Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrttmotorsteuerung Umdrehungsanzahl regeln


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von Basti V. (Firma: WZR) (bvelten)


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Hallo Forum,
dies ist mein erster Beitrag hier und ich muss gleich vorweg nehmen - 
Ich habe quasi keine Ahnung von Mikrokontrollern, Schrittmotoren und 
Steuerung dieser, aber ich bin gerne gewillt mich damit zu beschäftigen 
und es zu lernen.

Mein Anliegen liegt darin, einen Schrittmotor so anzusteuern, dass er - 
auf Knopfdruck, oder lieber noch, nach vorheriger einstellung über Poti 
und Display eine bestimmte Anzahl an Umdrehungen absolviert.
Gibt es eventuell bereits einen Bausatz oder eine fertige Steuerung die 
soetwas übernimmt? Preis spielt erstmal keine Rolle.

Ich danke euch im Vorraus!
Viele Grüße
Basti

von Thomas R. (r3tr0)


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Da du 0 Ahnung hast, würde ich dir einen Arduino empfehlen.
Der Poti wird am Analog/Digitalwandler angeschlossen an dem du deinen 
Spannungswert (5V-0V) in einen digitalen Wert wandelst (255-0) bei 8bit.
Und je nachdem, welche Spannung am Poti eingestellt wurde ändert sich 
der Digitalwert. Und bei geändertem Digitalwert soll sich der Motor 
drehen.

Dann ist noch die Frage ob du den Schrittmotor im Halbschritt oder 
Vollschritt verfahren möchtest.

Am besten liest du dich dort ein bisschen ein.
http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Schrittmotoren

Hier sind auch Motortreiber angegeben, und wie diese beschaltet werden.
Möchtest du mit dem Schrittmotor etwas bewegen? Muss eine große Last 
angetrieben werden?

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


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Hallo Basti,

Mit den programmierbaren Schrittmotorsteuerungen-Controllern aus der 
DS30-Serie von LAM kann man das realisieren. Wenn es nur um das 
Einstellen einer festen Drehzahl per Poti für kleinere Motoren geht, 
wäre auch die Tiny-Step.plus eine Möglichkeit. Beides aber ohne Display.

Die genannten Geräte findest du auf meiner Seite im Webshop.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Basti V. (Firma: WZR) (bvelten)


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Vielen Dank für die Antworten
An den Arduino habe ich auch gedacht, das wird wohl die passenste, 
preisgünstigste und einfachste Lösung sein.
Es soll nur ein kleiner Schrittmotor (vermutlich Nema 17) betrieben 
werden. Dieser dreht eine Welle mit einem Nocken darauf, welcher eine 
Stange aufwärts bewegt und fallen lässt (nein, nicht auf den Nocken). 
Das ganze soll zur Klopfdichtebestimmung von Pulvern verwendet werden.
Viel Kraft wird das wohl nicht erfordern. Vollschrittbetrieb wird denke 
ich das Mittel der wahl. Das Ganze sollte etwa mit einem Hertz 
geschehen.
Da die Umdrehungsanzahl schon variabel sein sollte, wäre eine 
Ansteuerung über ein Display eine Voraussetzung.

Viele Grüße
Basti

von m.n. (Gast)


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Basti V. schrieb:
> Vollschrittbetrieb wird denke
> ich das Mittel der wahl. Das Ganze sollte etwa mit einem Hertz
> geschehen.
> Da die Umdrehungsanzahl schon variabel sein sollte, wäre eine
> Ansteuerung über ein Display eine Voraussetzung.

Vollschrittbetrieb ist bei langsamen Bewegungen die ungünstigste 
Betriebsart. 1/8 bzw. 1/16 Mirkroschritt ist dagegen deutlich besser.

Worauf beziehen sich die 1 Hz? Soll das die Schrittfrequenz sein oder 
die Zeit für einen kompletten Zyklus? Dazu mußt Du konkretere Angaben 
machen. Ebenso, inwieweit die Schrittfrequenz variabel sein soll.

Ein Display stellt nichts ein sondern nur dar. Welche Parameter sollen 
einstellbar sein und welche Werte angezeigt werden?

Basti V. schrieb:
> An den Arduino habe ich auch gedacht, das wird wohl die passenste,
> preisgünstigste und einfachste Lösung sein.

