Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche Stepper Motor


von Patrick R. (s710)


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Ich bin dabei fürs Smart-Home Rollos mit Motorsteuerung zu bauen, dieser 
Anleitung folgend:
https://www.instructables.com/id/Motorized-WiFi-IKEA-Roller-Blind/

Stand:
Teile 3D-gedruckt, Controller programmiert, alles zusammengebaut, 
fertig. Ich kann den Motor per Smart-Home ansprechen und er passt auf 
das Ikea-Rollo, alles funktioniert.

Problem:
Ich habe für mein Schlafzimmer ein Rollo mit 160cm x 200cm gekauft, und 
der Motor ist zu schwach, er schafft es nicht mehr, das Rollo 
hochzurollen wenn es ganz unten ist.
Ich kenne mich nun leider weder mit Stepper-Motoren noch mit den 
entsprechenden Daten aus, und weiß daher nicht, welchen Motor ich als 
Ersatz kaufen könnte, der es schafft, das Rollo hochzuziehen.

Was ich habe:
- Dieses Motor-Shield: 
https://smartarduino.gitbooks.io/user-mannual-for-esp-12e-motor-shield/content/technique_support.html
Laut Datenblatt kann es einen Motor mit bis zu 36V über eine separate 
Spannungsquelle versorgen

- Diesen Motor habe ich aktuell: 
https://www.amazon.de/dp/B07Y9PT7VJ/ref=pe_3044161_189395811_TE_SCE_dp_1
Also (12 V 4 Phasen 5 Draht)

- Das Rollo wiegt aufgerollt 1230g, abgerollt nur das Rohr wiegt ca. 
700g. D.h. es müssen ca. 500-600g bewegt werden


Meine Frage also nun:
Was wäre ein brauchbarer Stepper-Motor für o.g. Anwendung, welcher mit 
dem genannten Motor-Shield kompatibel ist?
Idealerweise hätte dieser ebenfalls 5 Drähte, da ich dann der Anleitung 
folgen kann. Bei weniger Drähten wüsste ich im Zweifel nicht, wie ich 
die Verkabelung vornehmen und/oder die Lua-Implementierung anpassen 
müsste.

Hier zum Beispiel habe ich eine Vielzahl an Motoren gefunden:
https://www.omc-stepperonline.com/

Ich weiß aber wirklich nicht, welche Daten der Motor haben muss, damit 
er das Rollo ziehen kann. Kann mir da jemand unter die Arme greifen?

Danke schonmal für eure Hilfe.

von MaWin (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Ich weiß aber wirklich nicht, welche Daten der Motor haben muss, damit
> er das Rollo ziehen kann

Ein ganz schnöder kleiner Getriebemotor mit selbsthemmendem 
Scheckenantrieb kann das Problemlos, Position kann man über einen 
Umdrehungssensor an der Motorachse mitzählen. Die Baugrösse ist eher der 
Lebensdauer geschuldet, ich würde Mabuchi 540 Grösse einsetzen.

Schrittmotor ist für die Anwendung die komplett falsche Wahl. Der 
verreckt eben schon mangels Haltemoment bei den sehr geringen 
notwendigen Drehmoment von
25mNm.

von Pat P. (tsag)


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Die Verwendeten Schrittmotoren gibt es bei Ebay. Es sind Schrittmotoren 
mit eingebautem Getriebe. Nennen sich 28BYJ-48 und werden meist sogar 
mit Motortreiber verkauft.

von Wolfgang (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> - Das Rollo wiegt aufgerollt 1230g, abgerollt nur das Rohr wiegt ca.
> 700g. D.h. es müssen ca. 500-600g bewegt werden
Die Masse ist nicht dein Problem. Zum Aufrollen musst dein Motor ein 
Drehmoment aufbringen.

von Patrick R. (s710)


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MaWin schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> Ich weiß aber wirklich nicht, welche Daten der Motor haben muss, damit
>> er das Rollo ziehen kann
>
> Ein ganz schnöder kleiner Getriebemotor mit selbsthemmendem
> Scheckenantrieb kann das Problemlos, Position kann man über einen
> Umdrehungssensor an der Motorachse mitzählen. Die Baugrösse ist eher der
> Lebensdauer geschuldet, ich würde Mabuchi 540 Grösse einsetzen.
>
> Schrittmotor ist für die Anwendung die komplett falsche Wahl. Der
> verreckt eben schon mangels Haltemoment bei den sehr geringen
> notwendigen Drehmoment von
> 25mNm.

