Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Inkrementalgeber für Schrittmotor


von Patrick B. (p51d)


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Hallo miteinander

Ich  möchte mir eine Positionsregelung mit einem Schrittmotor bauen. 
Dieser hat eine Auflösung von 1.8° (ist hier Vollschritt oder 
Halbschritt gemeint?). Bei Schrittmotoren werden normalerweise keine 
Encoder verbaut, wenn das Drehmoment mit Faktor 2 gewählt wird, aber ich 
möchte dennoch einmal schauen, wie sich die Achse verhält.
Was gibt es für einfache Möglichkeiten? Gabellichtschranken mit Scheibe, 
Poti, Induktive Sensoren...
Da es nur ein Versuch ist, möchte ich nicht x00 Euro für so einen Sensor 
ausgeben.
Was ist die Einfachste und günstigste Lösung für ein Quadratursignal 
(kann ja ganz bequem auf den Prozi mit selbigem Eingang genommen 
werden)?
Und welche Auflösung ist empfehlenswert? Bei 1.8° wären das 200 Schritte 
pro Umrehung, also müsste doch der Encoder ~400 haben oder nicht?

Besten Dank,
Gruss

von Matt B. (mattb)


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Hallo,

ich habe mal davon gehört, dass man einen Schrittmotor auch als 
Inkrementaldrehgeber verwenden kann.
Sprich: Motor antreiben und die Spannungen der zwei Phasen auswerten.

Für dich also: einen zweiten Schrittmotor auf die Welle deines 
Schrittmotors

von Matt B. (mattb)


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von Patrick B. (p51d)


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Das ist mir bekannt, nur habe ich mir eine Lösung ~20Euro vorgestellt 
und die Auflösung sollte doch Faktor 2 haben oder nicht?

von Uwe (Gast)


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Wenn du den Zweiten Motor Analog abtastest kann amn nen Sinus und nen 
Cosinus sehen bzw. einen verzerrten sin und cos (diese Spiegeln jedoch 
die Laufeigenschaften des antreibenden Motors wieder). Ein Schrittmotor 
ist also ein Analoger Weggeber. Wenn man den Motor mit Mikroschritt 
betreiben würde müßte man diese auch an dem zweiten sehen. Bei ganz 
langsamen Geschwindigkeiten könnte es jedoch Probleme mit der 
Signalamplitude geben.

von Matt B. (mattb)


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Kleine Schrittmotoren bekommt man häufig in der Bucht sehr günstig 
nachgeworfen.

Also wenn du meinst, dass ein Schrittmotor (mit 200 Schritte/Umdrehung) 
als Inkrementalgeber eine zu schlechte Auflösung bietet, dann musst du 
mir erstmal ein anderes Eigenbau-Verfahren zeigen, das mit gleichen 
(sehr geringen Aufwand) dir die Rotationsposition mit einer besseren 
Auflösung liefert ;-)

So wie Uwe bereits geschrieben hat, hast du an den Phasen ein Sinus und 
einen Cosinus. Diese kannst du sogar analog Abtasten und kannst damit 
dann noch die Schritte weiter unterteilen.

Also das sollte dann wirklich reichen... :-D

von Patrick B. (p51d)


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> Also wenn du meinst, dass ein Schrittmotor (mit 200 Schritte/Umdrehung)
> als Inkrementalgeber eine zu schlechte Auflösung bietet, dann musst du
> mir erstmal ein anderes Eigenbau-Verfahren zeigen, das mit gleichen
> (sehr geringen Aufwand) dir die Rotationsposition mit einer besseren
> Auflösung liefert ;-)

Bei meinem alten Arbeitgeber hatten wir solche Encoder für Servomotoren 
selber hergestellt und die hatten eine Auflösung von 2000 Impulsen pro 
Umdrehung.

Ich werde mir trotzdem die Schrittmotorvariante nochmals überlegen.

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


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Also ich habe schon verschiedene Schaltungen gesehen und ausprobiert, 
die aus einem Schrittmotor einen Encoder machen sollen. Als Eingabegerät 
für ein Benutzerinterface mag das gehen, aber als Positionsgeber eignet 
sich nach meiner Erfahrung keine dieser Schaltungen. Meist gibt es eine 
untere Grenzfrquenz, unterhalb derer die Schaltung nicht mehr sauber 
funktioniert. Andere Schaltungen sind in Hinblick auf die Bauteilauswahl 
sehr kritisch und neigen zu Schwingungen.

@Patrik: Die Angaben zum Schrittwinkel beziehen sich in der Regel auf 
Vollschritte, ja. 1,8° ist am weitesten verbreitet, es gibt auch Motoren 
mit 0,9° oder mit größeren Schrittwinkeln (insbesondere sehr billige 
Dosenmotoren). 3- und 5-Phasen Motoren mal aussen vor gelassen, da sind 
0,72° üblich.

Welche Auflösung dein Geber haben muss hängt von deiner Anwendung ab. Um 
zu erkennen, ob der Motor dreht, reichen 50 Striche (bei 4x Auswertung 
200 Flanken/U). Für einen closed-loop Betrieb würde ich mindestens das 
10-fache nehmen, eher noch mehr.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Patrick B. (p51d)


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Ich habe mich einmal etwas umgesehen:
http://www.usdigital.com/products/encoders/incremental/rotary/kit/E3
Genau soetwas suche ich. Weiss jemand, wo man solche Kits sonstnoch 
bekommt?

von Maximilian S. (maxsarges)


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Hallo,
schau mal hier: http://de.nanotec.com/produkte/159-encoder/
Die haben solche Encoder, auch noch relativ erschwinglich.
Ich kann dir nur nicht sagen, ob die auch an Privatleute verkaufen.

von eProfi (Gast)


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Wir machen das mit einem AS5048 14-bit magnetic encoder.
www.ams.com/eng/as5048

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