Схема управления для монтировок с шаговыми двигателями

[Павел Бахтинов]

Выполняю данное в теме "Моя переносная монтировка" обещание опубликовать описание схемы задействованной там электроники (https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,22380.msg419876.html#msg419876). Схема была разработана мной несколько лет назад, с тех пор знакомыми любителями было изготовлено несколько работающих экземпляров для монтировок с довольно различными параметрами (к примеру, применялись движки от "дисководных" до ДШИ200-2), но сложилось так, что сам я такую схему в наблюдательной практике никогда не использовал. Представленный здесь вариант - позднейшая модификация схемы, она несколько отличается (довольно незначительно) от используемой в вышеупомянутых переносных монтировках.
----
Схема предназначена для управления двумя шаговыми двигателями (ШД) приводов полярной оси и оси склонений экваториальной монтировки, она обеспечивает часовое ведение со звездной скоростью, тонкую коррекцию (гидирование) с малыми скоростями, а также наведение на объект с плавной регулировкой скорости в широком диапазоне. Конкретные значения скоростей определяются прошивкой микроконтроллера, типовые скорости гидирования - 50% от звездной по часовому углу и 30% - по склонению, максимальная скорость наведения может достигать 50-150крат от звездной (в зависимости от используемых ШД).

Перечень элементов к принципиальной схеме (приведена на рисунке).

DD1        PIC16F873A-I/SP (замены: PIC16F876A, PIC16F873-20, PIC16F876-20)
DA1        7805
DA2,DA3    L6219
HL1        L-132XID (или любой красный)
HL2        L-132XGD (или любой зеленый)
VD1-VD4    КД522
ZQ1        5 МГц
C1         0.1 мкФ
C2,C3      22 пФ
C4         0.1 мкФ
C5         10 мкФ
C6,C7      0.1 мкФ
C8         10 мкФ
C9-C12     0.1 мкФ
C13,C14    100 мкФ
C15-C22    1000 пФ
R1         16 кОм *
R2         10 кОм *
R3         10 кОм
R4         27 кОм
R5         10 кОм
R6         10 Ом
R7         2.2 кОм
R8         10 кОм
R9-R14     10 кОм
R15,R16    4.7 кОм
R17,R18    2.2 кОм
R19-R22    820 Ом
R23-R26    1 Ом **
R27-R30    47 кОм

* подбирается исходя из желаемой яркости светодиода
** для ШД с допустимым током обмотки не менее 500мА

Внимание! В показанный здесь первоначальный вариант схемы в дальнейшем вносились изменения (см. здесь).

[Павел Бахтинов]

Использование принципа импульсной стабилизации токов обмоток обеспечивает сравнительно небольшое энергопотребление и работу двигателей в режиме четвертьшага. Максимальный импульсный ток обмоток двигателя, обеспечиваемый схемой - до 500мА, при этом потребление от источника напряжением 12В составляет около 250мА в режиме гидирования и 700мА в режиме наведения (для двигателей ДШИ200-1).

В случае использования маломощных ШД ток обмоток может быть задан менее 500мА, при этом меньше будет и потребление. Ток обмоток Iобм задается выбором сопротивления Rs токоизмерительных резисторов (R23-R26):
Rs = 0,5В / Iобм

Первоначально схема разрабатывалась для 12В питания (бортсеть автомобиля и т.п.), но допустимо питать ее от источника постоянного тока напряжением от 10 до 30В (цепь +Е на схеме). Выбор конкретной величины питающего напряжения зависит от решаемой задачи и типа примененных двигателей. В общем случае, более высокое напряжение позволяет разогнать ШД до больших скоростей, но может оказаться неудобным по конструктивным или экономическим соображениям. Кроме того, питающее схему напряжение не должно быть меньше падения напряжения на сопротивлении обмоток ШД при заданном токе Iобм:
Eп > Iобм*Rобм

Верхняя граница диапазона допустимых для схемы напряжений питания (30В) определяется параметрами микросхемы-стабилизатора 7805 (DA1). Следует внимательно следить за происхождением применяемых деталей и их параметрами, т.к. у некоторых из многочисленных аналогов 7805 предельно допустимое входное напряжение может оказаться меньше, чем 30В (в частности, у стабилизаторов советской разработки КР142ЕН5 - всего 15В).
В случае питания схемы от источника напряжением более 15В микросхему стабилизатора 7805 (DA1) следует установить на радиатор. Возможен также вариант питания DA1 от отдельного низковольтного источника (8-15В). В последнем случае драйверы DA2, DA3 (L6219) могут быть при необходимости запитаны от повышенного напряжения - до 45В.

