Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 5V Unipolar Schrittmotor an 12V betreiben + ADC Spannungsmessung


von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Hallo,

Es geht um folgenden Motor

RS-Artikelnummer:432-8289

http://de.rs-online.com/mobile/p/schrittmotoren/4328289/?searchTerm=52+ncm&relevancy-data=636F3D3226696E3D4931384E44656661756C74266C753D6465266D6D3D6D61746368616C6C7061727469616C26706D3D5E5B5C707B4C7D5C707B4E647D5C707B5A737D2D2C2F255C2E5D2B2426706F3D3926736E3D592673743D4B4559574F52445F4D554C54495F414C5048415F4E554D455249432673633D592677633D4E4F4E45267573743D3532206E636D26

Die Ansteuerung ist mir klar, nur wird der Motor mit 5V betrieben. Also 
dachte ich mir an jede Spule einen 7805, also 4 Stück. Nun wurde mir im 
IRC Channel von einem Loetmichel gesagt das ich den auch an 12V hängen 
kann, ich jedoch einen Widerstand in die VCC Leitungen setzen soll. Ich 
weiss leider nicht mehr wie groß der Widerstand seien soll.

Klappt das wirklich? Also den an 12V zu hängen? Wenn ich den so versuche 
an 12V anzuschließen dann geht das SNT in die Schutzschaltung.

Was für einen Widerstand brauche ich da?

Dann will ich noch mittels ADC und 5V Referenzspannung einen Bereich von 
9 - 15V messen. Hier muss ich ja mit Spannungsteiler arbeiten. Wie groß 
muss der Widerstand sein der von GND auf den ADC geht und der der in die 
VCC Leitungen kommt?

Das gleiche dann für A messen!? Ich will an der Hauptversorgung die A 
messen. Also wieviel A die Schaltung gerade zieht. Hier muss ich ja mit 
einem Shunt!? Widerstand arbeiten!? Wie funktioniert das? Meine 
Spannungsversorgung ist auf bis 12V 6A ausgelegt. Die Daten werden alle 
auf einem Display angezeigt. Jemehr geschaltet wird müsste sich ja dann 
der "verbrauch" erhöhen, richtig?

Danke euch schonmal.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

2A 1.1Ohm sind mitnichten 5V, sondern eher 2.2V. 8 Kabel ist auch 
mitnichten ein primitiver unipolarer Motor, sondern kann unipolar oder 
bipolar gesteuert werden. Freu dich, wenn du 12V hast, dann kann der 
Motor mit Stromregelung im Mikroschritt betrieben werden, mit einem IC 
wie TB6560.

von m.n. (Gast)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Die Ansteuerung ist mir klar, nur wird der Motor mit 5V betrieben.

Na wohl doch nicht!
Betreibe ihn einfach bipolar mit einem geeigneten Motortreiber, der die 
2A Phasenstrom schafft, sofern diese überhaupt benötigt werden!

Zu diesem Thema gibt es etliche Beiträge hier im Forum.
Mein Vorschlag zur Schaltung ist hier: 
Beitrag "Schrittmotoransteuerung mit A4982 und ATmega328"

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Nunja, ich will den halt per "eigenem" Controller betreiben. VCC dran. 
ATMega8, 4 pins, 4 BD241C und die dann schalten.

Das geht auch soweit. Auffem Breadbord geht das nur wird der 7805 extrem 
heiß daher wurde mir halt gesagt klemm den direkt an 12V. Zur Verfügung 
stehen mir hier 12V 320A. Und dann wurde mir halt gesagt:

12V -> widerstand -> motor -> bd241c -> atmega

Nur wie hoch/groß muss der Widerstand denn dann sein!?

von m.n. (Gast)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Zur Verfügung stehen mir hier 12V 320A.

Na dann ist ja gut :-(

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Nun wurde mir im
> IRC Channel von einem Loetmichel gesagt das ich den auch an 12V hängen
> kann, ich jedoch einen Widerstand in die VCC Leitungen setzen soll.

Das ist bei einem Schrittmotor grober Unfug.

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Hat er mir aber so gesagt. Nur wie gesagt, wenn ich den so anschließe 
geht das SNT in die Schutzschaltung. Daher sagte er mir da soll ein 
Widerstand zwischen.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> dachte ich mir an jede Spule einen 7805, also 4 Stück. Nun wurde mir im
> IRC Channel von einem Loetmichel gesagt das ich den auch an 12V hängen
> kann, ich jedoch einen Widerstand in die VCC Leitungen setzen soll. Ich
 Du sollst nicht alles glauben was irgendein Michel sagt.

