Stepper sparsam steuern ?

[PICture]

Hallo!

Diesmal brauche ich Eure Meinung über Steppersteurung für mein Spielzeugantrieb, weil ich bisher keine praktische Erfahrung damit habe. Nach bisher vorhandenen Motordaten, hat er bei 5 V Spannung einen Phasenstrom 15 mA, dynamischen Drehmoment 1,3 mNm und statischen 4 mNm (ich vermute, dass es Haltemoment ist ?).

Könnte ich den für mich unnötig grossen statischen Drehmoment mit von mir skizzierter einfacher Schaltung reduzieren, ohne dynamischen Drehmoment merkbar abzuschwächen ?

                        Cs

                        ||
                     +--||---+
                     |  ||   |
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                             |
      Spannung          Rs   C|
                             C| Ls (Motorspule)
      von µC                 C|
                             |
               >-------------+

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Das sollte, meine Meinung nach, für dreifach niedrigeren Haltemoment fast dreifach den gesamten Stromverbrauch vom Motor sinken. Die Frequenz der steuernder rechteckiger Spannung wird um 200 Hz sein und ich weiss, dass Schwingfrequenz von CsLs möglichst weit ausser Arbeitsfrequenzbereich liegen muss.

Könnte mir, bitte, jemand sagen, was bei dem Stepper: https://www.roboternetz.de/community...l=1#post557844 "Start/Stop Frequenz min. 200Hz, max. Betriebsfrequenz 600Hz" bedeutet ?
Hoffentlich bezieht sich das nur auf max. Drehzahl.

Vielen Dank besonders für Erfahrungsbeurteilung im voraus !

[Besserwessi]

Die 200 Hz sind die maximale Schrittfrequenz mit der man noch aus dem Stand loslaufen kann. Die 600 Hz dann die maximale Schrittgeschwindigkeit (wohl mit 5 V Versorgung) die mit Rampe für die Geschwindigkeit drin ist - das gibt dann die maximale Drehzahl vor.

Die Schaltung mit Widerstand und Kondensator könnte funktionieren (je nach Treiber), sparsamer wäre aber eine Ansteuerung per PWM. Als "Treiber" reicht da auch schon so etwas wie ein 74HC125, also ein TTL Treiber IC, oder ggf. ein µC mit kräftigen Ausgängen (z.B. AVR). Stromsparend wirkt da vor allem eine Absenkung des Stromes im Stillstand.

[PICture]

Hallo Besserwessi !

Schönsten Dank für deine Erklärung.

Ich möchte den Mikrostepper direkt an einen kleinsten (8-Pin in SMD) PIC ohne PWM als sein Controller anschliessen, weil er max. 15 mA bei 5 V braucht. Bei mir wird er angeblich mit einzelligen Li-Po Akku arbeiten und das für mich am einfachsten ist. Wenn ich bei einem Getiebe kein Haltemoment brauchen würde, lasse ich R einfach weg und werde bipolare Spulen mit einem Pin einfach per C unipolar steuern.

Ich verstehe den inneren Aufbaus des Steppers laut der Beschreibung vom Verkäufer nicht und muss warten bis ich ihn vermessen kann. Vermutlich ist es ein unipolarer 3-phasiger Stepper mit 6-poligem Rotor (60°), weil er nur 4 Anschlüsse hat und muss sich, so wie er ist, wegen Drehwinkelblokade, problemlos in beiden Richtunggen bewegen lassen.

[Besserwessi]

Mit den 4 Anschlüssen kann das aus gut ein "gewöhnlicher" 2-phasen Schrittmotor für bipolare Ansteuerung sein.
Die Ansteuerung mit Kondensator (ggf. auch Elko) in Reihe könnte funktionieren, aber halt mit nur geringem Drehmoment.

[PICture]

Genau, danke schön !

Ich spiele mit Motoren im ein paar mW (mNm) Bereich.

Ich habe das was ich meine vereinfacht skizziert. Ich denke, dass durch den seriellen mit der Spule geschalteten Kondensator (C) wird nur wirklich so viel elektrischer Energie verbraucht, wieviel zum Bewegen nötig ist und nix verschwendet wird. Die nicht verbrauchte elektrische Energie sollte beim I2 ins VCC (Akku) zurückfliessen. Stimmt's ?

                    GND                              GND
                    ===                              ===
                     |-                               |-
                    --- Akku                         --- Akku
                     -                                -
                     |+                               |+
     +---------------+                +---------------+
     |               |                |               |
     |             | C| Stepper-      |             A C| Stepper-
   .-|------.    I1| C| spule       .-|------.    I2| C| spule
   | |   µC |      V C| (bipolar)   | |   µC |      | C| (bipolar)
   | +-o    |  ||    |              | +-o    |  ||    |
   |     o-----||----+              |    \o-----||----+
   | +-o/   |  ||                   | +-o    |  ||
   | |      |                       | |      |
   '-|------'  C                    '-|------'  C
    ===                              ===
    GND                              GND

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[Besserwessi]

Die Schaltung mit den Kondensatoren legt die Pulsform für den Strom fest. Das kann für eine Drehzahl sehr gut gehen, bei sehr kleiner Drehzahl kann es aber Probleme geben, weil der Strom schnell wieder gegen null geht - dann ist ggf. sogar Schrittverlust möglich, wegen dem Rastmoment des Motors. Widerstände parallel zu den Kondensatoren könnten helfen, wenn man nicht gerade so stoppt (beide Spulen in Phase "2") das trotzdem keine Strom fließt. Der Vorteil ist vor allem das man nur 2 µC pins braucht.
In der Phase 2 (mit I2) wird die im Kondensator gespeicherte Energie genutzt, in den Akku zurück fließt da nichts.