Schrittmotor ansteuern mit L298 und L297

[berserker]

Hallo
Erstmal ein großes Lob an die Moderatoren und Admins. Ich bin heute eigentlich das erste mal hier und die Atmosphäre gefällt mir sehr gut.

Nun zu meinem Problem. Es hat vielleicht nicht direkt etwas mit Robotern zu tun doch habe ich schon einige Denkanstöße hier gefunden die mir zwar weitergeholfen haben aber trotzdem noch fragen offen ließen.

Ich mache zur Zeit eine Ausbildung als ITA und habe somit Grundkenntnisse in Etechnik (sollte zumindestens ) aber leider nicht so umfangreiche das ich hier durch alles ducrhsteige.
In einem Projekt versuche ich 2 bipolare Schrittmotoren des Typs
KP4M2-203
Phasenzahl: 2
Widerstand pro Phase: 37,5Ohm
Stromstärke pro Phase: 0,15 A
Spannung: 12V
Schrittwinkel: 1,8°
anszusteuern.

Das ganze soll mit den ICs L287 und L298 passieren. Wie ich hier schon gelesen habe soll das ja nicht so das Problem sein. Für mich stellen sich aber noch ein paar Fragen:
- Ich beziehe meine Versorgungsspannung von einem PC reichen 5V aus oder müssen es 12V sein. Laut Datenblatt braucht das L298 an Vs ja
ViH (minimal 2,5V) + 2,3 also nach Adam Riese 4,8V.
-Was ist Vss ? (Logic Supply Voltage (pin 9) der Pin brauch min 4,5V typ 5V und max 7V also würden ja auch wieder 5V reichen. In einer Beispielschaltung ist dieses IC allerdings mit Vs=36V. Das verwirrt mich ein wenig
-Was genau machen die Sense-Eingänge?

-Muss ich sonst noch irgendetwas beachten?? Das ganze möchte ich mit der Parallelen Schnittstelle ansteuern. Programmiert wird mit Ansi C/C++ oder mit dem Borland Builder da bin ich mir noch nich sicher.

Ich wäre euch sehr dankbar wenn ihr mir einige Tipps geben würdet. Wie gesagt bei meinen Etech Kenntnissen mangelt es an einigen Stellen

danke schonmal
der bers

[Frank]

Hi,

hab doch doch was von L297 L298 gehört - da muss ich doch schnell was zu sagen wo es doch meine Lieblingsschaltung ist

Hie rerstmal die übliche Grundschaltung wie sie auch im Datenblatt ist

Bild hier  

Also Pin 9 ist die 5 V logik Spannungsversorgung. An Vs kannst du jede Sapnnung bis zu 36 V anlegen, je höher desto besser für Schrittmotoren.
Also die Mindestspannung wird wohl irgendwo bei 5 V liegen, allerdings ist das in der Praxis viel zu wenig. Damit kannst du dann höchstens noch ne Kompassnadel drehen
Also 12 V sollte es schon sein wenn wirklich was bewegen oder den Motor zum Antrieb nehmen willst. Wurde ja hier im Forum schon oft was zu gesagt (schau auch mal bei Grundlagen Roboter Tutorial).

Bei dem Motor den Du da genannt hast da braust du in jedem Fall mindestens 12 V besser mehr! Richtig leistungsfähig ist der ja nicht!


Die Sense-Eingänge beim L297 messen den Strom über den dicken Widerstand Rs. Das wird gebracht um den Strom zu begrenzen, daher kann ja auch jede beliebige Spannung bis 36 V selbst für Motoren mit Nennspannungen von 3 oder 4 V benutzt werden.
Also wenn Du nur eine geringe Spannung zur Verfügung hast dann solltest du in jedem fall einen Motor bit ganz niedriger Nennspannung, möglichst 2 V, verwenden.

Noch ein paar nützliche Hinweise zur Signalbelegung findest du hier https://www.roboternetz.de/schrittmotoren.html

Danke für Forum-Lob, hört man gerne!
Gruß Frank

Nachtrag: Wegen der Nachfrage zu dieser Schaltung gibts nun auch Platine als auch Bausatz. Das erleichtert doch den Aufbau ungemein.

Bild hier  

[berserker]

wow das ging schnell
erstmal ein dickes dankeschön!

also deiner meinung nach wäre es besser einen anderen Schrittmotor zu benutzen?! wobei ich dazu sagen muss das es lediglich darum geht etwas zu bewegen ein kleines lego-techni-auto reicht schon aus! die motoren habe ich gestellt bekommen deswegen hab ich mir da auch keine gedanken gemacht!
könntest du mir das vielleicht etwas genauer erklären mit den sense eingängen (meine enormen etechnik kenntnisse lassen grüßen)

wie ist das eigentlich mit einer kühlung für das l298? wie wähle ich den kühlkörper da aus??


und wenn ich mir so die schaltung angucke auf der seite https://www.roboternetz.de/schrittmotoren.html
dann naja frage ich mich was die ganzen anderen sachen sind? ich hab mir jetz mal so gedacht para-schnittstelle ic davor damit nichts kaputt geht dann l297 und l298 Schrittmotor dran dioden davor fertig!
aber kondensatoren und sowas
wofür braucht man das in der schaltung??
kann man da vielleicht mal einen schaltplan bekommen?
vielen dank

sorry für die vielen fragen aber vieles is noch neuland für mich!

der bers

[berserker]

fast vergessen
wie kommst du bei der rechnung für Vref auf die 1,44??

Hi
Wollte die Formel etwas vereinfacht dargestellen damit sie nicht so kompliziert aussieht. In Wirklichkeit muss man das mit Wurzel aus 2 multiplizieren. Aber das ergibt das gleiche als wenn du es mit 1,44 mal nimmst.
Genau genau genommen ist es 1,41 - da hab ich mich wohl mit 1,44 vertippt Aber die zweite Nachkommastelle spielt bei dieser Rechnung keine Rolle, so genau muss es nicht sein.
Die Referenzspannung bestimmt den Strom!