Also ein Schrittmotor hat den Vorteil, dass er mit den gleichen 
Code-Anweisungen immer gleich positioniert, geht das mit einem normalen 
Motor genauso?
Davon ab müsste ich dann ein neues Shield, neue 3D-Teile für das Gehäuse 
und die komplette Implementierung tauschen.
Lieber wäre es mir, nur den Motor zu tauschen da der Rest funktioniert.

Es gibt auch Schrittmotoren mit kleinem Getriebe, was sowohl die Kraft 
zum hochziehen erleichtert, als auch die Kraft die das Rollo nach unten 
ziehen kann verkleinert. An sowas hatte ich gedacht.



Wolfgang schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> - Das Rollo wiegt aufgerollt 1230g, abgerollt nur das Rohr wiegt ca.
>> 700g. D.h. es müssen ca. 500-600g bewegt werden
> Die Masse ist nicht dein Problem. Zum Aufrollen musst dein Motor ein
> Drehmoment aufbringen.

Wieso ist die Masse nicht das Problem? Ergibt sich das notwendige 
Drehmoment nicht aus der zu bewegenden Masse?

von Wolfgang (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Ergibt sich das notwendige Drehmoment nicht aus der zu bewegenden Masse?
Dein Körpergewicht ergibt sich doch auch nicht nur aus deiner 
Schuhgröße.

von Wolfgang (Gast)


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Pat P. schrieb:
> Nennen sich 28BYJ-48 und werden meist sogar mit Motortreiber verkauft.
Mit diesen primitiven ULN2003-Treiber aus dem letzten Jahrzehnt des 
vorigen Jahrhunderts ziehst du allerdings keine Kuh vom Eis, jedenfalls 
nicht, wenn es ein bisschen zügig gehen soll. Dazu fehlt dem Treiber 
eine Stromregelung und den Schrittmotoren eine niedrige Nennspannung.

von MaWin (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Also ein Schrittmotor hat den Vorteil, dass er mit den gleichen
> Code-Anweisungen immer gleich positioniert, geht das mit einem normalen
> Motor genauso?

Natürlich. Den schaltet man ein und zählt die Umdrehungen, bis man da 
ist.

> Davon ab müsste ich dann ein neues Shield, neue 3D-Teile für das Gehäuse
> und die komplette Implementierung tauschen.

Tja, vorher informieren, dann bauen.

von Patrick R. (s710)


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MaWin schrieb:
> Tja, vorher informieren, dann bauen.

Also du meinst, ich hätte quasi eine Anleitung im Internet suchen 
sollen, die dort genannten Teile kaufen sollen, und dann alles gemäß 
Anleitung zusammenbauen sollen?

Wolfgang schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> Ergibt sich das notwendige Drehmoment nicht aus der zu bewegenden Masse?
> Dein Körpergewicht ergibt sich doch auch nicht nur aus deiner
> Schuhgröße.

Versteh ich nicht ganz. Wenn ich das jetzt richtig recherchiert habe:
F = m * g
M = r * F

Bei 700g und Radius des Rohrs auf das das Rollo gewickelt wird von ca. 
1,2cm komme ich auf F = ca. 7 N und entsprechend M = ca. 8,4 Ncm. Runden 
wir auf, sind es 10 Ncm = 0,1 Nm.

