Electrónica CNC/impresora 3D (driver, shields y placa)

Como ponía en el post de la máquina CNC ha quedado de película!

En este frente, estoy modificando el SW de control de la máquina añadiéndole algunos extras: control de temperatura, ventilador, LCD. Actualmente también le estoy incluyendo unos cuanto comandos M más ya que el objetivo que tengo es que termine controlando la impresora 3D.

Por otro lado, el SW que monta Terraguea en su máquina es también compatible con replicatorG y reporta hasta la temperatura en la aplicación.

A ver si este finde le dedico un poco más de tiempo a la máquina.

Bueno,
como en este mismo post comenté que me había comprado un TB6560 en DX ... pues os comento que me salió rana, así que no se lo recomiendo a nadie.
De todas formas, ya he abierto otro post con más detalles.

Hola a todos:

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 el manual del "escudo" que seguramente lo publicaré mañana.
A ver que os parece.

Qué chulo te ha quedado el manual. Que currada te has pegado!

Una pregunta: ¿la limitación de 8V con mínimo para la alimentación de los motores está impuesta por el driver o viene de otro lado?

fm:
Hola a todos:

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 el manual del "escudo" que seguramente lo publicaré mañana.
A ver que os parece.

@fm me parece haber encontrado un error en la documentación de los Drives................ ESTÁN EN INGLÉS ¿?¿? jajaja es Broma.
Lo tuyo es grandioso, enorme chico, que curro y que maravilla de placas has creado. Aún no están los precios de los drivers y controladora, vas a venderlo todo un KIT con algún precio para el foro ? O es todo por medio de la Webs ?

De nuevo, MUY BUEN TRABAJO chico.

Muchas gracias por vuestros comentarios. La verdad es que se agradecen, hasta me he sonrojado!

@ADLC - el rango de entrada viene impuesto por el DRV8818. Si se monta sobre el "shield" (placa madre de toda la vida) el rango de trabajo es de 8 V a 24 V. Los 24 V vienen determinados por los condensadores de filtrado y bypass + un margen de seguridad.

La intención que tengo es ofrecer en mi web varias configuraciones:

  • drivers sueltos
  • "escudos" sueltos
  • escudo + drivers
  • vinciDuino + escudo + drivers

La idea es que todas las placas del kit sean blancas, tanto las del shield como los drivers y la vinciDuino. Hasta que no reciba todo el material y tenga unas cuantas montadas no empezaré a ofrecer nada.

Los precios no los he puesto en la web, estoy viendo cómo va a quedar todo (coste de materiales + costes de montar las placas).

Por otro lado he terminado un driver similar pero más económico y más pequeño. Este está en fase de pruebas, cuando tenga la documentación la iré publicando también.

El "error" de documentación, jajajaja, estuve pensando en hacer el manual en castellano e inglés, pero la verdad es que preparar el manual me ha llevado una tarde larga y no me da el tiempo para mucho más :frowning:

Lo que si que es cierto, es que he encontrado algún pequeño gazapo que otro en el manual que voy a corregir y re-publicar.

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

Como la anterior vez, he publicado la documentación en:

  • 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.

Te han quedado de escándalo, muy bonitas y sobre todo muy efectivos los drivers.
Con una temperatura ambiente de 35-36 grados tengo el LCD marcando 40º y siguen funcionando sin pestañear, la canícula de agosto me derretirá antes a mi que a los drivers.Lo de meterlos en un cubo con su ventilador fue muy buena idea.
Suelo hacer trabajar la Vinciduino CNC al medio día, vamos, la hora más "fresquita",jajajajaja

Muchas gracias Terraguea por tus comentarios. Si, yo creo que ha quedado una solución muy completa. Ahora estaba completando el SW de control, buena parte basado en TxapuRX, ya he refactorizado buena parte del código con sus clases y métodos. También soporta control de temperatura, LCD y unos cuantos gcodes y mcodes adicionales.

