Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor Dimensionierung?


von stepit (Gast)


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Hallo,
ich möchte mit einem Schrittmotor einen Gegenstand bewegen, der so ca. 
500g wiegt.
Der Gegenstand soll mit einem ca. 30cm Stab an der Achse des Motors 
angebracht werden.
Die Bewegung geht immer hin und her und die Drehung, soll ca. 45° sein.
Ungefähr von 10Uhr- bis 1Uhr-Stellung.
Die Geschwindigkeit soll ca. 120 U/min sein.
Wie stark muss da der Schrittmotor sein?
Kann man so eine Aufgabe überhaupt mit einem Schrittmotor 
bewerkstelligen?

Bin für jeden Tipp dankbar!

von Michael (Gast)


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stepit schrieb:
> Wie stark muss da der Schrittmotor sein?

Dafür rechnest du das Drehmoment aus und guckst dann in den 
Datenblättern der Motoren bei der entsprechenden Drehzahl nach, ob es 
erreicht wird.

von Thomas (Gast)


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Bei den Anforderungen stell' dich schon mal auf einen größeren Motor 
ein.
;-)

von stepit (Gast)


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Sorry, Drehmoment errechnen, da ist leider schon Schluß mit meiner 
Mathematik :-(
Ich habe zwar im Wiki nachgesehen, wie man das rechnet, aber das sind 
für mich nur böhmische Dörfer.

Könnt Ihr mir da helfen? Es ist keine Faulheit von mir!

von Anja (Gast)


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stepit schrieb:
> Kann man so eine Aufgabe überhaupt mit einem Schrittmotor
> bewerkstelligen?

Nö, dafür gibts Scheibenwischermotoren.

Gruß Anja

von Anja (Gast)


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Michael schrieb:
> Dafür rechnest du das Drehmoment aus

Da muß man aber noch vieeeeeeeeel Reserve für die Beschleunigungs und 
Bremsphase mit einrechnen (Massenträgheit).

Gruß Anja

von Klaus (Gast)


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In der "9 Uhr" Position sind das statisch schon mal ca. 1,5 Nm. Das 
braucht der Motor mindestens als Haltemoment. Dazu dann noch

Anja schrieb:
> Da muß man aber noch vieeeeeeeeel Reserve für die Beschleunigungs und
> Bremsphase mit einrechnen (Massenträgheit).

MfG Klaus

von MaWin (Gast)


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> Bin für jeden Tipp dankbar!

Kommt jetzt jeden Tag so eine blöde Frage,
bis du endlich mit der Antwort zufrieden bist ?

Beitrag "[S] Günstigen kleinen Schrittmotor"

Beitrag "Fragen Schrittmotor/Servomotor?"

u.v.a.m.

Du willst offenbar nicht begreifen, daß deine
Anforderung mit deinen Einschränkungen nicht
zusammenpasst.

Wenn Mama Nein sagt frag ich Papa, wenn Papa
Nein sagt frag ich Oma... oh Mann.

von stepit (Gast)


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Na, MaWin,
das ist doch schon mal ein Tipp.

Und wenn Du denkst, ich sei der Verfasser dieser Beiträge, dann irrst 
Du!

Ich habe diese nur nicht richtig durchgelesen, das stimmt. Bei so vielen 
Beiträgen ließt man sich den Wolf. Deshalb, habe ich nach dem Motor für 
"meine" Anwendung gefragt. Wenn es den nicht gibt, dann ist ja gut.
Oder auch nicht...

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


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Drehmoment ist Kraft*Hebelarm, als M=F*r. Wenn das schon zuviel 
Mathematik ist, solltest Du das Projekt besser gleich aufgeben ;) Die 
Kraft ist im Zweifelsfall Masse * Erdbeschleunigung, also F=m*g. Oder 
vereinfacht 1kg^=10N.

