Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor Steuern


von Anil C. (daniel563)


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Hallo,

vorweg möchte ich nur sagen, dass ich wirklich Null Ahnung von Motoren, 
Steuerung, Mikrocontroller etc. habe, und bitte daher, keine ironischen 
oder erniedrigende Antworten.

Ich habe einen Schrittmotor Nema 17 
(https://de.nanotec.com/produkte/346-st4118s1404-b/)

Jemand wird für mich einen Steuerkasten mit Potis zusammenbauen. Die 
Motorsteuerung wurde ebenfalls von ihm ausgesucht 
(https://de.nanotec.com/produkte/1740-c5-01/)


Meine Frage:

Wie wird die Steuerung realisiert? Müssen einfach Kabel vom Motor zu 
Steuerung und Poti zu Steuerung verbunden werden, damit die Steuerung 
durch die Potis funktionieren?
Laut Controllerhandbuch ( 
https://de.nanotec.com/fileadmin/files/Handbuecher/Motorsteuerungen/C5/C5_USB_Technisches-Handbuch_V2.0.1.pdf) 
, gibt es ein Plug&Drive Software und NanoJ, womit man sein eigenes 
Programm schreiben kann, wovon ich aber auch keine Ahnung habe.

Jedoch fällt es mir sehr schwer das Handbuch zu verstehen, da es nicht 
mein Themengebiet ist.
Da sind zu viele Fachbegriffe, die ich so nicht verstehe.
Das einzige was ich verstanden habe ist, die Motordaten zu speichern, 
was auch relativ einfach klingt :)

Wäre für jede Hilfe dankbar.

Gruß

Daniel

von MaWin (Gast)


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Anil C. schrieb:
> Wäre für jede Hilfe dankbar.

Keine Ahnung, was du mit Motor und Poti machen willst.

Der Nanotec-Controller kann nur die Drehzahl vorgeben, nicht die 
Position, und schon gar nicht auf eine Sollposition regeln.

Auch das (maximale) Tempo ist sehr eingeschränkt, 100 oder 1000 upm.

Lediglich die Richtung kann per Schalter, oder Poti mit Mittelstellung 
angegeben werden.

von Anil C. (daniel563)


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Erstmal danke für die Interesse.

Vielleicht hätte ich mal einfacher anfangen sollen.

Der Schrittmotor soll eine Welle antreiben, welches sich mit sehr 
geringen Drehzahlen rotieren soll. Daher ist die Drehzahlregelung von 
Interesse, d.h. mit dem Steuerkasten will ich manuell den Motor ein- und 
ausschalten und die Drehzahl variieren.

Tut mir Leid, wenn ich nicht genau beschreiben kann, was ich will und 
auch nicht alles verstehe.

von Max B. (citgo)


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Ja kann man machen!

Eine SMCI12 Steuerung hätte eventuell auch gereicht.

Du kannst dein Poti an einen Analogeingang anschließen, musst dann aber 
in der Software trotzdem einstellen was passieren soll.

Die Software NanoPro sollte dafür eigentlich reichen. Das muss man nur 
zusammenklicken was man braucht.
Mit NanoJ kannst du es etwas komplexer programmieren.

Wenn du von all dem aber keine bis sehr wenig Ahnung hast dann wird es 
schwierig.

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


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Wenn es nur darum geht, den Motor per Poti auf eine Drehzahl 
einzustellen, ist die Steuerung völliger Overkill. Das ist im Übrigen 
keine Drehzahlregelung, sondern eine Drehzahlsteuerung. Nur für den 
Fall, dass das eine Bachelorarbeit o.ä. werden soll. ;)

Für solche Anwendungen habe ich eine Schrittmotorsteuerung mit 
integriertem Taktgenerator entwickelt. Die Drehzahl kann wahlweise über 
ein internes Poti oder einen 0-5V Eingang einstellt werden [1].

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[1] https://www.mechapro.de/tinystep.html

von Anil C. (daniel563)


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Danke für die Antworten.

Nun verstehe ich nicht, ob man es durch Programmieren, wie es Max meint, 
Steuern (Drehzahlsteuerung) kann, oder es garnicht funktioniert.

Was Thorsten mit OVerkill meint, verstehe ich leider auch nicht.

Gruß
Daniel

von Timo N. (tnn85)


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Anil C. schrieb:
> Danke für die Antworten.
>
> Nun verstehe ich nicht, ob man es durch Programmieren, wie es Max meint,
> Steuern (Drehzahlsteuerung) kann, oder es garnicht funktioniert.

Er meint damit, dass du der Steuerung irgendwie (z.b. durch 
Konfigurieren oder Programmierung) einmalig mitteilen musst, wie es dein 
Potisignal zu verarbeiten hat und wie der Motor auf dieses Signal zu 
reagieren hat (also bei dir: Potisignaländerung bedeutet Drehzahl 
proportional ändern?).


