DIY“低成本”的野路子“闭环”步进电机

scu319hy

箫音 发表于 2024-1-31 21:12
谢谢楼主指点！！！
不知道电机失步的情况是不是很多？
我本来想纯手动的，就是计数有些麻烦才想用MCU ...

开环控制步进电机的失步只有在负载比较大以及加速过快的时候才会发生
细分设置成16细分也有助于改善步进电机的性能，避免失步。

42步进电机根据厚度不同，扭力有0.2NM到0.8NM甚至更高
假设是0.2NM，那就意味着在0.1米长的杠杆末端能拖动约200克的重物
你不至于用一个步进电机直接去绕一个直径20厘米的线圈吧？
反正在低速时我手捏5MM的电机轴是没法堵转的
还就是加速度，为了简单，可以用匀加速，从0到100rpm控制到0.5秒左右应该问题不大。
最后就是电流了，500mA应该够你用了。

scu319hy

箫音 发表于 2024-1-31 21:14
推荐使用旋转编码器计数，
以前的机床也是用这么办法的，
当然人家用的是链条链轮，编码器是光电的。

2000线的光电编码器的码盘，一片就要几十块了吧？而且我手上只有单出头的电机，都没处安装。
还是磁性编码器用起来方便点，分辨率也比较高
TLE5012的分辨率有15位，至少相当于4000线以上的光电编码器了，最关键是比较便宜，二手芯片才2.5元

箫音

scu319hy 发表于 2024-1-31 21:31
2000线的光电编码器的码盘，一片就要几十块了吧？而且我手上只有单出头的电机，都没处安装。
还是磁性编 ...

当年我是从意大利进口的旋压机上看到这个东西的，
每转有1000多年脉冲，有一个动片和二个定片组成，
通过干涉条纹使光栅变大

飞长爱你

修过一套二手的闭环步进，日本设备上的，三相步进电机加光电编码器，光电编码器是1024线的，输出是ABZ信号，就是电机轴直连编码器，电机轴的另一端是输出轴，带动一个位置调整滑块，负载不重且不经常动，使用了闭环步进而不是成本更高的伺服电机，主控板上还有校准功能，使用还是很方便的。驱动器的CPU频率是40Mhz，已经在设备上正常使用超过十年了。
个人认为使用成熟方案是个比较安全的选择，很多商品就是中和了成本和效果才做出的选择，就比如用光电编码器做闭环控制，是绝大部分的闭环方案的选择，要另外开发的话要花费很多时间，估计也就适合DIY爱好者们了

scu319hy

飞长爱你 发表于 2024-2-1 08:54
修过一套二手的闭环步进，日本设备上的，三相步进电机加光电编码器，光电编码器是1024线的，输出是ABZ信号 ...

光电方案相比磁传感器方案的优势是技术门槛低，不容易受干扰。但造价高，占空间，精度越高，越难小型化。
而磁传感器的优势是精度高，体积小，装配灵活，价格低廉。但制造门槛高(至少小作坊造不出来 )，再就是环境中的电磁干扰源太多，相对要难屏蔽一些。
感觉在大多数场景下，磁传感器的优势更大一些。光电传感器估计只有在非常特殊的场景下才会有些不可替代的优势。

jforu

理论上:
轴上固定磁铁, 可以参考车床同心.

尾轴-->胶一圆柱A---胶---圆柱B---磁铁C
1.如果是双出轴的, A可以省略.
如果是单出轴, A用AB胶固定在尾轴上, 等固定牢靠后, 让电机转动,用刀片修整A柱同心.
2.圆柱B, 直径比磁铁直径大几毫米,胶住牢靠后. 让电机转动,用刀片修整B柱同心, 并且,在B柱中心开一孔(转动中开孔).孔的直径为磁铁C的大小.
3.磁铁+胶 放入B孔内.  1,2,3 可以让磁铁基本同心.

圆柱A,B 可以用尼龙材料,非金属材料.

amo

你们啊，太过于高估自己能力，也太过于低估技术实现的难度，所以DIY很少能出成果。
DIY也是开发，需要遵循客观规律。企业开发一个产品，会有一个团队来做，即使是这样，很多产品也是半途而废（功能多、要求高，人能力不足，时间不足，改主意……）
如果一次只攻一两个核心问题，通过迭代几次来完善（降成本、自研模块替代外购模块……），就轻松多了，成功率也容易保证。

MF35_

箫音 发表于 2024-1-30 22:00
这么艰难？？？？
我本来想做个绕线机，其实买一个才100元，
家里有根5毫米的轴，我想加个钻头夹做个手柄 ...

根本不是一回事，你这个是步进电机的通常用法，也即是开环控制，步进电机设计就是这么用的，所以非常简单，开环控制的问题是，一旦失步就乱套了

楼主做的是通过反馈控制来精确调整步进电机的转速什么的，属于闭环控制，闭环就不存在失步问题了，反正转不到那个位置你爬也得给我爬过去，这就要难太多了，至少得懂PID原理，这就是为什么伺服电机比步进电机卖得贵多了的原因，这东西比步进电机的技术含量高太多

wuwenming

大家新年好

wuwenming

非常感谢楼主热心分享

dukedz

我之前想做闭环步进电机，也纠结这个 1.8 度太小，以至磁编绝对精度不足以做 foc 控制的问题（勉强做可能也可以，但是做产品会有风险）

后来想想还是没做，有这个精力做闭环步进，为啥不直接用 3 线的 bldc 电机做 foc 控制

于是我做了开源的 cdfoc 驱动和 cdstep 步进驱动

其中，cdstep 步进驱动默认是开环驱动，但是有用引入位置环 pid，如果要做闭环也很容易，不过不是 foc 方式的闭环

至于楼主正反转速度不同，可能是因为 foc 驱动的时候，首次要开环跑一圈，软件记录编码器读数，然后算出一个偏移值，后面正式跑 foc 的时候，编码器减去这个偏移值，这个偏移值是磁铁装配误差角度，当然，有了这个软件计算偏移值的过程，磁铁可以任意角度装配

scu319hy

dukedz 发表于 2024-2-24 09:33
我之前想做闭环步进电机，也纠结这个 1.8 度太小，以至磁编绝对精度不足以做 foc 控制的问题（勉强做可能也 ...

感谢建议。我在启动时有做位置校正。可以确定的是，正反转速度不同是由于电机存在回差导致的。
这个回差会导致正反转计算出的超前角度差了1~2个细分步，进而影响了换相的速度。如果做了回差修正就可以消除这个问题。

后面有打算再个做无刷伺服控制器，前些年买了一堆无刷电机，总要想办法利用起来

你做的开源控制器效果怎么样？
我比较喜欢自己折腾，不喜欢直接用别人的东西。这样会少很多折腾的乐趣。
不过，参考学习一下还是有必要的

dukedz

scu319hy 发表于 2024-2-24 16:55
感谢建议。我在启动时有做位置校正。可以确定的是，正反转速度不同是由于电机存在回差导致的。
这个回差 ...

这个连接可以看到效果视频： https://item.taobao.com/item.htm?id=639498301756
电脑可以看到 1 个视频，手机可以看到 3 个视频

scu319hy

dukedz 发表于 2024-2-26 11:30
这个连接可以看到效果视频： https://item.taobao.com/item.htm?id=639498301756
电脑可以看到 1 个视频 ...

看上去很不错~

黔驴一头

能介绍一下您的开发环境吗