L298N moviendo un motor paso a paso

[Javier Briz]

Sigo probando cosillas para mover motores a pasos. Esta vez he probado
el integrado que comentó pablo, usando aproximadamente el diagrama que
se publicó en txapuzas[0].
Con unos 3.5€ de componentes muevo un motor con 2A de intensidad
alimentando a 12V. He utilizado 4 pines de un arduino pero en realidad
solo hacen falta 2 (como en el caso de los pololus) pero uno de los
transistores estaba rebelde y he optado por la solución sencilla.

Os dejo el vídeo del motor por youtube[1]. La única pega que tiene es
que si dejas el motor detenido pero las bobinas alimentadas durante un
rato tanto el control como el motor se calientan (creo que este
problema ¿también lo tienen los pololus?). La solución es sencilla y
se puede hacer por software, es cuestión de indicarle al arduino que
los niveles de las 2 bobinas en ambos extremos estén a 0. El
inconveniente de esto será que el motor queda "libre" (no está
bloqueado).


[0]: http://txapuzas.blogspot.com.es/2009/12/paperstepperl298n-driver-de-potencia.html
[1]: http://youtu.be/3Z4xK8I_AHI

[Carlos García]

Hmm es interesante, pero no se si se podría conseguir hacer "microstepping" usando PWM en las bobinas... desde luego es muy barato y válido para motores con reductora :)

Saludos,

Carlosgs

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[Javier Briz]

El chip no soporta microstepping, igual como dices con PWM se puede
hacer algo pero se disparará el consumo y perderas torque.
Em... ¿reductora? ¿Para conseguir pasos de menor angulo? Interesante...



2012/7/28 Carlos García <carlosga...@gmail.com>:

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[fm]

Ojo con los L298N, esto integrados no hace un control activo de la corriente que pasa por las bobinas de los motores (current chopping). Es muy fácil cargarse el integrado o el motor si no se tiene cuidado.

Por ejemplo, supongamos que tenemos un motor cuyas bobinas aceptan hasta 1A y con una resistencia equivalente de 2Ohm. Si alimentamos este motor a 12V la corriente que va a fluir por la bobina será de unos 6A. Aquí pueden pasar tres cosas;
- que pasado un tiempo, el circuito de protección del L298N corte por sobrecalentamiento
- tras varios intentos de ver porque no funciona, conectando y reconectando, el integrado termine quemándose.
- que se sobre calienten las bobinas del motor más de la cuenta y termine fundiendose el aislante de las bobinas.

En resumen, usar el L298N sin saber lo que se hace es invocar al "dios del humo".

[Javier Briz]

Gracias fm. Sabes como puede regularse la intensidad a la salida del l298? Se me habia ocurrido usar reguladores de intensidad pero aún no me he puesto a analizar la idea seriamente.
Algo hay que poner sin duda porque el motor se calienta bastante.

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[G.W.C. -AnesGy SD-]

Podeis intentar copiar lo que se hace en el stepstick para ese mismo fin :P

[Javier Briz]

Hum... ¿como lo hacen? Diría que lo hace internamente el Allegro A4988

http://reprap.org/mediawiki/images/5/57/StepStick.Schematic.png

http://reprap.org/wiki/StepStick


2012/7/29 G.W.C. -AnesGy SD- <g...@anesgysd.com>:

> Podeis intentar copiar lo que se hace en el stepstick para ese mismo fin :P
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[G.W.C. -AnesGy SD-]

Hombre, internamente muy poco, el pin VDD (del Allegro) es el pin k que lleva el voltaje al motor, lo que le haces es ponerle una resistencia para regular el voltaje que entra en él y listo.

[G.W.C. -AnesGy SD-]

No perdóname, el VDD son los 5 voltios, el VMOT es el que tiene los 12 voltios.

Entonces es interno si, mi error.

