Bitte Schaltung überprüfen - 3x Stepper Driver

[Netzman]

Hallo,

bevor ich mir die ganze Arbeit antue und die Platine dann doch falsch ist, bitte ich euch mal über den Schaltplan drüberzusehen.
Das Ganze stellt eine 3-fach Schrittmotortreiberplatine dar, mit per µC gesteuerter Stromregelung und LCD/Drehencoder als Benutzerschnittstelle.

Ein paar Details zur Schaltung:
Die Netze "VREG1-3_PWM" werden per PWM mit der Stromsteuerspannung für die L297er gefüttert.
U8 ist ein BSP452.
Im PDF werden die Stecker K3, K5, K6, K7, K8 und K10 nicht richtig angezeigt, sind aber ganz normale Steckverbinder.
Das Display wird wie beim Elektor-ATM18 Projekt angesteuert.
Für einen eventuellen Stand-Alone-Betrieb sind am µC die Steuerleitungen angeschlossen.

Weitere Fragen dazu werde ich natürlich gerne beantworten :)

mfg

[Besserwessi]

Der Teil mit dem LM358 ist noch ziehmlich sinnfrei: einfach nur die Spannung an GND verstärken ?

Die Spannungsteiler für die PWM Filter könnten noch etwas anders werden, denn mehr als etwa 1,5 V wird man da kaum brauchen.

Wozu sind die Monoflops da ? Da sehe ich bisher noch keinen Sinn drin. Die Pulse künnte der µC auch direkt erzeugen. Das könnte die 2 Ics schon mal Sparen. Die -5 V für den Kontrast am LCD könnte man auch über einen PWM Pin vom µC erzeugen, da ist der ICL7660 nicht nötig.

Das messen der per PWM erzeugten Spannung ist weniger sinnvoll, Sinnvoller wäre es den tatsächlichen Strom zu messen, über die Spannung am Widerstand.

Bei dem Motortreibern sollte auch hinter die Sicherungen ein Elko und ein Überspannungsschutz, sonst kann es Probleme geben falls die Sicherung doch mal durchbrennt, oder auch nur schlechten Kontakt hat.

[Netzman]

Der LM358 verstärkt den Spannungsabfall am Shunt über den die Masse von den Treibern mit der allgemeinen Masse verbunden ist.

Im Endeffekt sollte das eine CNC-Steuerung werden, d.h. die Pulse werden nicht vom µC erzeugt. Da die geplante Software (Mach³) relativ schlechte und kurze Pulse liefert ist das Monoflop da um diese sauber aufzubereiten.

Das wäre in der Tat sinnvoller, allerdings sind mir die analogen Eingänge ausgegangen :) Die eigentliche Stromregelung übernimmt ja der L297, mittels Komparatur und der eingestellten Referenzspannung, also ist ja schon ein Regelkreis vorhanden.

Den 7660 zu ersetzen ist zwar möglich, aber da wäre wieder das Problem mit den freien Portpins, außerdem habe ich noch ein paar von denen hier.

Wie kann denn so ein Überspannungsschutz aussehen? Z-Diode oder eine antiparalell geschaltete Freilaufdiode?

Danke erstmal für die Anregungen,
mfg

[Besserwessi]

Für den Überspannungsschutz gibt extra Schutzdioden. An sich sind das auch nur relativ Leistungsstarke Zenerdioden, die dafür nicht so genau sind. je nach Spannung so etwas wie P6KE 39A.

Den Sollwert vom PWM einzulesen hilft nicht viel, den kann der µC aus dem PWM Wert auch berechnen. Besser den Istwert des Stromes einlesen, denn der kann auch kleiner werden, wenn die Drehzahl sehr hoch ist. Auf eine Messung des Gessamtstromes könnte man dann ggf. auch verzichten.

Beim LM358 ist dann die Schaltung noch nicht OK - so geht es jedenfalls noch nicht.

[Netzman]

Wieso funktioniert die LM358-Schaltung nicht? Das ist doch ein normaler positiver Verstärker für die Spannung am Low-Side Shunt R14. Laut Datenblatt geht der LM358 runter bis auf GND, von daher also kein Problem.

mfg

[Besserwessi]

Ok, ich habe übersehen das es da 2 Sorten Masse gibt. Dann könnte es gehen, der Shunt zwischen GND und dem Motor GND darf aber nicht besonders groß sein und sollte auch induktionsarm sein, sonst gibt es Problem mit dem L298. Im Plan hab ich den auch nicht gefunden.

Wenn man den Strom der einzelenen Motoren mißt, ist es nicht unbedingt nötig noch einen extra shunt zu nehmen. Es sollte reichen einfach die Spannungen der 6 Shunts für die Phasen über Widerstände zusammenzuführen. Das gibt weniger Probleme und spart den extra shunt.

[Netzman]

Sorry, der Schaltplan ist wohl etwas unübersichtlich geworden.
Der Shunt besteht aus einer Konstantan-Drahtbrücke mit 0,01 Ohm und 20A Stromfestigkeit, den habe ich schon öfters verwendet ( http://shop.conrad.at/ce/de/product/126810/ ).
Das Problem bei der Strommessung über die Motorshunts ist, dass ich dafür keine freien AD-Eingänge mehr hatte oder noch einen 4052 dazugeben müsste...
Jetzt messe ich statt der PWM-Spannungen den Strom über jeweils 1 Shunt, der über den 2. sollte ja dank der Stromregelung vom L297 gleich sein.
Aber die Idee die Spannungen über Widerstände zu verschalten gefällt mir besser :)

mfg