Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schrittmotor bremsen


von Johnny Q. (Gast)


Lesenswert?

Hallo ihr Lieben!

Ich arbeite an einem Hobby-Projekt, bei dem ein Schrittmotor mal 
angetrieben, mal gebremst werden soll. Vorerst möchte ich auf einen 
Stepper-Controller verzichten und setze eine 2er-H-Brücke ein, um das 
Prinzip besser zu verstehen.
Die normale Steuerung funktioniert bereits einwandfrei, fürs Bremsen 
habe ich nun folgendes überlegt: Wenn alle Spulen kurzgeschlossen werden 
(d.h. alle 4 Pins miteinander verbunden) liegt ja bekanntlich ein großes 
Bremsmoment vor.

=> Wenn ich nun alle 4 Stepper-Pins mittels 4 MOSFETs auf GND ziehe, 
sollte der Effekt ja der gleiche sein, oder leiten durchgeschaltete FETs 
(wie BJTs) nur in eine Richtung?

von Christian M. (Gast)


Lesenswert?

Johnny Q. schrieb:
> leiten durchgeschaltete FETs (wie BJTs) nur in eine Richtung?

Nein.

Johnny Q. schrieb:
> Wenn ich nun alle 4 Stepper-Pins mittels 4 MOSFETs auf GND ziehe

Mit Deiner

Johnny Q. schrieb:
> H-Brücke

Geht das. Einfach beide unteren Transistoren einschalten. Macht man auch 
bei "normalen" Motoren so.

Gruss Chregu

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Man kann das Bremsen auch durch ZEITLICH andere Ansteuerung 
unterstützen. Allgemein: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Schrittmotoren

von Johnny Q. (Gast)


Lesenswert?

Danke Euch für die hilfreichen Antworten!

Noch etwas für die Stepper-Experten: Wie erreiche ich ein maximales 
Haltemoment? Spulen kurzschließen, oder permanente Bestromung der 
Spulen, oder ..?

von Nils (Gast)


Lesenswert?

Johnny Q. schrieb:
> Noch etwas für die Stepper-Experten: Wie erreiche ich ein maximales
> Haltemoment? Spulen kurzschließen, oder permanente Bestromung der
> Spulen, oder ..?

Strom auf die Spulen.

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

Johnny Q. schrieb:
> Vorerst möchte ich auf einen
> Stepper-Controller verzichten und setze eine 2er-H-Brücke ein, um das
> Prinzip besser zu verstehen.

Dann lies doch wenigstens mal das Wiki durch!
https://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor

von Johnny Q. (Gast)


Lesenswert?

Teo D. schrieb:
> Dann lies doch wenigstens mal das Wiki durch!
> https://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor

Was denkst du denn, was ich vorher gemacht habe! Wiki, Bücher, div. 
Internetquellen. Deinen Wiki-Link kannste für dich behalten.


Nils schrieb:
> Strom auf die Spulen.

OK dass hätt ich auch erwartet, danke dir!

von Ulf L. (ulf_l)


Lesenswert?

Hallo


Da brauchst Du nicht gleich pampig werden, ich zitier mal aus dem link:
"Das Drehmoment eines Schrittmotors ist proportional zum Strangstrom, 
[...]Der Drehmomentverlauf besitzt im Stand sein Maximum und sinkt bei 
hohen Drehzahlen ab[...]"

Wenn Du das gelesen hättest sollten deine Fragen eigentlich schon 
geklärt sein.

Gruß Ulf

von Johnny Q. (Gast)


Lesenswert?

Ulf L. schrieb:
> [...]Der Drehmomentverlauf besitzt im Stand sein Maximum und sinkt bei
> hohen Drehzahlen ab[...]"

Und genau das klärt die Frage ja eben NICHT, da hier der Fakt außer Acht 
gelassen wird, dass eben auch ein erhöhtes Drehmoment (Haltemoment) beim 
bloßen **Kurzschließen** der Spulen abgegeben wird. Genau darauf zielte 
die Frage eben ab, und User wie Nils haben es einfach beantwortet 
(danke!), statt irgendwie herum zu klugscheißern.

von michael_ (Gast)


Lesenswert?

Was tobst du hier rum.
Nimm einen Kontroller.
Wenn die Spulen keine Impulse kriegen, also ein Gleichstrom *, hat es 
den größten Haltemoment.
Es gibt aber auch welche, wo der Haltestrom abgesenkt wird. Das brauchst 
du dann nicht nutzen.

* Das ist der Strangtrom, den du am Anfang irgendwie einstellen mußt.

von Johnny Q. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo! Ich muss den Thread nochmal aus der Versenkung holen...
Mit der Doppel-H-Brücke L298N möchte ich den Schrittmotor bremsen. Das 
normale Ansteuern (00>01>11>10) klappt problemlos, Motor dreht sich.
Um den Motor nun durch Kurzschließen der Spulen zu bremsen, habe ich die 
Eingänge (ABCD) des L298N einmal auf 0000 und dann auf 1111 gesetzt.

