Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Chinaspindel mit Arduino steuern


von Benni B. (chmod777)


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Hallo Leute,
ich bin derzeit immer noch am bau einer cnc fräse.
Habe das Ding jetzt im Probeaufbau schon zum laufen gebracht.
Nun würder ich ganz gerne mit hilfe des Arduino(Programm Estlcam) die 
spindel ein/ausschalten und die Drehzahl regeln können(Derzeit mache ich 
das ganze am Frequenzumrichter)

In Estlcam ist beschrieben das ich zum Einschalten des 
Frequenzumrichters
einen Optokoppler verwenden soll. Nun meine Frage, wieso brauche ich 
dazu einen Optokoppler und kann nicht einfach meine Ausgäng zum Arduino 
am FU anschließen oder einfach ein Relais verwenden ?

Zum Thema Drehzahl: der FU benötigt 0-10V Spannung zum regel der 
Drehzahl, der Arduino liefert aber bekanntlich nur 5V. Kann ich nicht 
einfach Softwaretechnisch die Drehzahl auf das doppelte setzte und mir 
somit den "Spannungsverdoppler" sparen ?

Ich habe nicht viel erfahrungen mit Arduino und FU's, vielleicht ist das 
auch eine relativ leihenhafte frage aber ich würde gerne wissen warum 
man das so machen soll.

Danke schon einmal.

Hardware: Chinaspindel 1,5KW mit FU
          Arduino Uno
Software: Estlcam

Evtl. hat ja noch jemand eine Idee wie ich den Klemmkasten realisieren 
soll. Ich überlege ob ich einen Schaltschrank verwenden soll oder ob ich 
ihn einfach aus Holz bauen soll, bzw weis ich nicht ob Holz ESD mäßig in 
Ordnung ist.

von Zeitjäger  . (forgoden)


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Frequenzumrichter erzeugen große Störungen. Ein Optokoppler kann das 
galvanisch trennen. Fake-Arduino sind sowieso störanfälliger als 
Orginalarduino. Kannst es ja ohne Optokoppler versuchen.

Wird die Drehzahl mit PWM geregelt oder mit Spannungerhöhung? Ich nehme 
an dass es das letztere ist und das wird normalerweise mit Potentiometer 
geregelt. 5V bedeutet das damit nicht die volle Drehzahl erreicht wird.

Arduino erzeugt PWM
Du müsstest sowas in dieser Richtung durchwühlen:
https://www.ebay.de/itm/Voltzahl-to-PWM-Konverter-Modul-0-5V-0-10V-to-0-100-Neu-/172468269829

oder:

Beitrag "aus PWM-Signal 0-10V Schnittstelle"


Oder nach Digital Potentiometer suche, können aber meist nur bis 5v und 
ist aufwändiger zu programmieren.


http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=1783843&d=1495123912 
wenn es das ist, dann hat der doch external potentiometer für 5V ? Dass 
du statt Potentiometer einfach PWM gibst. 5V_OUT unbenutzt lassen

: Bearbeitet durch User
von Zeitjäger  . (forgoden)


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Warte, Artikel ist falsch. Das ist richtig: 
https://de.aliexpress.com/item/33021792064.html

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Benni B. schrieb:
> In Estlcam ist beschrieben das ich zum Einschalten des
> Frequenzumrichters
> einen Optokoppler verwenden soll. Nun meine Frage, wieso brauche ich
> dazu einen Optokoppler und kann nicht einfach meine Ausgäng zum Arduino
> am FU anschließen oder einfach ein Relais verwenden ?

Relais geht auch. Aber schau erstmal, ob dein FU nicht sowieso 
galvanisch getrennte Eingänge hat. Bessere Exemplare haben das.

> Zum Thema Drehzahl: der FU benötigt 0-10V Spannung zum regel der
> Drehzahl, der Arduino liefert aber bekanntlich nur 5V. Kann ich nicht
> einfach Softwaretechnisch die Drehzahl auf das doppelte setzte und mir
> somit den "Spannungsverdoppler" sparen ?

Das wollte ich gerade vorschlagen. Mir bekannte FUs haben u.a. die 
Möglichkeit, das Eingangssignal mit einem einstellbaren Faktor zu 
multiplizieren. Andere kann man zumindest zwischen 0-10V und 0-5V 
umschalten.

Es wäre gut, wenn Du das Modell des FUs angeben könntest, idealerweise 
noch einen Link zur Anleitung.

> Ich habe nicht viel erfahrungen mit Arduino und FU's, vielleicht ist das
> auch eine relativ leihenhafte frage aber ich würde gerne wissen warum
> man das so machen soll.

Jeder fängt mal an :-)

> Evtl. hat ja noch jemand eine Idee wie ich den Klemmkasten realisieren
> soll. Ich überlege ob ich einen Schaltschrank verwenden soll oder ob ich
> ihn einfach aus Holz bauen soll, bzw weis ich nicht ob Holz ESD mäßig in
> Ordnung ist.

Nimm einen vernünftigen Metallschrank (Rittal etc.) - wenn Du nicht auf 
eine bestimmte Größe festgelegt bist, kannst Du sehr preiswerte 
gebrauchte oder Lagerware erwerben (ebay/ebay Kleinanzeigen).

: Bearbeitet durch Moderator
von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo,

> wieso brauche ich
> dazu einen Optokoppler und kann nicht einfach meine Ausgäng zum Arduino
> am FU anschließen oder einfach ein Relais verwenden ?

