Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik schrittmotor drehzahl, was ist machbar?


von C. H. (hedie)


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Hallo Zusammen

Ich bin auf der Suche nach einem günstigen und kleinen Schrittmotor.

Er muss nicht sehr viel Kraft haben.

Dabei bin ich auf diesen Motor gestossen:

http://www.ebay.com/itm/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=321034974554

"Leider" hat dieser ein Getriebe bereits eingebaut was die Drehzahl bei 
diesem Modell um Faktor 64 reduziert.

Doch nun stellt sich mir die Frage, was denkt ihr, wie schnell kann ich 
den internen Motor (also nicht die Achse aussen) wohl laufen lassen?

Hier noch ein "Datenblatt" : 
http://www.sensors.co.nz/datasheet/28BYJ-48%20Stepper%20Motor.pdf

Sind 600 u/min realistisch?

Oder kennt jemand eine quelle für günstige & kleine Schrittmotoren ohne 
Getriebe?

Ich möchte einen Schlitten in einer Linearführung mittels Zahnriemen 
antreiben. (Wie bei den alten Scannern)

Danke schonmal :)

von Michael (Gast)


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Claudio Hediger schrieb:
> Sind 600 u/min realistisch?
>
> Oder kennt jemand eine quelle für günstige & kleine Schrittmotoren ohne
> Getriebe?

Guck mal bei Nanotec.
http://de.nanotec.com/schrittmotor_lowcost.html

Da sind bei den technischen Daten ganz unten auch Diagramme mit dem 
Drehmomente in Abhängigkeit von der Drehzahl angegeben. 600 U/min sind 
kein Problem, Rampensteuerung vorausgesetzt.

von Albert M. (Firma: Bastler aus Mönchengladbach) (albertm) Benutzerseite


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Ich hatte mir so einen China Schrittmotor auch mal zugelegt.
Mein Fazit: Vergiss es. Der ist Daumennagelgross und das Drehmoment ist 
so bescheiden, dass der bei der geringsten Belastung stehen bleibt. Auf 
die Achse kannst Du vieleicht einen Spiegel montieren und den was hin 
und her schaukeln. So was ähnliches mach ich damit (eine Gitterfolie für 
Spektroskopie bewegen). und mehr als 400 Steps/s schaft der auch nicht 
wirklich.
Damit was anzutreiben ist wegen des winzigen Drehmoments echt 
illusorisch. Einen Schlitten in einer Linearführung mittels Zahnriemen 
kann das Ding nicht bewegen. Kauf besser was von Nanotech.

von Michael (Gast)


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Albert M. schrieb:
> und mehr als 400 Steps/s schaft der auch nicht wirklich.
Ob der Motor auf höhere Schrittzahlen kommt, ist ganz wesentlich auch 
eine Sache der Treiberschaltung. Wenn auf dem Motor steht "5V", dann 
sollte der Treiber den mit mindestens 24V und Stromregelung betreiben. 
Sonst wird das nichts - auch nicht mit einem Motor von Nanotec - weil 
der Strom bei höherer Schrittzahl auf Grund der Induktivität nicht mehr 
dazu zu bewegen ist, zu fließen. Mit dem ULN2003, der bei dem Ebay-Teil 
dabei ist, kriegt man keinen Schrittmotor vernünftig zum Drehen.

von Claudio (Gast)


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Vielen Dank für eure Kommentare...

Nun gut, ich werde mir wohl einen entsprechenden Nanotec Motor zulegen 
:)

Was denkt ihr, müsste das Minimum an Drehmoment sein, welches ich 
benötige?

Das Riemenantriebsrad hat einen Durchmesser von ca 15mm

Ich habe max! 1Kg senkrecht auf dem Schlitten.

Der Aufbau ähnelt einer CNC also zwei parallele Fürhungen mit zwei 
parallelen Riemenantrieben.

Mir ist bewüsst, dass man das rechnen kann und dass dazu noch mehr 
Informationen notwendig sind.

Doch ich hoffe hier auf die pi * Daumen empfehlung von echten Bastlern 
:)

Ansonsten werde ich es mir wohl ausrechnen müssen.

Danke schonmal

von Tom P. (booner)


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Hei,

Du solltest zumindest angeben, wie die Führungen angeordnet sind.
Senkrecht/Waagrecht?
Und ob die Führungen schwer oder leichtgängig sind.

Mit Deinen bisherigen Angaben könnte es auch sein, dass Du 1kg mit dem 
Motor "heben" willst.