[Javier Briz]

O_O

Siguiendo con el supuesto que plantea fm (motor de 2Ohm de interna y
1A maximo) suponiendo que el controlador me esté dando los 12V que le
meto, para hacer que en el motor me caigan los 2V que deberían tengo
que hacer que en la resistencia me caigan 10V, por lo que disipará
10W. Eso x4 (4 controladores) y como en uno de los controladores tengo
2 motores en paralelo, uno más. 50W. Casi podría alimentar la heated
bed con eso :D :D

Funcionar funcionará, pero busco una solución mas fina :P

2012/7/29 G.W.C. -AnesGy SD- <g...@anesgysd.com>:

> Hombre, internamente muy poco, el pin VDD (del Allegro) es el pin k que
> lleva el voltaje al motor, lo que le haces es ponerle una resistencia para
> regular el voltaje que entra en él y listo.
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[fm]

La forma que se solía hacer era bajando la tensión a base de resistencias. Un método un poco primitivo, la verdad y efectivamente, calefacción invernal (en verano mejor no usarla)!

Si sigues interesado en el L298, mira el datasheet. Al final hay un circuito donde te indica como hacer el regulador de corriente (current chopper) usando su hemano el L297.

Aun así, este drive, junto con su hermano son antiguos y muy limitados.

Si quieres algo razonable en plan TRH mira el TB6560. Limitado, pero un buen ASIC por lo general.

[Javier Briz]

TRH?
Estaba haciendo pruebas primero con integrados sencillitos basados en
H-bridge, la idea no es hacerlo mejor (que lo que hay parece que
funciona suficientemente bien) sino hacer algo que sea mas barato
ajustándolo a las necesidades de lo que hacemos.

Voy a probar con unos reguladores de corriente a las salidas del 298.
Usar el 297 creo que complica un poco la logica de control para poder
darle a los motores señal de step-dir.


2012/7/29 fm <fmalp...@gmail.com>:

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[fm]

Pues si no te quieres complicar la vida, a la antigua usanza... Resistencia que te crió o alimentar todo a una tensión menor. Pero... el tiempo de "cargar" las bobinas se va a disparar.

Simplemente ten cuidado y no invoques al dios del humo.

[fm]

Upps. Estoy en un móvil ... TRH = ThRough Hole.

[fm]

Creo que al final el problema con el que te vas a encontrar es que simplemente no vas a llegar a un buen compromiso entre rendimiento/prestaciones y precio de la placa. Es decir, limitar la tensión va a provocar que las bobinas se carguen más lentamente, por lo tanto tendrás que ajustar velocidades. No vas a poder hacer micro-stepping ya que vas a tener que controlar y secuenciar la corriente de cada fase... Los cálculos que hice para construir un circuito equivalente usando registros, puertas y operacionales no me salían las cuentas. Si no lo ajustas bien, vas a tener problemas a la hora de arrancar los motores o simplemente sobre alimentar a los motores.

Las que yo he hecho para mi CNC con micro-stepping y current chopping ajustables hasta 2.5A por fase me sale un BOM (Bill Of Materials - el precio de todos los componentes incluido disipador y PCB) de 9€ aprox. Estos precios son para 10 placas claro. Para lo que necesito, más que suficiente con unas prestaciones más que razonables.

[Javier Briz]

9€ por controladora? 9€ todo?

2012/7/29 fm <fmalp...@gmail.com>:

> Creo que al final el problema con el que te vas a encontrar es que simplemente no vas a llegar a un buen compromiso entre rendimiento/prestaciones y precio de la placa. Es decir, limitar la tensión va a provocar que las bobinas se carguen más lentamente, por lo tanto tendrás que ajustar velocidades. No vas a poder hacer micro-stepping ya que vas a tener que controlar y secuenciar la corriente de cada fase... Los cálculos que hice para construir un circuito equivalente usando registros, puertas y operacionales no me salían las cuentas. Si no lo ajustas bien, vas a tener problemas a la hora de arrancar los motores o simplemente sobre alimentar a los motores.
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> Las que yo he hecho para mi CNC con micro-stepping y current chopping ajustables hasta 2.5A por fase me sale un BOM (Bill Of Materials - el precio de todos los componentes incluido disipador y PCB) de 9€ aprox. Estos precios son para 10 placas claro. Para lo que necesito, más que suficiente con unas prestaciones más que razonables.
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[fm]

Si, 9€ incluye todos los componentes y el PCB para cantidades de 10. Simplemente hay que soldar los componentes en las placas.

