newnaf dijo:
hola.. mira la verdad que mejor no me podias venir
osea mi idea principal. es hacer un plotter.. osea es el cnc. cn una buena cuchilla de ploter o una linda pero cara punta de diamante.. es para hacer calcos y trabajos de ploter.
...
saludo
Hola "newnaf":
Voy a ver si te puedo contar en varios posteos porque este asunto del plotter involucra varios
temas.
Primero, el tema de los motores:
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Si lo que te preocupa es que se "clave", yo te aseguro que cualquier motor de CC alimentado
con un PWM al 50%, se "clava" igual que un motor de pasos.
No te olvides que el motor de pasos no tiene engranajes adentro, lo que lo acopla es el campo
magnético entre dos piquitos que ni se tocan, uno del estator y otro de rotor. Si le haces
suficiente torque (!) lo podés mover igual. Claro que eso no va a pasar si lo que movés es un
buje sobre un eje, ambos bien pulidos. Es cuestión de ser prolijos y no dejar que se metan
virutas dentro del motor ni de los bujes, o las colisas, o entre los dientes de los engranajes
(!).
Por las dudas recordemos un poco la "teoría" del PWM para motores de CC.
Se supone que la fuente puede entregar suficiente potencia como para mover la carga.
La tensión se aplica completa y con una polaridad alternante, digamos por ejempo:
1 ms en un sentido y 1 ms en otro. Así, se dice que se tiene un "ciclo útil" de 50%.
(Lo pongo entre comillas porque en este caso el nombre no dice mucho, ya que el
sistema es "util" el 100% del tiempo.)
El valor de tensión que se aplica en cada semiciclo es constante, o sea que el motor se
alimenta con una onda cuadrada. El límite de la tensión lo pone la corriente que tolera el
motor. En tu caso, según la primer foto, sería 24 V de amplitud y 10 A de corriente máxima.
Lo más probable es que la resistencia de los campos sea de unos 2,4 Ohms o menos (mejor no te confíes y medila con el téster).
Igualmente al conectarlo fijate que no caliente demasiado. Si se calienta mucho, mucho,
o bien te puede fundir el esmaltado de los cables o alguna otra cosa, como engranajes plásticos cercanos.
Fijate que en funcionamiento normal, la chapa externa a lo sumo entibie al tacto.
Bien, habíamos quedado en que le aplicabamos una onda cuadrada de alta frecuencia y de
semiperíodos iguales. El resultado neto sobre el motor es que no se mueve!. La masa del rotor
impide que oscile a esa frecuencia que en mi ejemplo es de 1 kHz. A lo sumo vas a oir un tono
audible como un zumbido de tono alto. Si trabajás a mas de 20 kHz ya no vas a escuchar nada
porque te salis del rango del oido humano.
Vos dirás que si no se mueve para qué aplicarle corriente? Bueno, para que se clave!
Si no le aplicás nada queda libre, ... digamos loco. Sería el estado ideal para moverlo con la
mano.
Pero entonces, cómo hacer que avance? Si a partir de esa situación de reposo se va variando la duración de los tiempos para que NO sean iguales, el motor va a girar a una velocidad más
o menos proporcional a la diferencia de tiempos.
Digamos que si el tiempo de polaridad positiva T1 es el doble que el tiempo de polaridad
negativa T2, (es decir T1 = 2 * T2) el motor va a girar para un lado a una cierta velocidad.
Si invertis la relación de tiempos (es decir T2 = 2 * T1) el motor va a girar para el lado contrario
pero a la misma velocidad que antes.
Y si la relación de tiempos es el triple (es decir T1 = 3 * T2) va a girar más rápido.
Ojo que en general no es que se va a mover 3/2 veces más rápìdo, lo que va a pasar es que
vas a poder mover una carga 3/2 veces más pesada, que no es lo mismo.
La regulación que se logra manejando los tiempos T1 y T2 opera sobre la energía disponible para mover el rotor, ya que en todo el tiempo la tensión y la corriente son constantes y por lo
tanto la potencia eléctrica aplicada también.
Entonces el trabajo realizado, o energía entregada a la carga, resulta proporcional a la duración de cada semiperiodo. Ojo que parte se pierde en calor por disipación en las R del circuito.
Si T1 = T2 (ciclo útil de 50%) ambos torques son iguales.
La clave es que el angulo sea cero, es decir que la inercia impida el movimiento.
Lo notable es que sin embargo esa energía no se aproveche hasta que haya desplazamiento
angular. Aquí las únicas pérdidas son por efecto Joule.
La inercia del rotor y de la carga no dan tiempo a que haya angulo neto, aunque el torque
puede ser muy grande. Por eso es que se clava tan fuerte !
Cuando lo tratás de mover con la mano estás luchando contra el torque completo, no importa para que lado hagas fuerza.
