Schrittmotor für Nachführung zur Astrofotografie

**Dandan** · 25.11.2012, 14:20

Hallo,

nachdem ich nun etliche Stunden im Netz gesucht habe und bisher noch nicht 100% fündig geworden bin, bitte ich euch mal zur Hilfe.

Ich habe vor mir eine Kameranachführung für Astrofotografie zu bauen (Barndoor).
>>so etwas<<
Um die Drehung der Erde auszugleichen brauche ich einen Motor der sich mit exakter geringer Geschwindigkeit dreht. zb ein Schrittmotor
http://www.conrad.de/ce/de/product/1...-A-Wellen-5-mm

Da ich als CNC-Fräser (Werkzeugbauer) absolut keine Ahnung habe wie dieser angesteuert oder Programmiert wird brauche ich hier Hilfe.
Ich würde den Schrittmotor mit einer Gewindestange verbinden, die sich dann mit ca 1U/min drehen müsste. Bei einer geraden Gewindestange müsste ich zusätzlich noch den Radius mit einrechnen so das sich die Drehzahl mit der Zeit immer mehr verkleinern müsste.

1Tag= 86.164,091 Sekunden
l=2*sin(α/2)*r
l=Umdrehungen * Gewindesteigung (1,25)
r= Radius 300mm
α=Winkel Erddrehung 1° in 239,345sec (0,2506844° pro min)
U=(2*sin(α/2)*300)/1,25

U=(2*sin((0,2506844°*t)/2)*300)/1,25-(2*sin((0,2506844°*(t-1))/2)*300)/1,25

t in min

würde eine Drehzahl von 1,05 U/min ergeben (am Anfang) nach 2h 1,014 U/min

Meine Frage wäre wie ich diesen Schrittmotor ansteuern muss und wie ich ihn mit der gewünschten Drehzahl drehen lassen kann.
Bitte leicht verständlich erklären da ich von der Materie (Schrittmotoren und Controller) keine Ahnung habe. (Löten und Schaltungen Bauen kann ich)
Schön wären Links für Bausätze bzw Microcontroller und wie diese dann Programmiert werden. Oder auch ein gutes Praxisgebundennes Buch.

Vielen Dank

Danny

**Ostermann** · 25.11.2012, 14:54

Hallo Danny!

Wie genau musst/willst du die 1,05U/min den halten können? Bei so niedrigen Drehzahlen würde ich selbst einen Schrittmotor mit Getriebe ausstatten, um einen gleichmäigeren Lauf zu erhalten. Sonst siehst du nämlich jeden einzelnen (Mikro)-Schritt des Motors. Wenn man man von 200 Vollschritten/U und 1/16-Step ausgeht sind das 3200 Mikrosteps/U. Für 1,05 U/min müsste man dann 56 Mikrosteps/s machen. Mit einem Motor mit 0,9° Vollschrittwinkel (400 Vollschritte) könnte es evtl. auch ohne Getriebe gehen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

**Dandan** · 25.11.2012, 15:01

2 Zahnräder mit rein bauen wäre jetzt mein kleinstes Problem^^
Übersetzung 4:1 würde leicht gehen.

wenn ich diese Schaltung Baue:
http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:L298standard.gif
Wie wird dann der Schrittmotor angesteuert? Bzw was brauche ich um ihn dann eben mit 4,2U/min drehen zu lassen.

**Crazy Harry** · 25.11.2012, 15:33

Hi Danny,

da kenn ich mich jetzt nicht aus, aber brauchst du da nicht eine Bahnsteuerung XY ? Das ist doch keine lineare Bewegung oder ?
Ich würde außerdem Trapezspindeln mit 2 verspannten Muttern nehmen - ich glaube das Spiel ist in diesem Anwendungsfall nicht vernachlässigbar.

Gruss
Harry

**Dandan** · 25.11.2012, 15:45

Es muss eine Kreisbewegung ergeben am Ende. Die Achse wird zum Polarstern ausgerichtet und dreht sich dann gegen die Erddrehung. Und so viel Spiel ist bei einem M8 Gewinde auch nicht, ist denke mal fürs erste zu vernachlässigen.

Mich intressiert in erster Linie wie ein Schrittmotor angesteuert wird und wie ich ihn dazu bringe ihn mit einer bestimmt Drehzahl drehen zu lassen.

**Crazy Harry** · 25.11.2012, 16:16

Besorg dir eine Schrittmotorendstufe und schließ einen Taktgeber an - das wars

http://rc-letmathe.de/product_info.p...oducts_id=1351

**ranke** · 25.11.2012, 16:40

Mich intressiert in erster Linie wie ein Schrittmotor angesteuert wird und wie ich ihn dazu bringe ihn mit einer bestimmt Drehzahl drehen zu lassen.

Hier steht schon einiges zur Ansteuerung drin. Und die Datenblätter zu L297 und L298 als mögliche und bewährte Bauteile zur Ansteuerung für Voll- und Halbschrittbetrieb.

Die Schaltung mit L297 und L298 erwartet noch einen externen Takt, jedesmal wenn ein Impuls gegeben wird macht der Motor einen Halb- bzw. Vollschritt. Für diesen Taktgeber würde man sinnvollerweise einen Mikrocontroller einsetzen. Wahrscheinlich genügt da schon etwas kleines, z.B. ATtiny45.
Das Problem mit der winkelabhängigen Geschwindigkeit würde ich im ersten Ansatz so lösen indem man den Motor immer von einer bekannten Winkelstellung aus startet. Der Mikrocontroller kennt dann die Zahl der Schritte die er von dieser Stellung aus gemacht hat und kann die Zeit zwischen zwei Schritten einer entsprechenden Funktion anpassen. Das Problem mit den Mikrocontrollern ist, dass sie meistens viel mehr können als man braucht, was die Sache für den Anfänger recht unübersichtlich macht. Außerdem muss man sich auf eine Programmiersprache einlassen, lernen wie man das Programm in den Chip bekommt und viele weitere kleinere und größere Hürden überwinden. Es gibt aber ziemlich viele Tutorials und Infos im Internet. Wenn man das Konzept mit der gebogenen Gewindestange übernimmt braucht man nur eine konstante Frequenz, das wäre wohl auch ohne Mikrocontroller mit einem Quarzosszillator und einem programmierbaren Frequenzteiler hinzubekommen.

**Crazy Harry** · 25.11.2012, 17:09

Noch ne Idee: Ein großes Zahnrad (20..30cm Durchmesser) in dessen Mitte deine Kamera montiert ist. Angetrieben mit Schrittmotor über ein kleines Zahnrad und damit eine Untersetzung von 20..40:1. Mit der entsprechenden Mikroschrittauflösung des Motors eine sehr genaue und gleichmäßige Bewegung.

**Ostermann** · 25.11.2012, 19:04

Zitat von ranke

Die Schaltung mit L297 und L298 erwartet noch einen externen Takt, jedesmal wenn ein Impuls gegeben wird macht der Motor einen Halb- bzw. Vollschritt. Für diesen Taktgeber würde man sinnvollerweise einen Mikrocontroller einsetzen. Wahrscheinlich genügt da schon etwas kleines, z.B. ATtiny45.

Das einfachste wäre eine kleine Schaltung mit einem NE555, dann muss man garnichts programmieren. Dafür habe ich mal eine Platine gemacht. Mit dem uC würde ich erst anfangen, wenn der NE555 nicht mehr genau genug ist oder wenn man die Frequenz auch noch winkelabhängig anpassen muss.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann