Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotorsteuerung mit Stückliste Reichelt?


von Thomas W. (thomas0906)


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Hallo

Gibt es irgendwo einen Schaltplan mit Stückliste für Reichelt für eine 
Schrittmotorsteuerung, an die ich einen der momentan bei Pollin 
verfügbaren Schrittmotoren anschließen kann?

Ich möchte das mit einem PIC ansteuern. Das kann ich.
Aber ich habe keine Ahnunug von so einer Steuerung/Hardware, was für 
Ströme da fließen, wie gekühlt werden muß und welche Spannung nötig ist.

Wäre toll, wenn es da was gibt, was ich nachbauen kann...
Eben nicht was allgemienes wo man noch alles anpassen muß, sondern eine 
konkrete Schaltung, die läuft.

Danke für Hilfe
Thomas´

von Harald Wilhelms (Gast)


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Thomas W. schrieb:
> Hallo
>
> Gibt es irgendwo einen Schaltplan mit Stückliste für Reichelt für eine
> Schrittmotorsteuerung, an die ich einen der momentan bei Pollin
> verfügbaren Schrittmotoren anschließen kann?
>
> Ich möchte das mit einem PIC ansteuern. Das kann ich.
> Aber ich habe keine Ahnunug von so einer Steuerung/Hardware, was für
> Ströme da fließen, wie gekühlt werden muß und welche Spannung nötig ist.
>
> Wäre toll, wenn es da was gibt, was ich nachbauen kann...
> Eben nicht was allgemienes wo man noch alles anpassen muß, sondern eine
> konkrete Schaltung, die läuft.

Dann würde ich Dir Pollin 810 027 empfehlen.
Gruss
Harald

von Thomas W. (thomas0906)


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Hi

Ja Klasse!
Genau das was ich suche...
Da kann man ja leicht einen PIC vorschalten...

Und welcher der verfügbaren Motoren paßt da am Besten?
Ich benötige mindestens 7,5 Grad Schritte.
Bleibt so ein Schrittmotor eigentlich ohne große Toleranz an den 
Positionen (z.B. alle 1,8 Grad) stehen?
Soll eventuell für eine Drehscheibe (Modellbahn) genutzt werden.

Danke
Thomas

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas W. schrieb:
> Bleibt so ein Schrittmotor eigentlich ohne große Toleranz an den
> Positionen (z.B. alle 1,8 Grad) stehen?
Ja, so lange du den nicht über Gebühr belastest, oder zu schnell 
beschleunigst, oder in Resonanz bringst, oder...

> Soll eventuell für eine Drehscheibe (Modellbahn) genutzt werden.
Da solltest du dich mal nach Mikroschrittbetrieb (oder 
Quasisinusbetrieb) umsehen, denn selbst 1,8° (bzw. dessen Halbschritt 
0,9°) machen z.B. bei 30cm Durchmesser (=94cm Umfang) schon deutliche 
Sprünge:
360°/0,9° = 400
94cm/400 = 0,25cm
D.h. du wirst mit Halbschrittbetrieb bestenfalls eine Aufteilung mit 
2,5mm am Scheibenrand bekommen. Und wie breit sind deine Schienen?

Anders sieht es aus, wenn du die Scheibe z.B. über einen Riemen mit dem 
Schrittmotor antreibst...

von Thomas W. (thomas0906)


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Hi

Also ich würde mir das so vorstellen, daß der Motor immer an die 
gleichen Positionen fährt. Dann kann man doch die Anschlußgleise dort 
anbringen und es paßt IMMER? Oder habe ich da einen Denkfehler?
Die Anschlußgleise sollen ca. alle 7,5 Grad abgehen.

Ah, jetzt sehe ich meinen Denkfehler.
Ein 1,8 Grad Motor würde dann ja zwischen 2 Gleisen nur 4x rucken und 
nicht linear laufen... ;-(

D.h. ich brauche einen Motor mit ganz hoher Auflösung...
Gibt es sowas auch?

