Управляющие сигналы в системах с ЧПУ. Протокол STEP/DIR

Наиболее распространенным протоколом на текущий момент является «шаг-направление» (варианты названия: STEP/DIR, PULSE/DIR, PUL/DIR, CP/DIR). Некоторые hi-end станки используют собственные проприетарные цифровые или аналоговые протоколы, но зачастую это все равно вариации на тему формата STEP/DIR. Данные сигналы генерируются контроллером(в роли которого часто выступает компьютер) при выполнении управляющей программы на высокоуровневом языке (обычно G-код). 

Название протокола STEP/DIR говорит само за себя — привод с ЧПУ получает команду из двух частей. 

Одна часть предписывает приводу сделать шаг, вторая часть говорит, в каком направлении шаг должен быть сделан. На физическом уровне сигналы представляют собой прямоугольные импульсы амплитудой 5 В, которые, например, могут генерироваться компьютером на контактах LPT-порта(часто такие сигналы называюют ТТЛ-совместимыми сигналами). Т.е. управляющие сигналы для привода выглядят как последовательность чередующихся уровней напряжения 0 В и +5В, представляющих логические 0 и 1 соответственно. Сигнал такого рода явлется разновидностью ШИМ-сигнала, в котором ширина импульса интерпретируется драйвером как 0 или 1. Поскольку все драйверы и контроллеры разные, очень важно понимать как работает протокол STEP/DIR. 

Рассмотрим на примере популярного драйвера шагового двигателя Geckodrive G201.

В руководстве сказано, что минимальная длительность логической 1 канала STEP — 4мкс, а логического 0 — 0.5 мкс. Посмотрим на картинку снизу: там изображен сигнал, соответствующий минимальным требованиям. Аналогичные требования указаны и для сигнала направления, только минимальная длительность уже будет 1 мкс. Если входящие сигналы будут удовлетворять указанным требованиям, то при поступлении каждой логической единицы по каналу STEP драйвер распознает её и сделает шаг, тогда как состояние канала DIR в этот момент задаст направление шага (1 — по, 0 — против часовой стрелки, или наоборот).

Сигналы «шаг» и «направление» посылаются одновременно. Если движения в настоящий момент нет, на канал STEP будет подаваться 0, а DIR обычно меняет уровень сигнала только при смене направления. Почему знать это важно? 

Дело в том, что у множества дешевых моделей безымянных производителей заявлены такие же характеристики, что и у hi-end моделей, кроме максимальной входной частоты. Драйвер Geckodrive G201 способен обработать входящие сигналы STEP с частотой 200 кГц, что является весьма неплохим показателем. Во многих случаях, если используется большое деление шага, частоты STEP могут быть очень высокими, и надо понимать, какой драйвер сможет их отработать, а какой спасует гораздо раньше. 

Конечно, скорее всего, Вам не понадобятся глубокие знания о протоколах управления приводами с ЧПУ, если только вы не планируете собрать драйверы собственноручно, но понимание принципов пригодится при решении разнообразных проблем со станком.

Сигналы с обмоток мотора, + влияние Jerk на один и тот же gcode.

Драйвера LV8729 и TMC2209.

Личные дневники

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

6

Ради интереса, от нечего делать, может быть полезным.

Мотор: BJ42D22 23V01

Драйвера: TMC2209 1\64 и LV8729 1\128

Щупы осциллоскопа подключены в разъём около мотора, к одному из контактов.

Скорость минимальная F0.01

TMC2209 1\64

LV8729 1\128

Кручение vRef на LV увеличивает время подачи энергии только на расширяющийся фронт. Кручение vRef на TMC ни как не сказывается на сигнале. :/ Т.е. фронт не расширяется не сужается. Переключив один из щупов на другой контакт той же обмотки картина не меняется.

Обратите внимание на частоту фиксируемую осциллоскопом. С LV мотор издаёт звук стука иголки, c TMC ничего не слышно.

Вращение мотора в другую сторону меняет направление расширения фронта, записывать не стал.

