Hi Forum.
Wie der Titel schon sagt möchte ich die Leistung eines Schrittmotors
reduzieren. In meiner Anwendung bewegt sich der Motor nur relativ
selten. So zwei mal pro Minute für etwa 1 Sekunde.
Wenn er steht brauche ich ein bischen Haltemoment, aber viel weniger wie
das, was ich für die eigentliche Drehbewegung brauche. Um die Wärme
niedrig zu halten möchte ich jetzt während der Haltephase die Leistung
reduzieren.
Jetzt dachte ich mir: Mach einfach PWM und schalte damit die H-Brücke
aus (Ich nutze einen DRV8835, da kann ich die H-Brücke nicht nur in der
Polarität schalten sondern auch komplett deaktivieren).
Was nimmt man da typischerweise als PWM Frequenz?
Mir ist klar, das ich nicht zu langsam schalten kann, weil sonst das
Magnetfeld kollabiert und die Energie als induzierte Spannung am Ausgang
anfällt.
Schalte ich zu schnell, dann habe ich Schaltverluste in der H-Brücke.
Gibt es da irgendwelche Faustregeln? Ist Leistungsreduzierung über PWM,
so wie ich mir das vorstelle möglicherweise eine dumme Idee?
Ich hab im Netz nichts brauchbares dazu gefunden.
Was regelt denn den Spulenstrom? Nur die Betriebsspannung?
Üblicherweise können Schrittmotor-Treiber-ICs eine Strombegrenzung
übernehmen, indem die Induktivität der Spule genutzt wird. Einige können
das sogar auf zwei Ebenen, also genau diese Absenkung im Stillstand, die
Du möchtest.
Die Pulsfrequenz liegt dabei so bis maximal 300Hz oder wenn möglich über
18..20kHz. Alles dazwischen ergibt ein hässliches Pfeifen oder Piepsen
vom Motor, sollte man vermeiden.
Ben B. schrieb:> Üblicherweise können Schrittmotor-Treiber-ICs eine Strombegrenzung> übernehmen, indem die Induktivität der Spule genutzt wird. Einige können> das sogar auf zwei Ebenen, also genau diese Absenkung im Stillstand, die> Du möchtest.
Alle, die eine externe Referenzspannung für die Stromregelung bekommen,
können das, wenn man die Spannung so steuert, wie man es gerne hätte.
Selbst ein A4988 für 90ct aus der Bucht kann das.
Ohne den Motor zu kennen, ist das natürlich alles blinde Orakelei.
Das was du suchst ist eine gescheiter Schrittmotortreiber mit
Ruhestromabsenkung. Der kann das alles von Haus aus und du musst dir
nicht irgendwas über zehn Ecken zusammenfriemeln wie bei deiner
Steinzeit H-Brücke.
Du hast ja leider keine Motordaten geliefert. Aber schau dir z.B. mal
sowas an:
https://www.pololu.com/product/3098
Wolfgang schrieb:> Alle, die eine externe Referenzspannung für die Stromregelung bekommen,> können das, wenn man die Spannung so steuert, wie man es gerne hätte.> Selbst ein A4988 für 90ct aus der Bucht kann das.
Wenn er bei seinem Motortreiber den Maximalstrom nicht einstellen kann,
dann kann er doch vielleicht einfach die Versorgungsspannung (VM) des
Motors reduzieren um den Strom zu senken.
Das ist natürlich nicht so komfortabel und aufwändiger als beim A4988,
bei dem man einfach die Referenzspannung reduzieren könnte, aber an sich
würde es eine Möglichkeit darstellen.
Klar gibt es bessere Treiber, aber der A4988 macht intern seine
Stromabsenkung auch nur per PWM.
Aber danke für den Hinweis mit der Frequenz. Ich werd einfach mal mit
20kHz anfangen und schauen wie es performt. Kaputtgehen kann dabei ja
nicht viel.
Nils schrieb:> Klar gibt es bessere Treiber, aber der A4988 macht intern seine> Stromabsenkung auch nur per PWM.
