Hallo zusammen,
ich brauche für meine Käsefräse Schrittmotorentreiber,
die Nema23 2,8A 6,8V Schrittmotoren händeln können.
Also Schlau gemacht, und den A4989 von Allegro genommen,
dieser Arbeitet mit einer externen H-Brücke,
da ich schon einige brauche, habe ich den IRF540n genommen,
da dieser recht günstig zu beschaffen war, und für stärkere Ströme
ausgelegt ist.
Schematic seht Ihr im Anhang. VCC ist erstmal Testweise 12V,
sollte alles funktionieren kommt 48V dran.
So nun alles aufgebaut, Treiber hängen an einem Arduino Mega mit Grbl8c
(4Achsen),
bekommt der Motortreiber die entsprechenden Signale
pfiept der Motor, als wäre das richtige Signal drauf,
bewegt sich aber nicht, bzw. zuckt an einer Stelle rum.
Stromstärke wurden eigentlich richtig eingestellt.
I (= 2,8A) =Vref (=max 2V) / (8* Rsense (0,05Ohm)) -> Vref = 1,12V
So nun Oszi an den Phasen gehalten:
Kein Eingangsbefehl -> Offset von ca. 2,8V (Eher zufall)
Eingangsbefehl -> Ausgänge schalten zwischen 0 und 12V auch die
Phasenunterschiede sind korrekt.
Bin gerade einwenig ratlos, was noch falsch sein könnte.
Wäre für Hilfe recht dankbar
IRF540 sind sicher nicht mehr zeitgemäss.
Schrittmotorspulen richtig angeschlossen ?
Dann kann er in Resonsnz sein, d.h. keine ordentliche
Beschleunigungsrampe und kein Bremsresonantor. Vielleicht hilft es, die
Achse der Motoren mit den Fingern uz bremsen.
Florian schrieb:> Schematic seht Ihr im Anhang. VCC ist erstmal Testweise 12V,> sollte alles funktionieren kommt 48V dran.
12V ist bißchen zu wennig, irgendwo zwischen 24V und 36V, niemals 48V.
der A4989 ist wie sein Vorgänger A3986 sehr empfindlich.
Florian schrieb:> So nun alles aufgebaut, Treiber hängen an einem Arduino Mega...
welche Ramps und und Frequenz (feed) wurden eingestellt?
100ms hold and setup,
bewußt groß gewählt um zu schauen,
ob und wie was passiert.
36V... muss mal schauen wie ich das Netzteil
so weit runter regeln kann :D
Die IRF540N haben eine realtiv hohe Gate-Kapazität und mit 44mR auch
einen (relativ) hohen Einschaltwiderstand. Hast du dir mal die
Ausgangssignale und die Gate-Spannungen mit dem Scope angeschaut? Kommt
das Takt-Signal auch sauber am A4989 an? Ich habe vor einigen Jahren mal
mit dem Vorgänger A3989 gearbeitet, das was eigentlich relativ
problemlos.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Florian schrieb:> bekommt der Motortreiber die entsprechenden Signale> pfiept der Motor, als wäre das richtige Signal drauf,> bewegt sich aber nicht, bzw. zuckt an einer Stelle rum.
prüfe zu allererst, ob der Motor im Stillstand genügend Haltekraft hat.
Wenn ja, dann solltest du zunächst mit geringer Taktfrequenz den Motor
antreiben und prüfen, ob er kräftig genug dreht. Dabei den Motorstrom
ggf. überdenken. Anschließend mußt du zusehen, wie weit du die
Taktfrequenz auf- und abrampen lassen kannst. Das hängt dann auch von
der Versorgungsspannung ab.
Bloßes Fiepen deutet auf zu kleinen Strom und zu zu hohe Taktfrequenz
hin - vorausgesetzt, du hast den Motot nicht wirklich verkehrt herum
angeschlossen.
Nochwas: die 1/8 und 1/16 Modi laufen m.E. besser (ruhiger + kräftiger)
als die 1/1 bis 1/4 Modi.
W.S.
Für 2,8A Phasenstrom hätte sich der Aufwand einer Neuentwicklung mit
Treiber und externen FETs meiner Meinung nach gar nicht gelohnt. Dafür
gibt es ja diverse fertige Karten für schmales Geld.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Hab gerade mal etwas gegoogelt. Der Nema 23 ist ein Unipolar-Stepper.
Die H-Brücken des TO machen auf mich den Eindruck für Bipolar zu
sein, oder irre ich mich da?
Da ich gerade nicht daheim bin,
kommen meine Antworten eher Stichpunktartig
Zu zuerst zu den Motoren,
das sind diese
http://www.ebay.de/itm/2-Nm-CNC-Schrittmotor-1-8-2-8-A-Neu-mit-Garantie-/161087924518?hash=item258196a926:m:mM7Jh46oIUKmGIzpjy6Q9hg
Ausgangssignale sehen i.O. aus
Das der IRF540 nicht der optimale FET ist,
ok. Da ich 40Stück (5Treiber a 8Fets) brauchte,
war dieser am günstigsten
(zumindest was ich gefunden habe)
Hatte bereits mit den DRV8825(?) experimentiert,
das Problem war aber, das die Treiber zu schnell heiß wurden.
Also 5 min CNC Spaß nur
Danke für die Antworten
Florian schrieb:> Ebay-Artikel Nr. 161087924518
Scheint ein Bipolar-Typ zu sein und für deine Schaltung passend.
Vielleicht ist nur eine Wicklung verpolt. Sollte doch leicht zu
klären sein. Siehe Beschaltung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor
nemesis... schrieb:> Scheint ein Bipolar-Typ zu sein
das steht auch un der Artikel Beschreibung: "...bipolar - 4
Anschlusskabel"
:-)
Unipolar Motor wird nur noch sehr selten verwendet.
Florian schrieb:> Das der IRF540 nicht der optimale FET ist,> ok. Da ich 40Stück (5Treiber a 8Fets) brauchte
Für 2.8A würde ich die Endstufen von Chinesen kaufen. Die bieten für
knapp 10 EUR die Enstufe bis ca. 5A fast günsting wie A4989 und 8
MOSFETs zusammen.
Florian schrieb:> die Nema23 2,8A 6,8V
entweder hst du vertippt oder ne falsche Lieferung bekommen.
2.8A und 6,8V sind schon bißchen "merkwürdig", denn der Motor
beansprucht knapp 20W alleine für sich.
nemesis... schrieb:> Wie werden denn die sechs Anschlüsse des Motors gewöhnlich an die> zwei Leiter der H-Brücke angeschlossen?
Motor mit 6 Anschlüsse kann man Unipolar oder Bipolar betreiben.
> Hab gerade mal etwas gegoogelt. Der Nema 23 ist ein Unipolar-Stepper
Der Nema23 ist eine allgemeine Größe Beschreibung, hat nix mit Unipolar
oder Unipolar zu tun.
Hey Tany,
die Voltzahl werd ich demnächst nochmal nachschauen :D
Ja Eigenbau hat schon was für sich,
dumm nur wenn man nicht weiß WAS man falsch gemacht hat :(
Außerdem gibs ja den Lerneffekt.
Hallo Tany,
>> Hab gerade mal etwas gegoogelt. Der Nema 23 ist ein Unipolar-Stepper>> Der Nema23 ist eine allgemeine Größe Beschreibung, hat nix mit Unipolar> oder Unipolar zu tun.
Richtig. Genau genommen geht es da um das Flanschmaß (Lochkreis,
Zentrierbund) und den Wellendurchmesser.
http://www.schrittmotor-blog.de/nema-schrittmotor-was-ist-das-eigentlich/
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
W.S. schrieb:> - vorausgesetzt, du hast den Motot nicht wirklich verkehrt herum> angeschlossen.
Ein Verpolungsfehler würden keine Rolle spielen, wenn man den Motor
zunächst mal nur im Vollschritt-Modus betreibt.
nemesis... schrieb:> Wie werden denn die sechs Anschlüsse des Motors gewöhnlich an die> zwei Leiter der H-Brücke angeschlossen?
Gar nicht, für jede H-Brücke kommen nur die jeweils zwei/drei Anschlüsse
einer Wicklung in Frage. Da ist erstmal Sortieren angesagt.
Florian schrieb:> Ausgangssignale sehen i.O. aus
Das muss nichts heißen.
Ich hatte mal eine H-Brücke mit einem IR2110 aufgebaut, da gab es
ziemlich böse HF-Schwingungen am Gate. Es kann natürlich sein, dass die
Schwingungen mit angeschlossenem Tastkopf gerade nicht auftreten.
Bei mir hat ein größere Gatewiderstand(100 Ohm) geholfen. Oder den
Tastkopf elektronisch nachbilden ;)....
Danke erst mal für die Antworten,
ich habe gerade eine Erkenntnis gewonnen, was wahrscheinlich die Lösung
sein dürfte...
Das Datenblatt vom Schrittmotor hat eine Farbcodierung von rot, blau,
grün, schwarz...
Mein Motor hat die selben Farben, bis auf schwarz, das ist bei mir gelb.
Also hielt ich es für selbstverständlich das schwarz = gelb ist
Gerade hab ich diesen Link entdeckt:
http://cnc-wiki.de/Modifikationen/Schrittmotoren-und-Treiber
und Tadaaa, Farbe und Phasen stimmen nicht ô_0
Das heißt, ich dürfte tatsächlich den Motor falsch angeschlossen haben.
Ich hatte beim Testen nur die "Polung" (weiß nicht ob es in dem
Zusammenhang die richtige Bezeichnung ist) getauscht, z.B. 2+ Grün & 2-
Gelb (Schwarz) untereinander geswitched. Was sich im nach hinein als
völliger Murks herausstellt.
Frag mich persönlich, warum ich bei den alten Motortreibern keine
Probleme hatte...
Hoffe das ist des Rätsels Lösung
Thorsten O. schrieb:> Das hättest du aber auch durch eine kurze Kontrolle mit dem Multimeter> herausfinden können...
In welchem Messmodus?
Wäre da nicht eine Stromquelle zielführender? Denn man will ja wissen
wie die Stromrichtung oder Polarität die Drehrichtung beeinflusst.
Bei diesem Schaltfehler machte der Stepper anscheinend einen Halbschritt
und danach über die andere Wicklung wohl einen Schritt zurück, statt
eines weiteren Halbschritts in die gleiche Richtung.
Florian schrieb:> Das heißt, ich dürfte tatsächlich den Motor falsch angeschlossen haben.
Dann hat sich ja die Mühe hier mal gelohnt.
nemesis... schrieb:> In welchem Messmodus?
Eigentlich ist das Ganze herzlich egal. Durchgang ist gefragt.
Hauptsache, daß jede Wicklung mit beiden Enden an eine der beiden
Brücken kommt und nicht überkreuz. In welche Richtung dann der SM dreht,
ist egal, sowas kann man per Software festlegen oder indem man eine der
beiden Wicklungen am Steckverbinder umpolt.
W.S.
nemesis... schrieb:> Wäre da nicht eine Stromquelle zielführender? Denn man will ja wissen> wie die Stromrichtung oder Polarität die Drehrichtung beeinflusst.
Solange man Vollschrittbetrieb macht, ist die Stromrichtung erstmal
völlig wurscht. Entweder steppt der Motor linksrum oder er steppt
rechtsrum ;-)
Hallo zusammen,
nach längerer Pause bin ich wieder da,
mit keinem Fortschritt.
Das vermeintlich falsch anschließen,wars auch nicht.
Nachdem ich defekte Transistoren und auch den A4989 nun ausgetauscht
habe,
habe ich nun 2 Probleme.
1. Die Senseleitung der Problembrücke schmorrt durch.
Problemlösung? Das wird ein Designfehler sein. Die Senseleitung ist auf
dem A4989_n Bild Orange eingefärbt. Als Problemlösung dachte ich, ich
würde die Leitung oben zum Widerstand kappen, und dafür mit der
Violetten-Leitung brücken. Kann mir vorstellen, dass aufgrund der
Symmetrie, da Probleme geben könnte (Analogtechnik ist ja empfindlicher
als Digi). Seid Ihr da meiner Meinung?
2. Wenn ich mit dem Oszi an die Ausgänge gehe, und keine Steuerimpulse
gebe, haben die Ausgänge VBB. Da bin ich mir nicht sicher, ob ich beim
Ein und Auslöten etwas beschädigt habe, oder nicht. Kann mir jemand, der
schonmal mit diesem IC gearbeitet hat, etwas dazu sagen?
Nach meinem Empfinden her sollte doch der Ausgang gegen 0V gehen...
Oder lässt man die Spannung konstant, und nur der Strom wird nur
gesteuert?
Achja, das Platinenlayout dürfte für Euch wohl grausam sein:
Da es meine erste Motorplatine ist,
dürft Ihr mir ruhig Hinweise geben, wie man es besser machen sollte
(könnte)
(Aber bitte freundlich, ich weiß das die Stimmung hier sehr schnell
kippen kann und ich lerne ja)
Florian G. schrieb:> Das wird ein Designfehler sein> Achja, das Platinenlayout dürfte für Euch wohl grausam sein
Isser auch :-)
Die Leiterbahn für den Motor, Stromversorgung, Senseleitung müssen viel
dicker sein.
Beschränke lieber die Schaltung auf das nötigste, dann kann das Layout
auch einfacher, übersichlicher sein.
Tany schrieb:> Die Leiterbahn für den Motor, Stromversorgung, Senseleitung müssen viel> dicker sein.
Ok, wir reden von VBB, die vier Leitungen zu den Klemmen (p1+/- und
p2+/-)
und der Senseleitung zum IC?
VBB und Klemmenleitung kann ich gut nachvollziehen,
aber die Senseleitung...
Spätestens kurz vor dem IC muss ich die Leitung
sehr stark schmaler machen,
hab ich dort nicht dann das selbe Problem?
Die Senseleitung werde ich nun über ein Kabelleitung führen,
um den Fehler zu beheben (mit ensprechender Dicke ;) )
die Senseleitung kann nicht durchschmoren, dort wird nur die Spannung
über den Widerständen gemessen. Sonst hast Du etwas ganz und gar falsch
gemacht. Allerdings ist die Zuleitungen zu den Motoren etwas
schmalbrüstig.
Stephan H. schrieb:> die Senseleitung kann nicht durchschmoren, dort wird nur die Spannung> über den Widerständen gemesse
und wenn kein Strom über Widerständen fliessen, gibt es auch keine
Spannung. Also vorher kommt der Strom über Widerständen?
Die Senseleitung meine ich damit z.B die orange makierte Leitung.
Stephan H. schrieb:> die Senseleitung kann nicht durchschmoren, dort wird nur die> Spannung über den Widerständen gemessen.
Hey, wenns nicht so wäre,
hätte ich es ja nicht als Problem aufgelistet. ;)
Da ich noch unterwegs bin, hab ich es noch nicht ausprobiert.
Die Frage mit der Ausgangsspannung im Ruhebetrieb steht noch offen. Weiß
da jemand wie es aussehen sollte?
Danke für die bisherigen antworten
R9 und R10 sind ja wahrscheinlich die Shunts zum Strom messen.
Deine vermutliche "Sense"-Leitung ist also komplett stromtragend
(Motorstrom).
Wenn Du nun viel Strom in den Motor bläst: Na klar, dann kann die
abrauchen.
Gleiches gilt für R11 und R12. Die Leitung dahin finde ich deutlich zu
unterdimenioniert. Was ist das? 0.245 mm für über 1 A? Wagemutig.
Fragt sich, warum diese nicht abfackelt. Hast Du vielleicht einen
Schluss im Motor? Dann würde vermutlich ein noch viel größerer Strom
über deine s.g. "Senseleitung" fließen. Aua.
BTW: Ein bisschen sehr auseinandergezogenes und dünndrahtiges Layout.
Guck mal im Anhang. Das habe ich gerade für einen A3979 gemacht. Und es
beinhaltet sogar noch Entstördrosseln für die Motorleitungen.
Werner
Natürlich fließt Strom über die Sense-Leitung, nur nicht über den
Abzweig zum IC. Die Widerstände gehören dicht an die Brücke und nicht an
den Treiber, damit der Strompfad kurz ist.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Vielen lieben Dank,
ich werde neue Treiberplatinen erstellen (müssen),
da es garkeinen Sinn hat
Schweiss und Kosten noch reinzustecken.
Danke Werner für das Bild.
Sieht sehr schön sauber aus.
Gefällt mir
Inwiefern unterscheidet sich Deine Schematic von meiner?
Aso, ich messe ja ohne Motor.
Bzw. den Strom selbst hab ich mir ja nicht angeschaut,
weil mir schon die Ausgangsspannungen spanisch vorkamen.
Wie am Anfang des Threats bereits erwähnt,
verabschiedet sich nur die "rechte Brücke",
deswegen war ich der Meinung, Schaltungs- und Designtechnisch
garnicht so falsch zu liegen :P
@Tany, da sieht man das noch was völlig anderes
im argen ist. Auch Dir Danke für die Info
Auf Thorsten ist immer verlass,
wenns um Motoren geht ;)
Wenn ein Shunt durch brennt, kann das ja nur daran liegen, dass
zwei FETs, die einen Stromkreis bilden, zu einem ungünstigen
Zeitpunkt gleichzeitig leiten, was ja eigentlich nicht passieren
dürfte.
Ich hab mir mal das Datenblatt von dem IC angeschaut und da ist
mir auf S. 3 aufgefallen, das es da keine 470k-Widerstände
zwischen den Gate und Source der FETs gibt. Nur Gatewiderstände
findet man da.
Wofür sollen die 470k denn sein? Wenn so eine Beschaltung angewendet
wird, dann für mein Verständnis, nur um das Schaltverhalten des
FET zu verbessern, aber dann bezogen auf Masse und nicht auf so
Schwebepotenziale. In so einer H-Brücke könnten die Widerstände
in der Schaltung eine fatale Wirkung haben. Ich würde mich mal
an die App halten und nicht kreativ was ändern, was der Hersteller
gar nicht vorgesehen hat, ohne triftigen Grund.
Florian G. schrieb:> Danke Werner für das Bild.> Sieht sehr schön sauber aus.> Gefällt mir>> Inwiefern unterscheidet sich Deine Schematic von meiner?
Naja, das Schematic ist schon etwas anders, da der A3979 die H-Brücken
intern hat. Aber dafür sind dort extern noch die Drosseln drin.
Zudem ist noch eine Überstromerkennung in Hardware gegossen, damit
selbst bei Controllerausfall nichts passiert.
BTW: Wenn Du keinen Motor anschließt und dann die Rückleitung mit den
Shunts abraucht, dann gebe ich den Vorrednern natürlich recht: Da hast
Du einen satten KS (wahrscheinlich) einmal durch die Brücke durch, da
Highside und Lowside gleichzeitig an sind. Vielleicht solltest Du mal
eine 12 Volt Halogenlampe oder eine 6 W Fahrradbirne in die
Versorgungsspannung der einen Brücke einschleifen. Dann qualmt es nicht
dauernd. Und dann mir einem 100 Ohm Widerstand die Brücke testen.
Noch was: Wenn ich mir dein Schematic so ansehe und dann sehe, dass die
Rückleitung zu den Shunts sehr dünn und lang ist, dann könnte ich mir
vorstellen, dass vielleicht der Spannungsabfall über dieser langen
Leitung zusammen mit dem 470k Widerstand (der ja an dieser Leitung
hängt) den unteren Fet einschaltet.
Ich frage mich jedoch dann immernoch, warum die andere Brücke heil
bleibtm obwohl die Leitung sort noch dünner ausgeführt ist.
Werner
Inkognito schrieb:> Wofür sollen die 470k denn sein? Wenn so eine Beschaltung angewendet> wird, dann für mein Verständnis
Für den Fall, in dem Treiberausgang sehr hochohmig ist (absichtlich oder
unabsichtlich). Typischer Wert liegt im Bereich 3...10k.
> ...aber dann bezogen auf Masse und nicht auf so Schwebepotenziale
Nein, immer bezogen auf Source des MOSFETs, sonst macht's kein Sinn.
> das es da keine 470k-Widerstände zwischen den Gate und Source der FETs gibt
Heißt's aber lange nicht, dass man kein anschliessen darf. Es hängt von
dem Treiberausgang ab.
Werner schrieb:> ...könnte ich mir vorstellen, dass vielleicht der Spannungsabfall über >dieser
langen Leitung zusammen mit dem 470k Widerstand (der ja an dieser >Leitung hängt)
den unteren Fet einschaltet.
wie geht das?
Hallo Florian,
> ich werde neue Treiberplatinen erstellen (müssen),> da es garkeinen Sinn hat> Schweiss und Kosten noch reinzustecken.
Warum meinst du, das Rad neu erfinden zu müssen? Es gibt hunderte
fertige Lösungen für jeden Geldbeutel und jeden Qualiätsanspruch, vom
2,5€ China-Shield bis hin zur industriellen Lösung für >100€. Wenn du da
irgendwo ernsthaft eine Lücke siehst, für die sich eine neue Entwicklung
lohnt, lass es mich wissen. ;)
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Hallo,
das Problem liegt wahrscheinlich an der eingebauten Freilaufdiode in dem
MosFet.
Bitte frage mich jetzt nicht warum das so ist. Meine Vermutung ist, dass
das was mit der Induktivität des Verbrauchers zu tun hat.
Diesen Tipp habe ich von einem Radio- und Fernsehtechniker bekommen, als
ich ein ähnliches Problem mit einem Schaltnetzteil hatte. Denn das
wollte auch nicht schalten.
Erst nachdem ich einen MosFet ohne Freilaufdiode verbaut hatte, aber mit
einer externen Scotty-Freilaufdiode, lief es.
MfG. Zeinerling
Servus zusammen,
neues Board, neues Glück :)
Diesmal arbeiten als MosFets IRLR024N.
Das Design ist vom Powerlolu abgekupfert.
Um den Ausgangsstrom zu kontrollieren,
habe ich einen acs1714-5b+ zwischen Ausgang und Motor gesetzt.
(Hallsensor - Ausgangsspg zeigt Stromverlauf an)
Dadurch konnte ich folgendes Problem entdecken:
Die eine H-Brücke gibt doppelt zu viel Strom raus,
als die andere H-Brücke (3A zu 6A)
Ich habe mehrfach die Widerstände kontrolliert,
alle sind an Ihrem Platz mit der richtigen Größe.
Könnte mir jemand einen Tipp geben, woran es noch liegen könnte?
Was mir aufgefallen ist, dann wenn ich z.B. die Widerstände über R1 und
R51 nehme, dann sind die etwas erhöhter als die von der unteren Bücke
(243KOhm zu 237KOhm). Würde eher sagen maginal.
Florian G. schrieb:> neues Board, neues Glück :)
...
> Die eine H-Brücke gibt doppelt zu viel Strom raus,> als die andere H-Brücke (3A zu 6A)
Von welchem Board ist hier die Rede?
Die Schematic ist die gleiche, bis auf die MosFets.
Das Board-Design ist neu.
Wenn man sich das Design anschaut, ist die untere Brücke die,
die mit dem zu hohem Strom.
Glaube Eagle-Files wären hilfreicher, oder?
Wenn bei dem alten Board die Ströme gleich waren muss bei dem neuen
irgendwas anders sein. Vielleicht ist einer der Shuts nicht richtig
verlötet oder hat den falschen Wert? Hast du einen 2. Prototpyen für
Vergleichsmessungen?
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
a4989_irf540.png
(24 KB)