Im Datenblatt vom Motorshield steht:

>    Input Power:
>
>    ~motor power (VM): 4.5~36V, can be powered seperately;
>
>    ~control power (VIN): 4.5V~9V(10V MAX), can be powered seperately;
>
>    ~provide the shorcut connector (short by VM and VIM), thus can use one power 
source (must be 4.5V~9V) to complete the drive and control for motor at a time.
>
>    Logic working current Iss:<=60mA (Vi=L), <=(Vi=H);
>    Driven working current Io: <=1.2A;

Also gesucht:
Motor mit Drehmoment > 0,1 Nm und Strom <= 1,2A

Das wäre ein Kanditat:
https://www.conrad.de/de/p/joy-it-schrittmotor-0-15-nm-0-75-ma-wellen-durchmesser-4-5-2142562.html

Mit diesem müsste es doch dann funktionieren, oder habe ich noch einen 
grundsätzlichen Denkfehler? Kann man die Reibung bei o.g. Rechnung außer 
Acht lassen, bzw. ist sie mit dem Puffer von ca. 1,6 Ncm unerheblich?

Und wie würde ich den Motor verkabeln? Der alte hat ein 5-poliges Kabel, 
dieser nur 4. Müsste ich entsprechend - anders als hier: 
https://cdn.instructables.com/FCY/MZSZ/IYLZPTGX/FCYMZSZIYLZPTGX.LARGE.jpg?auto=webp&width=1024&height=1024&fit=bounds 
- nur A+, A-, B+ und B- verkabeln? Wenn ja, woher weiß ich, welche Adern 
des 4-poligen JST-Steckers wie zu verkabeln sind?

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Also du meinst, ich hätte quasi eine Anleitung im Internet suchen sollen

Nein, nicht malen nach Zahlen, sondern konstruieren.

Was soll ein Rolloantrieb ? Stehen bleiben ohne Strom, also 
selbsthemmender Antrieb.
Was soll er noch ? Nicht nur nach ganz oben und unten, sondern auch 
mittendrin halten. Also Position melden, aber nicht auf hundertstel mm.
Ansonsten vorwärts und rückwärts laufen, das macht gut ein DC Motor.
Bleiben die Endschalter, die wirst du auch mit einem Schrittmotor 
benötigen.

von MaWin (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Der alte hat ein 5-poliges Kabel, dieser nur 4. Müsste ich entsprechend
> - anders als hier:
> 
https://cdn.instructables.com/FCY/MZSZ/IYLZPTGX/FCYMZSZIYLZPTGX.LARGE.jpg?auto=webp&width=1024&height=1024&fit=bounds
> - nur A+, A-, B+ und B- verkabeln

Nein, du brauchst einen anderen Treiber. Egal, da Schrittmotore sowieso 
nicht die Lösung sind.

von Patrick R. (s710)


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Ja gut, wie vielleicht ersichtlich wurde, bin ich kompletter Laie, und 
auf Anleitungen wie solche angewiesen (wenn ich für das Rollo kein 
Elektrotechnikstudium absolvieren will). Wenn der Ansatz so nix taugt, 
bin ich jetzt wieder komplett bei 0, und hab keine Ahnung was ich an 
Motor/Shield/Controller kaufen soll.

von Hubert G. (hubertg)


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Was hast du für ein Netzteil? Kannst du die Spannung einstellen?
Du kannst ohne weiteres auf 15V hochgehen. Der ULN frisst da schon 1,5V 
und 10% Überspannung sind locker drinnen.

Wenn auf dem Motortreiber ein L293DD verbaut ist, dann kannst du mit der 
Spannung noch höher gehen. Der verliert intern ~3V.

: Bearbeitet durch User
von HBose (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Ja gut, wie vielleicht ersichtlich wurde, bin ich kompletter Laie, und
> auf Anleitungen wie solche angewiesen (wenn ich für das Rollo kein
> Elektrotechnikstudium absolvieren will). Wenn der Ansatz so nix taugt,
> bin ich jetzt wieder komplett bei 0, und hab keine Ahnung was ich an
> Motor/Shield/Controller kaufen soll.

