Шаговый двигатель с энкодером что это такое

Шаговые двигатели с энкодером Комментировать. Двигатель с энкодером

Шаговые двигатели с энкодером: преимущества использования

Использование шаговых двигателей в комплекте с энкодерами позволяет создавать на простой схеме, включающей в себя непосредственно шаговый двигатель и контроллер шагового двигателя полноценный сервопривод, который, при высокой функциональности и надёжности, будет значительно более дешёвым и простым в управлении, чем сервопривод на основе бесколлекторного двигателя. Совмещающий в себе все основные преимущества ШД с простотой настроек и обслуживания, такой сервопривод отличается высокой точностью позиционирования и полностью удовлетворяет потребностям широкого круга пользователей устройств такого типа, от моделистов до операторов станочного оборудования.

Преимущества сервоприводов на базе шаговых двигателей

Поскольку шаговый двигатель изначально отличается высокой точностью позиционирования (200 или 400 шагов на оборот +-5%), что является одним из основных его конкурентных преимуществ, традиционно считается, что установка энкодера на двигатель такого типа не является необходимостью. Однако практика доказывает, что даже при использовании самого надёжного контроллера возможен пропуск шагов, который может стать следствием целого ряда причин, таких, как:

— повышенная нагрузка;— поперечная нагрузка;— высокий резонанс;— некорректное генерирование импульсов контроллером и т.д;

По сути, при использовании схемы ШД+контроллер даже такие незначительные неполадки, как перебои в подаче питания контроллеру могут стать причиной серьёзного сбоя: система управления теряет точку отсчёта, и, в отсутствии обратной связи, возвращение шагового двигателя к изначальному положению становится невозможным.

Использование шагового двигателя с энкодером позволяет решить вышеотмеченную проблему: при пропуске шагов или перебоях питания с помощью энкодера осуществляется возврат ШД к нужной точке, что позволяет продолжить корректную работу оборудования по заданной программе. Кроме того, применение энкодера позволяет дополнительно повысить точность позиционирования шагового двигателя, поскольку разрешающая способность энкодеров может достигать 2000 импульсов на оборот. Благодаря этим преимуществам сервоприводы на основе шаговых двигателей довольно часто применяются в сложном станочном оборудовании.

Купить шаговый двигатель с энкодером в Stepmotor

В каталоге Stepmotor представлен широкий выбор шаговых двигателей и энкодеров, что позволяет подобрать наилучшим образом подходящий сервопривод на основе ШД для оборудования любого типа. Если вы решили купить ШД с энкодером в наличии по доступной цене на нашем сайте, внимательно ознакомьтесь с характеристиками интересующих вас устройств и непременно убедитесь в том, что подобранные вами устройства совместимы. При возникновении вопросов по подбору оборудования, вы всегда можете проконсультироваться у технического специалиста по телефонам 8 800 5555 068 — по России (звонок бесплатный), в Москве +7 (495) 308-38-48, в СПб +7 (812) 953-07-32) или воспользовавшись формой обратной связи.

Шаговые двигатели с абсолютным энкодером

Серия AZ компании Oriental Motor — это комплект из драйвера и шагового двигателя, оснащённого абсолютным энкодером.Шаговые двигатели пользуются большой популярностью у производителей станков и других устройств автоматики. Они обеспечивают высокий момент при низких скоростях, имеют отличную повторяемость при перемещении, стабильны при изменении нагрузки, а также надёжны и недороги.Однако шаговые двигатели имеют критический недостаток – пропуск шагов. В системах с позиционированием это может привести к ухудшению качества работы, потере точности или даже поломке устройств.Двигатели серии AZ позволяют устранить этот недостаток – благодаря наличию энкодера они позволяют отслеживать и своевременно компенсировать пропуск шагов, если он произойдёт.

Более того, на двигателях серии AZ установлен абсолютный энкодер, не требующий питания от батарейки – он всегда отслеживает положение вала и по запросу от контроллера передаёт эту информацию в систему управления.

