Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor - Step-Down-Converter


von Heinrich (Gast)


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Hallo Liebe Gemeinde,

ich bin gerade dabei eine Schrittmotorsteuerung zu bauen.
Ich habe einen integrierten Motortreiber von TI den DRV8432, als 
Mikrocontroller verwendet ich einen ATmega32.

Mein Motor hat folgende Eigenschaften:

Impdanz: 0,63Ohm
Induktivität: 1,7 mH
max. Strom/Phase; 4,7 A
Spannung:  30V

Diese Eigenschaften können auch vom Treiber geliefert werden.
zusätzlich habe ich ein Labornetzteil mit 24V und 1A.
Ich will den Motor gerne mit mehr als einem Ampere betreiben.

Jetzt habe ich etwas von einem Step-Down-(Buck)-Converter gelesen.
Dieser Erzeugt mir aus einer großen Spannung und einem kleinem Strom, 
genau das Gegenteil. Wenn ich den Phasenstrom mit dem uC messe, dann 
kann ich diesen doch über eine PWM einstellen, bzw. regeln. Entspricht 
dass auch der Funktion eines Step-Down-Converters?

Beste Grüße

von Helge A. (besupreme)


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Im Prinzip ja.

Das erfordert allerdings recht gute Entkopplungskondensatoren, die die 
kräftigen Impulse auf der Versorgungsleitung für dein Netzteil 
"erträglich" machen.

von Michael_ (Gast)


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Frei nach Sender Jerewan ---> Nein.
Dein Motor macht bei 30V 4,7A. Die will er haben.
Da ändert auch dein Treiberschaltkreis nichts.
Anders wäre es, er will bei 10V 4,7A. Das könnte der Schaltkreis machen.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Michael!

> Frei nach Sender Jerewan ---> Nein.
> Dein Motor macht bei 30V 4,7A. Die will er haben.
> Da ändert auch dein Treiberschaltkreis nichts.

Falsch. 30V sind vielleicht die empfohlene Betriebsspannung für einen 
Konstantstromtreiber. Frei nach dem guten alten Herrn Ohm ist die 
Nennspannung der Wicklung aber gerade mal 2,96V.

@Heinrich: Man braucht hier keinen separaten Spannungsregler. Der 
DRV8432 ist der Abwärtsregler. 24V drann, Vref und Sensewiderstände 
richtig wählen, auf ausreichende Kühlung achten und fertig. Das sollte 
aber alles im Datenblatt stehen...

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Heinrich (Gast)


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Okay, ich danke euch für die Antworten.


@Thorsten: Vielen dank für die Erklärung. So wie es aussieht, werden bei 
dem Treiber keine Sensewiderstände vorgesehen, hat aber einen 
einstellbaren Überstromschutz drinne.
Ich sehe in meiner Testschaltung erstmal zwei Messwiderstände, für die 
Auswertung am uC, vor. Die Tests werden mir dann Zeigen was Phase ist.

Besten Gruß

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Ich hab' mir das Datenblatt vom DRV8432 nochmal angesehen. Eine 
Stromregelung kann der offensichtlich nicht, nur eine Steuerung. Für 
Mikroschritt ist der damit nur bedingt geeignet. Gerade bei Strömen >2A 
scheint mir das nicht die beste Wahl für einen Schrittmotor zu sein. TI 
hat ja noch eine ganze Reihe anderer ICs im Sortiment.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Heinrich (Gast)


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Hallo,

ich hab gar nicht gesehen, dass du geantwortet hast!

ich hatte mir dazu auch noch deinen Beitrag in deinem Blog angeschaut
(http://www.schrittmotor-blog.de/die-sache-mit-der-spannung/) hier ist 
die Erklärung auch noch mal gut dargestellt...
naja ich hab die Schaltung jetzt fast Bestückt

dadurch dass der Motor später an einer Spindel betrieben wird, kann ich 
den Mikroschrittbetrieb vielleicht vernachlässigen, wird sich in den 
Tests für die Kraftregelung zeigen.

Aber warum ist der IC nur bedingt für den Mikroschritt geeignet.
Die Ansteuerung erfolgt mit einem ATmega und durch umstellen der 
Statemachine sollte das doch möglich sein, die Stromregelung über nimmt 
der uC auch.

Oder wo siehst du da die Grenzen.

Beste Grüße Heinrich

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Wie willst du den Strom denn messen, wenn die H-Brücke keine 
Sense-Widerstände unterstützt? Das ginge dann nur über Hall-Sensoren. 
Ich bezweifle aber, dass du mit dem µC ein gutes Mikrostepping 
hinbekommst. Das ist nicht trivial.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Werner M. (Gast)


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Heinrich schrieb:
> Mein Motor hat folgende Eigenschaften:
>
> Impdanz: 0,63Ohm
> ...
> max. Strom/Phase; 4,7 A
> Spannung:  30V

Michael_ schrieb:
> Dein Motor macht bei 30V 4,7A. Die will er haben.

Seit wann ist bei Schrittmotorwicklungen das Ohm'sche Gesetz außer Kraft 
gesetzt?

Die 30V kann er allenfalls mit einem stromregelnden Treiber vertragen, 
um auch bei höherer Schrittfrequenz ein vernünftige Drehmoment zu 
liefern.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Werner,

auch wenn du Recht hast, dass hatten wir schon vor einer Woche geklärt 
;)

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Heinrich (Gast)


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Okay mit Microstepping habe ich erst mal nur Halbschrittbetrieb gemeint, 
mir ist bewusst, dass für eine höhere Schrittauflösung die einzelnen 
Phasenströme "eingestellt" werden müssen, aber von Halb- auf 
Vollschrittbetrieb nur die Statemachine sich verdoppelt
(meine Quelle: 
http://de.nanotec.com/support/tutorials/schrittmotor-und-bldc-motoren-animation/ 
)

Also ich hab bei der Strommessung an einen Shunt gedacht, mit ADC übern 
ATmega32.
Inspiriert durch folgendes Paper von Infineon:
(Messung im Emitterpfade, Variante C, ohne OPV!)
http://www.all-electronics.de/track.php?p=1&ci=47530&ct=&l=http://www.all-electronics.de/media/file/30871


Der Aufbau steht bereits und die Stromregelung scheint zu funktionieren.

Genaue Tests werden mir dann Zeigen welcher Strom meine Regelung misst 
und einstellt mal sehen ob ich die Woche zu einem Oszi schaffe :)

@all
ich muss zu geben, ich habe in meiner Beschreibung über den Motor etwas 
Falsches gesagt, weil ich es nicht anders weiß, aber um mein Problem zu 
beschreiben nötig war! Für den Motor habe keine Spannungsangaben die "30 
V" sind aus der Luft gegriffen, alles andere stimmt! das heißt ist habe 
den einen oder anderen damit aufs Glatteis geführt....

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