Anlaufen von Stepper ?

[PICture]

Hallo!

Ich habe bisher nix mit Stepper angetrieben, will aber gerade damit anfangen. Bei meinem energiesparsamen schneckenschnellen Solarspielzeug mit Asuro-Prinzip möchte ich zwei Räder abwechselnd antreiben. Hat ein Stepper erhöhten Stromverbrauch beim Anlaufen ?

Wenn ja, dann wurde ich aus Energiespargründen einen Fahrgestell mit nur einem Antriebsrad vorne basteln müssen, das von zweiten Getriebestepper gelenkt wäre. Es wäre natürlich mechanisch viel komplizierter, also würde ich es ungerne tun.

Vielen Dank für entscheindende Antwort im voraus. :)

[Thomas E.]

Ich habe mal einen Schrittmotor "per Hand" angesteuert, also vier Portausgänge auf vier Transistoren, die dann den Strom an die Wicklungen des Motors weitergegeben haben. Der größte Stromverbrauch stellte sich im Stillstand beim Bestromen einer Wicklung heraus. Also würde ich sagen, dass Halten des Momentes benötigt den stärksten Strom.

Im Chopperbetrieb sieht die Sache natürlich anders aus.

[PICture]

Hallo Thomas!

Vielen Dank für deinen praktischen Bericht ! :D

Bei mir ist eigentlich der Haltestrom nicht wichtig, weil mein Spielzeug (Artanel) nur in meiner Wohnung am Boder rumfahren wird. Ich denke eben, dass der Getriebestepper (GS) (180 :1 bzw. 240:1) normaleweise während der Fahrt nie stehen bleiben sollte, weil bei Hindernissen mein Artanel per Steuerung gestoppt und in anderer Richtung gelenkt wird.

Du hast nebenbei mein grösstes Problem gelöst, weil ich nicht wusste, wie ich das Stoppen vom GS beim Hindernis ganz einfach erkennen könnte. Jetzt weiss ich schon: mit virtuellen Bumper. Besten Dank dafür ! :cheesy:

Logisch denkend komme ich zur Feststellung, dass der Strom durch Wiklung eines Steppers, wegen anfangs noch stehendem Rotor, also fehlender in den Spulen induzierter Gegenspannung, genauso wie bei einem DC Bürstenmotor und BLDC aussieht und nicht beseitigbar ist. Ich muss also leider kompliziertere Mechanik basteln: https://www.roboternetz.de/community/threads/48052-Mein-Kunsttier-%28BEAM%29-mit-Elektronik?p=547939&viewfull=1#post547939 . :(

[PICture]

Ich weiss leider auch nicht, was stromsparsamer ist: mit Zieldrehzahl starten oder die Schrittfrequenz von Null nach jeder voller Drehung bis Zieldrehzahl langsam erhöhen ?

Ich glaube an das Zweite, bin aber nicht sicher.

[Besserwessi]

Den Strom gibt man beim Schrittmotor vor, in der Regel so viel, dass keine Schrittverluste vorkommen. Mit dem Langsamen hochfahren der Schrittfrequenz sinkt das Risiko von Schrittverlusten, bzw. es steht mehr Drehmoment zur Verfügung. Nennenswert wird er Unterschied aber erst bei höheren Frequenzen, oberhalb der Eigenresonanz des Motors. Es hängt auch von der Last ab, insbesondere dem Trägheitsmoment.

[PICture]

Danke sehr für deine Bestätigung meines Verdachts. ! :)

Der Strom wird nur durch Spulenwiderstand begrenzt, weil der Stepper mit Spannung direkt vom µC gesteuert wird ( https://www.roboternetz.de/community/threads/48052-Mein-Kunsttier-%28BEAM%29-mit-Elektronik?p=559232&viewfull=1#post559232 ).

Bei menem Spielzeug am wichtigsten ist minimalster Stromverbrauch und evtl. Schrittverluste sind unbedeutend. Da ich die tatsächliche Last noch nicht kenne, werde ich die Software erst beim fertigen Fahrgestell optimieren können.