Следует обратить внимание на обеспечение надежного теплоотвода от микросхем-драйверов (особенно при их работе с током обмоток, близким к максимальному - 500мА). Для микросхемы L6219 установка радиатора на ее корпус не предусмотрена, теплоотвод обеспечивается впаиванием выводов 6, 7, 18, 19 в широкую "земляную" шину, соединенную с достаточно большой площадью металлизации на печатной плате. По этой же причине установка данных микросхем на панельки настоятельно не рекомендуется.

Источник питания должен обеспечивать заданные токи обмоток ШД и может представлять собой как химический источник тока (аккумулятор, бортсеть автомобиля), так и стабилизированный или нестабилизированный сетевой адаптер (трансформатор с выпрямителем). В последнем случае, пульсации выходного напряжения под нагрузкой не должны выходить за выбранный диапазон напряжений питания, для чего емкость конденсатора фильтра выпрямителя должна быть достаточно велика. Например, в случае постоянного (среднего) выходного тока выпрямителя 1А желательна емкость фильтра примерно 4000мкФ или более.

В целях снижения потребляемой мощности предусмотрено 1,5-кратное автоматическое снижение тока обмоток при остановке и работе на низких скоростях (часовое ведение и гидирование). Если этот экономичный режим не нужен, его можно отключить, для чего достаточно удалить резисторы R15, R16.

[Павел Бахтинов]

Особенностью данной схемы является плавная регулировка скорости в режиме наведения с использованием кнопок с "полунажатием" (по типу применяемых для спуска затвора в цифровых фотоаппаратах).

Пульт управления (примерный вид его показан на рисунке) содержит кнопки управления двигателем полярной оси SB1 и SB2, оси склонений SB3 и SB4, а также выключатель блокировки скоростей наведения SA1. Каждая из четырех кнопок - трехпозиционная, в зависимости от усилия нажатия может находиться в одном из трех состояний, переход между которыми ощущается на ощупь в виде характерного "щелчка". В дальнейшем эти состояния будут именоваться следующим образом: 1) не нажатое ("отпущена"); 2) "полунажатие"; 3) "полное нажатие".

[Павел Бахтинов]

Часовое ведение включается выключателем SA2 (индикатор HL2 - светится), все кнопки пульта - отпущены. Двигатель полярной оси при этом вращается с постоянной (звездной) скоростью, двигатель склонения остановлен, но его обмотки запитаны постоянным током (происходит удержание ротора в положении текущего четверьтьшага).
Гидирование производится с помощью соответствующих кнопок пульта: полунажатие на кнопки SB1, SB2 приводит, соответственно, к увеличению или уменьшению часовой скорости на 50%, а полунажатие на кнопки SB3, SB4 приводит во вращение двигатель оси склонений в том или ином направлении со скоростью, соответствующей 30% звездной. Для привода оси склонений предусмотрена функция ускоренного выбора люфта, величина которого настраивается пользователем (по умолчанию - выключена).

Выключение SA2 (индикатор HL2 - не светится) приводит к обесточиванию всех обмоток двигателей и сводит потребляемый устройством ток к минимуму. Точного удержания положения роторов двигателей при этом не происходит. Обесточивание обмоток действует, лишь когда все кнопки пульта отпущены, в случае же нажатия на любую из кнопок устройство функционирует при выключенном SA2 точно также, как и при включенном (в т.ч. возможен и переход в режим наведения).

Режим наведения включается после полного нажатия одной из кнопок (до упора). При удержании кнопки в таком положении соответствующий двигатель начнет постепенно разгоняться в выбранном направлении в соответствии с графиком разгона (см. ниже). После достижения желаемой скорости следует ослабить нажим на кнопку (до состояния полунажатия), набранная скорость при этом будет сохраняться неизменной. Полное отпускание кнопки приведет к постепенному торможению двигателя в соответствии с тем же графиком, и, в итоге, к переходу в режим часового ведения. Повторное полунажатие кнопки до окончания торможения также поддерживает текущее значение скорости неизменным, таким образом, последний отрезок пути до выбранного объекта можно пройти на малой скорости, окончательно отпустив кнопку в непосредственной близости от объекта.
Переход в режим наведения возможен лишь при замкнутых контактах выключателя блокировки скоростей наведения (SA1).

График разгона прошит в микроконтроллере в виде таблицы, и, в принципе, может быть любым. В типовом варианте, первые 0.4с после включения режима наведения двигатель работает на постоянной скорости (напр., 4-кратной), после чего начнется плавный рост скорости по экспоненциальному закону вплоть до предельного значения (напр., 75 крат на представленном примере графика). Полное время набора предельной скорости составляет 2.55с. Поскольку столько же времени занимает и плавное торможение при отпущенной кнопке, что в некоторых случаях может оказаться чрезмерным, предусмотрена возможность быстрого останова двигателя (возврата в режим часового ведения), для чего достаточно кратковременно нажать на кнопку противоположного направления.

В случае неустойчивой работы двигателей на высоких скоростях (например, в результате повышенной механической нагрузки), предельная скорость может быть настроена пользователем на меньшее значение (чем прошитое в таблице разгона). При этом время набора предельной скорости также окажется меньше, чем 2.55с.

Двигатели обеих осей в режиме наведения могут работать одновременно и независимо друг от друга

[Павел Бахтинов]

Для настройки величины автоматически выбираемого люфта по склонению, а также предельной скорости двигателей, необходимо нажать кнопку SB1, и, удерживая ее, включить питание устройства, после чего кнопку отпустить.

В режиме настройки меняются функции выключателя SA2 и индикатора HL2. Если при включенном SA2 (HL2 - светится) устройство функционирует обычным образом, то при выключении SA2 обмотки двигателей не обесточиваются, двигатель полярной оси продолжает вращаться, а кнопки пульта, вместо управления двигателями, служат для изменения настраиваемых параметров. Нажатие на кнопку SB3 увеличивает, а на SB4 - уменьшает величину автоматически выбираемого люфта по склонению с дискретностью в 1 четвертьшаг. Кнопки SB1 и SB2 позволяют, соответственно, увеличивать или уменьшать предельную скорость в режиме наведения. Каждое нажатие сопровождается вспышкой индикатора HL2, прекращение же вспышек говорит о том, что изменяемый параметр достиг границы своего диапазона и в эту сторону больше меняться не может. Диапазон настройки люфта по склонению составляет от 0 до 255 четвертьшагов, а предельной скорости - приблизительно от 1/6 максимального значения до максимума.

После изменения параметра можно сразу же опробовать его новое значение, включив SA2 и нажимая на кнопки пульта (которым при этом вернутся их обычные функции управления двигателями), после чего, в случае необходимости, вновь выключить SA2 и продолжить настройку.

Для восстановления значений параметров "по умолчанию" следует нажать одновременно кнопки SB1 и SB2, после чего, удерживая их в таком положении, включить питание устройства. Это действие надо обязательно выполнить при установке в схему вновь прошитого микроконтроллера.

Настроенные параметры сохраняются при выключенном питании устройства.

[Павел Бахтинов]

Предусмотрена возможность подключения автогида на ФЭУ с аналоговым выходом (http://astrophoto.chat.ru/guider.htm), для чего используется разъем XS1, а также дополнительный переключатель (на схеме не показан), служащий для включения режима гидирования. Если подключение аналогового автогида не планируется, разъем XS1 можно не устанавливать, но резисторы R4, R5 - нужны.

Для подключения автогидов с импульсным (логическим) выходом служит разъем XS2. Могут быть подключены различные автогиды, имеющие на выходе активный низкий уровень. Во многих случаях для этого достаточно установить подходящий разъем, выводы которого соединить с соответствующими выводами XS2. Аналогичным образом может быть подключен "Телевизионный автогид" (https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,11139.0.html), для которого нужно лишь изготовить соединительный кабель.

К разъему XS2 может быть подключен также автогид, функционирующий на базе компьютера, например, ProGuider. Такое подключение желательно осуществлять через устройство сопряжения, обеспечивающее электрическую развязку, например, через блок URB. Прямое соединение разъема XS2 с LPT-портом компьютера, хотя и возможно, но нежелательно, поскольку при этом велик риск повреждения устройства в случае случайного нарушения заземления компьютера (особенно, если используется не ноутбук, а настольный компьютер). В подобных случаях можно использовать также схему сопряжения с оптронной развязкой, приведенную на рисунке. Переключатель SA1 на этой схеме обеспечивает принудительное отключение автогида, независимо от того, включен ли компьютер, и запущена ли программа автогидирования. Для выдачи управляющих сигналов задействованы четыре старших разряда данных LPT-порта (показана их нумерация в стандартном разъеме DB25), настройками программы ProGuider следует установить для них активный уровень - высокий.

[Павел Бахтинов]

Управление с помощью всего лишь четырех чувствительных к силе нажатия кнопок, при отсутствии переключателя скоростей, на мой взгляд, весьма удобно и "интуитивно понятно". Однако приобретение или самостоятельное изготовление подходящих для этого кнопок может оказаться затруднительным.

