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domenica 16 marzo 2008

Stepper unipolare - ok


Bene. Dopo la sostituzione dell'optoisolatore "difettoso" ho riscontrato il corretto funzionamento del motore, con una coppia "decente". Ho leggermente aumentato a 9,55 volts l'alimentazione dei gate dei mosfet optoisolati. Ora tocca alla parte meccanica. Primo intoppo. Devo togliere la rotellina dall'asse del motore (il pignone) per inserirci un ingranaggio che combacia perfettamente con quello inserito nell'asse del rullo fondi toner. Provo a costruirmi un estrattore....di legno. Peccato che il multistrato utilizzato si pieghi (in linea di principio però l'aggeggio funziona). Purtroppo non ho attrezzatura adatta a lavorare il metallo. Che faccio....rinuncio?. Giammai!! Mi rivolgerò ad un mio amico che ha un officina per la lavorazione dei metalli. Sicuramente me ne farà uno. Potrei aggirare l'ostacolo con una trazione a cinghia. Ne ho a iosa, di tutte le misure, sempre di recupero. Dovrei solo tornirmi un pignone di legno del diametro "giusto".

Ad ogni modo preferisco gli ingranaggi, li percepisco più "grippanti" rispetto alla trazione a cinghia. Un altro scoglio da superare è l'alimentazione della resistenza riscaldante. Sto pensando di progettare un dimmer a 220 volts, regolabile, ma da alcuni calcoli fatti in precedenza dovrei procurarmi un triac di potenza. E poi dovrei procurarmi un diac e quello, di recupero, proprio non ce l'ho. Proverò a verificare se l'alimentazione è possibile in corrente continua. Ora non ho i dati sottomano ma presto dovrò affrontare anche questo problema, oltre a quello della regolazione della temperatura giusta. A dire il vero ho già un gruppo fusore di una laser, con tanto di motore (inutilizzato in quanto il motorino gira troppo velocemente e devo fare troppi passaggi per fondere il toner sui PCB). Il gruppo fusore è del tipo a lampadina alogena. Potrei misurare la temperatura e prenderla a riferimento per il nuovo fusore che sto utilizzando. boh....vedrò. alla prossima

P.S. Il nano è licenziato. Ripeto: Il nano è licenziato.

