Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor-Driver bauen.


von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Guten Abend,
habe ein paar Schrittmotoren vom Typ "Berger Lahr VRDM 564/50" 
ergattert, und würde nun gerne eine Steuerung dafür bauen. Habe dazu ein 
paar Threads speziell zu diesen Motoren-Typ gelesen. Es sind 
5-Phasen-Motoren, bei der jede Phase einzeln 2-Polig herausgeführt ist. 
Die haben also einen 10 Poligen Anschluss. Siehe PDF Seite 7.

Die Ansteuerung muss nicht sonderlich Aufwendig sein, also keine 
"Stromregelung" oder "Lasterkennung" oder was es sonnst noch für 
Special-Sachen gibt. Voll-, Halb- und evtl. diese Microschritte sind 
schon "ausreichend".

Insgesammt habe ich mit Schrittmotoren und dessen Ansteuerung bisher 
wenig Erfahrung. Das Prinzip ist schon klar, hatte bisher nur mal 
"fertige" Treiber-ICs wie z.B. "PBL3717A" etc. verwendet.

Ich benötige nur den reinen Treiber / Endstufe die ich dann über einen 
kleinen µC angesprochen hätte. Dazu hätte ich jeweils ein kleines Board 
pro Motor gebaut, und irgend einen Atiny verwendet, der dann ein solches 
"Standard-Teiber-IC" nachbildet. (Also mit Eingans-Pins für Direction, 
Step, Step-Type) etc.

Meine Frage ist nun, was ich für Komponenten benötige. Im wesentlichen 
geht es mir nur um die "Endstufe", und zwar welche Bauteile-Typen ich da 
brauche. Schaud im PDF aus wie ein simpler Brückentreiber. Also jeweils 
2x P- und N-Chanel-Mosfets als "Pärchen" pro Phase, sehe ich das so 
Richtig?

----
Da ich keine sooo hohe Schritt-Auflösung brauche, wollte ich noch 
nachfragen, ob jemand weiß, ob es möglich ist, die Phasen mit nur einer 
"Stromrichtung" anzusteuern, bzw. ob es Sinnvoll / oder nicht Sinnvoll 
ist.

Es ist nicht "explizit" erwähnt, dass es auch "nur in einer Richtung" 
sauber funktioniert, oder ich habe es überlesen. Laut PDF gehen mit 
dieser "aufwendigeren" Konfiguration bis zu 10.000 (!!) Schritte pro 
Umdrehung, was für mich etwas übertrieben ist. Habe wie gesagt nichts im 
PDF lesen können, dass es auch "vereinfacht" funktioniert.
Ich frage das nur um evtl. Komponenten zu sparen, und um auch die 
µC-Software vereinfachen zu können.

Hat da jemand Erfahrung bei diesen "Begar Lahr"-Teilen im Bezug auf die 
Phasen-Stromrichtung??? Oder gar eine Beispiel-Schaltung für eine 
einzige Phasen-Stufe, die sich einfach mehrfach (5 mal pro Board) 
aufbauen lässt? Oder ne ganz andere Idee diese Motoren recht "einfach" 
zum laufen zu bringen?

Es wird insgesammt ne kleine CNC, die Mechanik steht schon etwa 80%.
Falls jemand gleich wieder nach den Linearführungen, etc fragt: --> Sind 
nur Baumarkt-Schubladenführungen. Insgesammt ist der mechanische Teil 
dennoch recht stabil, wackelt nicht (\kaum), und ist sehr 
"leichtgängig". Natürlich trotzdem kein Vergleich zu richtigen 
Führungen. Der Rest besteht aus 19"-Aluminium-Baugruppenträger-Teilen, 
diversen Baumarkt Winkeln, und "Lochplatten"... Habe bisher auch nur ca. 
30€ (inkl. Motoren) ausgehauen. - Also absolut nix besonderes. ;-)

Was ich vielleicht noch dazu erwähnen sollte:
Rw 2,5 Ohm
Iw 0,75 A
/ Pro Phase.
Ist zumindest aufgedruckt.

Danke schon mal, für eventuelle Anregungen und Ideen zu einer 
"vereinfachten" Stufe... Eigentlich nur dir Frage ob auch "nur" eine 
Stromrichtung (für diese Anwendung) ausreichend ist, da es mir eben 
etwas an Erfahrung mangelt.
Gruß, TS

von Steffen H. (avrsteffen)


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Schaust du auf Seite7. Da sind doch die die einzelnen Schrittfolgen für 
Halb-/Vollschritt abgebildet.

Du brauchst dafür 5 H-Brücken. Mikroschrittbetrieb ist ohne 
Stromregelung nicht möglich.


Gruß Steffen

von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Tim S. schrieb:
> Eigentlich nur dir Frage ob auch "nur" eine
> Stromrichtung (für diese Anwendung) ausreichend ist, da es mir eben
> etwas an Erfahrung mangelt.

Steffen H. schrieb:
> Du brauchst dafür 5 H-Brücken.

Also "zwanghaft" beide Stromrichtungen. Dankeschön.

von Steffen H. (avrsteffen)


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Ach ja,

Ohne Stromregelung (Chopper) wirst du da nicht weit kommen. Hab gerade 
mal durchgerechnet:
 !!! ?

von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Steffen H. schrieb:
> Ach ja,
> ...
> 1,875 V

Hab ich mich auch schon gefragt,
und mehrfach überlegt, ob ich das URI noch kann ^^
Weil es kam mir etwas "komisch" vor.

Nun ja, hätte sie einfach "über-voltaged", wenn möglich.

Hab gerade versucht eben herauszufinden was du mit "Chopper" meinst.
Ohwei, wird wohl doch etwas aufwändiger ^^
Google meint: "fast decay" und "slow decay" etc.
Hab da keine Erfahrung.

Muss man da irgendwas "diskretes" hin-trixen? Oder reicht da was 
PWM-mäßiges in der Sofware auch aus?

von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Ok, sieht irgendwie mehr nach Software aus. Hat jemand ne Idee wie man 
das einfach lösen kann? Gibts da ne "Faustregel" ? Irgend ein Beispiel ? 
Link ? Weil da Blick ich gerade nicht durch, wie da was und vorallem 
wann Ge-PWM´t wird ;-) Und vorallem auch noch bei 5 Phasen.. Ist das 
wirklich "zwanghaft" notwendig?
Wäre echt dankbar für einen kleinen Ansatz... ^^

von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Jetzt ist mir klar, warum ich diese Motoren so sau billig bekommen hab. 
^^

Steffen H. schrieb:
> Ohne Stromregelung (Chopper) wirst du da nicht weit kommen.

Tim S. schrieb:
> Ist das wirklich "zwanghaft" notwendig?
> ...
> einfach "über-voltaged", wenn möglich.

Geht sowas??? Einfach Spannung / Stromfluss raufdrehen?

Macht es sinn, "erstmal" eine Schaltung mit...

Steffen H. schrieb:
> ...5 H-Brücken ... ohne Stromregelung

aufzubauen, und ...

Steffen H. schrieb:
> ...die einzelnen Schrittfolgen für Halb-/Vollschritt...

im µC zu implementieren?

Tim S. schrieb:
> Wäre echt dankbar für einen kleinen Ansatz... ^^

von Steffen H. (avrsteffen)


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Tim S. schrieb:
>> ...5 H-Brücken ... ohne Stromregelung
Auf keinen Fall ohne Stromregelung. Siehe mal im Anhang ist die 
Schaltung auch ein wenig beschrieben. Auch ein Blick ins Datenblatt des 
L297 kann nicht schaden.

Steffen

von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Danke für den Anhang, da ist das gut beschrieben, wesentlich besser als 
auf manchen Pages, die sich nur mit der Chopper-Eingenschaft befassen.

Steffen H. schrieb:
> Auf keinen Fall ohne Stromregelung.

So wie ich das jetzt heraus lesen konnte, ist ist diese 
"Chopper-Schaltung" in erster Linie dafür gedacht, die Phasen mit 
"höherer Spannung" anzusteuern zu können, um kurzzeitig höchst möglichen 
Strom fließen zu  lassen, und damit dieser auch "schneller" ansteigt. 
Dieser Strom wird dann über diesen Chopper-Trigger/Komparator "gepulst" 
/ geregelt. (Die Punkte, wegen einer "ruhigeren / sanfteren" Bewegung 
interessieren mich vorerst nicht)

Würde es Sinn machen, den Stromfluss über einen Shunt mit nem ADC zu 
messen? Also das ganze über den µC Regeln zu lassen?

Tim S. schrieb:
> um evtl. Komponenten zu sparen, und um auch die
> µC-Software vereinfachen zu können.

Wäre dann irgendwie ein Kompromiss aus beidem. Und das würde ich 
bevorzugen, bevor ich

> irgendwas "diskretes" hin-trixe
> ...
> und irgend einen Atiny verwende

Wird hald dann doch ein Atmega.

> der dann ein solches "Standard-Teiber-IC" nachbildet. (Also mit Eingans-
> Pins für Direction, Step, Step-Type) etc.

Dann doch eher gleich SPI  UART  etc.

Wenn mir jemand bestätigt, dass das sinnvoll und/ oder sogar "besser" 
wäre, weil man dann bis auf den Shunt + Mess-Schaltung nichts weiter 
braucht, und man weiterhin einen "vereinfachten" Brückentreiber aufbauen 
kann, würde ich nun anfangen ein Proggi entsprechend zu schreiben, und 
mal ein Board malen.