In deinem Fall also 1,5Nm statisch, plus die Beschleunigungsmomente. Da 
braucht du schon einen Schrittmotor mit 86mm Flanschmaß, oder einen 
Getriebemotor.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Martin S. (der_nachbauer)


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Hey stepit.

Tatsächlich stand ich vor einiger Zeit vor einer ganz ähnlichen 
Überlegung.
[ siehe Beitrag "[S] Günstigen kleinen Schrittmotor" ]

Als wesentlicher Unterschied zu Deiner Anforderung ist mir jedoch 
aufgefallen, dass Du hier nur einen Weg von "ca. 45 Grad" zurücklegen 
willst - vielleicht bietet sich da ein Servo eher an ?
[ Die 120U/min fallen damit natürlich möglicherweise unter den Tisch. ]

von Kritiker (Gast)


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Denk' Dir nichts bei den vorschnellen Kommentaren von MaWin, seine 
Kommentare bestehen, zumindest seit einiger Zeit, überwiegend aus 
flapsigen Kommentaren, selten aus Inhalt, der sich ernsthaft mit der 
gestellten Frage auseinandersetzt.

Während ich nach längerem Mitlesen dieses Forums zwar selbst bereits 
überdeutlich bemerken musste, dass oft einfach immer wieder dieselben 
bereits mehrfach beantworteten Fragen gestellt werden
("Welches Oszi taugt mir für jeden denkbaren Einsatzzweck und wo 
bekomme perfekte Markenqualität sicher zum Discounterpreis"),
oder derart schlecht formulierte und recherchierte Beiträge auftauchen, 
deren Inhalt bestenfalls zum lautstarken Lachen animieren, so empfinde 
ich den allgemeinen Ton in diesem Forum oft als unangenehm.

Viel zu oft antworten hier scheinbar "wahre" und selbsternannte 
Experten, welche wohl häufig ein Studium und Berufserfahrung in dem 
Gebiet vorweisen können, leider nur in abfälliger Weise auf die naiven 
Probleme jener, die sich zwar für das Thema interessieren, aber dieses 
nicht als Beruf ausüben können und daher schlichtweg ausserstande sind, 
sich ein vergleichbares Wissen aneignen zu können.

Willst Du hier wirklich ernst genommen haben, musst Du die Antworten auf 
die von Dir zu stellenden Fragen schon nahezu selbst beantworten können; 
als hobbymässig Elektronikbegeisterter oder ambitionierter Neuling 
kannst Du hier oft nur staunend am Rande stehen und musst im 
Bedarfsfalle einer konkreten Frage darauf hoffen, dass ein Experte einen 
guten Tag hat. In diesem Falle lässt er sich vielleicht dazu herab, 
einen Krumen Erleuchtung in Form einer knappen Antwort ("Lies das 
Datenblatt, welches Du mit Deinem Vorwissen eh nicht verstehen wirst") 
vom Olymp der Wissenden in den Suhl der nicht Erleuchteten fallen zu 
lassen.

Wenn Du mit diesen Bedingungen leben kannst, ist dieses Forum jedoch 
dennoch eine gute Möglichkeit, vornehmlich durch stilles Mitlesen der 
Unterhaltungen der wahrlich Erleuchteten, an Wissen aus dem Thema 
gelangen zu können. Aber lass Dich nicht, etwa durch das Formulieren 
einer naiven Frage, dabei erwischen ;)

von Wolfgang (Gast)


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stepit schrieb:
> Die Bewegung geht immer hin und her und die Drehung, soll ca. 45° sein.
> Ungefähr von 10Uhr- bis 1Uhr-Stellung.
> Die Geschwindigkeit soll ca. 120 U/min sein.

Back to topic:
Auf einer normalen Uhr wären das 90°. Bist du sicher, dass der Winkel in 
125 Millisekunden überstrichen werden sollen, incl. Beschleunigungs und 
Bremsphase? Dann ist in der Tat ein kräftigerer Motor angesagt.