Hallo Patrick

dein Problem kannst du mit einem Gleichstrom Geetriebemotor und einem 
12V Netzteil lösen.

Dieser Motor hat Kraft genug (die Kurbel ist abnehmbar): 
https://www.ebay.de/itm/Getriebemotor-Gleichstrom-Motor-6-12V-E-motor-mit-abnehmbarer-Kurbel-DGO-3512ADA/172173924059?_trkparms=aid%3D111001%26algo%3DREC.SEED%26ao%3D1%26asc%3D20180816085401%26meid%3Db9daf4cfc6bc43008aaa060f6160ea1b%26pid%3D100970%26rk%3D1%26rkt%3D15%26mehot%3Dpp%26sd%3D172173924059%26itm%3D172173924059%26pmt%3D1%26noa%3D1%26pg%3D2380057%26brand%3DMarkenlos&_trksid=p2380057.c100970.m5481&_trkparms=pageci%3A1a4b35b8-9609-11ea-8870-74dbd1803803%7Cparentrq%3A144011fa1720ad4b3dcf00aeffa49499%7Ciid%3A1

Salu Hans

von Tom B. (botas)


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Da es bei dem kleineren Rollo funktioniert: einfach mal versucht ob der 
alte Motor es bei 1/4 der Geschwindigkeit doch noch schafft? Es scheint 
ja nicht viel zu fehlen.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Wie schon die Vorredner gesagt haben, dein Motor und der Treiber sind 
Kinderspielzeug. 0,1Nm sind nicht viel, das bekommst du mit einem 
42mm-Stepper ("Nema 17") locker hin, wenn du einen vernünftigen Treiber 
mit Stromregelung verwendest. Alternativ DC-Getriebemotor mit 
Endschaltern, dann aber so aufgebaut, dass sich niemand die Finger 
klemmen kann.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Wolle G. (wolleg)


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MaWin schrieb:
> Ansonsten vorwärts und rückwärts laufen, das macht gut ein DC Motor.
> Bleiben die Endschalter, die wirst du auch mit einem Schrittmotor
> benötigen.
Das sehe ich etwas anders.
Mit einem Schrittmotor geht das sehr gut auch ohne Endschalter. Bei mir 
läuft die Steuerung einer Abluftklappe problemlos schon über 5 Jahre. 
Ein µC gibt die Anzahl der Schritte für AUF bzw. ZU vor. Fertig. 
Verwendet wurde ein Antrieb aus einem Drucker. (reicht natürlich nicht 
für ein Rollo)

von MaWin (Gast)


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Wolle G. schrieb:
> Mit einem Schrittmotor geht das sehr gut auch ohne Endschalter

Nein.
Er braucht ein selbsthemmendes Getriebe.
Das wird ohne Endschalter zerstört, egal ob von Schrittmotor oder 
DC-Motor angetrieben.

Wolle G. schrieb:
> Bei mir
> läuft die Steuerung einer Abluftklappe problemlos

Lerne Äpfel von Birnen unterscheiden.

von Patrick R. (s710)


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MaWin schrieb:
> Wolle G. schrieb:
>> Mit einem Schrittmotor geht das sehr gut auch ohne Endschalter
>
> Nein.
> Er braucht ein selbsthemmendes Getriebe.
> Das wird ohne Endschalter zerstört, egal ob von Schrittmotor oder
> DC-Motor angetrieben.
>
> Wolle G. schrieb:
>> Bei mir
>> läuft die Steuerung einer Abluftklappe problemlos
>
> Lerne Äpfel von Birnen unterscheiden.

