Autor Tema: Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino  (Leído 1912 veces)

titopol

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Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« en: Enero 09, 2016, 07:56:53 pm »
Hola buenas,

Abro este tema para ver si los entendidos en electrónica me pueden echar una mano.

Resulta que en mi máquina tengo dos fuentes de alimentación. Una de PC para el arduino + motores, y otra que viene con el propio mandrino chino, que además va aparejada con un potenciómetro para regular la velocidad de giro del mandrino.
Entonces para fresar cualquier diseño, tengo que arrancar el mandrino con el potenciómetro a tal efecto, y por otra parte encender la fuente del PC para que la máquina ande, de forma que no puedo variar las RPM del mandrino por software, tengo que ir con la mano en el potenciómetro y a ojo.

Hablando de este asunto en otro tema, el usuario Rideonbeat me propuso que abriera un tema específico y eso estoy haciendo, os comento algunas cosas importates ahora.

El mandrino es este de aliespress.
El potenciómetro lo he extraido para medir y es de 5 kOhm. En vacío entre rojo y amarillo hay 5 kOhm, con el potenciometro a cero, y va bajando hasta 0 kOhm con el potenciómetro a tope, entre amarillo y negro hay 0 kOhm, con el potenciometro a cero, y va subiendo hasta 5 kOhm con el potenciómetro a tope, y finalmente entre rojo y negro siempre es 0 kOhm la resistencia. Con la fuente alimentada, entre los mismos cables y misma situaciones el valor de 5 hay que sustituirlo por 2,5 aprox. osea el rango de variación es de 2,5 a 0 y viceversa entre los cables antes comentados.

Respecto a voltajes en carga, estando a cero el potenciómetro la tensión entre rojo y amarillo es de 3 V, la cual va bajando hasta 0 V cuando el mandrino gira a tope con el potenciómetro a tope, y lo contrario entre el amarillo y negro, de 0 V con el mandrino parado, hasta 3 V a tope.

No se si he ayudado algo a Rideonbeat, que tenía en mente el uso de un optoacoplador para variar las revoluciones desde el propio programa.

Si necesitais algo, pedidmelo.

Un saludo y gracias.


titopol

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #1 en: Enero 10, 2016, 04:08:10 pm »
He encontrado dos vídeos de un chico que igual nos pueden valer:




Ahora hay que ser capaz de hacerlo funcionar con GRBL.

Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #2 en: Enero 10, 2016, 07:55:48 pm »
Hola, la idea basica es que el pwm se puede usar para regular el voltaje usando un filtro RC para "análogar" el voltaje, usar un opto es para separar fisicamente los voltajes de la fuente y el arduino, estoy trabajando la simulación para ver como queda mejor, en un rato publico como va.
« Última modificación: Enero 10, 2016, 10:11:40 pm por Rideonbeat »

Foshland

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #3 en: Enero 11, 2016, 02:18:47 am »
Yo tomaria el tema asi... de las 3 patillas del pot, con el spindle funcionando, alguna de ellas variara de voltaje segun se gire el pot (normalmente la central). Pues de esa patilla hay que sacar el voltaje maximo y el  minimo, deberia de estar entre los 0 y 5V mas o menos, asi que si quitamos ese pot y a ese pad del circuito le metemos el voltaje que queramos externamente, podremos controlar las rpm.

Yo probaria (si el voltaje de dicho pin del potenciometro va de 0 a 5V) a poner ese pin directamente a la salida PWM del arduino, vereis como funciona, si no poniendo un condensador de 1uF en paralelo con la señal pwm, para estabilizarla. No creo que haga falta poner optos, aunque asi se protegeria mas al arduino.

Me sigue fascinando el ingenio humano

Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #4 en: Enero 11, 2016, 03:12:48 am »
Yo tomaria el tema asi... de las 3 patillas del pot, con el spindle funcionando, alguna de ellas variara de voltaje segun se gire el pot (normalmente la central). Pues de esa patilla hay que sacar el voltaje maximo y el  minimo, deberia de estar entre los 0 y 5V mas o menos, asi que si quitamos ese pot y a ese pad del circuito le metemos el voltaje que queramos externamente, podremos controlar las rpm.

