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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Paar Fragen zum Schrittmotortreiber TB6560HQ


Autor: Paul H. (powl)
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Hi,

ich hab ein paar Fragen zum oben genannten Schrittmotortreiber, bei 
denen ich mir anhand der Aussagen im Datenblatt noch nicht ganz sicher 
bin:

Lässt sich der Ausgangsstrom nur mit TQ1 und TQ2 über 4 Stufen digital 
einstellen? Wieso ist das im Datenblatt so seltsam mit den 
Prozentangaben beschrieben? Der Schrittmotortreiber ist für 3,5A pro 
Phase ausgelegt, soll ich dann davon die jeweils 100%, 75%, 50% und 20% 
davon nehmen? Ergo 3.5A, 2.62A, 1.75A, und 0.7A?

Können Logikspannung und Motorspannung gleichzeitig hochgefahren werden 
oder müssen zuerst die 5V fest anliegen bevor die Motorspannung angelegt 
werden darf?

Sind hier irgendwie Freilaufdioden empfehlenswert oder sogar notwendig? 
Im Datenblatt steht nämlich nichts davon, die Chinesen machen jedoch 
welche hin, sieht man auf diversen Schrittmotorsteuerungen die bei eBay 
angeboten werden.

Ist es in Ordnung den Not-Reset Eingang permanent auf High zu legen? Ich 
brauch kein Reset und wüsste jetzt auch nicht wozu das gut ist. Um die 
Mikrostepping Treiberstufe zu resetten?

Sind 100n bzw. 1µ Kondensatoren direkt an den Eingängen der 
Logikspannung notwendig oder reicht eine vom Netzteil aus stabile 
Spannung? (Auf der Netzteilplatine mit 100µ, 1µ.. 100n geglättet und 
stabilisiert) Wie schauts mit der Motorspannung aus?

Was sind die Vorteile/Nachteile von hohen Schaltfrequenzen? Nachteile 
wärn doch u.A. die Schaltverluste, Vorteil wäre, dass die Induktivität 
des Motors besser genutzt wird, aber in wie fern ist das gut?

mfg PoWl

Autor: Timo S. (hoserunter)
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Hi Paul,

Beschäftige mich ebend auch mit dem IC

TG Einstellung:
Ja nur da mit läst sich der Strom einstellen.
Der Strom richtet sich aber auch nach der Größe des Wiederstand am Pin 
NFA und NFB !
Ich habe 0,18 Ohm verbaut um auf den Max Strom zu kommen. Spannung ist 
bei mir ca. 35 Volt DC.

IC oder Brücke Schalten ?:
Auf jeden fall sollte man erst die Logik mit 5 Volt versorgen und dann 
die Brücke ein schalten. Erfahrungsbericht aus anderen Foren.

Freilaufdioden:
Freilaufdioden sollten auf jeden fall rein. Nicht unbedingt Standart 
sonder welche die schnell schalten. z.B. UF5404. Sind sehr groß, können 
auch etwas kleiner sein.

Reset:
Habe ich auch ignoriert. Brücke und fertig.

Elkos:
Sieb Elkos sollten auch mit drauf, da der Leistungsteil sehr dicht neben 
dem Logikteil verläuft. Die Pinbeleung ist bescheiden von 6560HQ

Vor-Nachteile:
Am besten läuft mein Bipolar Schrittmotor im Standart Mode. Je höher ich 
die Frequenz stelle um so schlechter läuft der Motor. Aber ich denke mal 
das hängt von jedem Motor ab. Besser oder schlechter gibt es in dem 
Sinne nicht.

Hoffe ich konnte dir etwas helfen.

PS: Bitte verbessert mit, ich bin kein Profie. Gnade vor Recht ;-)

Autor: Paul H. (powl)
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Hi,

hätte nach so langer Zeit garnicht mehr mit einer Antwort gerechnet und 
wusste nichts mehr von diesem Thread. Aber trotzdem danke!

Die Freilaufdioden sind beim TB6560AHQ im Gegensatz zum HQ nicht mehr 
nötig, daher habe ich mir ein paar AHQ-Treiber bestellt. Was für 
Konsequenzen kann das haben wenn die Brücke zuerst mit Spannung versorgt 
wird? Beispielsweise wenn ich die Logikspannung über einen Schaltregler 
erzeuge, der braucht ja erstmal ein wenig bis er das erste mal die 5V 
bereitstellt. Ist eine verzögerte Zuschaltung der Brückenspannung 
vonnöten oder nur reine Präventivmaßnahme gegen den worst case?

