Электронная гитара "Элерка"

Люблю я называть свои проекты едак...

Итак с покупкой ТВ16 и стоимостью железной гитары к нему озадачился чем-то электронным, в душе я все-таки электронщик, но пилить и строгать тоже люблю.

Так как доллар растет, некоторые плюшки как шаговые моторы и контроллеры растут запредельно, а значит делаю из того что есть.

Есть в наличии мотор от вазовского дворника, енкодер доставшийся в подарок, он идет на шпиндель, и будем лепить оптический энкодер от мышки.

Мотор дворника мало-оборотистый, в этом беда, гонял его на 24в, суппорт перемещается примерно 10секунд, но пока остановлюсь на этом.

Схема и прошивка будет лежать здесь на диске https://drive.google.com/drive/folders/0B-FT7KfRUtVqT3QxWDYzZDZEREU?resourcekey=0-MpiMPNtfv62EEP0IWYAUiw&usp=sharing

Контроллер для текущей прошивки STM32F103CB. Плата maple mini 32.

Для прошивки можно использовать свисток USB->TTL UART, на FT232 или PL2302, или плату с ардуино где есть конвертер.

https://www.google.c...iw=1440&bih=785

Индикатор 16 символов 2 строки,MT–16S2S,WH1602, и похожие. Из самых дебрей поднебесной не стоит брать, он будет только англоязычный с или непонятными палочками в тексте. Перед покупкой смотрите в конце цифр буквы и читайте по ним, в его даташите какая страница алфавита прошита в него.

Ручные энкодеры подходят с ардуино шильдов, есть такие ЕС11 от 20 до 25 импульсов. Желательно взять не впаянный, разобрать и перевернуть пружинку чтоб он не щелкал.

Как самостоятельно изготовить плату фото-способом, стр.58.

Внимание! Элерка поддерживает управление драйвера с шаговым двигателем step/dir и была проверенна только на столе, данных работы на станке не было.

1.Порядок программирования;

Оболочку для прошивки свистком использовать такую Flash Loader Demostrator http://www.st.com/en...sher-stm32.html

Для прошивки нужно подключить РА10 на выход ТХ свистка, а РА9 на вход RX свистка и соединить земли платок.

На платке есть жампер BOOT0 и BOOT1. Жампер BOOT1 вынимается или отсоединяется, он нам не нужен и используется как порт, а вот BOOT0 нужно переключить на питание контроллера 3V., он обычно переключается на плюс(программирование) или минус(работа). Итак на плюс, подать питание на платку, нажать reset и отпустить. На Flash Loader Demostrator , выбрать используемый свистком компорт и нажать NEXT, в программе загорится зеленый свет светофора.

Далее есть хорошая статья по прошивке http://easystm32.ru/...otloader-stm32.

После прошивки нужно переключить BOOT0 на землю и отключить, а после подать питание.

2. Первый запуск

На некоторых макетках РВ2 не выведен на пины, а заведен через резистор в джампер ВООТ1, нужно просто снять перемычку и подключится на средний пин жампера!!!

При первом включении появится информация на дисплее, с кодом id процессора. Код дам на форуме или в личное сообщение.

Для входа в сервисное меню, изменить язык и настройки энкодеров, нужно зажать кнопки вверх и вниз и подать питание на плату.

Если дисплей не показывает, а есть кубики в верхней строке, то прошивка не удачная или есть КЗ между контактами припайки дисплея.

Когда и кубиков нет, возможно не настроен контраст дисплея или дисплей не исправен.

Также проверить работу контроллера и прошивк можно, замерив напряжение около 1,5V,после подачи питания, на выходах ШИМ для силового драйвера.

И так продолжим...

Реализация Элерки 2 была сделана для ТВ16.

Был удален кожух гитары, тензель, была сварена пластина из двух полос шириной 100мм.,размечена на посадочные отверстия кожухом и в место него прикручена к станку. После из трубок 15мм сделан был каркас, после того как сделаю на него корпус из жести , сверху приклею ящичек.

После тестирования работы моторов на Элерке1, было решено отказаться от станочных ручек и управлять исключительно ей, поэтому.

