Шаговый мотор от винчестера.

Попался сегодня мне в руки винтик на детали. Глупо попался- на автомойку приехал клиент, при том я знал, что он директор нескольких местных ларьков на радиорынке по б/у компьютерам. Говорю «Есть винтик ненужный?». Тот сперва не понял, но после объяснений того, что мне нужен НЕГОДНЫЙ винчестер директор удивился и вытащил из загашников своего громадного джипа-пикапчика старинный нонеймовый винчестер на двадцать гигов. И вот мои цепкие ручки разобрали это чудо инженерной мысли.

Посмотреть, что такое двиг от винчестера меня давно подбивало, но вот в руках подержать никак не приходилось. Короче, первое, что бросилось в глаза- слишком мягкий, какой-то «немагнитный» ход. Точнее, как ротор ориентируется по силовым линиям поля чувствовалось, но очень слабо. Второе обнаружилось при прозвонке- там всего ТРИ обмотки. Вот так выглядит снятый мотор без диска.

По-быстрому спаял монтажную платку для тиньки.

И три ключа на том, что завалялось.

Сделал всё цивильно, на разъёмчиках, получилось вот так.

Набросал по-быстрому прошивку. Код.
////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////// øàãîâèê âèíòà- òåñòîâàÿ ïðîøèâêà  ///////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////

	#define F_CPU 4000000UL  // óêàçûâàåì ÷àñòîòó â ãåðöàõ   
	#include <avr/io.h>
	#include <util/delay.h>

	// Ìàêðîñû äëÿ ðàáîòû ñ ïîðòîì B
	#define PinOut(portnum,bit) if (bit != 1) {do {PORTB &= ~(1 << portnum);}while(0); } else {do {PORTB |=  (1 << portnum); }while(0); } 
//	int PinIn( int portnum) { if (PINB & (1<<portnum)) {return 1;} else {return 0;}}

int pins[3] = {0,1,2};

int main(void)
{
DDRB  = 0b00111; // Ïî÷òè âñå âûâîäû ïîðòà B ñêîíôèãóðèðîâàòü êàê âûõîäû
PORTB = 0b11111;




while (1)
{
////////////////////////////////////
for (int i = 0; i<=2; i++)
{
PORTB = 0xFF;
PinOut(pins[i],0);
_delay_ms(100);
}
////////////////////////////////////
}

}

Прошил и, подключив в качестве источника питания китайскую зарядку от телефона без разъёма, посмотрел результат.

Моторчик таки завертелся, но с толчка и очень слабо. Всё-таки ему и ток нужен побольше, да и потери в транзисторах дают о себе знать. Сопротивление катушек шаговика ~4Ома. Транзисторы греются знатно. Цели своей я добился, но в двигателе разочаровался. В принципе нормальный драйвер собрать- можно будет с вала что-то и поиметь, но всё же этот двиг больше расчитан на раскручивание лёгкого диска до больших скоростей, так что хорошего тягового усилия от него можно не ждать.
  • +4
  • 22 марта 2011, 00:12
  • sania_3

Комментарии (29)

