Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Atmel/Arduino; Schrittmotor langsam laufen lassen (0,5U/h) für Teleskop


von Detlev S. (drahtbruecke)


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Hallo Leute,

ich hab hier ein Projekt bei dem ich gerne ein Teleskop seeeehr langsam 
drehen möchte, Stichwort "Nachführung".
Als Low-Budget-Lösung einen kleinen Stepper von Max P. aus der 
Bastelkiste, ein Arduino und ein L293D.

Das Ding macht schön seine 200 Voll- bzw 400 Halbschritte. Aber eben nur 
1 Vollschritt alle 4 Sekunden. Eine kontinuierliche(re) Bewegung wäre 
besser.
PWM für Mikroschritte kriegt man wohl in der Zeit mit 'nem Atmel 
irgendwie hin.

Ein Servo wäre hier wohl besser, aber es soll Low-Budget sein und ich 
hab alle Teile schon hier rumliegen. Der Motor treibt eine Schnecke an.

Frage an die Praktiker: Geht das überhaupt, einen Schrittmotor so 
langsam laufen zu lassen oder lauf ich da in Probleme rein die ich jetzt 
noch gar nicht sehe?

Danke für eure Antworten

Detlev

von Jim M. (turboj)


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Wäre da ein (weiteres) Untersetzungsgetriebe nicht einfacher?

von Detlev S. (drahtbruecke)


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"Einfach" wäre der Kauf einer fertigen Nachführung. Es geht ja auch ums 
programmieren lernen.

Detlev

von Falk B. (falk)


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@ Detlev S. (drahtbruecke)

>Das Ding macht schön seine 200 Voll- bzw 400 Halbschritte. Aber eben nur
>1 Vollschritt alle 4 Sekunden.

Wieso?

>PWM für Mikroschritte kriegt man wohl in der Zeit mit 'nem Atmel
>irgendwie hin.

Dann tu das, wenn gleich auch das seine Grenzen hat.

>Ein Servo wäre hier wohl besser, aber es soll Low-Budget sein und ich
>hab alle Teile schon hier rumliegen. Der Motor treibt eine Schnecke an.

Wie groß ist die mechanische Übersetzung? Wieviele Vollschritte/h 
entsprechen 0,5U/h?

>Frage an die Praktiker: Geht das überhaupt, einen Schrittmotor so
>langsam laufen zu lassen oder lauf ich da in Probleme rein die ich jetzt
>noch gar nicht sehe?

Die Mikroschritte kann man nicht unendlich klein machen. Vielleicht 
kriegt man 256 Mikroschritte zwischen den Vollschritten hin, viel mehr 
aber eher nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Detlev S. schrieb:
> PWM für Mikroschritte kriegt man wohl in der Zeit mit 'nem Atmel
> irgendwie hin.

Damit die Schritte gleich groß sind, muss der Motor dafür optimiert 
sein. Nicht jeder Schrittmotor ist für Mikroschritt geeignet, wenn es 
drauf an kommt, dass die gleich groß sind.

> Ein Servo wäre hier wohl besser, aber es soll Low-Budget sein und ich
> hab alle Teile schon hier rumliegen. Der Motor treibt eine Schnecke an.
>
> Frage an die Praktiker: Geht das überhaupt, einen Schrittmotor so
> langsam laufen zu lassen oder lauf ich da in Probleme rein die ich jetzt
> noch gar nicht sehe?

Tausende von Teleskopmontierungen laufen mit Schrittmotoren. Der Vorteil 
von Servomotoren ist, dass man damit höhere Schwenkgeschwindigkeiten 
erreichen kann, z.B. um Objekte schnell anzufahren oder um Satelliten zu 
verfolgen.

von Peter II (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Tausende von Teleskopmontierungen laufen mit Schrittmotoren.

klar, aber dann vermutlich mit der richtigen Getriebe.

von Karl (Gast)


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Habe ein Elektrozylinder mit einem Schrittmotor aufgebaut, weil ich auch 
teilweise sehr kleine Abstufungen brauchte. Ich habe dazu eine fertige 
Endstufe mit einstellbaren Mikroschrittbetrieb verwendet und auf eine 
12800er Teilung eingestellt. Damit lassen sich Bewegungen im 1/1000 mm 
Bereich zuverlässig steuern (Ist bei mir Kraftgesteuert), wobei 1U vom 
Schrittmotor 5 mm Bewegung entsprechen.

von Falk B. (falk)


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@Karl (Gast)

>Endstufe mit einstellbaren Mikroschrittbetrieb verwendet und auf eine
>12800er Teilung eingestellt.

12800 Mikroschritte / Umdrehung? Das wären bei einem klassischen 200 
Vollschrittmotor 64 Mikroschritte/Vollschritt. Klingt plausibel.

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Der Motor soll sich in 24Stunden 10x komplett drehen. Es ist ein 
Schrittmotor mit 200 Schritten. Das ergibt etwa 1 Schritt in 4 Sekunden 
oder 1/2 Schritt in 2 Sek

von Karl (Gast)


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Falk B. schrieb:
> 12800 Mikroschritte / Umdrehung?

Ja, so ist es.

von Wolfgang (Gast)


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Peter II schrieb:
> klar, aber dann vermutlich mit der richtigen Getriebe.

Normalerweise wird ein dickes Schneckenrad als letzte Stufe verwendet. 
Das Getriebe davor darf gar nicht so doll untersetzen, weil der 
Schrittmotor sonst das Teleskop nicht mehr in erträglicher Zeit 
schwenken kann, um z.B. bei einer Deutschen Montierung zwischen Ost- und 
Westhimmel zu wechseln.

von Dieter F. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Die Mikroschritte kann man nicht unendlich klein machen. Vielleicht
> kriegt man 256 Mikroschritte zwischen den Vollschritten hin, viel mehr
> aber eher nicht.

Ja - aber warum, wenn man auch ein Getriebe einsetzen kann. Die 
"Präzision" der Mikroschritte ist - soweit mir bekannt - nicht unbedingt 
optimal.

Z.B. http://www.phytron.de/antrieb/index.php?Set_ID=307&tl_id=29

Die schreiben ab 1/20, aber woanders habe ich gelesen, dass auch im 
unteren Bereich (bis 1/16) ca. 15 % Abweichung normal sind (finde 
aktuell die Quelle nicht). Da hier mit "Haltemomenten" gespielt wird ist 
das für mich nachvollziehbar - aber ich bin auch kein Techniker.

von Skypic (Gast)


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Hallo

das geht wohl am besten mit zusätzlichen Unterstezungsgetriebe - 
zumindest alle käuflichen Nachführungen (auch nur die kleinen nackten 
Kameranachführungen) haben das so gelöst.
Nur sind diese Getriebe, zumindest wenn für die Fotografie mit langen 
Brennweiten bzw. durch das Teleskop nicht einfach mal "so eben" 
aufgebaut da alles spielfrei sein muss und einen minimalen Gangfehler 
aufweisen darf. Die weiter Meachnik drum herum ist ab ein bestimmten 
Leistungsfähigkeit auch sehr anspruchsvoll.
Für die rein optische Beobachtung bzw. kurze Brennweiten sieht das dann 
nicht mehr ganz so schlimm aus.
Überigens: Eines der wenigen Gebiete wo eventuell ein Selbstbau auch 
finanziell einen Vorteil bieten könnte, selbst einfachste Nachführungen 
für eine kleine DSLR oder auch nur Kompaktkamera sind doch sehr teuer.
Wahrscheinlich bist du mit deiner Frage in Astronomieforen besser 
aufgehoben, wenn es um elektrotechnische Details geht 
(Motortreiberauslegung, Detailfragen Stromversorgung, µC 
Programmierung...) kannst du ja immer noch hier nachfragen.


Skypic

von Algu (Gast)


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Willst du eine Nachführung für Fotografie oder nur verhindern, dass das 
angepeilte Objekt andauernd aus dem Blickfeld verschwindet?
Eine Nachführung mit Synchronmotor wäre deutlich einfacher zu 
realisieren, sofern du kein Goto bauen willst.

von Falk B. (falk)


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@ Detlev S. (drahtbruecke)

>Der Motor soll sich in 24Stunden 10x komplett drehen. Es ist ein
>Schrittmotor mit 200 Schritten.

