manual smc-u pro v5.20

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SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAO

GUIA DE UTILIZAO DA CONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR

SMC-U-PRO V 5.20

PGINA 1

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO

CARACTERSTICAS OPERACIONAISTenso de Alimentao : Entrada de Alimentao : Tipo de Motores : Tenso dos Motores : Corrente Por Fase : Potencia Mxima por Fase : Motores Recomendados : Gerenciamento de Corrente : Mxima Freqncia de Operao : Freqncia til de Operao : Reduo de Corrente em Repouso : Resoluo : Forma de Configurao : Entradas de Sinais : Gerador Internos de Pulsos : Programas Compatveis : 20 a 35 VCC ou 18 a 24 VAC Circuito Retificador Integrado Unipolar ( 5 ou 6 ou 8 fios ) 2 a 24 Volts 1 a 4 Amperes Configurvel 12 Watts ( corrente por fase * voltagem do motor ) 7,5 Kgf, 13 Kgf, 15 Kgf, 18 Kgf, PWM ( CHOPPER ) 30 Khz ( 30.000 hertz ) 15 Khz ( 15.000 hertz ) Sim, ( 60% em 4 Segundos Inativo ) 1/2 passo, 1/4 passo, 1/8 passo, 1/16 passo Jumpers Passo/Direo/Inibe ( step/dir/ena ) No TurboCNC, Kcam, Mach2, Mach3, EMC...

DESCRIO A interface SMC-U-PRO um driver microcontrolado para motores de passo unipolares, podendo trabalhar com correntes de at 4 amperes por fase limitando a potencia de 14 Watts por fase, o gerenciamento de corrente via PWM ( CHOPPER ) permite alimentao do motor com tenses maiores, o que permite alto desempenho com freqncias at 32Khz modo livre e freqncias superiores a 15Khz com carga no motor proporcionando velocidades acima de 2.000 RPMs ( Rotaes por Minuto ) o que em relao a controladoras LINEARES, traz uma grande diferena pois sem este recurso uma controladora no chegaria a 1500hz, ou seja em relao a uma controladora LINEAR a SMC-U-PRO no mnimo 10 vezes mais rpida, outro recurso muito importante o sistema automtico de deteco de inatividade, quando o motor fica parado pr um perodo de aproximadamente 1 a 2 segundos a controladora reduz a corrente que esta fluindo para o motor, assim reduz o aquecimento do motor e da etapa de potncia do motor sem nenhum Comprometimento do desempenho do sistema. Esta controladora esta disponvel no modelo CNC aplicado em mquinas CNC, tem entrada de controle padro STEP/DIR/ENA, a configurao de corrente e resoluo de passos manual via jumpers, nesta opo o firmware da interface trata os sinais de passo e direo vindos da porta paralela do computador ou CLPs ou outro gerador de pulsos qualquer, em sinais de acionamento das fases para o motor. possvel atravs do computador controlar velocidade , sentido de rotao e passo com grande preciso . Com aplicaes em montagem de mquinas de CNC , automao de equipamentos , robs cartesianos , manipuladores de objetos e mquinas de qualquer tipo com motores de passo . Compatvel com grande quantidade de programas disponveis na internet tais como TurboCNC, Kcam, Mach2, Mach3, EMC.A OPERAO COM CORRENTES ACIMA DE 2 AMPERE, FORTEMENTE RECOMENDVEL A UTILIZAO DE RESFRIAMENTO FORADO ( MINI-VENTILADORES ) TANTO PARA AS PLACAS QUANTO PARA OS MOTORES.

PGINA 2

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO MODO CNCNeste modo de operao a controladora pode ser ligada a um gerador de pulsos externo, um PC por exemplo, e assim pode receber sinais de comando no formato STEP/DIR, padro da maioria dos programas de CNC. Para este modo de operao esto disponveis as opes de configurao de tipo de passo, Passo completo / Meio passo, duas entrada de controle de fim de curso, entrada de sinais STEP ( passo ) e DIR ( direo ). Nas pginas seguintes veremos os detalhes de configurao.