Eingangs waren die Kosten noch untergeordneter Natur. Bleib besser dabei 
;-)

von Basti V. (Firma: WZR) (bvelten)


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Hey
Ich muss es doch irgendwie meinem Chef schmackhaft machen, aber  bleiben 
wir bei der untergeordneten Rolle.
Es braucht keine Frequenz oder Geschwindigkeit einstellbar sein, nur die 
absolute Anzahl an Umdrehungen, die das Gerät absolviert. Also im Grunde 
genommen die Schritte, die der Motor macht. Dieser Wert soll angezeigt 
und über ein Poti eingestellt werden.
Die 1 Hertz beziehen sich auf eine Umdrehung die Sekunde, also 60 U/min. 
Dachte das sei für einen Schrittmotor eher eine schnelle Bewegung.

Viele Grüße

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


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Vielleicht überlegst du erstmal in Ruhe, was du wirklich willst. Mit 
jedem Post kommst du mit völlig anderen Anforderungen um die Ecke...

Die Anzahl der Umdrehungen kann man z.B. auch mit einem 
Drehcodierschalter einstellen, dann braucht man kein Display.

Bei kommerzieller Nutzung dürfte auch die Zeit eine wichtige Rolle 
spielen, die man investieren muss, bis man die Sache am Laufen hat.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von m.n. (Gast)


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Basti V. schrieb:
> Die 1 Hertz beziehen sich auf eine Umdrehung die Sekunde, also 60 U/min.
> Dachte das sei für einen Schrittmotor eher eine schnelle Bewegung.

Nein, diese Drehzahl ist in der Regel ohne Rampe im Start-Stopp-Betrieb 
möglich.

Thorsten O. schrieb:
> Vielleicht überlegst du erstmal in Ruhe, was du wirklich willst.

... und läßt es uns wissen.

von Basti V. (Firma: WZR) (bvelten)


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Bitte verzeiht mir meine Unerfahrenheit :D

Ich benötige: Eine Steuerung für einen Schrittmotor die folgendes können 
sollte bzw. erlernen kann:
- Einen kleinen Schrittmotor steuern (Nema 17 wahrscheinlich)
- Genaue einstellung von bestimmten UmdrehungsANzahlen, z.B. 75, 300 und 
600
- Eine Drehzahl von etwa 60 U/min fest eingestellt
Es sind keine weiteren Parameter benötigt, welche variabel sein sollen.
- Je einfacher das ganze zu programmieren ist, desto besser.
- Je günstiger das ganze ist, desto besser.
Ein Display ist optional, jedoch soll die Anzahl der Umdrehungen genau 
eingestellt werden können.
Wie eingestellt wird ist auch offen, lediglich staubgeschützt sollte es 
sein.
Mit dem Schrittbetrieb (Voll- oder Teilschritt) könnt ihr mir 
wahrscheinlich eher sagen, wie es besser funktioniert.

Hoffe es sind alle klarheiten beseitigt :D
Bitte nehmt es mir nicht übel, ist meine erste Begegnung mit dem Stoff. 
:)

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Bis jetzt lese ich nicht raus, warum Du unbedingt einen Stepper verbauen 
möchtest.
Ist die Position des Nocken irgendwie wichtig?

Ich frage, da das Ganze auch mit einem 08/15 DC-Motor und einem Sensor, 
Der jede Umdrehung ein Signal ausgibt, erschlagen werden kann - die 
Drehzahl des Motor lässt sich sogar per PWM einstellen, die Anzahl der 
Umdrehungen werden durch den Sensor herunter gezählt und bei Null 
gestoppt.

MfG

von m.n. (Gast)


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Patrick J. schrieb:
> Ich frage, da das Ganze auch mit einem 08/15 DC-Motor und einem Sensor,
> Der jede Umdrehung ein Signal ausgibt, erschlagen werden kann - die
> Drehzahl des Motor lässt sich sogar per PWM einstellen,

Ein Schrittmotor ist schon die richtige Wahl, wenn man mit konstanter, 
reproduzierbarer Geschwindigkeit arbeiten möchte.

Zur Lösung könnte ich eine Elektronik mit TFT und touch-Bedienung 
anbieten. Das wäre aber dann - insbesondere preislich - nicht mehr 
Arduino-Niveau, was auch eine Lösung sein könnte.

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


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Hallo Basti,

> - Genaue einstellung von bestimmten UmdrehungsANzahlen, z.B. 75, 300 und
> 600
> - Eine Drehzahl von etwa 60 U/min fest eingestellt
> Es sind keine weiteren Parameter benötigt, welche variabel sein sollen.
> - Je einfacher das ganze zu programmieren ist, desto besser.
> - Je günstiger das ganze ist, desto besser.

Das trifft alles auf die o.g. DS30-Serie zu [1]. Für einen Nema17 Motor 
reicht die kleine DS3044 für 155 EUR brutto. Dazu kommt noch der 
Programmieradapter UPD30 (28 EUR), sowie ggf. Motor, Kabel, Schalter.

