Allgemeines:

Der 5-Phasen-Schrittmotortreiber dient zur direkten Ansteuerung eines 5-Phasen-Schrittmotors. Er wird standardmäßig an den Schrittmotor RDM 566/50 H (Fa. Berger) angepasst.

Der Motor wird in 5-Eck-Schaltung bipolar mit Konstantstrom betrieben. Die Ansteuerung arbeitet normalerweise im Halbschrittbetrieb, kann jedoch durch ein externes Signal oder durch eine interne Brücke auf Vollschritt umgeschaltet werden.

Zum Betrieb ist lediglich eine ungeregelte Gleichspannung von 60V erforderlich.

Die Versorgungsspannung für die interne Logik wird mit einem, auf der Karte vorhandenem, Schaltregler hergestellt.

Die Abmessungen entsprechen denen einer Europakarte mit 12 TE (ca. 55mm) erforderlicher Einbaubreite.

Funktionsbeschreibung:

Alle Eingangssignale werden zunächst dem Pegelumsetzer zugeführt. Hier werden die Signale mit einer definierten Schaltschwelle verglichen und eventuell vorhandene Hochfrequenzstörungen ausgefiltert. Mit dem Eingangstaktsignal wird ein Vor-/Rückwärtszähler (Modulo 20) weitergezählt. Die Zählrichtung wird durch das anliegende Richtungssignal definiert.

Mit dem Eingangssignal "Reset" kann der Zähler in eine definierte Ausgangsstellung (und damit der Schrittmotor in einen definierten Erregungszustand) gebracht werden. Der Zählerstand wird 2 ROM´s zugeführt, die eine entsprechende Motorerregung für den Leistungsteil decodieren. Der Leistungsteil besteht aus 5 Push-Pull Treibern, die mit je einem Stromregler dem Schrittmotor einen Konstantstrom zur Verfügung stellen (Chopperprinzip). Im Stillstand wird der Motorstrom reduziert.

Motoranschluss, Kabellänge:

Der Motoranschluss sollte mit einem Kabel 5 x 2 x 0,5 mm² ausgeführt werden. Das Kabel muss abgeschirmt sein. Der Schirm wird beidseitig mit Masse verbunden (Klemmen 30-32 am Treiber).

Werden im Motorkabel auch Signalleitungen geführt, ist ein BES Spezialkabel mit Mehrfachabschirmung erforderlich.

Die maximale Kabellänge beträgt 100m.

Eingangsschaltung:

Die Eingangsschaltung ermöglicht es, den Treiber an unterschiedliche Steuerungen anzuschliessen. An den Eingängen für Drehrichtung, Takt und Halb-/Vollschritt sind "Pull up"-Widerstände eingebaut. Die übergeordnete Steuerung kann deshalb offene Kollektor-Ausgänge haben (z.B. der Transistor eines Optokopplers).

Es ist auch möglich, dass die übergeordnete Steuerung einen Strom in den Eingang hineintreibt. Diese Methode darf bis zu einer Quellspannung von 12V ohne weitere Maßnahmen angewandt werden. Über 12V muss der eingespeiste Strom extern auf 10mA begrenzt werden. Das Durchschalten nach GND sollte möglichst niederohmig erfolgen, damit die Schaltschwelle für "LOW" (2,4V) nicht überschritten wird. An allen Eingängen sind Filterschaltungen zur Unterdrückung hochfrequenter Störungen vorhanden. Die Zeitkonstanten betragen:

Eingang    "RESET"    50ms

Eingang    "R/L"         1,1µs

Eingang    "Takt"       1,65µs

Eingang    "H/V"       2,35µs

Die Eingänge "Reset" und "H/V" sollten nur während des Stillstandes geschaltet werden. Da die Zeitkonstante am Eingang "Takt" etwas länger ist als am Eingang "R/L" dürfen Takt und Drehrichtung gleichzeitig angelegt werden. Wird jedoch die Drehrichtung erst nach dem 1.Taktsignal angelegt, kann es zu einer Positionierung in die falsche Richtung kommen. Die gefilterten Signale "Takt, H/V und R/L" werden den Komperatoren zugeführt und dort mit einer Referenzspannung verglichen. Dadurch ergeben sich die definierten Schaltschwellen für:

"LOW"    <    2,4V

"HIGH"    >    2,6V

Signalpolarität:                        

Eingang Halbschritt/Vollschritt (H/V):

Bei offenem Eingang oder "HIGH"-Signal läuft der Motor im Halbschrittbetrieb (1000 Schritte/U). Bei "LOW"-Signal wird er umgeschaltet auf Vollschritt (500 Schritte/U).

Umkehrung der Signalrichtung:

Bei Auslieferung haben die Signale die oben genannte Polarität. Es wird nicht empfohlen, diese Polarität zu ändern, damit es bei einem Austausch der Karte nicht zu Schwierigkeiten kommt. Sollte im Einzelfall doch eine Änderung erforderlich sein, ist dies durch Lötbrücken auf der Karte möglich. Dazu sind 3 Segmentgruppen (s. Bild) vorhanden. Bei der Auslieferung sind die Segmente 1-2 miteinander verbunden. Zur Umkehrung muß diese Verbindung entfernt werden und dafür eine Verbindung zwischen Segment 2 und 3 eingelötet werden. In der Abbildung ist die linke Segmentgruppe für den Takt, die mittlere für Halb-/Vollschritt und die rechte für die Drehrichtung.