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回复: 85

高手再来会诊:如何解决主轴电机使用mach3 PWM方式时,开电脑的期间主轴不受控制? ....(请

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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 10:54:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
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阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入4汤圆

发表于 2010-11-12 11:06:29 | 显示全部楼层
先开电脑再开控制箱。。。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:09:38 | 显示全部楼层
应该是电脑在启动的时候,在查找并口上的设备,所以有数据输出

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:33:20 | 显示全部楼层
要解决这个问题可能没有简单的方法.

1,逻辑的方法
  在点脑和mach 3起动时监测并口输出得到控制的方法,有可能不会成功。

2,对输出的PWM信号进行微分、积分得到一随占空比变化的直流电压,用此电压控制电机转速。
  
  一定成功。
  也可用此电压控制PWM信号的输出。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:40:02 | 显示全部楼层
我觉得无论用哪种方法都需要在电脑与控制箱之间加一根控制线,这跟线可以与MACH有关,也可以只与电脑的开关有关(把电脑的开关信号延时),这个应该不是问题,就像模型必须先开控再开接收机一样

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:45:33 | 显示全部楼层
如楼上

还是说明在 电脑起动后在开主轴会省事些


要不就得上条控制线了

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:48:15 | 显示全部楼层
有没有电脑高手在CMOS下能设置开机时并口的状态

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:48:58 | 显示全部楼层
ARM11+摄像头拍屏幕图像对比看是MACH软件界面显示后再控制主轴电机电源

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:55:13 | 显示全部楼层
有个不是很完美的方案是将手动切换开关设计成电子式的,切换用微动开关,电路上保证上电后的状态为手动模式

出0入8汤圆

发表于 2010-11-12 11:58:34 | 显示全部楼层
回复【7楼】888888888888
arm11+摄像头拍屏幕图像对比看是mach软件界面显示后再控制主轴电机电源
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那还不如写个程序到任务管理器看看Mach3有没有运行。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 11:58:43 | 显示全部楼层
最简单的是先开电脑,或者研究下电荷泵功能(好像是这么叫的),这个应该就是专门用来解决这个问题的,自定义个接触器,与急停关联,接触器控制电机回路。
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 12:03:28 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 12:08:48 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 12:09:56 | 显示全部楼层
回复【11楼】bbs2009
回 【7楼】 888888888888  
arm11+摄像头拍屏幕图像对比看是mach软件界面显示后再控制主轴电机电源
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可否不用arm11+摄像头拍屏幕图像。 做一个软件监视系统进程,待mach软件运行后,再控制主轴电机电源。   

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应当可行,只要电脑能出另外一个控制线,比如串口出一串命令启动主轴,而这命令通常电脑是不可能自动输出的.难点就是要从电脑输出附加的控制信号

出0入8汤圆

发表于 2010-11-12 12:20:35 | 显示全部楼层
回复【13楼】888888888888
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Mach的并口第13脚是备用的输入脚。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 12:26:36 | 显示全部楼层
关键的问题是电脑开机时并口究竟有没有被MACH控制,如果没有,任何软件都没用,那就说明是主板本身发出的信号或者没发出信号只是随机的,这只与主板有关

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 13:31:07 | 显示全部楼层
这个问题我原来在使用并口控制设备时也遇到过,其本质是BIOS会利用LPT口输出一些信息(猜想是调试信息),我当时的解决手段不适用于这个场合。。。

建议如下:
1、增加一个机械开关,控制对应LPT管脚和驱动板的连接
2、使用一片单片机,监测所有LPT输出脚的状态,持续N秒钟满足某个状态才开放PWM管脚连接,这样屏蔽掉电脑初始化阶段的LPT口“乱码”
3、增加串口控制,这个比较麻烦


我觉得3楼说的方法2是最合适的工业化解决方案,PWM->电压->PWM
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-12 13:40:22 | 显示全部楼层
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出0入8汤圆

发表于 2010-11-12 13:43:22 | 显示全部楼层
回复【16楼】gale  
这个问题我原来在使用并口控制设备时也遇到过,其本质是bios会利用lpt口输出一些信息(猜想是调试信息),我当时的解决手段不适用于这个场合。。。


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系统在上电自举的过程中,不仅会通过PCI接口可以进行检测,并口也可以进行系统检测。这些乱码应该是这么产生的。。。

出0入4汤圆

发表于 2010-11-12 13:50:27 | 显示全部楼层
这个应该是BIOS自检时出来的信号,我在用AMCNC-01是也发现了这个现象,而且在更改并口模式SPP EPP ECP后,各自对应的开机主轴转的时间不一样,SPP转的最短,大概1秒钟,EPP和ECP是比较长,我的有5秒左右。
如果用示波器观察一下没有用到的可用来做输出的口,看看是不是每个口都在开机时有脉冲输出,如果哪个口不是这样的,那是不是可以考虑把主轴控制换到这个脚上?