Wie viele verschiedene Strecken / Anzahl Umdrehungen willst du 
einstellbar haben? Bei Verwendung von 4 digitalen Eingängen kann man 
entweder 4 Werte direkt auswähltbar machen oder über den genannten 
Drehcodierschalter 16 verschiedene Einstellungen abrufen, z.B. in 
Schritten zu 75 (75, 150, 225, 300,...).

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[1] http://www.mechapro.de/LAM-DS.html

von Dieter F. (Gast)


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Basti V. schrieb:
> Ich benötige: Eine Steuerung für einen Schrittmotor die folgendes können
> sollte bzw. erlernen kann:
> - Einen kleinen Schrittmotor steuern (Nema 17 wahrscheinlich)
> - Genaue einstellung von bestimmten UmdrehungsANzahlen, z.B. 75, 300 und
> 600
> - Eine Drehzahl von etwa 60 U/min fest eingestellt

Also ich bin jetzt kein Profi wie Thorsten Ostermann aber es ist schon 
wichtig, ob Du die gefahrenen "Schritte" auch "genau" wissen willst.

Du kannst einen Schrittmotor nicht in einer "Nanosekunde" z. B. von 0 
auf 1000 Schritte pro Sekunde beschleunigen - dazu braucht es eine sog. 
"Rampe", eine Technik welche die Beschleunigung für den Schrittmotor 
"verträglich" macht. Ich mache so etwas per Mikrocontroller (welch 
Wunder).

Wenn Du ganz genau wissen musst, wie viele Schritte gemacht wurden musst 
Du wohl einen "Encoder" einsetzen der mitzählt. Schrittmotore 
überspringen (manchmal) einen Schritt.

Ob Du mit Halb-  Viertel- Achtel  ..tel-Schritt arbeiten willst kommt 
auf die gewünschte Auflösung und "Smoothness" an. Die Zwischenschritte 
sind nicht immer sauber abgegrenzt ( ja, haut mich :-) ) und mit 
Vorsicht zu geniessen.

von my2ct (Gast)


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Basti V. schrieb:
> Mein Anliegen liegt darin, einen Schrittmotor so anzusteuern, dass er -
> auf Knopfdruck, oder lieber noch, nach vorheriger einstellung über Poti
> und Display eine bestimmte Anzahl an Umdrehungen absolviert.

Basti V. schrieb:
> Das Ganze sollte etwa mit einem Hertz geschehen.

Du solltest die beiden Begriffe "Anzahl Umdrehungen" und "Drehzahl" 
sauber auseinander halten. Aus der Angabe einer Frequenz ("einem Hertz") 
könnte man schließen, dass sich der Motor über längere Zeit drehen soll 
und dabei eine Umdrehung pro Sekunde verrichten soll. Die "Anzahl an 
Umdrehungen" ist etwas ganz anderes: Die bedeutet, dass sich der Motor 
(entsprechend der Potistellng) ein paar Mal dreht und dann wieder anhält 
- unabhängig von der Zeit.

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


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Hallo Dieter,

> Wenn Du ganz genau wissen musst, wie viele Schritte gemacht wurden musst
> Du wohl einen "Encoder" einsetzen der mitzählt. Schrittmotore
> überspringen (manchmal) einen Schritt.

Das ist so nicht richtig. Im Normalfall verliert ein Schrittmotor keine 
Schritte. Nur wenn er überlastet wird. Dann verliert er aber nicht nur 
einen Schritt, sondern rastet meist völlig aus (d.h. er bleibt stehen).

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Dieter F. (Gast)


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Thorsten O. schrieb:
> Das ist so nicht richtig. Im Normalfall verliert ein Schrittmotor keine
> Schritte. Nur wenn er überlastet wird.

Und wie wird er überlastet? Da wäre Deine Erklärung doch mal interessant 
...

Im Übrigen:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Schrittmotoren#Schrittverlust

von Wolfgang (Gast)


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Dieter F. schrieb:
> Und wie wird er überlastet?

Wenn das zum Drehen der Last erforderliche Drehmoment größer ist, als 
das vom Motor aufgebrachte Drehmoment. Oder was war jetzt deine Frage?

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Wenn schon davon ausgegangen wird, daß der Stepper eh Nichts taugt, kann 
man auch direkt zu DC-Motoren greifen und per Encoder die Position 
erfassen.
Also quasi einen Servo-Antrieb 'zu Fuß'.

Da in unseren Breitengraden aber der Hobbyist weiß, was Er Seinem 
Stepper zumuten kann, läuft meine CNC seit Jahren ohne Schrittverluste - 
vll. auch nur, weil Sie nicht im INet Dummschwatz lesen darf, wäre eine 
Möglichkeit ;)

Wobei - Schrittverluste gibt es bei mir auch - aber nur, wenn ich auf 
Block fahre, den Fräser in der Tischplatte versenke oder sonst was im 
Weg ist - aber eben nicht, weil der Stepper 'Mal wieder' einen Schritt 
verloren hat.