Oder eben eine Übersetzung. Aber da handelt man sich sicher wieder 
Toleranzen an den Abgängen ein. Ein Gleis auf der DS ist 11cm lang und 
hat 9mm Spurweite.

Dann werde ich es wohl doch mit einem DC Notor versuchen.

Gruß
Thomas

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Das Stichwort Mikroschrittbetrieb ist doch schon gefallen. Da wird der 
Motor zwischen zwei 1,8 Grad Stufen schnell hin- und herbewegt. Das geht 
allerdings nicht ohne Software mit dem genannten Pollin-Bausatz, der 
L298 macht das nicht selbstständig
http://www.st.com/internet/analog/product/63147.jsp
die Herstellerdaten zum L298

eine Stichwortsuche bei st.com nach "microstep" liefert z.B. den L6470

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00255075.pdf

Fully integrated microstepping motor driver with motion engine and SPI

von Thomas W. (thomas0906)


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Oder den A3972

Hmm, also erstmal wieder einarbeiten in die Materie...

Bleibt immer noch die Frage, welcher Motor da am Besten geeignet wäre.
Oder ist das egal?

Gruß
Thomas

von Nitram L. (nitram)


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Kauf dir ein einfaches Modebaugetriebe ( Conrad 240788 ) und ersetze den 
Motor...

Damit kannst du die Drehzahl in weiten Bereichen anpassen, und vor allem
die Positionierung wird genauer....

nitraM

von Harald Wilhelms (Gast)


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Martin L. schrieb:
> Kauf dir ein einfaches Modebaugetriebe ( Conrad 240788 )

Ooh, ich wusste gar nicht, das solche Getriebe z.Z. in Mode sind.
SCR
Harald

von F. V. (coors)


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Hi Thomas,

Guck dir mal den EasyStepper bei Sparkfun an. ( 
http://www.sparkfun.com/products/9402 ).

Der Treiber ist sehr einfach anzusteuern, auch ohne viel Microcontroller 
Erfahrung. 1/8 Schritt Betrieb ist moeglich, damit solltest du also 
anstatt 4 auf immerhin 32 Schritte kommen.

Feineres Microstepping kann man machen, allerdings haben die Motoren 
meist 5% Reproduzierbarkeit in der Schrittweite (relativ zu einem vollen 
Schritt), korrigiert mich bitte falls das nicht immer stimmt.

Viele Gruesse, ich hoffe es hilft dir weiter.

Felix

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Das Stichwort Mikroschrittbetrieb ist doch schon gefallen. Da wird der
> Motor zwischen zwei 1,8 Grad Stufen schnell hin- und herbewegt.
Hmmm... So ist das nicht richtig.

Da werden die Wicklungen des Motors so bestromt, dass sich ein 
Kraftvektor einstellt, der zwichen zwei Hablschritten wirkt. Mit "schnel 
hin- und herschalten" hat das nichts zu tun.
Das einzige, was da geschaltet wird, ist der Stromchopper. Der kommt 
aber beim Hablschrittbetrieb auch schon zum Zug...
Siehe auch den Abschnitt  "Elektronische Schrittteilung" von
http://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor

von Thomas W. (thomas0906)


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Hallo

Danke für die hilfreichen Antworten!

Ich werde nun den Easy Driver Stepper V4.3 nehmen.
http://www.sparkfun.com/products/9402

Habe nur noch ein Problem:
Der kann 250-750mA.

Leider paßt wohl kein aktueller Pollin Motor für meine 1,8 Grad 
Anwendung.
Daher favorisiere ich folgenden Motor:
http://www.reichelt.de/Schrittmotoren/QSH4218-35-026/index.html?;ACTION=3;LA=444;GROUP=C39;GROUPID=3299;ARTICLE=62652;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=31xW@fQqwQAR8AABn2SI450d29e208d169087c5b2d233f2ddce08

Nur hat der 1A Phasenstrom.
Fast alle Steppermotoren haben >750mA Phasenstrom.

