outdoor I

[Klebwax]

Aber trotzdem: ich glaube nicht so recht, dass dies die Probleme verursacht.

Das sehe ich auch so. Dazu nur mal ein paar Daumenwerte: Bei CMOS-Logik liegen die Schaltschwellen bei etwa 1/3 und 2/3 der Versorgung. Bei 5V bedeutet das, alles unter 1,6V ist eine 0, alles über 3,4V ist eine 1. Ein Signal von 1V mit einem Ripple von 100mV ist eine glatte 0. Selbst bei 200mV Ripple gilt das noch. Die oben erwänten 0,02V sind einfach 0. Am Ende zählt aber die Spannung, die am Modul anliegt und nicht der Wert, den die SW ausgibt. Daher sollte man sich alle Signale auf dem Scope anschauen. Bei mir läuft bei solchen Entwicklungen das Scope immer mit.

Und bevor man anfängt, eine Sache umzubauen, die eigentlich funktionieren sollte, ist es sinnvoll den wirklichen Fehler zu finden. Sonst macht man ihn beim Umbau noch einmal. Dazu einen Schaltplan erstellen und den Plan der Treibermodule mit einbeziehen. Der ist bei Pollolu zu finden. Nicht jeden Pullup/Pulldown muß man selbst setzen, an SLEEP z.B. ist schon einer drauf. Die Pullup/Pulldown sind keine analogen Teile, sie können Werte zwischen 0Ω (Achtung, Gefahr eines Kurzschluß beim Abrutschen mit dem Tastkopf) und 50kΩ haben. Sollte sich ein unterschiedliches Verhalten bei unterschiedlichen Werten ergeben, liegt ein anderer Fehler vor. Da die Pullup/Pulldown auf den Treiber wirken sollen, sollten sie auch nahe bei ihm sein. Das macht es schnellen (µs) Störungen schwerer an den Treiber zu kommen.

In einem der vorigen Posts war von 9V und 1A die Rede. Kleiner als 9V (eigentlich 8V nach Datenblatt) sollte die Versorgung nicht sein. Der Chip schaltet sich sonst wegen Unterspannung ab. Die Maximalspannung des Chips, und mehr ist auf dem Board ja nicht drauf, beträgt 35V. Und ein Netzteil mit weniger als 1A dürfte selbst bei kleinen Strangströmen Probleme haben.

Zu guter letzt: diese Module sind eigentlich keine Schrittmotortreiber, obwohl ich sie selbst so bezeichne. Es sind Eval bzw Breakouboards der A4988 Chips von Allegro (oder der DRV8825 Chips von TI) für Entwickler und Bastler. Sie machen SMD Chips steckbretttauglich. Ein industrieller Schrittmotortreibern sieht ganz anders aus. Wie aus dem Schaltplan ersichtlich, enthalten sie nur das Minimum an notwendiger externer Beschaltung. Man könnte auch sagen, sie enthalten schon das Minimum, um einem das Entwickeln zu erleichtern. Alle Daten gehen also aus dem Datenblatt des Chips hervor, die Pollolu Entwickler geben dazu noch zusätzlich Tips aus ihrer Praxis. So benutzen sie den Pullup von SLEEP auch für RST, indem sie beide Anschlüsse verbinden. Das spart den Anschluß eines eigenen Pullups. Wenn man aber SLEEP oder RST aktiv steuert, geht das natürlich nicht. Für das Verhalten dieser Boards ist also das Datenblatt die Bibel. Und ansonsten Messen statt vermuten.

MfG Klebwax

[Moppi]

an die 5V und GND pins einen kleinen lipo akku (ich sündige mal hier) mit 3.7V zu hängen und den vor dem einschalten des roboters mit seinen steppern, quai als "vorglühen" beim diesel für 5 sekunden dazuzuschalten?

Ich habe es noch nicht verstanden. Erstmal soll man an die Arduino-Pins keine Spannung einspeisen. Die 5V oder 3.3V an der Stiftbuchsenleiste kommen doch von einem Spannungsregler oder nicht? Warum sollen dort am 5V-Pin 4V eingespeist werden? Was soll das ändern?


