Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotorentreiber mit Feedback?


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von Kybernetiker X. (kybernetiker)


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Welcher Schrittmotorentreiber hat Feedback, damit der Motor auch 
Widerstand merkt und dass man den Schrittmotor auch als Encoder benützen 
kann? So erspare ich mir Endschalter.

tmc5130 mit der Funktion StallGuard2 kann das, ist aber für mein Budget 
viel zu teuer. Gibt es Alternativen?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Welcher Schrittmotorentreiber hat Feedback

Eigentlich fast jeder - zumindest als optionalen Zusatz.

> damit der Motor auch
> Widerstand merkt und dass man den Schrittmotor auch als Encoder benützen
> kann? So erspare ich mir Endschalter.

Schlechte Idee. Nachdem der Antrieb oft genug gegen den Anschlag kracht, 
brechen Zähne aus dem Getriebe. Zusätzlich zur Kraft des Motors kommt ja 
noch die Massenträgheit dazu.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Welcher Schrittmotorentreiber hat Feedback, damit der Motor auch
> Widerstand merkt und dass man den Schrittmotor auch als Encoder benützen
> kann? So erspare ich mir Endschalter.

Ein Schrittmotor ist kein Gleichstrommotor.

Er zieht nicht so viel Strom wie die Last erfordert, sondern wird durch 
den Schrittmotortreiber immer mit demselben Strom versorgt.

Daher macht es auch nichts, wenn er blockiert wird, er überhitzt dabei 
nicht.

Man kann also nicht erkennen, was er leisten muss oder ob er steht, 
ausser durch sehr komplexe aber auch fehleranfällige Überwachung des 
Spannungsanstiegs während der Stromregelung.

Trinamic versucht das (stallguard, hast du ja auch gefunden) und einige 
andere (OnSemi?) haben auch solche Treiber im Angebot. Sie sind aber die 
Ausnahme, nicht "Eigentlich fast jeder". Aber Stefan zeigt nur, dass er 
nicht weiss was ein Schrittmotor ist.

Kybernetiker X. schrieb:
> ist aber für mein Budget viel zu teuer

Tja. Einfach lang genug laufen lassen damit er garantiert auf Anschlag 
fährt ? Encoder oder zumindest Hallsensor/Umdrehung dranbauen damit man 
die Bewegung (bzw. ausbleibende Bewegung) erkennt ?

von Kybernetiker X. (kybernetiker)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Eigentlich fast jeder - zumindest als optionalen Zusatz.

Bitte was?

Ich denke nicht, denn solche Teile haben extra "Motor Magnetic Encoder" 
auf der Platine implementiert:
https://de.aliexpress.com/item/4000580258256.html

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


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Hallo MaWin,

MaWin schrieb:
> Kybernetiker X. schrieb:
>> Welcher Schrittmotorentreiber hat Feedback, damit der Motor auch
>> Widerstand merkt und dass man den Schrittmotor auch als Encoder benützen
>> kann? So erspare ich mir Endschalter.
>
> Ein Schrittmotor ist kein Gleichstrommotor.

Soweit richtig. Eher eine Art hochpoliger BLDC.

> Er zieht nicht so viel Strom wie die Last erfordert, sondern wird durch
> den Schrittmotortreiber immer mit demselben Strom versorgt.

Das gilt nur für den ohmschen Anteil der Wicklung. Der induktive Anteil 
sorgt für das abgegebene Drehmoment, und der ist lastabhängig. Sehen 
kann man das an dem sich ändernden PWM-Tastverhältnis bei Belastung, 
oder aber durch den höheren Strom vom Netzteil zum Treiber.