Habe mal schon vor längerer Zeit ein Platinenlayout für die TB6560AHQ 
entworfen. Oben wo die Leiterbahn für den Motorstrom verläuft würde ich 
dann einfach einen 0,8mm Draht durchfädeln und über die ganze Strecke 
hin festlöten, da passt dann genug Strom durch. Die Elkos werden dann 
Low-ESR-Typen, dann passt das denke ich mal auch.

Autor: MaWin (Gast)
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> Lässt sich der Ausgangsstrom nur mit TQ1 und TQ2 über 4 Stufen digital
> einstellen? Wieso ist das im Datenblatt so seltsam mit den
> Prozentangaben beschrieben?

Weil der tatsächliche Strom vom externen Widerstand abhängt.

> Der Schrittmotortreiber ist für 3,5A pro Phase ausgelegt, soll ich
> dann davon die jeweils 100%, 75%, 50% und 20% davon nehmen? Ergo
> 3.5A, 2.62A, 1.75A, und 0.7A?

Nein. Du solltest den maximalen Strom an deine Schrittmotoren anpassen. 
Dabei kann man mit 100% durchaus über das erlaubte Maximum der 
Schrittmotoren gehen, wenn das nur kurzzeitig erfolgt, z.B. beim 
Beschleunigen, und die 75% dann der Normalstrom sein sollen. Wenn die 
Schrittmotoren nur ihre Position halten sollen, kann man digital 
vorgeben, daß nur reduzierter Strom und damit reduzierte Wärmeabgabe 
anliegen soll.

> Können Logikspannung und Motorspannung gleichzeitig hochgefahren werden
> oder müssen zuerst die 5V fest anliegen bevor die Motorspannung angelegt
> werden darf?

Das Datenblatt sagt deutlich, daß Logikspannung zuerst stabil sein soll.

> Sind hier irgendwie Freilaufdioden empfehlenswert oder sogar notwendig?
> Im Datenblatt steht nämlich nichts davon, die Chinesen machen jedoch
> welche hin, sieht man auf diversen Schrittmotorsteuerungen die bei eBay
> angeboten werden.

Daraus kann man schlussfolgern, daß die internen nicht gut genug sind.

> Ist es in Ordnung den Not-Reset Eingang permanent auf High zu legen? Ich
> brauch kein Reset und wüsste jetzt auch nicht wozu das gut ist. Um die
> Mikrostepping Treiberstufe zu resetten?

Du brauchst RESET, wenn du das Mikrostepping verändern willst, also z.B: 
beim Fräsen mit 1/16 arbeiten willst, zum schnellen Verfahren aber mit 
1/2 arbeiten willst. Dann muß der Übergang taktsynchron erfolgen, und 
damit musst du die internen Zähler definiert rücksetzen können.

> Sind 100n bzw. 1µ Kondensatoren direkt an den Eingängen der
> Logikspannung notwendig oder reicht eine vom Netzteil aus stabile
> Spannung?

Jeder IC braucht in seiner direkten Nähe niedrigimpedante 
Stützkondensatoren. Ob die 100nF reichen oder man die 1uF wirklich 
braucht, ist jedoch offen.

> Wie schauts mit der Motorspannung aus?

Die wird noch mehr belastet. Angenommen du hast Motoren mit 2.4V/3.5A an 
24V. Dann werden vom Chopper kurz 24V an den Motor angelegt, bis der 
Strom auf 3.5A gestiegen ist, dann wird lange ausgeschaltet, bis der 
Stro wieder unter 3.5A flällt (dauert 10 mal so lange). Im Mittel 
braucht der Schrittmotor also nur 350mA, aber die Stromimpulse pro Spule 
liegen bei 3.5A. Das müssen die Kondensatoren ausgleichen, denn ein 
350mA Netzteil hat keine ausreichenden Kondensatoren. Du brauchst also 
niedrigimpedante LowESR Elkos mit recht hoher Kapazitätt in der Nähe der 
Schrittmotortreiber, die dann langsam über das Netzteil nachgeladen 
werden.

> Was sind die Vorteile/Nachteile von hohen Schaltfrequenzen? Nachteile
> wärn doch u.A. die Schaltverluste, Vorteil wäre, dass die Induktivität
> des Motors besser genutzt wird, aber in wie fern ist das gut?