El problema es que para que funcione en tu revisión del shield es necesario modifacar un par de cosas ya que usas un shield sin el pin de enable para los motores.

Si no me equivoco, el driver correspondiente al eje que no trabaja deja el motor bloqueado(pasa corriente por las bobinas). De ser asi, dado que usamos varilla roscada para los desplazamientos de los ejes, no haria falta tener que bloquear el motor. Por tanto, no trabajaria el driver mas de la cuenta.

No se si se podria hacer, pues creo que al activarse los 3 drivers a la vez por un unico pin impediria esta opcion. A ver que dice el artista.

Saludos

Pues la verdad es que lo pensé, pero el problema que he visto es que si no se bloquea el motor cuando estás mecanizando piezas, se consiguen una holguras inpredecibles. Cualquier movimiento puede hacer que las holguras que tengan las tuercas que guian las varillas roscadas las vas a notar en la piza a mecanizar.

Esta forma de trabajo, es la práctica habitual en la industria.

Hola a todos - aquí os dejo cómo ha quedado la última versión del shield junto con el ELFDRV2, el hermano pequeño del otro driver. Este es casi la mitad, no utiliza diodos ya que estoy recirculando la corriente usando los transistores enfrentados del punte H para controlar de forma síncrona la descarga de las bobinas. Todo este rollo quiere decir: que no hacen falta.

Hace un poco más de ruido (acústico) que la ELFDRV1 por el uso del modo síncrono. Por otro lado solo aguanta 1A sin disipadores o ventilador, 1.8A con disipador y 2.5A con disipador y ventilador.

Durante estas semanas haré pruebas de rendimiento del driver y en breve lo publicaré.

Ya me contaréis qué os parece.

Muy buena pinta tienen :grin: Sobre el disipador, yo los pondria de serie siempre, algo fijo. Dejaria ya como opcional el tema de la ventilacion, pero un disipador nunca viene mal.

Al final aun acabaras haciendo la electronica para meterla en un espacio ridiculo.

Saludos

Muchas gracias por los comentarios, se agradecen un montón.

Estoy a la espera de recibir unos disipadores de alto rendimiento. A ver que tal me salen y que tal funcionan.

Aunque normalmente se usan los propios transistores del puente H para descargar las bobinas, en otros chips este se deshabilita completamente cuando se usa la señal de enable, y me imagino que en este caso pasará lo mismo. En ese escenario, son los diodos parasitos de los transistores MOSFET los que descargan la bobina.

Supongo que eso está más que estudiado por TI, y si no indica nada al respeco en el manual, es que no habrá problemas.

ADLC:
Aunque normalmente se usan los propios transistores del puente H para descargar las bobinas, en otros chips este se deshabilita completamente cuando se usa la señal de enable, y me imagino que en este caso pasará lo mismo. En ese escenario, son los diodos parasitos de los transistores MOSFET los que descargan la bobina.

Supongo que eso está más que estudiado por TI, y si no indica nada al respeco en el manual, es que no habrá problemas.

Se activan los 3 drivers siempre y aun despues de haber realizado la operacion, estan un poquito mas de tiempo funcionando, asi que supongo que estara controlado ese caso que comentas.

Saludos

@fm, tienen un "pintón" de escándalo, más pequeñines,estoy pensando en una micro-cnc controlada por motores bipolares de lectores CD, con la CNC actual se podría fabricar el chasis con metacrilato, de forma que también quedase integrado en el chasis la electrónica y transparente para que se viese toda la electrónica .
Por cierto veo que el integrado es otro, has pasado del DRV8811 al DRV8818, más adecuado??' y dos led´s menos.O donde está L2???
En blanco quedan muy contrastados los componentes y me gusta como queda, ya me viene salibera.
Muy buenas fotografías,si señor.

ADLC:
Aunque normalmente se usan los propios transistores del puente H para descargar las bobinas, en otros chips este se deshabilita completamente cuando se usa la señal de enable, y me imagino que en este caso pasará lo mismo. En ese escenario, son los diodos parasitos de los transistores MOSFET los que descargan la bobina.