Se puede reducir un lerele si no pones los diodos y lo configuras todo en modo síncrono. En mis configuraciones los tengo trabajando en modo asíncrono con los diodos externos para mejorar el rendimiento térmico de toda la placa.

Rangos de trabajo:
- 100mA a 2.5A
- micro-stepping 1/8 (seleccionable)
- alimentación 7 a 18V en las fases conmutadas
- electrónica 3.3V a 6V

El rendimiento es muy bueno. No mete mucho ruido eléctrico en la controladora, ... En fin, que estoy muy contento con sus prestaciones. Me queda cerrar todas las medidas antes de publicar toda la controladorar.

[Javier Briz]

Hay esquemas o documentación en alguna parte? Como podemos reproducirla?
La verdad es que por lo que cuentas tiene muy muy buena pinta :)


2012/7/29 fm <fmalp...@gmail.com>:

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[Pablo Moreno]

Darle tiempo, que aun esta en fase de testeo.

Saludos

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[nayma rescue]

Javier,

yo he testeado otros circuitos de fm y funcionan muy bien, por otra parte suele publicar el material una vez probado.

2012/7/29 Pablo Moreno <graf...@gmail.com>

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[Javier Briz]

Donde están publicados?


2012/7/29 nayma rescue <nayma...@gmail.com>:

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[fm]

Pues actualmente están en mi ordenador. Como han comentado en los posts, no me gusta publicar nada sin haber terminado de hacer las pruebas correspondientes. Siempre las publico con su correspondiente licencia CC SA-BY, Creative Commons - Share a Like, Credit to the source. Vamos open source puro y duro.

Suelo escribir una wiki a modo manual y cuelgo los ficheros CAD.

Actualmente le queda poco por probar. Todas las pruebas eléctricas (integridad de señal, interferencias, ...), funcionales, térmicas y de rendimiento están hechas. A falta de las pruebas un poco más engorrosas:
- Emisiones
- ruido inducido
- ruido en el rail de alimentación y plano de tierra (estas estás hechas de aquella manera, pero apuntan maneras ya que las lecturas analógicas solo fluctua el bit menos significativo).

En vista del interés, he intentado subir un preliminar del esquemático y algunos renders 3D pero no tengo ni idea que le pasa a la versión de ordenador que se queda atascada intentando subir el POST. Tendrá que esperar.

[Carlos García]

Si no recuerdo mal, el L298 puede regular la corriente máxima, utilizando dos resistencias externas...

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[Javier Briz]

Hum... ¿Donde?¿Puedes concretar un poco mas/pasar link?



2012/7/29 Carlos García <carlosga...@gmail.com>:

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[fm]

Efectivamente, si miras el datasheet, puedes colocar un resistencia de "sensado". Esa resistencia puede usarse como entrada del L297 (una resistencia pequeña) o, como está en serie con el puente H como resistencia para que caiga la tensión de las bobinas. Vamos, la antigua usanza que comentaba antes.

[Carlos García]

Ah vale, no había visto el datasheet del L297.

Lo que estaba pensando era usar directamente PWM desde Arduino, es mucho mejor el driver.

El 29 de julio de 2012 14:41, fm <fmalp...@gmail.com> escribió:

Efectivamente, si miras el datasheet, puedes colocar un resistencia de "sensado". Esa resistencia puede usarse como entrada del L297 (una resistencia pequeña) o, como está en serie con el puente H como resistencia para que caiga la tensión de las bobinas. Vamos, la antigua usanza que comentaba antes.