Tobias N. schrieb:
> Das geht auch soweit. Auffem Breadbord geht das nur wird der 7805 extrem
> heiß daher wurde mir halt gesagt klemm den direkt an 12V. Zur Verfügung
 Mit TO-220 ist das kein Wunder, selbst mit TO-3 ist das normal, es
 sind immerhin 2A und du gibst ihm 12V.

> Zur Verfügung stehen mir hier 12V 320A.
Ist das nicht ein bisschen viel ?

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Nunja, er ist da im Channel halt der "Gott" also so kommt er den meisten 
gegenüber. Und hat angeblich immer recht.

Die Spannung kommt von ner Autobatterie. Der 7805 macht ja 5V aber der 
Motor hat ja 2A gesamt, also pro Spule 0,5A oder pro Spule 2A?

Wie kriege ich den denn jetzt an die 12V dran. Wir hatten da halt drüber 
geredet und keiner war sich so richtig sicher. Dann kam Loetmichel, hat 
gesagt hau da nen Widerstand zwischen und dann kannste den an 12V 
betreiben und dann hat niemand mehr was gegen gesagt.

Das SNT macht 12V 4A aber wie gesagt, sobald ich den versuche mit den 
12V zu betreiben geht das SNT in die Schutzschaltung. Mit den 5V durch 
die 7805 geht es nur das die pro Schritt extrem heiß werden. Auch wenn 
ich nur 1 Schritt mache. Jede Spule hat einen eigenen 7805 also 4 Stück 
pro Motor. Da wäre es mit 12V echt besser.

: Bearbeitet durch User
von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> geredet und keiner war sich so richtig sicher. Dann kam Loetmichel, hat
> gesagt hau da nen Widerstand zwischen und dann kannste den an 12V
> betreiben und dann hat niemand mehr was gegen gesagt.

 Du hast 12V am Eingang, 5V am Ausgang, das sind 7V Spannungsdifferenz.
 Bei 2A ergibt das 14W.
 Ob das der Widerstand oder 7805 schluckt, ist egal, das wird zur Wärme.

von m.n. (Gast)


Lesenswert?


von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Die Spannung kommt von ner Autobatterie. Der 7805 macht ja 5V aber der
> Motor hat ja 2A gesamt, also pro Spule 0,5A oder pro Spule 2A?
 Normalerweise sind es pro Spule 2A.

> Wie kriege ich den denn jetzt an die 12V dran. Wir hatten da halt drüber
> geredet und keiner war sich so richtig sicher. Dann kam Loetmichel, hat
> gesagt hau da nen Widerstand zwischen und dann kannste den an 12V
> betreiben und dann hat niemand mehr was gegen gesagt.
 Du kannst ein Widerstand vor deinem 7805 setzen, dadurch hast du
 einen Spannungsabfall am Widerstand, 7805 kriegt eine niedrigere
 Eingangsspannung, beide werden warm, aber wahrscheinlich nicht heiss.

> Das SNT macht 12V 4A aber wie gesagt, sobald ich den versuche mit den
> 12V zu betreiben geht das SNT in die Schutzschaltung.
 Weil 2A * (12V/5V)´5A ergibt.

 Und 50-60 Grad fühlen sich auch ganz schön heiss an, sind aber
 unkritisch. 7805 kannst du kaum kaputtkriegen, der schaltet ganz
 einfach ab.
 Hast du Kühlkörper dran ?

: Bearbeitet durch User
von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Nunja, aber pro motor 4 x 7805 mal 2 motoren macht 8 7805 für 2 stepper 
o.O

Ähm, also ich habe hier z.b. von meanwell ein 5V NT mit 1A, das kann den 
motor ohne probs betreiben. Das geht nur beim Kurzschluss in die 
Schutzschaltung das braucht allerdings 230V AC und ich habe am 
einsatzort nur 12V 320A zur Verfügung.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Nunja, aber pro motor 4 x 7805 mal 2 motoren macht 8 7805 für 2 stepper
> o.O

 Und ?
 8 x 0,45  ergibt 3,6 Euro. Zuviel ?
 Oder nimm einen DC/DC Konverter.

: Bearbeitet durch User
von Mike (Gast)


Lesenswert?

Was soll diese ganze Unsinnsdiskussion über Spannungsregler, Heizung und 
Vorwiderstand.

Einen Schrittmotor betreibt man mit geregeltem Strom und MaWin hat schon 
lange den passenden Vorschlag gemacht.