Supongo que eso está más que estudiado por TI, y si no indica nada al respeco en el manual, es que no habrá problemas.

Digamos que este driver es un poco más sofisticado que los antiguos drivers que había. Tienen varios modos operativos a la hora de hacer que recircule la corriente y cómo se sincroniza todo. Cuando la corriente alcanza el umbral pre-configurado, cuando cambia de fase, o cuando deja de controlar las bobinas, entran en funcionamiento la forma que tiene el ASIC de controlar cómo la corriente almacenada en la bobina en forma de campo magnético sale (degradación de la corriente). Los modos nominales de recirculación de la corriente son:

  • FAST decay: lo que se hace es invertir la polaridad del puente H para que la corriente circule en sentido opuesto o, la corriente recircula a través de los diodos del transistor o los schottky externos (los del internos solo son operativos para corrientes pequeñas y muy, muy corta duración). Os lo garantizo por experiencia ;-). Como se controla esto, con el modo síncrono o asíncrono (seguir leyendo).
  • SLOW decay: lo que se hace es activar los transistores opuestos del puente H para que la corriente recircule por la bobina a través de los dos transistores.

Por otro lado soporta un modo mixto, que es imprescindible para hacer micro-stepping (el modo mixto). Donde hay veces que que usa fast mode y veces que usa slow mode. No voy a entrar en cuando se usa cada modo para no aburrir.

Modos de sincronismo: Si el modo síncrono está activado, en FAST mode, se activan los transistores opuestos del puente H y cuando la corriente se aproxima a 0, se deshabilita el puente H. En cambio si está desactivado, la corriente fluye por los diodos externos o los del sustrato de los transistores. Usar diodos externos, mejora sustancialmente la disipación de calor, es decir, no se utilizan los transistores.

Para hacer micro-stepping se usan los dos modos.

La placa pequeña está optimizada para usar el menor número de componentes, sacrificando rendimiento térmico y utiliza el modo síncrono de operación del driver. Mientras que la placa grande, utilza el modo asíncrono para que la corriente recircules por los diodos schottky externos.

Este es el comportamiento que tienen los drivers modernos.

Estoy usando tanto DRV8811 para el que tiene diodos y DRV8818 para el pequeño. Al final utilizaré el DRV8818 porque los transistores tienen una resistencia de saturación mucho menor, por lo tanto mejoraré el rendimiento global del todo. Los diodo he quitado los verdes, porque no aportaban gran cosa. Ahora cuando se activan, se pone todo en rojo y cuando se desactivan se apagan.

Que permanezcan o no activados los drivers es algo que se controla por software. En la aplicación de la CNC, si no tiene que ejecutar ningún comando pasados 1 segundo todos los drivers se desactivan.

Hola a todos,

aquí os dejo el SW de control de la CNC, en concreto el SW que controla el stepper driver y el shield (ELFDRV1, ELFDRV2 y ELFSHL1). Es una variación de Txapuzas CNC con opciones para controlar un LCD y control activo de temperatura. Tiene un fichero: "configMe.h" para configurar todos los parámetros de la máquina. En principio se puede adaptar a cualquier controladora y drivers tipo STEP y DIR (como los ELFDRV1 y 2 o los de pololu).

Actualmente es completamente operativo pero estoy optimizándolo, comentando el código, ... Esta versión aunque es completamente operativa, es una versión beta. A lo largo del mes iré sacando actualizaciones hasta llegar a la versión V1.0.0. La versión publicada es: V0.0.1.

He usado Txapuzas CNC Rx como fuente de inspiración. Mientras "refactorizaba" el código he encontrado unas cuantas pulgas de la fuente original que he quitado.

Os la podéis descargar de aquí: https://bitbucket.org/fmalpartida/cnc-controller/downloads

Espero que os guste.

Gracias por la informacion.