Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor kühlen/VREF reduzieren


von Sebastian (Gast)


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Hallihallo,

ich bin gerade dabei, eine Schrittmotorsteuerung mit L297/L298 
aufzubauen (L297/L298 ist auf einem fertigen Board, das von 
Roboternetz.de). Nun soll der Motor eine längere Zeit laufen, so im 
Stundenbereich (Steuerung für eine DSLR-Halterung für 
Timelapse-Aufnahmen). Während eines Stepps soll natürlich der volle 
Strom fließen, d.h. Vref des L297 muss entsprechend des Phasenstroms des 
Motors und der Shunts eingestellt werden. Ein Stepp tritt alle paar 
hundert Millisekunden auf (ca. 1-4 Steps/Sekunde, je nach 
Geschwindigkeitswunsch). In der "Pause" braucht ja nicht der volle 
Motorstrom fließen, da ich ja hier hauptsächlich "kostbare 
Akku-Amperestunden in Wärme umwandle". Eine Idee ist da, zu Vref über 
einen Transistor (BC337) einen weiteren Widerstand parallel zu schalten 
(Vref wird über einen Spindeltrimmer 10k voreingestelt), mir schwebte da 
so was um die 1k vor. Hier bieten sich die 2 Pins zum Messen von Vref ja 
gerade zu an, Transistor und R anzuklemmen. Basis über Basiswiderstand 
an einen freien Pin vom uC.
Die Fragen, die sich mir stellen:
Ab welcher Pause zwischen zwei Steps macht es Sinn, Vref runterzuregeln, 
sprich, den Transistor zu schalten? Welche Zeit(en) sollte man wählen, 
um zwischen Vref abgesenkt und Vref normal zu schalten um einen Step 
durchzuführen, bzw. dann nach einem Step wieder Vref absenkt?

Gruß
Seb

von Falk B. (falk)


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@Sebastian (Gast)

>hundert Millisekunden auf (ca. 1-4 Steps/Sekunde, je nach
>Geschwindigkeitswunsch).

>einen Transistor (BC337) einen weiteren Widerstand parallel zu schalten

Nimm einen kleinen MOSFET, der hat keine Sättigungsspannung, weil rein 
ohmsch bei kleinen Strömen.

>Ab welcher Pause zwischen zwei Steps macht es Sinn, Vref runterzuregeln,

Wenn es schnell genug geht. Hier also im Millisekundenbereich, ich sag 
mal 10ms++.

>sprich, den Transistor zu schalten? Welche Zeit(en) sollte man wählen,
>um zwischen Vref abgesenkt und Vref normal zu schalten um einen Step
>durchzuführen, bzw. dann nach einem Step wieder Vref absenkt?

1-10ms, muss man probieren und messen. Schau dir einfach an wie schnell 
die Spannung am Shunt ausgeregelt wird.

MfG
Falk

von MaWin (Gast)


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Kann man machen, wobei VRef auch direkt aus 3 Festwiderständen aus einem 
uC-Port gemischt werden kann, poor man's D/A.
Man muß VRef so kurz vor dem Step erhöhen, daß der Strom auch wirklich 
den höheren Wert annehmen kann, und kann direkt nach dem ausgeführten 
Step (also dem theoretischen Beginn des nächsten, der aber ausbleibt) 
ihn reduzieren.

Bei so langsamen Steps kann man aber auch auf die ganze Stromregelung 
mit dem L297 verzichten, einen 12V Motor z.B  in den Wartebpausen mit 6V 
versorgen.

              +--R--+-- +12V
              |     |E
 Stillst --R--+----|< PNP
                    |
 +----+             |
 |    |--Phase1--+  |
 |    |          |  |
 | ULN|--Phase2--+--+
 |2003|             |
 |o.ä.|--Phase3--+--+--|<|-- +6V
 |    |          |
 |    |--Phase4--+
 +----+

von Werner (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Ab welcher Pause zwischen zwei Steps macht es Sinn, Vref runterzuregeln,
> sprich, den Transistor zu schalten?

Sobald der Motor nach einem Schritt angehalten hat und mechanische 
Schwingungen in deinem System (Kameraaufbau) abgeklungen sind, kann der 
Strom reduziert werden. Das hängt also von deinem Aufbau auf. Wie weit 
der Strom abgesenkt werden darf, hängt von dem statischen Drehmoment und 
den Motoreigenschaften ab. Evtl. könnte auch (selbsthemmendes) 
Schneckengetriebe für die Anwendung praktisch sein.

von Werner (Gast)


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MaWin schrieb:
> ... und kann direkt nach dem ausgeführten Step (...) ihn reduzieren

Und wo soll dann das Drehmoment herkommen, um die Bewegung auf Grund der 
Trägheitskräfte wieder abzustoppen?

von Sebastian (Gast)


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Naja, ganz auf den L297 verzichten kann ich auch nicht. Es gibt durchaus 
Szenarien, wo es dann "schnell" gehen soll, wenn man z.B. die Position 
zurücksetzt. Ca. 90% der Zeit wird der Motor langsam laufen. Es kann 
aber auch sein, dass es "schnell" gehen muss.

