Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor Position bei hohem Drehmoment


von Kolja L. (kolja82)


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Hallo

Bei Ebay gibt es ja sehr günstige und einfach anzusteuernde 
Schrittmotoren:
http://www.ebay.de/itm/5V-28BYJ-48-Step-Motor-4-phase-5-wire-Schrittmotor-Arduino-Prototyp-/221534460196?hash=item33947b9924:g:FUMAAOSwDk5T~kkI

Nachdem ich einige Videos davon gesehen habe,
würde ich diese gerne für unser Projekt verwenden.

Nur habe ich noch eine prinzipielle Frage:

Kann ich eine hohe Genauigkeit erreichen, wenn der Motor ein großes 
Drehmoment aufbringen muss?
Also was passiert, wenn der Motor an seine Grenzen stoßen würde?
Ist es möglich, übersprungene Schritte zu detektieren?

Beispiel:
Der Motor soll 50 Schritte drehen, das Moment ist aber zu hoch und er 
schafft nur 40.
Kann ich die fehlenden 10 Schritte "nachdrehen"?

Danke und Gruß Kolja

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Kolja L. schrieb:
> Beispiel:
> Der Motor soll 50 Schritte drehen, das Moment ist aber zu hoch und er
> schafft nur 40.
> Kann ich die fehlenden 10 Schritte "nachdrehen"?
Bei solchem Betrieb wäre das Konzept des Schrittmotors ja eigentlich 
komplett ausgehebelt.
Natürlich kannst du nachdehen, aber dazu müßtest du ja wissen, wann 
Schritte verloren gehen.

Was hast du den damit vor?
Evtl. gibt es ein anderes Konzept, das für die Anwendung besser passt.
Man könnte statt Schrittmotor auch einen einfachen Getriebemotor mit 
Drehgeber benutzen.
Der Getriebemotor hat ein großere Drehmoment und ein Drehgeber verliert 
keine Schritte. Die Ansteurung ist auch viel einfacher als beim 
Schrittmotor.

Freilich hat das auch Nachteile, aber wir wissen nicht, ob wa sdu 
brauchst.
Gruß Öletronika

von Sascha (Gast)


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Normal ermittelt man das maximal mögliche Drehmoment im Vorraus und 
plant seinen Antrieb dann nach dieser Vorgabe. Man vermeidet die 
verlorenen Schritte also.

Wenn man irgendeine Drehwinkelmessung macht, kann man die verlorenen 
Schritte detektieren. Aber dann kann man auch direkt einen normalen 
DC-Getriebemotor nehmen.

Theoretisch kann man den Spulenstrom messen und daraus ableiten dass es 
einen Schrittverlust gab.

Aber wenn der Motor im Normalbetrieb schon nicht das Drehmoment 
aufbringen konnte um die Welle zu drehen, wie willst du dann die 
verlorenen Schritte wiederholen? Dann musst du den Spulenstrom erhöhen.
Am einfachsten ist es oben beschriebene Methode A zu verwenden: 
Spulenstrom direkt und zu jeder Zeit hoch genug dass Schrittverlust 
nicht auftreten kann.

von Sascha (Gast)


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Nachtrag: Mit dem gezeigten Stepper kannst du überhaupt keine hohen 
Drehmomente erreichen. BJT-Halbbrückenbetrieb mit bipolaren Wicklungen 
und 5V, das sind Motoren für Positionierungsaufgaben, nicht für Kraft.
Die Welle kannst du vermutlich mit 2 Fingern festhalten.

von Kolja L. (kolja82)


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Danke für die schnelle Antwort.

Eine Drehwinkelmessung ist leider nicht möglich.
U.a., weil es keine ganze Umdrehung geben wird.
Ich möchte eine "Schraube" um ein paar Grad weiter drehen.

Wenn es um mehrere Umdrehungen gehen würde, könnte ja mit einer 
Lichtschranke ein Punkt auf der Achse detektiert werden
und somit die Schritte bei jeder Runde neu kalibriert werden.

Und das Drehmoment ist nicht in jedem Anwendungsfall gleich.
Am besten wäre es wohl einen Motor mit genügend Reserve zu haben.

Da der verlinkte Motor nur ein paar Euro kostet, habe ich nach einer 
stärkeren Version mit mehr Drehmoment gesucht, aber keine gefunden.
Die nächst größeren sind dann schnell 10x so teuer...

Den Spulenstrom messen ist ne gute Idee, aber durch den 
zwischengeschalteten Treiber auch nicht so einfach...

Gruß Kolja

von Sascha (Gast)


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Nimm nen 12V Motor mit Schneckengetriebe wie er bei Garagenantrieben 
eingesetzt wird und setze ein Poti auf die Welle. Da haste deinen 
Drehwinkel.
Kostenpunkt 15€.

von Kolja L. (kolja82)


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@Öletronika

Hast du ein Beispiel für einen günstigen Getriebemotor mit Drehgeber?

von Kolja L. (kolja82)


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12V sind nicht vorhanden, leider...

Zum Betrieb können maximal 2 LiIos genutzt werden.
Daher der Getriebemotor, denn die Drehgeschwindigkeit ist (fast) egal.
Eine Minute pro Umdrehung sollte reichen.

von Sascha (Gast)


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An 6V dreht der halb so schnell, aber auch mit weniger Drehmoment. Ggf. 
Boost-Converter benutzen, kommt drauf an wie viel Drehmoment du wirklich 
brauchst.

von Sascha (Gast)


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Btw, wird das ne Sonnenstandsnachführung für ein Solarmodul? Für was 
braucht man sonst so nen langsamen Motor?

von Kolja L. (kolja82)


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Vielleicht kann man ein Drehgeber in den Motor einbauen:



http://arduino.alhin.de/index.php?n=63

Platz genug ist vielleicht vorhanden.

von Sascha (Gast)


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Vielleicht nimmst du einfach ein Modellbau-Servo?

von Peter B. (funkheld)


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Ist doch einfach.
Wenn du Zahnräder hast kannst du nachjustieren.

Wenn du eine Übertragung vom Rad auf den Boden hast geht es nicht, weil 
die Genauigkeit durch den Schlupf beeinträchtigt wird und der bleibt 
.... irgendwo.


Gruss

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Peter B. schrieb:
> Ist doch einfach.
> Wenn du Zahnräder hast kannst du nachjustieren.
>
> Wenn du eine Übertragung vom Rad auf den Boden hast geht es nicht, weil
> die Genauigkeit durch den Schlupf beeinträchtigt wird und der bleibt
> .... irgendwo.
>
> Gruss

Ich habe den Beitrag 5 Mal gelesen und verstehe ihn immer noch nicht.

von Kolja L. (kolja82)


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Ich verstehe es so, das es bei einem Getriebe keinen Schlupf geben kann
(wobei ich mir bei den kleinen Kunststoffzahnrädchen auch nicht sicher 
bin)
und dadurch der Drehgeber irgendwo montiert sein kann.
Im Gegensatz zu einem Rad auf der Straße.

Wobei so ganz komme ich da auch nicht hinter...

Der Tipp mit dem Servo ist auf jeden Fall noch gut,
Danke!

von Kolja L. (kolja82)


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Wie vergleiche ich diese beiden Drehmomentangeben:


Schrittmotor:
In-traction Torque >34.3mN.m(120Hz)
Self-positioning Torque >34.3mN.m
Friction torque 600-1200 gf.c


Servo:
Torque 4,8V: 8,5 kg-cm / 116,8 oz-in
Torque 6,0V: 11 kg-cm / 151,3 oz-in


Sind das bei dem Schrittmotor milliNewtonmeter?
Dann ist das Servo ja deutlich kräftiger

von Kolja L. (kolja82)


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Kann man eigentlich jedes Servo "hacken" ?
Also so umbauen, das es mehrere ganze Umdrehungen schafft?

von W.A. (Gast)


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Kolja L. schrieb:
> Den Spulenstrom messen ist ne gute Idee, aber durch den
> zwischengeschalteten Treiber auch nicht so einfach...

Schrittmotoren werden üblicherweise über eine Konstantstromquelle 
betrieben. Wenn die ihren Job gut macht, ist der Strom so wie vorgegen. 
Das ist nicht besonders spannend zu messen.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
wofür brauchst du das den nu?
> Kolja L. schrieb:
> Hast du ein Beispiel für einen günstigen Getriebemotor mit Drehgeber?
In Industriemessgeräten setzen ich einfache DC-Motore ein, eine Variante 
auch mit einem einfachen magnetischen Drehgeber.
Die Motoren mit Getriebe kommen von "Dunckermotor".
z.B. Motor G30.2
http://www.dunkermotor.com/default.asp?id=9&mid=2&lang=2
mit Getriebe PLG30 in Übersetzung 33:1 und 50:1
http://www.dunkermotor.com/default.asp?id=13&gid=18&lang=2
Dazu gibt es solche Geber, die pro Umdrehung 2 Impulse ausgeben.
http://www.dunkermotor.com/default.asp?id=16&sid=3&lang=2
Die Getriebemotoren mit Geber gibt es schon unter 30€.

Die Motoren mit Geber sind allerdings 18V-Typen, die wir aber auch nur 
mit 12V-betreiben. In Verbindung mit einem zusätzlichen 
Kegelrad-Getriebe läuft das dann aber schon sehr langsam, so das das 
Drehmoment eh weit über dem liegen wird, was du benötigen wirst.
Ich könnte dir solch Teil schenken, wenn du das Porto übernehmen willst.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Nein, aber die nennen sich Seilwinden-Servos. Gibts auch fertig zu 
kaufen.

von A. B. (sfalbuer)


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Wenn das nötige Drehmoment schwankt halte ich einen Schrittmotor auch 
nicht umbedingt für das Mittel der Wahl. Erst recht nicht so ein 2 Euro 
Ding.
Ein Getriebemotor ist da schon besser.

Ein Poti auf der Motorachse ist ne feine Sache um die Position zu 
überprüfen. Du kannst auch mehr als 270 Grad drehen wenn du den Poti 
über ein Getriebe an die Motorwelle koppelst.

http://das-labor.org/wiki/Datei:10072_621793727869575_160964232_n.jpg

Schau dir das mal an. Den Motor gibts bei Ebay, die Motorwelle kann man 
ausbauen und aufbohren (Drehbank) und dann ein Stift reinkleben.

Gruss

A.B

von uwe (Gast)


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