплошной нити. Отсутствие потока филамента может быть вызвано истечением нити, спутанной или зацепленной нитью или неэкструзионными перемещениями. Я хотел бы иметь возможность отличить первые две причины от последней (когда она не должна вытягиваться в течение нескольких сотен миллисекунд или около того). Также было бы неплохо отличить "не направленное движение" от "очень медленного движения", которое происходило бы с небольшими соплами, медленной скоростью или другими ситуациями медленного выдавливания.

Я наблюдал за осциллограммами с помощью осциллографа во время печати, но перемещения были быстрыми и относительно редкими, поэтому я не мог определенно увидеть, есть ли что-то, что я мог бы использовать в те времена. Могу ли я просто отфильтровать форму импульсного сигнала (какая угловая частота?) чтобы получить приблизительное представление о форме волны тока, проходящей через катушки, исходя из идеи, что форма волны должна напоминать уровень постоянного тока во время неэкструзии, но все еще под напряжением. Возможно, еще одна фильтрация нижних частот этого уровня постоянного тока или высокочастотная форма сигнала, указывающая на направленное выдавливание? Использование DSP на микро, конечно.

Есть ли здесь какие-либо эксперты по теме низкоуровневого управления шаговыми двигателями?

, 👍2

Обсуждение

Да, есть вход, называемый DIR, поэтому 1-это одно направление, 0-другое направление; Есть еще один вход, называемый ШАГАМИ, он принимает импульсы, если это не так, двигатель останавливается., @Fernando Baltazar


2 ответа

2

Таким образом, могло бы показаться, что всегда существует пульсирующая форма волны по обмоткам при включении шагового двигателя, правильно?

Правильный.

Когда двигатель удерживает свое положение, есть ли что - нибудь отличительное в форме волны?

Да, есть. Это видео содержит краткий пример того, как будут выглядеть текущие формы сигналов.

Если я вас правильно понимаю: вы хотите обнаруживать события накаливания на основе измерения тока на фазах шагового двигателя. Все просто: если двигатель не вращается, то обратная электродвижущая сила будет равна нулю. По мере увеличения скорости BEMF увеличивается, что приводит к снижению текущих уровней. Так ли работает обнаружение сваливания в некоторых системах водителей?

Возможно, вы сможете определить, является ли то, что вы хотите сделать, даже практичным, изучив основы управления шаговым двигателем; как в режиме напряжения, так и в режиме тока.

Кроме того, может быть столь же практичным использовать поворотный энкодер перед двигателем экструдера для обнаружения движения нити или ее отсутствия.

В вашем случае обнаружение наличия нити, но не движущейся, требует обнаружения остановки. Если ШИМ-импульс происходит, но частота, с которой напряжение увеличилось (наклон), не изменилась, то события BEMF не было. Отсутствие такого события указывало бы на то, что ротор не двигался. Если нет нити, которую нужно нажимать, то при движении ротора он зазвенит (пролетит мимо своего целевого положения и будет колебаться взад и вперед, пока не установится в электрическое положение, предназначенное контроллером), потому что изменилась механическая нагрузка.

Для шагового двигателя NEMA17 это было бы очень небольшим изменением за очень короткое время. Я бы начал с установки датчиков тока на обеих фазах, а затем проделал бы некоторую обработку сигналов поверх этого.


,

Спасибо пользователю 77232 за подробный ответ. Таким образом, когда экструдер находится в режиме ожидания (под напряжением, но не выдавливается), отфильтрованная форма волны не будет иметь общей формы синусоиды или ступеней или микрошагов, просто плоская линия на каком-то уровне? Поворотный энкодер будет показывать только то, движется ли нить накала, а не когда она *должна двигаться*. Я пытаюсь определить и то и другое и ищу расхождение, чтобы решить, что печать нужно приостановить. Для реального движения, вероятно, что-то вроде схемы Prusa, которая использует оптическую камеру мыши для обнаружения движения, @Bill Waslo

Хотя я бы использовал вращающееся зажимное колесо и ощущал его движение с помощью чипа мыши, чтобы избежать проблем с тем, как различные нити отражают свет., @Bill Waslo

Вращающийся кодер, похоже, может выдавать ложные отчеты в некоторых случаях, таких как медленная печать - например, с гибкой нитью накала - с очень маленькой насадкой, и в этом случае линейное перемещение филамента будет очень, очень медленным. А затем, когда Вулкан или Супервулкан достигнет максимальной скорости плавления, ускоренный вращатель будет вращаться как сумасшедший!, @Bill Waslo

Вам предстоит здесь кое-какая обработка сигналов. Это становится более electronics.stackexchange.com тип вопроса., @user77232

+1 за идею просто включить поворотный кодер-гораздо проще, чем обрабатывать сигналы., @TextGeek

@user77232, я посмотрел видео по вашей первой ссылке, и в нем не рассматривалась разница между застоем и движением, а также не обсуждалось пульсирующее напряжение, обнаруженное на шаговых обмотках. Вы утверждаете, что оператор хочет измерить ток, но, скорее всего, оператору гораздо легче измерить напряжение. Ваш комментарий о снижении тока BEMF частично верен. Многие драйверы шаговых двигателей автоматически исправляют это, потому что они чувствуют ток и следят за ШИМ, чтобы обеспечить управляемый ток. Нужно было бы измерить форму сигнала ШИМ плюс добавить чувствительный резистор и измерить ток., @cmm

Ну, тогда он мог бы попробовать установить микрофон рядом с ведущими передачами и обучить ИИ распознавать различные звуки, которые издают различные условия :), @user77232

0

Вы ничего не можете сделать, чтобы контролировать шаговый двигатель экструдера, чтобы гарантировать, что нить подается в то время, когда она должна подаваться. Распространенным условием является то, что нить накала связывается, но шаговый механизм экструдера продолжает двигаться по команде. Приводной патрубок удаляет вмятины, которые он вдавливает в нить накала, и шлифует нить накала. Экструдер все еще движется, а нить накала-нет.

Вы можете уменьшить это для определенных нитей, увеличив давление на нить с помощью привода, но оптимальное давление зависит от филамента. Например, я обнаружил, что ПЭТ нуждается в меньшем давлении, чем ПЛА.

@User77232 предлагает использовать отдельный поворотный кодер для обнаружения движения нити через другой датчик. Это может быть лучше, так как вы можете обнаружить застревание нити при движении экструдера. Если вы используете трубку из ПТФЭ для подачи филамента в экструдер, кодер может быть установлен на другом конце трубки. Возможно, вам потребуется учесть некоторое сжатие и растяжение нити в трубке, что может задержать обнаружение "отсутствия движения".

Я надеялся, что триаминовые чипы TMC2100 (спецификация здесь) позволят определять крутящий момент привода, наблюдая ЭДС задней части, но чтение спецификации не выглядело полезным. Существовал старый патент (срок действия которого давно истек), который определял ток, необходимый для перемещения шагового двигателя для достижения более быстрого ускорения и более тихой работы, но я не нашел в драйвере Triaminic полезного сигнала ограничения крутящего момента. Если бы можно было определить необходимый крутящий момент, можно было бы установить значение крутящего момента, которое меньше начального крутящего момента нити.

Возможно, можно было бы установить шаговый двигатель экструдера с помощью совместимого крепления, возможно, из материала TPU или резины, и использовать тензометрический датчик для измерения натяжения крепления.

,
Смотрите также: