Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DC Motor Linearantrieb


von Christoph K. (mck7000)


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Hallo !

Ich bin neu in der Mikrocontrollerwelt und habe bei meinem ersten 
Projekt folgendes Problem:

Ich habe einen Schrittmotor (Emis Schrittmotor E547-52500) mit einer 
Wellenkupplung mit einer Gewindestange(1 Meter) verbunden.

Auf der Gewindestange befindet sich eine Plattform (ca. 500g) die sich 
bewegen soll wenn sich die Gewindestange durch den Schrittmotor bewegt.
(Der Schrittmotor wird durch einen Arduino Uno und ein Adafruit 
Motorshield v2 gesteuert.)

Diese Konstruktion funktioniert auch, jedoch sehr sehr langsam. 
(Plattform wiegt zurzeit auch nur 70g!!!)
In einer Minute legt die Plattform ca. 10cm auf der Gewindestange 
zurück. Dies sollte jedoch 10-15 mal so schnell geschehen.


Jetzt bin ich am überlegen, den Schrittmotor mit einem DC Motor 
auszutauschen.
Ist ein DC Motor eine gute Lösung?
Wenn ja, welcher DC Motor würde sich eignen?

Ich habe mich schon im Internet umgesehen, möchte aber nicht einen DC 
Motor auf gut Glück bestellen und bitte daher um Hilfe.

Ich danke für jede Hilfe und Anregung.

lg Christoph

von Rainer Z. (razi)


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Hai!

Christoph K. schrieb:
> Ich habe einen Schrittmotor (Emis Schrittmotor E547-52500)
> mit einer Wellenkupplung mit einer Gewindestange (1 Meter)
> verbunden.

Hmm. Notloesung. Metrisches Regelgewinde ist als Befestigungs-
gewinde gedacht, nicht als Bewegungsgewinde (zuwenig Steigung,
zuviel Reibung).

> Diese Konstruktion funktioniert auch, jedoch sehr sehr
> langsam.

Logisch. Zu geringe Steigung. - Was fuer ein Gewinde hast
Du genommen? M3?
Gegebenenfalls groeszes Gewinde waehlen (M10).

Viel besser waere natuerlich ein Zahnriemen. Alle
Tintenpisser machen es ja so.

> Jetzt bin ich am überlegen, den Schrittmotor mit einem
> DC Motor auszutauschen.

Kann man machen. Bist Du sicher, dass der Schrittmotor
vernuenftig, d.h. stromgeregelt betrieben wird?
So ungefaehr 3...5U/sec sollte man auf jeden Fall schaffen.

> Ist ein DC Motor eine gute Lösung?

Jein. Ich denke, Dein Problem liegt weniger im Motor als
in der Gewindespindel. Gewindespindel ist fuer hohe
Verfahrgeschwindigkeit bei geringer Last nicht gut
geeignet. Wahrscheinlich waere ja sogar ein Seilrad-
antrieb besser...

> Wenn ja, welcher DC Motor würde sich eignen?

Es gibt so kleine DC-Getriebemotoren, bei denen wuerde
ich suchen. Musst natuerlich aus Spindelsteigung und
gewuenschter Geschwindigkeit die Drehzahl ausrechnen
und auszerdem gucken, welche Spannungen und Stroeme
Deine Motorendstufe vertraegt.

Grusz,
Rainer

von magic smoke (Gast)


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Wie genau muß das ganze Geraffel denn verfahren werden? Prinzipiell sind 
Zahnstangen- oderSpindelantriebe eher was für hohe Genauigkeit oder viel 
Kraft bei niedriger Geschwindigkeit.

Schrittmotoren erlauben eine recht einfache Positionierung, weil die 
Elektronik die Anzahl Schritte kennt, die der Motor gemacht hat. Bei 
Gleichstrommaschinen oder Drehstrom-Servoantrieben braucht man eine Art 
Wegstreckenmessung zur Motorregelung oder Endlageschalter. Ältere 
Aufzüge arbeiten auch nicht anders.

von Christoph K. (mck7000)


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Hallo Rainer, Hallo magic smoke!

Danke für eure Antworten!!!


@ Rainer

Für die Gewindestange habe ich schon eine Abhilfe gefunden: eine 
Trapezgewindestange!

Verwendet wurde bisher eine Gewindestange mit Gewinde M8.

Die Idee mit dem Zahnriemen finde ich gut, stelle ich mir aber 
aufwendiger vor(Steuerung, Positionierung, Hardware- Aufbau).