CONEXESCODIGO 24VAC T A+ ACA CB B+ BSTP DIR ENA GND CFG1 BPC PWR STA CONEC. BORNE CONECTOR BORNE BORNE BORNE BORNE BORNE BORNE BORNE BORNE BORNE BORNE JUMPER CONECTOR LED LED DESCRIO ALIMENTAO 30VCC / 24VAC PROG/TESTE EM FABRICA FASE 1 DO MOTOR FASE 2 DO MOTOR COMUM FASE 1 & 2 COMUM FASE 3 & 4 FASE 3 DO MOTOR FASE 4 DO MOTOR ENTRADA SINAL STEP ENTRADA SINAL DIR ENTRADA SINAL ENA COMUM CONFIGURAO INTERFACE BPC INDICADOR DE ENERGIZADO INDICADOR DE STATUS

PROCEDIMENTOS DE CONFIGURAO1 2 3 4 Antes de ligar o equipamento, leia todo o manual Conecte o motor como as instrues e pinagem adequada Configure os jmpers CFG1 de acordo com a corrente do motor Conecte a alimentao nos bornes de alimentao

PROCEDIMENTOS DE UTILIZAO1 2 3 4 5 6 Antes de ligar o equipamento, leia todo o manual Configure a controladora para as caractersticas de operao desejadas Conecte o motor como as instrues e pinagem adequada Conecte o cabo de interligao na porta paralela e na controladora Conecte a alimentao nos bornes de alimentao Utilize com os programas CNC Turbocnc, Mach2 Mach3, KCam

PGINA 3

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO - ALIMENTAOEste modelo possui circuito retificador interno, assim a alimentao pode ser fornecida em corrente alternada (VAC) ou corrente contnua (VCC), esta facilidade permite alimenta-la diretamente com um transformador, abaixo so apresentadas as caractersticas da alimentao e o circuito bsico de ligao.

CONEXO DE ALIMENTAOESPECIFICAESVCC/VAC min VCC/VAC max 20 VCC / 18VAC 35VCC / 24 VAC

CONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO - DIAGRAMA

PGINA 4

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO SMC-U-PRO - MOTORPara identificar a configurao de cores dos fios do motor de passo, a melhor opo o manual do fabricante, caso no esteja disponvel, a tabela da pgina 4 mostra as configuraes mais comuns. Se o motor no dispe de manual e/ou no uma das configuraes da tabela na pgina 4, com um multmetro voc pode facilmente identificar as fases e o tape central.

CONEXO DO MOTOR DE PASSOESPECIFICAESB+ BCA CB B+ BFASE 1 DO MOTOR FASE 2 DO MOTOR COMUM FASE 1 & 2 COMUM FASE 3 & 4 FASE 3 DO MOTOR FASE 4 DO MOTOR

Aps identificarmos a configurao de cores dos fios do motor de passo, conectamos os mesmos nos bornes 01 a 06. A imagem abaixo ilustra a conexo de um motor tpico.

CONTROLADORA

BORNE BB+ CB CA AA+

CORES DOS FIOS MARROM AMARELO BRANCO PRETO AZUL VERMELHO

MOTOR

CONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO - DIAGRAMA

PGINA 5

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO SINAIS DE COMANDOOs sinais de comando so nvel TTL compatveis com a sada da porta paralela de PC, estas entradas tem proteo de sobretenso e subcorrente podendo ser ligadas diretamente em sadas de PLCs sem nenhuma interface adicional

SINAL

DURAO MNIMA 1.00 uS 1.00 uS 5.00 uS 5.00 uS 5.00 uS

OBSERVAES HABILITAO ESTABILIZAO SINAL DIR DURAO SINAL STEP INTERVALO ENTRE 2 STEPS DURAO SINAL STEP

A B C D E

MICROSEGUNDO

Um microsegundo ( uS ) um milionsimo ( 0,000001 ) de um segundo Borda ascendente de um sinal definido pelo exato momento que o sinal muda de estado de baixo para alto, normalmente indicado por uma seta no sentido da mudana de estado.

BORDA ASCENDENTE

CONFIGURAO MACH3 LARGURA DO PULSO STEP E DIR POLARIDADE DO PULSO STEP

PGINA 6

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO SINAIS DE COMANDO

CONEXO VIA BORNES

CONEXO VIA INTERFACE BPC

PINOS BPC 1

BORNE

SINAL

DESCRIOEste sinal de entrada, e dispara os procedimentos internos do programa do driver para executar um passo no motor, levando em conta os parmetros de direo e resoluo. Este sinal dever ser um pulso positivo com uma durao mnima de 5 microsegundos e um intervalo mnimo de 5 microsegundos. Este sinal de entrada, e determina a direo na qual o motor ira executar o passo, este sinal deve estar estvel pelo menos 1 microsegundo antes do pulso de passo ser gerado na entrada de PASSO. Na condio 0 o motor executar o passo em um sentido, na condio 1 o motor executar o passo no sentido inverso. Este sinal de entrada, e inibe ou habilita o motor, sinal alto ( 1 ) habilita o motor e sinal baixo ( 0 ) inibe o motor. Sinal de sada, indicador de status do driver RESERVADO PARA FUTURAS EXPANSES Sada +5VCC para alimentao de uma carga externa de at 100 miliamperes Comum, deve ser conectado ao comum do gerador de pulsos

