Liebe Community, ist es grundsätzlich möglich, bei einem Schrittmotor eine erhöhte Stromaufnahme (also bei erhöhter Last) in eine Schaltung auszukoppeln, die diese erhöhte Last als Schwelle erkennt und in ein Signal übersetzt? Um es etwas konkreter zu machen: eine Schrittmotor-Peristaltikpumpe walkt Flüssigkeit durch einen Schlauch. Um zu vermeiden, dass dieser bei Überdruck platzt, benötige ich eine Erkennung der Druckerhöhung... Danke schonmal Gruß Thursday
Wolfgang R. schrieb: > Um zu vermeiden, dass dieser bei Überdruck platzt, benötige > ich eine Erkennung der Druckerhöhung... Man kann zwar anhand des Stroms auf das aktuelle Drehmoment schliessen, aber daraus noch lange nicht auf den Druck. Als weitere Parameter sind da noch Viskosität, Dicke des Schlauchs, Materialeigenschaften des Schauchs, Pumpgeschwindigkeit, Verschleiss (von Motor, Schlauch, Andruckwalzen), ... Viel Spass mit all diesen Parametern jetzt eine Funktion P(I) abzuleiten.
Es gibt Techniken zur Überlasterkennung von Schrittmotoren
("StallGuard", Stall detection etc.). Das wird dir aber nicht helfen,
weil dann ja ein Motorstillstand und kein Überdruck auftreten würde. Man
kann die Schaltschwelle natürlich Absenken, allerdings funktionieren
diese Lösungen nur bei konstanter Drehzahl. Evtl. könnte man auch
einfach über die Stromaufnahme der Endstufe auf die Last des Motors
schließen. Ich bezweifele aber, dass man bei einer Schlauchpumpe damit
etwas erreichen kann.
Fluss- oder Drucksensoren sind vermutlich zu teuer für die Anwendung?
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Gast
#3663382
Hallo Thorsten, danke für die Antwort. Ich will, dass die Pumpe stehen bleibt/abschaltet. Mehr nicht. Es handelt sich um einen bipolaren Stepper mit 24 VDC und 2,1 A Stromaufnahme/Phase. Ich guck gleich mal nach "Stall guard" und so... schöne Grüße Thursday
Ist schon klar. Aber Überlasterkennung für Schrittmotoren ist eben darauf ausgelegt anzusprechen, kurz bevor der Motor wegen Überlast ohnehin stehen bleibt. Du willst ja eine Abschaltung bei einem sehr viel geringeren Lastanstieg. Von Trinamic gibt es Ansätze die in diese Richtung gehen. Das soll dafür genutzt werden, den Motorstrom lastabhängig anzupassen, um die Effizienz steigern zu können. Nach allem was ich bisher auch von Kollegen gehört habe, ist es aber sehr schwierig, dass so zu parametrieren, dass das auch wirklich zuverlässig läuft. Selbst die vergleichsweise einfache Überlasterkennung kann schon beim Beschleunigen oder Bremsen ansprechen. Und bei besonders hohen oder niedrigen Geschwindigkeiten funktioniert das auch nicht mehr sauber. Und wie Udo schon sehr treffend bemerkt hat: Die Last des Motors hängt von weit mehr Bedingungen ab als nur vom Druck im Schlauch. Schon die Umgebungstemperatur und die Betriebszeit der Pumpe werden z.B. Einfluss auf die Nachgiebigkeit des Schlauchs und auf die Viskosität des Mediums im Schlauch haben. Ein Drucksensor dürfte da deutlich einfacher auszuwerden sein. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Warum ist die Frage eigentlich in Projekte und Code gelandet? Sollte die nicht eher in Analogtechnik, es geht schliesslich um Stromerfassung. Wolfgang Rottler schrieb: > Hallo Thorsten, > danke für die Antwort. Hat das einen bestimmten Grund, daß du dich explizit nur bei Thorsten bedankst? :-)
Gast
#3663603
Hm, ja, seh ich ein. Dachte eben, es wäre eine elegante Lösung ohne externen Sensor und Kabel und so. Ich werde mal ein Amperemeter in die Leitung der Endstufe hängen und den Spannungsverlauf am Meßwiderstand (sehr, sehr niedrig) oszillographieren. Ich halte dich auf dem Laufenden - danke. schöne Grüße Thursday
