Motortreiber für Pollin Schrittmotoren notwendig?

[lpskate]

Guten Tag erstmal, wie schon im Titel zu lesen bin ich ein totaler Einsteiger und nach dem ich mich durch diverse Elektronikseiten gekämpft habe, fand ich endlich sehr günstige (nicht diese Conrad 26€ Dinger >.<) Steppermotoren, am Anfang möchte ich mir mit einem Picaxe 18M2 (Habe mich für Picaxe entschieden, da man auch grafisch Programme entwerfen kann) einen "roboter"(Wenn man das schon so nennen darf^^) bauen der (fest einprogrammiert) kurven und strecken fahren kann, also dachte ich an ein fahrsystem aus vier schrittmotoren wobei jeder doch einzeln Ansteuerbar ist oder? Ich wollte diese Motoren kaufen: http://www.pollin.de/shop/dt/Mzk5OTg2OTk-/Motoren/Schrittmotoren/Schrittmotor_AEG_S026_48.html. Nun habe ich auch schon viel über Motortreiber gelesen und diese liefern nach meiner jetzigen Kenntnis genung Spannung für Motoren, weil normale I/O Pins, wie ich gelesen habe, dafür einfach zu wenig haben. Da die Schrittmotoren auch so einen "komischen" (Könnte mir das evtl. jemand erklären?) Anschluss haben und ich das auch schonmal auf einem Motortreiber gesehen habe, also den Aufsteckplatz, dachte ich mir, ich brauche wohl zwei Motortreiber, die jeweils mit 2 Schrittmotoren umgehen können. Geht es auch ohne? Ich kappiere nicht wieso Motortreiber mehr Spannung/Ampere liefern sollen, obwohl dort keine zusätzlichen Akkumulatoren installiert sind, haben die Dinger Spannungswandler oder sowas in der Art (Sorry kenne mich mit Elekrik leider nicht aus ._.)? Und noch eine Frage wäre ob ich dann die Motortreiber, wenn benötigt, an die I/O Pins vom Picaxe Board anschließen muss und so die Motoren steuern kann? Außerdem (verzeiht mir, dass das nicht zum Thema Motoren passt ) wüsste ich woran ich sehe, dass ich vor bestimmte Bauteile, z. B. bei Drucktastern oder Sensoren Wiederstände Schalten muss. Müsste ich errechnen welche Ausgangsspannung die I/O Pins vom Picaxe Board liefern und diese dann, wenn die Betriebsspannung der Komponenten kleiner als die Pinspannung ist über einen Wiederstand schalten( Der Ground Pin müsste schon einen Wiederstand haben oder?). Meine letzte Frage wäre nun ob Motortreiber das umpolen bei Schrittmotoren selbst übernehmen oder ob ich das über die Pins (abwechselnd 2 HIGH andere LOW und umgekehrt) machen muss. Ich habe echt Hoffnung das jemand Antworten auf meine Fragen hat, denn zurzeit steh ich hier leider als fast totaler Elektrik und Robotik Noob da, allerdings habe ich relativ viel programmier Erfahrung falls es mir irgendwie helfen sollte. Vielen Dank vorraus an alle die Antworten. Und bitte verzeiht mir die Rechtschreibfehler :).

Das Picaxe Board ist dieses hier: http://www.roboter-teile.de/Oxid/PICAXE/Starter-Packs/PICAXE-18M2-Starterset.html

Und wenn ich schon Frage, könntet/würdet ihr mir als kompletter Einsteiger ohne jegliche Bauteile irgendwelche Wiederstands- oder LED/Drucktaster Sets /Durcktaster z. B. zum starten/stoppen des Programms) empfehlen?

[Geistesblitz]

Ich kann dir erstmal empfehlen, dich im RN-Wissen-Bereich einzulesen, da steht auch vieles zu Schrittmotoren. Wie ich es bei dir herauslese, besteht da noch viel Nachholbedarf. Auch ein wenig grundsätzliches Elektronikwissen wäre nicht schlecht. Dazu findet man aber im Netz genug. Wie gesagt, guck mal im RN-Wissen oder auf der Elektronikerseite (http://www.dieelektronikerseite.de/) (damit hab ich meinen Elektronikeinstieg gemacht), da findest du schon alles Grundsätzliche.

Zu Schrittmotortreibern an sich: die wollen für jeden Motor zwei digitale Signale haben, einmal den Takt für die Drehzahl und einmal ein Bit für die Richtung. Diese sind im normalen Controllerpegel, also wahrscheinlich bei 5V. Der Treiber braucht aber eine höhere Spannung für die Versorgung der Schrittmotoren. Die Steuersignale vom Controller bestimmen nur, wie die Leistungsspannung auf die Phasen geschaltet wird. Schrittmotoren direkt am Controllerpin sind der sichere Tod des Controllers.

[Hubert.G]

Du schreibst du bist kompletter Einsteiger. Daher bin ich mir nicht sicher ob dieses Board das richtige für dich ist.
Ich kann und will dieses Board nicht schlecht machen, ich kenne es nicht.
Nur als Einsteiger hat man erfahrungsgemäß sehr viele Fragen. Daher benötigt man jemanden den man persönlich Fragen kann oder eine große Kommunity und Forum in dem man Fragen stellen kann. Ich bezweifle etwas ob es das in dem Umfang wie z.B. für AVR auch für Picaxe gibt.
Ich will dir nichts ausreden aber vielleicht überdenkst du dein Projekt noch mal.
Später wenn du in Grundlagen und Elektronik mal fit bist ist der Umstieg auf komplexere Systeme keine große Sache mehr.

[lpskate]

Wollte das Picaxe eigentlich nehmen, weil man da grafisch programmieren kann, das programmieren sollte allerdings kein Problem sein, eher das Anschließen der Komponenten, ist mir auch recht ein AVR Board zu benutzen, könntet ihr mir eins empfehlen, wenn möglich eins das wenig kostet, da ich Schüler bin habe ich ein begrenztes budget und 4 Pollin Schrittmotoren und Motortreiber müsste ich ja auch noch kaufen, also wenns geht bis 35€.
Und mit Batterien o. ä., weil der "Roboter" ja fahren soll.

Bei Schrittmotoren hab ich das jetzt so verstanden das man bei einem bi polaren immer Spannung auf zwei der vier anschlüsse gibt und dann bewegt sich der Motor einen Schritt, für einen weiteren Schritt muss man dann die Spannung von den ersten beiden nehmen und Spannung auf die anderen beiden geben.

Ich glaube das ich mein Projekt nicht "überdenken" muss, weil das was ich vorhabe ja auch mit einem avr möglich ist oder?

Bleiben nurnoch ein paar fragen zu Motoren und Motortreibern:
1. Wieso ist der direkte Pinanschluss an den Controller, der Tod des Controllers?
2. Wie schafft der Motortreiber genug Strom/Spannung für den Motor zu liefern, wenn es der Controller über einen Pin nicht kann?
3. Der Motortreiber wird dann aber mit einem/mehreren I/O Pins des Controllers verbunden um über die Pins den Motortreiber und somit die Motoren zu steuern oder?

Ich lese mich auch schon fleißig in die Elektronik Grundlagen ein, also nochmal, wenn es hier Leute gibt die erfahrung mit AVR haben, dann bin ich für Boardempfehlungen offen, vielen Dank :)

[Hubert.G]

Bleiben nurnoch ein paar fragen zu Motoren und Motortreibern:
1. Wieso ist der direkte Pinanschluss an den Controller, der Tod des Controllers?
2. Wie schafft der Motortreiber genug Strom/Spannung für den Motor zu liefern, wenn es der Controller über einen Pin nicht kann?
3. Der Motortreiber wird dann aber mit einem/mehreren I/O Pins des Controllers verbunden um über die Pins den Motortreiber und somit die Motoren zu steuern oder?

Ich lese mich auch schon fleißig in die Elektronik Grundlagen ein, also nochmal, wenn es hier Leute gibt die erfahrung mit AVR haben, dann bin ich für Boardempfehlungen offen, vielen Dank :)
Das billigste Board ist eine Lochrasterplatine und den Kontroller selbst drauf löten.
Zu 1. Ein Pin eines Kontroller kann max. 20mA Strom liefern, bei mehr wird er überlastet.
2. Am Motortreiber sind Leistungstransistoren die mehr Strom können.
3. richtig

http://www.rn-wissen.de/index.php/Schrittmotor

[lpskate]

Danke für die Empfehlung und die Benatwortung der Fragen, ich glaube ich hab das mit dem Schrittmotoren jetzt verstanden, es gibt vier verschiedenen Kombinationen und bei jeder anderen, bewegt sich der Motor einen Schritt oder?

Ne Lochrasterplatine zu besorgen ist kein Problem und das Drauflöten mit etwas hilfe denke ich auch mal nicht, aber:
1. Welcher avr Controller (oder beliebiger?)
2. Wie programmiere ich den Controller, es gibt ja dann keinen USB/Seriellen Anschluss
3. Was sind dann meine I/O Pins?
4. Wie regle ich die Stromzufuhr des Controllers?

//EDIT:
Ich denke ich muss die Ausgangspins des Controllers mit gegenüberliegenden Pin verlöten und kann sie dann als I/O Pins benutzen oder?

[avrrobot]

Ich würde dir für den Anfang den Atmgea32 oder Atmega16 empfehlen, dazu gibt es im Netz einfach am meisten Codebeispiele.
Programmieren kannst du die nur über einen speziellen USB/ISP Adapter, die muss man kaufen. Sonst würde das noch mit einer seriellen Schnittstelle und ein bisschen Hardware gehen,
aber das muss ne echte serielle Schnittstelle sein, kein USB/Seriell Wandler.
I/O Pins sind alle, wo nicht GND, AGND, VCC, AVCC RESET oder ähnliches dransteht, also PA0-7, PB0-7,PC0-7 und PD0-7.
Was meinst du mit dem gegenüberliegenden Pin? Einen anderen vom Controller?
Beim AVR musst du nicht die Stromzufuhr reglen, sondern die Spannung, 5Volt sollte man da haben, sonst ist das nicht so gut. (Weniger geht aber auch).
Dafür verwendet mann Spannungswandler ICs, die gibts sehr billig bei Conrad und reichelt.

MfG avrrobot

[Geistesblitz]

1. Ist relativ egal. Unterscheiden sich nur durch Größe der Speicher und Peripherie (Busse, Anzahl Timer, PWM-Channels und ADC-Channels usw.)
2. Dafür brauchst du einen ISP, gibt es sowohl für RS232, als auch für USB
3. Alle I/O-Pins laut jeweiligem Datenblatt
4. entweder du legst direkt 5V an oder nimmst einen 7805 mit nen paar Kondensatoren und legst da min. 7V an

Ich glaube, es wäre nicht schlecht, wenn du dir das hier mal anguckst:
http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht
Hat mir bei meinem Einstieg auch sehr gut geholfen. Anfangs hatte ich den AVR auch einfach auf ein Breadboard gesteckt, reicht für den Anfang auch, später hab ich mir dann ein Board mit IC-Sockel und Steckplätzen zusammengelötet.

Für einen Überblick über die unterschiedlichen AVRs:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Typen

edit:

Ich denke ich muss die Ausgangspins des Controllers mit gegenüberliegenden Pin verlöten und kann sie dann als I/O Pins benutzen oder?

Ich weiß nicht, was du damit meinst. Ob ein Pin nun Input oder Output ist, legst du im Code fest.

[lpskate]

Mit den I/O Pins meine ich einfach, sind das dann Pins die vom Controller ausgehen? Da auf den hübschen Fertigboards ja immer die schönen durchnummerierten analog und digital pins sind, danke für die Links, ich hab das mit dem ISP jetzt kappiert also ich programmier mir den Controller mit meinem ISP steck ihn dann auch die Lochplatine und bring die Stromversorgung mit dem Spannungswandler, die Frage ist jetzt nurnoch wie? Ich gucke mir jetzt nochmal die Links an vielleicht ist meine Frage damit schon geklärt. Toll das einem hier immer alle so schnell und ausführlich antworten :)

[Geistesblitz]

Ich würd mal sagen: einfach mal Google bemühen und sich mal wirklich Zeit nehmen und die Artikel im RN-Wissen und vielleicht noch mikrocontroller.net zu Gemüte führen. Wenn dann noch Fragen sind, kannst dich ja nochmal melden. Was du alles brauchst, damit der Controller benutzbar ist, steht in dem von mir schon verlinktem Artikel ;)
Und ja, die IO-Pins sind direkt am Controller. Wie die am Board nach außen geführt werden ist sehr unterschiedlich. Beim Steckbrett käme einfach der Controller in die Mitte und die Kabel kannst du dann direkt neben dem jeweiligen Pin einstecken. Welchem Pin man welche Funktion zuweisen kann (serielle Schnittstelle, PWM, ADC, Counter, digitaler I/O-Pin usw.) steht in den Datenblättern. Findest auch in der Übersicht der AVR-Typen, lohnt sich wirklich, da mal einen Blick reinzuwerfen. Kommt leider auch ein wenig auf die Englischkenntnisse an.

[joar50]

Hallo,
Hubert.G schrieb:

Ich bezweifle etwas ob es das in dem Umfang wie z.B. für AVR auch für Picaxe gibt.
Sind PICAXE nicht normale PIC16Fxxx, nur mit einem Bootlader versehen?

[hans99]

Hallo,

Picaxe sind mit einem Bootloader ausgestattet. Sie sind sehr einfach zu implementieren. Zum Anschluss an den PC über die serielle Schnittstelle genügen 2 Widerstände (22K und 10K). Diese µC sind zwar nicht so leistungsfähig wie andere µC dafür aber sehr günstig. Der Programming Editor (PE) erlaubt auch eine Programmierung mittels Flussdiagremm. Dadurch ist es für Einsteiger leichter den Code zu erlernen.

Ich verwende diese µC für meine Schaltungen. Für meine Anwendungen reichen sie aus.

Es gibt ein deutsches Forum: http://www.roboter-teile.de/phpBB/index.php

Das englische Forum: http://www.picaxeforum.co.uk/forum.php

MfG.
Hans

[lpskate]

Ok, soweit hab ich das jetzt verstanden, allerdings hätte ich noch ein paar Fragen:
1. Würdet ihr mir als Einsteiger ein Kondensator und Wiederstandsset empfehlen?
2. In dem Link (http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht) löten sie an einer stelle einen ISP Adapter, wo bekommt man den her?
3. Ist es richtig, dass bei GND(Masse) der Pluspol der Versorgung angeschlossen wird und das vor den min. 7V Wechselstrom dann ein 7805 Ic geschaltet wird und danach noch 1 100nF kondensator, oder ist das zu wenig?
4. Kann mir mal einer den/die GND Pins erklären?

Mit dem 7805 meinst du einen Spannungswandler oder?

Ich schwanke jetzt echt zwischen einem Picaxe fertigboard und avr oder picaxe selbstlöten o;

[hans99]

Hallo,

Zu 1. 100R (OHM) 330R 470R 680R 820R, 1K (KiloOhm) 4K7 10K 22K
100nF (Nanofarad) 100µF/16V (Microfarad/16Volt) 220µF/16 470µF/16

2. diese Adapter und die oben geschriebenen Dinge bekommst du bei Reichelt oder Conrad und anderen Elektronikfirmen.

3. Das ist falsch.
GND (Ground) ist die Gemeinsame Masse und ist immer - (minus)
VCC oder +V ist immer die positive Spannungsversorgung (plus)

Ein 100nF Kondensator in der Nähe des Controllers (zwischen VCC und GND9 ist immer gut.

Grundsätzliches zur Stromversorgung einer Schaltung:
Um eine Schaltung zu betreiben braucht man gleichgerichtete Niederspannung

Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Netzteil

Die im Handel erhältlichen Netzteile sind für die meisten Anwendungen ausreichend. Wenn du ein Netzteil hast, das eine höhere Spannung liefert als du brauchst, dann kannst du sie mit einem Spannungsregler herunterregeln (im obigen Link als Längsregler bezeichnet) z.B. 7805. Die Kondensatoren dienen der Siebung bzw. Glättung der Spannung.

M.f.G.
Hans

[lpskate]

http://www.reichelt.de/Pfosten-Wannenstecker/PFL-10/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=14571;GROUPID=32 31;artnr=PFL+10;SID=11T0KhEn8AAAIAACIbgOo43c3ac61d be86084ca321bd6c46c6f9e

Der Stecker sieht aber n bisschen anders aus, als der aus den rn definitionen ist aber laut bestellnummer der richtige, also sollte der doch in Ordnung sein oder?

Zu meinem Vorposter, ich wollte das ganze mit nem 9V Akku betreiben, also die 9V mit einem Spannungswandler runterregeln. Das Problem ist ja nun, dass der Akku nicht immer über 5 V Eingangspannung liefert, wie kann man das regeln, dass der Controller immer seine 5V bekommt und die Batterie auch schon leergesaugt wird, geht das mit Kondensatoren?

Also in meiner Schaltung wäre das dann ein paar 0V Akku + Kondensatoren + Spannungswandler, wobei ich mir nicht sicher bin, ob ich, wenns überhaupt so geht, die Kondensatoren vor oder hinter den Spannungswandler schalten soll.

[hans99]

Hallo,
für deinen Kontroller brauchst du sowas:
http://www.reichelt.de/Pfosten-Wannenstecker/WSL-10G/index.html?;ACTION=3;LA=3;ARTICLE=22816;GROUPID=32 31;SID=12ThAwPX8AAAIAAGPNeRs72618b850b5343e8c6743e 1ee1860b0f

Der Stecker ist normalerweise auf dem Programmiergerät drauf. Die Abbildungen bei Reichelt sind symbolhaft.

Wenn dein Akku weniger als 5Volt liefert, dann ist er kaputt.
Ein 9V Akku kann -meines Wissens nach- bis auf ca. 7,5 V entladen werden. Danach ist er leer und muss neu geladen werden.
Zum Spannungsregler: der Akku muss mindestens 1,5V mehr liefern als der Spannungsregler regeln soll z.B. bei 5V muss der Akku mindestens 7,5V haben.

Zur Spannungsversorgung für den Kontroller siehe:

http://www.strippenstrolch.de/1-2-11-der-spannungsregler-78xx.html

M.f.G.
Hans

[lpskate]

Ok nochmal Danke an Hans und alle anderen hier :), Hans, nochmal zu den verschiedenen Widerständen die du genannt hast, auf wieviel Watt müssen die ausgelegt sein, da der Spannungsregler, die Spannung auf 5V/1A Runterregelt und wenn ich das noch richtig in Erinnerung hab Spannung * Strom = Leistung ist, dann müsste ich doch theoretisch 5 Watt Dinger kaufen oder >.<? Aber da der Akku eh nur 250mAh liefert, würden doch auch die schön billigen 1/4 Watt dinger gehen. Wie verhält sich der Spannungswandler, wenn er als Ausgang 1A, 5V haben soll und nur 250mA 9V bekommt?

Am Dienstag hab ich dann wahrscheinlich endlich Controller, Widerstände, Lochrasterplatine, Kondensatoren usw. :)

[hans99]

@lpskate

Im Bereich µC reichen normalerweise 1/4 Watt Widerstände aus.
Ich kann und will dir die Grundlagen der Elektronik nicht erklären. Kauf (oder suche) dir im Internet Bücher (Informationen), die dir die Grundlagen der Elektronik näher bringen.
Zum Spannungsregler: Die 1 Ampere beziehen sich auf die Leistung die er erbringen kann. Es kommt auf die Verbraucher an. Wenn die Verbraucher (µC und anderer Kram) mehr als ein 1 Ampere ziehen dann hat der Spannungsregler (oder du) ein Problem. Er wird heiss und schaltet sich im günstigsten Fall ab (wenn nicht, dann raucht es). Passiert auch, wenn du einen Kurzschluss zwischen Vcc und GND hast. Der Spannungsregler wird aber auch heiss, wenn die Differenz zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung zu gross ist (z.B. Eingang 12V Ausgang 5V: Differenz 7V, die er in Wärme umsetzen muss).
Fazit: ein Spannungsregler mit einem Ampere kann maximal 1 Ampere liefern. Wenn dein 9V Akku 250mAH liefert, du aber 500mAH an Verbrauch hast, dann ist der Akku sehr schnell leer.:(

M.f.G.
Hans

[masasibe]

auf wieviel Watt müssen die ausgelegt sein, da der Spannungsregler, die Spannung auf 5V/1A Runterregelt und wenn ich das noch richtig in Erinnerung hab Spannung * Strom = Leistung ist, dann müsste ich doch theoretisch 5 Watt Dinger kaufen oder >.<?
Prinzipiell ist deine Überlegung richtig, nur wirst du kaum einmal einen einzigen Widerstand alleine an einen Spannungsregler anschließen, der dann 1A zieht. Das wäre maximal sinnvoll, wenn du bewusst Wärme für irgendetwas erzeugen willst.
Gewöhnlich wirst du die Widerstände z.B. als Vorwiderstände für LEDs etc. verwenden. Und da eine normale LED nur einen Strom von max. 20mA verträgt und am Vorwiderstand dann auch nicht die ganzen 5V anliegen, kommst du mit 1/4W Widerstände leicht aus.

Hochleistungswiderstände für 5W brauchst du normal erst wenn es um größere Ströme geht und nicht bei Akkubetrieb.


Aber da der Akku eh nur 250mAh liefert, würden doch auch die schön billigen 1/4 Watt dinger gehen. Wie verhält sich der Spannungswandler, wenn er als Ausgang 1A, 5V haben soll und nur 250mA 9V bekommt?

Die 250mAh sind aber die Kapazität des Akkus und nicht zwingend der maximale Strom, den der Akku hergibt.
250mAh bedeutet, dass der Akku, wenn du in mit 250mA belastest, nach ca. 1 Stunde leer ist. Belastest du ihn mit 500mA,
so ist er schon nach einer halben Stunde leer. Und bei 1A schon nach 1/4 Stunde.

Der Spannungsregler regelt eben nur die Spannung und verändert aber nicht den Strom, d.h. wenn du am Ausgang des
Spannungsreglers 1A ziehst, dann zieht der Spannungsregler von deinem Akku auch 1A.

[lpskate]

Danke jetzt hab ich das verstanden :)
Könnte mir evtl. noch jemand sagen welche/welchen Schrittmotortreiber ich nehmen sollte um 4 Schrittmotoren zu betreiben?
Das sind die Motoren, die ich nehmen möchte(http://www.pollin.de/shop/dt/Njk5OTg2OTk-/Motoren/Schrittmotoren/Schrittmotor_BERGER_LAHR_RDM57.html), obwohl zum Kurven geradeaus und rückwärts fahren theoretisch auch 2 reichen würde oder?
Wieviel Pins bräuchte man um einen Motortreiber eine Bitkombination zu übermitteln?

[masasibe]

Wieviel Pins bräuchte man um einen Motortreiber eine Bitkombination zu übermitteln?
Hast du dir den Artikel über Schrittmotoren im RN-Wissen einmal durchgelesen? Dort gibt es genaue Schaltungen dazu.

mfg masasibe