Schrittmotorsteuerung mit L297 + 2x VNH2SP30

**Felix G** · 13.12.2005, 22:39

Zitat von Manf

Achja, beim VNH2SP30 ist mir ein sehr unschöner Wert im Datenblatt aufgefallen...

Das ist die "Delay Time During Change of Operating Mode",
dann gibt es noch die "PWM Frequency" mit 20kHz.

schon klar, nur daß so ein "Change of Operating Mode" bei einem Schrittmotor ja öfters mal vorkommt.
(nämlich einmal pro Vollschritt wenn ich mich nicht irre)
und eine Wartezeit von 600µs nach jedem Vollschritt bevor das PWM-Signal wieder am Motor anliegt scheint mir etwas lang zu sein.

Aber nachdem ich mir das Datenblatt nochmal genauer durchgelesen habe fällt der VNH2SP30 eh flach.
Bei einer '0' am PWM-Eingang schaltet der nämlich nur die unteren Transistoren ab, d.h. Inhibit Chopping geht damit schonmal nicht.
(es sei denn man legt das PWM Signal auf die Enable-Anschlüsse, aber dafür sind die ja eigentlich nicht gedacht)

Ich habe ihn als Post wieder eingefügt, mal sehen ob er zu weiteren Ehren kommt (falls das Prinzip irgenwo gebraucht wird).

Das können bestimmt einige hier gut brauchen
(wenn nicht für Motoren, dann vielleicht als Funktionsgenerator oder so)

allerdings denke ich, daß der Artikel im Wiki besser aufgehoben wäre

**Ruppi** · 14.12.2005, 16:44

@Manfred:
Der AtMega ist bei mir mit 16MHz getaktet, ich verwende FastPWM mit einer Auflösung von 6Bit. Das reicht völlig aus, um 1/16 Mikroschritte ohne großen Fehler nahe dem "idealen Sinus" zu erzeugen. So kommt man auf eine PWM-Frequenz von 250kHz. Tiefpassfilter zweiter Ordnung übernehmen die Glättung der PWM-Signale. Auf dem Oszi sieht der Sinus bei 10kHz noch recht sauber aus, viel höhere Frequenzen kann ich im 1/16 Mikroschrittbetrieb aufgrund schlechter Programmierung sowieso nicht erzeugen...

Gruß, Ruppi

**Manf** · 14.12.2005, 17:06

Ja, vielen Dank für die Ergänzung.
Damit ist die Ausgabe per PWM sicher schnell genug.

1/16 Mikroschritte heißt (in der Terminologie von Vollschritt und Halbschritt) 64 Mikroschritte pro Periode?
Die Positionszählung geht dann wohl mit einem Phasenakkumulator, der die Geschwindigkeit in festem Takt zur Position dazuzählt.

Diese Rate könnte bei ein paar kHz liegen denn bei höheren Geschwindigkeiten braucht man nicht mehr die volle Mikroschritt-Auflösung.

Eine Alternative wäre ja die Chopperregelung der Phasenströme mit dem Controller zu machen und die Phasenwerte dabei einfließen zu lassen. Da werden ja unter Umständen auch nur ein paar kHz gebraucht. Es ist natürlich sehr viel kritischer die Anforderung nicht gleich zu bedienen, wenn der Strom pro Millisekunde um 20A ansteigt. Hat das schon mal jemand gemacht?
Manfred

**Ruppi** · 15.12.2005, 15:47

1/16 Mikroschritte beschreiben immer nur eine viertel Periode. Du hast also völlig Recht, dass das in diesem Fall 64 Mikroschritte pro Periode sind.
Aber was ist ein Phasenakkumulator?
Und noch was Manf:
Diese Sache mit dem Eeprom habe ich nicht so ganz verstanden, wie erzeugst Du damit Mikroschritte? Hängt an den IO's ein DA-Wandler oder wie ist das gemeint?

Gruß, Ruppi

**Manf** · 15.12.2005, 16:06

Phasenakkumulator kenne ich von DDS Genaratoren, die werden da so genannt. Etwas besonderes ist es nicht, ein Akkumulator in dem Fall also ein Zähler der aufaddiert.
In einem festen Raster wird der Wert der Frequenz, also die Phasenänderung pro Zeiteinheit, aufaddiert, um zum aktuellen Phasenwert zu kommen, der dann ausgegeben wird.

