Можно ли безопасно снизить энергопотребление шагового двигателя, применив ШИМ к входу включения драйвера?

9

У меня есть плата управления драйвером шагового двигателя, основанная на чипе Allegro A4988. Я заметил, что когда двигатель неподвижен, у него гораздо лучший удерживающий момент, чем при движении. У меня конфигурация с батарейным питанием, и большую часть времени шаговый двигатель используется только для удержания позиции. Потенциометр установки предела уже находится на плате выключателя, поэтому я не могу изменить его с помощью своего микроконтроллера.

Смогу ли я подать сигнал PWM на вывод активации драйвера двигателя, чтобы изменить ток, поступающий в двигатель, чтобы я мог управлять двигателем с более высоким уровнем тока при активном движении и уменьшить ток для удержания положения?

Меня больше всего интересует влияние сигнала ШИМ на жизнь схемы драйвера. Нигде в техпаспорте не сказано, что вы можете или не можете делать что-то подобное.

pwm stepper-motor

— Faken
источник

2

Я не уверен, что вы подразумеваете под «потенциометром установки предела», но (при условии, что вы имеете в виду текущие резисторы и (что было бы интересным дизайном, они должны соответствовать низкому сопротивлению) резисторы) Читал на странице 9, в разделе Внутренний ШИМ Текущий контроль : $R_{S1}$ $R_{S2}$

Максимальное значение ограничения тока устанавливается выбором RSx и напряжением на выводе VREF. Функция трансдуктивности аппроксимируется максимальным значением ограничения тока, (A), которое устанавливается $I_{TripMAX}$

$I_{TripMAX} = V_{REF} / ( 8 R_S)$

где - сопротивление резистора (Ω), а V_ {REF} - входное напряжение на выводе REF (V). $R_S$

У вас есть доступ к контакту REF (контакт 17)? Если это так, настройка этого с помощью ЦАП даст тот же эффект, что и изменение чувствительных резисторов.

В противном случае вход «Включить», вероятно, является лучшим выбором, чем отключение питания или использование выводов спящего режима или выключения, для которых потребуется задержка в 1 мс (согласно описанию на стр. 10).

— Кевин Вермеер
источник

Извините, я думаю, что сенсорные резисторы установлены постоянно, потенциометр, вероятно, регулирует вывод REF (не знаю, хотя, недостаточно знаю об электронике). Я предполагаю, что проблема здесь в том, что я в итоге запустил бы два перекрывающихся сигнала ШИМ. Во-первых, внутренний, который использует сенсорный резистор для управления током, во-вторых, тот, который я использую для отключения полевых транзисторов.

— Faken

Из того, что я могу понять, чип использует чувствительный резистор для определения тока и регулировки его ШИМ, чтобы он усреднялся до того предела тока, который я установил. Однако что произойдет, если я внезапно начну прерывать этот процесс, включив и выключив FET с быстрым включением? Это может не повлиять на режимы полного шага, но как быть с режимами микрошагов? Я знаю, что не следует использовать контакты отключения или отключения, которые портятся в логических схемах и могут сбрасывать мое текущее положение шага.

— Faken

1

Вам нужно будет медленно включить штырь включения. Посмотрите на кривые на с. 11: Вы хотите быть медленнее, чем период , но значительно быстрее, чем . Прерывание системы во время , когда FET включен, приведет к ошибке в вашем выходном напряжении. Я предлагаю где-то между в качестве периода для вашего PWM, если это возможно.

V_{S T E P}

$V_{STEP}$

t_{o f f}

$t_{off}$

t_{f d}

$t_{fd}$

10 t_{o f f} < t_{P W M} < 0.1 t_{S T E P}

$10 t_{off}\ < t_{PWM} < 0.1 t_{STEP}$

— Кевин Вермеер

5

Я не вижу в таблице данных ничего, что бы указывало на то, что вывод разрешения не может быть импульсным. По внутренней схеме сложно сказать, не вызовет ли это проблемы. Разрешающий вывод отключает внешние клеммы, что может означать, что микросхема не может правильно перераспределять ток, вызывая скачки напряжения. Тем не менее, я ожидаю, что Allegro справится с этой ситуацией, так как это будет происходить каждый раз, когда Enable достигает высокого уровня.

Если у вас есть запасной водитель, то мой совет будет просто попробовать.

В качестве альтернативы, вы можете уменьшить напряжение Vref, а не использовать ШИМ. A4988 позаботится о текущем снижении для вас приятно. Это может быть достигнуто путем вытягивания контакта Vref немного ниже с помощью резистора и либо транзистора, либо контакта MCU, который может переключаться между низким и высоким импедансом.

Потяните Vref-штифт ниже.

Еще лучшим решением может быть автоматическое включение. Используйте сигнал шага для быстрой зарядки конденсатора, который поднимает напряжение Vref. Отсутствие шаговых сигналов позволяет медленно разряжать крышку, а вместе с ней напряжение Vref и ток двигателя. Чем быстрее шаги, тем выше Vref.

Вот очень грубая схема того, как это может работать. Я только угадал значения резисторов и не проверял, будут ли они работать вообще. (Упражнение осталось до читателя). Очень грубая схема

— Rocketmagnet
источник

Хороший ответ, мне очень нравится идея использовать импульс для автоматического изменения текущих настроек. К сожалению, это на коммутационной доске, и у меня нет доступа к контакту Vref, поэтому я ничего не могу с ним поделать, кроме как отрегулировать его с помощью небольшой пластиковой отвертки.

— Faken

Спасибо. Обидно не иметь доступа к выводу Vref, потому что это даст вам хороший плавный контроль тока. Возможно, вы могли бы припаять немного проволоки на горшок?

— Ракетный магнит

Я разрываюсь между тем, какой ответ принять. Ответ Пустоты фактически отвечает на мой вопрос. Ответ Ракеты очень хорошо сделан и имеет несколько действительно классных концепций, но комментарии Кевина дают мне хотя бы некоторое представление о том, что делать.

— Faken

Вы уже пробовали это? Я думаю, что это будет единственный способ получить окончательный ответ. Поскольку в таблице данных нет ничего, никто не может знать наверняка, не пытаясь это сделать.

— Ракетный магнит

0

Конечно, вы можете использовать ШИМ, но ваш шаговый двигатель может начать немного свистеть с частотой ШИМ. Выберите высокую частоту, которую вы не можете услышать (> 20 кГц) или живете со свистом.

— jippie
источник

Вопрос был о ШИМ для приводной электроники, а не о самом двигателе.

— vsz