Schrittmotor mit 4bit- Up/Downzähler ansteuern

[Unregistriert]

Hallo,
für ein Bastelprojekt (Motorfokus eines Teleskopes) will ich einen Schrittmotor ansteuern allerdings das ganze ohne PC, sondern nur mit einer Handsteuerbox, d.h. der Motor muss vor und zurückgehen, mit variabler Geschwindigkeit und auch in Einzelschritten. Zwischen dem Schrittmotor und dem OAZ kommt noch ein Getriebe, so dass eine Genauigkeit von 10 µm erreicht wird.
Als Schaltung dachte ich an einen 4bit Up/Downzähler der mit den Motorphasen verbunden wird, für Einzelschritt vor oder zurück lässt sich einfach ein Signal an den passenden Eingang anlegen.
Und für eine kontinuierliche Bewegung wird ein variabler Taktgeber (gibt es so ein Bauteil überhaupt, oder läuft das auf einen Schwingkreis hinaus?) angesteuert, der den Up/Downzähler ansteuert.

Oder gibt es bereits eine solche Schaltung? Bis jetzt habe ich zwar einige Schaltungen für genau diesen Zweck gefunden (Motorfokus), allerdings nur in Verbindung mit einem PC, hier das soll ganz ohne PC ablaufen, sondern nur über Batterie (12V).

Viele Grüße und schonmal Danke,
Mark

[PICture]

Hallo Gast!

Alle deine Überlegungen sind Richtig, bloss ist noch Decoder nötig, damit momentan nur einer von 4 Zuständen aktiv ist.

Einfachster digitaler Taktgenerator mit variabler Frequenz lässt sich mit einem Inverter (auch bilibiegen NAND bzw. NOR Gatter) mit Schmitt-Trigger Eingang realisieren (sehe Code).

                  +---+
            R     |   |
           ___   _V_  |
        +-|___|-|___|-+
        |         P   |
        |     |\      |         _   _
        +-----| >O----+-----> _| |_| |_
        |     |/
     C ---
       ---
        |
       ===
       GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

[Unregistriert]

Alles klar, vielen Dank .
Eine Frage hätte ich noch, muss die logische Schaltung (Counter und Taktgeber) vom Schrittmotor getrennt werden (Transistoren, Optokoppler etc.), oder kann ich die mit dem Motor belasten?
Könnt ihr mir einen Counter empfehlen, ich habe noch nie zuvor mit diesen gearbeitet.

[PICture]

Es wird sicher direkt, wegen von Motor gebrauchten Strom, nicht gehen. Üblich werden dafür L297/L298 IC's verwendet. Ich würde dir unsere Suche empfehlen, wo du bei 145 Ergebnissen für "Schrittmotor" hoffentlich etwas passendes findest.

[Besserwessi]

Die Kombination L297 / und L298 oder für einen kleineren Motor auch L297 und L293 sollte schon reichen. Der L297 erzeugt die Logic Singnale für einen Schrittmotor und wird mit Signalen für den Takt und die Richtung angesteuert. Bei sehr kleinen Motoren geht es ggf. direkt von einem Logic IC aus, das ist aber die Ausnahme, denn 20 mA bei maximal 5 V reichen selten.

Man kann die Steuerung auch über einen kleinen µC (und vermutlich Treiber dazu) machen, ein ganzer PC muss es nicht sein.

[Unregistriert]

Hi,
danke euch beiden, der Wink mit dem Zaunpfahl zum L297/L298 hat mich auf den RN-Stepp297 gebracht. Damit erspare ich mir den Up/Downcounter und Decoder und brauche "nur" noch den Taktgeber für die kontinuierliche Bewegung. Das Board braucht aber eine Logikspannung von 5V, ist es problematisch wenn ich es nur mit 4,5V betreibe? Oder alternativ 6V mit einem Widerstand?
Klein und sparsam wird der Motor nicht, er muss eine größere Last bewegen (Kamera, OAG, OAZ), allerdings mit einem Getriebe dazwischen (1:6).

[Richard]

Oder gibt es bereits eine solche Schaltung? Bis jetzt habe ich zwar einige Schaltungen für genau diesen Zweck gefunden (Motorfokus), allerdings nur in Verbindung mit einem PC, hier das soll ganz ohne PC ablaufen, sondern nur über Batterie (12V).

Viele Grüße und schonmal Danke,
Mark

Schaue Dir einmal den cmos 4060 an.
http://www.google.com/imgres?imgurl=...ed=0CB8Q9QEwAg noch ein Motortreiber L 239D http://www.google.com/imgres?imgurl=...ed=0CBsQ9QEwAA in dem IC sind 2 Treiber so das auch Schritt Motore betrieben werden können.

Gruß Richard

[Mark90]

Hi,
wow, danke Redbaron . Die Schaltung ist wirklich einfach, ich kann ja meine in vorzeigbare Form bringen und verlinken.
Die Idee mit dem Joystick finde ich besser als mit dem Drehpotentiometer.
Ja, ich hab genau einen Motor, der über ein simples Getriebe mit dem OAZ verbunden wird.
Die Stromversorgung läuft wenn ich mobil unterwegs bin über einen Akku (12V, allerdings sehr kräftig, d.h. hochregeln für den Motor ist kein Problem) und wenn nicht, dann über ein 12V Netzteil.
Wie lange können die Tinys ohne Stromversorgung überleben ohne die Programmierung zu vergessen.
Der Schrittmotor müsste nur kurzzeitig halten, am OAZ ist eine Schraube mit dem man den Fokus fixieren kann, bis ich den Strom abschalte.
Beim Joystick, lässt sich dieser nur nach oben/unten und link/rechts bewegen, oder auch im Kreis, oder kann man die unbelegte Achsen blockieren.
Was spricht eigentlich genau gegen Einzelschritt rechts/links?

