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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor Problem


Autor: Nick (Gast)
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Erst einmal ein herzliches "Hallo" und schon mal vielen Dank fürs
lesen

Ich verfolg schon seit geraumer Zeit das Forum hier mit grossem
Interesse, sehr viele interessante Themen und kompetente Antworten. Ich
hoffe ihr könnt mir jetzt auch ein wenig weiterhelfen, bin nämlich an
einem Punkt angelangt wo ich echt nicht mehr weiter weiss.
Ich weiss das dies nicht unbedingt eine reines Mikroproblem ist, hoffe
das ihr mir vielleicht trotzdem ein wenig helfen könnt  :)

Meine Aufgabe ist eine Entwicklung einer kompletten
Schrittmotor-Anwendung, d.h sowohl die Entwicklung der Treiberstufe wie
auch die dazugehörige Programmierung eines Mikrokontrollers. Aufgaben
der Schaltung sind unteranderem, variable SpeiseSpannung bis zu 30V,
Drehmomentreglung, FullStep, HalfStep, Mikroschrittbetrieb usw.

Die unipolare Treiberstufe ist schon komplett fertig und ist mit
PowerMOSEFETS realisiert worden. Bei Bedarf kann ich gerne die
Schaltung online stellen. Der Motor läuft auch unterhalb seiner "
maximum starting frequency " sehr gut. Hier fangen aber genau meine
Probleme an, in der beigefügten Datei sind 2 Diagramme dargestellt, bei
jeweils verschiedenen Frequenzen des Motors. Zu erkennen sind in der
unteren Hälfte die Steuersignale, der Motor wird so angesteuert das
jeweils 2 Spulen bestromt sind, in der oberen Hälfte erkennt man den
Stromverlauf an den Messshunts. Ich benutze 2 Messwiderstände, für
jeweils eine Spule ein Shunt.
Benutze ausserdem die RealTimePorts des Mikros, unteranderem is
ausserdem eine Chopperschaltung über PWM realisiert. Das ist aber alles
nicht so wichtig, was ich jetzt nicht verstehe is die seltsame
Kurvenform der Spannung über dem Shunt. Sobald ich eine bestimmte
MotorFrequenz ( hier im BSP so um 600HZ) überschreite, seh ich die
dargestellte Kurve und der Motor ruckt nur noch, nicht verwunderlich
bei dem Mist den ich da seh
Mir ist schon die Kurvenform im "sauberen" Betrieb nicht ganz
schlüssig, woher kommt der Anstieg am Ende? Muss hier drauf achten das
ich nicht in Sättigung lauf? Und warum sieht die Kurve ab einer
bestimmten Frequenz so übel aus das der Motor nur noch vor sich her
summt? Mein Hauptproblem ist also das ich mit meinem Motor, obwohl im
Datenblatt anders angegeben, nicht über eine bestimmte Frequenz von
wenigen hundert Herz hinauskomme.
Unabhängig vom Drehmoment müsste ich den Motor doch über einen weit aus
grösseren Bereich fahren können.Dazu muss ich noch sagen das ich den
Motor unterhalb seiner kritischen Frequenz starte und dann per Hand
schneller mache, d.h es ist auch ein Geschwindigkeitsrampe gegeben.

Vielen Dank nochmal und
Freu mich sehr über jegliche Antworten!!!

Nick

Autor: fragezeichen (Gast)
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Hi Nick,

könnstest Du auch noch die Schaltung posten, und vor allem die
Meßpunkte in der Schaltung. Dann sehen wir weiter.

guude
Thomas

Autor: Nick (Gast)
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Man man man geht dat flott, ja klar kann ich die posten, die hier
gemessene Spannung ist über dem Shunt abgegriffen. Leider hab ich die
Schaltung nur im VisioFormat. Morgen stell ich die als jpg rein, wär
der hamma wene da nochmal rein schauen könntest Thomas.

Nick

Autor: AxelR. (Gast)
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seh' ich mir auch mal an...
Screenshot hätte erstmal gereicht ;-)
Was ist gegen Visioformat einzuwenden?

Gruß
AxelR.