MfG

von Thomas G. (thomas_g18)


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Hallo

Um sich mal erste Grundlagen mit Schrittmotoren anzueignen würde ich ein 
solch einfach gehaltenes Projekt aufbauen.

http://www.halecker.de/kameraslider/

Vieles wo schon besprochen wurde ist dabei...

Stepper Driver
Lcd mit Tasteneingabe
alles mit standartbauteilen aufgebaut.

Im manuellen Modus lässt sich ein dauerlauf mit variabler Drehzahl 
auswählen.

von Kinners-Kinners (Gast)


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Thomas G. schrieb:
> alles mit standartbauteilen aufgebaut.

http://www.duden.de/rechtschreibung/Standard_Norm_Richtmasz_Guete

Sooh schwer ist das doch nicht :-(

von Thomas G. (thomas_g18)


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Kinners-Kinners schrieb:
> Sooh schwer ist das doch nicht :-(

http://www.duden.de/rechtschreibung/so_obwohl_falls

Danke für die Info!
Gruss

Ich denke aber dass dies dem Hilfesuchenden kaum helfen wir bei seinem 
Projekt weiterzukommen.

: Bearbeitet durch User
von Kinners-Kinners (Gast)


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Thomas G. schrieb:
> http://www.duden.de/rechtschreibung/so_obwohl_falls

Für Lautmalerei ist der Verein nicht zuständig ...

von Thomas G. (thomas_g18)


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Kinners-Kinners schrieb:
> Für Lautmalerei ist der Verein nicht zuständig ...

Das Gefühl hatte ich heute auch schon mal...

von Basti V. (Firma: WZR) (bvelten)


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Entschuldigt meine Abstinenz, hatte in meinem Master noch 3 Klausuren zu 
schreiben und war dann noch krank, die Zugangsdaten zu diesem Forum habe 
ich auf der Arbeit gelassen :D


Patrick J. schrieb:
> Bis jetzt lese ich nicht raus, warum Du unbedingt einen Stepper verbauen
> möchtest.
> Ist die Position des Nocken irgendwie wichtig?

Nicht unbedingt. Wichtig ist die Anzahl an Umdrehungen

Patrick J. schrieb:
> Ich frage, da das Ganze auch mit einem 08/15 DC-Motor und einem Sensor,
> Der jede Umdrehung ein Signal ausgibt, erschlagen werden kann - die
> Drehzahl des Motor lässt sich sogar per PWM einstellen, die Anzahl der
> Umdrehungen werden durch den Sensor herunter gezählt und bei Null
> gestoppt.

Das finde ich auch einen sehr eleganten Vorschlag. Ist das nicht viel 
einfacher zu realisieren als das, wovon ich die ganze Zeit rede?

Thorsten O. schrieb:
> Das trifft alles auf die o.g. DS30-Serie zu [1]. Für einen Nema17 Motor
> reicht die kleine DS3044 für 155 EUR brutto. Dazu kommt noch der
> Programmieradapter UPD30 (28 EUR), sowie ggf. Motor, Kabel, Schalter.
>
> Wie viele verschiedene Strecken / Anzahl Umdrehungen willst du
> einstellbar haben? Bei Verwendung von 4 digitalen Eingängen kann man
> entweder 4 Werte direkt auswähltbar machen oder über den genannten
> Drehcodierschalter 16 verschiedene Einstellungen abrufen, z.B. in
> Schritten zu 75 (75, 150, 225, 300,...).

Das ist auch ein relativ einfacher Ansatz, der denke ich auch nicht zu 
teuer ist. Ich werde mal diskutieren wie viele Einstllungen ich brauche, 
aber ich denke nicht wirklich mehr als 4.

Ich danke allen vielmals für die Antworten, auch wenn es schwierig war 
habt ihr mich wirklich weiter gebracht! :)

von Basti V. (Firma: WZR) (bvelten)


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Eine Frage habe ich noch,
wie hoch sollte das Netzteil dimensioniert sein?
Ich gedenke ein 24 oder ein 48 Volt Netzteil für die DS30-Serie von LAM 
als Steuerung einzusetzen
reichen da ~20 Watt oder sollten es eher 40 - 50 sein?
Ich habe wirklich keinerlei erfahrung und kann nicht einschätzen wie 
viel Strom bei welcher Spannung diese Gerätschaften brauchen.
Vielen Dank und viele Grüße
Bastina

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