Stromsparsamer Stepper

[PICture]

Hallo!

Ich bin schon lange auf der Suche nach extrem sparsamen Antrieb (mit Stromverbrauch im Bereich von einzelnen mA) für gewünschtes "solar perpetuum mobile".

Theoretisch könnte man hoffentlich bei einem Stepper (Schrittmotor) mehrere üblich seriell/paralell verbundene Spulen (z.B. 12 in CD Laufwerk aus Laptop) voreinainander trennen/neuwickeln und mit selbstgebastelten Controller (mit µC) zum Laufen bringen. Dabei würde immer nur eine Spule beströmmt, da es langsam und praktisch unbelastet arbeiten wird. Auf dem Rotor gibt es dafür genug von permanenten Magneten. Ich denke, dass es besser als BLDC, weil mehrspulig und bidirektional wäre.

Bevor ich damit experimentieren anfange, möchte ich nur sicher wissen, ob es überhaupt Sinn macht und bedanke mich herzlich für alle Hinweise, weil mir dafür nötige Erfahrung fehlt.

[Besserwessi]

Nur eine Spule mit Strom zu versorgen ist vermutlich nicht so gut, weil man damit nur einen kleinen Teil des Kupfers nutzt. Besser alle Teilspulen in Reihe, und dann entsprechend weniger Strom. Den Strom kann man entsprechend der Zahl der Spulen reduzieren - die Leistung je Spule nimmt mit dem Quadrat des Stromes ab.

BLDC kann man auch in beide Richtungen drehen lassen. Das ist nur ein Frage der Ansteuerung - das sind nur die primitiven Ansteuerungen der Lüfter die nur in eine Richtung gehen.

[PICture]

Hallo Besserwessi !

Wäre es möglich ein BLDC nur durch Umschalten der Spulen bei eingebauten Controller (z.B. mit nur 2 Spulen) z.B. per bipolaren Relais in beiden Richtungen laufen lassen ?

Ich habe solche bereits adaptierte Motoren (https://www.roboternetz.de/community...80-BLDC-mit-1V ), die sicher mit 1,7 V / 10 mA genug stark für mich drehen und ich möchte das am einfachsten basteln. Ich vermute jedoch das man dann zusatzlichen Hallsensor auf anderer Stelle befestigen müsste, was für mich noch machbar wäre.

Den Strom könnte ich noch durch langperiodischer PWM (z.B. 0,5 s an und 0.5 aus) später hoffentlich noch senken, da die Rotoren aus permanenten Magneten sehr träge sind. Deshalb sind meine Versuche zwei solche in Gegenrichtung drehende Motore durch Anlaufprobleme mechanisch zu koppeln gescheitert.

Für virtuelle Bumper kann ich dann Impulse von Hallsensoren nutzen.

[Besserwessi]

Die Lüfter sollten im Prinzip auch andersherum laufen, wenn man die Spulen Umpolt. Ob dann die Position des Hallsensors noch so gut ist weiß ich aber nicht.

[PICture]

Ich habe es eben erfolgslos mit vorhandenem Hallsensor probiert und auf Eis gelegt, weil ich damals noch andere wichtigere Probleme hatte. Aber jetzt, wenn es Sinn macht, werde ich gerne weitermachen. Möglicherweise reicht das Umschalten von zwei Hallsensoren aus, weil die zwei seriell geschaltete Spulen man als eine sehen kann.

Am liebsten wäre für mich, wenn einfache Invertierung des Hallsensorausgangs (z.B. mit einem XOR Gatter) ausreichen würde, weil der mikrige BLDC Motor sehr prezise Aufgebaut ist. Selbstverständlich werde ich unabhängig vom Ergebnis irgendwann darüber berichten.

Mechanisch am einfachsten scheint mir Prinzip vom ASURO mit mit zwei ohne Getriebe angetriebenen Räder und Trackball zu sein. Natürlich, wenn mir bidirektionaler BLDC gelingt.

Übrigens, momentan möchte ich noch kein echtes "perpetuum mobile" basteln.

Vieeelen Dank Besserwessi für deine (für mich nötige) Unterstützung !

[Besserwessi]

Wenn es mit wenig Leistung ohne Getriebe gehen soll, müsste der Motor schon recht stark sein, und entsprechend viel Schritte / Pole haben. Ein kleines Getriebe ist da ggf. das kleinere Übel, denn unter zu vielen Schritten leidet der Wirkungsgrad. . Die Ansteuerung könnte man ggf. in Software machen, also mehr als Schrittmotor, weniger als DC Motor.

Ein langsames PWM um die Leistungsaufnahme zu reduzieren ist eigentlich nicht optimal, ähnlich wie bei mehr Spulen nutzt man so das Kupfer nur einen Teil der Zeit, hätte also mehr Verluste. Besser wäre eher gleichmäßig weniger Strom, ggf. auch per schnellem (z.B. 1 kHz) PWM.