Ещё раз повторю, скорость очень маленькая F0.01, мотор шагает микро-шагами. На большой скорости ничего не удаётся разобрать\записать, разве что длинную пилу, с разным размером зубьев, но с виду сигнал ведет себя так же.

Так же, для интереса, записал влияние Jerk на один и тот же гкод. Мотор на видео другой. Жаль, что камера не скоростная.

LV8729 TMC2209 Oscilloscop Jerk

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

6

Комментарии к статье

Еще больше интересных статей

dedsave

Загрузка

07.04.2023

1768

14

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

Доброго времени суток!

Время идет своим чередом и я осваиваю свой принтер. Искал ин…

Читать дальше

3

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

Неисправность, о которой я пишу, может возникнуть на любом принтере, в который g-код загружается с ф…

Читать дальше

104

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

Итак у меня была возможность попробовать реализовать все на базе MMU2 (1ч, 2ч, 3ч, 4ч, 5ч,). У меня…

Читать дальше

Читайте в блогах

Три сигнала рукой для вождения. Объяснение

автор Zutobi · Обновлено 24 сентября 2022 г.

Все водители должны знать и понимать сигналы руками, которые используются для передачи различных действий, таких как поворот, смена полосы движения или торможение . Вы должны уметь распознавать сигналы руками других участников дорожного движения, даже если вам не нужно их использовать самостоятельно. От вас также может потребоваться показать 3 основных сигнала рукой на экзамене по вождению .

Сигналы руками используются для общения с другими водителями в ситуациях, когда в вашем автомобиле неисправны фары. Кроме того, велосипедисты, скейтбордисты и водители скутеров обычно используют сигналы руками, поскольку у них нет других сигнальных устройств. Понимание сигналов рукой необходимо для обеспечения безопасности себя и других.

Имеется 3 основных сигнала рукой водителя :

• Замедление или остановка – обозначается вытягиванием руки вниз ладонью назад
• Поворот налево Окно
• Поворот направо – обозначается вытягиванием руки под углом 90° вверх

В этой статье мы рассмотрим, когда и как их использовать в случае необходимости. Сигналы рукой одинаковы во всех штатах США.

Ручной сигнал замедления или остановки

Если ваши стоп-сигналы работают, они загораются и сообщают другим водителям каждый раз, когда вы нажимаете на педаль тормоза. Без стоп-сигналов вы можете указать, что замедляете или останавливаете , вытягивая руку вниз ладонью назад . Убедитесь, что ваша рука хорошо видна другим водителям позади вас.

Используя этот сигнал рукой, вы даете водителю позади вас время, чтобы приспособиться и снизить скорость, даже если они следуют за вами очень близко. Из-за того, насколько распространены аварии с задним ходом и задним ходом, предупреждение других водителей о ваших намерениях может иметь решающее значение для того, чтобы попасть в аварию или нет.

Ручной сигнал поворота налево

Перед сменой полосы движения или поворотом налево необходимо подать сигнал. Ручной сигнал левого поворота обозначается рычагом прямо через окно . Убедитесь, что вы вытягиваете руку достаточно далеко, чтобы вас могли видеть другие водители, но при этом не ударяйте рукой по другим транспортным средствам или объектам.

Ручной сигнал правого поворота

Перед сменой полосы движения или поворотом направо необходимо подавать сигнал. Правый указатель поворота обозначается вытянутой рукой под углом 90° вверх ладонью вперед.

Когда вы перестроитесь на правую полосу, помните, что транспортные средства, которые уже находятся справа от вас, не смогут видеть сигналы рукой, которые вы подаете с места водителя. Будьте предельно осторожны, прежде чем менять полосу движения или поворачивать направо, когда вы подаете сигналы руками.

Законы каждого штата США требуют, чтобы вы сообщали о своих намерениях другим. Это означает, что вы должны использовать ручные сигналы, когда ваши указатели поворота неисправны или ваши сигнальные огни закрыты ярким солнечным светом или транспортными средствами (например, в очереди).

Короче говоря, ситуации, когда сигналы вашего автомобиля не видны или не работают.