Маточная(матричная)гайка была сделана из капролона и не разъемная, очень плотно посажена на место и работает хорошо.

Также был выточен винт поперечки с удленненой шпилькой и резьбой М6, но нужно М8 ,так как у мотора хватает дури скрутить ее.

Соединение с продольным винтом, сначала была небольшая цанга, которая обхватывала посадку винта, рано или поздно ее разбвало и она добавляла к винту люфты.

Выточил из дюрали цилиндр 38мм, и из стали обойму по размеру винта, за одну установку просверлил отверстие на 8мм и расточил под винт в минусе,проверил обоймой, с расчетом под посадку на горячую. После этого на станке фрезой зажал в патрон фрезу на 10мм., вместо резцедержки поставил боченок и сбоку вырезал овальное отверстие. Под размер чтоб можно было вставить ключ и затянуть гайку. Также фрезой на 4мм. не спеша проточил шпонпаз. Далее была возня с конусом под посадку на мотор. Все это удачно стало и хорошо работает.

Двигатель от вазовских дворников, он 12в но хорошо работает на 24в. Мотор нужно доработать, срезать у него попку, и поставить по возможности подшипник. Для перфекционистов, просверлить сверлом для стекла в шпильке отверстие чтоб забить на клей туда шпильку М3 или М4 для диска энкодера. Я намаялся, и приварил шпильку полу-автоматом, небольшое биение диска не ухудшает работу энкодера с большим диском.

Диск не обязательно делать на 100 отверстий и более, достаточно 20-30 из расчета на редукцию , получить точность от микрона меньше нет смысла.Такое вполне достижимо например у вас диск 100отв. а редуктор 1:50 , 100*50=5000 имп. на оборот винта если винт 1,5мм то получим 1,5/5000=0.0003мм. Точность такая хороша, но бывает оптический фототранзистор не обработает сигнал на такой скорости из-за мелких отверстий нужна более жесткая фиксация диска и минимально возможное биение. Диск не нужно делать маленьким, от 30мм и более гораздо легче сделать. Фотоэлементы были использованы от шариковой мышки.

Энкодер шпинделя Омрон на 600имп, соединен через шестеренки с шпинделем, если будет количество импульсов не целое, можно настроить точность до десятой.

Драйвер двигателя, можно использовать из общей схемы элерки и такой как предложил и опробовал vagner на BTS7960 ,см картинку.

вопрос по пересчету точности на винте, надо поделить шаг 1,5 на 3880?

Именно.

Перемещение мм на импульс = шаг мм / импульсов на оборот

Драйвер двигателя.., делаю отдельную тему по нему. В этом топике буду складывать рабочие его схемы.

Рабочий вариант и проверенный более года вариант, работает с моторами дворников от вазов, без дампера и с напряжением 32в .

Короткое описание как работает, сигнал с элерки амплитудой 3в , средним значением 1,5в заходит для развязки от наводок в опто-пару, после опто-пары инвертируется транзистором и заходит в драйвер ir2104.

Он усиливается до уровня напряжения ирки и разбивается на два канала, в каждый добавляется короткое мертвое время(задержка по нарастанию сигнала) и нижний канал инвертируется идет на нижний полевой транзистор, а верхний без инверсии идет на верхний полевой транзистор.

Верхний канал работает с бустрепной схемой подключения(вольт-добавкой), конденсатор С1(С2) накапливает напряжение питания для своей схемы, поэтому важно чтоб с подключенным мотором была подключена элерка. Иначе на верхний транзистор не будет подходить достаточно напряжения, он перейдет в аналоговый режим, перегреется и сгорит.

На фото усиленны дорожки многожильным проводом, это важно так как текстолит продается с очень тонкой фольгой и 

не держит ток. Если не не усиливать дорожки то возможен нагрев транзисторов.

Наладка.

Хорошая схема подключения для драйвера такая, с БП провода идут на драйвер а потом питание дальше на элерку идет с него. Оптимально драйвера рядом с БП.

На схеме указанны напряжения при первом подключенным напряжении питания в режиме покоя, все энкодеры в этот момент нельзя крутить.

Я указал напряжения с небольшими расбросами при которых драйвер работает, если напряжение в два раза больше или меньше то драйвер работает не правильно, есть ошибки в схеме или подключении. 

После того как драйвер спаян, его нельзя подключать к блоку питания и мотору, а можно питание, через резистор 50-300ом 20ватт, лампочку 36в, или что нибудь другое что примет на себя перегруз по току в плате драйвера. Сам драйвер без мотора потребляет мизерный ток до 200ма, но с фатальной ошибкой может сжечь блок питания, провода или дорожки, где потоньше. Если вы подключили питание драйвера

через нагрузку и получили на выходах для мотора по половине его питания, он готов к работе, если нет то переходим к поиску ошибок.

1. Если ваша нагрузка греется,светится,пищит, шипит и дымит, перейти к п.2, если ничего не происходит а половины питания на выходах нет то к п.3.

2.Нужно выпаять верхние транзисторы по схеме, подать снова питание. Входное питание драйвера должно быть почти на таком уровне как и до нагрузки и перейти к пункту 3.

3.Драйвер желательно подключить на питание 12в. Нужно проверить питание на двух ирках пин (VCC), оно должно быть не выше 15в и не ниже 8в. Если в приделах то к п.4. При низком < 8в питании ирка специально отключается, чтоб мощные транзисторы не перешли в линейный режим и не перегрелись. Если оно низкое , то возможно неправильный стабилитрон, конденсатор впаян не по полярности, у одного из мощных транзисторов затвор закорочен на сток. Все нужно проверить и если не удается, то выпаивать из схемы , пока напряжение не станет нормальным.

Возможно,резистор R7 с слишком большим номиналом , его нужно подбирать если драйвер работает с разным входным напряжением.

4.Снимаем карту напряжений, начинать нужно с верхний ирки, так как она ведущая нижней. Если на LO напряжение 6,5в, то уже хорошо и она рабочая. Можно проверить так и нижнюю. После надо проверить верхнее плече, на контактах конденсатора С1(2) должно быть 12в, и относительно земли на VB не должно быть меньше 12в, есл нет то, неправильно впаян диод или неисправен нижний транзистор ирки.

5. Напряжение все в норме, но при подключении мотора и попытке им управлять с элерки он издает непонятные звуки, шипение или скорость вращения мотора низкая, подобрать резистор в цепи светодиода опто-пары 47-560ом.

Возможно от блока питания разведено питание звездой а не от драйвера, провода идущие к драйверу длинные или тонкие(меньше 2кв мм). Сглаживающий конденсатор малой емкости, или сняли БУ с старого блока питания компьютера отслужившего 10лет.

6.Мотор крутится , но при смене направления выбивает сразу или периодически защиту в блоке питания. Математика элерки точно позиционирует мотор по внешним источникам, например по р.энкодеру. Если его резко вращать в разные стороны, элерка будет разгонять мотор(пусковой ток) и также тормозить за счет выходящего тока с БП, эти токи могут быть в 4 раза больше обычного рабочего. Исправить можно добавив в питание драйвера несколько конденсаторов или уменьшить разгон моторов в меню моторов элерки "Плавн.пуск.двиг." поставить ниже 0.3.

7. Все работает но при остановке мотора он рычит, завышен параметр ПИД ( P и D) в меню ПИД нужно уменьшить параметр П а Д примерно в половину Д. Более точную настойку Д нужно смотреть по реакции мотора, доворачивал до позиции и тд.

Платка MapleMini, у этой платки порт PB1(кнопка вверх) не выведена наружу а подключена к светодиоду. Leks900(Леха) указал куда делать подпайку, подробнее стр.79, п.1573.

Также не совсем удачная организация выходов мк на пины платы , соединены дорожки 44 и 45, нужно разрезать как рекомендует Леха и кинуть одну перемычку на выпаянный резистор. ст.82 п.1633.

Евгений! благодарю за Ваше видео.По больше информации по STM32F100.печатка.схема,прошивка.

Шильдосхемы  для доступного изготовления элерки. В схемах используются внешний стабилизатор 3,3в . В шильдах тоже стоят стабилизатор на 3,3в. однако они на ток 100ма, а при полностью нагруженный процессоре его ток потребления до 80ма. есть шанс что он будет сбоить. Так-же важно чтоб ножки 44 и 45 были разсоединены  смотрите пост 6.

