Controllo Posizione Servo

Dopo il porgetto del servo drive, ho sfruttato l'occasione per costrure una scheda che permettesse di pilotare degli azionamenti di potenza che prevedono il solo controllo di velocità o coppia con ingresso analogico.

In questo modo sono riuscito a sfruttare degli azionamenti che avevo che però prevedevano solo il controllo di coppia.

La scheda viene pilotata con comando in step-dir oppure in quadratura, e retroaziona il motore tramite l'encoder solidale all'albero, che può essere anche lo stesso che utilizza già il drive nativo, purchè preveda livelli di tensione di 5V.

Ho sviluppato un software che comunica in seriale con il processore, tramire il quale è possibile tracciare in tempo reale un grafico che rappresenta l'andamento dell'errore e delle azioni PID per permettere la regolazione dei vari parametri tra i quali possiamo trovare oltre a quelli del loop di regolazione anche i vari limiti e alcune opzioni relative agli allarmi e ai diversi modi di funzionamento.

E' lo stesso software del progetto Dc Servo http://sites.google.com/site/marcosinatti/elettronica/dc-servo ovviamente alcune funzioni non vengono sfruttate dal momento che la scheda non prevede limitazione della corrente o allami di sovracorrente, gestibili sicuramente dall'azionamento che andrà a pilotare.

Il processore utilizzato è un PIC® della serie DsPic30, che lavora a 30Mips utilizzando l'oscillatore interno che tramite la moltiplicazione del PLL raggiunge un clock di quasi 130Mhz, velocità necessaria per poter garantire la chiusura del loop in 300μs, tempo tranquillamente paragonabile ai driver di fattura professionale utilizzati nell'industria dell'automazione.

La discreta dotazione del PIC® ci viene incontro offrendo risorse hardware di tutto rispetto come la QEI (Quadrature Encoder Interface) che ci permettere di gestire l'encoder di retroazione con estrema facilità ed affidabilità.

Due ingressi di interrupt invece vengono utilizzati per la gestione dei comandi di step e dir oppure per i segnali in quadratura di pilotaggio, per i quali ho scritto una routine che interpreta tutti i fronti dei canali A e B e garantisce pienamente tutte le regole della quadratura per il riconoscimento delle sole sequenze di stati validi nei due canali.

L'interrupt scaturito da un timer ci garantisce che ogni 300μs venga analizzata la situazione per calcolare l'errore e per eseguire quindi tutti i calcoli del pid che porteranno alla correzione del discostamento tramite due uscite in pwm del PIC®.

Le due uscite vengono elaborate da un operazionale integratore e da un inseguitore, che rendono disponibile la tensione bipolare di pilotaggio per l'azionamento con un massimo di +/-10V.

La scheda in foto non è quella definitiva nella quale invece ho inserito un optoisolatore per l'uscita di fault e un trimmer che permette di regolare l'uscita di comando per poter utilizzare anche tensioni minori ai 10V.

La scheda prevede un alimentazione duale per la parte analogica, che generalmente può essere derivata dall'azionamento da comandare, e un alimentazione per la logica, che può essere anche derivata dal ramo positivo della tensione duale se ha corrente sufficiente.

Qui è visibile la realizzazione di 3 schede, in versione definitiva, utili al pilotaggio di tre azionamenti brushless per la movimentazione di una cnc

Invece questà è l'interfaccia di programmazione per la porta seriale

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Questi sono alcuni video di test con dei drive di verie marche, tutti pilotati in analogica, la schedina riceve i comandi in step e dir come se fossero dei passo-passo