Yo probaria (si el voltaje de dicho pin del potenciometro va de 0 a 5V) a poner ese pin directamente a la salida PWM del arduino, vereis como funciona, si no poniendo un condensador de 1uF en paralelo con la señal pwm, para estabilizarla. No creo que haga falta poner optos, aunque asi se protegeria mas al arduino.

Según titopol el voltaje que controla ese pot es de 3 volts, por eso no pensé poner el filtro rc directamente a la arduino, se usaría directamente el voltaje de la fuente con el opto para aislar ambos circuitos, al momento tengo mas o menos esto:



Donde el voltaje de control se sacaria de la union de c1 y r3 (donde esta el positivo del medidor) y el voltaje y tierra directamente de los cables que provienen del potenciometro.

R1 es de 3.3k
R2 220 Homs
R3 10k
Y el capacitor es de 1uf

El unico problema es que el voltaje de control no lo he podido elevar mas de 90% cosa lógica por el resistor necesario para polarizar el transistor del opto(R1) y R3 que forma parte del filtro, cabe señalar que sin R3 el voltaje se va muy arriba en los valores intermedios del PWM.

Como estoy en OS X no puedo instalar proteus para simular a gusto, estoy usando el 123d circuits para simular y no me convence mucho, me ha dado lata y de hecho ahorita no me deja iniciar sesión.
« Última modificación: Enero 11, 2016, 03:19:25 am por Rideonbeat »

titopol

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #5 en: Enero 11, 2016, 08:39:31 pm »
Eso es Foshland, tal y como dice Rideonbeat, en las patas del potenciómetro el voltaje varia entre 0 y 3 V en funcion de como se vaya variando su giro, al variar la resistencia varía el voltaje en consonancia claro.

Pues no se ride, veo que estas haciendo simulaciones y todo, cuanto tengas algo que creas que puede funcionar, compro los componentes y lo pruebo, ya me dirás algo.

El chico de los vídeos que os he puesto usa un sensor óptico para tener un feedback de las revoluciones y actuar en consecuencia, ya que fija unas revoluciones objetivo, pero eso a nosotros no nos haría falta, no? No tendríamos la realimentación del error, pero podemos fiarnos de que el voltaje que le metamos dentro de ese rango, asumiendo variación lineal entre los dos extremos del margen nos puede valer, verdad?

Un saludo y muchas gracias.

Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #6 en: Enero 11, 2016, 10:53:00 pm »
Yo creo que si, puede y debe funcionar, sobretodo tomando en cuenta que estas fuentes ya deben tener un comparador interno de voltaje para dar una salida estable.

En los videos usan un sensor de campo magnético (supongo, no quise verlos a fondo para no viciar la idea previa que tenia) para dar el numero de revoluciones exacto que se están produciendo, de momento no creo que sea necesario aunque si sería útil saberlo para saber el valor exacto que habría que dar en el gcode, habría que experimentar desde luego y desgraciadamente no tengo ni las partes ni el equipo adecuado para hacerlo.

Por otro lado, te propuse (Titopol) crear este post para que otras personas puedan verlo y colaborar. No soy ni pretendo ser un genio de la electronica, de hecho estoy bastante oxidado pero creo que la base que propongo con este circuito es útil para que a partir de este otros usuarios ayuden a implementar soluciones, de ahi que se me hiciera interesante abrir un post para esto.

Compañeros foreros, están invitados a proponer ideas para mejorar, desarrollar y optimizar este circuito.
« Última modificación: Enero 11, 2016, 10:55:21 pm por Rideonbeat »

Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #7 en: Enero 12, 2016, 01:12:11 am »
Aqui un video que he grabado explicando la base teorica para sustituir el pot por un opto:



Son bienvenidas todas las ideas para mejorar.
« Última modificación: Enero 14, 2016, 02:12:23 am por Rideonbeat »

titopol

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #8 en: Enero 12, 2016, 09:05:21 pm »
Ostras rideon, como te lo curras? Muy buena explicación!

A ver, varias cositas, primero, lo monto mañana mismo y comprobamos su funcionamiento?? Para ello me gustaría aclarar varias cosas. En el esquema no representas una resistencia intermedia que si aparece en el dibujo de la protoboard entre el pin 11 y una salida de 4N35, es de 220 Ohm y es necesaria, verdad? Y luego un cable en la protoboard que no se que es, va desde el centro del condensador, hasta GND, no realiza conexión eléctrica verdad?