Преимущества абсолютного энкодера:

• — высокое разрешение (262144 имп/об),
• — многооборотность (способен фиксировать положение вала до 1800 оборотов),
• — автономность (не требуется питания от батарейки как для других абсолютных энкодерах),

Система с шаговым двигателем без энкодера

Система с шаговым двигателем с абсолютным энкодером

Шаговые двигатели серии AZ выпускаются в нескольких типоразмерах: от 20 до 90 мм и могут быть оборудованы редукторами различных типов: цилиндрическим, планетарным и волновым.

В серии AZ предлагается несколько вариантов драйвера шагового двигателя: с питанием постоянным или переменным током, а также со встроенным контроллером движения.Кроме того, двигатели серии AZ могут устанавливаться на другие устройства компании Oriental Motor:

на модули перемещения EAS и EZS, электроцилиндры EAC и поворотные столы DGII.

Скачать документацию на серию AZ шаговых двигателей с абсолютным энкодером можно на соответствующей странице нашего сайта.

Моторы с энкодерами и редукторами

Фото 2

Коллекторные электродвигатели постоянного тока с датчиками угла поворота и редукторами.

Куплены приводы были у Shenzhen ASLONG Motor Co., Ltd

Ссылка на сами моторы: https://ru.aliexpress.com/item/JGB37-520B-With-encoder-Gear-motor-DC-gear-motor-Encoder-speed-with-encoder-A-B-phase/32698299894.html

По этой ссылке продается несколько различных вариантов приводов.

Основные отличия в частоте вращения выходного вала и развиваемом моменте.

Можно подобрать наиболее подходящий для своего проекта.

Купленные мной моторы должны работать в диапазоне от 6 до 15 вольт. Но рекомендуется эксплуатация при 12 вольтовом питании. При этом без нагрузки мотор будет потреблять 120 миллиампер и обороты выходного вала составят 111 в минуту. Под нагрузкой мотору потребуется 350 миллиампер при моменте в 3.4 килограмма на сантиметр и 88 оборотах в минуту. Мощность на выходе должна составить 3 ватта. КПД получается 0.7 = (3.0 / (12.0 * 0.350). При заблокированном вале потребляемый ток достигнет 1 ампера, а момент увеличится до 13 килограмм на сантиметр. Редуктор имеет передаточное отношение 1 к 90 и длину в 24 миллиметра. Масса мотора с энкодером и редуктором составляет около 188 грамм.

Энкодер состоит из многополюсного магнита закрепленного на валу электродвигателя и платки с двумя датчиками холла припаянной к выводам мотора. Схема платки довольно проста.

IC1, IC2 — датчики холла. Судя по всему, внутренняя структура датчиков схожа с A3144. R1, R2 — подтягивающие резисторы на 3300 ом. R3 — токоограничительный резистор на 3300 ом. LED1 — красный индикаторный светодиод.

Два датчика холла нужно для того, чтобы была возможность определения направления вращения вала мотора.

Проверить работу энкодера можно с помощью совсем простой схемы.

На один оборот вала электродвигателя получается по 11 импульсов с каждого датчика холла.

Таким образом на один оборот выходного вала будет 990 импульсов.

Это один импульс на 0.36 градуса.

360.0 / (11.0 * 90.0) = 0.3636

При 111 оборотах в минуту получается 546 микросекунд между двумя импульсами.

(1.0 / (990.0 * (111.0 / 60.0))) * 1000000.0 = 546.0

Скажу несколько слов о подключении. В комплекте уже есть кабель с разъемом. И контакты разъема на платке подписаны.

У меня всё выглядит так:M1 — зеленый провод,GND — оранжевый провод,C1 — желтый провод,C2 — белый провод,3.3V — красный провод,M2 — черный провод.

Подключается всё согласно нижеизложенным инструкциям.

M1, M2 — питание двигателя (12 вольт).GND, 3.3V — питание датчика.C1, C2 — данные датчика.

Устройство китайское. Поэтому перед подключением стоит его проверить. Хотя бы омметром.

Подведу итог. В общем решение не плохое. Однако сейчас можно найти вариант с бесколлекторным двигателем постоянного тока. Такой привод лучше, но существенно дороже.

