Hallo,
ich habe mir einen NEMA 17 Schrittmotor gekauft
Ich habe den günstigsten genommen, welcher folgende Daten hat:
Spannung 12V
Strom 0,4A
Schritte 200
Ansteuern möchte ich ihn über ein DRV8825 und einem Arduino, ein
Gesamtstrom von etwa 0,7A
Ich möchte das ganze über eine 10Ah 5V Powerbank betreiben welche 2A
liefern kann.
Da der DRV8825 mindestens 8V benötigt brauche ich ein Step UP, welchen
ich auf 12V einstellen wollte.
12V*0,7A = 8,4W
Mit einem Wirkungsgrad von 90% des Step UPs wären das etwa 9,3W
Bedeutet also dass ich am Eingang 5V mit 1,86A benötige. Dies würde ja
meine Powerbank liefern können und ich hätte theoretisch eine Laufzeit
von 5,4 Stunden.
Stimmen meine Berechnungen hier oder habe ich etwas falsch gemacht?
Der DRV8825 ist gut geeignet für Schrittmotore mit 1,7A bis 2,2A und
einer Spannung von bis zu 3V.
Diese Motoren können dann mit 12V bis 36V(?) betrieben werden.
Du bräuchtset also einen Steppup, welche schon an die 30V liefern muss,
damit dein 12V Motor ein nennenswertes Drehmoment entwickeln kann.
Oder anders formuliert:
Treiber und Motor passen nicht zueinander.
Bill schrieb:> habe ich etwas falsch gemacht?
Du hast Dir unpassende Teile ausgesucht.
Nimm eine 12 V Versorgung und einen Schrittmotor mit <= 5 V Wicklungen.
Alles andere ist Würgerei.
> Ich habe den günstigsten genommen
Falscher Ansatz!
Arduino F. schrieb:> damit dein 12V Motor ein nennenswertes Drehmoment entwickeln kann.
Wenn ich ihn über ein 12V Netzteil mit dem DRV8825 betreibe dann
funktioniert alles problemlos ich wollte nur von der Steckdose weg.
Die Kraft die ich benötige bringt er hierbei schon auf.
Eine 10Ah Powerbank liefert ca. 6h lang 1A@5V (+/- mit grosser
Streuung). Klingt komisch aber das ist halt die Art und Weise wie
Marketing technische Daten umschreibt.
Manche hier sind mal wieder im Optimierungswahn.
Deine Rechnung stimmt fast. Bei der Spannungsdiferenz musst du bei den
meisten Stepupwandlern eher mit 75-85% Efizienz rechnen.
Eventuell macht ein Elko (~1-2 mF) an der Treiberleitung Sinn um
Verbrauchsspitzen abzufedern.
Edit: Ja bei der Powerbank genau hinschauen wie es gerechnet ist. Oft
beziehen sie die mAh Zahlen auf die 3.7v Zelle im innern anstelle der
Ausgangsspannung von 5V.
Alex G. schrieb:> Eventuell macht ein Elko (~1-2 mF) an der Treiberleitung Sinn um> Verbrauchsspitzen abzufedern.
Habe ich bereits verbaut.
Alex G. schrieb:> Edit: Ja bei der Powerbank genau hinschauen wie es gerechnet ist. Oft> beziehen sie die mAh Zahlen auf die 3.7v Zelle im innern anstelle der> Ausgangsspannung von 5V.
Stimmt die Powerbank hat 10Ah bei 3,7V also 37Wh
37Wh / 5V wären 7,4Ah
Wären dann immer noch eine Laufzeit von 4,4h was völlig ausreichen würde
Bill schrieb:> 37Wh / 5V wären 7,4Ah
Da fehlt der Wirkungsgrad des Step-Ups in der Powerbank. Dann noch der
Wirkungsgrad deines Step-Ups. Und am Ende wird garkein Stepper gebraucht
sondern ein Motor mit Drehzahlsteuerung.