Испробовав несколько способов изготовления кнопок с состоянием "полунажатия", я все же нашел простой и приемлемый по качеству вариант. Он основан на доработке распространенных кнопок типа КМ2 (КМД2).
Кнопку (рис.1) надо разобрать, высверлив скрепляющие ее заклепки. Затем в бронзовой плоской пружине нужно сделать дополнительную прорезь, примерно такую, как показано на рис.2. Получившийся "флажок" надо немного отогнуть, с таким расчетом, чтобы при нажатии на толкатель срабатывал сначала один "микрик", а затем другой (рис.3). Для сборки кнопки вместо заклепок можно использовать подходящие винты М2 с гайками, "микрики" при сборке желательно перевернуть на 180гр. относительно их исходного положения (см. рис.4), так они с надрезанной пружиной работают лучше.
При правильно подобранном изгибе пружины второе срабатывание происходит при существенно большем, чем первое, но не чрезмерном усилии, причем эти положения разделены достаточно заметным на ощупь ходом штока. Это позволяет практически гарантировать от непреднамеренного включения режима наведения и даже отказаться от блокировочного переключателя SA1.

[Павел Бахтинов]

1. Размер платы?

Разводку печатной платы я не делал, так что на ваше усмотрение. Макетный вариант был у меня что-то вроде 100х50мм.

2. ZQ1   5 МГц - это что?

Кварцевый резонатор.

3.

Такое подключение желательно осуществлять через устройство сопряжения, обеспечивающее электрическую развязку, например, через блок URB.

USB ?

Я имел в виду именно URB (http://www.astronica.ru/index.php?id=139).

4. Какие двигатели рекомендуете из тех что продают в "Чип и Дип" ?

Возможно, что и никакие (у них там очень ограниченный выбор). Все зависит от того, какая у Вас монтировка.

1. В микросхемах как аналог указан PIC16F876A - PIC16F876A-I/SP это то же самое?

Да. "I/SP" может относиться к любому из перечисленных контроллеров ("SP" - DIP-корпус, "I" - температурный диапазон от -40^оС).

2. Допускается ли замена резисторов 2.2 на 2.4 и 10 на 11 ?

2.2 на 2.4 и 10 на 11 Допускается 
Но в следующий раз пишите, пожалуйста, с позиционным обозначением и с единицами измерения, а то еле догадался 

А есть фото печатной платы сего устройства?

Печатной платы, как таковой, не делал. Нашел вот старый снимок "макетки" самого первого экземпляра.

[Павел Бахтинов]

Прошивка делается под конкретные параметры механики, т.к. содержит константы, зависимые от передаточных отношений редукторов, максимальных скоростей ШД и т.п. Исходники и приспособу полуавтоматической для генерации констант выложу на следующей неделе (после возвращения из поездки в Москву). Если кто сам не разберется - обращайтесь ко мне, пересчитаю по вашим данным и вышлю готовую прошивку.

... есть ли в Самаре места аналогичные Митинскому рынку в Москве?...

Не обратил сразу внимание, что Вы из Самары. Тогда нам проще созвониться и встретиться - обсудим все вопросы. Напишите мне в личку свои координаты.

[Павел Бахтинов]

Нужен программатор.

[Павел Бахтинов]

Юра, спасибо за рекламу  


Извиняюсь за задержку с исходниками. Причина ее в том, что "генератор констант" потребовал более серьезной доработки, чем казалось (чтобы им мог пользоваться не только автор ).

Итак, выкладываю... Исходники в архиве s2d_source.zip, для расчета констант служит Excel-овский файл s2d_tab.xls (инструкции внутри файла).
Там забит некий абстрактный пример с червячными парами 1:300 на полярной оси и 1:240 на оси склонений. Промежуточные редукторы по 1:15, движки подразумеваются ДШИ200-1 или им подобные. Максимальная скорость задана 120х (от скорости часового ведения), что требует в данном примере раскрутки движков до 4000-5000 четвертьшагов/сек (обычно это обеспечивается ДШИ200-1 с некоторым запасом). В случае же применения маломощных движков ("дисководных" и т.п.) следует ограничивать скорости наведения меньшими величинами (не более 2000-3000чш/с), да и крутящий момент у них будет меньше (т.е. может потребоваться еще и передаточные отношения редукторов увеличить).

27.11.2009: Добавлена вторая версия исходников и утилитки расчета констант (s2d_source_&_tab_xls-2.zip) - в ней появилась поддержка высокочастотных кварцев и исправлены мелкие ошибки.

17.01.2013: Наиболее свежая из опубликованных на сегодняшний день версий прошивки находится здесь: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,23674.msg2260981.html#msg2260981

[Павел Бахтинов]

имеется ли возможность в данной схеме управления использовать передаточный механизм "винт-гайка" или механизм "Гамона". Если применить автогид, то решение как бы имеется, но вот без него..