Was den Schrittmotor betrifft: Ja du hast Recht, ich könnte ihn mit bis 
zu 48V betreiben (derzeit nur 12V), jedoch hat mich das Datenblatt 
darauf schließen lassen, dass die Leistung trotzdem nicht ausreichen 
wird.
Da ich aber demnächst die Trapezgewindestange bekommen, werde ich meinen 
Schrittmotor natürlich mit 48V testen und auf ein gutes Ergebnis hoffen.





@ magic smoke

Die Plattform die sich auf der Trapezgewindestange befindet wird nur der 
länge nach verfahren. Einfach 500g die sich auf der Trapezgewindestange 
nach links und rechts bewegen(und das möglichst zügig).




lg Christoph

von Falk B. (falk)


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@ Christoph K. (mck7000)

>Die Idee mit dem Zahnriemen finde ich gut, stelle ich mir aber
>aufwendiger vor(Steuerung, Positionierung, Hardware- Aufbau).

Besorg dir einen alten Scanner oder Drucker vom Schrott, dort ist alles 
schon zusammengabut drin, nämlich der Schlittenantrieb für die Scanzeile 
bzw. den Druckkopft. Den "Rest" entfernen" und den motor selber 
ansteuern.

>Da ich aber demnächst die Trapezgewindestange bekommen, werde ich meinen
>Schrittmotor natürlich mit 48V testen und auf ein gutes Ergebnis hoffen.

Bitte nicht DIREKT mit 48V treiben, sondern mit einem passenden 
Schrittmotortreiber.

>Die Plattform die sich auf der Trapezgewindestange befindet wird nur der
>länge nach verfahren.

Also horizontal, weil beim Drucker.

>Einfach 500g die sich auf der Trapezgewindestange
>nach links und rechts bewegen(und das möglichst zügig).

-> Druckermechanik.

von Rainer Z. (razi)


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Hai!

Christoph K. schrieb:

> Für die Gewindestange habe ich schon eine Abhilfe gefunden:
> eine Trapezgewindestange!

Ja, gut. - Vermutlich ist deren Steigung auch groeszer.

> Verwendet wurde bisher eine Gewindestange mit Gewinde M8.

Auch gut. Manchmal wird der Fehler gemacht eine M3-Spindel
"wegen der schoenen geringen Steigung und der Genauigkeit"
zu nehmen. Ist i.d.R. Quatsch.

> Die Idee mit dem Zahnriemen finde ich gut, stelle ich
> mir aber aufwendiger vor(Steuerung, Positionierung,
> Hardware- Aufbau).

Sehe ich eigentlich nicht.
Endschalter brauchst Du sowieso; wenn Du das nicht glaubst,
dann rechne einfach nach, welche Kraft Dein Schrittmotor
mit der Spindel erzeugen kann. Lager brauchst Du auch bei
einer Spindel, also... ich sehe den Riesenunterschied nicht.

> Was den Schrittmotor betrifft: Ja du hast Recht, ich
> könnte ihn mit bis zu 48V betreiben (derzeit nur 12V),
> jedoch hat mich das Datenblatt darauf schließen lassen,
> dass die Leistung trotzdem nicht ausreichen wird.

War in Deiner Typangabe ein Tippfehler? Ich habe kein
Datenblatt gefunden.

> Da ich aber demnächst die Trapezgewindestange bekommen,
> werde ich meinen Schrittmotor natürlich mit 48V testen
> und auf ein gutes Ergebnis hoffen.

Mach es so. - Aber Falks Hinweis beachten und passenden
Treiberkarte verwenden!

Grusz,
Rainer

von Martin H. (disjunction)


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Link Zum Datenblatt

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/198398-da-01-en-SCHRITTMOTOR_SM42051_NEU_E547_52500.pdf
Für den Preis von 29,95€ wirst du kaum einen DC Motor mit Feedback 
finden.

Du brauchst etwa 1500 U/min also kommst Du um (wie oben erwähnt) die 48V 
nicht drum herum. Ein DC Motor ist bei 1500 U/min etwas unterfordert 
jedoch dient dies der Langlebigkeit.

von Rainer Z. (razi)


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Hai!

Martin H. schrieb:
> Link Zum Datenblatt
>
> 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/198398-da-01-en-SCHRITTMOTOR_SM42051_NEU_E547_52500.pdf

Grandios. Danke!

> Du brauchst etwa 1500 U/min also kommst Du um
> (wie oben erwähnt) die 48V nicht drum herum.

Ja. Naja, ist ja machbar. Bei passender Spindel und korrekter
Ansteuerung des Motors wird das schon klappen.

Grusz,
Rainer

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