Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik bipolarer 4VDC 0.9A Schrittmotor an Trinamic TMCM-551 24V controller/driver ?


von Stefan (Gast)


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Hallo,

ich habe in einer linear precision stage fuer ein Mikroskop 3 bipolare 
Schrittmotoren (Vexta PX243-01BA 4VDC 0.9A/Phase [1]) sowie die dazu 
passenden incremental encoder (Opticalencoder CP-350 bzw CP-3500 )[2].
Um nicht erst selbst Treiber/Controller dafuer entwickeln zu muessen, 
wuerde ich gerne auf eine fertige Loesung zurueckgreifen, die fuer 
precision actuating geeignet ist.
Bei meiner Suche nach geeigneten Loesungen bin ich auf die Module von 
Trinamic gestossen, die einige aeusserst nette Features mit sich 
bringen.
Im speziellen haette ich an das Trinamic TMCM-551-E Modul [3] gedacht, 
da dieses neben den Trinamic Features auch 3 Achsen mitsamt 
inkrementellen Encodern unterstützt.
Angesteuert wird das ganze dann etwa ueber USB oder RS-232 mit dem TMCL 
Befehlssatz.

Meine Frage ist nun, ob ich die 4VDC Schrittmotoren ueberhaupt mit dem 
TMCM-551 24V controller/driver verwenden kann. Die Spannungsdifferenz 
zwischen Motor (4V) und Treiber (24V) ist ja schon erheblich, wobei
ich nicht sicher bin ob diese Spannung ueberhaupt an den Motor 
Ausgaengen herauskommt.
Wenn ich mich richtig erinnere ist bei den Schrittmotoren die Spannung 
jedoch nicht so wichtig, solange der Maximalstrom auf den Nennwert 
limitiert ist.
Ein derartiges Strom-Limit kann man in dem TMCM-551 als Parameter setzen 
[5].

* Wuerde es funktionieren die Motoren mit diesem Modul zu verwenden, 
ohne sie dabei zu beschaedigen (unter der Annahme, dass der Maximalstrom 
auf 0.9A limitiert ist) ?

* Hat jemand bereits Erfahrungen mit dem TMCM-551 Modul gemacht ?

Zusaetzlich zu den linear stages gibt es auch noch auf jeder Achse eine 
Gabellichtschranke mit einem Encoderstreifen.
Auf diese Weise laesst sich etwa erkennen, wenn die Stage am Ende einer 
Achse angekommen ist.
Durch die "Codierung" des Encoderstreifens laesst sich jedoch auch etwa 
die Mitte erkennen, sodass ich durch initiales Hin- und Herfahren auf 
die absolute Position der jeweiligen Stage schliessen koennte.
(Nur mit dem Schrittmotor und dem incremental Encoder allein komme ich 
ja AFAIK nicht auf die absolute, sondern nur auf die relative Position).

Wie kann ich diese Information der Gabellichtschranke aber nun am besten 
mit dem TMCM-551 Modul verwerten ?
Eine einfache Moeglichkeit waere es lediglich die Enden jeder Achse zu 
detektieren und diese dem TMCM-551 Modul ueber die "stop switch" Inputs 
zukommen zu lassen [4].
Zum Ermitteln der absoluten Position muesste jede Stage somit zumindest 
einmal an beide Enden fahren.
Die jeweilig absolute Position kann anschliessend im Modul permantent 
gespeichert werden, sodass beim nächsten Einschalten nicht erneut 
kalibriert werden muss (siehe STAP Befehl [5]).
Ich denke das sollte so gut funktionieren, oder ?

Grundsaetzlich schaut das Modul fuer micht so aus, als ob es alle meine 
Anforderungen erfuellen wuerde.
Ich brauche als lediglich das Modul, ein geeignetes Netzteil und ein 
paar Bauteile (u.A. kleiner µC) um die Ausgänge der Gabellichtschranken 
den "stop switch" Inputs zukommen zu lassen.
Als Netzteil wuerde ich gerne ein kleines/leichtes switching Netzteil 
verwenden. Der Output davon sollte trotz switching Frequenz durch 
Kondensatoren gut genug geglättet sein.
Das TMCM-551 Modul hat ausserdem auch noch einige grosse Elkos drauf.

LG,
Stefan



[1] http://www.shopeio.com/inventory/pdf/PX243-02AA.pdf
[2] http://www.opticalencoder.com/incremental-encoders.html
[3] http://www.trinamic.com/tmc/render.php?sess_pid=450
[4] 
http://www.trinamic.com/tmc/media/Downloads/modules/TMCM-351/TMCM-351_hardware_manual.pdf
[5] 
http://www.trinamic.com/tmc/media/Downloads/modules/TMCM-351/TMCM-351_TMCL_firmware_manual.pdf

von Harry U. (harryup)


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hi,
klar kannst du die Motoren damit steuern, der Schrittmotor wird ja 
'gechoppert', die 24V brauchts nur für eine ordentliche Beschleunigung, 
am Mikroskop werden wohl 12V genügen. Schrittmotore haben keine typische 
Betriebsspannung, die werden nur durch Strom gesteuert, das erledigt 
dann der Treiber. Optical control ist wohl nur angesagt, wenn 
Schrittverluste drohen, im richtigen Leben sollte ein Mikrostep Treiber 
(z.B. Allegro) genügen, um den Job ordentlich zu erledigen.
Wenn's dennoch sein muss oder soll, wenn du ohnehin schon einen kleinen 
µC am Start hast für die Signale, kann der ja auch noch die 
Positionsüberwachung mit erledigen.
Grüssens, harry

von Stefan (Gast)


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Hallo,

Harry Up schrieb:
> Schrittmotore haben keine typische
> Betriebsspannung, die werden nur durch Strom gesteuert, das erledigt
> dann der Treiber.

Dachte ich mir schon, danke !

> Optical control ist wohl nur angesagt, wenn
> Schrittverluste drohen, im richtigen Leben sollte ein Mikrostep Treiber
> (z.B. Allegro) genügen, um den Job ordentlich zu erledigen.

Mit "optical control" meinst du jetzt die Rueckmeldung der incremental 
rotary encoder, oder ?
Wenn die stages nur mit den Schrittmotoren gesteuert werden, nehme ich 
nicht an, dass es zu Schrittverlusten kommt.
Die stages sind allerdings so aufgebaut, dass man auch manuell die 
Achsen verdrehen kann.
(Soll heissen, dass man direkt ueber ein Bedienrad die Motorachse 
verdrehen kann um die Position der Stage manuell feinjustieren zu 
koennen.)
Ueber den rotary encoder wuerde dann auch der Schrittmotor Controller 
die veraenderte Position mitbekommen ;)

> Wenn's dennoch sein muss oder soll, wenn du ohnehin schon einen kleinen
> µC am Start hast für die Signale, kann der ja auch noch die
> Positionsüberwachung mit erledigen.

Ich werde es mal mit dem Trinamic Modul versuchen.
Dann brauche ich mich nicht viel um Schrittmotor Details kuemmern ;)

Danke fuer deine schnelle Auskunft.

> Grüssens, harry

LG,
Stefan

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