MaWin schrieb:
> Freu dich, wenn du 12V hast, dann kann der
> Motor mit Stromregelung im Mikroschritt betrieben werden, mit einem IC
> wie TB6560.

von Klaus (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Mike schrieb:
> Tobias N. schrieb:
>> Nun wurde mir im
>> IRC Channel von einem Loetmichel gesagt das ich den auch an 12V hängen
>> kann, ich jedoch einen Widerstand in die VCC Leitungen setzen soll.
>
> Das ist bei einem Schrittmotor grober Unfug.

Das wird der Loetmichel vermutlich aus der AN468 von ST abgekuckt haben

MfG Klaus

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Ja das kann sein. Er sagte halt in jede VCC Leitungen einen Widerstand. 
Ab an die 12V und dann kannste den mit deinen NPN schalten.

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Klaus schrieb:
> Das wird der Loetmichel vermutlich aus der AN468 von ST abgekuckt haben

Das warnendes Beispiel aus der AN468 muss man trotzdem nicht nachbauen 
sondern sollte lieber den Text lesen. Nicht ohne Grund steht da: "This 
type of drive performs poorly because ...". Man sollte sich dort lieber 
die Fig.2 ansehen.

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Dann kam Loetmichel, hat
> gesagt hau da nen Widerstand zwischen und dann kannste den an 12V
> betreiben und dann hat niemand mehr was gegen gesagt.
Ein paar Nachteile hat das aber:
1) Verlustleistung an Vorwiderstand: (12V-5V)*2A=14W
2) Wenn man den Schrittmotor mit Konstanter Spannung betreibt, nimmt das 
Drehmoment mit steigender Drehzahl ab, weil die er induktive 
Blindwiderstand der Wicklungen mit steigender Frequenz zunimmt.

Wenn man immer zwei Spulen in Serie schaltet und dem Motor bipolar 
ansteuert musste man nur 2V am Vorwiderstand verheizen und würde damit 
8W pro Motor verheizen.

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Er sagte halt das der Motor auch die 12V wegsteckt. Aber ich glaube ihr 
habt da mehr Ahnung :) Also doch definitiv mit 5V betrieben!?

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Also doch definitiv mit 5V betrieben!?
Besser 12V mit geschalteter KSQ

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Also doch definitiv mit 5V betrieben!?

Bist du 100% merkbefreit und lernresisten ?

Du bist es.

von spess53 (Gast)


Lesenswert?

Hi

Er sagte halt das der Motor auch die 12V wegsteckt. Aber ich glaube ihr
habt da mehr Ahnung :)

Solche Aussagen sind schon fast kriminell.

>Also doch definitiv mit 5V betrieben!?

Nein. Nimm einen passenden Schrittmotortreiber.

MfG Spess

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Max H. schrieb:
> Wenn man immer zwei Spulen in Serie schaltet und dem Motor bipolar
> ansteuert musste man nur 2V am Vorwiderstand verheizen und würde damit
> 8W pro Motor verheizen.

Mit Serienschaltung wird die Induktivität kräftig erhöht und dadurch 
bricht das Drehmoment mit Erhöhung der Schrittfrequenz noch eher ein, 
als bei Parallelschaltung mit Spannungsregelung. Falls der Motor nicht 
ernsthaft irgend etwas drehen soll, geht das natürlich. Aber dann könnte 
man gleich einen kleineren Motor nehmen.

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Der hat nen 3cm hebel drauf und muss knapp 0,5kg ziehen/schieben

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Der hat nen 3cm hebel drauf und muss knapp 0,5kg ziehen/schieben
Kraft misst man in Newton, 0.5kg ziehen/schieben kann vieles heißen... 
Wenn man sie senkrecht heben will sind das Massenträgheit+4.9N, wenn man 
sie Waagrecht bewegen will hat man die Massenträgheit und die Haft- bzw. 
Gleitreibung der Führung...

: Bearbeitet durch User
von Klaus (Gast)


Lesenswert?

Mike schrieb:
> laus schrieb:
>> Das wird der Loetmichel vermutlich aus der AN468 von ST abgekuckt haben
>
> Das warnendes Beispiel aus der AN468 muss man trotzdem nicht nachbauen
> sondern sollte lieber den Text lesen. Nicht ohne Grund steht da: "This
> type of drive performs poorly because ...". Man sollte sich dort lieber
> die Fig.2 ansehen.

Na dann auch alles zitieren:

> Adding series resistance to an L/4R ratio (b) and raising the supply
> voltage proportionately improves torque output, especially at
> high step rates.

Also: direkt an 5V schlecht, mit Widerstand an höherer Spannung besser, 
mit Stromchopper am besten.

Für jemanden, der einen Schalttransistor knapp verstanden hat, ist die 
Variante mit Transistor und Widerstand schon eine Herausforderung. 
Wobei helfen könnte, daß im Datenblatt zu diesem Motor die Widerstände 
schon mal eingezeichnet sind.

MfG Klaus

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Klaus schrieb:
> Also: direkt an 5V schlecht, mit Widerstand an höherer Spannung besser,

 Was ?

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Marc Vesely schrieb:
> Klaus schrieb:
>> Also: direkt an 5V schlecht, mit Widerstand an höherer Spannung besser,
>
>  Was ?

Höhere Spannung mit Widerstand verhält sich mehr wie eine Stromquelle 
als 5V mit Spannungsregelung. Was verstehst du daran nicht?

Klaus schrieb:
> Na dann auch alles zitieren:
>
>> Adding series resistance to an L/4R ratio (b) and raising the supply
>> voltage proportionately improves torque output, especially at
>> high step rates.

Ja und? Trotzdem ist es wesentlich schlechter als die in Fig.2 gezeigte 
richtige Stromregelung.

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Klaus schrieb:
>> Adding series resistance to an L/4R ratio (b) and raising the supply
>> voltage proportionately improves torque output, especially at
>> high step rates.

p.s. Bei niedrigen Schrittfrequenzen ändert der Widerstand überhaupt 
nichts am Drehmoment, weil der Widerstand so bemessen sein muss, dass 
der Strom bei stehendem Motor auf den Nennwert begrenzt wird. Der 
Widerstand bringt als nur bei höheren Schrittraten etwas, aber nicht 
sonderlich viel.

von Klaus (Gast)


Lesenswert?

Mike schrieb:
> Klaus schrieb:
>> Na dann auch alles zitieren:
>>
>>> Adding series resistance to an L/4R ratio (b) and raising the supply
>>> voltage proportionately improves torque output, especially at
>>> high step rates.
>
> Ja und? Trotzdem ist es wesentlich schlechter als die in Fig.2 gezeigte
> richtige Stromregelung.

Unter der Bedingung, daß man die Schaltung ans Laufen kriegt. Am 
schlechtesten ist ein Chopper der nicht funktioniert. Aber du wirst dem 
Tobias schon dabei helfen, der hat das ja sonst alles gut im Griff

Tobias N. schrieb:
> Das geht auch soweit. Auffem Breadbord geht das nur wird der 7805 extrem
> heiß daher wurde mir halt gesagt klemm den direkt an 12V. Zur Verfügung
> stehen mir hier 12V 320A. Und dann wurde mir halt gesagt:
>
> 12V -> widerstand -> motor -> bd241c -> atmega
>
> Nur wie hoch/groß muss der Widerstand denn dann sein!?

MfG Klaus

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Mike schrieb:
> Höhere Spannung mit Widerstand verhält sich mehr wie eine Stromquelle
> als 5V mit Spannungsregelung. Was verstehst du daran nicht?

 Warum die Idioten von Herstellern 5V angeben.
 Schreibe doch mal an die Herstellerfirma, die Armen wissen anscheinend
 nicht genug von ihren Motoren.

von spess53 (Gast)


Lesenswert?

Hi

>Warum die Idioten von Herstellern 5V angeben.
>Schreibe doch mal an die Herstellerfirma, die Armen wissen anscheinend
>nicht genug von ihren Motoren.

Die einzige Angabe im Datenblatt bezieht sich auf 5V Betriebsspannung 
eines optionalen Encoders. Von 5V für den Motor sehe ich da nichts.

MfG Spess

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Marc Vesely schrieb:
> Mike schrieb:
>> Höhere Spannung mit Widerstand verhält sich mehr wie eine Stromquelle
>> als 5V mit Spannungsregelung. Was verstehst du daran nicht?
>
>  Warum die Idioten von Herstellern 5V angeben.
>  Schreibe doch mal an die Herstellerfirma, die Armen wissen anscheinend
>  nicht genug von ihren Motoren.

Meine Motoren laufen prima.

Die Idee in der AN468 für die Einfachversion mit dem Vorwiderstand ist, 
den Duty-Cycle zu verringern, so dass der Motor im Chopperbetrieb läuft, 
allerdings nicht mit einer Stromreglung sondern nur mit einer Steuerung 
über das Tastverhältnis. Dadurch kann man den Widerstand kleiner 
auslegen, als bei Gleichstrombetrieb und gewinnt dadurch an Drehmoment 
bei höherer Schrittfrequenz. Das ist besser als Gleichspannungsbetrieb, 
aber in Zeiten von vollintegrierten Treibern mit Step-Translator 
inklusive wählbarem Schrittmodus und stromregelnden Chopper-Endstufen 
doch etwas antiquiert.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

spess53 schrieb:
> Die einzige Angabe im Datenblatt bezieht sich auf 5V Betriebsspannung
> eines optionalen Encoders. Von 5V für den Motor sehe ich da nichts.

Tobias N. schrieb:
> Die Ansteuerung ist mir klar, nur wird der Motor mit 5V betrieben.

 Wenn der TO 5V sagt, dann nehme ich an, dass es im Datenblatt so
 steht. Ich habe dieses DaBla weder gelesen, noch habe ich es vor.

von spess53 (Gast)


Lesenswert?

Hi

>Wenn der TO 5V sagt, dann nehme ich an, dass es im Datenblatt so
>steht. Ich habe dieses DaBla weder gelesen, noch habe ich es vor.

Von dem was Tobias erzählt glaube ich erst mal gar nichts. Und von dem 
Rest ist auch noch die Hälfte falsch.

MfG Spess

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

So, ich habe den jetzt nochmal an 12V gehangen. Also alle VCC 
miteinander verbunden und ab ans SNT und dann immer einzelnd die GND an 
GND.

Der Motor macht einen Schritt und wenn er den gemacht hat und ich die 
Leitung dran lasse geht das SNT in die Schutzschaltung (Kurzschluss).

Nehme ich die nächste Leitung macht der Motor einen Schritt und das SNT 
geht in die Schutzschaltung.

Tipe ich die Leitungen nach und nach immer nur ganz kurz an GND an kann 
ich ihn drehen lassen.

Also es entsteht der Kurzschluss erst nachdem der Motor einen schritt 
gemacht hat.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Marc Vesely schrieb:
> Wenn der TO 5V sagt, dann nehme ich an, dass es im Datenblatt so
> steht.

Ich guck halt ins (netterweise verlinkte) Datenblatt und sehe, daß die 
Wahrheit eine andere ist.

Aber bei Betonkopf Tobias N. ist jegliche Mühe vergebens, der lernt auf 
die harte Tour, mit zerstörten Motoren und kaputten Netzteilen, oder gar 
nicht.

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Also das SNT ist Robust ;) Der Motor anscheinend auch ;)

Und nunja ich kann ihn mit 12V "bewegen" nur immer danach ist nen 
Kurzschluss

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Tipe ich die Leitungen nach und nach immer nur ganz kurz an GND an kann
> ich ihn drehen lassen.
>
> Also es entsteht der Kurzschluss erst nachdem der Motor einen schritt
> gemacht hat.

So ist das mit Induktivitäten. Erst wehren sie sich mit einer 
Selbstinduktionsspannung erfolgreich gegen den Stromanstieg und 
irgendwann ist der Strom so weit angestiegen, dass es deinem SNT zu viel 
wird.

von Tobias N. (silberkristall)


Lesenswert?

Freilaufdiode?

von Irgendwer (Gast)


Lesenswert?

Marc Vesely schrieb:
> Warum die Idioten von Herstellern 5V angeben.
>  Schreibe doch mal an die Herstellerfirma, die Armen wissen anscheinend
>  nicht genug von ihren Motoren.

Also ich finde bei dem im ersten Post angegebenen Stepper keine Angabe 
das der 5V für die Motorspulen benötigt. Da steht nur was von 1.1 
Ohm/2A. Die tatsächlichen Werte ergeben sich ja erst daraus ob man die 
Spulen in Reihe oder Paralell schaltet und ob man diese für Uni- oder 
Bipolar verschaltet.
Das einzige was in dem Datenblatt 5V hat ist der Encoder.

Einen gescheiten Regler mit Chopperbetrieb verwenden und das gemurkse 
mit Vorwiderständen und Spannungsreglern einfach vergessen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> So, ich habe den jetzt nochmal an 12V gehangen.
...
> Also es entsteht der Kurzschluss erst nachdem der Motor einen schritt
> gemacht hat.

Nein. Es entsteht nie ein Kurzschluß. Der Strom ist einfach nur zu 
hoch für das Netzteil. Weswegen dir jetzt schon mehrfach zu einem 
Motortreiber mit (gechopperter) Stromregelung geraten wurde. Und weil es 
den schon fertig als IC gibt, ist der sogar einfacher zu verwenden (zu 
verbauen, zu programmieren) als eine manuelle Steuerung. Der braucht 
auch keine Spannungsreglung und exzessiv Abwärme entsteht auch nicht.


XL

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Tobias N. schrieb:
> Freilaufdiode?

Was hat der begrenzte Strom des SNT mit einer Freilaufdiode zu tun?

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.