Macht 2000 Schritte in 24h bzw 86400s

> Das ergibt etwa 1 Schritt in 4 Sekunden
>oder 1/2 Schritt in 2 Sek

???
Ich komme auf 2000 Schritte/86400s = 0,023 Schritte/s bzw. 1 
Schritt/43,2s

OK. Und da dir dieser Halbschritt in ~22s wahrscheinlich zu grob ist, 
musst du auf Mikroschritte gehen. Selbst mit moderaten 16 
Mikroschritten/Vollschritt wäre das dann 1 Mikroschritt pro 2,7s. Bei 
256 Mikroschritten wäre es ein Mikroschritt/168ms.

Versuch es mal damit und wir sehen wie weit du kommst.

von Dieter F. (Gast)


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Skypic schrieb:
> da alles spielfrei sein muss

Hmm, wenn ich in eine Richtung justiert habe - und dann "weiterfahre" - 
sollte das "Getriebespiel" (aus meiner laienhaften Sicht) keine Rolle 
mehr spielen. Bei einer "Umkehr" taucht das Spiel natürlich wieder auf 
...

von Wolfgang (Gast)


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Dieter F. schrieb:
> Hmm, wenn ich in eine Richtung justiert habe - und dann "weiterfahre" -
> sollte das "Getriebespiel" (aus meiner laienhaften Sicht) keine Rolle
> mehr spielen.

Bei der normalen Astrophotographie läuft der Motor für die Nachführung 
immer nur in ein Richtung, weil die Erde sich ziemlich konstant dreht. 
Für Korrekturen wird allenfalls die Schrittgeschwindigkeit verringert. 
Das Teleskop muss aber richtig ausbalanchiert sein, damit das Getriebe 
und die ganze Montierung immer ein leichtes Drehmoment in eine feste 
Richtung bekommt.

Über welche Genauigkeiten/Brennweiten reden wir hier überhaupt. 
Unterhalb von 5" wird es meist interessant.

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Blöde Handy-tipperei...
100 Umdrehungen, nicht 10.Sorry.
So, Akku ist gleich alle.

von Martin S. (led_martin)


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Wolfgang schrieb:
> Damit die Schritte gleich groß sind, muss der Motor dafür optimiert
> sein. Nicht jeder Schrittmotor ist für Mikroschritt geeignet, wenn es
> drauf an kommt, dass die gleich groß sind.

Auch mit nicht für Mikroschritt optimierten Motoren lässt sich viel 
machen, besonders wenn man selber bastelt, dann kann man die Kurvenform 
der Ströme an den eigenen Motor anpassen, nicht nur an den Typ, sondern 
sogar an dieses Exemplar. 256 Mikroschritte pro Vollschritt sind 
durchaus machbar. Das man bei Schrittmotoren mit einer gewissen 
Abweichung von der Sollposition rechnen muß, ist prinzipbedingt, der 
Rotor richtet sich ja nur nach dem Magnetfeld aus, das ist halt etwas 
weich. Diese Abweichungen hat man aber auch bei Vollschritt (Hersteller 
geben da oft Werte von 5% .. 10% Vollschrittwinkel an). Hier geht es 
aber vorallem darum, den Lauf ruhiger zu machen, und das ist mit 
Mikroschritten machbar.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von Falk B. (falk)


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>100 Umdrehungen, nicht 10.Sorry.

OK, dann passt es doch, man sollte mit 1/16 Mikroschritten auskommen. 
Probieren geht über studieren. Schreib mal wie die Sache ausgeht.

von Thorsten S. (thosch)


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Detlev S. schrieb:
> Blöde Handy-tipperei...
> 100 Umdrehungen, nicht 10.Sorry.
Ok. Ein Schneckenrad mit 100 Zähnen klingt auch wesentlich glaubwürdiger 
als eines mit nur 10. ;-)

Aber die Schnecke direkt mit dem Schrittmotor anzutreffen wirft zwei 
Probleme auf:

1. Ein Schritt entspricht 1'4,8" am Schneckenrad, und damit auch am 
Himmel.
Das ist recht grob, da bist Du mit 30 Schritten einen 
Vollmonddurchmesser weiter...
Auch Halb- oder Mikroschritte holen dich aus dieser Misere nicht 
wirklich raus.
Das reicht vielleicht für Fotos mit 'nem Weitwinkel, aber ist für ein 
Teleskop viel zu ungenau, zumal der Motor seine Schritte ja nicht 
ruckfrei macht!

2. Das benötigte Drehmoment an der Schnecke wird einen "dicken" 
Schrittmotor erfordern, wenn nicht eine weitere Untersetzung dazwischen 
liegt.

Gruß,
Thorsten


Edit: ein entscheidendes "nicht" ergänzt

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


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Thorsten S. schrieb:

> Das ist recht grob, da bist Du mit 30 Schritten einen
> Vollmonddurchmesser weiter... [...] Das reicht vielleicht
> für Fotos mit 'nem Weitwinkel,

Wenn man 30 µm Abweichung toleriert, darf man maximal ein
100mm-Objektiv verwenden, dann ist Schluss.

> [...] zumal der Motor seine Schritte ja nicht
> ruckfrei macht!

Reine Frage der Ansteuerung.

Das Problem rührt daher, dass ein Antrieb, der ursprünglich
für reine Positionieraufgaben ("Punktsteuerung") vorgesehen
war, unbedingt für Bahnsteuerungen verwendet werden muss.

Irgendwer - die Elektronik-Entwickler? die Marketing-Fritzen? -
bekommt es intellektuell nicht auf die Reihe, einen Schrittmotor
einfach als Synchronmotor mit hoher Polpaarzahl aufzufassen.

Die Schrittmotor-Endstufe würde dann einfach zu einem Umrichter,
der frequenzvariablen Vier-Phasen-Drehstrom liefert, und das
ganze Drama mit Vibrationen und Mikroschritten löst sich in
Luft auf.
An der beschränkten (Positionier-)Genauigkeit der Mikroschritte
ändert sich natürlich nichts.

> 2. Das benötigte Drehmoment an der Schnecke wird einen
> "dicken" Schrittmotor erfordern, wenn nicht eine weitere
> Untersetzung dazwischen liegt.

Naja. 0.5 Nm ist für einen Schrittmotor nicht so besonders
viel. Trotzdem wirken am Umfang einer Schnecke mit z.B.
5 mm Radius schon 100 N.

von Falk B. (falk)


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@ Possetitjel (Gast)

>Irgendwer - die Elektronik-Entwickler? die Marketing-Fritzen? -
>bekommt es intellektuell nicht auf die Reihe, einen Schrittmotor
>einfach als Synchronmotor mit hoher Polpaarzahl aufzufassen.

Das ist ja quasi Mikroschrittbetrieb.

von Dieter F. (Gast)


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Martin S. schrieb:
> (Hersteller
> geben da oft Werte von 5% .. 10% Vollschrittwinkel an).

Werden die genauer, je öfter man die "bespricht"?
Vielleicht kann man mit Kerzen etc. noch nachschärfen :-)

von Karl (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Diese Abweichungen hat man aber auch bei Vollschritt (Hersteller
> geben da oft Werte von 5% .. 10% Vollschrittwinkel an).

Das ist aber ein symmetrischer Fehler. Nach einer Umdrehung summieren 
sich die Fehler zu Null auf.

Ich halte die Wahrscheinlichkeit, dass man für die Aufgabe mit 
Mikroschrittbetrieb ein brauchbares Ergebnis bekommt. Bei 24h Betrieb 
muss man wahrscheinlich aber auch darauf achten, dass man eine 
ausreichend genaue Taktquelle hat.

von Dieter F. (Gast)


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Karl schrieb:
> Nach einer Umdrehung summieren
> sich die Fehler zu Null auf

Ja, das hilft natürlich. Was zwischendurch passiert (Verschiebungen) ist 
halt Pech. Ein verwackeltes Bild kann durchaus künstlerisch interessant 
sein.

von Falk B. (falk)


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@ Karl (Gast)

>> Diese Abweichungen hat man aber auch bei Vollschritt (Hersteller
>> geben da oft Werte von 5% .. 10% Vollschrittwinkel an).

>Das ist aber ein symmetrischer Fehler. Nach einer Umdrehung summieren
>sich die Fehler zu Null auf.

Das ist nicht das Thema, sondern der mechanische Jitter, der durch die 
Abweichungen der 200 Schrittpositionen von den idealen Positionen 
entsteht.
Das Teleskop "eiert" vor und zurück, anstatt ideal gleichmäßig zu 
drehen.

von Dieter F. (Gast)


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Karl schrieb:
> Ich halte die Wahrscheinlichkeit,

Hast Du das mal überprüft? Wenn sogar die Hersteller das Gegenteil 
ausweisen scheint mir das weit hergeholt ...

von Karl (Gast)


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Dieter F. schrieb:
> Wenn sogar die Hersteller das Gegenteil
> ausweisen scheint mir das weit hergeholt ...

Welcher Hersteller weist was aus? Weißt du welche abs. Genauigkeit der 
TO braucht?

von Amateur (Gast)


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Zugegeben, ich habe nicht jeden Beitrag, bis zum letzten Komma 
analysiert, aber ich verstehe so einiges nicht. So z.B.:

Warum soll ein Schrittmotor nicht jede beliebige Schrittanzahl 
(Schrittgeschwindigkeit) haben können. Zugegeben nach oben hin gibt es 
Grenzen, aber ein Schritt pro Jahr, oder weniger, sollte kein Problem 
sein.

Mikroschritte sind in meinen Augen "Krücken". Die Leistung fällt dabei 
ins Bodenlose. Schaut euch dabei doch mal die Verhältnisse bei Schritt 7 
nach 8 an, einer "ganz normalen" Situation, im 16-tel Schrittmodus. Da 
muss die Last besser als supersauber gleiten.

Ich würde die Überlegung anhand eines Schrittes angehen. Also kann ich 
mit der damit generierten Bewegung leben, oder ist diese zu groß? Dies 
sollte, vor allem, in die Überlegung: Getriebe oder Ja, eingehen.

Da uns der TO mit so Dingen, wie der beteiligten Massen, verschont hat 
ist natürlich eine Betrachtung zur Motorleistung ausgeschlossen. Als 
"Gelegenheitsknipser" weis ich aber: Optik ist nicht nur teuer.
Aus meiner Studienzeit weiß ich noch: Massen zu beschleunigen ist 
ebenfalls teuer. Etwas, das wohl immer noch Gültigkeit hat. Ein Aspekt, 
der direkt in die Überlegung zur Motorleistung, oder deren Fehlen, 
eingeht.
Natürlich kann ich mit dem entsprechenden Getriebe aus fast nix 'ne 
große Kraft generieren, aber wenn z.B. der Mond eine höhere 
"Verstellgeschwindigkeit" erreicht als meine Linse, dann ist an der 
falschen Stelle gespart worden.

Da aber wiederum Motor und Getriebe direkt in die spätere Konstruktion 
eingehen und diese dann auch, nachträglich, kaum geändert werden kann...

von Dieter F. (Gast)


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Karl schrieb:
> Welcher Hersteller weist was aus? Weißt du welche abs. Genauigkeit der
> TO braucht?

Beitrag "Re: Atmel/Arduino; Schrittmotor langsam laufen lassen (0,5U/h) für Teleskop"

gelesen? Ganz unten (Mikroschrittbetrieb vs. Auflösung:)  ...

von Dieter F. (Gast)


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Amateur schrieb:
> Schaut euch dabei doch mal die Verhältnisse bei Schritt 7
> nach 8 an

Kannst Du das bitte mal anschaulich darstellen?

von Falk B. (falk)


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@Amateur (Gast)

>Warum soll ein Schrittmotor nicht jede beliebige Schrittanzahl
>(Schrittgeschwindigkeit) haben können.

Man kann nicht beliebig fein auflösen. Man kann zwar sehr langsam die 
Schritte durchfahren, aber ein Schritt ist dann immer noch ein "harter" 
Schritt. Ist er zu groß, sieht man ein Ruckeln.

>Aus meiner Studienzeit weiß ich noch: Massen zu beschleunigen ist
>ebenfalls teuer.

Je langsamer man dreht umso weniger wird aber beschleunigt.

von Karl (Gast)


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Amateur schrieb:
> Mikroschritte sind in meinen Augen "Krücken". Die Leistung fällt dabei
> ins Bodenlose. Schaut euch dabei doch mal die Verhältnisse bei Schritt > 7 nach 
8 an, einer "ganz normalen" Situation, im 16-tel Schrittmodus.
> Da muss die Last besser als supersauber gleiten.

Mikroschritte sind Stand der Technik. Wenn die Kraft zwischen Schritt 7 
und 8 nicht reicht, wird es spätestens im nächsten Vollschritt 
aufgehohlt. Mann muss halt einen ausreichend großen Motor nehmen, steht 
auch im von Dieter F zitierten Artikel. Fakt ist, dass der 
Mikroschrittbetrieb den Lauf ruhiger macht.

Dieter F. schrieb:
> gelesen? Ganz unten (Mikroschrittbetrieb vs. Auflösung:)  ...

Das steht aber nix dazu ob nun ein Schrittmotor zur Nachführung von 
einem Teleskop geeignet ist oder nicht. Spätestens, wenn man den 
Schrittmotor mit einem hochauflösenden Winkelsensor ausstattet kann man 
im Mikroschrittbetrieb auch die gewünschte Position erreichen, steht 
auch in dem Artikel.

von Amateur (Gast)


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>Man kann nicht beliebig fein auflösen. Man kann zwar sehr langsam die
>Schritte durchfahren, aber ein Schritt ist dann immer noch ein "harter"
>Schritt. Ist er zu groß, sieht man ein Ruckeln.

Vielleicht habe ich mich etwas missverständlich ausgedrückt. Zum 
"weicheren" Fahren habe ich nichts gegen - sinnvoll unterteilte - Hilfs- 
bzw. Mikroschritte. Wohl aber gegen die genaue Positionierung auf 
Position 3835+8/16.


>Je langsamer man dreht umso weniger wird aber beschleunigt.

Man sollte die Betriebsarten: Nachführen und Positionieren strikt 
auseinanderhalten aber nicht vergessen, dass beide "normal" sind.

von Falk B. (falk)


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@ Amateur (Gast)

>Vielleicht habe ich mich etwas missverständlich ausgedrückt. Zum
>"weicheren" Fahren habe ich nichts gegen - sinnvoll unterteilte - Hilfs-
>bzw. Mikroschritte.

OK

> Wohl aber gegen die genaue Positionierung auf
>Position 3835+8/16.

Das ist hier nicht gefragt.

>Man sollte die Betriebsarten: Nachführen und Positionieren strikt
>auseinanderhalten aber nicht vergessen, dass beide "normal" sind.

Ja, aber im wesentlichen geht es hier um Nachführen.

von Possetitjel (Gast)


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Falk B. schrieb:

>>Warum soll ein Schrittmotor nicht jede beliebige Schrittanzahl
>>(Schrittgeschwindigkeit) haben können.
>
> Man kann nicht beliebig fein auflösen. Man kann zwar sehr
> langsam die Schritte durchfahren, aber ein Schritt ist dann
> immer noch ein "harter" Schritt.

Genau hier zeigt sich der Quatsch, den ich oben angeprangert
habe: Warum "macht" der Schrittmotor einen "Schritt"?

Antwort: Weil ihn die Endstufe nur schrittweise ansteuert !

Wenn ich einen normalen Synchronmotor mit genauso saumäßig
verzerrtem 4-Phasen-Drehstrom ansteuere, wie man das mit
Schrittmotoren macht, dann "macht" der Synchronmotor auch
nur "Schritte"!

Die ganze Schrittmacherei ist gar keine Eigenheit des Motors ,
sondern der Ansteuerung !

Derselbe Unsinn mit dem "Mikroschrittbetrieb": Der Mikroschritt-
betrieb ermöglicht nicht primär eine bessere Positionierung,
sondern eine Bewegung mit weniger Vibrationen. Der korrekte
Name dafür ist "Bahn-Interpolator"!

von Possetitjel (Gast)


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Amateur schrieb:

> Man sollte die Betriebsarten: Nachführen und Positionieren
> strikt auseinanderhalten aber nicht vergessen, dass beide
> "normal" sind.

Ja, sollte man.

Die Automatisierungstechnik kennt dafür sogar passende
Begriffe: Punktsteuerung und Bahnsteuerung.

Beide Betriebsarten sind gewissermaßen komplementär
zueinander.
Bei der Bahnsteuerung ("Nachführung") wünscht man sich eine
möglichst stetige Bewegung ohne erzwungene Ruhepausen; die
Positionen sind nur Hilfsmittel zur Bahnbeschreibung (CNC-Fräse,
3D-Drucker etc.)

Demgegenüber sind bei der Punktsteuerung ("Positionierung") die
Ruhephasen, d.h. das Verharren an festgelegten Positionen gerade
das Ziel der ganzen Aktion - die Bewegungen zwischen den
Positionen ist nur ein notwendiges Übel (Punktschweissen, Bohren,
Leiterplatten bestücken).

von m.n. (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Die ganze Schrittmacherei ist gar keine Eigenheit des Motors ,
> sondern der Ansteuerung !

Darum drehen sich Schrittmotorachsen auch so leicht, wenn man die 
Ansteuerung wegläßt?
Bei mir leider nicht, da muß ich wohl nachölen.

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Algu schrieb:
> Willst du eine Nachführung für Fotografie oder nur verhindern, dass das
> angepeilte Objekt andauernd aus dem Blickfeld verschwindet?
> Eine Nachführung mit Synchronmotor wäre deutlich einfacher zu
> realisieren, sofern du kein Goto bauen willst.

Low-Budget-Goto?
Ich dachte das nennt sich "Karkoschka" und hat abwischbare Seiten ;-)

Für's erste mal nur visuell beobachten aber Foto wäre vielleicht ein 
Versuch wert. Eine modifizierte Webcam hätte ich, die macht eh nur 
VGA-Auflösung und kann nur max 0,2s belichten (Quickcam 3000).

Mal nachrechnen was dann passieren würde...
Das Teleskop hat 300mm Brennweite bei 76mm Spiegeldurchmesser. Der Mond 
passt gerade ins Bild, also "sieht" die Kamera etwa 0,5° Feld. 1 Pixel 
wäre dann  0,5°/480 Pixel = 0,001° breit.
Die Zeit um 1 Pixel weit zu wandern wäre 1 Tag/(360°/0,001°) = 0,25 sek.

Momentan steht der Motor 2 Sekunden am Stück, also wandert alles 8 Pixel 
weit bevor nachgeregelt wird. Jede Bewegung die nur halbwegs in die 
richtige Richtung geht dürfte diese Situation verbessern.

Wenn das Ding visuell was bringt ist ja schon was gewonnen und wenn es 
fotografisch nichts bringt ist nicht viel verloren.

Ich frag mich momentan nur ob der Motor stark genug ist. Es ist der 
hier:
http://www.pollin.de/shop/downloads/D310455D.PDF

Ich pack ihn mal an die Achse meiner EQ-1-Montierung und probier es aus.

von Possetitjel (Gast)


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m.n. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Die ganze Schrittmacherei ist gar keine Eigenheit des
>> Motors, sondern der Ansteuerung!
>
> Darum drehen sich Schrittmotorachsen auch so leicht, wenn
> man die Ansteuerung wegläßt?
> Bei mir leider nicht, da muß ich wohl nachölen.

Ich würde Deinem Verständnis gern weiterhelfen.

Leider enthält allein die eine rhetorische Frage, die Du
gestellt hast, drei sachliche bzw. logische Fehler.

Ich sehe daher im Moment keine Möglichkeit, Dir irgendwie
weiterzuhelfen.

von Possetitjel (Gast)


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Detlev S. schrieb:

> Momentan steht der Motor 2 Sekunden am Stück, also wandert
> alles 8 Pixel weit bevor nachgeregelt wird.

Moment... das verstehe ich noch nicht ganz. Ich rechne mal
rückwärts: Ein Tag hat rund 80'000 Sekunden.

Alle 2 Sekunden ein Schritt gibt 40'000 Schritte für einen
Vollkreis.

Wie ich verstanden habe, hat Dein Getriebe eine Untersetzung
von 1:100 (stimmt das?). Somit müsste der Motor 100 Umdrehungen
mit jeweils 400 Schritten machen, damit sich das Fernrohr
einmal ganz herum dreht.

> Jede Bewegung die nur halbwegs in die richtige Richtung
> geht dürfte diese Situation verbessern.

Nun ja; der von Dir unten verlinkte Motor hat 400 Vollschritte
je Umdrehung (=0.9° Schrittwinkel). Halbschrittbetrieb sollte
aber kein Problem sein; Du kannst also jede Sekunde einen
Halbschritt machen und hast den Fehler halbiert (4 Pixel).
Das muss auf jeden Fall gehen.

Mit noch feineren Schritten ("Mikroschrittbetrieb") zu
experimentieren lohnt sich in jedem Falle; es geht ja nicht
um extreme Positioniergenauigkeit (die nicht erreicht wird),
sondern um "Bahn-Interpolation", d.h. um gleichmäßige Bewegung.
Da hätte ich wenig Hemmung, das zu probieren.

> Ich frag mich momentan nur ob der Motor stark genug ist. Es
> ist der hier:
> http://www.pollin.de/shop/downloads/D310455D.PDF

Der Motor wird bei ganz langsamen Geschwindigkeiten
irgendwo bei 50 N*cm herauskommen, das sind 0.5 Nm oder
500 mNm.
Am Umfang einer Schnecke mit z.B. 5 mm Radius wirken
folglich 100 N. Das entspricht der Gewichtskraft einer
Masse von 10 kg.

Sofern die Schnecke nicht angebremst ist, sollte das meiner
Meinung nach genügen.

Achtung! Auf der Abtriebsseite wirkt ein wesentlich größeres
Drehmoment! (Theoretisch 50 Nm, praktisch vielleicht 30 Nm.)

> Ich pack ihn mal an die Achse meiner EQ-1-Montierung und
> probier es aus.

Probiere es und berichte. :)
Viel Erfolg.

von Wolfgang (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Irgendwer - die Elektronik-Entwickler? die Marketing-Fritzen? -
> bekommt es intellektuell nicht auf die Reihe, einen Schrittmotor
> einfach als Synchronmotor mit hoher Polpaarzahl aufzufassen.
>
> Die Schrittmotor-Endstufe würde dann einfach zu einem Umrichter,
> der frequenzvariablen Vier-Phasen-Drehstrom liefert, und das
> ganze Drama mit Vibrationen und Mikroschritten löst sich in
> Luft auf.

DU hast es nicht verstanden. Ein Frequenzumrichter ist nichts anderes 
als ein Mikroschritttreiber.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Tip: Für Nachführungen eignen sich simple, billige Uhrwerke ganz gut. 
U.U. insbesondere, wenn sie für ein 24-Stunden-Ziffernblatt gemacht 
sind.

von Possetitjel (Gast)


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Wolfgang schrieb:

> DU hast es nicht verstanden.

Das glaube ich nicht, Tim.

> Ein Frequenzumrichter ist nichts anderes als ein
> Mikroschritttreiber.

Eben.

Da beides im Kern identisch ist, ist einer der Begriffe
überflüssig. Am "Mikroschritttreiber" ist - verglichen
mit klassischen Frequenzumrichtern - nichts so neu oder
andersartig, dass es ein eigenes Wort dafür brauchen würde.

von Wolfgang (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Am "Mikroschritttreiber" ist - verglichen
> mit klassischen Frequenzumrichtern - nichts so neu oder
> andersartig, dass es ein eigenes Wort dafür brauchen würde.

Das liegt wohl ein bisschen an dem Kontext. In verschiedenen 
Arbeitsbereichen gibt es nun mal verschiedene Begriffe für das selben 
Ding. In der Evolutionsbiologie nennt man das wohl konvergente 
Entwicklung. Die FUs haben sich als Geschwindigkeitsregelung für 
Synchronmotoren entwickelt, i.e. einer Geschwindigkeitssteuerung, die 
Mikroschritttreiber aus der Verfeinerung eines 
Schrittmotorrechteckantriebs, i.e. einer Positionsregelung.

von Karl (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Da beides im Kern identisch ist, ist einer der Begriffe
> überflüssig. Am "Mikroschritttreiber" ist - verglichen
> mit klassischen Frequenzumrichtern - nichts so neu oder
> andersartig, dass es ein eigenes Wort dafür brauchen würde.

Am auto ist im Vergleich zur Kutsche auch nichts neues, vier Räder, zwei 
davon Lenkbar, trotzdem heißt es heute nicht mehr Motorkutsche.

Eine Schrittmotorsteuerung unterscheidet sich von einem FU schon darin, 
dass der eine mit Gleichstrom und der andere mit Wechselstrom versorgt 
wird. Von daher erübrigt sich für ersteres schon der Begriff FU.

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Md M. schrieb:
> Tip: Für Nachführungen eignen sich simple, billige Uhrwerke ganz gut.
> U.U. insbesondere, wenn sie für ein 24-Stunden-Ziffernblatt gemacht
> sind.

Eine "Eieruhr-Barndoor" steht auch auf meiner ToDo-Liste!

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Possetitjel schrieb:
> Detlev S. schrieb:
>
>> Momentan steht der Motor 2 Sekunden am Stück, also wandert
>> alles 8 Pixel weit bevor nachgeregelt wird.
>
> Moment... das verstehe ich noch nicht ganz. Ich rechne mal
> rückwärts: Ein Tag hat rund 80'000 Sekunden.
>
> Alle 2 Sekunden ein Schritt gibt 40'000 Schritte für einen
> Vollkreis.
>
> Wie ich verstanden habe, hat Dein Getriebe eine Untersetzung
> von 1:100 (stimmt das?). Somit müsste der Motor 100 Umdrehungen
> mit jeweils 400 Schritten machen, damit sich das Fernrohr
> einmal ganz herum dreht.
Ja, 100 Umdrehungen des Motors entsprechen einer Nachführung für einen 
ganzen Tag.
>
>> Jede Bewegung die nur halbwegs in die richtige Richtung
>> geht dürfte diese Situation verbessern.
>
> Nun ja; der von Dir unten verlinkte Motor hat 400 *Vollschritte*
> je Umdrehung (=0.9° Schrittwinkel). Halbschrittbetrieb sollte
Da bin ich auch erst drauf reingefallen. Die schlauen Jungs haben 
Halbschrittbetrieb für das Diagramm gewählt. Dieser Motor macht wie 
viele andere seine Art "nur" 200 Vollschritte.

[...]
>> Ich pack ihn mal an die Achse meiner EQ-1-Montierung und
>> probier es aus.
>
> Probiere es und berichte. :)
Aye Sir!

> Viel Erfolg.
Danke!

von Thorsten S. (thosch)


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Possetitjel schrieb:
> Wenn man 30 µm Abweichung toleriert, darf man maximal ein
> 100mm-Objektiv verwenden, dann ist Schluss.
Ja, aber das ist die reine Hochrechnung der Schrittweite bei idealer 
Ausführung ohne jegliche Schwingungseffekte usw.
Und wenn man bedenkt, daß heutige DSLRs Pixelgrößen zwischen 8µm bis 
unter 4µm haben, ist das schon eine Menge.

> Das Problem rührt daher, dass ein Antrieb, der ursprünglich
> für reine Positionieraufgaben ("Punktsteuerung") vorgesehen
> war, unbedingt für Bahnsteuerungen verwendet werden muss.
Soweit stimme ich Dir zu, keine Frage.

> Irgendwer - die Elektronik-Entwickler? die Marketing-Fritzen? -
> bekommt es intellektuell nicht auf die Reihe, einen Schrittmotor
> einfach als Synchronmotor mit hoher Polpaarzahl aufzufassen.
Das trifft aber so nur für einen reinen Reluktanzmotor zu, bei dem
der Rotor ohne Stromfluß völlig frei dreht.
Die üblicherweise verwendeten Schrittmotoren sind aber Hybridmotoren mit 
einem starken Permanentmagneten im Rotor und daher nicht zu 
vernachlässigendem magnetischen Rastmoment, auch im stromlosen Zustand.

> Die Schrittmotor-Endstufe würde dann einfach zu einem Umrichter,
> der frequenzvariablen Vier-Phasen-Drehstrom liefert, und das
> ganze Drama mit Vibrationen und Mikroschritten löst sich in
> Luft auf.
Dann braucht man aber einen reinen Reluktanzmotor...
Bei einem gewöhnlichen (Hybrid-) Schrittmotor hat man auch bei rein
analoger Ansteuerung mit sinusförmigem Drehstrom kein konstantes 
Antriebs-Drehmoment. Mit zunehmender Drehzahl kompensiert natürlich die 
Massenträgheit des Rotors diesen Effekt, aber hier geht es ja gerade um 
die langsame Bewegung.

Eine Mikroschritt-Ansteuerung mit hinreichend vielen Schritten macht 
doch letztlich genau das gleiche wie Dein Frequenzumrichter.

> Naja. 0.5 Nm ist für einen Schrittmotor nicht so besonders
> viel. Trotzdem wirken am Umfang einer Schnecke mit z.B.
> 5 mm Radius schon 100 N.
Der vom TO gewählte Motor hat rund 10 Prozent davon.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Thorsten S. schrieb:
> Ja, aber das ist die reine Hochrechnung der Schrittweite bei idealer
> Ausführung ohne jegliche Schwingungseffekte usw.
> Und wenn man bedenkt, daß heutige DSLRs Pixelgrößen zwischen 8µm bis
> unter 4µm haben, ist das schon eine Menge.

Das Begrenzende ist bei längeren Brennweiten nicht die Pixelgröße der 
Kamera, sondern die Luftunruhe. Damit ein Stern durch Nachführfehler 
nicht länglich erscheint, müssen diese im Vergleich zur Verschmierung 
durch die Luftunruhe ausreichend klein sein.

von Thorsten S. (thosch)


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Possetitjel schrieb:
> Detlev S. schrieb:
>> Ich frag mich momentan nur ob der Motor stark genug ist. Es
>> ist der hier:
>> http://www.pollin.de/shop/downloads/D310455D.PDF
>
> Der Motor wird bei ganz langsamen Geschwindigkeiten
> irgendwo bei 50 N*cm herauskommen, das sind 0.5 Nm oder
> 500 mNm.
Da musst Du aber bitte mal erklären, wie Du auf diese Werte kommst.

Laut Datenblatt hat der Motor ein Haltemoment von 6,5 Ncm, das 
Drehmoment bei ganz langsamer Geschwindigkeit kann nach meinem 
Verständnis also nicht größer sein, schon gar nicht fast acht-fach.

von Thorsten S. (thosch)


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Wolfgang schrieb:
> Das Begrenzende ist bei längeren Brennweiten nicht die Pixelgröße der
> Kamera, sondern die Luftunruhe. Damit ein Stern durch Nachführfehler
> nicht länglich erscheint, müssen diese im Vergleich zur Verschmierung
> durch die Luftunruhe ausreichend klein sein.
Das ist mir völlig klar, ich mache selbst Astrofotos...
Aber wenn das Seeing so abartig schlecht ist, daß es schon bei 100mm 
Brennweite sichtbar wird, packe ich die Kamera gar nicht erst aus... ;-)

Mal kurz nachgerechnet:
(Beugungsverluste durch die Öffnung vernachlässigt)
5µm Pixelgröße an 100mm Brennweite entspricht einer Auflösung
von 10,3 Bogensekunden pro Pixel.

Die vorher berechnete Schrittweite (entsprach ca. 30µm in der Bildebene 
bei 100mm Brennweite) ist aber schon größer als eine Bogenminute.

Das durchschnittliche Seeing liegt so bei 2" im Flachland, in Städten 
meist schlechter, so 3" bis 4".
Davon merkt man also noch nichts bei 100mm.

Ich bleibe also bei meiner Aussage, daß eine derartige Nachführung 
fotografisch nur mit Weitwinkeloptik sinnvoll verwendbar ist.

von Norbert S. (norberts)


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Detlev S. schrieb:
> Mal nachrechnen was dann passieren würde...
> Das Teleskop hat 300mm Brennweite bei 76mm Spiegeldurchmesser. Der Mond
> passt gerade ins Bild, also "sieht" die Kamera etwa 0,5° Feld. 1 Pixel
> wäre dann  0,5°/480 Pixel = 0,001° breit.
> Die Zeit um 1 Pixel weit zu wandern wäre 1 Tag/(360°/0,001°) = 0,25 sek.
>
> Momentan steht der Motor 2 Sekunden am Stück, also wandert alles 8 Pixel
> weit bevor nachgeregelt wird. Jede Bewegung die nur halbwegs in die
> richtige Richtung geht dürfte diese Situation verbessern.

Hi,

das ist mal eine vernünftige Betrachtung und deutlich hilfreicher als 
die Diskussion um die Begriffe.

Wenn ich es richtig verstehe, ist Mikroschrittbetrieb nur eine Krücke.
Nimmt man die 10% Ungenauigkeit, ist bei 1/8 Schritten doch schon fast 
Ende der Fahnenstange, weil 1/8 12,5% entsprechen und somit z.B. 4/8 
auch nahe 3/8 oder 5/8 sein könnten. Ok, sofern die 10% auf den 
Vollschritt bezogen sind.

Also würde ich erstmal den Schrittmotor soweit wie erträglich 
untersetzen.
(So zumindest meine erste Idee aber das löst das Problem auch nicht)
Wieviel Spiel das Getriebe hat ist für eine Nachführung in eine Richtung 
ja egal, solange die Last immer in eine Richtung bleibt. Zur Not muß man 
das eben vorspannen.
Die Genauigkeit hängt dann eigentlich nur vom Rundlauf der Zahnräder vor 
allem der ausgangsstufe ab.
Nehmen wir mal obiges Zahlenbeispiel, wäre eine Genauigkeit von 1 Pixel 
also 0,001° anzustreben.
Bei einem Zahnrad der letzten Stufe mit 120Z müsste die Teilung auf 
0,03% "Gleichlauf" haben bzw. bei Modul 1 im Bereich von 1µm an den 
Flanken genau sein.
Egal ob Mikroschritte und weniger untersetzt oder hoch untersetzt, das 
ist auch mit fortgeschrittenen Bastlermitteln utopisch.
Alleine der Rundlauf des Zahnrades auf der Achse ist unter 1/100mm schon 
sehr sportlich.

Vermutlich ist eine Kombination von Untersetzung un Mikroschritten am 
ehesten machbar.

Was noch gar nicht angesprochen wurde ist die Ausrichtung der Drehachse.
Passt die nicht absolut genau, haut das ja nach oben oder unten ab.
Das halte ich für das viel größere Problem.
0,001° Abweichung wären wieder ein Pixel, spätestens da würde ich 
aufgeben.

Oder wie wird das normalerweise gemacht wenn man so lange nachführen 
will?
Ausser aktiv das Bild auswerten, was ja mit einem einfachen µC nicht 
ganz banal ist...

Gruß,
Norbert

von Thorsten S. (thosch)


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Norbert S. schrieb:

> Oder wie wird das normalerweise gemacht wenn man so lange nachführen
> will?
> Ausser aktiv das Bild auswerten, was ja mit einem einfachen µC nicht
> ganz banal ist...
Normalerweise teilt man diese Funktionalitäten auf:
Die Nachführung wird von einem Controller übernommen, der die Montierung 
freilaufend steuert.
Außer bei GoTo-Steuerungen, wo man eine Kalibrierung an 2 oder 3 
bekannten Sternpositionen vornimmt, "weiss" der Controller nichts von 
der Ausrichtung der Montierung und ihrer Achsen.
Er steuert also nur quarzgenau den Motor der Stundenachse 
(Rektaszensionsachse) an, um die Erddrehung auszugleichen.
Die exakte Ausrichtung dieser Achse auf den Himmelspol ist dafür 
zwingend erforderlich.
Erreicht wird dies durch sukzessive Korrekturen an Nordausrichtung und 
Achsneigung (der geogr. Breite entsprechend) während des Beobachtens von 
Sternen, abhängig davon, wie diese sich trotz Nachführung im Teleskop 
bewegen. Das Verfahren nennt sich Einscheinern.

Gewisse Abweichungen kann man zulassen, wenn man auch an der 
Deklinationsachse einen Motor hat, der vom Controller angesteuert werden 
kann.
Eine unabhängige Guiding-Hardware ermittelt mittels einer Kamera die 
Positionsabweichungen eines Leitsterns und regelt diese aus, indem sie 
entsprechende Korrekturbefehle an den Controller der Motorsteuerung 
sendet.

Der Nachführfehler aufgrund nicht perfekter Ausrichtung der Stundenachse 
verschwindet so zwar nicht, wird aber in einen wesentlich weniger 
störenden umgewandelt: Von einer Verschiebung aller Sterne in eine 
Rotation um den Leitstern.

Fürs Guiding wird oft ein Notebook mit entsprechender Software und einer 
relativ simplen Astrokamera mit kleinem Chip verwendet, es gibt aber 
auch standalone-Guider, die ohne PC auskommen und einen schnellen uC 
enthalten.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

Danke für die Erläuterungen.
Also eher kein Projekt für mal eben Sa. Nachmittag ;-)
So ähnlich habe ich mir das auch vorgestellt.

Gruß,
Norbert

von Thorsten S. (thosch)


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Norbert S. schrieb:
> Also eher kein Projekt für mal eben Sa. Nachmittag ;-)
LOL! Nein, ganz sicher nicht.

Nach oben sind der Komplexität auch kaum Grenzen gesetzt: Wenn man zwei 
motorgesteuerte Achsen hat, kann man auch weitergehende Korrekturen 
anbringen und eine GoTo-Steuerung programmieren.

z.B. ein Alignment an 3 bekannten Sternpositionen und anschließende 
Transformation der Himmelskoordinaten in das Koordinatensystem der 
(nicht perfekt ausgerichteten) Montierungsachsen. Wie beim Guiding 
werden dann die Objekte zwar Zentriert und korrekt nachgeführt, aber es 
bleibt eine Rest-Rotation um das anvisierte Objekt bei ungenauer 
Ausrichtung.

Oder einen Ausgleich der atmosphärischen Refraktion (abhängig von der 
Zenitdistanz des beobachteten Objektes)

zusätzlich lassen sich noch mechanische Fehler des Antriebs ausgleichen 
wie z.B. der periodische Schneckenfehler (der bewirkt ein sinusförmiges 
Pendeln der Istposition eimal mit jeder Umdrehung der Schnecke).

Den höchsten Grad an Korrekturen erreicht man, wenn man mit Hilfe von 
möglichst vielen Referenzobjekten an verschiedenen Positionen des 
Himmels ein sogenanntes Pointingfile erstellt, damit lassen sich dann 
sogar Fehler in der Rechtwinkligkeit der Achsen zueinander, Durchbiegung 
des Teleskoptubus und Lageabhängige Verschiebungen des Spiegels in 
seiner Lagerung korrigieren.

Wie schon gesagt, nach oben hin gibts kaum Grenzen an Komplexität, aber 
für eine einfache Nachführung für erste Versuche reicht sicher eine 
gesteuerte Achse.

von Possetitjel (Gast)


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Detlev S. schrieb:
>> Nun ja; der von Dir unten verlinkte Motor hat 400 Vollschritte
>> je Umdrehung (=0.9° Schrittwinkel). Halbschrittbetrieb sollte
>
> Da bin ich auch erst drauf reingefallen.

Thorsten S. schrieb:
>> Der Motor wird bei ganz langsamen Geschwindigkeiten
>> irgendwo bei 50 N*cm herauskommen, das sind 0.5 Nm oder
>> 500 mNm.
>
> Da musst Du aber bitte mal erklären, wie Du auf diese Werte
> kommst.

Mea culpa. Mea maxima culpa.

Ich habe ins falsche Datenblatt geguckt; meine Rechnungen sind
Schwachsinn. Tut mir leid.

War wohl schon deutlich zu spät gestern.

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Vielen Dank für die lebhafte Diskussion und die vielen Anregungen.

Jetzt ist der Ball wieder bei mir. Ich werde erst einmal prüfen ob der 
Motor im Halbschrittbetrieb stark genug ist das Teleskop nachzuführen.
Dazu ist erst einmal etwas Mechanik zu basteln.
Erst wenn das gut funktioniert lohnt es sich Mikroschrittbetrieb zu 
implementieren. Vielleicht muß ich ja doch ein Getriebe dazwischen 
setzen.
(Wo kauft man sowas eigentlich?)

Detlev

von Wolfgang (Gast)


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Detlev S. schrieb:
> Jetzt ist der Ball wieder bei mir. Ich werde erst einmal prüfen ob der
> Motor im Halbschrittbetrieb stark genug ist das Teleskop nachzuführen.

Für die Kraft des Motors ist es egal, ob er im Voll-, Halb- oder 
sonstwie Schrittbetrieb läuft, solange der Strom durch den Treiber 
vernünftig geregelt wird. Der Motor läuft nur ruhiger.

Hier eine Animation mit Angaben zum Strom
http://de.nanotec.com/support/tutorials/schrittmotor-und-bldc-motoren-animation/

Das Teleskop sollte mit den Gegengewichten so ausbalanciert sein, dass 
es ganz minimal nach Westen kippt. Bei idealer Einstellung hat der 
RA-Motor fast gar nichts zu. In der Deklination muss das Teleskop in 
seinen Schellen so hingeschoben sein, dass es auch auf die Dec-Achse 
fast kein Drehmoment erzeugt.

von Amateur (Gast)


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>Das Teleskop sollte mit den Gegengewichten so ausbalanciert sein, dass
>es ganz minimal nach Westen kippt. Bei idealer Einstellung hat der
>RA-Motor fast gar nichts zu. In der Deklination muss das Teleskop in
>seinen Schellen so hingeschoben sein, dass es auch auf die Dec-Achse
>fast kein Drehmoment erzeugt.

