Připojení 1,5kW vřetene k Sakul GRBL v2 s externími drivery
Napsal: stř 20. říj 2021 16:47:18V úvodu je video ukázka propojení mojí řídící desky Sakul GRBL s výkonným 3fázovým vřetenem 1,5kW řízeným frekvenčním měničem H100 (H100-1.5S2-1B). Taktéž je na zkoušku zapojen externí driver krokového motoru NEMA23. Tento set je již schopen řídit libovolně velké CNC. Já zde popíšu jak nastavit frekvenční měnič, jak upravit firmware GRBL a jak připojit drivery.
Použité komponenty:
Elektronika řízení - Sakul GRBL board v2.0
Frekvenční měnič - H100-1.5S2-1B
Vřeteno - 1,5kW, 24000ot/s 400Hz
Převodník - PWN to U0-10V
Driver krok. motoru + motor NEMA23 - 23HS5628 + TB6600 4A
Aby vše fungovalo jako je to na videu je potřeba malinko upravit firmware GRBL a to tak, že povolíme funkci zapínání vřetene pomocí pinu Spindle Direction. Tento pin se běžně k ničemu nepoužívá. Já už jsem tuto úpravu provedl a upravený firmware si můžete stáhnout na konci příspěvku. Jde o verzi 1.1h. Případně si můžete stáhnou zdrojové soubory firmware z Githabu a upravit si ho sami.
Potřebné info můžete načerpat ZDE. A následně zkompilovat dle návodu zde:
Aby jste mohli přes pin D13 (Spindle Direction) ovládat frekvenční měnič je nutné na tento pin připojit relé. A aby jste mohli relé připojit přímo na vývody MCU je potřeba relé s malým odběrem a ideálně s integrovanou ochrannou diodou. V ukázce bylo použito relé S1A 050 D00. Dejte si však pozor pokud má relé ochrannou diodu, záleží na polaritě cívky a pokud ji připojíte špatně může dojít k nevratnému poškození MCU.
Kontakt tohoto relé připojíte do měniče na svorky GND a X1.
Připojení převodníku PWM to 0-10V. Převodník má 3 svorky a všechny jsou popsané (z BOTTOM strany). Takže svorka označená GND a VCC je nalájení. Připojíte na napětí v mém případě 24V, kterým je napájena deska Sakul GRBL. Mělo by to fungovat od 12V, takže je možno to případně připojit do konektoru J5 na desce Sakul GRBL v2.
Dále propojíme Sakul GRBL z konektoru J4 na převodník do svorky GND/PWM. Poté již stačí propojit s frekvenčním měničem zbylé svorky na převodníku GND/UOUT na svorky měniče GND a AI1.
Tímto máme propojení frekvenčního měniče a desky Sakul GRBL hotové.
Záměrně se zde nerozepisuji o tom jak se propojí frekvenční měnič a vřeteno. To pokud nevíte, vůbec se nezkoušejte do něčeho takového vrtat.
Ještě v krátkosti pár slov o tom jak propojit externí driver a Sakul GRBL board. Z principu většina externích driverů má vstupy řešeny přes interní optočleny z důvodu galvanického oddělení. Mnou použitý driver není výjimka. Takže to kam připojíte napájecí napětí není vůbec žádných pochyb. Následuje připojení motoru. Zde je to přímo na driveru názorně nakresleno, jen je potřeba si pohlídat jak to má zapojené konkrétní motor. Pokud si nejste jisti prostě si to změřte přímo na motoru. Následuje propojení ovládání. Máme tam 3 vstupy: PUL (STEP), DIR a ENA. Vstupy PUL- a STEP- propojíme a zapojíme na společný GND na desce Sakul GRBL. Vývody PUL+ a DIR+ pak na příslušné piny JP9 na desce Sakul GRBL. Vývod ENA jsem vůbec nezapojoval neb mi to sním chodilo (spíš nechodilo) nějak divně. Je to vývod jež zapíná výkon driveru. Pokud tento vstup není zapojen je trvale zapnut výkon do motoru.
V dalším kroku se pustíme do konfigurace parametrů. Parametry musíme nastavit jak ve firmware GRBL, tak v frekvenčním měniči a samozřejmě i driveru krokového motoru.
Začneme tedy tím nejjednodušším a to je driver krokového motoru:
Je třeba pomocí DipSwitchů SW1-6 nastavit proud do motoru a mikrokroky. Přímo na driveru je přehledná tabulka, takže nepředpokládám žádný problém. Optimální nastavení je dle mne 80% nominálního proudu připojeného motoru a 8 mikrokroků.
Nastavení firmware:
Zde vystačíme pouze s nastavením jediné hodnoty a to $30, který nastavuje maximální otáčky vřetene. Defaultně je 1000, ale my nastavíme 24000. Samozřejmě je tam spousta dalších nastavení, která je nutné udělat pro konkrétní stroj, takže si to můžete nastudovat ZDE a zde.
Maximální hodnotu otáček je většinou nutné nastavit i v ovládacím softu (senderu). Já používám Candle a tam to třeba je. Podporované softy najdete ZDE.
Nastavení frekvenčního měniče:
To je celkem libůstka, neb je k dispozici 185 parametrů. Nám však bude stačit naštěstí nastavit pouze pár. Než popíšu které to jsou jen v rychlosti jak se parametry nastavují. Po připojení měniče k napájení se rozsvítí displej a my můžeme stiskem tlačítka SET, přejít do nastavení.Oběví se parametr F000. Śipkami můžeme parametry listovat nahoru a dolů a při opětovném stisku SET již přejdeme do editace parametru. Opět šipkami nahoru a dolů měníme hodnotu parametru. Někdy je vhodné se přepnout do editace konkrétní číslice. To můžeme provést dvojitou šipkou vlevo, která posouvá kurzor jednotlivých znaků. Tímto způsobem můžeme zeditovat daný parametr velice rychle. Například pokud chcete změnit napětí motoru z 380V na 220, tak držením čipky dolů by to trvalo asi čtvrt hodiny než by jste hodnotu snížili. Proto je dobre se kurzorem přepnout na konkrétní pozici a poté už šipkami nahoru/dolů editovat jen tu konkrétní pozici.
Dalším stiskem SET se hodnota uloží. Tlačítkem ESC lze vyskočit bez uložení.
Nyní tedy již ke konkrétním parametrům. Editujte přesně podle toho jak jsou postupně vypsány:
F001 - 1 (externí ovládání)
F002 - 1 (vstup AI1)
F005 - 400
F004 - 400
F003 - 400
F008 - 220
F014 - 10
F015 - 10
F143 - 2
F144 - 24.00 (zde je rozsah nastavení 0-9999, ale pokud tuto hodnotu překročíte, skočí tam desetinná tečka a jde nastavit 24.00 což by mělo odpovídat otáčkám 24000)
Toto by mělo jako prvotní nastavení stačit. Samozřejmě je možno některé tyto i ostatní parametry dále ladit k naprosto preciznímu vyladění. Nicméně s tímto nastavením by Vám to mělo bez problému fungovat dle ukázkového videa v úvodu.
Ještě sem přidám pro ty co neumí číst video z kterého je to naprosto jasné:
A to je přátelé všechno. Pokud máte nějaké zkušenosti a budete se s nimi chtít podělit budu jen rád.