sabato 15 marzo 2008

Stepper, dissipatori e filettature

Ho appena terminato di fissare il nuovo dissipatore all'alimentatore del motore stepper in fase di costruzione. Ho utilizzato un blocco di alluminio dissipatore che serviva un vecchio pentium di recupero. Tre fori da 3 millimetri e filettatura ed il gioco è fatto. Soddisfatto anche dell'aspetto estetico. Devo ancora cambiare l'optoisolatore che stranamente, rispetto agli altri, sembra non condurre al 100%.
In ogni caso la temperatura del dissipatore, anche dopo 15 minuti di funzionamento, sale molto lentamente e non supera i 40/45 gradi, segno che il calore prodotto viene adeguatamente smaltito dalla superficie generosa. Mooolto meglio di prima.
Nel frattempo posto qui alcune misure per chi avesse la necessità di filettare dei fori. Esistono in commercio delle punte da trapano di misura "intermedia". Ovviamente è meglio evitare i vari "brico center fai da te". Una ferramenta seria è ciò che serve. Meglio comperare solo le punte che servono al momento, senza prendere tutta la serie. In rapporto si spende di più ma un pò alla volta e l'operazione è meno dolorosa. Un buon "giramaschi" è una scelta d'obbligo, facendo attenzione che alcuni modelli sono adatti dai 4mm in su e se si deve fare una filettatura M3 occorre ingegnarsi non poco o procurarsi quello adatto.
Ad ogni modo, a futura memoria, ecco la tabellina che lega il foro con la misura del filetto.
M1,0 -> punta da 0,7mm
M1,2 -> punta da 0,9mm
M1,4 -> punta da 1,1mm
M1,7 -> punta da 1,25mm
M2 -> punta da 1,5mm
M2,3 -> punta da 1,75mm
M2,6 -> punta da 2,0mm
M3 -> punta da 2,5mm
M4 -> punta da 3,2mm
M5 -> punta da 4,2mm
M6 -> punta da 5mm
M8 -> punta da 6,5mm
M10 -> punta da 8,5mm
M12 -> punta da 10mm
Le filettature più comuni per i piccoli lavori di hobbistica o per gli appassionati di robotica sono 3mm, 4mm, 5mm, 6mm 10mm. Meglio averle sottomano, specie per M3, M6, M10 che richiedono punte facilmente reperibili anche in negozi non specializzati e non molto forniti. Punte per metallo, ovvio. I maschi meglio prenderli di qualità, forniti in set di tre pezzi per ogni misura. Ogni maschio dei tre ha la funzione di sgrossatura, intermedio e finitura. Risulta così più facile fare una filettatura di qualità. Lasciate perdere le scatole di filettatura in kit, sono delle autentiche ciofeche "cinesi". Se volete buttare i soldi in quelle schifezze sono affari vostri, altrimenti sfruttate l'esperienza degli altri (che non sono l'unico ad aver ceduto al miraggio di un kit economico). Nel avvitare il maschio, ricordare di fare mezzo giro indietro ogni giro in avanti (scarico del truciolo). Così il procedere sarà più facile. Per materiali metallici particolarmente "duri" ungere con olio minerale non è una cattiva idea (quasi obbligatorio)
Materiali preferibili alluminio ed ottone, facili da lavorare e non particolarmente critici da reperire, ma anche la plastica, plexiglass ed altri materiali affini non sono da trascurare. Nel mio caso, vista la scelta di utilizzare rigorosamente materiale da recupero, comprese le viti, devo avere il set completo. Devo infatti adattare i fori in funzione delle viti che ho a disposizione. Ho anche i maschi per le filettature americane, così posso recuperare anche le viti smontate da alcune stampanti d'oltreoceano. Ok. Passo alle ultime modifiche al circuito e poi posso concentrarmi nella meccanica. Alla prossima.

P.S. La rondine è tornata al nido. Ripeto: La rondine è tornata al nido.

sabato 8 marzo 2008

Stepper unipolare (p.5) - migliora

Bene. Ho realizzato il circuito di alimentazione della scheda optoisolatore fra la CPU e la main-board di potenza che alimenta il motore passo passo. Nel frugare fra i cassetti dei componenti di recupero non ho trovato esattamente i valori dei componenti che avevo pianificato in fase di progetto. Poco male. Il circuito funziona. Il 78L05 (5 Volt 100 mA) è regolabile da 5 a 12 volts. L'ho impostato a 9,18 volts (9.13 V sotto carico... il trimmer è difficile da regolare con precisione) ed ho misurato le 4 tensioni in uscita. Con sorpresa i valori sono molti diversi fra loro, anche se gli optoisolatori sono tutti uguali.
V1=5,32 Volts
V2=4,31 Volts
V3=6,21 Volts
V4=5,97 Volts
Il motore è da 4,2 volts per fase. Sospettando che il problema dipenda dalle resistenze di pull-up da 10K le ho misurate
R1=9,78k
R2=9,74K
R3=9,83K
R4=9,89K
L'unica spiegazione plausibile credo dipenda dalle differenze costruttive degli optoisolatori. Il transistor forse lo sto facendo lavorare in condizione critica (non nella zona di piena saturazione). Infatti nel eseguire i calcoli mi sono tenuto ampiamente sotto i valori massimi, specialmente nella parte interfacciata con la CPU (quella non si deve "bruciare", costa un okkio) ed i led che pilotano le basi dei transistors in uscita lavorano "al minimo". Dovrei provare a ri-calcolare le resistenze di limitazione per illuminarli di più e mandare in piena conduzione i transistors. Probabilmente il secondo optoisolatore ha qualcosa di molto diverso dagli altri, succede.