Wird bei diesem Ansatz die Gesamtmasse nicht zum Spielverderber?

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Wolfgang schrieb:
> Detlev S. schrieb:
>> Jetzt ist der Ball wieder bei mir. Ich werde erst einmal prüfen ob der
>> Motor im Halbschrittbetrieb stark genug ist das Teleskop nachzuführen.
>
> Für die Kraft des Motors ist es egal, ob er im Voll-, Halb- oder
> sonstwie Schrittbetrieb läuft, solange der Strom durch den Treiber
> vernünftig geregelt wird. Der Motor läuft nur ruhiger.
OK, aber wenn der Motor an sich zu schwach ist muß ich erst mal dieses 
Problem lösen bevor ich mir Gedanken über einen ruhigeren Lauf mache. 
Daher werde ich diesen Schritt prüfen bevor ich anfange mit PWM zu 
spielen.

Detlev

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Amateur schrieb:
>>Das Teleskop sollte mit den Gegengewichten so ausbalanciert sein, dass
>>es ganz minimal nach Westen kippt. Bei idealer Einstellung hat der
>>RA-Motor fast gar nichts zu. In der Deklination muss das Teleskop in
>>seinen Schellen so hingeschoben sein, dass es auch auf die Dec-Achse
>>fast kein Drehmoment erzeugt.
>
> Wird bei diesem Ansatz die Gesamtmasse nicht zum Spielverderber?

Teleskoprohre "pendeln" in ihrer Achse hin und her, je länger das 
Teleskoprohr ("Tubus") desto schlimmer. Aber zum Glück hauptsächlich nur 
beim beschleunigen und bremsen. Gleichförmig bewegt ist dieses Pendeln 
kaum ein Problem, es sei denn der Wind weht. Mein Teleskop ist weniger 
als 30cm lang, das ist eher kurz.

Detlev

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Gibt's das?
Seit 4 Tagen hab ich den Motor am Teleskop und will prüfen ob er in 
halbschritten nachführen kann, und der Himmel ist eine geschlossene 
Wolkendecke!

Da das Wetter schlecht bleibt werd ich wohl doch den zweiten Schritt vor 
den ersten setzen und Mikroschritte implementieren ohne vorher zu wissen 
wie der Motor sich draußen macht.
Hab inzwischen Schrittmotoren mit 15° pro Schritt. Ich glaub die sind 
prima um den Code für Mikroschritte zu debuggen...

von Bastler (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Für die Kraft des Motors ist es egal, ob er im Voll-, Halb- oder
> sonstwie Schrittbetrieb läuft

Nein

von W.S. (Gast)


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Detlev S. schrieb:
> Das Ding macht schön seine 200 Voll- bzw 400 Halbschritte. Aber eben nur
> 1 Vollschritt alle 4 Sekunden. Eine kontinuierliche(re) Bewegung wäre
> besser.
> PWM für Mikroschritte kriegt man wohl in der Zeit mit 'nem Atmel
> irgendwie hin.

Besorge dir für deinen Schrittmotor einen neueren 
Schrittmotor-Treiber-IC, der von sich aus Mikroschritte macht.

Beispiel: ON bzw. Sanyo LV8772. Der ist noch DIL und gut kühlbar und 
kann bis zu 1/16 Step. Allerdings brauchst du für neuere 
Schrittmotor-IC's einen Schrittmotor mit 4 Anschlüssen, also bipolar, 
keinen mit 6 Anschlüssen.

Es gibt noch welche von Allegro, aber vom simpelsten, der auf den 
Arduino-Platten von Schmalzhaus drauf ist, kann ich nur abraten, denn 
der hat ne Sättigungsspannung von bis zu 3.5 Volt und wird deshalb ganz 
schnell kochend heiß. Naja und die anderen von Allegro sind im winzigen 
QFN und das ist für Bastler problematisch.

Gemeinsames Kennzeichen all dieser IC's ist, daß sie nur 2 Signale 
brauchen: Richtung und Step-Impulse.

W.S.

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Danke für den Hinweis,
ich werd die Temperaturen im Auge behalten.

von Wolfgang (Gast)


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Bastler schrieb:
> Nein

Da interessiert mich jetzt mal ganz deutlich deine Begründung.

Halbschrittbetrieb z.B. unterscheidet sich in der Bestromung und damit 
im Feld bei genau jedem zweiten Schritt überhaupt nicht vom 
Vollschrittbetrieb, sofern man die Ströme wie üblich regelt.

http://de.nanotec.com/support/tutorials/schrittmotor-und-bldc-motoren-animation/

von Bastler (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Bastler schrieb:
>> Nein
>
> Da interessiert mich jetzt mal ganz deutlich deine Begründung.
>
> Halbschrittbetrieb z.B. unterscheidet sich in der Bestromung und damit
> im Feld bei genau jedem zweiten Schritt überhaupt nicht vom
> Vollschrittbetrieb, sofern man die Ströme wie üblich regelt.


Das Drehmoment fällt bei Halb/Viertel- usw. Schritt ab.
Siehe hier:
Beitrag "Re: Drehmomentverlust bei 1/2 Schritt 1/8 Schritt ?"

von Timmo H. (masterfx)


Angehängte Dateien:

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Am besten ist es wenn du eine EQ2-Montierung hast. Kosten nicht mehr die 
Welt und haben von Haus aus schon eine Übersetzung von 144 Zähne über 
Schnecke => auf 140 Zähne. Dann brauchst du mit einem Zahnrad (was ich 
mir in Polen fertigen lassen habe 
Beitrag "Re: Zahnrad mit Modul 0,35 und ~32 Zähnen gesucht") nur noch 3,8995 
Schritte/s um die Erdrotation auszugleichen.
Dann noch eine Einfache Schaltung dazu (siehe Bild), ein paar Zeilen 
Code und das wars.

: Bearbeitet durch User
von Detlev S. (drahtbruecke)


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Danke für den Hinweis, aber es geht mir auch darum vorhandenes Material 
zu nutzen.
Im Vergleich zur Leistung kostet auch eine NEQ5 nicht die Welt...

Inzwischen hab ich aus einem uralten Diaprojektor eine relativ große 
Schnecke und deren Zahnrad aus Plastik rausoperiert. Mal schauen ob das 
genutzt werden kann...
Schlimmstenfalls muß ich die Originale Nachführung kaufen.

von Wolfgang (Gast)


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Bastler schrieb:
> Das Drehmoment fällt bei Halb/Viertel- usw. Schritt ab.
> Siehe hier:
> Beitrag "Re: Drehmomentverlust bei 1/2 Schritt 1/8 Schritt ?"

Meintst du diesen Satz: "Dadurch wird annähernd (ca 95%) das gleiche
Drehmoment wie beim Vollschrittbetrieb erreicht."

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Wolfgang schrieb:
> Bastler schrieb:
>> Das Drehmoment fällt bei Halb/Viertel- usw. Schritt ab.
>> Siehe hier:
>> Beitrag "Re: Drehmomentverlust bei 1/2 Schritt 1/8 Schritt ?"
>
> Meintst du diesen Satz: "Dadurch wird annähernd (ca 95%) das gleiche
> Drehmoment wie beim Vollschrittbetrieb erreicht."

Das Problem bei meiner momentanen Hardware dürfte sein daß sie die im 
Text erwähnte Stromerhöhung zur Kompensation des Drehmomentverlustes 
nicht macht.
Dolles Teil so ein Treiber-IC.
Aber bevor ich Geld für so 'nen Superchip ausgebe oder aufgebe und was 
fertiges kaufe versuch ich zuerst mal das Plastikzahnrad zu nehmen. Es 
hat 32 schräge Zähne, was bei einfach zu realisierendem 
Halbschrittbetrieb immerhin zu 16 Schritten pro Sekunde führt. OK, auch 
hier wieder Schneckenspiel usw, aber einen Versuch ist es wert.

Ich halt euch auf dem laufenden

Detlev

von Detlev S. (drahtbruecke)


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So, nachdem ich merkte daß es länger her ist daß ich mich mit PWM 
beschäftigt habe und das Wissen tief vergraben war machte ich erst mal 
eine Woche was anderes. Durch Zufall(?) sah ich eine Anzeige für einen 
Schrittmotortreiber Typ A4988 und habe dann mal gegoogelt was sowas denn 
kostet. Bei 1 Euro Stückpreis konnte ich nicht wiederstehen und hab 
bestellt.
Das Ding macht 1/16 Schritte "ausem Lamäng", also ohne Hilfestellung, 
regelt dabei auch noch den Strom nach und wird noch nicht mal warm unter 
seinem Mini-Kühlkörper.