RSS свернуть / развернуть
Нету там шаговиков, уже лет двадцать-тридцать как. Я лишь один раз видел разобранный винт с шаговиком, он был 5.25" и на 40 мег. А, хотя… Кажется, еще у меня был сигейт на 120 мег (даже не от компа, нахаляву где-то прихватил), на 3.5" (правда, толщиной как 5.25). Там вроде тоже был шаговик.
А этот девайс называется сихнронным двигателем. Его нужно кормить (и не через вшивые 315-е) тремя сдвинутыми на 60 градусов синусоидами, причем сигнал необходимо синхронизировать с положением ротора, иначе он сорвется. В этих движках — по самоиндукции в силовых обмотках.
Из них некоторые вполне успешно делали вертолеты, если айтихаппенс не врет.
Алсо, мой знакомый в кружке из движка от очень старого винта (который и правда с шаговиком) делал вентилятор. Больше всего тогда меня впечатлила нарисованная вручную плата с дорожками между дырками на расстоянии 2.5 мм)
+1
  • avatar
  • Vga
  • 22 марта 2011, 01:13
делали. только его надо перемотать перед этим.
0
Ну, на хаппенсе про перемотку не сказано. Тока мол — взяли мотор от винта, вкурили где контроль оборотов в его контроллере, засадили в подходящий обтекаемый корпус от какой-то компьютерной фигни, присобачили покупной винт и еще что-то покупное. Проверили. Взлетело. Затем пришел шеф, впечатлился и дал денег на нормальный вертолет)
0
да я помню. но сам пробовал, нифига он от одного не взлетит, а от двух — не удержится в воздухе, без гироскопа с акселем, да без хоть каких-нибудь зачатков управляющей программы.
0
Подозреваю, это зависит от параметров винта и передачи, и от веса всего этого.
Ну а гироскоп и механический бывает, флайбар. Мелкие модельки с ним охрененную устойчивость имеют. Не по вертикальной оси, правда)
0
Гироскоп немеханическим не бывает ;) Просто сейчас их наловчились делать такими маленькими, что вся механика помещается в корпус микросхемы =)
0
Благодарю, кэп. Я имел в виду, чисто механический. Интегральный отрабатывается электроникой, а флайбар воздействует прямо на винт.
0
Прошу прощения — больное место =)
И, раз уж я начал флудить, чисто механических их тоже не бывает — на блок схеме они все одинаковые, только в одних сложнее сложнее механика, а в других — электроника.
Что такое флайбар я не знаю, но подозреваю, что вряд ли там идёт речь о силовой стабилизации, скорее всего тот же самый индикаторный стабилизатор, просто без промежуточного блока.
0
Флайбар — это такая горизонтальная балка на винте, параллельно лопастям. При наклоне вертолета он срабатывает как гироскоп, наклоняя плоскость лопастей винта (он с ними напрямую соединен тягой). При этом возникает перекос винта, который отклоняет вертолет в обратную сторону. Узел очень простой и крайне эффективный — горизонтальную устойчивость вертушка теряет, только если цепануть винтом потолок (и то не фатально). Для создания наклона по тангажу приходится гнать довольно заметный поток вверх/вниз хвостовым винтом (у вертушек с коаксиальным ротором он вообще вертикально дует, у вертушек с одним винтом стоит наискосок). Рекомендую посмотреть фотки вертолетов на DX.
А вот удержать 2-3 канальный вертолет на курсе — задача крайне непростая.
0
А, тогда да, согласен. Тут чистая механика. Так вот, если подумать, то можно ещё вспомнить гиродины, применяющиеся для стабилизации спутников — похожий принцип, тоже чистая механика.
0
Честно сказать, мне кажется термин «синхронный» для этого движка не совсем корректный. ИМХО правильнее безколлекторный (BLDC). Кстати, и информация по его управлению так лучше гуглится =)
Автору:
У этих движков фишка в том, что момент на валу и, как следствие, скорость вращения зависят от подаваемого напряжения питания, как у обычного ДПТ, но за счёт отсутствия щёток, у них ровнее ровнее характеристики и больше ресурс.

Кстати, сам разобрал уже с полдюжины винтов разных формфакторов, но меня там интересуют VCM.
0
Синхронный он. И BLDC — тоже синхронники, только со встроенным генератором. Тащемта, коллекторный тоже синхронник в основе, только вращающееся магнитное поле создает ротор, а генератор выполнен в виду коллекторно-щеточного узла.
Причем АФАЙК система управления движком винта имеет логику синхронного движка, с постоянной и жестко контролируемой частотой вращения. Единственное исключение — запуск. Вместо асинхронного старта там электронно-контролируемый разгон.

А что такое VCM? Актуатор головок?
0
Ну, в общем-то да, согласен. Просто в синхронном двигателе переменного тока частота вращения напрямую зависит от частоты управляющего сигнала, а тут частота управляющего сигнала — это типа побочный эффект + обратная связь по скорости, а, собственно, скорость вращения регулируется уровнем напряжения.

VCM — да, актуатор головок, он же Voice Coil Motor — забавная игрушка.
0
Ну это потому, что там ротор включен в цепь частотозадания. Здесь же оно как BLDC работает только при разгоне. Скорость задается через контроллер, не знаю как.
А какой толк в актуаторе? Обычно он неразделим с конструкцией винта. Да и вообще специфическая штука, применяется АФАЙК только в быстрых высокоточных приводах с ОС (головки винтов, линзы сидюков).
0
Как раз при разгоне он работает как синхронный, а дальше — как безколлекторник.