Grüße,

Tom

von CLaudio (Gast)


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Tom P. schrieb:
> Hei,
>
> Du solltest zumindest angeben, wie die Führungen angeordnet sind.
> Senkrecht/Waagrecht?
> Und ob die Führungen schwer oder leichtgängig sind.
>
> Mit Deinen bisherigen Angaben könnte es auch sein, dass Du 1kg mit dem
> Motor "heben" willst.
>
>
> Grüße,
>
> Tom

Stimmt entschuldigung...

Die Fürhungen sind Waagerecht auf einer Grundplatte montiert und auf 
eben dieser Grundplatte befinden sich auch die Motoren (Prinzip wie bei 
einem alten Scanner)

Die Fürhungen sind leichtgängig.

Es handelt sich um DryLin N Fürhungen von Igus

von Tom P. (booner)


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Hei,

so eine Drylin N liegt bei mir auch gerade auf dem Schreibtisch. ;-)

Irgendwo bei igus gabs doch ein Onlinetool um die zu berechnen.
Zumindest grob überschlägig, weil den Reibwert weiß ich von dieser 
Schiene grad nicht auswendig.


Grüße,

Tom

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

das mit dem Reibwert ist nur 1 Gesichtspunkt, aber wenn die Reibung 
gering ist, was sie ja sein sollte, sagt das wenig aus, weil man dann 
auch mit einem winzigen Motor die Last in Bewegung setzen kann. 
Realistischer ist es meiner Meinung nach, das Drehmoment oder die 
Leistung zu berechnen, die nötig ist, um in der gewünschten Zeit die 
Last auf die gewünschte Geschwindigkeit zu bringen, darin liegt nämlich 
meistens die Begrenzung. Anders ausgedrückt, während der 
Beschleunigungsphase muss der Motor mehr leisten als während der 
gleichmässigen Bewegung.

Gruss Reinhard

von Daniel (Gast)


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Hab das selbe Problem,

hast du eine Lösung gefunden.

Hab eine Linearführung mit Zahnriemen von Igus, will horizontal eine 
Masse von 5kg bewegen.
Möchte ungefähr die Leistung meines Motors abschätzen, pi *daumen 
berechnen?

von MaWin (Gast)


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Daniel schrieb:
> Möchte ungefähr die Leistung meines Motors abschätzen, pi *daumen
> berechnen?

Na dann zieh doch mal an deiner Last mit einer Federwaage.
Und wenn deine Last schnell beschleunigt werden muss, dann zieh so 
stark, daß sie so schnell beschleunigt wird, wie du es brauchst.
Dann kannst du die benötigte Kraft ablesen.
Zur Sicherheit die Kraft des Motors verdoppeln.
Ein doppelt so grosses Antriebsrad halbiert die Kraft, verdoppelt aber 
die Geschwindigkeit.

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


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Das ist doch nicht so schwer. Irgendwo gab es dazu sogar mal ein 
Excel-Sheet, wo man alles eintragen konnte und die fertigen Ergebnisse 
rauskamen. Oder als App, wobei iOS7 erst mit dem nächsten Update 
unterstützt wird [1].

Der Motor muss gegen alle auftretenden Kräfte arbeiten. Im allgemeinen 
sind das Reibkraft Fr, Beschleunigungskraft Fb und Gewichtskraft Fg. Je 
nach Anwendung kann noch eine Prozesskraft Fp oder eine Vakuumkraft Fv 
dazu kommen. Bei horizontalen Achsen ist meist Fg die größte Komponente. 
Die lässt sich so auf das Motormoment umrechnen:

M=F*p/(2*pi*eta) mit p=Spindelsteigung und F=m*g. Einheiten beachten, 
also p in m/U einsetzen oder M in [mNm] rausbekommen). eta liegt bei 
Trapezgewinde im Bereich 0,25-0,4, bei Kugelrollspindeln bei 0,9-0,95.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[1] http://aavifa.de/edrives/

von Udo S. (urschmitt)


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Daniel schrieb:
> Hab eine Linearführung mit Zahnriemen von Igus, will horizontal eine
> Masse von 5kg bewegen.
> Möchte ungefähr die Leistung meines Motors abschätzen, pi *daumen
> berechnen?

Drehmoment = Kraft mal Radius.
Über den bekannten DRehmoment und den Radius deines Riemenrades kannst 
du also die Kraft berechnen, die am Riemen zieht.
Über F = m*a kannst du damit die Beschleunigung berechnen, bzw. bei 
senkrechtem anheben einer Last und der Erdbeschleunigung die nötige 
Kraft um ein Gewicht anzuheben.
Jetzt noch Faktor 2 (Reibung / Sicherheit) und du hast das nötige 
Moment.