Als ersten Schritt könntest du dir die dabei auftretenden dynamischen 
Kräft ausrechnen. Zusammen mit den statischen Kräften ergibt sich daraus 
das mindestens erforderliche Drehmoment. Anhand des Zeitprofils kannst 
du dir auch die erforderliche Leistung ausrechnen.

von Martin S. (der_nachbauer)


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Hmm .. stimmt.
"10 bis 1 Uhr", das wären 90 Grad.

Meinte der TE aber vielleicht mit "hin- und herbewegen", dass er von 
einem Mittelpunkt aus jeweils eine 45 Grad Bewegung vornehmen will ?

Unabhängig von der angegebenen Geschwindigkeit würde ich als 
Lösungsansatz immer noch am deutlichsten den Einsatz eines Servos sehen.

[Wie kommt die Forderung nach eben jener Geschwindigkeit überhaupt 
zustande ? Warum gerade 120U/min, warum nicht eine Aussage wie "10 auf 1 
Uhr in einer halben Sekunde" ? Das wäre doch im gegebenen Anwendungsfall 
deutlich einleuchtender ?]

von stepit (Gast)


Angehängte Dateien:

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Dank Euch für die Tipps!
Ja, die 120 U/min sind richtig, habe es nochmal nachgerechnet.
Ja, der Motor wird wohl zu groß und damit zu teuer. Ich habe mir einen 
Mechanismus ausgedacht, der das Gewicht hält. Damit werden die 
Anforderungen an den Motor wohl geringer.
Im Anhang habe ich mal eine Skizze, wie diese sein könnte. Eine 
Zahnstange wird per Zahnrad vom Stepper bewegt. Der Kreis über der 
Zahnstange soll die Führung sein, die die Zahnstange auf dem 
Stepperzahnrad hält. Ich hoffe, man kann verstehen, wie ich es meine.
Meint Ihr, das bringt was?

von 0^0 (Gast)


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Du könntest natürlich auch einfach ein gegengewicht mit gleichem Moment 
möglicht mit geringem hebelarm nahe der drehachse anbringen ... Dann 
musst du nur noch die Trägheit überwinden und nix mehr heben ...

von Martin S. (der_nachbauer)


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Mechanik vom Feinsten ... ;)

von stepit (Gast)


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Martin Schröer schrieb:
> Mechanik vom Feinsten ... ;)

lese ich da eine Spur von Sarkasmus zwischen den Zeilen? :-)

Das Prinzip könnte doch aber funktionieren?

0^0 schrieb:
> Du könntest natürlich auch einfach ein gegengewicht mit gleichem Moment
> möglicht mit geringem hebelarm nahe der drehachse anbringen ... Dann
> musst du nur noch die Trägheit überwinden und nix mehr heben ...

Das ist auch noch eine Idee! Kann man da ungefähr sagen, um wieviel 
kleiner der Motor da wird?

von eProfi (Gast)


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Prüfe, ob ein Zahnriemenantrieb möglich ist: kleines "Ritzel" am Motor, 
(ca. 4 mal so) großes Ritzel am Drehpunkt der Stange.
Vorteil: konstantes Drehmoment unabhängig vom Drehwinkel.


Wie ist das mit den 120 U/min gemeint?

Erklär mal bitte konkret, was Du machen willst.
Sei Dir aber bewußt, wenn Du tatsächlich eine 125 ms-Zykluszeit haben 
willst, ist das ein anspruchsvolles Projekt.

von Wolfgang (Gast)


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stepit schrieb:
> Das ist auch noch eine Idee! Kann man da ungefähr sagen, um wieviel
> kleiner der Motor da wird?

