MachDrive NB – Development

[Weerasak]

ตอนนี้ผมกำลังออกแบบตัวขับสเต็ปปิ้งมอเตอร์รุ่นใหม่ตามคำเรียกร้องของเพื่อนสมาชิกบางท่าน การบ้านที่สำคัญคือ ราคาจับต้องได้ (ถูก) และต้องการเป็นแกนเดี่ยวๆ ผมให้ชื่อรุ่นเป็น NewBaby  (NB) สเปคเป็นอย่างนี้ครับ

-เป็นโมดูลแบบแยกแกน
-ขับมอเตอร์แบบ bipolar (อย่าว่ากันนะ โดยส่วนตัวผมชอบไบโพลาร์)
-กระแส 3 amp, โวลท์ 12-34 dc
-วงจรคุมกระ​แส​เป็น​แบบ​ Chopper – ​ไม่​ต้อง​ใช้​ตัวต้านทานขนาด​ใหญ่​จำ​กัดกระ​แส
-มี 5 vdc switching regulator ในตัว ไม่ต้องการแหล่งจ่ายไฟเพิ่ม
-เลือกไมโครสเต็ปปิ้ง 1/1, 1/2, 1/8, 1/16 ได้
-มีโหมดประหยัดพลังงาน และไม่ lost step เมื่อมีการขยับครั้งแรกหลังจากอยู่ในโหมดประหยัดพลังงาน
-มี mix-decay หลายระดับให้เลือกได้ มอเตอร์วิ่งเงียบและเร็ว มีอาการสั่นน้อย
-มีสัญญาณขับเป็นแบบ isolated มีสัญญาณ step, dir, disable เหมือนกับของ gecko
-ตั้งกระแสขับด้วย resistor และยังปรับลดระดับได้ด้วยปุ่มสวิทซ์
-ควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวเดียว ทำให้ตั้งค่าคอนฟิกต่างๆด้วยสวิทซ์ปุ่มเดียว

วีระศักดิ์

edit: ยกเลิกฟีเจอร์ dynamic decay เพราะทำให้มอเตอร์กระตุก
        ไมโครสเต็ปเป็น 1/1, 1/2, 1/8, 1/16

[Weerasak]

แผ่น pcb ต้นแบบ และอลูมิเนียมกัดเป็น heat sink และคำว่า MD-NB เอาฤกษ์เอาชัย ส่วนด้านหลังเป็น photoboard สำหรับพัฒนา firmware เบื้องต้นครับ

     

[Weerasak]

ขอสำรวจความคิดเห็นนะครับ ว่าท่านชอบลักษณะบอร์ดและการระบายความร้อนแบบไหน ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับราคาต้นทุนที่จะออกมาด้วยครับ

     

• แบบที่ 1 เป็นแบบพื้นๆ (conventional) เป็น pcb หน้าเดียวราคาจะถูกครับและต้องเชื่อมสายเองประมาณ 10 เส้น มี heatsink ยึดอยู่บนชิปขับกระแส
• แบบที่ 2 ต้องเป็น pcb สองหน้าครับ layout จะเหมือนแบบแรก แต่พลิกกลับด้านครับ และชิปขับกระแสยึดอยู่บนแผ่นอลูมิเนียม เพื่อที่เราจะยึดแผ่นนี้กับพื้นกล่องที่เป็นโลหะสำหรับช่วยระบายความร้อนอีกทีหนึ่ง
• แบบที่ 3 เหมือนแบบที่สอง แต่อลูมิเนียมถูกพับเป็นตัว L  ยึดลงบนกล่องโลหะได้หลายแนว
• แบบที่ 4 บางคนชอบแบบติดพัดลม (เห็นรูปจากโพสต์ของคุณสมภพ) เพื่อจะขับมอเตอร์ตัวใหญ่ขึ้น (จริงๆตอนนี้ยังไม่รู้ว่าจะมีความร้อนสักแค่ไหน)

ถ้าเพื่อนสมาชิกมีแบบที่ต้องการอื่นๆ ก็ให้ช่วยแนะนำด้วยครับ

[เล็กซ์อาร์ต]

ผมชอบแบบที่ 2 ครับ

สาเหตุเพราะ
 - ตัวฮีตซิงค์ สามารถยึดกับกล่องอลูมิเนียมได้ (ถ้าเป็นกล่องอลูนะ)
 - ขนาดเล็ก
 - โมดิฟาย ใส่พัดลมเพิ่มได้
 - ทำความสะอาดง่าย

 

[kuad]

ดีครับ มีคนมาพัฒนา วงจรขับสเต็บเพิ่ม ยิ่งเป็นแบบแยกโมดูลด้วยทำให้การเพิ่มแกนที่ 4-5 ทำได้สะดวกมากขึ้น
การออกแบบขออย่าให้ ฮีตซิงค์ อยู่ในตำแหน่งบังขั้วต่อ หรือ จุดที่จะต้องทำการปรับแต่งก็พอ

จะติดตามเรื่อยๆครับ และคงมีโอกาสได้อุดหนุนแน่นอน เพราะ ยังมีโปรเจคอีกหลายตัว

[Weerasak]

ขอบคุณครับ สำหรับความคิดเห็นของทั้งสองท่าน

     
แบบที่สอง ข้อดีคือ
1.ตัวแผ่นอะลูมิเนียม อาจจะหนา 1 หุนจัดหาง่ายราคาถูก
2.การระบายความร้อนลงตัวถังเครื่องที่โลหะ (case) ซึ่งจะรับความร้อนไปกระจายอีกทีหนึ่ง
3.อีกด้านหนึ่งของกล่องสามารถติดตั้ง heatsink เพิ่มหรือแม้ว่าติดพัดลมก็ได้
4.จากข้อสาม ทำให้ไม่มีฝุ่นเข้าไปในกล่องเลย, กล่องบรรจุจะบางมาก
5.สวยงามเพราะด้านหนึ่งจะดูโล่งๆ อาจจะพิมพ์ข้อมูลวิธีการตั้งค่าลงไปได้เลย
-
ข้อเสียเล็กน้อย
 pcb ต้องเป็นสองหน้า

จะติดตามเรื่อยๆครับ และคงมีโอกาสได้อุดหนุนแน่นอน เพราะ ยังมีโปรเจคอีกหลายตัว

ขอบคุณครับที่ให้โอกาส

[linconz]

เมื่อไหร่เสร็จครับ เนี่ยว่าจะซื้อมอเตอร์แล้ว   ซื้อมาวัดขนาดเขียนแบบแล้ว 1 ตัว เป็น unipolar ถ้าเสร็จเร็ว จาได้ซื้อ bipolar มาเลย อิอิ
  ส่วนตัวนิดนึงน๊ะ   ผมว่า  คุณวีรศักดิ์  น่าจะลองนำ chip ของ uhu เข้ามาเล่นบ้างน๊ะครับ เห็นเค้าขายไม่แพงนิ น่าสนใจน๊ะครับผมว่า  แล้วในไทย หรือในโลก  คนเล่น step เยอะมากๆ แต่ servo เป็น closeloop ผมว่าน่าจะเหมาะกับการควบคุม position ที่ต้องการความแม่นยำมากกว่า ผมเห็นเมืองนอกขายแพงครับ แล้วก็ในไทย ยังไ่ม่มีใครทำขายด้วย ที่เป็นแบบ pid สั่ง chip เข้ามาแล้วทำขายซัก 3500 ต่อแกน ก็น่าจะโอผมว่า  step คนเล่นมาจะตันแล้วครับ  ตอนนี้ออกแนว แอมป์เยอะ และอึดแข่งกัน  ผมว่า ความเร็วยังเป็นรอง servo เยอะ ผมลองเปิดดู  data sheet ของหลายๆตัว  ทีคอนโทรล servo แล้ว ไ่ม่แพง  เสียอย่างเดียว ไม่ค่อยรู้ด้าน อิเลค เท่าไหร่ ฝากพิจารณาด้วยครับ

[Weerasak]

unipolar 6, 8 สายมาต่อเป็น bipolar ได้นะครับ อย่างตัว 8 สายสามารถต่อแบบขนานหรืออนุกรมก็ได้ ที่คุณ lizconz ซื้อมาเป็นของเก่าหรือใหม่ครับ?