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 14:03:32 | 显示全部楼层
自己搞硬件和软件才能完美解决问题~
既然用别人的MACH就将就先开电脑后开机器比较合适~
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-12 14:04:46 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 14:24:54 | 显示全部楼层
回复【17楼】armok 阿莫
上面大家的方法好像不可行。
我想到一个可能可行的方法,大家讨论一下:
比如我们用并口的16脚作为mach软件的pwm输出。 我测试过,就算是100%pwm时,其实 mach 软件只是输出98%左右。  
即这个pwm会一直是交流信号。
简单的在16脚输入到控制箱前,串上一个电容,只允许“交流”信号通过。
开机期间的电平不确定,只是直流的高或低 ....有了这个电容后,就可以消除这个问题了。

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串上一个电容就是微分电路了。
可参考http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3971075&bbs_page_no=1&search_mode=3&search_text=mao
小型有刷直流电机调速恒速电路反向限幅放大器输出后的电路,用输出的直流电压控制pwm输出。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 14:27:40 | 显示全部楼层
可以在控制箱内加一个简单的计数器,计数到N个脉冲在开主轴或者再简单点,用积分电路,多少个脉冲后电容上电压达到开主轴状态才开始工作。主轴电机加一个继电器就好,同时还可以将急停开关接到继电器上,保证按下开关主轴停转
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-12 15:18:47 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2010-11-12 15:25:59 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 15:48:48 | 显示全部楼层
还是问一下主板产商好了

要不自己乖乖看 X86文档 开机的过程

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 15:50:00 | 显示全部楼层
回复【24楼】armok 阿莫
回复【22楼】mao chong 毛虫
串上一个电容就是微分电路了。  
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后面会有一级hc14的整形线路。
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电容加整型不能完全让电机不转,转的时间由RC的时间常数决定。
对输出的PWM信号进行微分、积分得到一直流电压经一级hc14的整形和一个与门控制PWM信号输出就能达到目的。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-12 15:53:44 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 16:19:33 | 显示全部楼层
在使用说明书上标明:先开电脑再开控制箱。。。
记得之前公司有机器,因为要求先通接冷却水再开机,但是设计的时候忘了把无冷却水无法开机的功能设计进去,改起来有些麻烦,也增加成本。。最后……在操作要求里面注明:先接水,再开机!硬性规定了

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 17:26:05 | 显示全部楼层
也发现朋友的机器用MACH3控制主轴后,如果驱动箱电源是开的,关闭电脑,主轴就开转,郁闷。

可否考虑一下把并口的这条线的直流的“高电平”“低电平”状态,与PWM区别开来?有PWM主轴才转动

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 18:58:27 | 显示全部楼层
看看PWM的信号的频率,然后用4046还是567试试看

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 20:17:26 | 显示全部楼层
mach3有个电荷泵的功能,就是设置一个引脚做电荷泵功能,这个脚要会在MACH开启时,输出脉冲信号,用个电路把这个信号转成直流,用这个信号控制整个机器的控制部分的电源就行了,MACH手册里有介绍

出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 20:31:59 | 显示全部楼层
主板启动的时候会一次对超级IO的并口的初始化,LPT此时会有一个短时的脉冲,然后关闭。在windows启动过程中,驱动加载的时候,LPT会有1~3次的输出,当进入 windows系统的时候,LPT就都稳定了。
在LPT上接几个LED可以很明显的看到这个过程。理论上,在windows启动过程中不加载LPT相关驱动可以避免这个问题发生,然后在进入系统后再进行驱动加载。没有测试过,仅仅是想法。
可以使用额外的EN脚控制来容许系统工作。可以写一个小小程序来控制LPT的信号状态,需要启动的时候,程序开启。
例如这个程序,可以全部置高及全部置低ourdev_597500YID25X.rar(文件大小:316K) (原文件名:LPT_Demo.rar)

出0入12汤圆

发表于 2010-11-12 20:49:12 | 显示全部楼层
简单一点加个开关,复杂一点[17楼]方案也好实现,其他的方案看似简单其实更复杂.
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-12 22:04:43 | 显示全部楼层
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出0入228汤圆

发表于 2010-11-12 22:13:50 | 显示全部楼层
做个识别这个 电荷泵 信号的 电路嘛,
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-12 22:32:11 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-12 22:32:47 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-12 22:58:38 | 显示全部楼层
启动完成之后由专门的软件通过并口发一个允许信号比较好,这个软件可以放在开机启动里面,没有这个信号主轴不启动。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 00:02:58 | 显示全部楼层
如果mach3的PWM信号一直保持有脉冲输出,这样就可简单地通过检测是否存在PWM信号,从而避免电脑上电时的影响。
用NE555组成PWM“载波”检测电路,当电脑开机启动时的几个干扰脉冲电平,不会使555产生输出控制信号,只有mach3的PWM信号输出连续几十个脉冲以上,NE555才输出控制信号(低电平有效),使电机得以动作。
至于电机的通断如何受控于555输出,视乎电机驱动电路形式,一般都可以通过简单方式实现。
两电容参数可能需根据PWM频率作调整,图中参数适用于大约10KHz的PWM频率。


(原文件名:未命名.PNG)

出0入618汤圆

发表于 2010-11-13 01:44:32 | 显示全部楼层
回复【40楼】cowboy
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小电容向大电容充电,相当于微分再积分,相当精妙的设计。
其实这个电路可以不用555,用施密特门(74HC14)也能搞定。

GATE用于模拟间歇PWM信号的情况,初始状态OUT为高电平,PWM出现一段时间后,OUT变为低电平,PWM消失一段时间后,OUT又恢复高电平。

(原文件名:1.png)

用OUT作为PWM使能信号就可以保证mach3发送PWM后主轴才开始动。

PWM_OUT输出脉冲延时保护的主轴PWM信号 (原文件名:2.png)

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 01:58:23 | 显示全部楼层
加个并口的加密狗上去

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 09:01:11 | 显示全部楼层
学习

出0入8汤圆

发表于 2010-11-13 10:11:22 | 显示全部楼层
我对SMT设备比较熟,贴片机、印刷机都是先启动软件,待软件启动完成和驱动卡初始化成功后提示按start或home键,这时才给动力模块加电,就这么简单。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-13 11:40:09 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-13 14:53:50 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 15:32:55 | 显示全部楼层
那就电脑复位后一分钟内禁止动作.加个555延时电路.
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-13 15:45:12 | 显示全部楼层
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出0入618汤圆

发表于 2010-11-13 15:52:18 | 显示全部楼层
回复【47楼】cock
那就电脑复位后一分钟内禁止动作.加个555延时电路.
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问题是你怎么知道电脑复位了?

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 16:32:36 | 显示全部楼层
开机时的那些少于10个?
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-13 16:37:07 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 16:51:49 | 显示全部楼层
4017要加上电复位

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 17:00:59 | 显示全部楼层
电苛泵加一个tl431来控制开关管如何?所谓电苛泵指电容和二极管组成的升级网络,输入交流信号电压就会升高,经电阻分压后,再通过tl431判断是否达到启动的标准,达到则由tl431驱动开关管导通。希望大家来我这里买只pc电源回去,价格很便宜,主动pfc,铜牌的,90v-265v电压宽幅工作。www.ztk168.com

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 17:24:56 | 显示全部楼层
简单点可不要4017,直接用电阻给电容充电,选取合适的时间常数使脉冲达到10个时电容上的电压达到7414的翻转电平

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 17:38:15 | 显示全部楼层
楼上的,你的“充电”意思其实就是一极电核泵,脉冲转化成电压后触发tl431打开开关管
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-13 23:56:28 | 显示全部楼层
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出0入12汤圆

发表于 2010-11-14 01:56:07 | 显示全部楼层
假设每开机关机一次会发两个脉冲,并且PCPWM稳定在低电平.
那么,开机关机5次后,是什么情况?