> Was Thorsten mit OVerkill meint, verstehe ich leider auch nicht.

Erstens wollte er sagen, dass es sich nicht um eine Regelung, sondern um 
eine Steuerung handelt, also es gibt keine Rückmeldung vom Motor oder 
irgendeinem Sensor, dass der Motor sich auch so schnell dreht wie von 
dir gewünscht, sondern man stellt es nur ein und unter normalen 
Bedingungen ohne Störung sollte er die Wunschdrehzahl auch erreichen 
(Open-loop). Wohingegen bei Closed-loop, also einer Regelung der Motor 
auch "überwacht" wird und entsprechende Maßnahmen getroffen werden, um 
die Differenz zwischen Soll und Istwert zu minimieren (flapsig 
ausgedrückt).

Mit Overkill meint er, dass deine Anforderung schon von einer weniger 
intelligenten, aber möglicherweise viel günstigeren Lösung erfüllt 
werden. Dazu braucht es keine Steuerung, die kompliziert programmiert 
werden muss, wenn du tatsächlich die Drehzahl nur in Abhängigkeit der 
Potistellung einstellen willst. Dafür muss man aber alle deine 
Anforderungen kennen.


> Gruß
> Daniel

von Anil C. (daniel563)


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Auch erstmal danke an dich,

ich habe mir nur den Schrittmotor ausgesucht, wogegen der Controller 
nicht von mir ist. Hatte im Internet einige für 10-30 Euro gefunden, 
jedoch hat die Person sich für einen 150 Euro Controller entschieden.

Um es genauer zu machen, habe ich zwei Schrittmotoren und zwei 
Controller. Mit dem einen Motor will ich nur in eine Richtung drehen und 
das in kleinen Drehzahlbereichen zwischen 1-10 U/min.  Der andere Motor 
soll zu der Drehzahlsteuerung auch noch die Richtung wechseln, also 
werden hier noch Endschalter eingebaut. Hier ist die Drehzahl geringer.

Weitere Anforderungen habe ich nicht.

Gruß
Daniel

von Timo N. (tnn85)


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Anil C. schrieb:
> jedoch hat die Person sich für einen 150 Euro Controller entschieden.
Welche andere Person? Gehts nicht um das was du willst? Ist schon was 
gekauft? Verstehe ich nicht.

Anil C. schrieb:
> Der andere Motor
> soll zu der Drehzahlsteuerung auch noch die Richtung wechseln, also
> werden hier noch Endschalter eingebaut.

Anscheinend hast du doch noch andere Anforderungen. Du baust ja nicht 
nur Endschalter ein und machst dann damit nichts. Was soll passieren, 
wenn die Endschalter ausgelöst werden und welche Steuerung soll sich 
darum "kümmern". Hast du eine hierarchisch übergelagerte Steuerung, 
welche die Endschalter auswertet - ich vermute mal nicht.
Dann muss ja doch programmatisch definiert werden, dass bei erreichen 
der Endschalter der Motor z.b. gestoppt wird oder Ähnliches (das 
Verhalten ist uns völlig unbekannt. Das musst du als Anforderung 
definieren).
Sowas muss alles definiert werden. Damit geht man dann auf Suche der 
benötigten Komponenten.

von Max B. (citgo)


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Du hättest dir vlt. erstmal eine kleine Steuerung kaufen sollen die 
schon ein Poti hat und mit der man die Drehzahl einstellen kann.

Wenn man wirklich keine Ahnung von der Materie hat dann wird es 
schwierig das Vorhaben mit dem vorhandenen Controller umzusetzen. 
Jedenfalls für dich. Denn jetzt reden wir ja schon von 2 Motoren!

Vielleicht solltest du uns erstmal sagen was du eigentlich vor hast.

von Anil C. (daniel563)


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Die Person ist ein Techniker, der sich bereit erklärt hat, die Motoren 
anzuschließen und einen Steuerkasten mit Potis zu bauen.
Meine ausgesuchten Treiber hat er für nicht-ausreichend befunden.

Wie gesagt, ich habe in diesem Themengebiet keine Ahnung, muss aber 
gemacht werden.


Du hast Recht!

Also ich habe eine Drahtziehanlage gebaut.
Durch den Schrittmotor (Antrieb) soll sich die Welle in eine Richtung 
drehen.
Die Drehzahl soll jedoch, durch einstellen mit dem Poti, variierbar 
sein. Z.b. soll der Motor bei Einschalten und aufdrehen des Potis mit 
einer Drehzahl von 5 U/min drehen.