และที่พูดเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่าง stepper กับ servo ก็ถูกต้องทั้งหมดแหละครับ

chip ของ uhu ก็น่าสนใจมาก มีคนนำมาประกอบบอร์ดขายใน cnczone เคยติดต่อเพื่อจะนำเข้า แต่พอศึกษาแล้วราคาถูกกว่าของ gecko ไม่มาก เลยสองจิตสองใจ ไม่รู้จะเลือกตัวไหนมาทำตลาด servo อีกทั้งตลาดบ้านเราชอบของราคาถูกเช่น hobbycnc

เลยขอหยุดอยู่ที่สเต็ปปิ้งมอเตอร์ก่อน และนี้เป็นที่มาของโปรเจ็คท์ MachDrive-NB ออกแบบให้มี spec หรือฟีเจอร์ดีกว่าในราคาที่สู้กันได้

ส่วน servo เป็นเรื่องอนาคต หากมี datasheet ของคอนโทรลเลอร์ตัวไหนที่ประทับใจก็แนะนำมาได้นะครับ ผมรู้เฉพาะจุดครับ ไม่กว้าง ไม่มีเวลาท่องเน็ทเท่าไหร่

ว่าแต่ว่าคุณ lizconz ชอบการวาง heatsink หรือ layout แบบไหนครับ?

กำหนดเวลาเสร็จ น่าจะอยู่ในไตรมาสแรกครับ ต้นแบบตอนใกล้เสร็จแล้ว จากนั้นอยากได้ beta tester สัก 2-3 ท่านที่มีเครื่องจริงใช้จริงทำการทดสอบ หากไม่มีปัญหาก็น่าจะคลอดเจ้า NewBaby นี้ได้ในไตรมาสแรก หากมีปัญหาก็ขยับออกไป หากปัญหาแก้ไม่ตกก็เก็บเข้าลิ้นชักครับ จบกัน


วีระศักดิ์

[linconz]

เป็นแบบ 6 เส้นครับ   ผมเคยอ่านเจอใน mini cnc thai   มีคนเอา ไดรฟ์ a 3.5 นิ้วมาแกะ มีคอนโทรล bipolar อยู่ 1 ชุด เป็นแบบ step - dir เลย  ผมแกะตัวที่เจ๊ง ออกมาดูแล้ว ใช่จริงๆ  ก็กะว่าจะลองทำ H-bridge ใส่แล้วลองทดสอบดู ถ้าได้ผลเช่นไร  จะมาโพสต์ให้ชมครับ ผมไม่ทราบว่า ชุด optoisolate 3 แกน  อุปกรณ์ทั้งหมดเท่าไหร่ ถ้าทำได้จะประหยัดได้มาก เพราะ ไดรฟ์ เก่าที่เสียแล้ว  30-50 บาทเอง   อาจจะแพงที่ พวก fet ภาค H-bridge เท่านั้นครับ
ผมก็เพิ่งเริ่มเล่น  เล็งอยู่นาน เพิ่งออกแบบเครื่องเสร็จ ตอนนี้จ้างเค้าตัดไม้ MDF อยู่ครับ ตัวนี้ เป็น pilot กะว่าตัวต่อไปจะใช้ตัวนี้แหละครับสร้าง   และว่าจะขยับไปเล่น servo กับ atc ด้วยครับ ยังไงขอคำแนะนำด้วย  เห็นว่าจะสั่งเข้ามาขายเหรอครับ atc ผมดูใน youtube แล้ว น่าสนและไม่น่ายากเกินความพยายามเราได้น๊ะครับ 
  ผมอยากจะให้คนที่มีเครื่องแล้ว  มีงานไม่มาก ลองคิดและทำอะไรที่จะขายคนไทยเราเองได้ ในราคาที่ไม่แพง  เช่น  slide bearing ที่ประกบกับ alu profie  ถ้าสั่งจากนอก แพงมาก   ผมโหลด pdf มาดูแล้ว ทำได้ไม่ยากครับ  และอื่นๆอีก ทำเป็น standard partlist สำหรับ cncroom เลยก็ได้แล้วอาจจะมีแบบเครื่องที่เป็น standard ไว้ซัก 2-3 แบบคนที่ไม่รู้จะเริ่มตรงไหน จะไปซื้อของที่ไหน เปิดเว็บดู เค้าก็จะรู้เลยว่า อ่อ เป็นอย่างนี้จับ part นี้มาประกอบกับpartนี้ จะได้  slide 1 ชุด อะไรแบบนี้น่ะครับ ถ้าผมมีเครื่องผมทำขายนานแล้ว   ส่วนใหญ่การสร้างจะแพงตามพวก linear bush  ball เพราะมันเป็นเชิงอุตสาหกรรม  ผมว่า ถ้าเราทำได้น๊ะครับ    สมาชิกมีอีกเพียบ และสามารถเอาไปประยุกต์ใช้ ได้เยอะครับ ไม่จำเป็นต้อง cnc อย่างเดียว      ถ้าใครได้อ่านก็  รวมตัวกันทำได้น๊ะครับผมว่า    ไปได้อีกไกล