So wie jeder Anfang ist es für mich nicht einfach, aber mit deiner Hilfe möglich, also vieeelen Dank und leider keine Garantie, dass es meine letzte Frage ist. ;)

[Geistesblitz]

Wenn du möglichst stromsparend bleiben willst, versteh ich nicht, warum du unbedingt einen Stepper verwenden willst. Ein Schrittmotor zieht bei den meisten Steuerungen mehr Strom, als er zur Drehmomenterzeugung braucht, im Extremfall (Stillstand) verschleudert er sogar unnötig Strom. Da wäre ein DC-Getriebemotor doch eigentlich wesentlich günstiger, oder nicht? Eine einfache Regelung dafür zu bauen sollte ja auch nicht so schwierig sein. Bei DC-Motoren wird aber fast immer der Großteil des Stroms in Drehmoment umgewandelt, sodass das für deine Anforderung besser wäre.

[Hellmut]

Geistesblitz, les mal die Datenblätter der Controller von Trinamic, die es übrigens bei Reichelt zu kaufen gibt. Du wirst einen Geisteblitz erleben! Sorry für das Wortspiel! Alles was hier zu den Nachteilen der Stepper geschrieben wird stimmt für die üblichen ICs für die Stepper Steuerung. ich habe intensive Versuche mit dem StepRocker, einer preiswerten Evaluationskarte, auch bei Reichelt zu erwerben, gefahren. Man kann da so viele Parameter einstellen und testen. Es gibt dort auf der Trinamic Webseite unter Webinare Links zu YouTube Videos, welche die Funktionen zeigen, unter anderen auch einen "virtuellen Bumper". Ich habe für diesen Winter die Übertragung der Software des StepRockers auf einen LPC1769 LPCXpresso Board zu übertragen und eine Karte mit der Kombination TMC429 und TMC461, bzw. TMC462 zu bauen.

[Geistesblitz]

Nagut, mit irgendwelchen besonderen Treibern (vorrausgesetzt, die werden hier benutzt) wird das bestimmt möglich sein. Trotzdem ist es ein wenig Pferd von hinten aufzäumen. Wieso einen Schrittmotor nehmen und gucken, wie man den möglichst stromsparend bekommt, wenn man andersrum eher zum Ziel gelangt?

[Hellmut]

Kommt darauf an was man will! Ein virtueller Bumper ist mit "StallGuard" von Trinamic bereits im IC eingebaut. Mit der S-Rampe, der Einstellung der Steilheit der Beschleunigung und der maximal gewünschten Geschwindigkeit, inklusive automatischer Berechnung wann Abbremsung bei Einhaltung dieser Parameter zu erfolgen hat, macht man sich in vielen Anwendungen das Leben wesentlich einfacher. Ich stelle fest die Meisten sind auf dem technischen Stand L297/L298 stehen geblieben! Genauso ist CoolerStep eine schöne Funktion um nur jeweils soviel Strom fliessen zu lassen wie von der Last abhängig gefahren muss und natürlich die automatische Umstellung auf einen Stromwert wenn der Stepper steht! Bis zu 256 Mikroschritte, dabei die Möglichkeit 16 Mikroschrite intern von der Hardware erzeugen zu lassen, ermöglicht ein weiches, leises und effizientes betreiben der Stepper. Aber wie gesagt, die meisten sind auf dem Stand L297/L298 stehen geblieben! Aber natürlich ist ein Stepper nicht der richtige Motor für alle Anwendungen!

[Hellmut]

Genau das was die "grüne welle" in der Elektronik seit einiger Zeit forciert. Die Trinamic Bauelemente erlauben es die Bewegung des Schrittmotors mit minimaler Energie zu betreiben. Hääte ich die bauteile schon von Anfang an gekannt, so wäre ich vermutlich etwas zurückhaltender bei der Kapazität der Akkus in meinem Modellsegelbot gewesen. Damals habe ich aus Robustheit und Energiedichte einen Kompromiss gemacht und 12 16Ah LiFePO4 bereitgestellt.

[PICture]

Hallo Hellmut!

Vielen Dank für deine Infos. :D


Kommt darauf an was man will!

Ich will für mich einfachsten Kunsttierchen schöpfen, dass sich selbständig aus Sonnenlicht "ernährt" und pflegelos, wenn "satt" ist, durch meine Wohnung wandert und mir Spass bereitet
( https://www.roboternetz.de/community/threads/48052-Mein-Kunsttier-%28BEAM%29-mit-Elektronik?p=559821&viewfull=1#post559821 ). ;)