Tribulaciones para motores de 5 fases Berger-Lahr
Todo empezó sobre 2004... Compré una mesa Scheneeberger dotada de dos motores Berger-Lahr procedente de la antigua fábrica de contadores de Sevilla pero... de cinco fases y diez cables; algo inusual para mis conocimientos de los motores paso a paso. Aparte, no incluía los drivers.
Anteriormente, ya había movido motores paso a paso procedentes de tragaperras con el ZX Spectrum al que había conectado dos Z-80 PIO. También tenía experiencia con la PIA 8255 conectada a un ZX-81.
Con un PC, había realizado un montaje con 8255 y movía un motor paso a paso unipolar con ayuda de transistores TIP120 y similares. Luego, compré una placa ISA con dos 8255 y un 8253 de la marca Decision Computer. Gracias a ésta, logré mover el motor mediante programas en BASIC, ya que en ensamblador no me aclaraba. Posteriormente pasé a transformar el motor unipolar en bipolar y moverlo mediante integrados dedicados del tipo SAA1027 y SAA1042. Los complementaba con transistores Darlington de potencia para manejar más potencia.
Pero una vez con esta mesa motorizada, ¿como moverla? Y ahí empezó el devenir en Internet en un tema tan críptico como este tipo de motores. Que si no sé qué Jones, que si PIC pero no decía cómo...
En primer lugar, había que conseguir información de la mesa y el esquema de los motores. No fue difícil conseguir ambos (
https://www.se.com/ww/en/download/document/00017241800/). Pero sí costó algo más de trabajo hallar la secuencia de activación de las bobinas para cinco bobinas con dos cables cada una. Por supuesto que existía una secuencia para otra disposición que era era en pentágono, pero la había desechado, porque no casaba con los conocimientos míos de entonces.
Buscando por la red y con mi placa ISA de Decision Computer, apareció un enlace que empleaba ATMEL (aunque un inferior en patillaje) y un programa BASIC incrustado en él que recibía las órdenes desde el PC y comunicaba los resultados de los movimientos a los motores mediante amplificadores de señal, y usé para ello el L298. El Atmel que escogí era el 90S8515, muy en boga entonces. Empleaba una placa Funcard para programarlo a través del puerto paralelo. El montaje del ATMEL, lo realicé en un circuito impreso sacado de internet de un italiano, pero que adolecía de un fallo de diseño, fallo que se lo comuniqué y no hizo nada por modificarlo, aunque yo sí lo corregí.
Hasta aquí, mis experimentos para mover esta mesa iban por realizar un programa en BASIC, corriendo sobre un 386 y:
Placa ISA 8255/8253-> Atmel 90S8515 con secuencia de movimientos incrustada mediante AVR Basic-> L298 (diodos Schottky y resistencias bobinadas)-> bobinas de los motores. (una fuente de alimentación de PC para cada motor)
No obstante, usaba cada parte del L298 (consta de dos circuitos iguales cada integrado) para mover cada bobina de las cinco (un poco apurado de intensidad), una resistencia bobinada de (no recuerdo ahora el valor) y unos diodos Schottky.
Al chip ATMEL 90S8515 (ya que necesitaba muchas entradas y salidas y era lo más corriente entonces)le añadí algunos LED bipolares para ayudar a depurar el programa AVR-Basic; aparte de que intentaba simular un L297 con sus señales de activación e inhibición, para lo cuál, tenía también señales de entrada.
Y ahí siguió su curso el montaje, cambiando el programa AVR-Basic para mejorarlo. También compilé el programa Basic del ordenador, observando lo bien que respondía; aunque había un eje que fallaba algo y observé que me había equivocado en el cableado de un L298 (todo el cableado fue realizado a mano).
Desanimado, pensé en realizar un montaje "chopper" con L6506 y L298 en paralelo (empleando los dos circuitos de L298 para cada bobina, uniéndolos para que trabajasen en paralelo). Empleaba resistencias de película metálica. Y así...
Llegamos al año 2018 sin haber avanzado nada, salvo haber realizado acopio de materiales. Aquello olía a muerto, así que me animé a hacer el montaje con el L6506 (uno por cada dos bobinas), una placa de Aliexpress L298 convenientemente modificada para trabajar conectadas en paralelo las dos porciones del L298 (doble de potencia manejable) para cada bobina (cinco por cada motor) y dos resistencias de película metálica de 1 ohmio que estaban conectadas a su salida y a su vez mandaban señal al integrado L6506. Este integrado limitaba la salida a 2 amperios en cada bobinado mediante la elección de estas resistencias bobinadas y un potenciómetro ajustable en cada patilla de regulación.
Pero la placa ISA se quedó obsoleta y ya no tenía ninguna utilidad, así que realicé algún montaje con circuitos de Aliexpress para probar los motores:
Placa Aliexpress generadora impulsos y dirección-> Atmel 90S8515 con AVR basic incrustado-> L6506 (uno cada dos bobinas)/L298 "paralelizado" diodos Schottky.