ขอบคุณที่รับฟังความคิดเห็นครับ

[linconz]

อีกนิดครับ ลืมตอบ     เรื่องฮีทซิงค์  ผมชอบแบบที่ 1   แล้วติดพัดลม  ตรงฝากล่องเป่าออกนอกเคส  ตรงตำแหน่งฮีทซิงค์เลยครัย ประสิทธิภาพดีกว่าแน่นอน   confirm

[the_kop]

ผมว่าดีมากรออุดหนุนอยู่ ประมาณ ก.พ. 52 ทันได้ใช้ไหมครับ

[Weerasak]

เป็นแบบ 6 เส้นครับ   ผมเคยอ่านเจอใน mini cnc thai   มีคนเอา ไดรฟ์ a 3.5 นิ้วมาแกะ มีคอนโทรล bipolar อยู่ 1 ชุด เป็นแบบ step - dir เลย  ผมแกะตัวที่เจ๊ง ออกมาดูแล้ว ใช่จริงๆ  ก็กะว่าจะลองทำ H-bridge ใส่แล้วลองทดสอบดู ถ้าได้ผลเช่นไร  จะมาโพสต์ให้ชมครับ

เคยเห็นในเว็บเหมือนกันที่ทำสเต็ปเปอร์ 6 เส้นไปเป็น 8 เส้น ใครเคยทดลองทำ นำมาโพสต์ให้ดูหน่อยครับ
     
http://www.ducttapeeng.com/smd/smd9.htm

ตอนนี้จ้างเค้าตัดไม้​ MDF ​อยู่​ครับ​ ​ตัวนี้​ ​เป็น​ pilot ​กะว่าตัวต่อไป​จะ​ใช้​ตัวนี้​แหละครับสร้าง​

ยินดีด้วยครับที่ได้ลงมือทำ ทำเสร็จเมื่อไหร่ก็เป็นครูเมื่อนั้น และถ้าเราไม่หยุดก็จะเป็น นักเรียน-ครูสลับกันไป อยากลืมนำรูปขั้นตอนต่างๆมาลงนะครับ

ทำเป็น standard partlist สำหรับ cncroom เลยก็ได้แล้วอาจจะมีแบบเครื่องที่เป็น standard ไว้ซัก 2-3 แบบคนที่ไม่รู้จะเริ่มตรงไหน จะไปซื้อของที่ไหน เปิดเว็บดู เค้าก็จะรู้เลยว่า อ่อ เป็นอย่างนี้จับ part นี้มาประกอบกับpartนี้ จะได้  slide 1 ชุด อะไรแบบนี้น่ะครับ

อันนี้ก็คอยท่านๆสมาชิกทำนะครับ อันไหนทำใช้แล้วและเห็นว่าดีมีมาตรฐาน หน้าร้านออนไลน์ www.cncroom.com ว่างสำหรับพวกท่านเสมอ