Una vez aclarado esto, si quieres lo puedo probar, y montar, y ya me debería reconocer una orden S2000 M3 por ejemplo? necesito activar algo en el cncControl o en GRBL?

Soy un negado para la electrónica.....jejeje.

Un saludo y muchas gracias por la ayuda!

Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #9 en: Enero 12, 2016, 09:42:44 pm »
Si, en el esquema que he puesto arriba esta la resistencia, es de 220 homs y es necesaria como si de un led normal se tratara. va entre el pin 11 de arduino y el pin 1 del opto.

Me gustaría simularlo en proteus antes de probar nada y que alguien un poco mas docto en electrónica comentara la idea, mañana instalo windows y proteus para correr la simulación.

El cable que mencionas en el centro del capacitor no conecta nada, estaba probando con varios tipos de capacitor y me olvide de quitarlo en el simulador.

Las tierras de la fuente y el arduino no deberían ir conectadas (ese es el punto precisamente del opto) pero 123d.circuits no lo simula si no es así, por eso voy a probar con proteus, así que no te desesperes y dame un poco mas de tiempo.

Si, si tienes activado el control de velocidad para el motor en grbl y el software ya debería funcionar con esa orden aunque habría que ir probando cuantas revoluciones da por minuto, según el valor que pones, esto no es difícil, con un arduino se podría monitorear las rpm para hacer una tabla de valores.

En el GRBL que yo descargue de la pagina oficial tiene activado el pwm en el pin 11, honestamente desconozco de momento que versiones están activadas y cuales no o como se activa y desactiva pero voy a checar...

Saludos.


Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #10 en: Enero 12, 2016, 09:47:10 pm »
Ah, por cierto, ¿me podrías decir que conexiones tiene esa fuente? Osea para que son todos esos tornillos que tiene... Gracias.

titopol

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #11 en: Enero 12, 2016, 09:55:53 pm »
Aupa rideon, (en Bilbao saludamos asi jajajaj)

Sisi, en el esquema de arriba estaba la resistencia, no lo recordaba, yo me refería al croquis de la protoboard del video, pero todo aclarado entonces.

Entonces me debería funcionar, ya que tengo cargada la GRBL 0.9j, y para el final de carrera del eje Z uso el pin 12, asique me debería funcionar.

Espero entonces, aunque voy a ir comprando el 4N35 que no tengo.

Comentas que las tierras no deberían ir conectadas? Yo en mi electrónica tengo todas las tierras conectadas, las de arduino, las de los motores paso a paso, y las de los A4988 que hay dos patillas GND y nunca he sabido porque, y he experimentado algún problema, como que tengo un orden para que funcione la máquina, primero conectar la fuente de PC y luego conectar el USB del arduino al PC, sino no funciona......igual tengo que mirar eso...

Un saludo y gracias por la ayuda!

Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #12 en: Enero 13, 2016, 12:39:37 am »
Ah, pues en teoría no debería suceder nada por las tierras conectadas, solo que yo soy un poco obsesivo y en este caso especifico prefiero tener aislado por completo ambos circuitos ya que como yo no tengo piezas para probar fisicamente no puedo decir si trabaja exactamente como debe excepto por la simulación y separadas tengo mas confianza de que así estarán mejor protegidos fuente y arduino ya que no son mis piezas las que se van a usar.

Algo probablemente esta mal en tu electrónica por que no debería haber una secuencia de inicio, quizá algo mal aterrizado o necesitas apantallar algún cable de señal, no lo sé, en mi caso a la maquina le da exactamente igual como la prenda, ahora, hay una máxima que dice que si no esta roto no lo arregles, si así te funciona tu maquina bien, no tendría caso buscar motivos, quizá solo es alguna particularidad sin importancia en el hardware de tu arduino o tu setup...

titopol

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #13 en: Enero 13, 2016, 08:00:32 pm »
vaya, olvidé comprar el condensador de 1µF, puedo sustituirlo por uno de 4,7?? jejejeje

Rideonbeat

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Re:Regulación de velocidad por PWM de mandrino chino
« Respuesta #14 en: Enero 13, 2016, 08:57:12 pm »
vaya, olvidé comprar el condensador de 1µF, puedo sustituirlo por uno de 4,7?? jejejeje

De hecho si, filtra mejor.