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[Javier Briz]

Acaban de salir en Dealextreme dos placas basadas en el l298n:

http://www.dealextreme.com/p/l298n-h-bridge-stepper-motor-driver-module-for-arduino-red-147046
http://www.dealextreme.com/p/l298n-motor-driver-expansion-board-for-arduino-red-black-146920


2012/7/30 Carlos García <carlosga...@gmail.com>:

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[fm]

Aquí os dejo unas imágenes de las placas.

[fm]

Como por fin puede publicar, os dejo también el esquemático.

A ver que os parece todo.

También estoy trabajando en una versión "low cost", con un BOM inferior a los 8€.

[Iceflow]

Tienen una pinta muy chula!! :D que envidia me da no saber hacer cosillas asi :P yo solo copia y pega jajaja

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[fm]

Gracias, gracias...

Aquí os dejo cómo quedaría la versión de bajo coste:

La electrónica es muy parecida pero usa un truquillo del ASIC y se puede ahorra los diodos de protección sin perder prestaciones.

La única diferencia es que la primera versión, algo más grade, está bien dimensionada y soporta 2A por fase con disipador. Esta versión creo que llegará tranquilamente al 1.5A por fase, incluso un poquito más.

Dimensiones: 29.5x33.1mm, se puede montar tanto en horizontal como en vertical. El diseño que estoy haciendo de la otra placa los acepta en vertical que se consigue una mejor refrigeración.

@Javier Briz - como he comentado antes en este post, cuidado al conectar el L298N directamente al motor.

[Javier Briz]

Gracias de nuevo por el consejo fm, nos han llegado las piezas así que en este momento estoy centrado en construir la impresora. Cuando esté lista y termine exámenes me volveré a poner y miro en detalle tu placa pero tiene muy muy buena pinta :)

Ya iré contando.

2012/8/3 fm <fmalp...@gmail.com>

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[nayma rescue]

que buena pinta, fm.

Lo bueno de esta pequeña comunidad es que cada uno aporta de lo que sabe, unos de electrónica, otros de mecanica, otros de sofware.....

2012/8/4 Javier Briz <alg...@gmail.com>

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[fm]

Hola a todos,

lo prometido es deuda: ya he publicado el primer manual y los esquemáticos del driver:
https://bitbucket.org/fmalpartida/stepper-driver-elfdrv1/downloads
o
http://www.electrofunltd.com/2012/08/elfdrv1-stepper-motor-driver-coming-soon.html

Esta vez he publicado la documentación en:
- pdf
- ePub (para leerlo en cualquier eReader)
- iBook (manual interactivo para el iPad).

Estoy terminando de escribir la documentación del "escudo" que seguramente publicaré mañana.

Espero que os guste, ya me contaréis.

[Iceflow]

Muchas Gracias por compartir con nosotros tu gran trabajo!! :D

El manual tiene muy buena pinta, no lo he leido entero aun, pero esta muy bien echo!! eres un pro!! jejeje

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[nayma rescue]

jugar con los cables cuando el driver está conectado, es un reclamo de problemas, jeje. ;)

Gracias por compartir tu trabajo fm 

2012/8/20 Iceflow <ais...@gmail.com>

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[Abraham]

Hola
en castellano no lo tienes

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Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo
EINSTEIN, Albert 

[fm]

Muchas gracias por vuestros amables comentarios!

Me alegro que os haya gustado tanto el manual como los drivers.

El manual no lo tengo en castellano. Estuve dandole vueltas a generar dos versiones, una en castellano y otra en inglés, pero cada manual se lleva una buena tarde larga y el tiempo no me da más de si! De todas formas, he intentado con las figuras que sea lo más auto-explicativo posible para que el idioma no sea una barrera. No tengo muy claro si lo he conseguido, pero por lo menos lo he intentado.