Hier mal eine Übersetzung aus dem Datenblatt eines mega2560:

Der Arduino Mega kann über den USB-Anschluss oder mit einem externen Netzteil betrieben werden.Die Stromquelle wird automatisch ausgewählt.
Externe (Nicht-USB-) Stromversorgung kann entweder von einem AC-zu-DC-Adapter (Wall-Wart) oder von einem anderen Gerät erfolgen.
Batterie. Der Adapter kann durch Einstecken eines 2,1 mm Mittelpositivsteckers in das Gerät angeschlossen werden.
an der Strombuchse des Boards. Leitungen von einer Batterie können in die Stiftleisten Gnd und Vin von
den POWER-Anschluss.
Das Board kann mit einer externen Versorgung von 6 bis 20 Volt betrieben werden. Bei Lieferung mit weniger als
7V, jedoch kann der 5V-Pin weniger als fünf Volt liefern und die Platine kann instabil sein.
Bei Verwendung von mehr als 12V kann der Spannungsregler überhitzen und die Platine beschädigen. Die
empfohlener Bereich ist 7 bis 12 Volt.




Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator

Ich denke jetzt mal, dass Du "die Stiftleisten Gnd und Vin" vom Power-Anschluss meinst. Aber wieso mit 4V da dran? Vielleicht mag ein mega2560 auch mit 3.3V betrieben werden können - keine Ahnung jetzt.

...für 5 sekunden dazuzuschalten?

Mag vielleicht funktionieren, aber für die Arduino-Ausgänge gibts eine Definition, die müsste im Datenblatt stehen. Genannt hatte ich die auch schon, man muss sie nur kennen: bevor die Pins im Programm definiert sind, sind die im "Z3-State", also weder Eingang, noch Ausgang. Mit dem Wissen kann man seine Beschaltung logisch sicher gestalten. Und genau aus diesem Grund, falls das zu unsicher sein sollte, kann man mit einem Arduino-Pin Transistoren in Open-Collector-Schaltung als Treiber steuern. Dann hast Du genau den Effekt, dass erst der Arduino gestartet und vom Programm her initialisiert sein muss, bevor die A4988-Module überhaupt bestromt werden und die Motoren eine Chance hätten, zu drehen. Da sparst Du den ganzen merkwürdigen Klamauk mit "Vorglühtaste".

So, wie Du das aber beschreibst, dass das Motorchassis nur funktioniert, wenn der Arduino mit unabhängiger Spannungsquelle versorgt ist, dann müsste das doch auch immer so sein (getrennte Stromkreise oder wenigstens eine Entkopplung).
Und wenn das eher unerwünscht ist, dann muss dafür gesorgt werden, dass möglichst keine entgegengerichteten Ströme (falls so etwas überhaupt da ist) zurück zur Spannungsquelle fließen, weil die dann auch an dem Arduino-Spannungseingang ankommen. Eine Freilaufdiode, direkt am Abzweig zu den Motorversorgungen, könnte das verhindern. Wenn das nicht reicht, kann man eine Freilaufdiode auch am Arduino-Spannungseingang schalten, wenn das besser wäre. Zu hohe Spannungen sollten auch nicht zurückfließen können - meine Meinung, denn das käme auch am Arduino-Spannungseingang an. Man könnte eine Stromkreis-Entkopplung vornehmen (idee zwei getrennter Stromkreise); Diode in Plus zur Versorgung der Motoren, wäre eine Möglichkeit. Spannungseinbrüche haben wir auch schon besprochen. Deshalb noch mal, ich weiß dass das evtl. nervt: Die Spannungsquelle muss belastbar sein und Reserve nach oben haben, nicht zu knapp ausgelegt. Wenn dann die Spannungsquelle belastbar genug ist und massive Störungen auf der Versorgungsleitung am Arduino-Eingang ausgeschlossen sind und man vermutet, dass die Arduino-Ausgänge im hochohmigen Zustand zu Problemen führen, könnte man die Spannungsversorgung, der A4988, vom Arduino aus steuern oder Pull-Up-/Pull-Down-Widerstände einsetzen.


Wichtig:

Egal, ob der Arduino bereits im Betrieb ist oder nicht. Sobald der A4988, in der Beschaltung RESET+SLEEP verbunden und mit 5k-Ohm Pull-Up versehen - weil so ist die Schaltung hier und so habe ich sie nachgebaut, mit Spannung versorgt wird / an die Versorgung angeschlossen wird, dreht sich der angeschlossene Stepper, d.h. dort fließt kurzzeitig Strom durch die Spulen (schätzungsweise eine viertel Sekunde). Liegt vielleicht auch daran, was das Datenblatt beschreibt:

At power-on or reset, the translator sets the DACs and the phasecurrent polarity to the initial Home state (shown in Figures 9
through 13), and the current regulator to Mixed decay mode for
both phases.