Die Vorteile sind vor allem, daß die oben angesprochenen Elkos einen 
kleineren Wert haben können, und dass der Strom beim ständigen Ein- und 
Ausschalten des Choppers nicht extrem stark steigt und fällt, sodenr 
eben nur um ein paar Prozent Abweichung von 3.5A stigt und fällt. Der 
Nachteil liegt darin, daß dein Platinenlayout wie bei einem Schaltregler 
auch die hohen Frequenzen unterstützen muss - deins tut das nicht, und 
daß bei zu hoher Schaltfrequenz un hohen INduktivitäten im Motor der 
Strom nciht schnell genug fällt, man also die Spulen nicht schnell genug 
ausschalten kann. Dazu hat der TB6560 immerhin schnelles Bremsen und 
langsames Bremsen
DCY1 und DCY2.


Deine Platine trägt den Anforderungen des TB6560 in keinster Weise 
Rechnung. Die Beitrag "TB6560HQ wird ohne Last warm"
Autor: Michael Schildt (mschildt)
Datum: 15.02.2010 22:16 hat zwar Dioden, Optokopler, Einschaltsequenz,
ist aber auch nicht so gut, weil die Elkos nicht dicht genug an den 
Treibern sitzen.

Autor: Paul H. (powl)
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Hi, danke für die Hinweise. Ich verwende die TB6560AHQ, die brauchen 
keine Dioden mehr (steht auch im Datenblatt nochmal explizit).

Optokoppler brauche ich nicht auf der Platine, die kommen dann vorne 
dran oder garnicht. Die sind doch auch nur da um im Fehlerfall den 
Parallelport zu schützen, mit dem man solche Platinen meistens 
ansteuert, hm? Und der Fehlerfall sieht bei mir so aus, dass ein IC 
irgendeine Fehlfunktion hat.

Einschaltsequenz kann ich noch dazu machen, so dass einfach nach ner 
kurzen Zeit ein Relais die Motorspannung bereitstellt.

In wie Fern ist mein Layout sonst noch problematisch? Bei 50-100kHz 
kommt es doch nicht schon zu irgendwelchen störenden HF-Effekten, oder? 
Sind die zwei Low-ESR Elkos tatsächlich schon zu weit vom IC weg? Die 
Motorspannung wird außerdem auch ganz ordentlich vom Netzteil gepuffert.

lg PoWl

Autor: MaWin (Gast)
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> die brauchen keine Dioden mehr

Nein.

> Die sind doch auch nur da um im Fehlerfall den Parallelport zu schützen

Nein.

> Bei 50-100kHz kommt es doch nicht schon zu irgendwelchen störenden HF-Effekten, 
oder?

Doch. Du schaltest 4A 24V mit 1us Flankensteilheit, und hast daneben 
eine Stromauswertung die auf 0.1V genau reagieren soll.

> so dass einfach nach ner kurzen Zeit ein Relais die Motorspannung bereitstellt

Achtung beim Ladestrom der doch grossen (noch entladenen) Elkos.

> Sind die zwei Low-ESR Elkos tatsächlich schon zu weit vom IC weg?

Das nicht unbedingt, aber sie liegen Hf-technisch ungünstig.

> Die Motorspannung wird außerdem auch ganz ordentlich vom Netzteil gepuffert

Nur wenn das massiv überdimensioniert ist und dicht dran wäre, also ohne 
Kabel angeschlossen wäre.


Eigentlich wurde im Beitrag davon alles gesagt.

Autor: Paul H. (powl)
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OK, d.h. die Shuntwiderstände sollten nicht auf der Seite liegen, auf 
der auch die Kondensatoren liegen bzw. die Leiterbahnen nicht so dicht 
aneinander? Ich habe die Platine so designed damit ich den Kühlkörper 
noch gescheit unterkriege. Aber vielleicht wäre es doch sinnvoll wenn 
ich mir einfach mal eine kaufe und mir anschaue, wie die so aufgebaut 
ist.

Zu den Optokopplern, welchen Zweck erfüllen die denn dann?

Autor: MaWin (Gast)
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> Zu den Optokopplern, welchen Zweck erfüllen die denn dann?

Unterdrückung von Störungen in dem sie GND unterbrechen, mit der sonst 
die schnell geschaltete Hochstromseite auf die Masse des PCs gelegt 
werden würde, der seinerseits am Schutzleiter hängt. Lieber die 
Motorelektronik potentialfrei an der Fräse, und wegführende Leitungen 
per Drosseln störfrei halten.

> Ich habe die Platine so designed damit ich den Kühlkörper noch gescheit 
unterkriege

Ja, das ist durchaus ein Problem, die kommerziellen Lösungen zeigen da 
ja verschiedene Ansätze.

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