Richtig ausprobieren ging bisher nicht. Entweder ich bin nicht zuhause 
oder der Himmel zieht sich zu sobald ich mich dem Teleskop nähere...

Ein Getriebe hab ich auch gefunden, ein alter 5Euro-Akkuschrauber mit 
kaputtem Motor war der Spender. Da grübel ich aber noch über die 
Befestigung.

gute Nacht
Detlev

von Dieter F. (Gast)


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Detlev S. schrieb:
> Das Ding macht 1/16 Schritte "ausem Lamäng", also ohne Hilfestellung,
> regelt dabei auch noch den Strom nach und wird noch nicht mal warm unter
> seinem Mini-Kühlkörper.

Na, dann schau Dir das mal an:

http://fabmo.de/news/kleiner-schrittmotortreibertest-laute-und-leise-motoren-eine-oddysee/

Langsame Bewegungen (und vielleicht auch schnelle) mit Mikroschritten 
gelingen offensichtlich nicht mit allen Treibern optimal ...

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Hallo Dieter,

die Post war da. Gleich der erste Treiber macht was er soll, je nach 
gewählten Bitmuster an der Mirkoschrittauswahl rattert der Motor 
schneller oder langsamer vor sich hin.
Da heute immer noch kein Himmel zum beobachten vorhanden war habe ich
den Motor ans Teleskop geschraubt und ihn schneller als geplant laufen 
lassen einfach mal um zu sehen was passiert.
Ergebnis:
Der Motor ist zu schwach den Schneckentrieb direkt zu drehen, selbst im 
Vollschrittbetrieb. Das ging mit L293D auch nicht so rcht, ich hab das 
aber auf die hohen Verluste in der Brücke geschoben.

Aber selbst mit dem A4988 sieht und hört man daß er zwischen zwei 
Positionen hin- und herspringt sobald das Schneckenspiel überwunden ist. 
Ein Gewicht am Teleskop so plaziert daß es beim drehen der Schnecke 
hilft löst das Problem für ein paar Schritte aber dann ist schon wieder 
Schluß.

Bei höheren Umdrehungszahlen könnte eine Schwungmasse helfen, aber das 
was ich hier mache ist ja kurz vor statischem Betrieb.
Also ist ein zusätzliche Übersetzung notwendig, wenn es überhaupt 
klappen soll.

Randnotiz:
Auf dem Treiberplatinchen entdecke ich keine Schutzdioden, die werde ich 
wohl nachrüsten wenn das Ding in rauher Umgebung seinen Dienst 
verrichten soll. Das sollte zu schaffen sein.

Gruß
Detlev

von Arndt (Gast)


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Detlev S. schrieb:
> Das Ding macht schön seine 200 Voll- bzw 400 Halbschritte. Aber eben nur
> 1 Vollschritt alle 4 Sekunden. Eine kontinuierliche(re) Bewegung wäre
> besser.

Es gibt ein paar Low-Budget-Ansätze aus dem Astrotreff-Forum. Das eine 
ist ein Schneckengetriebe am Stepper und das andere sieht so aus (und 
ist aus meiner Sicht die originellere Lösung):

Eine nicht zu elastische Schnur wird mehrfach um den Stepper und ein 
großes Holzrad/Drehteller (D ca. 30cm) gewickelt und befestigt (ähnlich 
wie bei einer alten Röhrenradio-Abstimmeinheit am Drehkondensator).
Damit kann man auch bestens Astrofotografie betreiben, weil der Lauf 
sehr ruckelfrei ist durch die große Übersetzung vom Durchmesser der 
Stepperachse zum Drehteller - und auch sehr wiederholgenau.

von Timmo H. (masterfx)


Angehängte Dateien:

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Also wenn es billig sein soll würde ich ala Barndoor arbeiten: 
https://www.google.com/search?q=Barndoor+astro&espv=2&biw=1276&bih=939&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIqNGz2eX-yAIVx9wsCh2X4geJ&dpr=1

Ansonsten wie schon von mir gesagt eine gebrauchte EQ2 mit 
entsprechendem Zahnrad. Halterung mit 3D-Drucker gedruck und Antrieb via 
DRV8825, dann kann man auch ohne Probleme 8x oder 16x drehen

: Bearbeitet durch User
von Detlev S. (drahtbruecke)


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Arndt schrieb:
> Es gibt ein paar Low-Budget-Ansätze aus dem Astrotreff-Forum. Das eine
> ist ein Schneckengetriebe am Stepper und das andere sieht so aus (und
> ist aus meiner Sicht die originellere Lösung):
>
> Eine nicht zu elastische Schnur wird mehrfach um den Stepper und ein
> großes Holzrad/Drehteller (D ca. 30cm) gewickelt und befestigt (ähnlich
> wie bei einer alten Röhrenradio-Abstimmeinheit am Drehkondensator).
> Damit kann man auch bestens Astrofotografie betreiben, weil der Lauf ...
Hallo Arndt
30 cm? Oje, das ist eine Schallplatte! Wo soll die denn hin ohne an 
einem der drei Beine zu scheuern :-)
Maximal 10cm Durchmesser könnte ich mir vorstellen.
Wo kriegt man denn so ein Skalenseil? Ich hab vor längerer Zeit mal nach 
sowas gesucht und hatte am Ende "Maurerschnur" in der Hand. Leider war 
die zu rutschig.

Ein Schneckengetriebe hab ich, allerdings hat das Schneckenrad kein 
zentriertes Achsloch mehr, es ist ausgebrochen. Mal sehen ob ich da was 
basteln kann.

Dolles Projekt...

Detlev

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Jepp,
'ne Barndoor ist super für Kameras, ich hab hier aber ein Mini-Newton 
76/300 das ich hauptsächlich visuell und experimetell auch mal mit 'ner 
Webcam nutzen möchte. Die EQ-1 sollte dieses Mini-Teleskop tragen 
können.

Die Ankopplung des Schrittmotors über Zahnräder kommt mir bekannt vor, 
so sah das damals auch bei meinem 114/900 auf seiner Astro-3 aus. Das 
Set ist aber schon lange verkauft sonst hätt ich diesen Thread hier 
nicht losgetreten sondern das Teleskop gleich auf die Astro-3 gepackt.

Ich geh noch mal auf die Suche nach Zahnrädern...

von Mike (Gast)


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Dieter F. schrieb:
> Langsame Bewegungen (und vielleicht auch schnelle) mit Mikroschritten
> gelingen offensichtlich nicht mit allen Treibern optimal ...

Da wächst gerade das Verständnis für die bei Schrittmotortreibern 
wählbaren Decay-Modi ;-)

Vielleicht wäre so ein kleiner Schrittmotor mit integriertem 12:425 
Getriebe eine Option - mechanisch kompakt, allerdings auf Grund der 
hohen Strangspannung eher nicht für hohe Drehzahl und nur 48 
Schritte/Umdrehung
http://www.pollin.de/shop/dt/MzE1OTg2OTk-/Motoren/Schrittmotoren/Getriebe_Schrittmotor_NMB_MAT_PG35L_048_USC0.html

von Detlev S. (drahtbruecke)


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Mike schrieb:

> Vielleicht wäre so ein kleiner Schrittmotor mit integriertem 12:425
> Getriebe eine Option - mechanisch kompakt, allerdings auf Grund der
> hohen Strangspannung eher nicht für hohe Drehzahl und nur 48
> Schritte/Umdrehung
> 
http://www.pollin.de/shop/dt/MzE1OTg2OTk-/Motoren/Schrittmotoren/Getriebe_Schrittmotor_NMB_MAT_PG35L_048_USC0.html

Danke für den Hinweis, leider schon ausverkauft.
Ich werd mal versuchen das Getriebe vom Akkuschrauber zu adaptieren.

von Detlev S. (drahtbruecke)


Lesenswert?

Ein paar letzte Worte:
Nachdem die Adaption des Akkuschraubergetriebes aufgrund der dünnen dort 
verwendeten Welle nicht so recht gelang und der Stepper beim basteln 
Schaden gemommen hatte hab ich die Teleskopmontierung unmodifiziert 
weiter verkauft.
Der neue Besitzer will sie für seine DSLR verwenden und kauft sich ggf 
einen Motor.
Er hat also was für seine Kamera und ich hab einen Zeitfresser weniger 
im Keller. Eine Win-Win-Situation!

Klare Sicht allen Sterneguckern da draußen!

Detlev

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