Vor dem Antrieb sitzt eine Linearführung (Schrittmotor Nema 17, jedoch 
als komplettes Kaufteil)
Hier sind auch die Endschalter montiert, die für eine Drehrichtung des 
Motors gedacht ist.
D.h. hier soll der Motor, wieder mit einer bestimmten Drehzahl (die 
einstellbar sein soll), drehen und beim erreichen der Endschalter in die 
andere Richtung drehen, bis es den 2. Endschalter erreicht.

Ihr müsst hier eine Aufwickelnmaschine vorstellen, die einen Draht auf 
die Spule aufwickelt.

von Timo N. (tnn85)


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Drahtziehanlage und Aufwickelanlage sind für mich zwei unterschiedliche 
paar Schuhe.

Ich stell es mir gerade so vor, dass Motor 1 eine Drahtspule drehen kann 
(in eine Richtung, variable Drehzahl) und Motor 2 eine Art Schlitten auf 
dem eine Öse befestigt ist über eine Linearführung antreibt und sich 
dadurch so vor der Spule hin und herbewegt, dass der Draht Schicht um 
Schicht ordentlich auf der Spule aufgewickelt werden kann.

Ob der Draht das eine Ende der Spule erreicht hat (und damit eine 
Schicht fertig ist und die Drahtöse sich in die andere Richtung der 
Spule bewegen muss), erfährt deine Steuerung durch Aktivierung eines 
Endschalters ?

So richtig?

Meines Erachtens muss dazu zwingend das Programmierinterface NanoJ von 
dieser Steuerung verwendet werden (falls du diese verwenden willst), da 
der Controller ja nicht wissen kann, wie dein Motor reagieren soll, wenn 
der Endschalter erreicht wurde. Das muss der Steuerung vorher 
beigebracht (programmiert) werden .

Wie du vielleicht merkst, gilt es bei solchen Projekten sich überhaupt 
vorher erst mal klar zu machen, was man eigentlich erreichen will und 
wie so ein System sich in bestimmten Situation verhalten soll, selbst 
wenn man die Programmierung/Verschaltung später gar nichts selbst 
erledigt, sondern jemanden beauftragt (bei deinem Wissensstand aktuell 
absolut empfehlenswert). Das nennt man dann die Anforderungen 
analysieren und festlegen. Man liest bei dir heraus, dass das alles noch 
nicht genau definiert wurde. Ohne diese Informationen, sollte man auch 
noch nichts kaufen.  Alles was ich oben geschrieben habe, war nur 
Vermutung, wie dein System eventuell funktionieren sollen könnte. Das 
muss alles vorher eindeutig festgeschrieben werden.
Überleg dir mal wie das alles gestartet und gestoppt wird.
Stelle dir die Fragen: "Was passiert wenn xxx passiert?", "Wie soll das 
System dann reagieren?"

von Anil C. (daniel563)


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Sorry, es ist ein Aufwickelvorgang, aber die Komplette Anlage ist eine 
Drahtziehanlage ( Der hintere Bereich, den ich nicht erwähnt habe, 
finden der Drahtziehprozess statt und wird angetrieben)

Genau wie du es beschrieben hast ist es!

Du hast auch Recht, dass man erstmal alles analysieren muss. Jedoch 
spielten einige Faktoren eine Rolle, die mir alles erschwerten. Darauf 
möchte ich auch nicht länger eingehen. In Zukunft werde ich das 
natürlich besser machen, wie du es mir gesagt hast.

von Timo N. (tnn85)


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Alles gut. Kein Vorwurf.

Die Anforderungen klar darzulegen ist nur die Sprache mit der Techniker 
arbeiten. Darauf wollte ich nur hinaus. Damit kommst du dann auch besser 
ans Ziel.

von Bromi5 (Gast)


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Hallo Anil C.


Für das Aufwickeln eines Drahtes nach einer Drahtzugmaschine brauchst Du 
wahrscheinlich einen stärkeren Motor und einen wirklich guten Regler; 
Denn nur sehr wenige und äusserst teure Drahtziehanlagen haben keinen 
Schlupf. Um den Draht auch wieder schnell abwickeln zu können brauchst 
Du einen definierten gleichmässigen Zug vom Wickelmotor. Dieser darf 
auch bei grösserem Wickeldurchmesser etwas abnehmen. Die 
Verlegegeschwindigkeit ist auch wichtig. Der Richtungwechsel sollte 
schnell erfolgen damit sich kein Aufbau am Rand der Spule ergibt. Dann 
hat auch schon eine kleine Spule z.b. Typ "HK 160" schon Platz für 6kg 
Draht. Für Spulen mit konischem Flansch brauchst entweder eine 
Schablone, eine optische Abtastung oder die Steuerung sollte in der Lage 
sein, den Wechselpunkt zu Rechnen. Deshalb wird die Motorsteuerung auch 
nicht ausreichen.

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