Wie positioniert man einen DC-Motor sauber, ohne es über eine 
Zeitmessung zu machen? Bei den bisherigen Beispielen für das Arduino 
Shield mit DC-Motor wird mit "motor-an" + delay(xxx) gearbeitet, was 
sich für mich nicht präzise anhört, bzw. mit der Zeit vermutlich dazu 
führt, dass das Rollo nicht mehr sauber positioniert.

von Michael B. (laberkopp)


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Patrick R. schrieb:
> Wie positioniert man einen DC-Motor sauber, ohne es über eine
> Zeitmessung zu machen?

Indexpulse an der Motorwelle (also vor dem Getriebe) zählen.
Die Indexpulse können per Lichtschranke oder Hallsnsor ausgelöst werden.

von Patrick R. (s710)


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Michael B. schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> Wie positioniert man einen DC-Motor sauber, ohne es über eine
>> Zeitmessung zu machen?
>
> Indexpulse an der Motorwelle (also vor dem Getriebe) zählen.
> Die Indexpulse können per Lichtschranke oder Hallsnsor ausgelöst werden.

Gibt es dafür eine brauchbare fertige Konstruktion die man mit dem 
Arduino verwenden kann?

von MaWin (Gast)


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von Patrick R. (s710)


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MaWin schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> Gibt es dafür eine brauchbare fertige Konstruktion die man mit dem
>> Arduino verwenden kann?
>
> https://www.youtube.com/watch?v=zZ40o9QnoUY
> https://www.youtube.com/watch?v=PJwGXl0i9Xs
> https://forum.arduino.cc/index.php?topic=454733.0

Danke, sieht einfach aus, das werde ich mir anschauen.

von Pit S. (rotermexico)


Angehängte Dateien:

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So einen Motor gibt es bei Pollin.
https://www.pollin.de/p/schrittmotor-set-daypower-s-spsm-5v-310543
Allerdings ist das günstigste und stärkste, selbsthemmende Getriebe ein 
Scheibenwischermotor ....ähnlich 
https://www.pollin.de/p/dc-getriebemotor-mit-spindel-200681-12-v-links-310468

von Patrick R. (s710)


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MaWin schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> Gibt es dafür eine brauchbare fertige Konstruktion die man mit dem
>> Arduino verwenden kann?
>
> https://www.youtube.com/watch?v=zZ40o9QnoUY
> https://www.youtube.com/watch?v=PJwGXl0i9Xs
> https://forum.arduino.cc/index.php?topic=454733.0


Ich muss den Thread jetzt doch leider nochmal aus der Versenkung holen.

Hat jemand einen Tipp, wo man einen passenden Motor findet? Ich bin 
leider nur bei China-Lieferanten fündig geworden (z.b. 
https://www.banggood.com/6V-270rpm-Encoder-Motor-DC-Gear-Motor-p-1127552.html). 
Habe dort jetzt auch bestellt, allerdings ist auch nach 2 Monaten keine 
Lieferung in Sichtweite.

Gibt es nicht einen Shop in Deutschland/EU, der solche Motoren zu 
erschwinglichen Preisen vertreibt?

von Harald W. (wilhelms)


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Patrick R. schrieb:

> Hat jemand einen Tipp, wo man einen passenden Motor findet?
> Gibt es nicht einen Shop in Deutschland/EU, der solche Motoren zu
> erschwinglichen Preisen vertreibt?

Ja, Rolladenmotore gibts in jedem Baumarkt.

von Patrick R. (s710)


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Harald W. schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>
>> Hat jemand einen Tipp, wo man einen passenden Motor findet?
>> Gibt es nicht einen Shop in Deutschland/EU, der solche Motoren zu
>> erschwinglichen Preisen vertreibt?
>
> Ja, Rolladenmotore gibts in jedem Baumarkt.

Ich suche aber keinen Rolladenmotor sondern so einen: 
https://eckstein-shop.de/V-TEC-6V-Mini-25D-DC-Motor-Getriebe-Motor-Stirnradgetriebe-mit-Encoder-177-RPM

von Starker Motor (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Hat jemand einen Tipp


Ich weiß nicht mit welcher Spannung du deinen 28BJY Motor betreibst. Bei 
>12V und FullStep Mode sollte der das locker schaffen.

