Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Tipps zu: 600+ Schrittmotoren ansteuern


von Frank (fs01)


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Hallo Tüftler, Bastler, Elektroniker …,

ich bin auf der Suche nach Informationen für ein Projekt, in dem ich bis 
zu 600+ Schrittmotoren einzeln ansteuern kann.
Meine Fragen dazu:
Die Ansteuerung kann ich mir über ein Raspberry Pi 5 vorstellen, welche 
Software (Programmieren kann ich) benötige ich dazu?
Welche Bauteile gibt es, an den ich alle Schrittmotoren anschliessen und 
Adressieren kann?
Welche Schrittmotoren kann ich am besten einsetzten, Preis/Leistung 
sollte stimmen, max. 10 - 20 mm breit, 360 Grad, <= 1 Grad ansteuerbar, 
Vorwärts- und Rückwärtslauf.
Welche Schrittmotoren-Steuerung wird für die Motoren benötigt?
Über den ein oder anderen Tipp oder ausführlichere Informationen würde 
ich mich sehr freuen.
DANKE!
Viele Grüß Frank

von Rainer W. (rawi)


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Frank schrieb:
> ich bin auf der Suche nach Informationen für ein Projekt, in dem ich bis
> zu 600+ Schrittmotoren einzeln ansteuern kann.

Wieviel Drehmoment, wieviel Haltemoment und welche Drehgeschwindigkeit 
benötigst du?

von N. M. (mani)


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https://a.aliexpress.com/_EQLM3XG

Die CAN Variante kann angeblich 2047 unterschiedliche Adressen.

Beitrag #7888679 wurde vom Autor gelöscht.
von Oliver S. (oliverso)


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Jörg R. schrieb im Beitrag #7888679:
> 600 Motoren, Tausend Fragen, kein eigenes Konzept, keine konkreten
> Angaben, geheimes Projekt, frisch angemeldet..ich hol mal Popcorn und
> Cola.

Wenn’s keiner der üblichen Trollbeiträge ist, ist es bestimmt wieder ein 
Kunstprojekt. Technische Details sind da eher Nebensache. Hauptsache, es 
dreht sich, und kostet nix.

Oliver

von Rainer W. (rawi)


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N. M. schrieb:
> https://a.aliexpress.com/_EQLM3XG

NEMA17 hört sich nicht direkt nach max. 10 - 20 mm Breite an, wobei 
nicht wirklich klar ist, was der TO mit "max. 10 mm ... breit" meint, 
wenn dann 20 mm wohl passen würde.

von Frank (fs01)


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Die Motoren sollen über Zahnräder Kunststoffzeiger (80x3x2mm) in einer 
bestimmen Postion anzeigen, Uhren ähnlich.

von N. M. (mani)


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Rainer W. schrieb:
> NEMA17 hört sich nicht direkt nach max. 10 - 20 mm Breite an

Dann muss er es nur ausreichend verkleinern. Im Vergleich alles selbst 
zu machen quasi ein Kinderspiel 😄

Hier gibt es z.B. ein Projekt was in ähnliche Richtung geht:
https://github.com/robotastic-youtube/Projekte/tree/main/StepperDriverPCB

Aber das wird sowieso nichts. Sind wir Mal ehrlich.

von Rainer W. (rawi)


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Frank schrieb:
> Die Motoren sollen über Zahnräder Kunststoffzeiger

Wozu die Zahnräder?

von Rüdiger B. (rbruns)


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Also Modellbau Servos.

von Lu (oszi45)


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Fragesteller Angemeldet seit   08.06.2025 14:32

Wenn die Motoren nicht zur gewünschten Größe passen kann er sie hinten 
in einer großen Kiste verstecken? Mehr Fragen hätte ich zum plötzlichen 
Stromverbrauch von 600 angesteuerten Schrittmotoren ... Mit dem Wissen 
wächst der Zweifel.

von Mi N. (msx)


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Frank schrieb:
> Über ... ausführlichere Informationen würde
> ich mich sehr freuen.

Dito

von Harald A. (embedded)


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Bei 600 Motoren wird die Kommunikation eine Herausforderung, denn die 
sollen sich ja vermutlich synchron zueinander bewegen. Ggf. 
Bewegungsabläufe vorher laden und dann über eine gemeinsame Taktleitung 
synchronisieren. Kostentechnisch würde der Bus ja auf RS485 oder CAN 
hinauslaufen, da können aber nicht alle 600 Teilnehmer an einen 
gemeinsamen Bus, jeweils nur so ca. 30..60 pro Strang.