MfG Klaus
Bill schrieb:> Ich habe den günstigsten genommen, welcher folgende Daten hat:>> Spannung 12V> Strom 0,4A> Schritte 200>> Ansteuern möchte ich ihn über ein DRV8825 und einem Arduino, ein> Gesamtstrom von etwa 0,7A
Um eine Schrittmotor mit 12V Nennspannung sinnvoll zu betreiben,
brauchst du eher 40V oder besser noch mehr. Die 12V ist die Spannung,
die man dauerhaft anlegen kann, ohne dass die Wicklung zu heiß wird. Für
den Betrieb an einem Schrittmotortreiber mit Stromregelung muss die
Nennspannung erheblich unter der Betriebsspannung liegen. Sonst kann die
Stromregelung nicht funktionieren und das Drehmoment bricht bei höheren
Schrittfrequenzen dramatisch ein.
Bill schrieb:> Ich möchte das ganze über eine 10Ah 5V Powerbank betreiben welche 2A> liefern kann.
Bist du sicher, dass sich die Kapazitätsangabe deiner Powerbank auf die
5V Ausgangsspannung bezieht und nicht auf die internen Akkus?
Eine zweite Powerbank in Reihe für die Motorversorgung?
Es gibt auch billigst Platinchen für 3s oder 4s LiPos, damit hat man 9 -
12 V min. Spannung. Man braucht allerdings noch ein passendes Ladegerät
dafür.
Wolfgang schrieb:> Um eine Schrittmotor mit 12V Nennspannung sinnvoll zu betreiben,
Zigtausende 3D-Drucker haben mehrere Motoren + billige Treiber, die
laufen alle wunderbar mit 12 V.
Bill schrieb:> 12V*0,7A = 8,4W
Du hast vergessen, noch die Abtriebsleistung hihnzuzurechnen, also die
Leistung die der Motor als Drehmoment * Drehzahl bringt.
Da du NATÜRLICH kein Datenblatt des Motors verlinkt hast, kannst du dir
die benötigte Netzteillleistung selber ausrechnen
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.10Bill schrieb:> Ansteuern möchte ich ihn über ein DRV8825
Der DRV8825 ist ein stromregelnder Mikroschrittreiber.
Der will bei einem Motor, der eine rms-Spannung von 12V bei 0.4A (also
Wicklungen von 30 Ohm) hat, bis 17V und 560mA reinschicken. Dazu braucht
er eine Versorgungsspannung von zumindest 18V die bis 10 Watt, also
550mA belastbar ist (für 1 Motor mit beiden Wicklungen).
Soll der Motor sich auch schnell drehen können, sind auch deutlich mehr
als 18V angeraten, der DRV8825 hält bis 45V aus, mit etwas Reseve wären
als 36V als Versorgung nicht übertrieben, der Strom sinkt dabei auf
225mA, es wird also nicht mehr Leistung verbraten.
PLUS die Motorabgabeleistung, angenommen also keine Kraft bei keinem
Drehmoment von 0.
Es wäre also schlau, den step up auf 36V auszulegen, mit 250mA oder
mehr, sagen wir 300mA, macht 10.8 Watt, bei 90% Wirkungsgrad 12 Watt,
aus 5V wären das 2.4A, also mehr als deine Powerbank leistet, zumal man
wohl noch Strom für anderes braucht.
Johannes S. schrieb:> Eine zweite Powerbank in Reihe für die Motorversorgung?> Es gibt auch billigst Platinchen für 3s oder 4s LiPos, damit hat man 9 -> 12 V min. Spannung
Das reicht beides nicht. Für höhere Drehzahlen muss auch ein 12V-Motor
mit höherer Spannung betrieben werden, so etwa ab 20V, je nach
gewünschter Drehzahl.
Georg
Wolfgang schrieb:> Bist du sicher, dass sich die Kapazitätsangabe deiner Powerbank auf die> 5V Ausgangsspannung bezieht und nicht auf die internen Akkus?
Genau auf die Ausgangsspannung bezogen sind es nur 7400mAh
Johannes S. schrieb:> Eine zweite Powerbank in Reihe für die Motorversorgung?> Es gibt auch billigst Platinchen für 3s oder 4s LiPos, damit hat man 9 -> 12 V min. Spannung. Man braucht allerdings noch ein passendes Ladegerät> dafür.
Auch eine Möglichkeit. Wo bekommst man diese Platinen her (Link)? Leider
habe aber weder LiPos noch ein Ladegerät so wär es die teurere Variante
georg schrieb:> Das reicht beides nicht. Für höhere Drehzahlen muss auch ein 12V-Motor> mit höherer Spannung betrieben werden, so etwa ab 20V, je nach> gewünschter Drehzahl.
Ich habe 50 rpm also nicht sehr schnell
Johannes S. schrieb:> Zigtausende 3D-Drucker haben mehrere Motoren + billige Treiber, die> laufen alle wunderbar mit 12 V.
Kann jeder machen, wie er möchte. Die Kombination 12V Nennspannung mit
12V Betriebsspannung bei einem stromregelnden Treiber ist jedenfalls
UNFUG.
Vielleicht setzen die 3D-Drucker keine Motoren mit 12V Nennspannung ein.
Die "billige Treiber" sind jedenfalls oft mit dem A4988 bestückt und das
ist definitiv ein Treiber, der für Stromregelung ausgelegt ist.
Bill schrieb:> Ich habe 50 rpm also nicht sehr schnell
Am besten ausprobieren, z.B. mit einem Labornetzteil, bei welcher
Spannung der Motor bei einer bestimmten Drehzahl zuverlässig und rund
läuft. Was ich vergessen habe, ausser der Drehzahl kommt es natürlich
auch auf die Belastung an, bzw. auf das verlangte Drehmoment.
Georg
Wolfgang schrieb:> Vielleicht setzen die 3D-Drucker keine Motoren mit 12V Nennspannung ein.
Das ist definitiv so!
Das hier ist ein typischer 3D Drucker Motor
ebay 112980545367
1,5A 1,6Ohm 2,4V
Dieser Motor ist für einen A4988 gut geeignet
Die Versorgungsspannung des Treibers sollte dann nicht unter 12V liegen.
24V sind auch voll ok.
Bei einem DRV8825 darf der Motor auch etwas leistungsfähiger sein. 2A
schafft der Treiber.
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Bei dem eingangs genannten Motor ist keine Stromregelung nötig, wenn er
an 12V betrieben wird. Gerade bei den genannten gemütlichen Schritten
Eine doppelte H-Brücke ist ausreichend.
Idealer weise eine mit MosFET bestückte, dann kann man vielleicht sogar
auf 9V runter gehen.
Arduino F. schrieb:> Bei dem eingangs genannten Motor ist keine Stromregelung nötig, wenn er> an 12V betrieben wird. Gerade bei den genannten gemütlichen Schritten> Eine doppelte H-Brücke ist ausreichend.> Idealer weise eine mit MosFET bestückte, dann kann man vielleicht sogar> auf 9V runter gehen.
Dann würde ja meine Lösung über 5V Powerbank mit Step Up ausreichen
oder?
Ich würde soweit wie möglich mit der Spannung am Ausgang runter gehen
(etwa 9V) um Strom zu sparen.
Bill schrieb:> Ich würde soweit wie möglich mit der Spannung am Ausgang runter gehen> (etwa 9V) um Strom zu sparen.
da wird dich der Treiber ärgern wenn er versucht den Ausgangsstrom zu
bekommen, dann zieht der auch mehr bei 9V als bei 12V.
Für die Laufzeit sind die Wandlerverluste kontraproduktiv, das wurde
hier ja schon genannt.
Strom sparen kann man wenn man den Treiber deaktiviert (über den enable
Eingang), dann werden die Motoren stromlos. Da haben die dann aber auch
kein Haltemoment mehr, es kommt also auf die Anwendung an ob der Motor
die Position auch festhalten muss.
Bei den Powerbänken muss man noch bedenken das die eine Mindestlast
haben wollen, wenn der Motor abschaltet muss der Rest der Schaltung noch
soviel Strom ziehen das die PB eingeschaltet bleibt.