Und was ist daran schlecht?
Immerhin hat der A4988 überhaupt eine Stromregelung und das auch schon
auf dem Chip integriert. Dieser steinzeitliche DRV8835 kann den Strom ja
nichtmal regeln.
An PWM ist nichts schlechtes dran.
Und logisch gibt es bessere Treiber als den DRV8835. Der A4988 kostet
allerdings gleich mal mehr als das doppelte für Features, die ich nicht
brauche. Wie Eingangs schon erwähnt stehen die Motoren eh die meiste
Zeit still und ab und zu drehe ich mal ein paar Schritte. Da tut es
wirklich etwas ganz simples und billiges.
Zudem hängt der DRV8835 bei mir eh an PWM fähigen Pins, also kann ich
die Leistung auch selbst reduzieren. Das brauche ich nicht im Treiber.
Die Frage war halt mit welcher Frequenz man da ran geht, und eine
Antwort hab ich jetzt.
(Und Steinzeit ist der auch nicht. Der ist von 2012).
Nils schrieb:> Da tut es wirklich etwas ganz simples und billiges.
Die Einstellung paßt kaum (mehr) zum breiten Angebot.
Nils schrieb:> Features, die ich nicht brauche
Ist heute häufig kein Nachteil (mehr), sozusagen eher
Normalfall. Nur unnötiger Stromverbrauch kann stören,
aber doch nicht allgemein, daß ein IC "zu viel kann".
Leute, ich mach mir doch wegen einem Euro kein Kopf um den Preis, wenn
ich nur 5 Stück brauche.
Und Aliexpress bzw e-Bay ist jetzt nicht gerade das, was man einen
zuverlässigen Distributor nennt.
Nils schrieb:> Leute, ich mach mir doch wegen einem Euro kein Kopf um den Preis, wenn> ich nur 5 Stück brauche.
Die A4988 habe ich vor 3 Jahren für 1€ pro Stück gekauft und kostenlosem
Versand.
Jetzt kosten 5 Stück 0,67€ pro Stück + 70 Cent Versand = 4,05€.
Heutzutage würde eher die Pin-kompatiblen Trinamic TMC2209 nehmen,
einfach weil sie leiser sind und Strom sparen.
https://learn.watterott.com/de/silentstepstick/comparison/
4 Stück bekommt man für 20€. Ich gebe lieber 16€ mehr aus anstatt mir
das nervige Surren anhören zu müssen oder extra irgend etwas
kompliziertes entwickeln zu müssen damit ich mit einem alten
Schrittmotortreiber die Fähigkeiten des neueren Treibers selbst irgend
wie basteln muss.
Nils schrieb:> Wenn er steht brauche ich ein bischen Haltemoment, aber viel weniger wie> das, was ich für die eigentliche Drehbewegung brauche
Ich habe das mal so gelöst, dass ich in jede Leitung des Steppers (bis
auf die Masseleitung, war übrigens ein unipolarer Stepper) einen
Widerstand eingesetzt habe (ca. 10 Ohm). Jeder dieser Widerstände war
mit einem Elko (ca. 100uF) überbrückt.
Wird die jeweilige Spule angesteuert, bildet der Elko kurz einen
Kurzschluss über dem Widerstand. Kurze Zeit später leitet der Elko nicht
mehr (weil er sich aufgeladen hat) und der jeweilige Widerstand kommt
voll zum Tragen.
Das bewirkt: im ersten Moment bei Ansteuerung einer Spule den vollen
Strom, danach eine Haltestrombegrenzung durch den Widerstand.
Wird die Spule nicht mehr angesteuert, entläd sich der Elko über den
Widerstand und ist dann wieder für die nächste Ansteuerung bereit.
Die genauen Werte für die Widerstände und Elkos habe ich mittels Versuch
und Irrtum ausgetüftelt, danach lief es super.
Heute würde ich statt Elkos eher Multilayer-Keramikkondensatoren
verwenden.