Sollten Störungen durch die Motorspulen entstehen, die störend wirken, sind die also in jedem Fall da, wenn sie nicht wirkungsvoll unterdrückt wurden. Sollten die Störungen durch Einschaltstromspitzen der Stepper entstehen, sind die, aus demselben Grund, auch da und nicht verschwunden (siehe 100µF-Elko, habe auch schon 220µF gesehen).


Gut, in Ordnung. Ich hatte das mit dem "vorglühen" noch nicht kapiert. Und jetzt doch wieder alle Gedanken dazu aufgeschrieben und verm. viel zu viel.





MfG

[inka]

moin,

Gehört: kann sein, kennen: nein

zunächst der einfachere teil (20/80 regel):

für's erreichen von 80% der gewollten/spezifizierten funktionalität eine gerätes braucht man 20% der gestellten mittel (geld, zeit...), für die restlichen 20% der funktionalität auch die restlichen 80% der mittel. Folglich muss man sich überlegen, wann man aufhört und zufrieden zu sein hat

was die stromversorgung von einem arduino betrifft hier ein link...

weiteres im laufe des tages...

[Moppi]

Inka, das ist ein UNO, kein MEGA. Aber egal. Schau mal ins Datenblatt vom MEGA2560, wo die Pins für die Stromversorgung sind.

Ich verbuche dieses: "was die stromversorgung von einem arduino betrifft hier ein link..." mal unter 20/80-Regel



"weiteres im laufe des tages..."

Ich habe meinen Testschaltkreis abgebaut und alles brav weggeräumt.
Mal sehen, wie es weiter geht.


Übrigens habe ich da mal was gefunden. Ist nicht so teuer, auch nicht so genau sicherlich etc. Aber für 0815-Überprüfung der Leitungen könnte das doch ausreichend sein!?
Da ich noch keins habe, bestelle ich mal so ein Teil. Besser als gar nichts.



MfG

- - - Aktualisiert - - -

Da wir hier im Forum das Thema auch schon mehrfach hatten, habe ich nochmal einen nützlichen Beitrag auf github rausgekramt. Sehr lesenswert, mit genauer Erklärung und vielen Bildern.

[inka]

Inka, das ist ein UNO, kein MEGA. Aber egal. Schau mal ins Datenblatt vom MEGA2560, wo die Pins für die Stromversorgung sind.

klar ist es ein UNO, ich bin halt davon ausgegangen, dass die "grungsätzlichen" pins und anchlüsse - und dazu zähle ich auch die 5V und GND pins auch - identische funktionen haben. Vielleicht ein trugschluss, aber das mit dem kleinen 3,7V lipoakku da dran funktioniert, nachprüfbar

Übrigens habe ich da mal was gefunden. Ist nicht so teuer, auch nicht so genau sicherlich etc. Aber für 0815-Überprüfung der Leitungen könnte das doch ausreichend sein!?
Da ich noch keins habe, bestelle ich mal so ein Teil. Besser als gar nichts.

was es heutzutage nicht alles schon gibt? Ich habe mir mal für viel geld einen gebrauchten HAMEG HM203 angeschafft, kann damit nicht umgehen. Ziert nur mein arbeitsplatz und schindet eindruck, wenn's mal einer sieht

EDIT:
ok, ich hab alles von @klebwaxs und von Dir gelesen, der versuch mit dem 3,7V am 5V pin war und ist dilettantisch, auch wenn es funktioniert hat....
Ich habe noch die 12V versorgung aus dem kabelbaum rausgenommen, bzw. an beiden seiten abgeklemmt und durch freiverdrahtung ersetzt, keine änderung, die Stepper rattern. Also hätten wir auch diese "ursache" abgeräumt. Bleibt wirklich noch der akku und das zusammenbrechen der 12V und damit der 5V versorgung des arduino.
Ich glaube nicht, dass es mir gelingt mit einem vernünftigem aufwand das zusammenbrechen der spannung beim einschalten der Stepper zu verhindern, der/die akkus sind da und sollten auch verwendet werden....
Würde es was bringen den einschaltvorgang in zwei stufen aufzuteilen? Schalter 1: 12V und 5V arduino, paar sekunden später schalter 2: stepper?

[Moppi]

Dazu hatte ich ganz viel geschrieben.
Um es einfach auszuprobieren:

1. nimm die Leitung vom Arduino zum ENABLE-Pin, am ENABLE-Pin, weg.
2. Verbinde den ENABLE-Pin mit GND.
3. Trenne die Verbindung von Vdd, des A4988, zu +5V.
4. Nimm die Leitung, die vom ENABLE-Pin weggenommen wurde und verbinde sie mit Vdd (Logikspannung) des A4988.
5. Nimm für jeden A4988 einen Arduino-Ausgang. Im MEGA-Datenblatt steht was von nur 40mA, das ist gut für EINEN A4988 (normal könnte man 4 Treiber damit versorgen, könnte aber zu knapp werden).