Kann ich die jetzt alle nicht an dem EasyDriver Stepper anschließen?

Gruß
Thomas

von Matthias (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Das einzige, was da geschaltet wird, ist der Stromchopper. Der kommt
> aber beim Hablschrittbetrieb auch schon zum Zug...

Bei Halbschrittbetrieb wird der Chopper aber nicht für die 
Positionierung benutzt, sondern nur für die Reduzierung des Drehmoment 
auf den Zwischenschritten, wenn beide Wicklungen bestromt sind.
Erst ab 1/4-Schrittbetrieb wird der Chopper für die Positionierung 
benutzt. Mikroschrittbetrieb ist aber nicht mit allen Motoren für 
genauere Positionierung geeignet. Dafür gibt es spezielle geeignete 
Schrittmotoren. Allgemein werden die Schritte zwar feiner, aber die 
Positionsgenauigkeit nimmt ab.

IMO ist ein Antrieb mit kräftiger Zahnriemenuntersetzung für eine 
Drehscheibe nicht schlecht. Für die Typenauswahl spielt Drehmoment und 
Drehzahl auch noch eine wesentliche Rolle.

von Thomas W. (thomas0906)


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Hi

Ein Zahnriemen wäre kein Problem.
Aber wo bekommt man die beiden Zahnriemenscheiben und einen Zahnriemen 
für z.B. 1:8 Übersetzung in "Modellbaugröße" her?

Gruß
Thomas

von Matthias (Gast)


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Was heißt "Modellbaugröße"? Normalerweise wird der Antrieb doch verdeckt 
montiert.
Google hilft, z.B. für 6 mm Zahnriemen
http://www.maedler.de/Product/1643/1616/986/987.aspx

von Thomas W. (thomas0906)


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Perfekt.

Ich glaube, den Motor kann ich auch mit 0,5 A bei 16V betreiben.

- EasyDrive Stepper Control (wahlweise Microstepping)
- 1,8 Grad 5V Stepper Motor
- 1:8 Zahnriemen
- PIC Steuerung

ich bin dann echt mal gespannt, wie genau sich die reproduzierbare 
Positionierung damit erzielen läßt, mit einer Drehscheibe mit z.B. 8cm 
Radius und Schienenabgängen alle 7,5 Grad.

Wenn das klappt, werden damit noch Schiebebühne und Segmentweichen 
realisiert. Außerdem hab ich noch einen Loklift im Hinterkopf...

Gruß
Thomas

von Harald Wilhelms (Gast)


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Thomas W. schrieb:
> Hi
>
> Ein Zahnriemen wäre kein Problem.
> Aber wo bekommt man die beiden Zahnriemenscheiben und einen Zahnriemen
> für z.B. 1:8 Übersetzung in "Modellbaugröße" her?

Genau dort: Im Modellbaubereich. :-)
Profi - Antriebselemente kann man oft nicht in Einzelstückzahlen
beziehen.
russ
Harald

von Matthias (Gast)


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Auf jeden Fall würde ich an der Drehscheibe mindestens eine 
Lichtschranke als Sensor für den 0-Punkt vorsehen. Zusätzlich evtl. 
einen zweiten Sensor, der das Erreichen eines Abgangsgleises direkt 
zurückmeldet. Die Lichtschanke kann fest montiert sein und auf der 
drehenden Scheibe sind genau auf die Gleisposition justierbare Fähnchen 
zur Markierung der Position angebracht.

von Thomas W. (thomas0906)


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Hi Matthias

Genau das möchte ich mit eine Schrittmotor vermeiden.
Wenn der EINMAL justiert ist, müßte er immer wissen, wo er steht.

Oder muß man den vor jedem Einsatz (also nach Abschalten der Spannung) 
wieder in eine Ausgangsstellung zurückbringen? Ich wollte ihn sowieso 
zwischendrin in Standby bringen, wenn er nicht benötigt wird.

Ich glaube auch nicht, daß die Positionierung mit Lichtschranke, oder 
was auch immer, auf 0,2 Grad genau zu realisieren ist.

Gruß
Thomas

von F. V. (coors)


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Thomas,

Eigentlich hat Matthias recht. Wenn der Motor nicht bestromt ist, hat er 
auch kein Haltemoment mehr. Daher KANN sich die Position aendern, wenn 
auch nur leicht dran gezogen wird.

Die einfachste Variante ist eine Scheibe mit einem kleinen Schlitz auf 
die Motorwelle zu setzen und per Lichtschranke auszulesen wenn du in der 
Ausgangsposition bist. Genauigkeit haengt vom Durchmesser der Scheibe 
(groesser = besser) und der Breite des Schlitzes (kleiner = besser) ab. 
Dieses Prinzip findet man auch in kommerziellen Geraeten, daher ist es 
denke ich schon recht erprobt. Preis sollte irgendwo um 3 Euro oder so 
liegen.

Felix

von Thomas W. (thomas0906)


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Hmmm

Wozu ist dann der Reset Befehl, den die SM Treiber ausführen können.
Ich dachte dadurch fährt der Motor immer in seine Ausgangsposition 
zurück?

Wenn diese Lichtschrankengeschichte so gut funktionieren würde, könnte 
man auch gleich mit einem DC Getriebemotor arbeiten und bei jeder 
Halteposition einen Strich oder Schlitz anbringen, bzw mit einer 
Reflexlichtschranke arbeiten.

Gruß
Thomas

von F. V. (coors)


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Das geht natuerlich auch. Vergleich das was du machen willst mal mit dem 
Innenleben deiner Maus (Mausrad).

Einfacher ist es trotzdem einen Schrittmotor zu nehmen und die 
Ausgangsposition per Lichtschranke festzulegen. Kommt halt darauf an, ob 
du von dem Projekt eher was lernen moechtest oder einfach nur den 
einfachsten Weg zum Ziel einschlagen willst. Preislich gesehen gewinnt 
die Version mit dem Schrittmotor aller Wahrscheinlichkeit auch.

Gruss,
Felix

von Harald Wilhelms (Gast)


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Thomas W. schrieb:

> Wozu ist dann der Reset Befehl, den die SM Treiber ausführen können.
> Ich dachte dadurch fährt der Motor immer in seine Ausgangsposition
> zurück?

Theoretisch schon, praktisch gibts immer gewisse Abweichungen,
selbst wenn Du den Strom nie abschaltest. Deshalb brauchst Du
immer einen Sensor für die Nullposition. Alternativ könntest Du
höchstens einen mechanischen Anschlag anbringen; besonders elegant
ist dieses Verfahren aber nicht.

> Wenn diese Lichtschrankengeschichte so gut funktionieren würde, könnte
> man auch gleich mit einem DC Getriebemotor arbeiten und bei jeder
> Halteposition einen Strich oder Schlitz anbringen, bzw mit einer
> Reflexlichtschranke arbeiten.

Das stimmt. Im Endeffekt ist das vermutlich mit geringerem Aufwand
machbar.
Gruss
Harald

von Thomas W. (thomas0906)


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Hi

Ok, wieder was gelernt.
Ein Schrittmotor braucht also einen Ursprungssensor.

Das ist wohl eleganter, als mit dem DC Motor.

So, Versuch macht kluch, dann werd ich mal austesten, wie exakt sich das 
dann positionieren läßt, wenn die Teile da sind...

