SERWO Whale2

Zakładki

Po uruchomieniu programu widoczne są 4 zakładki.

Zakładka Port Settings (Ustawienia portu)

Servoconfigurator2 to program służący do konfiguracji sterowników Whale2 oraz Mammut przez port USB.

Wybór języka

Użytkownik może wybrać język używany przez program. W chwili obecnej dostępne są języki: angielski, niemiecki, polski, węgierski. Poprzez edycję pliku lang.ini w folderze programu, można łatwo dodać lub zmodyfikować komunikaty programu.

Wybór portu COM

Pierwszą czynnością jaką należy wykonać jest ustawienie wirtualnego portu COM, do którego podłączony jest sterownik przez USB.

Należy z listy rozwijanej wybrać właściwy numer portu.
Jeżeli wybrano niewłaściwy numer portu COM, parametry i przyciski są nieaktywne, oraz na dole okna wyświetlana jest informacja:

No response from controller (Brak odpowiedzi ze sterownika). Dla ponownego połączenia ze sterownikiem wciśnij Połącz.

Zakładka PID tuning

Na tej zakładce można skonfigurować parametry sterownika oraz wykonać podstawowe testy.

Ustawianie kontrolera: Konfiguracja

W ramce Konfiguracja znajdują się parametry, które należy ustawić jako pierwsze.

Krok - stan wyskoki

W większości programów sterujących obrabiarkami jest możliwość ustawienia, aby generowało sygnał krok jako stan wysoki lub niski. Niestety,
są komercyjne produkty, które nie umożliwiają wyboru trybu step.
Jeżeli Krok-stan wysoki jest zaznaczony, sterownik wykona krok, kiedy sygnał krok rośnie od GND do VDD. Jeżeli pole jest odznaczone (Krok - sygnał
niski), kontroler wykona krok, kiedy sygnał maleje od VDD do GND.

Logika enkodera 2x i 4x

Kontroler używa enkodera inkrementalnego do zamknięcia pętli sterowania. Enkodery inkrementalne mają dwa kanały, zwykle oznaczone A i B. Kanały te
dostarczają sygnały prostokątne, przesunięte względem siebie o 90°. Kontroler oblicza pozycję z tych dwóch sygnałów.
Tryb logiki 2x zlicza każde narastające zbocze kanałów A i B, innymi słowy zwiększa 2-krotnie impulsy enkodera.
Tryb logiki 4x zlicza każde narastające oraz opadające zbocze kanałów A i B, innymi słowy zwiększa rozdzielczośc 4-krotnie.
Który tryb użyć?
Używanie enkodera o wysokiej rozdzielczości oraz oprogramowanie cnc generującego niskie częstotliwości może dostarczyć problemów i
uniemożliwić pracę servosilników z wymaganą prędkością (servosilnik nie może osiągnąć pełnych obrotów ze względu na ograniczoną częstotliwość
sygnału step).
Częstotliwość sygnału krok może być zwiększona o mnożnik: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 lub 10.

Max. błąd
Użytkownik może ustalić maksymalny akceptowalny błąd, który jest tolerancją systemu. Max błąd jest obliczny na podstawie: wymagana pozycja - aktualne pozycja.

Jest to chwilowy błąd położenia wyrażony w impulsach krok.
Dla dobej jakości sytemów napędu servo, powyższy błąd nie występuje, a aktualne odchyłki sa rzędu kilku impulsów. Ponieważ błąd ten zależy od wielu czynników, np.
osiągi servosilnika, czas odpowiedzi, rozdzielczość enkodera itp., użytkownik powinien ustawić wartośc Max błędu, która jest akceptowalne dla danej aplikacji.