Сама по себе схема может работать с винтовым механизмом практически без изменений (может потребоваться дополнить ее лишь датчиком начала винта). А вот зашитую в контроллере микропрограмму придется для винтового привода (полярной оси) довольно серьезно переделывать, чтобы она смогла компенсировать нелинейность передаточной характеристики винтового механизма. Что касается Гамона, в котором компенсация нелинейности "зашита" в геометрической форме его кулачка, то здесь схема и микропрограмма могут быть применены без переделок. Также не нужны изменения программы и в винтовом механизме оси склонений, где точная установка скоростей необязательна.

[Павел Бахтинов]

1.  Насколько сложно переделать "зашитую" в контроллере микропрограмму? Т.к. сделать винтовой механизм в домашних условиях легче, чем мех-м Гамона.

Для человека, имеющего опыт программирования МК, таких уж больших сложностей тут нет (мне пока видится только один принципиальный вопрос: достаточно ли будет в данном случае жесткого табличного задания коррекции неравномерности скорости винта, или здесь нужно предусматривать режим "обучения" - по типу тренировки PEC?). Тем не менее, это отдельный проект, заниматься которым сейчас лично я не имею возможности. Если кто-нибудь напишет такую микропрограмму - буду только рад.

2.  Будет-ли такая система (с винтовым механизмом) работать, без переделки микропрограммы, с автогидирующим устройством (как я понимаю, в этом случае, сигнал коррекции должен выдавать автогидирующий элемент)?

Да, будет, если потребное отклонение скорости от номинала не превысит 50%. Правда, для обычного автогида (с импульсным выходом) качество регулирования несколько снизится (из-за более частых коррекций ухудшится статистика ошибок). Автогид с аналоговым выходом (наподобие моего старого гида на ФЭУ) будет работать без потери качества, но таких автогидов сейчас практически нет...

"Дудка" мягко говоря не из лёгких, поэтому и движки хотелось бы соответствуюшие использовать. Особенно учитывая то, что для корекций по склонению будет использоваться механизм винт-гайка с предварительным натяжением, который требует значительных крутящих моментов.

По-хорошему, выбирая движки для серьезной монтировки, лучше действовать не "методом тыка", а провести хотя бы прикидочный расчет. Для этого нужно каким-либо способом измерить фактический крутящий момент, потребный для вращения червячного винта (винтовой пары) монтировки. Момент, развиваемый ШД, можно узнать из его паспортных данных; если же паспорта на него нет, то приближенно оценить исходя из справочных данных его аналогов (если номинальный ток ШД больше тока, выдаваемого схемой управления, нужно ввести соответствующую поправку), либо измерить опытным путем. Зная оба момента (и учитывая еще падение момента ШД с ростом скорости), можно определить минимально возможное передаточное отношение промежуточного редуктора, а отсюда - максимальную скорость в режиме наведения. Если полученная величина окажется слишком малой для решения поставленной задачи, то придется подумать о выборе более мощного движка (либо другой схемы управления, обеспечивающей больший ток).

В проекте S2D.ASM у вас есть строка:  ";#define Unipolar ;для использования SLA7024 - раскомментировать" которая вероятно нужна для использования униполярных двигателей.

Для подключения униполярных ШД есть две возможности.
1) Подключение к приведенной выше схеме на L6219. Многие униполярные ШД (шестивыводные, у которых отсутствует внутреннее соединение средних точек обмоток) могут быть включены также и по биполярной схеме, для этого подсоединяют лишь концы обмоток, а средние точки оставляют неподключенными. Правда, при этом характеристики движка меняются: крутящий момент при заданном токе растет, а быстродействие снижается (из-за роста индуктивности обмоток).
2) Для случая, когда первый вариант по каким-либо причинам неприемлем, мною разработан еще один вариант схемы - на драйверах SLA7024 (или их модификациях SLA7027, SLA7026) специально для униполярных двигателей. Именно для поддержки этого варианта и служит упомянутая строка в исходнике (#define Unipolar). Эта схема будет приведена ниже, но она не была мною опробована, поэтому полной гарантии ее работоспособности нет.

Можно ли использовать одновременно два разных типа двигателей с вашей прошивкой?

В смысле, одна половинка схемы собрана на L6219, а другая - на SLA7024? Нет, опубликованный вариант этого не предусматривает. Впрочем, такая доработка несложна, это я могу сделать (опять-таки без опробования и без гарантии работоспособности).