Про оптопары

Есть доступные аналогичные опто-транзисторы как в мышках https://www.datasheet.live/index.php?title=Special:PdfViewer&amp;url=https%3A%2F%2Fpdf.datasheet.live%2Fdatasheets-1%2Flite-on_electronics%2FLTR-5576DHBINF.pdf

Светодиод любой ик

А там, где синус выпрямленный на 100 Гц может стоило сделать формирователь пилы? Тогда можно простым компаратором управлять.

Загрузил в папку Элерка 128 , файлом EL128.lay. Как она выглядит, смотрите на фото ниже. Предупреждаю, она промаркирована отличными номиналами элементов от схемы. Есть такие детальки, работать может и без них, но по правилам от наводимых помех они должны стоять. А я их собрал из того что у меня было в коробке, +-100% от номинала в схеме, так что элементы заказывайте по плате. Плата универсальная, подходит под все прошивки что были. Старался большую часть дорожек делать потолще чтоб уменьшить количество брака при изготовлении платы, возможно лутом. И да синий слой это верхний, зеленый нижний. Чтоб зеркально не протравить плату перед травлением смотрите по надписи "Елерка" на печатке, не должна быть зеркальной. Для лут и фотоспособом, синий зеркалим, зеленый нет.

Так как дисплей 1602маленький, форумчане попросили его конвертеры в более большие дисплеи, например с генерацией на VGA монитор или через блютуз на андроид. Ссылка на проекты здесь https://drive.google.com/drive/folders/1Q0ZlN-mpzLQ3kRMRVM5NTgAU8KqUDtaf

А где схемки то?где прошивки?

Извиняюсь, форум не принял файл https://www.dropbox.com/s/gxf72972se0zqiu/KolMotor.zip?dl=0

Спасибо.

Появился у форумчан интерес к проекту привода мотора, дам наставления. Итак микроконтроллер ,без изменении прошивки,к приводу может подойти из серии STM32F(03 - 05) , далее идут буквы и цифры , например С4 это С корпус 48 ног, 4 это объем памяти 16кб. Памяти в прошивке меньше чем контроллера в проекте, а по ножкам можно любой и даже большой, но чтоб в нем были все порты задействованые из схемы.

Чтоб не паять печатку можно взять STM32F0 Discovery,она с программатором, но сейчас нынче дорого, было время на шару раздавали(. Силовая часть, к удивлению нет ардуиновского шильда мос** + симистор, собирать похоже придется на макетке . Для прошивки через встроенный бутлодыр использовать стшную программу http://www.st.com/en/development-tools/flasher-stm32.html

таак стоп, это схема управления двигателем стонка, а где схема электронной гитары?

Рождаются проекты сразу на печатной плате. Я могу скинуть печатку в формате LAY, поможете нарисовать ? Если нет то чуть позже нарисую сам.

Тоже ждем.Текстолит есть, lazer jet pro и утюг нагрет :)

Печатки тут https://www.dropbox.com/s/nbqnxug077gcypj/Elerka1.rar?dl=0.

Мк подходящие в проект STM32F(100-105)корпус С,R,V с перерисовкой печатной платы.

В Протеусе могу нарисовать.

Сам его не пользую у меня в железе, если не затруднит сделайте проект и принтскрином схему на форум на общее обозрение.

Хорошо

Тоже ждем.Текстолит есть, lazer jet pro и утюг нагрет :)

то Рикки .Контроллер полностью подойдет по ножкам и памяти , в нем 32кб флеши , хотя проект уже 20кб. Лучше с буквами CB это 64кб , возможность дописать еще плюшек. Шилд с этим МК можно использовать для элекрки и использовать как переходник на дип для макетки. Усб в нем бесполезный не для программирования.

распечатал на принтере печатку..до чего же STM мелкая...не вытяну с пайкой.Перейдем на шилд . Евгений проясни про шим, что идет на Н-мост ir2104. на управление должно быть 2 входа(реверс) у Вас 1. и без схемы трудно .