Klar kann man, wenn man mal die dynamischen und statischen Kräfte 
ausrechnet. Mit welcher Winkelbeschleunigung soll denn deine Mimik 
arbeiten? Zeige doch mal ein Winkel-Zeit-Diagramm zu dem vorgesehenen 
Bewegungsablauf.

von stepit (Gast)


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Ich merke, da steckt jede Menge Theorie und Berechnung dahinter.
Ich glaube, ich baue mir "einfach" erstmal einen Prototyp, mit einem 
kleineren Motor, den ich noch hier habe. Dann experimentiere ich etwas 
rum und sehe wie weit ich komme. Auch bezüglich meiner Vorgaben. Das 
waren ja die Maximalwerte. Kann sein, dass ich den 90° Winkel nur bei 
langsamerer Bewegung benötige und wenn es schneller wird, ich einen 
kleineren Winkel fahren kann....


Dank Euch!

von Jack der Erste (Gast)


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stepit schrieb:
> Dann experimentiere ich etwas
> rum und sehe wie weit ich komme. Auch bezüglich meiner Vorgaben. Das
> waren ja die Maximalwerte. Kann sein, dass ich den 90° Winkel nur bei
> langsamerer Bewegung benötige und wenn es schneller wird, ich einen
> kleineren Winkel fahren kann....

Das hast du gut gemacht, man sollte nie verraten was man vorhat! Sobald 
man etwas konkretes schreibt, können die Forensiker hier nämlich keine 
unpassenden Vorschläge mehr machen und die falschen Vorstellungen nehmen 
rapide ab.

von Martin S. (der_nachbauer)


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Das war Sarkasmus.

Die Mechanik, die weiter oben vorgeschlagen wurde, fand ich wirklich 
sympathisch. Erinnert an ein Uhrwerk :)

von stepit (Gast)


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@Jack
Ich verrate nie was ich bauen will, denn ich möchte das Teil ja nicht 
nächste Woche im Laden kaufen können.

@Martin
Ja genau, das wird eine Uhr, die nur einen Viertelkreis dreht.
Das spart Zeit! Bis zu 75%. Genial! (auch Sarkasmus :-))

Mist, jetzt habe ich es doch verraten.

von oti (Gast)


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stepit schrieb:
> Ich verrate nie was ich bauen will, denn ich möchte das Teil ja nicht
> nächste Woche im Laden kaufen können.

Warum nicht? Wenn Du es kaufen könntest, könntest Du Dir die 
komplizierte Bastelei sparen. Oder willst Du "DEIN" geistiges Eigentum 
schützen, das Du hier gerade von anderne Leuten konstruieren läßt?

von stepit (Gast)


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ah, schon wieder ein "Angreifer"
Schützen, klar.
Konstruieren lassen, nein.

stepit schrieb:
> Ich merke, da steckt jede Menge Theorie und Berechnung dahinter.
> Ich glaube, ich baue mir "einfach" erstmal einen Prototyp, mit einem
> kleineren Motor, den ich noch hier habe. Dann experimentiere ich etwas
> rum und sehe wie weit ich komme. Auch bezüglich meiner Vorgaben. Das
> waren ja die Maximalwerte. Kann sein, dass ich den 90° Winkel nur bei
> langsamerer Bewegung benötige und wenn es schneller wird, ich einen
> kleineren Winkel fahren kann....
>
>
> Dank Euch!

Deshalb habe ich dass hier geschrieben. So als Abschluss.
Jetzt Kämpfe ich ja nur noch mit den "Angreifern".

Damit hör ich jetzt aber auch auf und baue lieber am Prototyp.

Gruß

@Kritiker
Ich muss dir in vielen Teilen deines Beitrages Recht geben!

von Uwe (Gast)


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DC Getriebemotor mit ner Kurbel, die eine Stange durch eine Führung 
laugfen läßt. An der Führung ist die Stange angebracht. Je nach Abstand 
der Führung und Größe des Rades am Motor kommt der Winkel zustande. Der 
Vorteil ist der Motor braucht nur auf konstater Drehzahl in eine 
Richtung arbeiten.

von Uwe (Gast)


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ps hatte jetzt kein Bock zum Zeichnen, hoffe war verständlich ?

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