Nochmal Danke und viele Grüße,
Mark

[RedBaron]

Moin,

das ist ja eine Menge Input...

Es gibt da übrigens einen etwas älteren Thread zu diesem Thema: https://www.roboternetz.de/community...p-motorisieren

Bei den üblichen µCs befindet sich das Programm in einem Flash-Speicher. Das ist die gleiche Technologie wie sie z.B. bei USB-Sticks, SD-Karten, Solid-State-Disks etc. benutzt wird. Man spricht von 10 Jahren Speicherdauer. Konkrete Herstellerangaben hab ich auf die Schnelle nicht finden können. Ich denke aber, 10 Jahre sind für diese Chips die Untergrenze. Schließlich werden die Dinger auch in Produkte eingebaut, die länger als 10 Jahre halten sollen.

Zum Haltemoment: Bei Akku-Betrieb können der Motor nicht permanent eingeschaltet bleiben.
Variante 1: Du schaltest das gesamte Gerät an und aus, bevor/nachdem du die Schraube fest-/losdrehst. Ziemlich unbequem. Wenn der Motor dreht, bevor die Schraube gelöst ist, kann das Schäden geben. Mit Getriebe haben die Motoren eine ganz schöne Kraft. Weiterhin gibts beim Ein- und Auschalten immer unschöne Zustände. Der Kontroller weiß nicht wo genau der Motor steht und wird ihn in die Grundstellung drehen, also um 0, 1 oder 2 Schritte, je nachdem wie der Motor aktuell steht.
Variante 2: Das Gerät bleibt die ganze Zeit an. Der Stromverbrauch ist minimal (einige mA max.). Du nutzt einen zusätzlichen Schalter/Taster mit dem du den Motor an und abschalten kannst. Das löst das Problem des undefinierten Zustands, aber nicht das mit der angezogen Schraube beim drehenden Motor. Außderdem brauchts du ein weiteres Bedienelement.
Variante 3: Du schaltest den Motor einfach nach erfolgter Drehung aus. Die Reibung im Getriebe sollte verhindern, dass sich noch etwas bewegt. Wenn doch: Reibung durch Schleifer erhöhen. Und zwar an der motorseitigen Seite vom Getriebe. Dann benötigt man nur eine kleine Rebung, weil die durch das Getriebe hochgesetzt wird. D.h. die Nutzung der Feststellschraube wäre nicht notwendig.

Zum Joystick: Biedenelemente sind geschmacksache. Ein Joystick ist optimal für X/Y-Steuerung. Er hat die Vorteile: 2 Achsen, automatische Mittelstellung. Das wars aber auch. Die Steuerung erfolgt erfolgt meist durch visuelle Rückkopplung. D.h. man sieht Abweichungen vom Soll und regelt die intuitiv mit den Fingern nach. Das klappt bei "normalen" X/Y-Anwendungen auch recht gut.
Du hast keine X/Y-Anwendung. Wenn du den Joystick nicht genau nach rechts/links oder oben/unten bewegst, also z.B. diagonal, muss man stest entscheiden, was denn nun gemeint ist. Das ist kompliziert und fehleranfällig.
Ein Joystick hat auch nur einen Drehwinkel von rd. 90°, also 45° in jede Richtung.
Ein Joystick lässt sich in alle Richtungen bewegen (auch im Kreis, wenn man will). Ein Achse kann man mechanisch blockieren, z.B. in dem man die Achse durch einen Schlitz führt, aber auch elektrisch, indem man eine Achse nicht anschließt.

Je länger ich darüber nachdenke, desto besser gefällt mir persönlich die Lösung mit dem 3-Zonen-Potentiometer. Entweder als Schiebregler oder als Drehpoti.
Schieberegler: Muss leichtgängig sein. Man muss längere Schraubenfedern einsetzen, damit man bei der Auslenkung nicht zuviel Kraft aufwenden muss. Bedienung ist dafür sehr intuitiv.
Drehpoti: das könnte man mit einer einfachen Feder wie in der Abb. in Mittelstellung bringen:

Viele Grüße
Red Baron

[Mark90]

Hi,
ok, danke für die lange Antwort.
Nach der Haltbarkeit der Programmierung habe ich gefragt, weil es relativ lange Perioden mit schlechten Wetter geben kann in der die Schaltung ohne Strom ist, aber wenn der Speicher 10< Jahre hält, ist das kein Problem .

Die Steuerelektronik plante ich über eine Steckverbindung mit dem Motor der am OAZ befestigt zu verbinden, d.h. nach der Fokussierung wird der Motor abgesteckt, der OAZ festgeschraubt und die Schaltung ausgeschaltet, fokussiert wird ein bis zwei Mal höchstens in der Nacht.

Gegen Schäden kann ich noch eine Rutschkupplung einbauen (Link).

Um nochmal zum Joystick zurückzukommen, man könnte doch eine kleine Schablone aus dünnem Blech anfertigen (Kreuzform), sodass man nur eine der beiden Achsen bewegen kann.

Ich persönlich favorisiere den Joystick als Bedienelement, auch wenn nur eine Achse in benutzung ist, aber wie du sagtest, das ist Geschmackssache.

Viele Grüße und nochmal danke,
Mark