Ein 3s BMS wie von mir vorgeschlagen ist zB sowas hier:
https://www.ebay.de/itm/3S-10A-12-6V-Cell-Li-on-Akku-Batterie-Schutz-Platine-BMS-PCB-Lithium-Protection/122950806114?hash=item1ca0706a62:g:gr0AAOSw9qJahfUT
Aber Vorsicht bei ganz billigen 18650 Zellen, da gab es gerade im
Offtopic Bereich eine Diskussion.
Hier wird ja wieder wild geschwafelt. Will der TO etwa einen Drucker
bauen? Wohl kaum!
Bill schrieb:> Ich habe 50 rpm also nicht sehr schnell
Das sind rund 170 Schritte/s, was in etwa der Start-/Stoppfrequenz des
Motors entsprechen dürfte. Sofern die Kraft nicht sonderlich hoch sein
sollte, könnte eine direkte Ansteuerung mit H-Brücken (MOSFETs) ohne
Stromregelung vielleicht reichen - das Ganze dann meinetwegen auch bei 5
V.
Nein, ich habe keine China-Bestellnummer.
Bill schrieb:> Ich würde soweit wie möglich mit der Spannung am Ausgang runter gehen> (etwa 9V) um Strom zu sparen.
Du hast stromregelnde Mikroschrittreiber wie DRV8825 leider so gar nicht
verstanden.
Natürlich kann man bei ihm den Strom reduzieren wenn man mit weniger
Drehmoment auskommt. Die Betriebsspannung bleibt aber möglichst hoch.
Aber Schrittmotore sind für Batteriebetrieb immer die blödeste Lösung,
die brauchen sogar quasi denselben Strom wenn sie stehen.
MaWin schrieb:> die brauchen sogar quasi denselben Strom wenn sie stehen.
nicht unbedingt, die 'besseren' Treiber kann man per SPI konfigurieren
und dann den Haltestrom auf ein nötiges Minimum runterdrehen. So ein
Treiber wäre z.B. der TMC2130, den gibt es auf Platinen im gleichen
Format wie die A9488/DRV8825 Treiber. Kosten allerdings ein paar Euro
mehr.
MaWin schrieb:> Natürlich kann man bei ihm den Strom reduzieren wenn man mit weniger> Drehmoment auskommt. Die Betriebsspannung bleibt aber möglichst hoch.
Also möglichst hohe Spannung und durch den Treiber und dann den
maximalen Strom begrenzen, damit der Motor nicht so viel zieht. --> Akku
sparen?
Der Motor soll eine Stange drehen wo waagerecht etwa 2kg bewegt werden
Hatte den Treiber bisher immer auf die 0,4A eingestellt mit 12V Eingang
und es hat soweit funktioniert.
Bill schrieb:> Der Motor soll eine Stange drehen wo waagerecht etwa 2kg bewegt werden
Für das Drehmoment des Motors ist die tangentiale Komponente der Kraft
und der Abstand des Angriffspunktes von der Drehachse relevant.
Zeige eine Skizze von deinem Aufbau
m.n. schrieb:> https://www.reichelt.de/Blei-Vlies-Akkus-Kung-Long...
Wäre natürlich auch eine Alternative, jedoch habe ich leider auch kein
Ladegerät.
Aber rein vom Strom her müsste meine 5V Powerbank mit 2,4A ja die 0,7A
bei 12V über ein Step Up aufbringen können oder?
Bill schrieb:> So wie in dem Bild ist mein Aufbau:> http://openbuildspartstore.com/v-slot-nema-17-linear-actuator-bundle-lead-screw/
So eine Spindel dürfte doch wohl selbsthemmend sein.
MaWin schrieb:> Aber Schrittmotore sind für Batteriebetrieb immer die blödeste Lösung,> die brauchen sogar quasi denselben Strom wenn sie stehen.
Nicht wenn die Last durch eine Spindel gehalten wid, insbesondere wenn
die Spindel horizontal liegt. Da kann man den Strom problemlos
abschalten.