Ну из тех винтов, что я разобрал, не разделим с конструкцией оказался только в слимовом максторе — в остальных не сложно промерить крепление и сделать аналог.
Я VCM использую для управления зеркалом в оптической системе.
0
Наоборот. Фишка в том, что синхронники не стартуют вообще. В отличие от асинхронников — они не могут отставать от поля. Поэтому если ротор вылетает из синхронности с полем (при превышении нагрузки, а при старте так и вообще ни о какой синхронности речи идти не может) — он глохнет. Раньше, синхронники с работой от сети фиксированной частоты выполнялись с дополнительной короткозамкнутой обмоткой на роторе — при старте он работал как асинхронник, при достижении достаточной скорости синхронизировался с полем и обмотка переставала влиять.
А эти запускаются несколько иначе — при запуске контроллер синхронизирует частоту и фазу с положением ротора, пока не разгонит его. Дальше — жестко держит заданные обороты.
А BLDC всегда синхронизируют частоту с положением ротора. Поэтому и возникает зависимость частоты от напряжения.
0
Ну так тут-то не фиксированная частота. Я, собственно, опираюсь на даташиты драйверов, которые мне попадались. Вот сейчас раскопал один — HITACHI HA13561F
HITACHI HA13561F
Хотя допускаю, что разные драйверы по разному крутят.

Если я ещё хоть что-то понимаю разница между синхронным двигателем и BLDC в основном в том, что в синхронном режиме ротор «догоняет» управляющий сигнал, а в BLDC схема управления пытается угнаться за ротором. То, что синхронники с работой от сети фиксированной частоты не стартуют — это понятно, но вот что мешает запустить синхронник управляемой частотой я сейчас не могу сообразить.
0
На картинке последовательность запуска. Хорошо видно, что оно выводит частоту на стабильную, с некоторыми колебаниями на этапе установления. Оно следит за B-EMF, разумеется — а вдруг движок заклинило? Или еще какая кака. Но нынче практически все синхронники управляются так, быть может с другой ОС.
это понятно, но вот что мешает запустить синхронник управляемой частотой я сейчас не могу сообразить.
Ничего не мешает. В винте его так и запускают.
0
Короче ладно, мы говорим об одном и том же, но друг друга не понимаем… Проехали =)
0
Бывает )
Главное, что мы оба понимаем как оно работает и как этим пользоваццо)
0
А вы делаете какую-то оптическую систему для лазерного проектирования? Было бы очень интересно почитать. Действительно, привод головок HDD в этом случае наверно очень удачное решение.
0
Нет, с лазерами мы почти не связаны. Это для камеры, типа системы обзора, что б сам девайс целиком не крутить. Писать об этом пока не намереваюсь, если интересно, возможно потом как-нибудь напишу о том, как с этими катушками работать.
А что подразумевается под системой лазерного проектирования? (или имеется ввиду лазерное проецирование?)
0
Да, конечно, я имел ввиду проецирование.
0
Синхронник он. Чистеший. BLDC подразумевает наличие датчиков положения (холла). А тут их нет. Разве что у него нет пусковой обомтки. Но так он и заводится плавным пуском.
0
Ди, ну согласись, безколлекторным двигатель делает отсутствие коллектора, а не наличие датчиков холла =). Что же до отсутствия датчиков, так они не обязательны — положение ротора можно определять по току в обмотках, как упоминалось в первом комменте (Back-EMF). Корректировка скорости в штатном режиме там, насколько я понимаю даташиты, которые в своё время мельком просматривал, идёт с помощью регулирования тока в обмотках. И да, раз уж я упомянул первый коммент, как таковые синусы туда не подают, там три уровня — "+", «0», "-".
Короче, предлагаю придти к консенсусу — конструктивно он бесколлекторник, а по принципу действия, на определённых режимах работы — синхронник.
=)
0
Если так рассуждать, то асинхронник тоже BLDC.
0
BLDC это не просто бесколлекторник. А еще и DC =) т.е. фактически BLDC это не машина, а целый комплекс из движка (синхронного или асинхронного) с драйвером и механической и регулировочной характеристикой как у ДПТ.
0
Покурил плату. Там стоит TDA5147BR- драйвер двига. Скачал датишит, но пока не изучал. Там посмотрим. Но мощи на 5 вольтах явно не хватит.
0
Стопэ. Вспомнил. Двенадцативольтовый он.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.