Altri esperimenti ed altre prove, poco male, sto imparando. Con i Valori calcolati la coppia risultante del motore risulta migliorata, molto rispetto alle prove precedenti, ma... non è regolare per ogni fase. 2 di esse tengono bene, una fa "friggere" l'avvolgimento ma tiene lo stesso (quello collegato al fet con il gate alimentato a 4,32 Volts che forse non va in piena conduzione). L'ultima fase,la 4, proprio non va, è debole e fa avanzare l'asse in modo irregolare in modo rumoroso per le velocità più alte. La tensione di Gate del Fet4 è di 5,97V ma il problema risiede nel fatto che è diverso dagli altri tre. Tre IRF740 ed un IRF640 che, nonostante una Rdson molto più bassa, probabilmente ha qualche caratteristica che mi è sfuggita durante la progettazione.
Sarei tentato di comperarne 4 di nuovi ma per principio ho deciso di realizzare il tutto esclusivamente con componenti rigorosamente di recupero. Devo ancora misurare il valore ai capi delle fasi per i relativi assorbimenti di corrente. Credo che quando lo farò scoprirò altri "indizi" che mi faranno capire meglio dove intervenire.

Un altro aspetto da curare è il dimensionamento del dissipatore dell'alimentatore da 5 volts. Scalda da matti, arriva sino a 50 gradi, non so se è tantissimo, a me sembra di si e la temperatura tende a salire anche oltre i 60 gradi.... Dovrei misurare anche in questo caso l'assorbimento dei circuiti senza troppe preoccupazioni in quanto ho progettato lo stesso con un limitatore di corrente a 4 ampere. Forse un dissipatore di dimensioni più generose, al massimo con una mini ventola di quelle che si trovano nei portatili....dovrei risolvere. Forse dovrei dissipare solo i due transistor che supportano il grosso della corrente (il 7805 l'ho limitato a 200mA nonostante possa supportare sino ad 1 A). Però in questo caso dovrei ri-disporre i componenti messi troppo vicini per risparmiare spazio (sono un maniaco della miniaturizzazione).
Comunque, sono soddisfatto, la teoria si è rivelata esatta e il miglioramento ottenuto mi incita ad essere ottimista. Probabilmente farò inorridire gli "ingenieri" che forse però non capiscono che mi sto divertendo un mondo e che sto accumulando l'esperienza che all'università non insegnano. Resto sempre in fiduciosa attesa di una donazione spontanea per un oscilloscopio digitale...magari in grado di visualizzare anche i segnali I2C, Canbus,Jtag ecc.ecc. Grazie in anticipo.
Per risolvere questo ultimo "inghippo", devo solo misurare gli assorbimenti delle fasi del motore e tentare una soluzione diversa...ci devo pensare un pò, ora è tardi e sono un pò stanco. Nonostante il sabato ne ho fatte parecchie di cose oggi e domani, domenica, ho già la giornata piena di preparativi per lunedì.

Quasi dimenticavo....oggi è la festa della donna (mentre scrivo è passata la mezzanotte, pazienza), cmq auguri a tutte le donne del mondo, vi voglio bene.

P.S. Freddo gelido al nord. Ripeto: Freddo gelido al nord.

lunedì 3 marzo 2008

Alimentazione optoisolatore

Ho terminato la progettazione dello stadio di alimentazione dell'optoisolatore che andrà ad interfacciare la fox board con i gate dei mosfet di potenza predisposti al pilotaggio del motore stepper. Dato lo scarso assorbimento di corrente in gioco e il collegamento "stabile" del circuito dedicato, ho optato per uno 78L05 (Imax 100mA) ed un partitore resistivo collegato fra l'uscita e la massa. Un trimmer da 470ohm (da 100 ohm non ce l'ho come progettato) mi permetterà di regolare la tensione in uscita sugli 8 volts che mi servono. Ho ri-calcolato i valori delle resistenze collegate agli emettitori degli optoisolatori per adattare i valori al nuovo livello di tensione adottato. La verifica successiva (misurazioni a vuoto e con carico induttivo) mi permetterà di provare l'esattezza della mia teoria già ipotizzata nei post precedenti. alla prossima

P.S. Il giornale non pubblica. Ripeto: Il giornale non pubblica.