Ich würde gerne den Stromverlauf durch einen Schrittmotor messen. Wie der in der Theorie aussieht, kann man im ersten Bild sehen. Das Ganze ist dann noch überlagert von der Strombegrenzung per PWM, siehe zweites Bild. Beides aus dem Allegro A4988 Datenblatt. Mein Treiber ist ein THB7128, der sehr ähnlich arbeitet. Der Motor läuft, könnte aber leiser sein. Wie das alles zusammen hängt und warum diese Messung relativ wichtig ist, kann man zusammen mit ein paar Oszilloskop-Bildern hier sehen: https://www.youtube.com/watch?v=Wf8rN3bV8XM Dieser Mensch in dem Video hat teures Gerät, einen Strommess-Tastkopf, "in der Firma ausgeliehen". So eine Firma habe ich nicht, also müssen Hausmittel her. Eine gängige Methode, die ich ergoogelt habe, ist eine Strommess-Spule. Also habe ich einen alten Print-Übertrager aus der Grabbelkiste gefischt, die schwarze Leitung da durchgesteckt und gemessen, siehe drittes Bild. Diese Spule liefert auch ein hübsches Signal, rund 8 Volt. Nur: das Signal ändert sich weder, wenn man die Stromstärke verändert, noch, wenn man die Drehzahl des Motors anders einstellt. Es kommt eigentlich immer das gleiche Bild, gleiche Amplitude, gleiche Frequenz. Siehe viertes angehängtes Bild. Die Spannung ohne diese Spule zu messen ist auch kein Problem, da sieht man meist ein recht sauberes Rechteck, allerdings überlagert von einem schwachen Sinus. Siehe fünftes und sechstes Bild. Immerhin, die Amplitude dieses Sinus steigt mit der Stromstärke und dessen Frequenz ändert sich mit der Motordrehzahl. So geht das alles also nicht. Es gibt ja auch noch die Methode mit einem Shunt. Dafür mache ich nachher einen zweiten Post.
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PWM_theoretisch.png
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Am_Shunt_addiert.png
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Shunt_mit_Uebertrager.png
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(Fortsetzung) Also habe ich einen Shunt mit 0,2 Ohm in die Leitung der einen Motorspule eingesetzt. Bei 1 A sollten da 200 mV abfallen. Ein Metalloxid-Widerstand mit 2W. Da ich auch keinen Differenz-Tastkopf habe, habe ich den zweiten Kanal angestöpselt und die Signale addiert, eins davon invertiert. Mit einem einzigen Tastkopf geht das ja nicht wegen der Masse. Die Idee ist soweit gut und das hat bei analogen Scopes bestimmt auch funktioniert, doch beim DSO machen Einem da die 8 Bit Auflösung einen Strich durch die Rechnung. Damit die 12 V überhaupt erfasst werden, musste ich auf 2 V/div stellen. Dann bleiben von den 256 möglichen Pegeln aber nur noch 5 oder 6 für das eigentliche Signal übrig, die berechnete Summe sieht entsprechend aus, siehe erstes Bild. Also den Übertrager wieder dran. Die eine Spule des Übertragers mit den beiden Enden des Shunts verbunden, an den anderen Enden mit einem Tastkopf gemessen. Siehe zweites Bild. Auch nix. An der Stelle bin ich jetzt mit meinem Latein am Ende. Stehe ich vielleicht einfach nur auf dem Schlauch? Kann man das anders messen? Oder muss ich zusehen, einen Tastkopf mit Hall-Sensor zu bauen?
Strom mit Shunt in der Masseleitung der Schaltung messen? Dann braucht es keinen differentiellen Tastkopf.
Hallo Markus, was ist denn nun eigentlich deine Frage? Am Shunt wirst du den Sinus auch nicht sehen, weil da in den Off-Phasen je nach Decay-Mode kein Strom fließt. Solche Messungen kann man gut mit einem Hallsensor machen, z.B. denen von LEM oder Allegro. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Hi >An der Stelle bin ich jetzt mit meinem Latein am Ende. Stehe ich >vielleicht einfach nur auf dem Schlauch? Kann man das anders messen? >Oder muss ich zusehen, einen Tastkopf mit Hall-Sensor zu bauen? Warum misst du nicht einfach die Spannung über der Shuntwiderstand? Allerdings fehlt da die Richtungsinfomation. MfG Spess
idee schrieb: > Strom mit Shunt in der Masseleitung der Schaltung messen? Das wäre schön. Keine der vier Strippen zum (bipolaren) Schrittmotor ist mit Masse verbunden. Da fliessen Ströme in beide Richtungen, je nach Motorstellung. Thorsten Ostermann schrieb: > Am Shunt wirst du den Sinus > auch nicht sehen, weil da in den Off-Phasen je nach Decay-Mode kein > Strom fließt. Ich hoffe doch, dass immer ein Strom fliesst, sonst würde der Motor sein Drehmoment bzw. seine Halteposition verlieren. Selbst angehalten fliesst immer noch Strom.
spess53 schrieb: > Warum misst du nicht einfach die Spannung über der Shuntwiderstand? Würde ich gerne tun, doch keines der vier Enden der Motorspulen ist mit Masse verbunden, daher kann ich die Masse des Tastkopfs nirgendwo anklemmen. In einem schwachen Moment hatte ich das sogar an einem anderen Treiber (Allegro A4983) so gemacht. Jetzt habe ich einen durchgebrannten Treiber mehr. :-/ Wobei der THB7128 aber kurzschlussfest sein soll.
Hi >Würde ich gerne tun, doch keines der vier Enden der Motorspulen ist mit >Masse verbunden, daher kann ich die Masse des Tastkopfs nirgendwo >anklemmen. An jeder H-Brücke befindet sich ein Shuntwiderstand (Rs1/Rs2) am Anschluss Sense1/Sense2. Und über den fließt der Motorstrom. MfG Spess
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spess53 schrieb: > An jeder H-Brücke befindet sich ein Shuntwiderstand (Rs1/Rs2) am > Anschluss Sense1/Sense2. Und über den fließt der Motorstrom. Stimmt, solche Widerstände gibt's. Also habe ich das mal gemessen, siehe Bild. Immerhin sieht man den Sinus. Der ist aber ziemlich abgehackt. Ich vermute mal, dass das mit der Strombegrenzung zu tun hat.
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Mit ein bisschen suchen habe ich ein Bild gefunden, das diese Decay-Modes beschreibt. Es gibt da zwei Möglichkeiten, den Strom auszuschalten, wenn der Soll-Strom erreicht ist. Die Eine ist, den Strom aus der Spule nach Masse abzuleiten. Das wird Fast Decay genannt. Gern über den Strommess-Widerstand. Dabei fällt der Strom relativ schnell ab. Der Nachteil ist, dass dabei der Strom zwischen An und Aus stark schwankt und damit der Motor eher lauter wird. Die andere Möglichkeit ist, die beiden Enden der Spule zusammen zu legen. Dann fällt der Strom deutlich langsamer ab, das nennt man Slow Decay. Dabei gibt es keine Masseverbindung. Damit ist der Motor leiser, allerdings fällt bei etwas höheren Drehzahlen der Strom nicht mehr schnell genug ab, so dass es zu unerwünschten Artefakten kommt, die man im Video im ersten Post sieht. Die schlauen Treiberhersteller sind dann noch auf die Idee gekommen, die beiden zu mischen, erst langsam, dann auf schnell umschalten. Das nennen sie Mixed Decay. Ganz neu in Mode ist, den Anteil des Slow Decay von der Stellung des Schrittmotors abhängig zu machen. Daneben gibt es noch ein paar mehr Phasen, denn im Slow Decay kann man natürlich den Strom nicht messen. tl;dr: Der Motorstrom geht nur teilweise über den Shunt des Treibers auf Masse. Zumindest, wenn ich das mit dem Decay richtig verstanden habe.
Hallo Markus, > Mit ein bisschen suchen habe ich ein Bild gefunden, das diese > Decay-Modes beschreibt. ... > Der Motorstrom geht nur teilweise über den Shunt des Treibers auf Masse. > Zumindest, wenn ich das mit dem Decay richtig verstanden habe. Das war das, was ich dir mit meinem letzten Post mitteilen wollte... Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Thorsten Ostermann schrieb: > Das war das, was ich dir mit meinem letzten Post mitteilen wollte... Jetzt verstehe ich. :-) Im zweiten Post hatte ich allerdings einen zusätzlichen Shunt direkt in die Leitung zwischen Treiber-Chip und Motorspule eingelötet.
Hallo, Die Firma Sensitec bietet magnetorestriktive Sensoren zur potenzialfreien Strommessung an. Sie haben eine deutlich höhere Grenzfrequenz als Hallsensoren. Erfahrungen habe ich mit den Bausteinen aber noch keine. Hier ein Testboard mit 5A Messbereich: http://de.rs-online.com/web/p/entwicklungskits-power-management/7918517/ Gruß, Martin Cibulski
Martin C. schrieb: > Die Firma Sensitec bietet magnetorestriktive Sensoren zur > potenzialfreien Strommessung an. Hui, fast 100 Euro :-) Irgendwie schreit die ganze Situation doch danach, dass ich da ein kleines Open Source Projekt auflege. Das sollte für 15 Euro machbar sein. Seltsam, dass das noch niemand gemacht hat.
Hi Was erhoffst du eigentlich von den Messungen? MfG Spess
Markus H. schrieb: > Also habe ich einen Shunt mit 0,2 Ohm in die Leitung der einen > Motorspule eingesetzt. Bei 1 A sollten da 200 mV abfallen. Ein > Metalloxid-Widerstand mit 2W. Da ich auch keinen Differenz-Tastkopf > habe, habe ich den zweiten Kanal angestöpselt und die Signale addiert, > eins davon invertiert. Mit einem einzigen Tastkopf geht das ja nicht > wegen der Masse. Nur wenn man unbedingt seine Schrittmotoransteuerung erden muß. Wenn man die Schaltung zum Messen erdfrei am Labornetzteil betreibt, sehe ich da kein Problem. Und da der Treiber ja den Strom steuert, kann der Widerstand auch größer sein, der Strom bleibt der gleiche. MfG Klaus
Hallo Spess, > > Was erhoffst du eigentlich von den Messungen? Ich weiss nicht was der OP damit vorhat, aber man kann damit z.B. ganz gut beurteilen, wie gut die Stromregelung so funktioniert. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Thorsten Ostermann schrieb: > man kann damit z.B. ganz > gut beurteilen, wie gut die Stromregelung so funktioniert. Genau. Einen Schrittmotor ruhig laufen zu lassen ist bei näherer Betrachtung eine ziemlich komplizierte Sache, das sollte man sich schon mal anschauen.
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