อีกนิดครับ​ ​ลืมตอบ​     ​เรื่องฮีทซิงค์​  ​ผมชอบแบบที่​ 1   ​แล้ว​ติดพัดลม​  ​ตรงฝากล่องเป่าออกนอกเคส​  ​ตรงตำ​แหน่งฮีทซิงค์​เลยครัย​ ​ประสิทธิภาพดีกว่า​แน่นอน​   confirm

ขอบคุณครับสำหรับความคิดเห็น ไอเดียนี้จะตรงกันข้ามกับการระบายความร้อนของ cpu ในคอมพิวเตอร์ตามบ้านที่เป่าอัดอากาศลงบน heatsink ของ cpu ที่การระบายความร้อนน่าจะดีมากเพราะทุกวันนี้ยังทำกันอยู่ แต่ข้อเสียคือนานๆแล้วฝุ่นจับเป็นก้อน

ผมว่าดีมากรออุดหนุนอยู่ ประมาณ ก.พ. 52 ทันได้ใช้ไหมครับ

ขอบคุณครับให้โอกาส จะพยายามทำให้ทันครับ

วีระศักดิ์

[Weerasak]

รายงานความคืบหน้าครับ

     
ผลการทดสอบ หลังจากปรับเปลี่ยนนิดหน่อย เป็นไปตามเป้า ความเร็วผ่านทะลุ 25khz ได้สบายๆ ต้องจัดหาเครื่อง pc ที่ส่งสัญญาณสเต็ป 100 khz มาทดสอบอีกทีในภายหลัง

     
เพื่อการรันตีว่า MCU ทำงานถูกต้องและเร็วกว่าสัญญาณสเต็ปที่เข้ามา ก็เลยต้องดูด้วย logic analyzer

[somphop]

ยินดีด้วยครับ กับความสำเร็จ ทำได้ 25khz  นี่ก็เยี่ยมแล้วครับ เพราะการทำงานของมอเตอร์ธรรมดาแบบที่ใช้ๆกันในเครื่อง cnc   เกิน20 Khz ไปนี่แทบไม่เหลือทอร์คแล้วครับ  ขับแบบไมโครที่ละเอียดมากๆ ส่วนใหญ่จะเจอแต่การปรับโฟกัสพวกชุดเลนส์ พวกนี้ไม่ต้องการกำลังแต่เน้นละเอียด เครื่องที่ผมทำ อาจจะเพราะน้ำหนักที่มากของโครงสร้าง และมอเตอร์รุ่นเก่า ( และอาจจูนพารามิเตอร์ในโปรแกรม cnc ยังไม่ดีด้วย)  เซ็ตได้ความเร็วสูงสุดของ x และ y ได้ไม่เกิน 4500 มม/นาทีเอง ทีบอลพิต 10 มม เท่ากัน ขับแบบ 1/10  มอตอร์กับเพลาขับต่อตรง ถ้าเป็นความถี่ก็ราวๆ 15 khz เร็วกว่านั้นเริ่มมีหลุดสเต็บแล้ว

รูปแบบผมชอบแบบที่1ครับ ง่ายดี  ออกแบบขนาดฮีทซิ้งให้พอดีกับการระบายความร้อนแบบ natural flow ที่กระแสมอเตอร์สูงสุด 
ที่ผมทำแบบที่4 เพราะไฟล์ทบังคับ ครับ เห็นซิ้ง cpu รุ่นเก่ามันถูกดี ร้อยกว่าบาท แถมมีพัดลมมาด้วย เลยจับใส่หมดเลย จริงแค่ ตัวซิ้งเปล่าๆก็พอแล้วครับ

[Weerasak]

มี video แสดงให้เห็นถึงการทดสอบง่ายๆ มาฝากให้ดูกันครับ

<a href="http://www.youtube.com/watch?v=_XVA0isSD-c" target="_blank" class="aeva_link bbc_link new_win">http://www.youtube.com/watch?v=_XVA0isSD-c</a>