Selbsthemmend ist er quasi und Kraft hat er auch. Ich betreibe damit 
eine Peristaltische Pumpe ohne Probleme. Wenn ich die Pumpe mit der Hand 
drehe und unseren IKEA-Rollo, dann geht die Pumpe schwerer zu drehen.

Ansonsten würde ich einfach zwei Zahnräder drucken und die Übersetzung 
nochmal halbieren.
Käse gegessen ;)

von Harald W. (wilhelms)


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Patrick R. schrieb:

> Ich suche aber keinen Rolladenmotor sondern so einen:
> 
https://eckstein-shop.de/V-TEC-6V-Mini-25D-DC-Motor-Getriebe-Motor-Stirnradgetriebe-mit-Encoder-177-RPM

...und warum kaufst Du ihn nicht dort,
das ist doch ein deutscher Shop.

von Johannes S. (Gast)


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Harald W. schrieb:
> das ist doch ein deutscher Shop.

und die liefern auch schnell wenn die Teile ab Lager sind, habe da schön 
öfter bestellt und bisher gute Erfahrungen gemacht.

Pollin wurde ja schon genannt, gerade bei Getriebemotoren haben die eine 
gute Auswahl und sind noch relativ günstig:
https://www.pollin.de/bauelemente-bauteile/motoren/dc-getriebemotoren/

von Patrick R. (s710)


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Als ich das letzte mal geschaut hatte, stand da eine andere Lieferzeit 
... und Herkunftsland China, da ging ich davon aus dass es direkt aus 
China kommt.

Jetzt steht da 1-3 Tage Lieferzeit, mal schauen. Hab mal bestellt, 
vielleicht kommts ja aus einem Lager in Deutschland :)

Pollin, Reichelt & Conrad hatte ich schon durch. Die haben alle Arten 
von D/C Getriebemotoren, aber keine mit Encoder.

von Johannes S. (Gast)


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über die Endschalter und Zeitsteuerung bekommt man das bei so einem 
langsam laufenden Motor auch hin, da ist der Encoder oder schrittgenaue 
Steuerung gar nicht nötig. An den Endschalterpositionen kann man immer 
wieder die Position definiert setzen, dazu muss die Steuerung nichtmal 
die Endschalter kennen.

von Starker Motor (Gast)


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Johannes S. schrieb:
> über die Endschalter und Zeitsteuerung bekommt man das bei so einem
> langsam laufenden Motor auch hin, da ist der Encoder oder schrittgenaue
> Steuerung gar nicht nötig. An den Endschalterpositionen kann man immer
> wieder die Position definiert setzen, dazu muss die Steuerung nichtmal
> die Endschalter kennen.

https://github.com/marvinroger/arduino-shutters

Hier gibt es dazu auch eine Library, die das nur über die Zeit per 
Endschalter steuert. Außerdem kann man einen Endlagen Korrekturfaktor 
einstellen, dass man sicher auf 0 oder 100% fährt.

Fährt man ständig zwischen 20 und 80%, dann kommt das aus dem tritt.

von Johannes S. (Gast)


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Starker Motor schrieb:
> Fährt man ständig zwischen 20 und 80%, dann kommt das aus dem tritt.

ist richtig, aber gelegentlich in eine Endlage zu fahren ist einfacher 
und robuster als Absolutwertgeber. Der genannte Motor hat das auch nicht 
und muss seine Position mit dem Inkrementalgeber verwalten.

von Starker Motor (Gast)


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Johannes S. schrieb:
> Endlage zu fahren ist einfacher

Ja klar, wollte das nur der Vollständigkeit halber erwähnen. Mit dieser 
Lib steuere ich meine Rollos im Haus und es Klappt seit Jahren 
problemlos.

Und man kann ja auch jeden Tag zu einer gewissen Uhrzeit mal die Endlage 
anfahren und damit das System neu "kalibrieren".

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