Die Leistung hängt von deiner gewünschetn Geschwindigkeit (Drehzahl ab):
P = M*Omega

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


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Korrektur zum Beitrag von eben:
Bei vertikalen Achsen ist meist Fg die größte Komponente.

Die ermittelte Kraft lässt sich bei einem Spindelantrieb so auf das 
Motormoment umrechnen:

M=F*p/(2*pi*eta) mit p=Spindelsteigung und F=m*g. Einheiten beachten, 
also p in m/U einsetzen oder M in [mNm] rausbekommen). eta liegt bei 
Trapezgewinde im Bereich 0,25-0,4, bei Kugelrollspindeln bei 0,9-0,95.


Thorsten Ostermann
Mit freundlichen Grüßen

von BastiDerBastler (Gast)


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Ich habe zunächst oft bei nanotec vorbeigeschaut, da sie mir den 
Eindruck vermittelten, dass man dort einfach so bestellen könne, aber im 
"kleingedruckten" steht explizit, dass nur an gewerbliche Kunden 
geliefert wird. Machen die da ausnahmen?
Ich versuche irgendwo eine Quelle für 50W-75W PMSMs aufzutreiben, 
vorzugsweise nicht aus China, aber auch nicht sündhaft teuer (< oder 
wünschenswerterweise << 100eu)...

von BastiDerBastler (Gast)


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Entschuldige bitte, es fiel hier nur das Wort nanotec und mir kam das OP 
privater Natur vor, das war der Zusammenhang, den ich zu diesem Thread 
erkannte.

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


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Was brauchst du denn genau, und was ist "nicht sündhaft teuer" genau? 
50-75W hört sich nach Nema23 an?

Ich habe Motoren von Nidec Servo und Sanyo Denki im Programm. Nidec 
fertigt in Malaysia und anderen asiatischen Ländern. Die 
Qualitätsvorgaben kommen aber aus dem japanischen Stammhaus. Bei 
Verbrauchern ist Plexstore vermutlich bekannter als die Dachmarke Nidec. 
Nidec Servo hießt vor dem Kauf durch Nidec Japan Servo.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von BastiDerBastler (Gast)


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Hallo,
naja, ich suche ja PMSMs (meine EC-Synchronmaschinen mit sinusoidaler 
BEMF). Im Prinzip kann das natürlich konstruktionsabhängig funktioniell 
(oder wie soll man das ausdrücken) betrachtet das gleiche sein, aber mir 
würde auf jeden Fall die entsprechende Auflösung des Drehgebers fehlen, 
das bei einem Schrittmotor vernünftig zu regeln...

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


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Sorry, da hatte ich mich verguckt. Das dürfte von Privat schwierig 
werden. Gängige Hersteller aus DE wären noch Dunker, Groschopp, Papst. 
Aber die liefern alle vermutlicht nicht an Privat und nicht in dem 
angepeilten Preisrahmen. Wenn du was konkretes im Auge hast und es nur 
daran scheitert, kann ich ggf. die Bestellung auch abwickeln. Bei Bedarf 
bitte per E-Mail melden.

Wenn auch Sonderposten in Frage kommen evtl. mal bei Pollin reinschauen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Mike (Gast)


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Auch wenn´s den TE nicht mehr interessiert - oder auch doch - gibt´s 
sicherlich noch mehr Leute mit derselben oder ähnlichen Fragen zu den 
China-Stepper-Motoren. Diese Seite bietet reichlich Infos dazu.

http://www.afug-info.de/Schaltungen-Eigenbau/Schrittmotor_28BYJ-48/

5kg werden die Kleinen aus dem Stand nicht ziehen - sind ja auch nur 
Kunststoffzahnräder, aber man kann ja unter Umständen mehrere einsetzen 
und eine Übersetzung mit Schienensystem verwenden.

von isel (Gast)


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übrigens: Nanotec kauft die Schrittmotoren auch in China! Da kommen fast 
alle am Markt erhältlichen Schrittmotoren her.

von Wolfgang (Gast)


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Mike schrieb:
> 5kg werden die Kleinen aus dem Stand nicht ziehen

Das kommt drauf an, ob die 5kg horizontal über eine Eisfläche gezogen 
werden sollen, oder senkrecht nach oben.

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