Manfred Schmidt MachSchmidt

 

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Steuerung 3.0

Hier möchte ich meine neue Steuerung “3.0” mit Alugehäuse vorstellen. “3.0” deshalb, weil es meine dritte Steuerung ist (erst die 3D-Step, dann die “Leti” und jetzt die neue). Alles ist in einen Gehäuse untergebracht, Endstufen+BreakOut-Board, SchmoothStepper, drei Relais+Steckdosen+Ansteuerung, 5V/12V/48V Netzteil(e), Strom- und Spannungsanzeige und eine Temperaturanzeige(Überwachung) für die Frässpindel. Weiter habe ich 5/12V Ausgänge vorgesehen, sowohl als Dauerausgang, als auch schaltbar. Die 12V brauche ich z.B. für die externen Lüfter der Spindel-Wasserkühlung, als auch für einen kleinen Airbrushkompressor, welche meine Minimalmengenschmierung versorgt.

Bei der Inbetriebnahme der Endstufen gab es kleine Stolpersteine, welche gerade dem Unwissenden oder nicht englisch sprechenden Anwender zum Wahnsinn treiben können (ich stand kurz davor;-) ). Nein, so schlimm war es nicht, aber der Reihe nach...

...also, es handelt sich um diese Endstufen:

IMGA0767_1

Endstufe Anschlüsse

IMGA0766_1

Break-Out-Board

IMGA0769_1

 

 

 

 

 

 

 

 

Habe diese im Viererpack mit “Break-Out-Board” in der Bucht für 125,- Nüsse bekommen. Vom aussehen her sieht meine Endstufe einer “LeadShine” verdammt ähnlich, auch die Anleitungen geben gleiches her. Das so genannte “Break-Out-Board” ist nichts anderes wie eine Optokopplerplatine, welche die Signale von und zur Steuerung nur durchreicht, nur eben galvanisch isoliert (Optokoppler = “Lichtschranke mit Schaltausgang im DIL-Gehäuse”)

Eins vorweg: die Endstufen sind spitze (finde ich), kein Vergleich zu der “Leti” oder gar “3D-Step”. Durch die noch feineren Micro-Steps und die höhere Spannung die jetzt möglich ist (48 Volt), laufen die Motoren seeehr leise, gerade in langsamer fahrt. Ich wage mal zu behaupten, das der Laie keinen Unterschied zu Servomotoren ausmachen kann (zumindest bei meiner Konstellation).

Das Netzteil ist auch neu und mit 48V/10A TOTAL überdimensioniert, selbst 48V/6A brauche ich bei meiner Anlage nicht. Mein Gesamtstrom liegt mit allen drei Motoren unter 2A. Das Netzteil wurde seines Mantels beraubt und der Minilüfter abgeklemmt, welcher sehr laut war. Meine Stromeinstellung an der Endstufe beträgt nur 1,8A(RMS), obwohl es 2A (3A)-Motoren sind. Höhere Ströme bringen bei mir nicht merklich mehr Kraft und Geschwindigkeit, außer das die Motoren sehr Heiß werden. Was Kraft und Dynamik gebracht hat, ist die Spannungserhöhung von vormals 32V auf jetzt 48V.

Trotz richtiger Verdrahtung wollte sich Anfangs kein Motor drehen. Habe einiges hin und her geprüft, bis ich darauf gekommen, in “Ports&Pins” bei den “Motor Outputs” die “Step Low Active” anzuhakeln - siehe da - Motoren machen was sie sollen.

OK, Steuerung funktionierte also (zu diesem Zeitpunkt noch auf einem Holzbrett mit Flugverdrahtung). Zeit sich Gedanken um eine Hütte für die elektrischen Komponenten zu machen. Es muss hinein: vier Endstufen, der SmoothStepper ESS, das Break-Out-Board, Netzteil 48V und 12/5V, eine Relaisansteuerung für 12V, drei Relais + Steckdosen, ein kleines Volt- Amperemeter und ein Temperaturmesser für die Spindel.

Im CAD mal grob skizziert (mit einfachen 3D-Quadern) was in etwa wie wo hin muss und welche Anschlüsse vorhanden sein müssten. Ok, mein Entwurf erschien mir nicht schlecht, jetzt galt es alles zu verfeinert, also die richtigen Positionen der Teile zueinander, welche Bohrung wo hin kommt und wo sonstige Ausfräsungen erforderlich sind.

Die beiden 12V Lüfter im Deckel des Gehäuses säuseln mit je 5V sehr leise und ziehen doch mehr als ausreichend Luft durch die am Boden angebrachten Lüftungsschlitze. Für die Lüfter habe ich absichtlich keine Schlitze gefräst, sondern ein Lüftungsgitter verwendet. Versuche mit Schlitzen und Lüftungsgitter brachten eindeutig das Ergebnis, das nur mit Lüftungsgitter und offenen Durchlass (80mm) wesentlich mehr Luft bewegt wurde als mit gefrästen Schlitzen.

Gehäusebilder folgen noch...

 

Da immer wieder Anfragen zum Anschluss der Endstufen kommen, hier mein Anschlussplan:

Anschluss_Break-Out-Endstufen_1

 

Für die Induktionsschalter (die von “Leti”) habe ich eine 12V Versorgung vorgesehen. Entgegen der Beschreibung zu den Induks, das diese mit 5V betrieben werden können, ist die 12V-Versorgung besser für das Schaltverhalten (Genauigkeit) geeignet. Mit 5V-Spannung hatte ich einen “wandernden” Schaltpunkt und sehr ungenaue Wiederholungen. Mit den 12V liegt meine Wiederholgenauigkeit bei +/- 0,005 oder meist darunter. Also nach mehrmaligem referenzieren wandert die Anzeige maximal um diesen Wert. Dieser sehr gute Werte für eine Käsefräse hat natürlich nichts mit der Fräsgenauigkeit zu tun, aber man kann einen unterbrochenen Job, z.B. nach dem Ausschalten der Maschine, durch eine Referenzfahrt sehr genau weiter fortführen, was mir mit mechanischen Schalter leider nicht immer gelungen ist.

Da die Induks aber 5V-TTL-Pegel schalten sollen, ist beim Betrieb mit 12V ein Vorwiderstand von 2K und ein Pulldown-Widerstand von 1K erforderlich (siehe Schaltbild).

Indukschalter-DM542-BreakoutBoard_1