Как правило, использование ручных сигналов является краткосрочным решением, которое следует использовать только для транспортировки вашего автомобиля к месту, где проблема может быть решена, или для решения неотложной ситуации. Не полагайтесь на сигналы рукой в ​​течение длительного периода времени, так как вероятность аварии будет намного выше, чем обычно.

3 ручных сигнала для вождения в США

Ночью в темноте никто не сможет увидеть ручные сигналы. Если ваши указатели поворота или стоп-сигналы не работают, вы не должны ездить ночью, пока они не будут отремонтированы.

На экзамене по вождению экзаменатор попросит вас показать один или несколько сигналов рукой.

Прежде чем идти на экзамен по вождению, отработайте сигналы руками дома, пока не выучите их наизусть. Помните, вы не хотите провалить экзамен по вождению или стать виновником аварии из-за того, что неправильно поняли сигналы рук другого водителя.

Основные сигналы руками водителя

Мы используем сигналы руками в повседневной жизни так часто, что даже не замечаем этого. «После вас», — вы можете сигнализировать взмахом руки тому, кто подходит к входу в магазин так же, как и вы. «Я не знаю», вы можете пожать плечами, поднимая ладони к небу, когда вам задают вопрос. В библиотеке полезных жестов руками есть три, которые вам нужно знать, чтобы быть всесторонне развитым водителем, потому что вам, возможно, придется использовать их однажды за рулем. И нет, ни один из них не предназначен для того, чтобы сообщить другому водителю, что «ты номер один!»

Drivers Ed

• Почему подросткам следует пройти курс безопасного вождения
• Почему подросткам следует пройти курс безопасного вождения Безопасно
• Как безопасно ездить по снегу

Допустим, в вашем автомобиле перестали работать указатели поворота или не горят стоп-сигналы. Движение перед вами внезапно остановилось, и вам нужно снизить скорость прямо сейчас . Что вы должны сделать? Помимо решительного выжимания педали тормоза, вы должны предупреждать водителей позади вас, что вы снижаете скорость и останавливаетесь, чтобы они были готовы и могли предпринять соответствующие действия. Но как это сделать? Вот три самых важных сигнала рукой водителя.

Джефф Сю|Автомобиль и водитель

Я останавливаюсь

Вытяните левую руку из окна водителя и направьте ее вниз с вытянутыми пальцами и ладонью назад. Это общепризнанный признак того, что вы замедляетесь, и другие водители понимают его интуитивно. Держите руку в этом положении, по крайней мере, до полной остановки. Еще лучше, прежде чем тянуть руку обратно, проверьте свои зеркала, чтобы убедиться, что автомобили позади вас видели этот сигнал и замедляют ход.

Джефф Сю|Автомобиль и водитель

Я хочу повернуть налево

Вытяните левую руку прямо из окна ладонью вперед. Вы также можете указать пальцами левой руки налево, если это естественно для вас. Лучше всего убирать руку только после того, как вы начнете делать безопасный поворот. В конце концов, ваши поворотники не отключаются, пока вы не завершите поворот.

Джефф Сю|Автомобиль и водитель

Я хочу повернуть направо

Чтобы повернуть направо, вытяните левую руку из водительского окна, согните локоть и направьте руку к небу ладонью вперед. Опять же, лучше держать руку в этом положении до тех пор, пока вы не начнете правый поворот, точно так же, как если бы вы оставили сигналы поворота включенными, когда начали поворот.

Наконец, если вы велосипедист, вы должны использовать те же сигналы руками, чтобы автомобили и грузовики знали о ваших намерениях. Используйте их как на двух, так и на четырех колесах, и вы останетесь в безопасности.

Путешествуйте стильно с нашими любимыми сумками

The Weekender Duffle

295 долларов США на Tecovas

KeySmart Urban21

240 долларов США на Amazon

The Away Carry-On

900 25002 Away Carry-On

25002 $ на Away 86 Классический рюкзак Plus

$179в Bellroy

Рич Сеппос

Директор, Справочник покупателя

Рич Сеппос занимался оценкой автомобилей и автомобильных технологий в течение своей карьеры, которая включала 10 лет работы в General Motors, две работы в Car and Driver в общей сложности 19 лет и тысячи миль.