В общем пока есть два двигуна от какой-то копировальной техники. Парень, который их оттуда снимал, говорит что крутятся очень быстро (более 1000 об./мин.) и имеют большой момент (руками не остановить).
1) Тот что на фотографии, биполярный
    SPH-54AB-072
    Volt: 3V
    Coil: 2,3 Om
    Deg/step: 1,8

2) Аналогичен первому но покороче, униполярный
    SHT-53D101
    Volt: 5V
    Current: 0,8A
    Deg/step: 1,8
Подойдут ли указанные двигатели под вашу схему (учитывая ответ на третий вопрос), или придётся поискать чтото другое?

Скорее всего, к вышеприведенной схеме на L6219 могут быть подключены оба движка - как биполярный, так и униполярный (если он шестивыводный и средние точки его обмоток не соединены). Однако, номинальные токи обмоток этих двигателей 1.3А и 0.8А соответственно, а схема на L6219, как было указано выше, обеспечивает лишь ток 0.5А. То есть двигатели будут задействованы не на полную мощность; их моменты и максимальные скорости будут существенно ниже, чем в той технике, откуда они выломаны. То же самое можно сказать и о ДШИ200 (номинальный ток 1.5А); все-таки схема делалась для монтировок среднего размера (где крутящие моменты подобных движков даже избыточны), в вашем же случае недостаток крутящего момента может оказаться критичным.

В этом плане вариант схемы на SLA7024 предпочтителен, т.к. он обеспечивает большие токи (см. ниже). Однако к нему может быть подключен только униполярный движок, а биполярный - нет.

Примечание.
Вообще-то, максимально допустимый ток обмоток для L6219 - 750мА. У меня для надежности указан меньший максимальный ток - 500мА (с учетом того еще, что на любительских платах теплоотвод от выводов микросхем обычно не очень хороший), и этот вариант реально испытан. При необходимости можно осторожно (контролируя нагрев микросхем) подобраться поближе к пределу (750мА).

Если подойдут, то какие драйверы можно применить для питания этих двигателей.

В принципе, применить можно много чего, но реально у меня имеются только два варианта - L6219 и SLA702x (да и то, второй - лишь на бумаге).

[Павел Бахтинов]

Принципиальная схема для униполярных двигателей приведена на рисунке.

DD1        PIC16F873A-I/SP (замены: PIC16F876A, PIC16F873-20, PIC16F876-20)
DA1        7805
DA2, DA3    SLA7024M (SLA7027MU, SLA7026M)

HL1        L-132XID (или любой красный)
HL2        L-132XGD (или любой зеленый)

VD1-VD4    КД522
VD5-VD12   P6KE82A (P6KE68A)

ZQ1        5 МГц

C1         0.1 мкФ
C2,C3      22 пФ
C4         0.1 мкФ
C5         10 мкФ
C6,C7      0.1 мкФ
C8         10 мкФ
C9-C12     470 пФ
C13,C14    100 мкФ
C15,C16    0.1 мкФ
C17-C20    2200 пФ

R1         16 кОм *
R2         10 кОм *
R3         10 кОм
R4         27 кОм
R5         10 кОм
R6         10 Ом
R7         2.2 кОм
R8         10 кОм
R9-R14     10 кОм
R15-R18    47 кОм
R19-R22    1.6 кОм
R23-R26    1 Ом **
R27-R30    2.4 кОм
R31,R32    1.5 кОм
R33,R34    750 Ом
R35,R36    100 Ом

* подбирается исходя из желаемой яркости светодиода

** для ШД с допустимым током обмотки не менее 850мА

-------------

Отличия данной схемы от ранее опубликованного варианта на L6219.
1) Максимально допустимый ток обмоток ШД для микросхем SLA7024M - 1.5А, SLA7027MU - 1А, SLA7026M - 3А. Для обеспечения высокой надежности желательно не превышать 70-80% от указанных значений.
2) Сопротивление Rs токоизмерительных резисторов (R23-R26) считается по-другому:
Rs = 0,83В / Iобм
Мощность этих резисторов должна выбираться не менее, чем Prs = 0,83В * Iобм.
3) В случае питания драйверов DA2, DA3 от отдельного источника повышенного напряжения (до 45В) следует учитывать, что номинальное напряжение ограничения супрессоров VD5-VD12 должно не менее чем вдвое превышать выбранное напряжение питания драйверов (лучше с запасом), оставаясь при этом не более 100В.
4) Для отключения экономичного режима (1,5-кратного снижения тока обмоток на низких скоростях) следует удалить резисторы R31, R32, а сопротивление резисторов R33, R34 снизить до 510 Ом.

Внимание! В показанный здесь первоначальный вариант схемы в дальнейшем вносились изменения (см. здесь).