: Bearbeitet durch User
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Wurde das hier vor 10 Jahren noch nicht zu Ende diskutiert?
Beitrag "Uhr wie im Ham Yard Hotel in London"

Gruss
WK

von Frank (fs01)


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Rainer W. schrieb:
> Frank schrieb:
>> Die Motoren sollen über Zahnräder Kunststoffzeiger
>
> Wozu die Zahnräder?
Es sollen 2 Kunststoffzeiger auf einer Achse sein, wobei jeder Zeiger 
einzeln sich Vorwärts oder Rückwärts drehen soll (Uhren ähnlich), über 
zwei Schrittmotore. Jedes einzelne Segment soll nachher quadratisch ca. 
8x8cm sein.


Nema17 klingt schon mal gut, ist aber mit 42,3mmm mir zu breit.

@ Harald A: Ja, über die Programmierung möchte ich verschiedene 
Einstellung ansteuern, das kann sein, dass sich alle Zeiger gleichzeitig 
oder aber auch nacheinander oder mehrere gleichzeitig bewegen sollen.

von Michael B. (laberkopp)


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Frank schrieb:
> für ein Projekt

So so, die 100ste Ham Yard Uhr.

Frank schrieb:
> Raspberry Pi 5

Du möchtest dir das Leben extra schwer machen mit einem uC der keine 
Echtzeit beherrscht.

Frank schrieb:
> Welche Bauteile gibt es, an den ich alle Schrittmotoren anschliessen und
> Adressieren kann?
> Welche Schrittmotoren kann ich am besten einsetzten, Preis/Leistung
> sollte stimmen, max. 10 - 20 mm breit, 360 Grad, <= 1 Grad ansteuerbar,
> Vorwärts- und Rückwärtslauf.
> Welche Schrittmotoren-Steuerung wird für die Motoren benötigt?

All das entscheidet über die sinnvolle und preiswerte Umsetzung. Um so 
klüger DU bist, um so eher wird es was.

Dumme Leute verwenden 600 Schrittmotortreiber, immerhin step und dir 
alle parallel und 600 enable decodiert.

Klügere versuchen sich in Matrixansteuerung, aber da eine 
Schrittmotorspule die andere ansteuert, also mitdreht, muss eine 
Entkopplung her mit Dioden für nur eine Stromrichtung. Also nur 
unipolare Schrittmotore.

https://de.aliexpress.com/item/1005007615693750.html

Die haben 4096 Vollschritte pro Umdrehung und sind ein bisschen grösser 
als von dir gewünscht.
1
           UDN2981
2
              |
3
  +---+---+---+---+---+---+
4
 _|_  |  _|_     _|_  |  _|_
5
 /_\  |  /_\     /_\  |  /_\ 1N4248
6
  |   |   |       |   |   |
7
 \_/  |  \_/     \_/  |  \_/ ZD24
8
  |   |   |       |   |   |
9
  +-S-+-S-+       +-S-+-S-+ Spulen unipolar
10
  | ::::: |       | ::::: |
11
 \_/     \_/     \_/     \_/ 1N4148
12
  |       |       |       |
13
 ULN2803
Bei 600 wäre eine sinnvolle Matrix wohl 48 (12 Motoren) x 50.
Damit lassen sich zumindest 12 Motoren gleichzeitig bewegen.

Software muss man selber scheiben.

Irgendwas muss man letztlich doch mal selber machen.

von Nemopuk (nemopuk)


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Ich beantrage, das viele Geld zur Unterstützung hilfsbedürftiger 
Menschen zu verwenden, anstatt es in so einem Bullshit Projekt zu 
versenken.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Dergute W. schrieb:
> Wurde das hier vor 10 Jahren noch nicht zu Ende diskutiert?
> Beitrag "Uhr wie im Ham Yard Hotel in London"

cool:
https://kitkemp.com/meet-the-maker/2023/03/meet-the-maker-humans-since-1982/

von Falk B. (falk)


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Nemopuk schrieb:
> Ich beantrage, das viele Geld zur Unterstützung hilfsbedürftiger
> Menschen zu verwenden,

Das berühmte Faß ohne Boden . . .