Hauptproblem ist aber die Situation, wenn der Motor über 4h mit 2-4 
Steps/sec läuft. Ich will die Wärmeentwicklung (schon aus "Liebe zum 
Motor") so gering wie möglich halten. Und: ich will so wenig wie möglich 
Akkus mitschleppen. 12Ah wiegen einiges ;)

Abschalten via Enable sehe ich aber problematisch, weil die Kraft der 
Mechanik dann in bestimmten Situationen/Aufbauten ausreichen kann, um 
den Motor in die "entgegengesetzte" Richtung drehen zu lassen. D.h. zum 
halten brauche ich Strom. Laut Datenblatt (QMot) reicht da 50% 
Phasenstrom.

von Falk B. (falk)


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@  Sebastian (Gast)

>Steps/sec läuft. Ich will die Wärmeentwicklung (schon aus "Liebe zum
>Motor") so gering wie möglich halten.

Dann schmeiß die olle Gurke von L298 raus und nimm was Modernes, z.B. 
L6203, siehe H-Brücken Übersicht.

MfG
Falk

von Werner (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Abschalten via Enable sehe ich aber problematisch, weil die Kraft der
> Mechanik dann in bestimmten Situationen/Aufbauten ausreichen kann, um
> den Motor in die "entgegengesetzte" Richtung drehen zu lassen. D.h. zum
> halten brauche ich Strom.

Beim Schrittmotor alleine wird das sehr schnell passieren, da das 
Rastmoment doch eher klein ist. Was sprach dagegen den Vorschlag:

Werner schrieb:
> Evtl. könnte auch (selbsthemmendes) Schneckengetriebe für die
> Anwendung praktisch sein.

von Sebastian (Gast)


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Werner schrieb:
> Was sprach dagegen den Vorschlag:
>> Evtl. könnte auch (selbsthemmendes) Schneckengetriebe für die
>> Anwendung praktisch sein.

Um ganz ehrlich zu sein: Der Preis.
Die Idee "Schneckengetriebe" finde ich gut, da löst sich das Problem des 
Haltemoments von selbst. Ich habe viel gegoogled: Nanotec hat 
preiswerte, die muss man aber zusammen mit Motor kaufen, den ich aber 
schon habe. Dann gibts viele, die verkaufen nur an Firmen....Oder rufen 
Preise auf, die etwas außerhalb meines Budgets liegen... Mal schauen, ob 
ich die zwei Zahnräder (Schneckenrad+Zahnrad) mit 5 oder 6mm Bohrung 
irgendwo auftreiben kann. Reichelt hat sowas ja nicht im Angebot ;)

von STK500-Besitzer (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Werner schrieb:
>> Was sprach dagegen den Vorschlag:
>>> Evtl. könnte auch (selbsthemmendes) Schneckengetriebe für die
>>> Anwendung praktisch sein.
>
> Um ganz ehrlich zu sein: Der Preis.
> Die Idee "Schneckengetriebe" finde ich gut, da löst sich das Problem des
> Haltemoments von selbst. Ich habe viel gegoogled: Nanotec hat
> preiswerte, die muss man aber zusammen mit Motor kaufen, den ich aber
> schon habe. Dann gibts viele, die verkaufen nur an Firmen....Oder rufen
> Preise auf, die etwas außerhalb meines Budgets liegen... Mal schauen, ob
> ich die zwei Zahnräder (Schneckenrad+Zahnrad) mit 5 oder 6mm Bohrung
> irgendwo auftreiben kann. Reichelt hat sowas ja nicht im Angebot ;)

Nö,ExAngelika nicht, aber Modellbau-Conrad...

von Torsten S. (torstensc)


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Schau mal hier:

http://www.maedler.de/

Torsten

von spess53 (Gast)


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Hi

>Nö,ExAngelika nicht, aber Modellbau-Conrad...

Ist aber immer noch den Belzebub (L297/L298) mit dem Teufel 
(Schneckenradgetriebe) auszutreiben.

MfG Spess

von Clemens K. (clemensk)


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Sebastian schrieb:
> Um ganz ehrlich zu sein: Der Preis.
> Die Idee "Schneckengetriebe" finde ich gut, da löst sich das Problem des
> Haltemoments von selbst. Ich habe viel gegoogled: Nanotec hat
> preiswerte, die muss man aber zusammen mit Motor kaufen, den ich aber
> schon habe. Dann gibts viele, die verkaufen nur an Firmen....Oder rufen
> Preise auf, die etwas außerhalb meines Budgets liegen... Mal schauen, ob
> ich die zwei Zahnräder (Schneckenrad+Zahnrad) mit 5 oder 6mm Bohrung
> irgendwo auftreiben kann. Reichelt hat sowas ja nicht im Angebot ;)

bau doch einfach einen scheibenwischermotor um. die gibt es billig und 
die haben schon ein schönes schneckengetriebe. daran kannst du mit einer 
kupplung den schrittmotor klemmen.

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