Gast
#3663616
Noch nicht - danke Udo! :-) Kann ich das Thema nach Analogtechnik verschieben? Eigentlich ist ja alles ein "Projekt". schöne Grüße Thursday
Wolfgang Rottler schrieb: > Kann ich das Thema nach Analogtechnik verschieben? Eigentlich ist ja > alles ein "Projekt". Das wurde schon in "Mikrocontroller und Digitale Elektronik" von einem Moderator verschoben. Du selbst kannst nicht verschieben. In Projekte sollen keine Fragen sondern eher fertige Projekte (zum Nachbauen/Anschauen/Diskutieren)
Gast
#3663677
Wolfgang R. schrieb: > ist es grundsätzlich möglich, bei einem Schrittmotor eine erhöhte > Stromaufnahme (also bei erhöhter Last) in eine Schaltung auszukoppeln, > die diese erhöhte Last als Schwelle erkennt und in ein Signal übersetzt? Bei einem Schrittmotor ist der Strom nicht wirklich lastabhängig. Ein stehender Schrittmotor zieht (falls die Ansteuerung nicht irgendwelche Sparmassnahmen trifft) den vollen Strom. Je schneller er dreht desto weniger Leistung kann er elektrisch aufnehmen (und mechanisch abgeben). Messungen der Stromaufnahme sind vermutlich Unfug, eine brauchbare Schrittmotor-Steuerung betreibt den Motor mit einem Chopper und "konstantem" Strom. Bei höheren Drehzahlen kann sich je nach Induktivität der Spule allerdings oft gar nicht mehr der Nennstrom aufbauen, bevor der nächste Schritt kommt --> Leistung sinkt. Eine Möglichkeit wäre, den Schrittmotor vom Drehmoment so zu dimensionieren, dass er sicher stehen bleibt, bevor der Schlauch platzt, und z.B. per Index-Signal eine stehende Pumpe zu erkennen.
Hallo "rs" > Wolfgang R. schrieb: >> ist es grundsätzlich möglich, bei einem Schrittmotor eine erhöhte >> Stromaufnahme (also bei erhöhter Last) in eine Schaltung auszukoppeln, >> die diese erhöhte Last als Schwelle erkennt und in ein Signal übersetzt? > > Bei einem Schrittmotor ist der Strom nicht wirklich lastabhängig. Ein > stehender Schrittmotor zieht (falls die Ansteuerung nicht irgendwelche > Sparmassnahmen trifft) den vollen Strom. Je schneller er dreht desto > weniger Leistung kann er elektrisch aufnehmen (und mechanisch abgeben). Das ist so nicht ganz richtig. Der Strom in der Wicklung wird zwar vom Treiber konstant gehalten, trotzdem ändert sich die elektrische Leistung, die das Gesamtsystem aufnimmt. Das muss auch so sein, denn der Wirkungsgrad muss immer <=1 sein, und irgendwo muss die mechanisch abgegebene Leistung ja herkommen. Ein Nema23-Motor (z.B. [1]) hat eine elektrische Verlustleistung von 2*I(nenn)²*R, im Beispiel also 18 Watt. Mechanisch abgegeben wird aber z.B: bei 300 U/min eine Leistung von P = omega*M = 2*pi*n*M = 2*pi* 5/s * 1,5Nm = 47Watt... Man kann tatsächlich beobachten, dass sich die Einschaltzeit der Motorwicklung bei der PWM-Stromregelung unter Last ändert. Mehr dazu siehe [2]. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann [1] http://www.mechapro.de/pdf/pk268-e.pdf [2] http://www.schrittmotor-blog.de/betrachtungen-zur-leistung-von-schrittmotoren/
Gast
#3663695
Wolfgang R. schrieb: > ist es grundsätzlich möglich, bei einem Schrittmotor eine erhöhte > Stromaufnahme (also bei erhöhter Last) in eine Schaltung auszukoppeln, > die diese erhöhte Last als Schwelle erkennt und in ein Signal übersetzt? Nein. Trinamic ist froh, ein Blockieren des Schrittmotors auf elektrische Art erkennen zu können. http://www.trinamic.com/products/integrated-circuits/evalboards/tmc429-tmc26x-eval So was diffizilies wie den aufgebauten Druck kann man nicht erfassen. Nimm einen extra Drucksensor.
Gast
#3663708
Hallo rs, --> Messungen der Stromaufnahme sind vermutlich Unfug... Schätze, das ist so. An den Pumpenparametern kann ich nicht drehen. Also gehe ich mehr in Richtung Durchfluß- bzw. Druckmessung, um das Stoppsignal für die Pumpe zu erzeugen. Bin schon sehr gespannt, wie das endet -. Danke dir Thursday
Gast
#3663715
Hallo Thorsten, wow, ich glaube, das krieg ich in vier Wochen und mit meinem Halbwissen nicht gebacken. Ich werde mal die heiße Spur mit dem externen Sensor verfolgen. Danke Thursday
Wolfgang Rottler schrieb: > wow, ich glaube, das krieg ich in vier Wochen und mit meinem Halbwissen > nicht gebacken. Ich werde mal die heiße Spur mit dem externen Sensor > verfolgen. Der Schlauch ist ja etwas flexibel. Vieleicht kann man den Druck ja über eine Art Manschette messen, die man eng um den Schlauch legt. Damit würde der Sensor nicht mit dem gepumpten Medium in Berührung kommen müssen und man bräuchte kein T Stück/ Abzweig zum messen. Weiss jemand ob es sowas schon gibt?
Gast
#3664207
Das halte ich für eine sehr gute Idee, vielleicht auf Piezobasis. Ich habe auch an eine passive Sollbruchstelle im Schlauchverlauf gedacht, sodass die Flüssigkeit außerhalb des Gerätes abfließen würde. Gruß Thursday
Gast
#3664233
Udo Schmitt schrieb: > Weiss jemand ob es sowas schon gibt? ja, Blutdruckmessung. ich denke, Du wirst um einen Versuch nicht drumherumkommen. Das Thema ist schon sehr theoretisch zerredet. Motorstrom und Spannung messen und Schlauch dann zuhalten. Ich glaube nicht, daß das erfassbar wäre. Vllt kann man die SChrittverluste mit ausgeklügelter Elektronik messen, aber den Druck? Eher möglich ist die Erfassung der Drehzahl über Encoder (Einfach-Lichtschranke reicht). Oder die Pulsation im SChlauch über externe Druck/Kraft/Bewegungssensoren. Damit ist aber auch kein Innendruck bestimmbar. Wie sieht es aus mit der Durchmesserbestimmung des (abgehenden) Schlauches? Eine Lichtschranke mit Blende oder ein leicht aufliegender Hebel, der Sensorik betätigt? Der Vorteil dieser Pumpenart liegt im durchgängigen und austauschbaren Schlauch (Hygiene). Das könnte gerne erhalten bleiben.
Gast
#3664241
abc.def schrieb: > Motorstrom und Spannung messen und Schlauch dann zuhalten. Was soll das bringen ? Da ändert sich Spannung und Strom nicht relevant. Eher ein anderer Weg: Die Kraft eines Schrittmotors hängt vom Strom ab. Man könnte den Motorstrom absichtlich so gering machen, daß seine Kraft nicht reicht, den Schlauch zum zerplatzen zu bringen. Das kann man ja experimentell ermitteln. Letztlich kann man dann einen so kleinen Schrittmotor nehmen, daß er baulich das bei Nennleistung nicht schafft. Allerdings werden alte lange gewalkte Schläuche früher zerplatzen.
Gast
#3664250
Hallo MaWin, Bei der gepumpten Flüssigkeit handelt es sich um Blut. Der Schlauchdurchmesser aussen beträgt 4 mm. Es handelt sich um dabei um Einmalartikel. Ich warte gerade auf einen Rückruf von einem Piezosensor-Spezialisten, dem ich das Ganze mal schildere. Deer Schlauch ist zwar flexibel, aber vermutlich zu dickwandig, dass ich Systole/Diastole a la Blutdruckmessung sauber abnehmen kann... Möglich wäre noch, ein Stück Schlauch bei der Fertigung dünnwandiger auszu-führen und dort einen Piezosensor anzuklemmen. Gleichzeitig könnte dieses Sclauchstück als Sollbruchstelle dienen, sodass das Blut sich nicht in das Gerät ergießt. Dáccord? Grüße Thursday
Gast
#3664252
Hallo abc.def, falls das mit dem Piezo nichts wird, wäre eine Hebelkraftübertragung auf einen Schalter ziemlich bodenständig = zzuverlässig. Gruß Thursday
abc.def schrieb: > Udo Schmitt schrieb: >> Weiss jemand ob es sowas schon gibt? > > ja, Blutdruckmessung. Nein bei der Blutdruckmessung wird nur auf den Puls "gehört" abc.def schrieb: > Udo Schmitt schrieb: >> Weiss jemand ob es sowas schon gibt? > > ja, Blutdruckmessung. Nein dort wird meines Wissens lediglich der Druck der Manschette gemessen, und die Geräusche des strömenden (oder eben nicht strömenden) Bluts.