No obstante, me pasé a MACH3 y salida por puerto paralelo a una placa intermedia (breakout). Pero los motores no tenían potencia suficiente para mover la mesa ni con fuente de 24 V ni con más voltaje. También volví a la placa generadora de impulsos, pero nada, poca potencia.
Pero en la búsqueda por internet, un día apareció un integrado dedicado para motores de cinco fases, barato y asequible: PMM8714PT. Es una copia del Toshiba que dejó de fabricarse cuando empecé con estos motores y que me fue imposible conseguir a pesar de las múltiples llamadas por teléfono.
Gracias a este integrado, pude deshacerme del Atmel y entonces el montaje quedaba simplificado a PMM8714-> L6506 (uno cada dos bobinas)/L298 "paralelizado" diodos Schottky. Pero a pesar de todo, los motores no se movían con la potencia deseada.
Así las cosas, me decidí a realizar un montaje con un integrado más potente:L6203. Gracia a un amigo, me realizó el diseño de una placa PCB que me enviaron de China al poco tiempo. Pero el resultado fue nefasto, pues uno de los integrados empezó a echar humo y eso que comprobé los montajes uno a uno con osciloscopio y una resistencia de carga de dos ohmios. Me pareció que estos L62013 era falsos.
Entonces el montaje era: Mach3 o integrado generador de impulsos y dirección-> L6506/L6203-> bobina de motores.
Pero ya, a punto de abandonar, encontré una página en la que revivían viejos CNC Enco:
https://emcocncretrofits.fandom.com/wiki/Koneistaja%27s_VMC100_retrofit. Empleaba drivers Vexta (Oriental Motor) UDK5128 conectando los motores en pentágono. De la figura (
https://vignette.wikia.nocookie.net/emcocncretrofits/images/4/49/VMC100_KU_v101_page1.gif/revision/latest?cb=20120910202308) saqué la disposición que emplearon (
https://emcocncretrofits.fandom.com/wiki/Vexta_5-phase_Connections). Después consulté otras páginas:
https://nastelroy.wordpress.com/2008/09/03/5-phase-5-wire-penta-connected-stepping-motor/Además de:
https://www.orientalmotorforum.com/viewtopic.php?t=609&__cf_chl_jschl_tk__=bb67649463998f60699b646a911313e95e71553a-1588582172-0-AU5GEJYkO0zaAixnpn4a0lvMMiFdFh9OUMB81ZE5x10wvMGvgFWowibGccyj0GUsRLJZb98nhUk7Tz2pE_Fx-FxYfOcqcaoqzAI2SlYYHqEW2F_6IBHq14QLbRgCCRqldH6oJgXE2THLhaAnrDpVZ6eVBTmpykvOy2n68xmgw3M9-jc6T09jqRs-IKG-aboP5Z9AWA5Cf9HSnDYO0g1YFsuiyBHQKJCHddXvCmZWgPje6p5cYb1QknvCGpk7tpbDFLhmYIxupiKXNLQS2YVOTukK_lx-I6BwgFgMKK3jmFPTY:
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=2ahUKEwiro9j7-pnpAhULcBQKHVjXAlQQFjAAegQIAhAC&url=http%3A%2F%2Fwww.nph.hk%2Fimage%2Fdata%2FBCDC5030%2520MANUAL.pdf&usg=AOvVaw2WAmSgVKZn-muVxw67mGl_ (página 3)
Y viendo que existía una solución factible para mis motores de cinco fases y mesa motorizada, empecé a buscar por AliExpress y cuál fue mi sorpresa que encontré unos baratos que podía servir:
https://es.aliexpress.com/item/33007849028.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.4aee54c0dWEsHn&algo_pvid=2b98857a-026a-460a-9b77-e9cfa196a78c&algo_expid=2b98857a-026a-460a-9b77-e9cfa196a78c-5&btsid=0ab6fb8315885824560476626e9be9&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_Del que incluso puede extraerse el manual (
http://www.szruitech.com/Support-tsrj.html?spm=a2g0o.detail.1000023.2.f4166501UkH1LK)
Con este esquema del motor (
https://download.schneider-electric.com/files?p_enDocType=User+guide&p_File_Name=5-pha-sm.pdf&p_Doc_Ref=00017241800) y la secuencia de conexión para pentágono: (Las letras mayúsculas corresponden a las salidas del driver:
A-> 3+8
B-> 4+9
C-> 5+0
D-> 6+1
E-> 2+7
El signo + significa que hay que unir esos dos terminales del motor a cada salida del driver. Y así ¡funciona!; después de 14 años buscando una solución. Cada bobina la programé primero a 2A y luego a 2,5 A.