Jetzt kannst Du jeden A4988 extra einschalten, nachdem der Arduino gestartet ist. Solange der A4988 keine Logikspannung bekommt, gibt der Motor Ruhe.

A4988#1 anschalten - 2s Pause - A4988#2 anschalten - 2s Pause - A4988#3 anschalten - 2s Pause - A4988#4 anschalten

Pausen können dann verkürzt werden, bis die Probleme erneut auftreten, dann die Pausen wieder etwas verlängern.
Gilt natürlich alles nur, wenn es Einschaltspitzen sind, die den Akku zu sehr belasten, in welcher Form auch immer.

- - - Aktualisiert - - -

Wenn ich das richtig sehe, können die 12V für die Motorspannung ruhig von Anfang an am A4988 anliegen. Die DMOS-Bridge wird solange nicht gesteuert, wie keine Logikspannung am A4988 anliegt. Also bekommen auch die Motoren keinerlei Strom.

- - - Aktualisiert - - -

Man soll die Motorspannung nicht abklemmen, wenn der A4988 in Betrieb ist. Normal ist das kein Problem, wenn die Treiberstufe des A4988 keinen Strom zu den Motorwicklungen leitet, machst Du da aber einen Fehler im Programm, könntest Du den Treiber zerstören, wenn Du die Motorspannung nach der Logikspannung anlegst.

- - - Aktualisiert - - -

Falls Du einen Riesenelko (4700µF, 10000µF, 22000µF) hast, könntest Du auch den noch mit in die Versorgung hängen, vielleicht behebt es das Problem schon (wäre vielleicht weniger aufwendig).

[Klebwax]

Ich glaube nicht, dass es mir gelingt mit einem vernünftigem aufwand das zusammenbrechen der spannung beim einschalten der Stepper zu verhindern,

Bist du sicher, daß die Spannung zusammenbricht oder ist es eine Vermutung?

..gebrauchten HAMEG HM203 angeschafft...

Ein analoges Scope hilft dir bei einmaligen Ereignissen wie deinem Startproblemen leider nicht wirklich. Da braucht man einen Speicher. Aber zum Überprüfen von Signalen geht das schon. Einfach den Trigger auf AUTO stellen. Die Zeitbasis wird auf einen Millisekundenwert eingestell. Dann sollten 2 Linien für die 2 Kanäle zu sehen sein. Jetzt den Eingang auf 2V/cm und den Masseclip an GND. Wenn man jetzt mit der Tastspitze an 5V geht, springt die Linie um 2,5cm, 5V halt, nach oben. Jetzt kann man ganz schnell alle Signale ansehen. Wenn die nicht entweder auch 5V oder 0V haben, muß man sich dieses Signal genauer ansehen. Wenn ich etwas länger beobachten will, klemme ich die Tastspitze fest. Zur Not löte ich ein krzes Drahtstück an den Anschluß und klemme da den Tastkopf an. So kann man auch zwei Signale gleichzeitig ansehen. Und dann mit Single-Step durchs Programm und schauen, ob die Signale dem entsprechen, was man meint programmiert zu haben.

MfG Klebwax

[inka]

Um es einfach auszuprobieren:

1. nimm die Leitung vom Arduino zum ENABLE-Pin, am ENABLE-Pin, weg.
2. Verbinde den ENABLE-Pin mit GND.
3. Trenne die Verbindung von Vdd, des A4988, zu +5V.
4. Nimm die Leitung, die vom ENABLE-Pin weggenommen wurde und verbinde sie mit Vdd (Logikspannung) des A4988.
5. Nimm für jeden A4988 einen Arduino-Ausgang. Im MEGA-Datenblatt steht was von nur 40mA, das ist gut für EINEN A4988 (normal könnte man 4 Treiber damit versorgen, könnte aber zu knapp werden).

Jetzt kannst Du jeden A4988 extra einschalten, nachdem der Arduino gestartet ist. Solange der A4988 keine Logikspannung bekommt, gibt der Motor Ruhe.

Der ENABLE-pin war mit arduino-pin 40 (beispiel) verbunden. Ich könnte also diese verbindung nutzen um den Vdd pin des A4988 mit arduino zu verbinden und mit dem befehl "digitalWrite (40,HIGH)" den A4988 einschalten.