[Павел Бахтинов]

Павел, огромное спасибо за разработку и за доработку под драйвер SLA7024M!
Я заказал печатные платы и к 1 марта обещали выдать наруки. Если ничего непредвиденного не случится, то в первых числах марта доложу о результатах испытания с  драйвером SLA7024M.

Всегда пожалуйста 
С интересом жду результата, если что-то не будет получаться - пишите, разберемся.

Попробовал я таким образом свои униполярные к L6219 подключить, так они такой кошмарный звук стали издавать, шо ужос просто.

Это у Вас какие-то неправильные пчелы движки 
Я много раз подключал таким образом двигатели разных типов - проблем не возникало. Вторая мысль (использовать лишь одну полуобмотку) мне тоже приходила в голову, но вот опробовать ее на практике руки у меня пока не дошли...

[Павел Бахтинов]

SB1:1 - это выключатель "первого щелчка" или второго? (я так понял по схеме, что первого)

Да, первого.

Т.к. у нас нет в продаже 873, а только 876A контроллеры, то я скачал файл PIC16F876A и в исходнике заменил строки вначале с 873 на соответствующие 876А.

В этом нет необходимости. Данная программа для F873 точно так же прошьется и будет работать и в F876 контроллере (только в программаторе нужно, конечно, установить фактически используемый тип).

В настройке входов АЦП (где стоит 16F873!!!) ничего не изменял.

И не надо там ничего менять. Это я для себя пометил, на случай использования этого куска кода в каких-нибудь других устройствах (имелось в виду различие между F87x и F7x, а не между F873 и F876).

Сохранил соответствующий лист, переименовал, перекомпилировал, прошил. Кстати, прошить удалось только WinPic800, Понипрог шьет только первые 2 байта и не более

У меня тоже было нечто похожее. Кажется, Пони вообще не умеет правильно работать с PIC16F87xA (работает только с F87х без буквы "A"). Я тоже пользуюсь WinPic800.

Прошитый чип вставляю в схему. Подаю питание, начинает работать ШД. При нажатии SB1:1 (я распайку сделал в предположении, что это выключатель первого щелчка) ШД ускоряется и достигнув максимума крутит ШД. Нажатие до второго щелчка ничего не дает. Нажатие на SB2:1 до первого щелчка не приостанавливает вращение на 50% от зв. скорости, а начинает ускоенно крутиться в обратном направлении. Нажатие до второго щелчка ничего не дает также. Поменял "столбцы" тумблеров относительно SA1 - эффект тот же.
Если разомкнуть тумблер SA1, то скорость падает в 2 раза (на глаз) по сравнению с замкнутым SA1, причем, ни один из тумблеров SB не нажат.

Да, схема работает неправильно. Впечатление такое, будто "залипли" контакты одной из кнопок (паразитное замыкание на плате и т.п.). Проверьте уровни напряжения на "кнопочных" входах контроллера (выв. 6, 7, 17, 18, 27, 28) - при отпущенных кнопках там должны быть все лог.единицы.

Кстати, Павел, а что произойдет, если свежепрошитый контроллер вставить в плату и сразу пустить в работу (без вышеописанной процедуры установки значений по умолчанию)?

Ничего страшного не произойдет. В зависимости от фактического содержания нестертой памяти, движок склонения может "гулять" в довольно широких пределах (как бы выбирая очень большой люфт), движок RA может не ускоряться, а только гидировать...
Установку по умолчанию не строго обязательно выполнять именно в 1-м включении, можно это сделать и позже.

Может опишите последовательность действий (начиная с момента первой подачи питания), положение переключателей SA1 и SA2 в этот момент, чтобы можно было повторить пошагово и убедиться в правильности своих дествий

Не совсем понял, что здесь описывать пошагово. Устройство должно начать правильно работать при любом исходном положении этих переключателей. Думаю, в данном случае, причину неисправности стоит сначала поискать в электрической схеме, а не в программной логике.

[Павел Бахтинов]

В режиме ведения двигатель ведет нормально, шуршит тихонько, потом в какой-то точке может остановиться и начинает "цикать".
В режим наведения разгоняется с любой точки, в том числе и с места замирания. Крутит без заеданий.

Очевидно, для данной механики, движку не хватает крутящего момента. Чтобы поднять момент, нужно увеличить ток обмоток (сейчас в режиме часового ведения он получился раза в два меньше номинала).
Во-первых, если ШД с 35-омными обмотками рассчитан на питание от постоянного напряжения 5В, можно смело уменьшить сопротивление токозадающих резисторов до 3.5 Ом.
Во-вторых, рекомендую заблокировать "энергосберегающую" цепь VR, как это было описано выше - удалив резисторы R15, R16 (эта цепь нужна лишь для питания мощных ШД от аккумулятора).

