1. Einleitung
Für den
geplanten Bau einer 3-Achs-CNC-Fräse ist hier der Aufbau einer
3-Achs-Schrittmotor-Steuerung beschrieben.
Gängig für die Ansteuerung eines Schrittmotors ist eine Kombination aus LM297 zur Steuerung und jeweils 1 LM298 als Motor-Treiber. Dies war für meine Zwecke aber stark überdimensioniert und hätte weitaus höhere Kosten verursacht.
Das Datenblatt zu meinen Pollin-Schrittmotoren schlägt einen MC3479 mit nachgeschalteter H-Brücke vor, da die Motoren etwa 400-500mA Ruhestrom benötigen. Im Datenblatt (siehe Anlage) zum MC3479 ist als "absolute maximum rating" allerdings ein Strom von 500mA möglich. Mit kleinem Vorwiderstand (wird ebenfalls in den Datenblättern empfohlen, um die Induktionsströme etwas zu dämpfen) reduziert sich der Motorenstrom auf ein für den IC erträgliches Maß.
Gängig für die Ansteuerung eines Schrittmotors ist eine Kombination aus LM297 zur Steuerung und jeweils 1 LM298 als Motor-Treiber. Dies war für meine Zwecke aber stark überdimensioniert und hätte weitaus höhere Kosten verursacht.
Das Datenblatt zu meinen Pollin-Schrittmotoren schlägt einen MC3479 mit nachgeschalteter H-Brücke vor, da die Motoren etwa 400-500mA Ruhestrom benötigen. Im Datenblatt (siehe Anlage) zum MC3479 ist als "absolute maximum rating" allerdings ein Strom von 500mA möglich. Mit kleinem Vorwiderstand (wird ebenfalls in den Datenblättern empfohlen, um die Induktionsströme etwas zu dämpfen) reduziert sich der Motorenstrom auf ein für den IC erträgliches Maß.
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Obiger Schaltplan ist dem Datenblatt des MC3479 entnommen und zeigt, dass nur sehr wenige externe Komponenten nötig sind, um eine leistungsfähige Schrittmotorsteuerung aufzubauen. Zu erwähnen ist, dass der maximale Laststrom über den Vorwiderstand an Pin 6 (Bias/Set) eingestellt werden kann. Ein Widerstand mit etwa 33kOhm sorgt für maximalen Laststrom. Im Prinzip müssen nun nur noch jeweils Richtungs- und Takt-Signal für die 3 Motoren mit dem PC verbunden werden.
3. Umsetzung
Da ich lediglich Takt
und Richtungssignal mit dem PC steuern möchte, bzw.
verfügbare Software (bspw. EMC2) nur diese Signale zur
Verfügung stellt, werden auf meiner Platine Full/Half-Step mit
einem Jumper gesetzt, OIC ist vorbelegt und der PhaseA-Ausgang wird
nicht ausgewertet. Um den PC zu schützen (der MC3479 kann mit
Spannungen bis 24V betrieben werden) ist der Sub-D-Schnittstelle noch
ein Puffer-IC vorgeschaltet. Da noch eine Handsteuerung beabsichtigt
ist, fiel die Wahl auf einen 74HC573, welches ein Tri-State Latch ist.
Grundsätzlich eignen sich aber sämtliche Puffer-ICs.
Das Layout ermöglicht das Anbringen eines gemeinsamen Kühlkörpers, war aber bislang nicht notwendig.
Die Platine ist so ausgeführt, dass folgende Pins der Sub-D-Schnittstelle für folgende Funktionen zur Vefügung stehen:
Das Layout ermöglicht das Anbringen eines gemeinsamen Kühlkörpers, war aber bislang nicht notwendig.
Die Platine ist so ausgeführt, dass folgende Pins der Sub-D-Schnittstelle für folgende Funktionen zur Vefügung stehen:
| Pin | Funktion |
| 2 | Richtung x-Achse |
| 3 | Takt x-Achse |
| 4 | Richtung y-Achse |
| 5 | Takt y-Achse |
| 6 | Richtung z-Achse |
| 7 | Takt z-Achse |
| 9 | Spindel Ein/Aus |
4. Informationen
Die Umsetzung der Hand-Steuerung erfolgt mit der 16 Kanal-In/Out-Platine inkl. LCD-Display und wird noch ergänzt.
Quellen:
Datenblatt
MC3479