Шаговые двигатели Leadshine с установленным энкодером

Шаговые двигатели Leadshine с энкодером

На нашем сайте вы можете купить шаговые двигатели Leadshine с интегрированным энкодером высокого разрешения. Их преимущества: высокая точность, низкий нагрев, плавное вращение вала. Для их использования необходим специальный драйвер с поддержкой энкодера. Поддерживается и работа с обычными драйверами, в таком случае будет отсутствовать точный контроль ротора. Мы осуществляем техническую поддержку и постпродажное обслуживание. По всем возникшим вопросам звоните по контактному телефону или пишите на электронную почту.

Шаговый двигатель 86×140мм, 2 фазы, 80кг.см, вал 14мм, ток 6А, шаг 1.8°, 0.44R, 1000PPR

Шаговый двигатель 57×97мм, 3 фазы, 20кг.см, вал 8мм, ток 5.8А, шаг 1.2°, 0.62R, 1000PPR. Управляется только драйверами Leadshine ES-D508 и Hyperdrive HDS556.

Шаговый двигатель 86×173мм, 3 фазы, 80кг.см, вал 14мм, ток 3А, шаг 1.2°, 2.34R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Шаговый двигатель 110×161мм, 3 фазы, 120кг.см, вал 19мм, ток 4.2А, шаг 1.2°, 1.2R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Шаговый двигатель 110×245мм, 3 фазы, 200кг.см, вал 19мм, ток 5.2А, шаг 1.2°, 1.88R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Обращаем Ваше внимание, что цены на товары и услуги не являются публичной офертой. Информация о товаре, услугах и ценах носит исключительно информационный характер. Актуальную стоимость и наличие товара и услуг просьба уточнять дополнительно в офисах продаж.

Где взять шаговый двигатель со встроенным энкодером [закрыт]

laslowh

Я ищу шаговый двигатель со встроенным энкодером высокого разрешения для экспериментов с обратной связью. Может быть, что-то вроде этого: http://www.opticalencoder.com/pdf/CM-300.pdf

Это не должен быть большой мотор, и я надеялся получить его за 50 долларов или меньше.

Может кто-нибудь указать мне, где я могу купить небольшое количество такой вещи?

Majenko

laslowh

Majenko

stevenvh

Рассел МакМахон

Рассел МакМахон

Ссылки в стиле Стивена. Мне они нравятся в сыром виде 🙂

Восточный мотор США больше того же

ДОБАВЛЕНО 18 июля 2011 года:

Ввиду почти универсальных комментариев: «не доступно», «не существует» и т. Д., Я привел ниже пример из реальной жизни. Добавление датчика положения по сути тривиально — во многом механическая проблема. Некоторые причины, по которым вы, возможно, захотите, объясняются ниже цитатой из Festo. Или это может быть потому, что вы хотите повернуть вал вручную ;-).

В качестве альтернативы хорошему, но, без сомнения, несколько дорогостоящему предложению Feto, было бы достаточно просто добавить диск кодировщика к существующему степперу, если потребуется.

Вот пример реального продукта от Festo. Будут более дешевые азиатские эмуляторы.

• Истинная производительность сервомотора, основанная на шаговой технологии, без традиционных проблем резонанса, нагрева и потери шага, свойственных обычным шаговым системам. Эта новая серия шаговых двигателей предлагает длительный срок службы и надежную работу. Двухфазный гибридный шаговый двигатель предлагает высокий крутящий момент, с опциями для встроенного тормоза и инкрементальной обратной связи энкодера. Внешние редукторы доступны для двигателей всех размеров вместе с комплектами переходников для всех электромеханических приводов Festo.

• Основное преимущество использования обратной связи по замкнутому циклу состоит в том, что шаговый двигатель всегда работает с максимальной эффективностью и не может испытывать ступенчатую потерю; если двигатель перегружен, контроллер положения автоматически компенсирует следующую ошибку и поддерживает отслеживание положения. Это означает, что в отличие от шаговой системы с разомкнутым контуром, нет необходимости увеличивать размер двигателя для удовлетворения пиковых требований крутящего момента приложения, что позволяет использовать меньшие, менее дорогие блоки. Другие эксплуатационные преимущества включают улучшенную плавность, более низкий уровень акустического шума и отсутствие механического резонанса. Хотя многие шаговые приводы предлагают варианты устройств с замкнутым контуром, они, как правило, предлагают только функции сигнализации в случае ошибки шага. CMMS-ST предлагает настоящую сервосистему с полным контролем тока, скорости и положения.