Gast
#3664289
Wolfgang Rottler schrieb: > zzuverlässig. habe das Wort nicht verstanden. Je nachdem, welchen Buchstabe man einfügt, ergeben sich ganz unterschiedliche Inhalte. Der Hebel kann ja auch eine Lochblende (0.5mm) einer Lichtschranke unterbrechen. Diverse derartige Tricks sind bei den verschiedenen Tintenstrahldruckern angewendet. Auch optische inkrementalgeber im 1/100mm Bereich über Plastik-Streifenmaßstab. Ich würde vllt einen induktiven Näherungsschalter vorsehen, ggf mit Analogausgang zur Abstandsmessung, Hebel aus Metall. Das ist aber eher branchenbedingt und keine Wertung. Udo Schmitt schrieb: > Nein dort wird meines Wissens .. weiß ich doch auch. Es kommt ein Druckwert dabei heraus, und das will doch der TO. Und es war gefragt, ob es das schon gibt. In dieser Anwendung meiner Meinung nach eher nicht sinnvoll, und auch daran ersichtlich, daß ich im folgenden weitere Vorschläge gab. MaWin schrieb: > Was soll das bringen ? Die Diskussion oben ist schon etwas zerfahren. Es soll nachweisen, daß beim Schrittmotor der Motorstrom keinen auswertbaren Zusammenhang mit dem Druck hat. Randbedingungen wie Geschwindigkeit und Charge des Schlauches sind zu Fehlerbehaftet. Wenn kein Versuch da ist, dann theoretisieren die Kollegen ja bloß. Ist wie bei Galilei: Die Popen weigern sich, durchs Fernrohr zu sehen weil definitionsgemäß der Saturn keine Ringe hat.
Gast
#3664965
Wolfgang Rottler schrieb: > Bei der gepumpten Flüssigkeit handelt es sich um Blut Und bei der Anwendung ist ein Drucksensor zu teuer? Ihr seid krank, nicht der Patient, krankhaft geizig.
Gast
#3665009
den Schlauch U-förmig verlegen, ein Ende fixieren am zweiten Ende einen Mikroschalter. Der Schlauch will sich bei Druck gerade richten und betätigt den Schalter. Manometer funktionieren so ähnlich
Gast
#3665352
Wo bitte habe ich gepostet, dass es nichts kosten darf. Das wäre einfach unrealistisch. Eine Aussage war, dass ich an dem Schrittmotor nichts ändern kann, also keinen anderen einbauen. Je länger der Thread, desto Dickicht :-) schöne Grüße Thursday
Gast
#3665357
Hallo Peter, das ist eine tolle Idee! Ich werde das mal versuchen, praktisch nachzuvollziehen. So good! schöne Grüße Thursday
An alle Mitdiskutanten, Jetzt liegt eine getestete Lösung für unsere gemeinsamen Überlegungen vor. Die zuverlässige Abschaltung des Schrittmotors im Falle auftretenden Überdruckes erfolgt über einen Low-Impuls auf die Steuerung. Erzeugt wird dieser Impuls über einen Drucksensor, etwa so groß wie eine 1 €-Münze, aufgebracht auf der Unterseite eines stabilen Metallwinkels. Im normalbetrieb ist der Sensor hochohmig. Bei Überdruck wird von unten ein erhöhter Druck auf den Sensor übertragen und dieser schaltet den Eingang binnen 2-4 Sekunden --> Motorpumpe steht. Über die Höhenverstellung des Winkels kann der Druckpunkt praktisch ermittelt/getestet werden. Vielen Dank nochmals an euch Alle! Thursday
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