A bajas frecuencias, en cambio, en las que el sistema puede vibrar, cada torque tiene tiempo
para mover el sistema un cierto ángulo. La energía útil se absorbe pimero en un sentido y
luego en el otro, lo que alimenta la vibración. Ahí sí se aprovecha la energía disponible.
Cálculos aparte, la elección de la frecuencia aplicada ( f =1 / T ) es cuestión de probar también.
A mí me pasó que (con motores de pasos) para frecuencias demasiado altas el motor zumbaba pero no se movía. O se movía, pero cada tanto salteaba algunos pasos.
A frecuencias demasiado bajas los pasos del motor daban golpes muy bruscos.
Pero había una frecuencia "mágica" para la que andaba hecho una seda!
Obviamente que ahí lo dejé sin más cálculos!
Ahora vamos a ordenarnos un poco:
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Si llamamos T al período total de señal de alimentación: T = T1 + T2, si además I1 es la
corriente constante que circula durante el tiempo T1, e I2 la corriente constante durante el
tiempo T2, y si Im es el valor máximo para V=Vmax, las configuraciones posibles serían más
o menos así:
. . . V . . . . . T1 . . . T2 . . . I1 . . . I2 . . . . Función
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. . . 0 . . . . . . - . . . . - . . .. 0 . . . . 0 . . . . Libre
. . Vmax . . . T/2 . . T/2 . . Im . . . -Im . . . Enclavamiento
. . Vmax . .. . T . . . . 0 . . . Im . . . 0 . . . . Giro a máxima velocidad para un lado
. . Vmax . .. . 0 . . . . T . . .. 0 . . . -Im . . . Giro a máxima velocidad para el otro lado
Tiempos intermedios (que sumen T) dan velocidades intermedias, como se dijo antes.
Nota acerca de los servos:
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Para terminar te comento que un servo (de los que yo conozco) es como un motor de CC
regulado con PWM con un potenciómetro acoplado a su eje de tal modo que para el ángulo
de reposo deseado (que se ajusta mecanicamente) se cumpla que T1=T2. Te suena?
Si algún esfuerzo externo tiende a sacar al eje de ese ángulo, el eje mueve el pote y este
cambia los tiempos T1 y T2 de tal modo que ya no sean iguales. Esto hace que el PWM gire
el eje en una dirección elegida de tal manera que vuelva a su posición angular de reposo.
Esto es un lazo de retroalimentación negativa.
Lo que hacen algunos pícaros es desacoplar el potenciómetro del eje y se arman de un
motor de CC 100% reversible.
Para esto se requiere echar mano al destornillador, desarmar el servo, limarle un plastiquito
y ya está. Así te lo pintan de fácil en los sitios en que lo he visto. Google mediante.
Y si te las ingenias con el circuito que trae dentro hasta podés aprovechar parte del control PWM. (gran maestra, la crisis!).
Dicho sea de paso, todo esto lo sé por teoría, yo hasta ahora no he tenido el honor de que caiga un "lindo servito" en mis garras.
Hablando ahora de los motores de pasos.
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El inicio de cada paso se lo provoca con un pulso de 24 Volts que dure 1 o 2 ms (probar!)
y tanto la carrera como el enclavamiento se mantienen con 5 Volts (hay que probar ambas
cosas !) .
Lo normal sería que alimentado con 5V DE CONTINUA el motor se te entibie, y con 24V DE
CONTINUA se te QUEME! (perdon por las mayusculas, pero es sólo para enfatizar... no quisiera que se le quemen "mis" servitos!).
Por eso el cuidado que tenés que tener es que el tiempo que dura el pulso de 24V no lo
maneje la PC ni ningun otro circuito que se pueda "colgar", porque si de casualidad te
queda en ese estado seguro te va a freir los bobinados (Me pasó!). Finalmente, eso lo
implementé con un pulso generado por el pic, pero luego filtrado con un pasa altos RC.
Como el torque máximo lo tiene durante un tiempo corto, si una perturbación al azar lo fuerza
justo durante el torque de 5V puede llegar a ganarle, y ese es el punto débil del motor de
pasos.
Algunos drivers de motores de pasos trabajan modulando una señal en alta frecuencia de
voltaje elevado (~ 30 V). En ese caso, la idea es que la potencia sea más o menos la misma siempre, pero la fuerza disponible sea siempre máxima.
Después de todo, es algo parecido al control de motores de CC con PWM. No se, digo.
Bueno, por ahora paro un poco.
Si querés después te puedo adjuntar un esquema del "timing".
Disculpá si algunas cosas ya las sabías, o si me puse demasiado matematico, pero no se que me pasa ... Debe ser que este tema me ocupó durante un largo tiempo. La gente del foro sabrá comprender.
No se si ya habrás visto el link que te mandé. Ahí se resumen algunas características de mi
plotter. En la próxima te cuento con más detalle mi experiencia con la parte mecánica
(me acuerdo y ya transpiro!). Antes tengo que encontrar el "Trapax".
Eso sí, siendo sincero: cómo te envidio por el torno y por los servos...!
Saludos!