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Elettronica per sistemi CNC

Ultimo aggiornamento: 31/07/2015

Normalmente una macchina CNC e' alimentata attraverso due diverse tensioni:

- +5V per la logica (con un basso assorbimento di corrente);

- una tensione da 20-24 sino ad 80V ed anche piu' per l'alimentazione dei motori (in funzione del controller utilizzato).

 

Mentre e' certamente facile trovare sul mercato o autocostruire un alimentatore, anche non stabilizzato, a tensione relativamente alta (20-80V) per l'alimentazione dei motori, non e' affatto semplice la produzione dei 5V necessari per la logica dei controllers ottenendola dalla stessa alimentazione.  Molti controller/driver per motori passo passo utilizzano particolari integrati che includono all'interno dello stesso package il traslatore ed il driver vero e proprio. La maggior parte opera con una tensione massima di ingresso (lato driver) di 30-45V. Altri controllers prevedono l'uso di componenti discreti e sono alimentati anche con tensioni decisamente elevate, dell'ordine dei 60-80V ed anche più. In entrambi i casi e' necessario anche dover fornire 5V stabilizzati per la logica dei controller stessi, con un assorbimento che e' in linea di massima dell'ordine di pochi milliampere.

 

Per realizzare un piccolo circuito alimentatore per poter fornire questi 5V stabilizzati, prelevati dalla stessa alimentazione dei motori vi sono alcune diverse soluzioni:

- per tensioni di ingresso di 18-24V e' possibile utilizzare direttamente un regolatore positivo (L7805 per esempio) in quanto ha un valore massimo di tensione di ingresso di circa 32V (si, sappiamo che questo in realtà non è vero in quanto per tensione massima di ingresso si intende la differenza di potenziale fra ingresso ed uscita ma, a fini di sicurezza, l'uscita è meglio considerarla 0);

- qualora la fonte sia di 40-45V si potra' utilizzare un LM317HV (HV e' importante) che ha valori massimi di tensione di ingresso di 60V facendolo, magari, seguire da un regolatore a 5V;

- per alimentazioni di ingresso di 80-100V: si potra' utilizzare un economico Texas TL783, ad esempio, seguito a sua volta da un altro 7805.

Altre soluzioni, forse piu' professionali, riguardano l'utilizzo di integrati per alimentazioni di tipo switching (LM5007-LM5008-LM5010 della National ad esempio) che richiedono solo una limitata circuiteria esterna. Vediamo qualche schema. Il mercato comunque ne offre centinaia, una occhiata ai vari datasheets aiutera' senz'altro.

lm7805
Questo e' il classico schema per l'ottenimento dei 5V attraverso l'uso di un regolatore la cui tensione massima di ingresso, pero', e' sempre intorno ai 30V (per sicurezza, anche meno).
   
lm317

Due stadi: il primo abbassa la tensione sino a portarla ai 15-18V mentre questa viene poi regolata a 5V dal solito integrato regolatore 7805.

 

Usando un LM317HV (HV) la massima tensione di ingresso e' dichiarata in 60V, mentre utilizzando un Texas TL783 la tensione di ingresso potra' raggiungere valori piu' alti, sino a 125V.

   
lm5010
 

Altre soluzioni prevedono l'utilizzo di integrati regolatori per alimentazioni di tipo switching (LM5007, LM5008, LM5010). Essi possono gestire sino a 70-100V di ingresso e possono fornire direttamente la tensione (e corrente) necessaria per l'alimentazione della logica della macchina CNC.

Anche in questo caso sara' meglio prevedere un secondo stadio con un regolatore positivo (il solito 7805) per ottenere i 5V necessari.

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