Павел, один вопрос по содержимому файла S2D_TAB.xls.
В тех столбцах, где есть ограничение <65535 лучше, чтобы значение как можно ближе подходило к этому значению или наоборот? На что они влияют? (То, что они относятся к разгону/торможению я понял. Больше ни на что?)

Лучше - ближе к 65535. Влияет также и на часовое ведение (ячейка Е18 листа "Расчет_RA"), а следовательно - на погрешность делителя. Но на практике, приемлемая погрешность обычно обеспечивается с огромным запасом, так что это влияние довольно некритично.

[Павел Бахтинов]

По просьбе моего знакомого с этого форума взялся собрать и отладить данную схему управления шаговыми двигателями, но т.к. с монтировками еще ни разу в жизни дела не имел , поэтому по ходу разработки конструкции возникли вопросы:
1. Где лучше разместить основную плату контроллера (на самой монтировке, вблизи двигателей или на штативе), и как она должна крепиться (просто висеть на проводах, лежать, привинчиваться наглухо/съемно)?

Если монтировка самодельная, имеет смысл попытаться внутрь ее корпуса плату запихнуть, если же электромеханика используется готовая - удобнее, наверное, снаружи... А вообще, это вопрос к заказчику - пусть он Вам ТЗ напишет .

2. Какие лучше применить разъемы...
Имеетя ввиду какие по степени защищенности, надежности, прочности и.т.д, (можно примеры).

С разъемами сейчас плохо... Если всерьез выбирать по нормам для полевых условий, в которых астрооборудование эксплуатируется (обильная роса, отрицательные температуры и т.д.), то каждый разъем по нынешним ценам выйдет дороже всех остальных компонентов, вместе взятых . Поэтому даже известные производители любительского астрооборудования часто используют не особо подходящие для этого разъемы серий D-sub, RJ (последние - для пультов и несиловых кабелей управления), и т.п. Сам я предпочитаю на единичные экземпляры самодельных устройств ставить советские разъемы серий РС и РМ (2РМТ, 2РМД...), снятые со старого оборудования (новые сейчас дороги) - даже отработав свои несколько десятилетий, они часто остаются в приличном состоянии и по надежности далеко превосходят любой китайский ширпотреб.

...разъемы ... двигателей и нужны ли они вообще если контроллер будет жестко крепиться к монтировке в непосредственной близости от ШД;

Если есть возможность припаять движок напрямую, без разъема, то лучше так и сделать. Если это неудобно в эксплуатации (опять - вопрос к заказчику), значит, ставить разъем с надежным контактом (лучше - завинчивающийся). В любом случае желательно, чтобы длина кабеля от драйверов к движкам не превышала 1м.

3. на какой из поверхностей на коробочке контроллера удобнее разместить эти все разъемы (с торца сверху/снизу, сбоку, на широкой грани).

Тоже - к заказчику.

4.. Какова может быть максимальная длина провода от LPT порта до развязывающих оптопар чтобы небыло сбоев в передаче данных? Компьютер предполагается оставлять в отапливаемом помещении, поэтому есть желание длину провода увеличить до 5 метров и более, если есть возможность.

Попробуйте, думаю, с кабелем длиной  5-10 метров сбоев не будет.

5.. Вопрос специалистам: можно ли для отвода тепла от корпусов микросхем драйверов ШД установить на них (через теплопроводящую пасту) радиатор, эффективно ли он будет работать?

У этих микросхем штатный способ теплоотвода - через выводы на плату. Если, как я рекомендовал в начале темы, не устанавливать ток обмоток ШД более, чем 0.5А, то с Вашим вариантом разводки не вижу необходимости в дополнительном теплоотводе. Для пущей надежности можно пожертвовать еще одну перемычку (на цепь, идущую к выв.20 нижнего драйвера), замкнуть полигон у выводов 6, 7 и немного увеличить вертикальный габарит платы, чтобы нарастить площадь полигона.

[Павел Бахтинов]

что такое : "Коэфф. деления предварительного делителя частоты полярной оси." ?

Это внутренний параметр микроконтроллера. Обычно - единица. Другие значения (2, 4, 8 ) имеет смысл ставить только в том случае, если рассчитываемые константы (те, которые в зеленых ячейках) не укладываются в указанные для них диапазоны.

какое передаточное соотношение червячных пар на EQ3-2? Или как его можно измерить точно.

Что там на EQ3 - не знаю. Измерить точно - проще всего разобрав и подсчитав зубья .

[Павел Бахтинов]

Двигатели вот такие примерно

Параметры движков какие-нибудь известны? Сколько шагов на оборот, хотя бы?