出0入12汤圆

发表于 2010-11-14 02:05:16 | 显示全部楼层
41楼的图也可能有问题:电阻R2的阻值470K,这么大,会不会让7414无法判断低电平(LS的应该不行,不清楚HC的怎样)?
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{看HC的参数,特殊情况下可能不行}

出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 02:22:12 | 显示全部楼层
跟并口设置不知道有没有关系

 SPP:标准并行端口   EPP:增强并行端口   ECP:扩展性能端口

出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 03:43:49 | 显示全部楼层
并口控制板通常有个叫电荷泵的东西。其实就是只有在某个脚上有连续脉冲的时候,接口电路才被使能,否则是处于禁止状态的。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 08:32:32 | 显示全部楼层
46的电路放电时间是否有点长,按下主轴停转后主轴会马上停下来吗
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-14 08:47:25 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2010-11-14 08:51:10 | 显示全部楼层
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发表于 2010-11-14 08:58:57 | 显示全部楼层
感觉此处加上个 开始 键很合适,以前不是说高档电源上电后都要按个 确认
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-14 09:05:47 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2010-11-14 09:37:36 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2010-11-14 09:53:38 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 09:59:39 | 显示全部楼层
回复【62楼】armok 阿莫
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没有精准计算200个脉冲,不过影响应不大。下面是改参数后的电路和仿真波形。


(原文件名:未命名.PNG)


(原文件名:未命名2.PNG)
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-14 10:02:10 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 10:07:23 | 显示全部楼层
哈哈,阿莫行动就是快,一下子把就gzhuli的电路整合好了,这个电路方案不错。
有个小疑问就是PWM信号经过一级反相,相位反了,不知是否需要再加一级反回来。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 10:09:26 | 显示全部楼层
精彩,占座围观

出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 10:16:51 | 显示全部楼层
回复【69楼】armok 阿莫
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gzhuli的电路优点在于有缓冲,对于不同电脑的并口输出特征兼容性比较好,可能存在的问题是PWM脉宽在接近2%或98%时,电荷泵能否把电容充电至HC14的阀值电压,这个可能要实际试试。不过可以通过调整阻容参数解决。
我的电路没有缓冲,如果并口输出电流太小(小于10mA),可能不足以驱动光耦。可以加一个8050三极管做跟随器进行扩流。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-14 10:26:49 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2010-11-14 10:28:55 | 显示全部楼层
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发表于 2010-11-14 10:41:33 | 显示全部楼层
回复【73楼】armok 阿莫
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我说的相位反了是指图中的U2D(8、9脚),我不知原来的设计的相位关系,所以这个不敢确定。

72楼提及的问题,刚才仿真了一下,在PWM占空比为98%(或2%),频率为20K时,0.1uF电容上最终的充电电压是3.71V,查了一下HC14的手册,在4.5V供电时,Vth为3.15V,按此估算5V工作时,Vth约为3.5V,比3.71V略低了一点。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-14 10:45:45 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 11:37:25 | 显示全部楼层
以人为本人性化的设计让用户更能感到机器的超值.

出0入0汤圆

发表于 2010-11-14 15:08:51 | 显示全部楼层
mark

出0入618汤圆

发表于 2010-11-14 21:27:34 | 显示全部楼层
回复【73楼】armok 阿莫
如果一定要求同相,可以使用hc07。不过hc14更方便因为上面其它的地方有用到,有空余的单元使用,不必再加芯片
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我选HC14是因为它是施密特触发器,在这个应用中应该有个滞回电压好一点,而且印象中AMCNC-01的电路也大量使用HC14,估计能挤出一两个来,不用另加IC。
另外按照75楼 cowboy 的仿真结果,可以考虑把4148换成1N5817,这样电容上的电压估计能到4V,足以可靠触发了。

出0入0汤圆

发表于 2011-2-12 13:24:07 | 显示全部楼层
不能更换一根控制线吗?  LPT在电脑开机的时候,脉冲都一样?
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-2-12 13:43:11 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2011-3-26 19:08:26 | 显示全部楼层
我也遇到同样的问题,当时感觉主轴不受控制,会发生意外,如果在换刀时突然旋转,那可不得了.发现这个问题后几分钟就决定加一个旋钮,手动控制主轴的启停,用了一年多了,很可靠.半自动也很好用.

出0入0汤圆

发表于 2014-9-1 23:34:19 | 显示全部楼层
复习一下。
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