Sterownik FL101

   Obecnie na rynku znajduje się wiele sterowników silników krokowych. Są to układy scalone wymagające zaprojektowania własnego PCB ale są to również gotowe moduły posiadające standardowe wejścia typu „step” i „dir”. W przypadku układów scalonych jakość końcowego rozwiązania na ogół zależy od projektanta systemu. W przypadku gotowych modułów niestety są sytuacje kiedy nic się nie da poprawić. Co zatem zrobić gdy nie chcemy robić własnego sterownika, a jakość tych cenowo atrakcyjnych jest wątpliwa?

   Na to pytanie nie da się odpowiedzieć jednoznacznie. Wielu inżynierów odpowiada używając zwrotu „to zależy”. Tak jest i w tym przypadku, ponieważ to zależy jaka ma być stabilność systemu, jaka odporność na zewnętrzne warunki atmosferyczne, jak długo sterownik ma pracować itp.
Nie zamierzamy również nikogo przekonywać, że zaprezentowane tu rozwiązanie jest najlepsze. Absolutnie. Prezentacja ta, to jedynie informacja, że spośród wielu układów sterowań silników krokowych jakie wykonaliśmy został również zaprojektowany sterownik który służy przede wszystkim do wykonania badań w zakresie stabilności tego typu rozwiązań.

Widok PCB:

Podstawowe cechy sterownika:

• oparty o układ scalony TA8434HQ lub IMT901
• Zastosowano w nim interfejsy sterowania, których konfiguracja zależy od wlutowanych rezystorów „zwrotnic”:
  • 8 linii typu „single ended” w logice 0..5V wyprowadzonych na złącze IDC20. Wyprowadzone linie to: ENA(ENABLE), DIR(CW/CCW),CK1, CK2, RST(Reset), M1, M2 i REF(REFIN)
  • 4 linie typu „single ended” w logice 0..5V wyprowadzone na złącze IDC10 oraz na 4 przednie złącza typu TBG. Wyprowadzone linie to ENA, DIR, CK1 i REF
  • 4 linie różnicowe o impedancji zależnej od dobranego terminatora linii i wynoszącej na ogół 100 Ohm lub przy przesyłaniu taśmą IDC ok 110 Ohm w zależności od użytego przewodu. Interfejs dostępny przez złącze IDC20. Wyprowadzone sygnały to: ENA, DIR, CK1 i REF
  • 4 linie optoizolowane dostępne przez złącza TBG, IDC10 i IDC20. W przypadku złącz TBD istnieje możliwość pracy jako połączenie o wspólnej masie dla wszystkich sygnałów jak również połączenie w którym każdy driver opto-elementu jest galwanicznie oddzielony od innych (osobna masa). Wyprowadzone sygnały to: ENA, DIR, CK1 i REF

• moduł wyposażono w układ „soft-start”. Podyktowane jest to tym, że załączenie sterowników powoduje duże obciążenie dla zasilań w fazie ładowania kondensatorów blokujących. W tym przypadku zastosowano 4 kondensatory 1000uF co bez układu soft-startu z pewnością byłoby źródłem przeciążeń i zakłóceń. Zastosowane 4 kondensatory poprawiają odpowiedź impulsową układu blokującego w porównaniu do cenowo podobnego rozwiązania opartego na jednym 4700uF kondensatorze. Aby czytelnik mógł sam użyć tego rozwiązania w swoich projektach przestawiamy jego prostą ale polecaną przez nas metodę na ograniczenie prądu rozruchowego układu:
  

  Tranzystor to układ MOSFET typu P-Channel. Kondensator i rezystor należy dobrać do stałej czasowej tak aby w oparciu o charakterystykę tranzystora stromość narastania prądu w układzie była zgodna z oczekiwaniami

• Wejścia galwanicznie nie odseparowane chronione są przed przepięciami na dwa niezależne sposoby
• Moduł wykonano w oparciu o 4-warstwowe PCB co dzięki niskiej impedancji masy powoduje lepszą odporność modułu na zakłócenia wnikające asynchronicznie przez złącza zasilające i sterujące. Sterowniki oparte o dwuwarstwowe PCB niestety są na ogół gorsze jakościowo co przy zastosowaniach profesjonalnych powinno być argumentem na „nie”. Oczywiście, gdy firma oferująca sterownik jest wiarygodna, dysponuje odpowiednim zapleczem labolatoryjnym do pomiaru emisji i odpornosci na zakłócenia, to dwuwarstwowe PCB, jak również i zaryzykuje stwierdzeniem, jednowarstwowe PCB mogą spełniać postawione im wymagania. Jest to jednak trudniejsze do uzyskania niż przy PCB 4 warstwowym gdzie margines bezpieczeństwa jest bez wiekszeogo wysiłku znacząco zwiększony

   Podsumowując, wykonanie dobrego sterownika silników krokowych i silników elektrycznych ogólnie, jest dużym wyzwaniem szczególnie gdy system jako całość ma pracować w przemyśle, gdzie na halach gdzie napięcie zasilające 230V ni jak nie przypomina sinusoidy. Chętnych do nabycia takiego systemu testowego prosimy o kontakt