________ Конец 18 июля добавить ________

Может быть создан электронный определитель положения счета импульсов — при должной осторожности он будет редко потерян. Компаратор с очень очень легким гистерезисом будет переключаться при наложении на шаговую обмотку PM, когда напряжение катушки проходит через ноль. Даже на ОЧЕНЬ медленных скоростях (

Август 2016 :-):

SeanJ предположил, что Trinamic может быть источником шаговых двигателей со встроенными энкодерами. Это. Стоимость неизвестна. Не смотрите дешево.

Вот пример, выбранный в полу-случайном порядке с их сайта.

• TMCM-102 представляет собой одноосный двухфазный контроллер шагового двигателя и модуль привода с алюминиевым профилем для быстрого и надежного монтажа. Встроенный датчик обратной связи делает его оптимальным решением для высоконадежных приводов. .

4.3.7. Обнаружение потери шагов¶

Данный режим используется главным образом если производится работа с шаговым двигателем на предельных скоростях или нагрузках, где возможно застревание оси, приводящее к потере шагов. В этом случае дополнительный датчик положения ( датчик оборотов или энкодер ) позволяет отследить этот момент уведомить пользователя. Данная функция используется только совместно с шаговыми двигателями и позволяет обнаруживать потерю шагов. Все координаты и положения оси мотора измеряются в шагах и микрошагах.

При использовании энкодера в контроллере сохраняется значение количества шагов двигателя и отсчётов энкодера на оборот (см. вкладку XiLab Настройка кинематики движения ). При включении функции, контроллер сохраняет текущую позицию в шагах ШД и текущую позицию по данным энкодера. Далее, в ходе движения, позиция по энкодеру преобразовывается в шаги и, если разница оказывается больше заданного значения, осуществляется индикация проскальзывания и переход в режим Alarm , при включении соответствующей настройки. Подробно использование энкодера как датчика потери шагов описано в разделе Работа с энкодерами .

При использовании датчика оборотов позиция контролируется по нему. По активному и неактивному фронтам на входе от датчика оборотов контроллер запоминает текущее положение в шагах. Далее, при каждом обороте (количество шагов на один полный оборот мотора устанавливается параметром Steps per turn, см. Настройка кинематики движения (Шаговый двигатель) ) контроллер проверяет, на сколько шагов сместилась ось. При рассогласовании более чем на заданное значение ошибки Minimal error (устанавливается в настройках контроля позиции, см. Контроль позиции ) осуществляется индикация проскальзывания флагом структуры состояния. Если в настройках установлен соответствующий флаг, то при выявлении ошибки контроллер переходит в режим Alarm и мотор останавливается, иначе продолжает свое движение. Если флаг индикации проскальзывания активен, то контроллер переходит в режим Alarm при включении соответствующего параметра в настройках.

Так же в настройках контроля позиции может быть включен режим автоматической коррекции позиции в случае потери шагов. Если эта опция включена, то при обнаружении проскальзывания контроллер останавливает вращение, корректирует шаговую позицию на основании данных энкодера и пытается запустить вращение заново. Флаг ошибки контроля позиции устанавливается, когда позиция сбивается и автоматически снимается после корректировки. В случае невозможности скорректировать позицию устанавливается флаг ошибки контроля позиции и контроллер переходит в режим Alarm . Если потеря шагов происходит в процессе движения, то статус движения не сбрасывается во время коррекции позиции. Если потеря шагов происходит в режиме удержания позиции, то для восстановления корректной позиции подаётся команда движения в позицию , в которой ось мотора находилась до потери шагов.

Для использования функции коррекции позиции нужен энкодер с разрешением не менее двух отсчётов на шаг мотора.

Для корректной работы коррекции позиции контроллеру нужно дать постоять с запитанными обмотками в течение 1 секунды для калибровки. После перехода конторллера в режим Alarm или изменения настроек требуется повторная калибровка.

При использовании автоматической коррекции позиции не рекомендуется устанавливать значение Threshold более 3 шагов т.к. в этом случае не любое проскальзывание будет скорректировано.