Beim EPROM werden die Phasenwerte als PWM ausgegenen. Eine Folge von Speicherbytes hat in einer Bitstelle 2^n die Ausgabewerte gespeichert, die dann zyklisch ausgegeben werden. Dadurch ergibt sich ein PWM Signal.
Um einen anderen Phasenwert auszugeben wird eine andere Folge von Speicherbytes mit höherwertigen Adressleitungen ausgewählt die dann zyklisch für die Ausgabe zuständig sind.
Dabei läuft die zyklische Adressierung der niederwertigen Adressleitungen einfach weiter.
Manfred

**Ruppi** · 15.12.2005, 16:16

Heist das, man gibt z.B. einen festen Takt - z.B. von einem Oszillator - vor und anhand der Zustände an den Adressleitungen erhält man unterschiedliche PWM-Frequenzen?

**Felix G** · 15.12.2005, 16:23

Also ich habe mich inzwischen mal nach integrierten H-Brücken umgeschaut... und nichts gefunden
Die sind alle entweder zu langsam oder zu schwach, daher werde ich die Brücke wohl auch diskret aufbauen.

Stellt sich die Frage wie ich die MOSFETs ansteuern soll...
Ich habe daran gedacht das mit einem MC34151 zu machen, allerdings hat das Ding nur 2 Treiber und ich bräuchte 8.
Da wäre ein Treiber-IC sinnvoller das 4 oder mehr MOSFETs ansteuern kann.

Allerdings habe ich da das Problem, daß dieser Treiber nur max. 18V Versorgungsspannung aushält ich aber die FETs mit bis zu 40V versorgen möchte.
d.h. ich bräuchte neben den 5V für die Logik und den 40V die geschaltet werden sollen, auch noch 18V für die FET-Treiber.
Das gleiche Problem habe ich auch wenn ich das diskret aufbauen will, da die FETs böse werden wenn ich sie mit mehr als 20V ansteuern will.

vielleicht hat da ja Jemand eine sinnvolle Idee
(wie hast du das gelöst Ruppi?)

@Ruppi
hatte den Artikel beim ersten durchlesen auch nich gleich verstanden

**Manf** · 15.12.2005, 16:27

Nicht die Frequez ändert sich, sondern der duty cycle oder das Tastverhältnis.

Zwei Zähler gibt es, der für die niederwertigen bytes zählt die Periode des PWM durch und der für die höherwertigen wählt die Phasenlage aus in dem der PWM Wert für die Phasenlage steht.

In den acht Bitleitungen erscheinen dann bitserielle Signale die zusammen ein 2- oder 3-Phasensystem bilden (oder was man halt braucht und reinschreibt).
Manfred

**Ruppi** · 16.12.2005, 05:15

Moin,
18V für die Treiber erscheint mir recht viel, eigentlich steuern die Fet's bereits bei 10V voll durch. Setze doch einfach einen kleinen µA78L05 mit auf die Platine und mach nur Anschlüsse für 12 und 40V drauf. Das kostet nicht viel Platz und Du hast eine vernünftige Quelle für die Logik. Ich habe die Ansteuerung der Fet's diskret aufgebaut, mit normalen BC550. Da die Steuerung mit 45V betrieben wird, sind die BC550 gerade noch ausreichend. Die 12V bzw. (45-12)V an den Gates habe ich einfach mit Spannungsteilern realisiert. Wollte das auch erst mit Mosfet-Treibern machen, aber habe die Datenblätter nicht so richtig verstanden, d.h. wie die Fet's daran angeschlossen werden sollen.

@Manfred:
Erstmal vielen Dank für Deine Erklärungen, ganz verstanden hab ich's aber immernoch nicht. Dass sich (natürlich) nur der Duty Cycle ändert, ist klar, hatte mich beim schreiben vertan. Aber die Sache mit den Zählern verstehe ich noch nicht. Gibt es dafür einen Schaltplan?

Ruppi