Als Encoder-Ersatz taugt das aber nur bei konstanten 
Betriebsbedingungen. Motoren mit Encoder oder Hallsensor-ICs und 
passende Magnete sind aber nicht mehr so teuer. Da würde ich eher auf 
"echtes" Feedback setzen. Die Endschalter wegzulassen ist allerdings 
immer eine schlechte Idee, zumal die nun wirklich "nichts" kosten.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von MaWin (Gast)


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Thorsten O. schrieb:
>> Er zieht nicht so viel Strom wie die Last erfordert, sondern wird durch
>> den Schrittmotortreiber immer mit demselben Strom versorgt.
>
> Das gilt nur für den ohmschen Anteil der Wicklung

Nein, das gilt immer. Das ist nämlich das Prinzip des stromregelnden 
chopper Schrittmotortreibers.

"Immer mit demselben" heißt aber: bei Bewegung pro Spule in angenäherter 
Sinus- und Cosinusform. Nur im Stillstand wäre der Strom ein 
Konstantstrom.

von KeineAhnung (Gast)


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Willst du Stall-Detection? Sowas können auch Treiber von TI oder 
Allegro.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Welcher Schrittmotorentreiber hat Feedback

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Eigentlich fast jeder - zumindest als optionalen Zusatz.

Kybernetiker X. schrieb:
> Bitte was?

Ich merke dass ich mich zu kurz gefasst habe. Ich meinte, dass fast 
jeder Schrittmotortreiber bereits einen Shunt zur Messung des 
Motorstromes hat oder man diesen nachrüsten kann. Die Spannung an Shunt 
sagt aus, wie viel Strom der Motor aufnimmt.

Im gezeigten Datenblatt vom DRV8825 sind das die Widerstände ISENSA und 
ISENSB.

Ob du imstande bist, daran Endanschläge zu erkennen, überlasse ich dir. 
Aber wie gesagt halte ich das schon rein mechanisch für keine gute Idee.

von Wolfgang (Gast)


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Thorsten O. schrieb:
> Soweit richtig. Eher eine Art hochpoliger BLDC.

Der ganz große Unterschied zwischen BLDC und Schrittmotor liegt in der 
Betriebsweise. Ein Schrittmotor wird zwangskummutiert, während der BLDC 
das selber steuert.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich meinte, dass fast jeder Schrittmotortreiber bereits einen Shunt
> zur Messung des Motorstromes hat oder man diesen nachrüsten kann.
> Die Spannung an Shunt sagt aus, wie viel Strom der Motor aufnimmt.

Da bringst du die Dinge etwas durcheinander.

Mit Schrittmotortreibern, bei denen der Motorstrom nicht gemessen wird, 
kannst du Schrittmotoren nicht (sicher) über ihrer Nennspannung 
betreiben und das Drehmoment bricht mit zunehmender Drehzahl wegen der 
induzierten Spannung relativ schnell ein.

Heutige Schrittmotortreiber besitzen meist eine Stromregelung, so dass 
damit die Motoren erheblich über ihrer Nennspannung betrieben werden 
können. Dabei regelt der Treiber den durch den Motor fließenden Strom. 
Um regeln zu können, benötigt er einen Messwert für den Strom und den 
bekommt er z.B. von den Shunts. Der Motor nimmt den Strom nicht auf, 
sondern bekommt ihn (im Rahmen der Möglichkeiten) aufgezwungen.

von MaWin (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich merke dass ich mich zu kurz gefasst habe. Ich meinte, dass fast
> jeder Schrittmotortreiber bereits einen Shunt zur Messung des
> Motorstromes hat oder man diesen nachrüsten kann. Die Spannung an Shunt
> sagt aus, wie viel Strom der Motor aufnimmt

Du hast leider überhaupt nicht verstanden, wie Schrittmotore am 
Mikroschrittreiber funktionieren.

Die Stromaufnahme (der am shunt zu messende Strom) hängt eben gerade 
NICHT von der Last ab.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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MaWin, Wolfgang: Danke für eure Erklärungen. Ich habe wieder etwas dazu 
gelernt.

von Uwe B. (uwebre)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Welcher Schrittmotorentreiber hat Feedback, damit der Motor auch
> Widerstand merkt

Über die Messung der Gegen-EMK sollte das machbar sein.

Uwe

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