> anstatt es in so einem Bullshit Projekt zu
> versenken.

Hast du ne Ahnung, wieviel Kohle jeden Tag weltweit für Unsinn oder gar 
Schwachsinn verballert wird.

von Lu (oszi45)


Angehängte Dateien:

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Rüdiger B. schrieb:
> cool:
Jetzt kann ich mir etwas vorstellen. Heute würde ich allerdings statt 
der xxx Scheiben einen Beamer bevorzugen. Das spart Mechanik.

von Stephan S. (uxdx)


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Für einen Zeiger mit 4 cm Länge brauchst Du doch keine NEMA17-Motoren

von Michael B. (laberkopp)


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Lu schrieb:
> Das spart Mechanik.

Der Ansatz war nicht, es sich möglichst einfach zu machen.  Dazu hätte 
das Aufhängen einer Uhr gereicht. Verstehst du vermutlich nicht.

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Frank schrieb:
> Es sollen 2 Kunststoffzeiger auf einer Achse sein, wobei jeder Zeiger
> einzeln sich Vorwärts oder Rückwärts drehen soll (Uhren ähnlich), über
> zwei Schrittmotore. Jedes einzelne Segment soll nachher quadratisch ca.
> 8x8cm sein.
>
> Nema17 klingt schon mal gut, ist aber mit 42,3mmm mir zu breit.

Ist komplett überdimensioniert, die Schrittmotoren müssen ja praktisch 
nur das Eigengewicht der Zeiger und etwaige Reibungsverluste und 
Haftmomente überwinden. Wenn man das nicht zu massiv aufbaut, sollten 
auch sehr, sehr viel kleinere Schrittmotoren ausreichen.

https://www.aliexpress.com/item/1005005998142617.html

von Lu (oszi45)


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Aufwand > Nutzen versteht nicht jeder.

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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von Rainer W. (rawi)


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Frank schrieb:
> Es sollen 2 Kunststoffzeiger auf einer Achse sein, wobei jeder Zeiger
> einzeln sich Vorwärts oder Rückwärts drehen soll (Uhren ähnlich)

Merkwürdige Uhr - normalerweise bewegen sich die Zeiger einer Uhr immer 
nur vorwärts im Uhrzeigersinn ;-)
Bei einem der Zeiger kannst du dir dann die Zahnräder sparen.

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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von Harald K. (kirnbichler)


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Bradward B. schrieb:
> Unt täglich grüßt das Murmeltier:

Du wiederholst Dich. Leider öfter als täglich.

von H. H. (hhinz)


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Rainer W. schrieb:
> Merkwürdige Uhr - normalerweise bewegen sich die Zeiger einer Uhr immer
> nur vorwärts im Uhrzeigersinn ;-)

https://www.selva.de/thumbnail/80/90/5e/1713357927/0000031361_800x800.jpg

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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H. H. schrieb:
> https://www.selva.de/thumbnail/80/90/5e/1713357927/0000031361_800x800.jpg

Auch bei der bewegen sich die Zeiger nur in eine Richtung.
Und was die Drehrichtung betrifft: Die Verbreitung von Uhren mit 
CCW-Zeigerbewegung ist doch arg beschränkt, ändert aber nichts an der 
traditionell unidirektionalen Bewegung ;-)

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Rainer W. schrieb:
> Die Verbreitung von Uhren mit
> CCW-Zeigerbewegung ist doch arg beschränkt,

Jede Uhr geht in Uhrenrichtung.

von Rainer W. (rawi)


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H. H. schrieb:
> Jede Uhr geht in Uhrenrichtung.

Jetzt wird es schwierig ;-)

von Frank (fs01)


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Hallo zusammen,

ich möchte mein Projekt nochmal auf dem Punkt bringen:

Ich will KEINE Uhren nachbauen.
Ich will nicht „Die Uhr wie im Ham Yard Hotel in London“ nachbauen.
Mich Interessieren keine Diskussionen die vor 10-13 Jahren geführt 
wurden, denn die Technik/Elektronik entwickelt sich ja weiter.

Ich suche eine elektronische Möglichkeit 600+ Schrittmotore über ein 
Raspberry PI einzeln anzusteuern, einen einzeln Motor über einen RB 
anzusteuern ist ja kein Problem aber 600+.

