[Smooth] [Stepper] fix. Motor de pasos con smooth fijo.
Democrito
- Son tres motores de pasos, dos unipolares y uno bipolar. Los tres tienen el control en paralelo, sólo cambia el driver para el bipolar (puente en H versus ULN2803).
- El motor unipolar es de 48 pasos, el bipolar es de 200 pasos, y el pequeño (unipolar) lleva mucha reducción de engranajes y no recuerdo el número de pasos.
- Los hago ir a cierta posición y luego volver a la posición 0. Primero a la posición 200, luego a la 400 y finalmente a la 1200.
- El tipo de movimiento es "smooth" no es trapezoidal. Más adelante ahondaremos en esto.
- Resta la posición actual del motor con la posición deseada y toma su valor absoluto (si fuese negativo lo convierte a positivo).
- Memoriza el resultado.
- Comprueba si el resultado es par o impar.
- Si fuese par no hace nada, pero si fuese impar le sumaría 1 a ese resultado. Esto es debido a que como no usamos decimales ni fracciones (con números impares siempre nos daría "algo.5" hemos de aproximarnos al siguiente entero.
- Por otra parte hay en el circuito un contador reversible que está contando los pasos que va dando el motor.
- El resultado calculado anteriormente será comparado en todo momento con el valor absoluto que haya en ese momento y cuando llega a esa posición (mitad del trayecto, por eso dividimos entre 2), lo que hace es activar una báscula RS que hará que el contador reversible comience a descontar con cada paso que hace el motor.
- El contador reversible ha de contar todos los pasos, sin embargo sólo nos interesa los 8 bits más bajos y se le añade un pequeño módulo para que muestre todos los valores inferior a 256, si fuese mayor de 255 se mantenga en 255 (no haya cambios).
Ahora que tenemos hecho esta parte es cuando lo aplicamos al concepto de smooth. Se trata de tener un circuito que genere pulsos de forma programable, es decir, que si le doy como dato "255", me de muy pocos pulsos por unidad de tiempo y si le doy como dato "0" me dé un número máximo de pulsos por unidad de tiempo, para todos los demás sería su equivalente.
En la segunda imagen que puse arriba se ve un módulo (el derecho) con el icono de un reloj, dentro de ese módulo está el generador de pulsos programable. Haciendo doble clic veremos lo siguiente:
Vemos una tabla que recibe los datos y van a ser "traducidos" a periodos de tiempo. Esa tabla contiene los datos de un smooth real. Si este circuito fuese trapezoidal entonces no necesitaría la tabla.
Este circuito lo que hace esencialmente es repetir el periodo (pin "us", marca el tiempo entre un pulso y el siguiente) el número de veces marcado en la tabla de la dirección/dato que corresponda.
Características del circuito:
- La entrada de datos (0..6534) se hace a través del serial y puedes usar cualquier terminal serie. Está diseñado para no permitir otra entrada de datos mientras el motor esté en movimiento. Para saber cuándo ha finalizado usa la patilla "done".
- La patilla "home" tiene dos funciones. Si le das un tic se pondrá a girar en sentido contrario a como iría si fuese hacia delante, y lo hace a la mínima velocidad. Esto nos sirve para llevar el motor a la posición 0 (luego explico esto con otra patilla). Y si "home" se mantiene a 1, se pondrá a girar a la máxima velocidad. Esto nos servirá para configurar la velocidad máxima y se hace en la constante "us", como se aprecia en la imagen de abajo. Le puse 5000 us (5 ms) y pienso que es un tiempo en el que la mayoría de los motores de pasos pueden funcionar bien. Si quieres más velocidad has de bajar ese valor (es el periodo mínimo entre un paso y el siguiente) hasta detectar que pierde pasos y terminar poniendo un valor adecuado a tu motor de pasos.
- La patilla "rst" se encarga de parar el motor y poner a 0 los contadores internos que hay dentro del circuito. Es decir, que si has pulsado "home" verás que el motor nunca se para y la patilla "rst" es la encargada de pararlo. En la realidad esta patilla se tendría que conectar a una foto-célula o final de carrera para conseguir la posición 0 real. Si a esta patilla le añades una puerta OR, le puedes añadir un paro de emergencia.
- Hay dos patillas llamadas "shtdw" (Shutdown). Observa la imagen de abajo un momento. El "shtdwn" izquierdo activa o desactiva esta función. Con un 0 la desactiva y con un 1 la activa. Si la activamos, transcurrido un tiempo configurable (en "shtdwn" derecho) el motor dejará de estar magnetizado, es decir, quedará suelto.
En el circuito principal veréis a la izquierda varias "cajas" con nombres como R500...R4000. Son tablas que contienen smooth de diferentes velocidades de reacción. Por ejemplo con "R500" es un smooth rápido y puede servir para motores que vayan a recorrer distancias cortas. El R4000 es el más lento de todos. Calcular los datos de un smooth no es algo trivial y es por eso que he dejado varias configuraciones y dé margen para ser ajustado a un proyecto en concreto.
En realidad este diseño está pensado para ser manejado con un driver de impresora 3D, es por ello que la parte que maneja el motor no la he integrado dentro del circuito principal, y es por ello también que tiene los pines de salida "dir" y "step" a la vista, porque es ahí donde se harían las conexiones al driver de impresora 3D.
Son muy pequeños, puedes ajustar la corriente máxima, permiten micro-pasos (esto es la leche!) y son muy muy baratos.
Por pedagogía no he utilizado todavía estos drivers porque he creído necesario profundizar en el funcionamiento de los motores de pasos, pero a partir de ahora los siguientes proyectos que haga con este tipo de motores llevarán esos drivers.
Adjunto ICE y un saludo.
Angel Rodriguez Santalla
Democrito
Otro cambio que se puede hacer es toquetear (si uno se atreve) dentro de la configuración del Marlin, aunque hace años que dejé de hacerlo una vez que me iba bien, y recuerdo que el eje Z en este sentido (como el que comentas) era bastante puñetero.
Marlin (y otros firmwares parecidos) ya llevan incluido el "smooth", al menos para los ejes X e Y, incluso pueden tener en cuenta "la velocidad de la aceleración" y se le nombra como "Jerk" (equivale a una tercera derivada, donde la segunda derivada sería la aceleración y la primera es la velocidad).
Gracias por tu comentario y aprovecho para comentar que quizás me ponga a investigar/comprobar si este circuito "smooth" pueda servir con motores DC de toda la vida, aunque lo que tengo pensado es convertir el motor DC en uno de pasos gracias a un encoder y tendría como máximo 4 pulsos por vuelta. Ya hice algo parecido en este sentido [* ver post data] pero las inercias eran tan fuertes que siempre había un corto balanceo al parar (a veces persistente). Que el motor inicie y termine de forma suave quizás ayudaría a eliminar esas inercias, no lo sé, pero es algo que me gustaría experimentar en breve.
Un saludo!
post data:
1.) https://www.youtube.com/watch?v=7LCj__UI_s4
2.) https://www.youtube.com/watch?v=o5FU0IMdsDs
Democrito
Democrito
Germán Agudelo
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Democrito
charli va
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Democrito
Angel Rodriguez Santalla
El martes, 11 de agosto de 2020, 0:19:18 (UTC+2), Democrito escribió:
Hola Ángel,Quizás la tardanza se deba a que la impresora tenga (no lo sé) una varilla roscada típica de las de 8 mm, esas tienen "un paso" muy corto...