[Abraham]

Muchas gracias
lo intentare traducir.
pero felicidades por lo que estas haciendo

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[nayma rescue]

fm, me parece que es fácil de entender.

2012/8/20 Abraham <gri...@gmail.com>

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[fm]

Hola a todos:

ya he publicado el manual y los esquemáticos del escudo (aka. carrier board):
https://bitbucket.org/fmalpartida/elfshl1-stepper-shield/downloads
o
http://www.electrofunltd.com/2012/08/elfshl1-stepper-shield.html

Como la vez anterior:

- pdf
- ePub (para leerlo en cualquier eReader)
- iBook (manual interactivo para el iPad).

También he publicado algunas librerías, pero están en beta-beta.

He incluido una adaptación de TxapuRX para que trabaje directamente con el escudo también.

A ver que os parece.

[fm]

Aquí os dejo cómo ha quedado todo y con los drivers pequeños. Si los comparáis con los de la web, veréis la diferencia.

Este driver es más ruidoso (acústico) que el anterior porque la corriente se está re-circulando a través de las bobinas usando el modo síncrono.

Este se llamará ELFDRV2

Un saludo,

fm

[Juan Gonzalez Gomez]

+1 :-)

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[Iceflow]

+1? +1000!!!! Son unas placas preciosas :D En que servicio de pcbs las haceis?

Saludines!!

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[Javier Briz]

fm, te has planteado venderlas? ;)

[Guillermo Welch C.]

Sublime!!! Las placas las pintas tu de blanco o vienen asi de fabrica? Si vienen de fábrica cuantas has hecho?

[fm]

Muchas gracias a todos y me alegro mucho que os gusten.

Este lote de placas las he pedido a iTead. Nunca atinan bien con la serigrafía (bueno soy un poco quisquilloso) pero por lo general quedan bien. Las pido directamente en blanco. Donde mejor trabajan es en circuit-mart (son un poco más caros pero trabajan muy bien).

La intención que tengo es venderlas en mi web (www.electrofunltd.com)  para el que las quiera. También pondré los esquemáticos y ficheros CAD a disposición del que los quiera, junto con el manual de usuario como he hecho con ELFDRV1 y ELFSHL1.

La idea es ofrecer las placas sueltas o como un kit completo (vinciDuino, escudo y drivers) todo en blanco. En este caso es para una CNC. Ya he terminado el programa de la CNC y la verdad es que no ocupa mucho menos de 21K con control activo de temperatura y LCD, es compatible con replicatorG, printrun y Txapuzas CNC. Seguramente haré una variante para la impresora 3D. 

Actualmente, no están disponibles hasta que no pasen por una buena batería de pruebas. Los ELFDRV1 y ELFSHL1 estarán disponibles dentro de una semana (aunque con las reservas que ha habido, dudo que pueda poner algunas a la venta hasta la siguiente remesa)!

De estas placas he hecho una primera tirada de 20 de las cuales 3 ya están "comprometidas" ;-)

[Pablo Moreno]

Buen trabajo, eres un genio.
Saludos

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[Juan Gonzalez Gomez]

Hola Francisco,

  Me sigo uniendo a las felicitaciones... Las placas son alucinantes, con una estética muy bonita. Pero has caido en la trampa del Eagle (yo también caí). Si vas a vender las placas, la licencia del Eagle NO te lo permite. Tienes que adquirir una licencia oficial. La versión gratuita es para uso personal y no comercial. En cuanto ganes dinero, tienes que adquirir la licencia.

  Por supuesto, esto es como el windows pirata. Nadie se va a enterar y no va a pasar nada, pero esta es la realidad.

  Este fue uno de los motivos por lo que dejé de usarlo. No quería vender placas clandestinamente.