Команды резкой и плавной остановки могут быть проигнорированы контроллером во время коррекции позиции. В этом случае можно послать команду плавной остановки дважды, что приведёт к снятию питания с обмоток мотора.

Замечание. Если Вы пользуетесь программными концевиками , то использовать автоматическую коррекцию позиции не рекомендуется, т.к. положения программных концевиков будут изменяться в процессе коррекции позиции.

Команда резкой остановки запускает процесс перекалибровки положения датчика оборотов, причём калибровка происходит при срабатывании датчика оборотов во время движения, управляемого двигателем. Это значит, что если сразу после резкой остановки повернуть ось руками, то после начала движения проскальзывание не будет обнаружено, т.к. калибровка ещё не была произведена.

Если датчик оборота двигателя подвержен дребезгу (механическому), то на очень малых скоростях возможны ложные срабатывания контроля по датчику оборотов.

Контроль позиции по датчику оборотов не может обнаружить вращение оси при нулевой внутренней скорости. Т.е. если остановить двигатель и руками провернуть ось, то это не будет обнаружено.

Вечный энкодер (валкодер) с устойчивыми положениями из шагового двигателя

Механический энкодер — вещь удобная в использовании, но он имеет некоторые досадные недостатки. В частности, контакты со временем изнашиваются и приходят в негодность, появляется дребезг. Оптические энкодеры гораздо надежнее, но они дороже, многие из них боятся пыли, и они редко встречаются в таком виде, в котором их удобно было бы использовать в радиотехнике.

Короче, когда я узнал о том, что шаговый двигатель можно использовать как энкодер, эта идея мне очень понравилась.
Практически вечный энкодер! Замучить его невозможно: соберешь раз и можешь энкодить всю жизнь.

Содержание / Contents

• 1 Шаговый двигатель и схема
• 2 Недостатки схемы и их преодоление
• 3 Видео в работе
• 4 Итого

↑ Шаговый двигатель и схема

Я разобрал несколько дисководов, везде двигатели были разные. Встречались на шлейфе, встречались с косой цветных проводов. На шлейфе общий провод — крайний. Всё остальное находится прозвонкой. По сопротивлению понятно: с выхода на выход сопротивление вдвое больше, чем с выхода на общую точку. А можно даже не прозванивать. Если открутить четыре винта, внутри коммутационная плата, на ней видно, где общий провод.

Исходная схема многократно встречается в Сети в вариациях. Я оттолкнулся от статьи Thomas (OZ2CPU) .

У неё есть достоинства, но есть и недостатки, об этом далее. Собрал пробный вариант в виде макета, и понял, что ничего не понял
Для начала хотелось бы сразу видеть, в какую сторону происходит шаг. Схема выдавала квадратурный код, как и обычный энкодер. Этот код надо было каким-то образом превратить в мигание светодиода — «правый» или «левый».

Разработал и протестировал вот такую схему:

Кстати, эту схему на логике можно использовать и для обычного энкодера, я её и отрабатывал на нём.

Для сборки понадобятся 8 элементов «2И-НЕ», я использовал два чипа 74HC00.
Элемент U2A, диод, конденсатор и U2B создают короткий импульс в момент положительного фронта. Элемент U6D, U4D и U2D — мультиплексор, который пересылает этот испульс либо на один, либо на другой светодиод.

Разумеется, этот же функционал можно сделать на единственном микроконтроллере, но это далеко не для всех доступно и удобно. Всё-таки элементы 2И-НЕ можно найти где угодно, в т. ч. советские (74хх00, К155ЛА3, К555ЛА3).
Последние два инвертора (U5D и U3D) можно выкинуть, ведь ничто нам не мешает подключить светодиоды не к земле, а к плюсу питания. Если крепко пошевелить мозгом, схему можно было бы ещё упростить, но эту задачу оставляем на будущее.
Печатки нет, поскольку всё собиралось только на макетке.

↑ Недостатки схемы и их преодоление

↑ Видео в работе

Жалко, что видео не передает тактильные ощущения на валу!

↑ Итого

В целом работа энкодера меня устраивает. Крутить такую «ручку громкости» необычно приятно.
Работа над устройством будет продолжена.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.