Danke an alle, die mir die Info zu den Schrittmotoren gesendet haben, 
das hat mir weitergeholfen, ich weiss nun in welcher Richtung ich suchen 
muss!

von Lu (oszi45)


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Nun dann wird es doch theoretisch einfach für Dich. Du nimmst für jeden 
SM einen µC und steuerst diesen entsprechend seiner Aufgabe.

von Rene K. (xdraconix)


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Fakt ist: Mit einem Raspberry only wird es definitiv nicht 
funktionieren. Das hat viele Gründe: Timing, I/O (selsbtverständlich) 
und nicht zu vergessen die Größe: Wenn von dem RP ein 3V3 Signal über 
drei Meter Leitung ausgegeben wird - da kommt hinten nicht mehr viel von 
an.

Schonmal Gedanken über Positionsbestimmung gemacht?! Also ist es wichtig 
in welcher Position die einzelnen Schrittmotoren stehen oder ist das 
egal? Weil du müsstest ja von 600 Schrittmotoren auch die Positionen 
abfragen wenn sie eine bestimmte Stelle anfahren sollen.

(Deswegen sind im übrigen in deinen Beispielen keine Schrittmotoren 
sondern Servos zum Einsatz gekommen)

von Rüdiger B. (rbruns)


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Bei Servos reicht ein PWM Pin, der ESP32  hat bis zu 28 PWM Ausgänge.

von Rainer W. (rawi)


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Rene K. schrieb:
> Wenn von dem RP ein 3V3 Signal über drei Meter Leitung ausgegeben wird
> - da kommt hinten nicht mehr viel von an.

Eine Kupferleitung von drei Metern Länge hat bei einem Querschnitt von 
0.25mm² einen Widerstand von 0,2Ω. Die Leitungskapazität sollte deutlich 
unter 1nF liegen. Warum soll dann von einem 3.3V Signal hinten kaum noch 
etwas ankommen?

Bisher hat der TO sich noch nicht zur 
Schrittfrequenz/Drehgeschwindigkeit geäußert.

> Weil du müsstest ja von 600 Schrittmotoren auch die Positionen
> abfragen wenn sie eine bestimmte Stelle anfahren sollen.

Das kommt darauf an, welcher Drehwinkel überstrichen werden soll. Wenn 
es einen Anschlag gibt, gegen den der Motor fahren kann, braucht man 
keinen Sensor.

: Bearbeitet durch User
von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Es macht einen riesigen Unterschied, ob man 600 Schrittmotoren 
nacheinander bewegen will, oder ob sich mehrere davon, schlimmstenfalls 
sogar alle, gleichzeitig, aufeinander abgestimmt, bewegen sollen.

Ersteres kann man relativ einfach hinbekommen, indem man je Motor einen 
Schrittmotortreiber nimmt. Deren digitale Eingangssignale kann man mit 
hintereinander geschalteten Schieberegistern erzeugen oder mit 
IO-Expandern.
Je nach dem, was für Schrittmotoren du aussuchst, kannst du die sogar 
direkt von Schieberegistern (mit Leistungsausgängen) ansteuern.

Die angesprochene Matrixschaltung kann den Schaltungsaufwand zu 
verringern.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Frank schrieb:
> Ich will KEINE Uhren nachbauen.
> Ich will nicht...
Gehst du in die Autowerkstatt und sagst: An meinem Auto ist nicht der 
Blinker kaputt, es ist auch nicht der Scheibenwischer kaputt und auch 
nicht die Handbremse,  genausowenig blablabla..

Statt zigmal zu schreiben, was du nicht willst, wäre es zielführend, 
wenn du stattdessen nicht einfach schreibst, was du willst.

Also ganz einfach: was sollen die Motoren Eier dchnell bewegen?

Frank schrieb:
> einen einzeln Motor über einen RB anzusteuern ist ja kein Problem
Ingenieure würden sagen: wenn ich einen Motor ansteuern kann, dann muss 
ich lediglich das Datenprotokoll so anpassen, dass der eine Motor eine 
Adresse bekommt. Und dann reichen 600+ RPi aus, um 600+ Motoren 
anzusteuern. Ziel erreicht.

Was, zu teuer? Dann mache es so, dass je 1 billiger uC für 1€ je 1 Motor 
ansteuert. Auch das ist eine einfache Teilaufgabe des Projekts.

: Bearbeitet durch Moderator
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