Saludos, Obijuan

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[fm]

Tampoco quiero entrar en ningún debate sobre Eagle pero, ¿qué sucede con los clones chinos que se bajan las fuentes de Arduino y las mandan fabricar?

Digamos que las fuentes están en internet y disponibles de forma gratuita para: abrirlas, descargarlas y verlas. En principio hay una pequeña excepción a la regla de la versión gratuita que es bajo la que se amparan todos los "clonadores" y el resto los aficionados que compartimos nuestro trabajo: "As an exception to this, board manufacturers may use the Freeware Light Edition to generate production data (e.g. Gerber files) from board files they have received from EAGLE users."

Lo curioso del tema es si vendes los esquemático, vendes los diseños entonces es cuando estás sujeto a pagar la licencia correspondiente. Por el contrario, está permitido que te bajes el trabajo que cualquiera ha hecho con sus herramientas, generar la información de producción, producirla y venderla. Esto está comprobado con ellos. Si el diseño no fuese open-hardware, entonces no se puede hacer.

[Juan Gonzalez Gomez]

Hola,

  No quiero entrar en polemicas ni lo estoy criticando. Cada uno puede usar la herramienta que quiera. Y por supuesto, aunque se use Eagle sigue siendo hardware libre. 

El 2 de septiembre de 2012 23:12, fm <fmalp...@gmail.com> escribió:

Tampoco quiero entrar en ningún debate sobre Eagle pero, ¿qué sucede con los clones chinos que se bajan las fuentes de Arduino y las mandan fabricar?

Lo pueden hacer sin problemas. La licencia de Arduino lo permite. Los esquemas son hardware libre. Pero si van a ganar dinero, tienen que pagar licencia del Eagle.  Ahí es donde voy, la restricción no es de Arduino. No es del diseñador del hardware, la impone la herramienta (Cadsoft, los dueños del Eagle).

Digamos que las fuentes están en internet y disponibles de forma gratuita para: abrirlas, descargarlas y verlas.

La versión gratuita está limitada a placas de 6 capas, tamaños de como máximo 160x100 y esquemas de 99 hojas.  Siempre que las fuentes estén hechas con esas características, las podrás abrir "gratuitamente" pero otras no. Por ejemplo, la heatbed de la Prusa es de 200x200. No lo puedes abrir con la versión gratuita, tienes que pagar la licencia profesional.

 

En principio hay una pequeña excepción a la regla de la versión gratuita que es bajo la que se amparan todos los "clonadores" y el resto los aficionados que compartimos nuestro trabajo: "As an exception to this, board manufacturers may use the Freeware Light Edition to generate production data (e.g. Gerber files) from board files they have received from EAGLE users."

Esta excepción se refiere a los fabricantes, a las empresas de fabricación de PCBs. Ellos puedes adquirir la licencia de la Freeware LIght Edition (que cuesta $69) para generar los gerber de las placas de los usuarios.  Pero cualquier usuario (que no sea una empresa de fabricación) que gane dinero vendiendo placas hechas con Eagle tiene que pagar.

 

Lo curioso del tema es si vendes los esquemático, vendes los diseños entonces es cuando estás sujeto a pagar la licencia correspondiente.

Siempre que ganes dinero. No es por el diseño.

 

Por el contrario, está permitido que te bajes el trabajo que cualquiera ha hecho con sus herramientas, generar la información de producción, producirla y venderla. Esto está comprobado con ellos. Si el diseño no fuese open-hardware, entonces no se puede hacer.

Este es el error.  El Eagle NO te permite eso. Si yo me bajo las fuentes de arduino, modifico la placa (o no), la fabrico y la vendo... Tengo que pagar la licencia del Eagle. Ese es su negocio. Y eso es lo que la gente no sabe.

 Pero por mi parte no quiero que te tomes esto como una guerra Kicad vs Eagle. En absoluto. Es resaltar una contradicción o tal vez un "Bug" que existe hoy en día en el mundo del hardware libre.

Saludos, Obijuan

 

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