Der gesamte Motorstrom fließt durch Rs. Dadurch fällt an Rs (nach dem ohmischen Gesetz) eine Spannung ab die vom Motorstrom abhängig ist. Den Sense Eingang kannst Du dir nu als eine Art Analog-Digital Wandler vorstellen. Der L297 mißt also die abfallende Spannung und kann dadurch den Strom errechnen. Wenn der Strom zu hoch wird, dann wird dieser begrenzt. Genau genommen steuert der L297 den Motortreiber mit Pulswellenmodulation an . Wenn also der Strom zu hoch wird, dann wird die Impulsfolge in der der Motor eingeschaltet ist verkürzt (genau genommen Low/High Verhältnis). Aber darum muss man sich bei der Schaltung keine nähere Gedanken machen.

Viele andere Teile sind doch garnicht dar? Einige Kondensatoren sind nur dazu da Störungen in der Stromversorgung zu unterdrücken. Ein Widerstand und ein Kondensator ist ne Art Schwingkreis und dient der Generierung der Pulswellenmodulation. Aber wie gesagt, das muss man garnichtmal wissen. Aber nicht weglassen!

Die Dioden sorgen dafür das keine umgekehrte Induktionsspannung (Spannung die vom Motor generiert wird) die Elektronik kaputt macht.

Denke so einigermaßen hab ich es erklärt - nu muss ich erst mal wieder was arbeiten

Kannst das ganze ruhig an Parallelport anschließen. Alernativ gibt es auch fertige Schaltungen, kosten oft ca. 100 Euro! Alternativ kannst du auch noch ein oder zwei Wochen warten und die RoboterNetzProjekt-Platine (kann man auch nur mit Motortreiber bestücken) haben - werde ein paar mehr produzieren lassen und zum Unkostenpreis abgeben.

Kühlkörper brauchst du schon! Unter 1 A müssen die aber nicht so riesig sein! Der Schaltplan da oben ist doch eigentlich komplett!

Gruß Frank

danke für deine schnellen antworten
mit schaltplan meinte ich nicht nur die beiden ics zusammen sondern mit den kondensatoren etc
gruß bers

[Frank]

In der Schaltung oben sind alle notwendigen Bauteile auch die Kondensatoren und das etc. drin. Du brauchst nicht mehr!

oh bin was blind
thx

[berserker]

ok hab mal was recherchiert und mir sind noch einige fragen eingefallen

aber zuerst möchte ich anmerken das ich zu meinem projekt hier auch eine doku anfertigen muss deswegen frag ich auch soviel nach weil ich halt alles ziemlich genau wissen muss!

-grundsätzliche frage wie komme ich auf die werte für c1 c2 und r1
-die kombination aus r1 und c1 an pin16 is ein sogenanntes rc-network wenn mich nicht alles täuscht
dieses "network" bestimmt die chopper rate ! aber was ist das überhaupt chopper rate??
-ist pulswellenmodulation gleich zu verstehen mit amplitudenmodulation??
-c2 wird lediglich zur spannungsstabilisierung gebraucht oder??
-

Wenn also der Strom zu hoch wird, dann wird die Impulsfolge in der der Motor eingeschaltet ist verkürzt (genau genommen Low/High Verhältnis)

heisst das das wenn ein strom zu hoch wird einfach der wert für ein high signal höher gesetzt wird oder wie darf ich das verstehen??

schonmal vielen dank für die antworten
der bers

[Frank]

Hi,

mal schaun was ich beantworten kann.

C2,C3 sind übliche 100nF Kondensatoren zum Entstören der Versorgungsspannung. Das ist ein Standard-Wert den man fast in allen Schaltungen verwendet. HF-Störungen die auch durch PWM auftreten können, werden so unterdrückt.

C4 dient zur stabilisierung bzw. zum Ausgleich von Stromschwankungen. Je höher der Motorstrom desto höher sollte dieser Wert sein. Durchaus auch mal 2200 uF und mehr.

C1,R1 ist wie Du schon sagst ein RC-Glied. Es bestimmt die PWM-Grundfrequenz. Wenn DU im Formelbuch nachschlägst müsstest du die passende Berechnung finden. Ich hab die bei der L297/L298 Schaltung noch nie ändern müssen, daher hab ich noch nicht nachgerechnet. Es gibt aber Fälle wo es zu einem leichten Pfeifen beim Motor kommen kann. Hier kann es unter umständen mal notwendig sein diese Frequenz zu verändern.
Der Begriff "chopper rate" steht im Datenblatt. Nehme an das damit die Pulswellenfrequenz gemeint ist.

Zur Pulsswellenmodulation findest DU im Internet noch ganze Webseiten wo das genauer mit Diagrammen erläutert wird. Glaube im Linkbereich haben wir auch was.
Also es ist so das die Grundfrequenz immer gleich bleibt aber die einzelne Periode ändert. Man könnte es ein wenig mit einer digitalen Amplitutenmudulation vergleichen. Es gibt aber nur High und Low! Wenn der Strom etwas heruntergeregelt wird, dann ist in jeder Periode nur ein ganz winziger Low Abschnitt enthalten, der Rest der Periode ist High. Wenn weiter runter geregelt wird, dann verlängert sich dieser Low Abschnitt. Oh shit, ist garnicht so einfach zu erklären dabei ist es recht einfach. Am besten du suchst dir einfach mal ein Diagram, dann verstehst du es gleich.
Im Grunde ist es einfach so das der Motor in jeder Periode immer länger ausgeschaltet wird.

Gruß Frank