PWM limit
PWM limit może być użyty, jeżeli napięcie zasilania servosilnika jest wyższe niż napięcie znamionowe. Napięcie na silniku może być wyliczone ze wzoru:

gdzie:
V - napięcie na silniku
Vs - napięcie zasilania silnika
Zawsze lepiej jest używać odpowiedniego napięcia zasilania silnika, niż ograniczać je przez PWM, ponieważ zbyt duże ograniczenie napięcia może powodować problemy z
osiągami.
Limit prądu
Użytkownik może ograniczyć prąd w uzwojeniach servosilnika
W sterownikach Whale2 limit prądu jest ustawialny od 0 do 20A co 0,032A.
W sterownikach Mammut limit prądu jest ustawialny od 0 do 40A co 0,058A.
Kiedy zabezpieczenie nadprądowe jest aktywne, zaświeca się dioda LED na sterowniku (patrz instrukcja Whale2).

Ustawianie kontrolera - PID tuning

PID tuning jest najważniejszą częścią tej instrukcji.
Użytkownik powinien ustawić parametry PID w kontrolerze optymalne dla servosilnika.
Wszystkie parametry mogą przyjmować wartości od 0 do 65535.

AP - Stała proporcjonalana
Ten parametr odpowiada za szybkość i dynamikę systemu.
Istnieje liniowa zależność pomiędzy AP*błąd pozycji i wyjściem PWM.
Zwiększając wartość tego parametru czas odpowiedzi maleje, lecz system jest bardziej niestabilny.
AD - stała zróżnicowana
Ten parametr odpowiada za tłumienie, innymi słowy pomaga przyspieszać i hamować szybciej.
Istnieje liniowa zależność pomiędzy AD*prędkością silnika i wyjściem PWM.
Zwiększając wartość tego parametru powoduje zwiększenie stabilności systemu, ale także czas odpowiedzi staje się dłuższy.
AI - stała zintegrowana
Ten parametr służy do "obcinania" błądu do zera i osiągania dokładnej pozycji.
Zwiększając ten parametr zwiększa się szybkość ustawienia pozycji, lecz maleje stabilność systemu.
LI - Integral limit
Użytkownik może ustalić limit stałej zintegrowanej, aby wyeliminować oscylacje wokół punktu 0.

Zalecane jest pozostawienie tego parametru jako maximum jako optymalne (65535).
Sampling time (czas próbkowania)
Większość kontrolerów servo nie oferuje ustawień czasu próbkowania. My sądzimy, że jest to ważne, a kontroler może być dostrojony do szerokiego zakresu
servosilników. Optymalna wartość dla większości servosilników to od 3 do 15.
Programowanie kontrolera - zapisywanie danych w EEPROM
Kontrolery mają wbudowaną pamięć ulotną RAM oraz nieulotną pamięć EEPROM.
Użytkownik może wybrać gdzie zapisać parametry, zaznaczając pole ZAPISZ DO EEPROM. Jeśli pole nie jest zaznaczone, wartości będą zapisane w RAM i dostępne
aż do wyłączenia zasilania. Ten tryb programowania służy tylko do testów.
Jeśli pole jest zaznaczone, wartości będą zapisane w EEPROM, będą one dostępne po restarcie kontrolera. EEPROM może być zapisywany wielokrotnie.
Aby zaprogramować kontroler wystarczy kliknąć przycisk ZAPISZ.

Dane mogą być również odczytane z kontrolera, po kliknięciu przycisku POBIERZ.

Ustawianie kontrolera - analizator step response (krok odpowiedź)

Poprzez funkcję Analiza użytkownik może ocenić jakość sprzężenia pętli. Po naciśnięciu przycisku Analiza kontroler obraca silnikiem o ilość kroków wpisanych w
pole tekstowe obok. Kontroler monitoruje ilość błędów i przedstawia graficznie na wykresie powyżej.

Zakładka Podgląd błędów serva

Podgląd błędów to narzędzie, które umożliwia sprawdzanie błędów w sposób ciągły. Na ekranie widać 500 próbek naraz oraz wykres w czasie rzeczywistym. Wykres jest
skalowany poprzez wartość dopuszczalnego błędu, zaprogramowanej w kontrolerze. Użytkownik może zmienić tą wartość (skalowania) w polu tekstowym na górze okna
(od 1 do maksymalnej ilości błędów zaprogramowanej w kontrolerze). Zmiana
skalowania zmienia tylko wykres, a nie zaprogramowanie w sterowniku dane.

Zakładka Pomoc