Ansteuerung für einen 4,7A Schrittmotor

[fred_bb]

Ich möchte einen vorhandenen Schlitten mit großem angebauten Schrittmotor möglichst genau steuern.

Der bipolare Schrittmotor hat einen Strangstrom von 4,7 A.
Erst Frage: Kann ich auch eine Ansteuerschaltung für max 2 A benutzen? Durch die Strombegrenzung wird der Motor dann doch einfach nicht ausgenützt, aber es sollte trotzdem funktionieren, oder nicht?

Ich möchte eine möglichst einfach Ansteuerschaltung benutzen,

Ich habe bereits über L297 + L298 gelesen. Noch komfortabler finde ich RN-Motor (auch wenn gerade nicht lieferbar). Ich würde mich gerne möglichst wenig mit der genauen Umsetzung beschäftigen, sondern nur die Schrittanzahl und die Geschwindigkeit vorgeben. Ich steuer das ganze dann über einen ATMega z.B. per TWI.

Mit welchen ICs/Modulen kann ich das am besten erledigen? Am liebsten natürlich auch eine Variante, die die hohen Ströme von 4,7 A treiben kann.

Gruß, Fred

[sigo]

Hi, schau dir mal den L6205 an. Der hat 4 Halbbrücken zu je 2,8A.
Das schöne an dem Teil, im Gegensatz zum L298 ist, dass du die Brücken parallel schalten kannst (da es sich im MOSFETs statt Darlingtons handelt).

Wenn du 2 dieser Teile benutzt, kannst du dann bis 5,6A @ 8..48V arbeiten, wenn du für eine gewisse Kühlung sorgst.
Im Handbuch des L6205 ist auch eine Beispielschaltung mit dem L297..

ansonsten stimmt es, dass der Motor bei 2A einfach nur weniger Drehmoment hat. Aber ob sich dann noch viel bewegt??

Sigo

[fred_bb]

Den L6205 habe ich bei meiner Suche nun auch gefunden. Sieht gut aus.
Das mit der Parallelschaltung ist auf jeden Fall auch interessant, wobei bei dem L6205 ja als I_Peak 7,1A angegeben ist, und die hohen Ströme treten ja eher nur beim Anfahren auf denke ich. Mit dem Schrittmotor wird ein Schlitten angetrieben (Also eine Schnecke, die dann einen Schlitten bewegt, ähnlich wie der einer Fräsmaschine). Ist also wenig Drehmoment notwendig.
Vielleicht reicht hier auch schon ein L6205 aus.

Wie ist es mit der Genauigkeit? An sich kann ich ja mit der Schrittanzahl genau ermitteln, wie weit ich vor oder zurück fahre. Nun habe ich etwas über Schrittverluste gelesen, treten die nur auf wenn der Motor überlastet ist oder auch zufällig so?

Noch etwas: Was ist der Minimalwert, den ich als Spannungsabfall an den Sensewiderständen für den L297 wählen sollte? Ist klar, dass V_ref zwischen 0 und 3 Volt liegen soll, aber was ist ein sinnvoller Minimalwert?
Ist 376 mV ausreichend? Das würde ich mit 4,7 A und 0,08 Ohm bekommen. Im Datenblatt des L297 finde ich nur Offsetspannung des Komparators, die 5 mV ist. Damit müsste es doch gehen, oder?

Was nimmt man eigentlich am besten für Widerstände dafür? Bei Reichelt gibt es ja die 5 Watt Widerstände, doch 10% Toleranz sind eben auch nicht das Gelbe vom Ei. Oder mal 10 bestellen und dann messen, dass man zwei gleiche bekommt und danach dann V_ref einstellen.

Gruß, Fred

[sigo]

Hi, Schrittmotoransteuerungen sind in der Regel so aufgebaut, dass man davon ausgeht, dass keine Schritte verloren gehen. Die Limits sind halt das max. Tempo, die max. Beschleunigung und die max. Last.
Wenn der doch abreißt, dann meist richtig...e

Deine Überlegungen zur Strombegrenzung sind richtig.
Ich denke, dass die Spannung von 376mV recht gut gewählt ist. Sie kann sicher auch noch ein wenig tiefer liegen, bei z.B. 200mV.
Man kann auch ein wenig trixen und die Spannung anheben.
Stelle dir hierzu einen Spannungsteiler zwischen +5V und dem Widerstand vor. So dimensioniert, dass sich eine fixe Spannung von z.B. 300mV zur Spannung am Shunt hinzuaddiert. Dadurch arbeitet der Komparator etwas weiter weg von Grund, und du kannst dann oft auch noch mit 100mV Hub gute Ergebnisse erzielen.. ich hab so mal mit einem L6506 (sehr ähnliche Schaltung der Strombegrenzung) und einem 0,02 Ohm Widerstand 5A geregelt. Wenn du einen Poti in den Spannungsteiler baust, kannst du die Toleranzen durch Offset, Widerstandstoleranz etc. kompensieren..und den Nennstrom einstellen (die 5V können auch aus einem geglätteten PWM Ausgang kommen)

Sigo

[fred_bb]

Danke für die Hilfe Sigo.

Leider hat robotikhardware.de seit heute den L6205 nicht mehr im Shop drin, ärgerlich. Aber sonst bekommt man den fast nicht her.

Wir sieht es mit dem TMC 249 aus, sind die Trinamic ICs zu empfehlen? Würde ja am liebsten per I2C steuern, aber SPI müsste ja auch möglich sein. Habe da nur noch keine Erfahrungen.

Oder weiß einer, wo ich vielleicht schon ein fertiges Modul kaufen kann, das ich mit I2C ansteuern kann und das gleich Steuerung und Leistungsteil vereint?

Gruß, Fred

[Frank]

Der L6205 muss auch gut gekühlt werden das er die versprochene Leistung auch wirklich schafft. Das geht beim DIP-Gehäuse umständlicher als bei anderen Bauformen wie L298, ein optimales Platinenlayout reicht da meistens nicht. Wenn die Kühlung nicht optimal klappt, dann schaltet der Chip sehr schnell ab, ich hab daher ein Projekt wieder von L6205 auf L298 umgestellt.

[fred_bb]

Kann man den L298 denn auch parallel schalten? Ich habe einerseits gelesen, dass das geht, auf anderen Seiten wiederum, dass man den L6205 benutzen soll, denn den kann man im Gegensatz zum L298 parallel schalten.

Wie ist es eigentlich mit dem großen Mysterium Rampen? Muss man das immer beachten? Beim anfahren kann man ja die Schrittfrequenz linear/quadratisch erhöhen, aber bei einem Endschalter kann ich das ja nicht, da möchte ich sofort stoppen. Wie wird das gemacht?

[Frank]

L298 kann man wohl auch parallelschalten, aber dann bräuchtest du vermutlich 3 bis 4 Stück parallel weil sich Strom nicht ganz gleichmäßig verteilt.
Nun man kann schon Schrittfrequenz sofort starten und stoppen, bei kleineren/mittleren Schrittfrequenzen ist das problemlos und durchaus üblich. Nur bei sehr hohen Frequenzen und Drehzahlen Rampe zu empfehlen damit kein Schritt verschluckt wird. Ab besten einfach praktisch austesten.