Autor: Nick (Gast)
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So hier die versprochene Schaltung hoffe das hilft euch weiter :)

Autor: Nick (Gast)
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Ach ja R10 und R11 sind die Messwiderstände von jeweils 250mOhm über die
der Oskar angeklemmt ist.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Was sind denn das für Mosfets? Machen die mit 5V überhaupt richtig auf?
Ich kann nicht verstehen warum so oft mit 5V angesteuert werden muss.
Das ist gerade so die Öffnungsspannung eines normalen Fets und auch die
"besseren" gehen noch nicht richtig. Unter 10V Ugs ist Mist!
Suche doch bitte mal in der Codesammlung nach Mostreiber oder so.
Ach ja, die R's vor den Gates sind wie gross?
Mfg Uwe

Autor: Nick (Gast)
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Also die Fets machen bei 5V komplett auf, extra drauf geachtet :)
die Vorwiderstände betragen jeweils 100 Ohm

Autor: holm (Gast)
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Sowas hier gefällt dir wohl nicht:
http://www.nanotec.de/media/imt901.pdf

Diesen IC gibt es auch deutlich preiswerter bei z.B. Glyn als
TA8345H. 36V 2Ampere Voll/Halb/Viertel/Achtelschritt mit internem
Counter und Encoder für die Motorphasen, mußt den motor halt bipolar
beschalten.

Gruß,

Holm

Autor: Nick (Gast)
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Vielen Dank, darf leider bis auf den 7805er keine ICs benutzen. ;)
Und der ganze Kram muss auch Unipolar sein weil ich nur sehr wenig
Platz habe und da keine 8FETS passen würden.
Der Mist ist ja grade das ich alles mit "analogen" Bauteilen
erstellen muss.  :(

Gruss
Nick

Autor: AxelR. (Gast)
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Die Chopperei hat hier noch garnicht eingesetzt, oder? der Stromanstieg
im Motor ist viel zu gering, offensichtlich reicht die Betriebsspannung
nicht aus, um den Strom in den Wicklungen auf das Maß ansteigen zu
lassen, welches für das geforderte Drehmoment zuständig ist. Der Strom
muss so stark ansteigen, dass bei langsamer Fahrt die Kanäle "0" bis
"3" in den High Phasen einige (zig) Male unterbrochen dargestellt
werden sollten. Der Spulenstrom sollte bis an den Scheitel(T_on min)
auf seinen maximalstrom angestiegen sein und durch die Taktung
innerhalb der Phse auf einem konstanten Mittelwert gehalten werden.
Dafür sind ja wohl auch die Freilaufdioden da...
Sonst wird das nichts, je Schneller du wirst, je weniger ändert sich
der strom in den Motorspulen -> kein Drehmoment, Motor fiept nur noch.
Motorspannung erhöhen.
Induktivität des Motors messen -> Stromanstiegszeit berechnen
Welche Mosfets sind da drinn? Welchen Treiberstrom schaffen de Ports?

Das fiel mir so auf.

Übrigens der Link von holm ist aber echt super. Der Hinweis auf den
"richtigen" Industrietyp goldwert.

Viele Grüße
AR.

Autor: holm (Gast)
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@nick:

Seltsam, daß Du die Widerstände nicht mit Papier und Bleistift selber
bauen mußt :-)
Du tust mir leid. Allerdings kann es nicht schaden, sowas mal zu üben,
aber aus sicherheitsgründen würde ich den Stromchopper trotzdem mit
einem Komparator aufbauen, da sich ein Mikrorechner auch mal weghängen
kann und dann die Motorwicklung gebraten wird.

@Axel R.

Ja, das nach einer Weile der Preisunterschied in Gold aufzuwiegen ist,
habe ich auch schon gemerkt :-)
Ich habe da übrigens einen Zahlendreher drin, das Ding heißt richtig
TA8435, ein Datenblatt habe ich noch schnell hier her gehängt:

http://www.tiffe.de/other/ta8435.pdf

Gruß,

Holm

Autor: AxelR. (Gast)
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...,.
Vielen Dank, darf leider bis auf den 7805er keine ICs benutzen.
...,.

Der Block in der Mitte deiner Schaltung ist ein Mikrocontroller, oder
eben eine analoge Blackbox?

AR.

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