FUs arbeiten wie bei Industriekomponenten üblich mit 24V.
Es kann zwar durchaus funktionieren, die 24V der Eingänge sind sehr 
hochohmig und beschädigen den Arduino in der Regel nicht, allerdings 
werden die 24V durch die Clampingdioden des AVR auf 5V runter gezogen 
was der FU unter Umständen schon als Start Signal interpretiert.

Man kann es also durchaus probieren wenn man mit einem gewissen 
Restrisiko leben kann - der Optokoppler ist allerdings auf jeden Fall 
die sauberere Lösung.

> Zum Thema Drehzahl: der FU benötigt 0-10V Spannung zum regel der
> Drehzahl, der Arduino liefert aber bekanntlich nur 5V. Kann ich nicht
> einfach Softwaretechnisch die Drehzahl auf das doppelte setzte und mir
> somit den "Spannungsverdoppler" sparen ?

Nein - die typischen China FU gehen nur bis 400Hz (24000 Umdrehungen bei 
den üblichen Spindeln) und lassen sich nicht auf das doppelte setzen.
Ist allerdings zumindest bei den meist verwendeten Huanyang FUs nicht 
nötig, die können auf 0-5V anstatt 0-10V umgestellt werden.

In dem Fall benötigt man dann nur einen Widerstand (z.B. 1k) und einen 
Kondensator (z.B. 100µ) um das PWM Signal zu glätten und kann das zur 
Steuerung der Drehzahl verwenden.

Hat dennoch einen Haken: viele USB Anschlüsse liefern keine 5V und die 
Diode im Arduino nimmt nochmal ein paar 0,x V weg - man erreicht also 
auch damit nie volle Drehzahl.

Der Saubere Weg ist deswegen ein PWM zu 0-10V Wandler - ein Schaltplan 
dazu ist in Estlcam im Dialog für die Steuerungseinstellungen im Reiter 
für die Spindel zu finden - die Teile kosten nur ein paar Cent und ist 
schnell auf einem Stück Lochrasterplatine aufgebaut.

> Evtl. hat ja noch jemand eine Idee wie ich den Klemmkasten realisieren
> soll. Ich überlege ob ich einen Schaltschrank verwenden soll oder ob ich
> ihn einfach aus Holz bauen soll, bzw weis ich nicht ob Holz ESD mäßig in
> Ordnung ist.

Holz ist für sowas generell nicht in Ordnung, einfach weil das Ding 
abbrennen kann. Störungen sind in der Regel weniger ein Problem solange 
vor dem FU ein passender Netzfilter sitzt.
Ein Beispiel wie so ein Schrank (allerdings ohne FU) aussehen kann ist 
z.B. hier zu finden:
https://www.estlcam.de/schaltschrank_klein.php


Christian

von Benni B. (chmod777)


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Helwein V. schrieb:
> Wird die Drehzahl mit PWM geregelt oder mit Spannungerhöhung? Ich nehme
> an dass es das letztere ist und das wird normalerweise mit Potentiometer
> geregelt. 5V bedeutet das damit nicht die volle Drehzahl erreicht wird.

Die Drehzahl soll über PWM geregelt werden.

Helwein V. schrieb:
> Arduino erzeugt PWM
> Du müsstest sowas in dieser Richtung durchwühlen:
> Ebay-Artikel Nr. 172468269829

Die Dinger gibt es ja schon fertig, super danke

Helwein V. schrieb:
> http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=1783843&d=1495123912
> wenn es das ist, dann hat der doch external potentiometer für 5V ? Dass
> du statt Potentiometer einfach PWM gibst. 5V_OUT unbenutzt lassen

Tatsache, ich bin garnicht auf die Idee gekommen das man das auch 
umstellen kann. So wie ich das in der Bedienungsanleitung raulesen 
konnte geht das anscheinend.

Christian K. schrieb:
> Man kann es also durchaus probieren wenn man mit einem gewissen
> Restrisiko leben kann - der Optokoppler ist allerdings auf jeden Fall
> die sauberere Lösung.

Danke, dann werde ich einfach einen Optokoppler verwenden, savety first 
;)

Christian K. schrieb:
> Hat dennoch einen Haken: viele USB Anschlüsse liefern keine 5V und die
> Diode im Arduino nimmt nochmal ein paar 0,x V weg - man erreicht also
> auch damit nie volle Drehzahl.

Sprich, selbst wenn ich meinne FU auf 5V umstellen kann wäre es dennoch 
besser die 10V einstellung mit enstprechender schaltung zu Verwenden ?

Christian K. schrieb:
> Holz ist für sowas generell nicht in Ordnung, einfach weil das Ding
> abbrennen kann. Störungen sind in der Regel weniger ein Problem solange
> vor dem FU ein passender Netzfilter sitzt.
> Ein Beispiel wie so ein Schrank (allerdings ohne FU) aussehen kann ist
> z.B. hier zu finden:
> https://www.estlcam.de/schaltschrank_klein.php

Danke dir.
Ich habe mir diesen Netzfilter gekauft, würde dann direkt am Eingang der 
Zuleitung sitzen.
https://www.amazon.de/gp/product/B00Y0IHQ5U/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo,

> Ich habe mir diesen Netzfilter gekauft, würde dann direkt am Eingang der
> Zuleitung sitzen.

der wird nicht ausreichen - für FUs wird sowas hier benötigt:
https://www.sorotec.de/shop/Netzfilter-1-Phasig-f-r-FU-1-5-bis-2-2KW-ableitarme-Version.html

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