Gruß
Thomas

von Max (Gast)


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ich hab jetzt nicht alles gelesen, aber mit folgendem Board bist du für 
den Anfang sehr gut gerüstet.
Mit einem Nachbau von dem Board habe ich damals meine ersten Erfahrungen 
mit Schrittmotoren gesammelt. Am ende entstand dabei ein kleiner 
XY-Tisch.

http://www.jtronics.de/elektronik-boards/schrittmotorsteuerung-l297.html

Viel Erfolg

von Harald Wilhelms (Gast)


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Max schrieb:
> ich hab jetzt nicht alles gelesen, aber mit folgendem Board bist du für
> den Anfang sehr gut gerüstet.
> Mit einem Nachbau von dem Board habe ich damals meine ersten Erfahrungen
> mit Schrittmotoren gesammelt. Am ende entstand dabei ein kleiner
> XY-Tisch.
>
> http://www.jtronics.de/elektronik-boards/schrittmo...
>
> Viel Erfolg

Ich hab da jetzt zwar keinen Preis gefunden, aber an Thomas Stelle
würde ich als erstes doch eher das Board von Pollin nehmen. Wenn
die Steuerung damit funktioniert, kann man immer noch was besseres
bauen.
Gruss
Harald

von Max (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ich hab da jetzt zwar keinen Preis gefunden,

er wollte auch nur einen Schaltplan und die Bauteile sind in dem Plan 
alle benannt. Daher kann er die sich selber bei reichelt raussuchen.

siehe...

Thomas W. schrieb:
> Gibt es irgendwo einen Schaltplan mit Stückliste für Reichelt für eine
> Schrittmotorsteuerung, an die ich einen der momentan bei Pollin
> verfügbaren Schrittmotoren anschließen kann?

von Matthias (Gast)


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F. V. schrieb:
> Wozu ist dann der Reset Befehl, den die SM Treiber ausführen können.
> Ich dachte dadurch fährt der Motor immer in seine Ausgangsposition
> zurück?

Das kommt auf den Controller an, aber meistens wird damit nur der 
Phasen-Translator auf 0 gestellt, d.h. der Motor steht danach irgendwo 
auf seinem Vollschrittraster

F. V. schrieb:
> Die einfachste Variante ist eine Scheibe mit einem kleinen Schlitz auf
> die Motorwelle zu setzen und per Lichtschranke auszulesen wenn du in der
> Ausgangsposition bist. ... Preis sollte irgendwo um 3 Euro oder so
> liegen.

Auf der Motorwelle nützt der Sensor nichts, wenn dahinter noch eine 
Untersetzung/Getriebe kommt. Der Sensor muß den Drehteller der Scheibe 
direkt abtasten. Kosten: CNY17 z.B. für 1 Eur

von Max (Gast)


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Ich finde, dass für so eine Anwendung ein Absolutgeber besser geeignet 
wäre.
Ich verwende dafür meist einen Drehwinkel Sensor wie den AS5030 oder 
ähnlich.
Solch ein Sensor mist den Drehwinkel eines sich darüber befindenden 
Magneten mit einer Auflösung von 8-Bit (1,406°) oder höher.
Hersteller ist austriamicrosystems.

http://www.austriamicrosystems.com/eng/Products/Magnetic-Encoders/Rotary-Encoders/AS5030

von Matthias (Gast)


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Thomas W. schrieb:
> Genau das möchte ich mit eine Schrittmotor vermeiden.
> Wenn der EINMAL justiert ist, müßte er immer wissen, wo er steht.
Das funktioniert nur, wenn nach dem Abschalten des Stromes keiner die 
Scheibe berührt bzw. ein selbsthemmendes Getriebe jede Bewegung, die 
über  1/2-Schritt hinausgeht, unterbunden wird und du dir die letzte 
Position in deiner Steuerung merkst.

> Oder muß man den vor jedem Einsatz (also nach Abschalten der Spannung)
> wieder in eine Ausgangsstellung zurückbringen? Ich wollte ihn sowieso
> zwischendrin in Standby bringen, wenn er nicht benötigt wird.
Normalerweise muß der Motor irgendwie anhand einer Referenz 
initialisiert werden, es sei den, du hast einen vollen Encoder für die 
Positionsrückmeldung mitlaufen. Für Standby wird normalerweise der Strom 
reduziert, aber nicht abgeschaltet.