- - - Aktualisiert - - -

Bist du sicher, daß die Spannung zusammenbricht oder ist es eine Vermutung?

ich hatte beim einschalten am 12V anschluss ein voltmeter hängen. Es zeigte beim einschalten sehr kurz 10V, dann ca.6 bis 7V und dann - nach dem rattern - 11V.

[Moppi]

Der ENABLE-pin war mit arduino-pin 40 (beispiel) verbunden. Ich könnte also diese verbindung nutzen um den Vdd pin des A4988 mit arduino zu verbinden und mit dem befehl "digitalWrite (40,HIGH)" den A4988 einschalten.

Hast Du richtig verstanden.



MfG

- - - Aktualisiert - - -

Ich habe mich nochmal mit der Batterie beschäftigt, weil manchmal bekommt man aus China Produkte, die nicht das halten, was sie versprechen. Ich habe mir jetzt eine 1-Stern-Bewertung angesehen:

Lieferung ist sehr schnell. Die batterie arbeitet richtig. Aber drei von sechs batterien ist nur ein dummy. ICH hoch zweifel, dass in die batterie 8 amps. Tun nicht overpay für müll.

Batterie kapazität ist über 1000-1200 mAh. Ist nicht in der lage, entladung zu mehr als 0, 6A (nicht 5A als verkäufer sagt). Die batterie aufgeladen ist in 2 stunden mit dem verkäufer ladegerät (500 mA).

Die produkt nicht spiel die beschreibung 8000mAh für 6 zellen 18650 von 2500mAh max in serie es der 2500mAh und nicht 8000mAh

Inka, prüfe bitte die Batterie/Akku, ob alle Zellen vorhanden sind und irgendwie auch, ob die die angegebene Kapazität hat.


Daten Deines Akkus:

Nennspannung: 12 V Eingangs spannung: 12,6 V
Ausgang spannung: 9 V-12,6 V
Batterie kapazität: 8000 mAh (8Ah)
Insgesamt gewicht: weniger als 300 gramm
Preis: 12 EUR inkl. Netzteil

Im Vergleich ein "richtiges" Li-Ion Akkupack, bei Conrad zu finden (Akkupack 3x 18650 Kabel Li-Ion 3.7 V 7800 mAh):

Zellen-Zahl: 3
Spannung: 3.7 V
Kapazität: 7800 mAh
Technologie: Li-Ion
Gewicht: 140 g
Preis: 50 EUR exkl. Netzteil

Wenn man damit auf 11.1V kommen möchte, muss man also 3 Packs davon nehmen, das sind dann 420g.
Wie kann dann der Akku, den Du gekauft hast, mit 12 bis 12.6V, 8000mAh, mehr als 120g weniger wiegen?

Im Vergleich würde ein LiPo_Akku mit 11.1V Nennspannung (voll geladen 12.6V) und 8000mAh ca. 65,-EUR kosten. Bei Conrad: 11.1V LiPo 5000mAh = 41,-EUR.



MfG

[inka]

hallo Moppi,

mit diesem

// DIR und STEP pins definieren
#define dirPin_HL 4
#define stepPin_HL 5


//start pin definieren
#define start_HL 42


//steps pro umdrehung definieren:
#define stepsPerRevolution 200


void setup()
{
  //pins als output:

  pinMode(dirPin_HL, OUTPUT);
  pinMode(stepPin_HL, OUTPUT);
  pinMode(start_HL, OUTPUT);

    //richtung bestimmen
  digitalWrite(dirPin_HL, HIGH);

  Serial.begin(115200);

void loop()
{
  delay(2000);
  digitalWrite(start_HL, HIGH);
  delay(2000);

  for (int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++)
  {
    digitalWrite(stepPin_HL, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    
    digitalWrite(stepPin_HL, LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }
}

wird der Stepper HL aktiviert, alle 2 sec macht der jeweils eine sequenz in CW richtung, es rattert nicht, es scheint zu funktionieren. Jetzt muss ich die verdrahtung etwas ordentlicher machen und alle vier Stepper anschliessen. Vielleicht auch in umgekehrter reihenfolge....

Mit den akkus beschäftige ich mich anschliessend, die machen eigentlich einen guten eindruck, das was man halt sehen kann. Das gewicht ist natürlich gering, 270gramm. Die spannung stimmt wohl auch mit den angaben überein, ob die kapazität stimmt? Wie soll ich das denn messen? Wenn das mit dem rattern nun weg sein sollte, lasse ich den roboter über meine wippe hin und her fahren. Bis die akkus leer sind...