Ansteuerung Schrittmotor mit Nanotec Controller

Hallo!

Ich bin neu im Forum und bin gespannt wie es hier so läuft! Hoffe meine Frage ist hier nicht fehl am Platz, es geht nicht um Arduino aber das Thema Motor Controller / Ansteuerung.

Im Zuge meiner Bachelorarbeit baue Ich gerade einen Versuchsstand, bei dem eine größere Trommel hin und wieder langsam gedreht werden soll.
Den Antrieb möchte ich per Zahnriemen vornehmen. Die Bewegungsaufgabe ist denkbar simpel, die Trommel soll sich alle 30min für ein paar Umdrehungen sehr langsam drehen und kann dann bei einer beliebigen Position wieder zum Stillstand kommen.

In meinem Institut lag noch ein dicker Schrittmotor mit Controller rum, den man mir in die Hand gedrückt hat. Ich habe mich mit der Ansteuerung von Motoren bisher absolut nicht beschäftigt und bin demnach erstmal etwas erschlagen von der Menge an Information und Begrifflichkeiten die mir bei meiner Recherche entgegenschlug.
Ich denke die Inbetriebnahme und Ansteuerung ist für Jemanden, der in dem Bereich Erfahrungen hat, ein Kinderspiel, deswegen wende Ich mich mit meinen Fragen an euch und hoffe auf Ratschläge und Tipps!!! Ich will keine komplette Lösung (will ja auch selber ein bisschen tüfteln und die Materie verstehen lernen), aber bin sehr dankbar über jeden Fingerzeig!

Zur Hardware:

Am Abtrieb wird eine 65 Liter Trommel mit 50cm Durchmesser hängen, diese ist gefüllt mit einem Erdähnlichen Substrat. Die Trommel soll sich während des "Mischvorgangs", also beim Drehen, langsam bewegen, sodass es zu einem Rieseln/Durchmischen des Inhaltes kommt.

Diese Trommel ist in einem Item Gestell gelagert.

Motor + Controller:

Es handelt sich um einen
ST8918L6708-B – Stepper motor – NEMA 34

Ich denke dieser ist für die Bewegungsaufgabe ziemlich overpowered, aber er ist nunmal hier und war umsonst!
Der Motor hat ein Planentengetriebe vorgeschaltet:
GPLE80-2S-12-F87 – Precision planetary gearboxes
Dieses ist ja bestimmt ganz hilfreich, da Ich ja möchte, dass die Trommel sich langsam dreht! Wobei der Schrittmotor das ja auch ohne könnte, nicht wahr?

Als Controller war dabei:
Nanotech N5-1-2 – Motorsteuerung für CANopen

Meine Fragen:

So wie ich das verstehe, kann Ich diesen Controller mit meiner Bewegungsaufgabe vorprogrammieren per USB oder diesen CANopen Anschluss. Das bedeutet, Ich brauche dann nur noch ein Netzteil um Motor + programmierter Controller im Stand-Alone Modus, betreiben zu können???

Wie wähle Ich ein passendes Netzteil aus und wo bekomme ich sowas?
Laut Kurzanleitung des Controllers braucht das Teil 12-48 V bei Nennstrom 10 Aeff und Spitzenstrom 10 Aeff. Da Ich den Motor, wie Ich glaube, am absoluten Minimum seiner Leistungsfähigkeit einsetze, wird die benötigte Spannung und Stromstärke doch bestimmt gering bleiben.

​Wie wähle Ich also ein passendes Netzteil aus???

​Spielt für meinen Anwendungsfall diese Schrittmotor Open Loop, Schrittmotor Closed Loop Geschichte eine Rolle? Ich blicke da noch nicht wirklich durch.
​Die Programmierung wird glaube Ich über die Software von Nanotec möglich sein, da werde Ich mich noch mit auseinander setzen müssen.
Ich hoffe die Naivität meiner Fragen wird den erfahrenen Motoransteurer hier ein wenig belustigen!

Freue mich auf euren Input,

Jonas

Ich finde dan Motor keineswegs Overpowerd. Schon eher das Gegenteil. Das Getriebe 1:12 vereinfacht die Sache. Unterschätze nicht die Massenträgheit des Aufbaus. Ein Schrittmotor kann langsam genug drehen aber er muß auch das Drehmoment aufbringen damit sich die Trommel dreht.

Laut ST8918L6708-B - Stepper motor – NEMA 34 |… Hast Du 8,8Nm Drehmoment am Motor bei kleinen Geschwindigkeiten (sagen wir 12 bis 24 RPM was 1 bzw 2RPM am Getriebe entspricht). Je nach Schaltung der Wicklungen pro Phase (Paralell oder in seirie der beiden Halbwicklungen und je nach Versorgungsspannung des Triebers (24 oder 48V) Steht dieses Drehmoment für mehr oder weniger hohe Drehzahlen bereit ( im besten Fall bis 100 RPM bzw ca 5 RPM am Getriebe).

Wieviel Masse ist in der Trommel? sagen wir halb voll also Annahme 30 kg. Der Schwerpunkt eines Halbkreises liegt S = 4r/3Pi = 25cm *4/3/Pi = ca 10,6cm Daraus ergibt sich ein Drehmoment vonM = 0,106m 30kg9,81m/s^2 = ca 31Nm
Am Getriebe kann der Motor 8,8Nm *12 = ca 105Nm
Am Zahnriemen zwischen Motor und Trommel kannst Du nochmal etwas Untersetzung einbauen.

Somit wäre der Motor stark genug wenn meine Annahmen bezüglich Gewicht richtig sind.

Die Drehzahlen bezeihen sich auf den Motor bzw nach dem Getriebe. Eine Übersetzung durch den Zahnriemen fließt in die Drehmomentberechnung bzw Drehzahl ein. Ist zB eine 1:2 Übersetzung durch den Zahnriemen gegeben dann ist das Drehmoment ca doppelt so groß und die Drehzahl halb so groß.

Zum Treiber:

N5-1-
1 = EtherCAT
2 = CANopen
3 = EtherNet/IP
4 = Modbus TCP
5 = Modbus RTU

Laut Deiner Beschreibung hast Du den Treiber mit CANopen Interface.

Also müßte deiner Über CANOpen Interface angesteuert werden Die Parameter ergeben sich aus der Beschreibung des Treibers, die ich hier nicht studieren möchte.

Grüße Uwe

Oh mann,
das ist so eine typische Elfenbeinturmwissenschaftler Aufgabenstellung.
Da liegt noch ein fetter Schrittmotor und ein Schrittmotortreiber herum.
Passen die Begriffe zusammen? Ja - Also dann mach mal.

Die Kurzanleitung sagt dazu

1MBaud. Ganz schön schnell.
CanOpen möchte ich mal übersetzen mit "Faß ohne Boden" Einstellmöglichkeiten noch und nöcher.

Für so eine simple Anwendung wie Trommel "langsam drehen" ist CanOpen völlig überkandidelt.
Ein Schrittmotortreiber mit Step/DIR-Interface würde da schon lange ausreichen.
10A ist ja echt ein Wort. Ein Schrittmotortreiber mit 10A kostet in der Tat ganz schön Geld

Wie viel Umdrehungen pro Minute ist denn "langsam drehen" ?
und wie genau muss die Positionierung denn sein? reichen da plus minus 5 Grad Drehwinkel oder müssen es 0,01 Grad sein?

Was für ein Gewicht hat die Trommel?
Wie ungleichmäßig oder gleichmäßig ist die Trommel beladen?
Wie groß muss die Drehbeschleunigung sein?

Ich habe die Vermutung "langsam drehen" meint ca. 1 Umdrehung pro Minute.
Das ist so irre langsam, dass man dafür auch einen Gleichstromgetriebemotor mit 1-2A und einer Untersetzung 1:100 nehmen könnte.
vgs

Hallo!
Danke für eure Antworten Stefan und Uwe!!!
An anderer Stelle habe ich auch schon den Tipp bekommen es eher mit einem einfachen Gleichstrommotor zu versuchen....
Der Anwendungsfall ist halt auch wirklich simpel:
Die Positionierung ist absolut egal, die Trommel kann in jeder beliebigen Position zur Ruhe kommen. Es würde im Endeffekt reichen, wenn Sie sich ein paar mal mit 1-2-3 u/min dreht und danach irgendwie auspendelt und zum stehen kommt.

Die Abschätzung von Uwe mit den 30Nm Drehmoment kann schon gut hinkommen!

Könnte man nicht für diese primitive Aufgabe einfach einen entsprechend ausgelegten Getriebemotor an ein Netzteil hängen und das ganze über ne simple Zeitschaltuhr steuern? So, dass der Motor einfach einmal pro Stunde für wenige Minuten angeht und dreht? Wie verhält es sich wenn das Netzteil plötzlich abschaltet? Könnte dann was durchbraten, wenn der Motor aufgrund der bewegten Masse noch etwas weiter gedreht wird?

Gruß,
Jonas

Könnte man. Ist sicher die einfachste und darum beste Lösung. Du ersparst Dir einige Wochen Studium des Treibers und Versuche ihn zum funktionieren zu bekommen.
Man braucht nur eine geeignete Zeitschaltuhr in der gewünschten Auflösung finden.
Netzteil ist kein Problem.

Grüße Uwe

Hey Uwe! Das klingt nach der besten Lösung für mich!
Das einzige was mir gerade Kopfzerbrechen bereitet ist die Motorauswahl.
Denke bei 12V gibt es ein recht großes Angebot. Sagen wir mal das Abtriebsmoment ist bei den 30Nm. Über die Übersetzung vom Antrieb ins Langsame muss der Motor also nur einen Bruchteil davon leisten.
Also sagen wir mal Ich finde ein Ritzel am Antrieb mit 10 Zähnen und an der Trommel eins mit 30 Zähnen. Dann ist i=3, Untersetzung. Also benötige ich einen Motor der 10Nm leistet. Das ist doch schon ne Hausnummer für nen 12V Motor, oder?
Die Zahnriemenscheiben werden dann irgendwann auch echt teuer, puh.... Vielleicht gar lieber mit ner Kette antreiben? Da könnte dann ja mit nem großen Kettenblatt auch ne größere Untersetzung ermöglicht werden... Oder gar Keilriemen!!!??
Wenn die Abtriebsdrehzahl dann so bei max 3 u/min liegen soll, wäre das bei i=3 eine Antriebsdrehzahl von 9 u/min.
Anhand dieser krummen Werte nen passenden Motor auszuwählen ist schwieriger als ich dachte!

bei 60 U/min 20 Nm.

Bei 12V 80W sind das 6,7 A

230V 25 Nm

vgs

Wenns so ein 12V Schneckengetriebemotor mit Untersetzung auf die Trommel reicht,
dann reicht vieleicht auch ein einfacher Timer Bausatz von Conrad,
Auszeit Bereich gem. Bedienungsanleitung mit verändertem Kondensator vergrößern.

so aufs erste was ich gefunden habe:

Conrad Components 191299 Intervall Timer Bausatz

Oder braucht dein Studium wirklich irgendwas mit C++ Programmierung?

Danke für euren Input! Wirklich sehr hilfreich!!
Habe jetzt spontan mal hier zugeschlagen:
https://pay.ebay.de/rxo?action=success&sessionid=1638474889015
Zwei gebrauchte Pelletofen - Schneckengetriebemotoren in 230V für insgesammt 16 Euro!
Da sollte ja Power genug da sein, nicht wahr?
So wie Ich das verstehe ist dann wohl die simpelste Lösung Stecker dran, in ne Zeitschaltuhr rein und los! Oder übersehe Ich was?

Der Link funktioniert nicht.

Erdung anschließen und gut isolieren notfalls in ein Gehäuse einbauen mit genügend Lüftlöcher.

Grüße Uwe