In beiden Fällen würden dann ja entweder die oberen oder die unteren 
zwei Transistoren der H-Brücke durchschalten (vgl. Bild aus dem 
L298N-Datenblatt) und die beiden Spulenanschlüsse jeweils entweder mit 
GND oder VCC verbinden (und damit kurzschließen).

Leider ist kein erhöhtes Drehmoment spürbar. Zum Vergleich habe ich die 
vier Stepper-Pins alle mit diskreten MOSFETs auf Masse gezogen. Das 
funktionierte, der Motor war spürbar schwergängiger.
Wenn ich mit dem Multimeter den Widerstand an den Schrittmotorausgängen 
messe, komme ich auf einen Wert um 150R. Eigentlich sollte er null 
sein?!

Kann jmd dieses Verhalten erklären? VG...

von Motormensch (Gast)


Lesenswert?

Ganz einfach, deine Brücke nutzt
Bipolartransistoren. Im Gegensatz zu Mosfets
sind diese nicht revers leitfähig. Auch
wenn einer leiten könnte, sein "Partner" auf
der anderen Seite lässt den Strom nicht
durch.

Abhilfe: eine Mosfet Brücke nehmen.

Oder: 4 Dioden, jeweils eine pro Transistor,
parallel zu selbigen Transistoren

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Johnny Q. schrieb:
> Mit der Doppel-H-Brücke L298N möchte ich den Schrittmotor bremsen. Das
> normale Ansteuern (00>01>11>10) klappt problemlos, Motor dreht sich.
Dann steuere den Motor einfach so an, dass er kontrolliert immer 
langsamer fährt, bis er letztlich mit 0Hz angesteuert wird. Dann steht 
er.
"Abbremsen" eines Schrittmotors ist in diesem Fall genau das selbe wie 
"Anfahren". Nur eben mit Reduzierung des Taktes statt mit einer 
Erhöhung.

Alles andere Gemurkse mit "Kurzschließen" hat Schrittverluste zur Folge, 
die man normalerweise nicht haben will, wenn man denn schon 
Schrittmotoren einsetzt.

> Wenn ich mit dem Multimeter den Widerstand an den Schrittmotorausgängen
> messe, komme ich auf einen Wert um 150R. Eigentlich sollte er null
> sein?!
Wo hat ein Schrittmotor "Ausgänge"? Was misst du da wie und wo unter 
welchen Bedingungen? Oder hast du da tatsächlich an den bestromten 
Ausgängen des Schrittmotortreibers mit dem Ohmmeter herumgemessen? Falls 
ja: wie kommst du auf die Idee, in einer unter Spannung stehenden 
Schaltung mit einem Ohmmeter irgendwas sinnvolles messen zu können? 
Immerhin ist so ein Ohmmeter selbst ja auch eine Stromquelle...

von Johnny Q. (Gast)


Lesenswert?

Lothar M. schrieb:
> Dann steuere den Motor einfach so an, dass er kontrolliert immer
> langsamer fährt, bis er letztlich mit 0Hz angesteuert wird. Dann steht
> er.
> "Abbremsen" eines Schrittmotors ist in diesem Fall genau das selbe wie
> "Anfahren". Nur eben mit Reduzierung des Taktes statt mit einer
> Erhöhung.

Na da hast Du meinen Anwendungsfall aber vergessen: Der Stepper wird 
zusätzlich durch äußere Kräfte bewegt, und daher soll das Haltemoment 
manipuliert werden. Schrittverlust ist in dieser Anwendung irrelevant, 
da mit Positionssensor gearbeitet wird.

Lothar M. schrieb:
> Wo hat ein Schrittmotor "Ausgänge"? Was misst du da wie und wo unter
> welchen Bedingungen?

Naja ich meinte die Ausgänge des L298N für den Schrittmotor, war etwas 
ungenau ausgedrückt, sorry. Gemessen wurde Strom und Spannung über einem 
4,7Ohm Widerstand.

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

Johnny Q. schrieb:
> Na da hast Du meinen Anwendungsfall aber vergessen: Der Stepper wird
> zusätzlich durch äußere Kräfte bewegt, und daher soll das Haltemoment
> manipuliert werden.

Dann halt kontrolliert Strom durch die spule(n) schicken. Damits 
unabhängig von der äußeren Kraft wird. So wäre ja quasi bei null Kraft, 
null Haltemoment.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Johnny Q. schrieb:
> Na da hast Du meinen Anwendungsfall aber vergessen: Der Stepper wird
> zusätzlich durch äußere Kräfte bewegt, und daher soll das Haltemoment
> manipuliert werden. Schrittverlust ist in dieser Anwendung irrelevant,
> da mit Positionssensor gearbeitet wird.

Du hast offenbar nie nachgelesen, wozu Schrittmotoren geeignet sind und 
wozu nicht.

Definiertes Drehmoment erzeugen sie nicht.

Nimm Servomotore, dss sind bei deiner Leistung 
Permanentmagnet-Gleichstrommotore. Die lassen sich durch Strombegrenzung 
sehr gut im Drehmoment regeln, und für die Position hast du ja deinen 
Encoder.

Ein Schrittmotor ist bei dir FEHL AM PLATZE.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.