Danke schon mal,
Gruß

von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Tim S. schrieb:
> Die Ansteuerung muss nicht sonderlich Aufwendig sein, also keine
> "Stromregelung" oder "Lasterkennung" oder was es sonnst noch für
> Special-Sachen gibt. Voll-, Halb- und evtl.

Tim S. schrieb:
>  den Stromfluss über einen Shunt mit nem ADC
> ...
> dann doch ein Atmega.
> gleich SPI  UART  etc.

Hab irgendwie schon geahnt dass es doch noch etwas komplexeres wird. Mit 
einem Shunt am ADC kann man ja theoretisch einiges anstellen. Dann 
könnte man sich ja richtig austoben in der Software. Desshalb sind die 
"gekauften/ kommerziellen" Steuerungen dieser Begar-Lahr-Teile auch so 
teuer... Insgesammt ziemlich viel High-End, nur damit sich ne Achse 
dreht ;-)

Jedenfalls hat´s jetzt "geklickt" im meinen Kopf, was diese 
Chopper-Eingenschaft ausmachen soll / und wie man es realisieren kann.

@Steffen H. DANKE..!!!

> Wenn mir jemand bestätigt, dass das sinnvoll und/ oder sogar "besser"
> wäre

von Pieter (Gast)


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moin,

es gibt hier eine Suchfunktion...und die liefert:
Beitrag "5Phasen-Schrittmotoransteuerung"

MfG
Pieter

von spess53 (Gast)


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Hi

Nimm einfach 5 von den dir bekannten PBL3717A (gibt es bei Pollin für 
1,95€/Stck) und fertig. Deine Frickel-Treiber werden auch nicht viel 
billiger. Aus eigener Erfahrung weiß ich, das Schrittmotoren ohne 
ordentliche Treiber einfach keinen Spass machen.

MfG Spess

von Tim S. (Firma: tsx89) (freak_ts) Benutzerseite


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Pieter schrieb:
> es gibt hier eine Suchfunktion...und die liefert:
> Beitrag "5Phasen-Schrittmotoransteuerung"

Das hatte ich bereits gelesen, aber wegen dem verwendeten GAL / µC und 
den Mosfet-Treibern schnell wieder Vergessen. [Ich versteh jedoch nicht, 
wie die Phasen auf dem Bild angeschlossen sind, bei der linken 
Steck-Verbindung K1] Als Ansatz / Anregung oder Denkanstoß (Wie der 
Autor es beschrieben hatte) allerdings voll Okay.. ^^ Thx.

spess53 schrieb:
> Nimm einfach 5 von den dir bekannten PBL3717A

Tim S. schrieb:
> irgendwas "diskretes" hin-trixen

spess53 schrieb:
> Deine Frickel-Treiber werden auch nicht viel billiger.

Hmmmmm....

spess53 schrieb:
> das Schrittmotoren ohne ordentliche Treiber einfach keinen Spass machen.

Jo das ist ärgerlich, wenn Dreh- oder Haltemoment, etc fehlen. Werde 
dennoch mal eine Stufe auf einem Steckboard "hinfrickeln", da ich die 
Bauteile für die Brücken eigentlich alle "im Standard-Sortiment" da hab. 
Mal guggen was sich aus anderen Treier-IC´s ableiten, und Software-Mäßig 
machen lässt. Evtl. wirds ja sogar was.

Tim S. schrieb:
> Habe bisher auch nur ca.  30€ (inkl. Motoren) rausgehauen. - Also absolut
> nix besonderes. ;-)

Die fertigen Treiber-ICs kommen mir momentan etwas teuer rüber, voallem 
bei der Anzahl, die ich dann brauchen würde. (>15 Stück = ~30 Euros + 
Beschaltung) Soviel kann / wollte ich nicht mehr ausgeben.

von Chris (Gast)


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Sequenz der Phasen / Halbbrücken in Eck-Schaltung:

schritt0 SNSNS
schritt1 NNSNS
schritt2 NSSNS
schritt3 NSNNS
schritt4 NSNSS
schritt5 NSNSN
schritt6 SSNSN
schritt7 SNNSN
schritt8 SNSSN
schritt9 SNSNN

S=+ N=- , Mit 4x L298 z.B. kann man 3 Achsen steuern. Microschritt ist 
leicht
möglich, nicht aber Halbschritt. Bei 50% Stromabsenkung je Phase kann 
man
mittels Mikroschrittbetrieb Halbschritt simulieren, oder auch höheren
Mikroschrittbetrieb fahren, 25/50/75% Stromabsenkung sind z.B. ein 
idealer
Kompromiss und ergibt 4000 Schritte je Umdrehung, ideal für eine 4mm 
Spindel.

Habe erst kürzlich eine Ersatzschaltung für eine LPKF Fräse gemacht mit
3x L298 welche auch den Hubmagneten ansteuert und Chopping ähnlich der
Pollin Lösung mit 4000 Schritten, bzw 1000 im 50% Betrieb für das 
Bohren.

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