> Ich glaube auch nicht, daß die Positionierung mit Lichtschranke, oder
> was auch immer, auf 0,2 Grad genau zu realisieren ist.
Bei 80 mm Radius wären das 0.3 mm. Das sollte mit einer Lichtschranke 
hinzukriegen sein, z.B. GP1A75E. Bei einem Motor mit 1.8°/Step und 1:8 
Untersetzung wäre das gerade ein Vollschritt.

von Thomas W. (thomas0906)


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Max schrieb:
> Ich finde, dass für so eine Anwendung ein Absolutgeber besser geeignet
> wäre.
> Ich verwende dafür meist einen Drehwinkel Sensor wie den AS5030 oder
> ähnlich.
> Solch ein Sensor mist den Drehwinkel eines sich darüber befindenden
> Magneten mit einer Auflösung von 8-Bit (1,406°) oder höher.
> Hersteller ist austriamicrosystems.
>
> 
http://www.austriamicrosystems.com/eng/Products/Magnetic-Encoders/Rotary-Encoders/AS5030


Hier müßte aber mit 0,225 Grad Auflösung positioniert werden.

Gruß
Thomas

von Max (Gast)


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von Thomas W. (thomas0906)


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Wahnsinn!!!

0.0879° und das zu dem Preis.
Wenn das funktioniert, könnte man damit den Stepper Motor an jeder 
Position exakt ausrichten. Jedenfalls mit dem maximalen Fehler einer 
halben Schrittbreite.

In Verbindung mit einer Reflexlichtschranke könnte man damit auch einen 
vertikalen oder horizontalen Lift exakt positionieren ;-)

Hmm, kann mir nur nicht vorstellen, daß der Chip so genau seine Lage im 
Magnetfeld bestimmen kann. Da bin ich ja mal gespannt.
Außerdem weiß ich noch nicht, wo genau ich den anbringen kann, wenn der 
Motor nur eine Achse hat. Über der Achse ist nichts was nicht mitdreht.

Gruß
Thomas

von Thomas W. (thomas0906)


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Ok, mit Zahnriemen wäre über dem Motor Platz.

von Matthias (Gast)


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Thomas W. schrieb:
> Außerdem weiß ich noch nicht, wo genau ich den anbringen kann, wenn der
> Motor nur eine Achse hat.
Der Encoder muß auf der Achse der Drehscheibe sitze, wenn zwischen Motor 
und Scheibe noch eine 1:8 Untersetzung stattfindet, sonst weiß man immer 
noch nicht eindeutig, wie die Scheibe steht.

von Martin (Gast)


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Thomas W. schrieb:
> Hmm, kann mir nur nicht vorstellen, daß der Chip so genau seine Lage im
> Magnetfeld bestimmen kann. Da bin ich ja mal gespannt.
> Außerdem weiß ich noch nicht, wo genau ich den anbringen kann, wenn der
> Motor nur eine Achse hat. Über der Achse ist nichts was nicht mitdreht.

Wir haben die Chips in einem Rennwagen getestet und die sind wirklich 
extrem gut!
Gemessen haben wir damit:
 - den Federweg über die Verdrehung des eines Umlenkdreieckes
 - den Lenkwinkel
 - die Positionierung von verschiedenen Stellmotoren
 - die Position von einzelnen Getriebewellen in einem Motorradmotor.
   dabei wurde der Magnet im Motor und der Sensor außen angebracht. 
Gemessen
   wurde also durch das Alugehäuse hindurch.
 - sowie verschiedene Drehschalter
Es gab nie Probleme und der Bauraum den die Dinger benötigen ist extrem 
klein im Vergleich zu anderen Sensoren.

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