STP

PASSO

3 5 7 9 10 2,4,6,8N/A * **

DIR ENA N/A * N/A * 5VCC GND

DIREO

HABILITA LED ** 5VCC GND

NO SE APLICA ESTE PINO ESTA RESERNACO PARA EXPANSES FUTURAS

CONECTOR INTERFACE BPC

Observar a polaridade do cabo, o lado da fita vermelha e conectada no lado do pino 1 , indicado na placa

PGINA 7

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO CONFIGURAOAbaixo vemos a localizao do jumper CFG1 JUMPERS 1 e 2, este jumper responsvel pela configurao do modo de resoluo

1/16 PASSO 3200 PASSO GIRO 1/8 PASSO 1600 PASSO GIRO

1/4 PASSO 800 PASSO GIRO 1/2 PASSO 400 PASSO GIRO

CONFIGURAO MACH3 PORTA E FREQUENCIA DO NCLEO PASSO POR MILIMETRO

PGINA 8

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO SMC-U-PRO CONFIGURAO DE CORRENTE

O Conjunto de jumpers 3 a 5 do CFG1 configura a corrente de trabalho do motor com as opes abaixo

1,2 AMPER

2,5 AMPER

1,5 AMPER

3,0 AMPER

1,8 AMPER

3,5 AMPER

2,0 AMPER

4,0 AMPER

CONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO SINAIS DE COMANDO LED DE STATUSO led de status indica o recebimento de sinais de passo, aps 2 a 3 segundos de inatividade ele apaga indicando que o driver entrou em modo de reduo de corrente. Este led indica tambm quando o driver recebe o sinal de desligar o motor ( enable em nvel baixo ), neste caso ele ira piscar por 0,1 segundo em intervalos de 1 segundo como um flash.

PGINA 9

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOCONTROLADORA DE MOTOR DE PASSO UNIPOLAR SMC-U-PRO DIAGRAMA PLC

INTERFACE NC 5V GN EN DR ST

DRIVER SEM CONEXO 5 VCC GND ENA DIR STP PLC PNP NPN SAIDA NEGTIVA COMUM 24VCC SAIDA NEGTIVA COMUM 24VCC SAIDA NEGTIVA COMUM 24VCC COMUM GND SAIDA POSITIVA COMUM GND SAIDA POSITIVA COMUM GND SAIDA POSITIVA

SINAL SEM CONEXO SAIDA 5 VCC COMUM SINAL HABILITA SINAL DIREO SINAL PASSO

INTERFACE SS+ DD+ EE+

SINAL SINAL DE PASSO SINAL DE DIREO SINL DE HABILITA

PGINA 10

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOPASSO A PASSO DA INTERLIGAO DA CONTROLADORAMOTORES DE PASSO Os motores de passo se comportam diferente de outros motores DC. Primeiramente ele no pode girar livremente quando alimentado "classicamente", eles fazem como o prprio nome sugere: usam passos. Um circuito responsvel de converter sinais de passo e de direo em comandos para os enrolamentos do motor o controle lgico. Ele recebe os sinais de passos e a direo e gera os sinais para que o motor gire. O motor de passo um transdutor que converte energia eltrica em movimento controlado atravs de pulsos, o que possibilita o deslocamento por passo, onde passo o menor deslocamento angular. Normalmente os motores de passo so projetados com enrolamento de estator polifsico o que no foge muito dos demais motores. O nmero de plos determinado pelo passo angular desejado por pulsos de entrada. Os motores de passo tm alimentao externa. Conforme os pulsos na entrada do circuito de alimentao, este oferece correntes aos enrolamentos certos para fornecer o deslocamento desejado. Alm do nmero de fases do motor, existe outra subdiviso entre estes componentes, a sua polaridade. Motores de passo unipolares so caracterizados por possurem um center-tap entre o enrolamento de suas bobinas. Normalmente utiliza--se este center-tap para alimentar o motor, que controlado aterrando-se as extremidades dos enrolamentos. Ao lado segue uma figura ilustrativa onde podemos ver que tal motor possui duas bobinas e quatro fases. O controle lgico por Hardware simples e eficiente se voc trabalhar com Passo-Completo. Assim, para se gerar o Meio-Passo mais aconselhvel utilizar o Software. O controle lgico dos motores de passo servem para qualquer tipo de motor: Unipolar, Bipolar, Magntico Permanente, etc... O que se diferencia so os tipos de passo. O tipo de passo mais simples o ilustrado ao lado:

Uma forma de passo alternativo, que consome mais energia mais fornece muito mais torque esse, Observe que este tipo de passo trabalha alimentando 2 bobinas de cada vez. Utilizar esse tipo de passo, melhor que o outro em vrios aspectos, tanto em torque quanto em controle.

CONFIGURAES DE CORES DE FIOS MAIS COMUNS NOS MOTORES DE PASSO DE MERCADO 01 02 03 04 05 06VERMELHO VERMELHO / BRANCO PRETO BRANCO VERDE / BRANCO VERDE VERMELHO AZUL PRETO BRANCO AMARELO MARROM LARANJA MARROM PRETO PRETO VERMELHO AMARELO FASE 1 DO MOTOR FASE 2 DO MOTOR COMUM FASE 1 & 2 COMUM FASE 3 & 4 FASE 3 DO MOTOR FASE 4 DO MOTOR

PGINA 11

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAOPORTA PARALELA

TELA DE CONFIGURAO DO BIOS

DESCRIOA Configurao correta da porta paralela fundamental para a utilizao com programas CNC, para uso com programas CNC a porta deve se configurada no modo UNIDIRECIONAL como podemos ver na figura ao lado, o modo unidirecional aparece na BIOS do PC como MODE SPP ou em alguns casos MODE NORMAL. Somente nesta configurao os programas cnc podero enviar sinais em tempo real para os drivers de motor de passo. Esta configurao realizada na BIOS do PC antes de carregar o sistema operacional. O uso de outros modos poder causar problemas operacionais srios como perda de passo, movimentos errticos e at mesmo danificar a porta paralela do computados, pois em outros modos de operao os pinos de sinais so diferentes da tabela abaixo, a tabela abaixo somente vlida se utilizando a porta paralela no modo UNIDIRECIONAL.

TABELA DE CONFIGURAO DOS PINOS PARA CABO DE CONEXO DIRETADIAGRAMA PINO SINAL1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT IN IN IN IN OUT IN OUT OUT GND GND GND GND GND GND GND GND

DADOSTROB D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ACK BUSY PAPEREND SLCT OUT AUTOFEED ERROR INIT SLCT IN GND GND GND GND GND GND GND GND

FUNONO UTILIZADO DIR X STEP X DIR Y STEP Y DIR Z STEP Z NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO NO UTILIZADO GND - COMUM GND COMUM GND COMUM GND - COMUM GND - COMUM GND - COMUM GND - COMUM GND - COMUM

PGINA 12

SMC-U PRO GUIA DE UTILIZAODIAGRAMA DO CABO DE CONEXO PC / DRIVER DIRETO

O diagrama acima ilustra como o cabo de conexo entre a porta paralela do PC e a placa controladora SMC-U, no caso acima o cabo seria para conectar 3 placas, entretanto a porta paralela poderia controlar at 6 placas utilizando os 8 bits de dados, mais os sinais STROB, AUTOFEED, INIT e SLCT IN , porem nada impede de ligarmos uma s tambm.EIXO SINAL GND PINO DO CONECTOR DB25 PINO 22 / GND PINO 2 / D0 PINO 3 / D1 PINO 23 / GND PINO 4 / D0 PINO 5 / D1 PINO 24 / GND PINO 6 / D0 PINO 7 / D1 COR DO FIO FIO MARROM FIO VERMELHO FIO LARANJA FIO MARROM FIO VERMELHO FIO LARANJA FIO MARROM FIO VERMELHO FIO LARANJA BORNE DA CONTROLADORA BORNE GND BORNE STP BORNE DIR BORNE GND BORNE STP BORNE DIR BORNE GND BORNE STP BORNE DIR

EIXO X

PASSO DIREO GND

EIXO Y

PASSO DIREO GND

EIXO Z

PASSO DIREO

CONECTOR MACHO DB 25

CONECTOR FMEA DB 25

PGINA 13