Motor SHield Unklarheiten in Bezug auf Step Motor

Hallo, ich bin relativ neu bei Arduino dabei und habe ein Projekt vor. Dabei fehlt es mir leider an ein paar Grundlagen die ich mir gerade erarbeite. Das Arduino StarterKit Projekt Buch habe ich durch, und das ist so zimelich mein Wissensstand :)

Nun zu meinen neuen Fragen die sich mir noch nicht ganz erschlossen haben.

  1. im ersten projekt, bei dem ein Motor benutzt wird, wird auch ein transistor benutzt. Falls jemand von euch ohne mehr informationen dazu mir beantworten kann, ob der nur zum an und ausschalten des Motors benutzt wird, wäre das klasse.

  2. Die Geschwindigkeit des DC Motors kann ich ja über die Spannung regeln aus den Digital outputs regeln. Warum gibt es dann das Extra Motor Shield? (Wenn ich bei dem Digital Output nur 0V & 5V einstellen kann, und nichts dazwischen würde ja ein Drehpoti dazwischen reichen) oder die H-bridge

Der unterschied zwischen DC Motor und Step Motor in der Nutzung ist soweit ich es verstanden habe: DC-Motoren sind eher Leistungsantriebe, die Drehzahl schwankt je nach Belastung. Für Positionierbarkeit brauche ich noch Sensoren. StepMotor: ist im prinzip ein umgedrehter DC Motor oder ein anders angetriebener ServoMotor 3. Kann der StepMotor auch einen Leerlauf ohne große Reibung?

p3l4h0: Das Arduino StarterKit Projekt Buch habe ich durch, und das ist so zimelich mein Wissensstand :)

Das habe ich nicht, weshalb ich dazu nichts beitragen kann.

p3l4h0: 3. Kann der StepMotor auch einen Leerlauf ohne große Reibung?

Ich bin nicht sicher, ob ich Deine Frage richtig verstehe, aber wenn Du den Motor stromlos machst, läßt er sich leicht drehen. Die meisten Treiber haben dafür einen Enable-Eingang.

Ein Arduino kann nicht den nötigen Strom für einen Motor liefern. Darum braucht man etwas das die "Kraft" hat den Motor zu versorgen.

Man kann einen Motor digital durch PWM (regelmäßiges Ein und Ausschalten) oder analog durch Spannungsregelung durch einen regelbaren Widerstand ( = Transistor).

Der Unterschied ist die Verlustleistung. Bei PWM gibt es kaum Verluste, nur durch die Umschaltverluste und die Verluste wenn der Transistor bzw Mosfet ganz eingeschaltet ist. Bei analog Regelung hat man viel größere Verluste. ZB bei der halben Spannung am Motor muß der Transistor die gleiche Leistung wie der Motor in Wärme umsetzen. Da kommen leicht einige W bis Dekawatt zusammen. Man braucht einen großen Kühlkörper und verprasst Leistung zB der Batterie wenn der Motor mit Batterie laufen soll.

1) Also Arduino regelt Leistung mittels eines PWM Signals das dann mittels eines Transistors oder Treibers verstärkt wird. 2) Auf dem Shield sind die Treiber die den Motor versorgen können. Hast Du mal einen Drehpoti für 20-30 W gekauft?

Schrittmotore haben die Eigenschaft bei jedem Schritt einen gewissen Drehwinkel weiterzudrehen. Darum ist solange der Motor nicht überbelastet ist, der Drehwinkel durch die Ansteuerung bestimmt. Alle anderen Motoren (außer dem Synchromotor) drehen sich irgendwie. Die Ansteuerung bestimmt die Drehgeschwindigkeit, man weiß aber nicht wie oft sich der Motor gedreht hat. Dazu braucht es eine Drehzahlmessung. Eine Lichtshranke und Zahnrad oder ein Encoder (teurer) zB gibt die Information wieviel der Motor sich gedreht hat. Aus dieser Information kann amn den Motor dann so ansteuern daß er das was man will macht (gewisse Drehzahl, gewisse Umdrehungsanzahl).

3) durch die Konstruktion (Zähne im Stator und Magnet mit vielen Polen oder Zähne im Rotor und Stator und dazu einen Dauermagnet hat der Motor ein kleines Haltemoment und wenn man ihn dreht spührt man daß er nicht flüssig sonder gehackt dreht. Ein Strom durch eine Wicklung bringt den Magnetrotor in die Positino wo sich N und S gegenüberstehen bzw wo Zahn und Zahn sich gegenüberstehen (magnetischer Widerstand am kleinsten) Zum Ansteuern eines Schrittmotors braucht man Elektronik und treiber damit die Spulen in der richtigen Reihenfolge angesteuert werden. Ein DC Motor hat einen mechanischen Umschelter ( Bürsten und Kollektor) sodaß der Strom immer so durch den Anker fließt daß der Motor sich dreht.

Der Schrittmotor verbraucht unabhängig von der Drehgeschwindigkeit immer (fast) gleichviel Leistung. Fast weil bei schnellen Drehen die Induktivität sich dem Stromwechsel entgegenstemmt und darum weniger Strom fleißt und der Motor weniger Kraft hat.

Der Unterschied zwischen den verschiedenen Motortypen sind ihre Eigenschaften, Kosten, und Einfachheit der Ansteuerbarkeit. Moderne Leistungselektronik hat Ansteuerungen möglich gemacht die vor 30-50 Jahren unmöglich waren. Schau Dir mal https://de.wikipedia.org/wiki/Umformer#Leonardsatz an. Für eine Drelung hat man mit einen Asynchronmotor 2 Gleichstromgeneratoren angetrieben haben, die dann Erregung und Läufer eines Gleihstrommotors angesteuert haben. Heute nimmt man einen Wechselrichter und einen Asynchronmotor.

Für Bastelobjekte verwendet man meist nur Schrittmotore und Gleichstrommotore mit oder ohne Bürsten.

Grüße Uwe

Hi

Die 5V 'aus dem Arduino' willst Du NICHT direkt an einen Motor anschließen. (jahaaa - selber habe ich Gleiches mit einem Mini-Stepper wohl auch schon gemacht - aber Der war mini-winzig und ich habe zur Not noch ein/zwei (Dutzend) Ersatz-Arduino, wenn's doch, wie prophezeit, abraucht)

Das Motor-Shield ist eine Art 'Zwischen-Stück' - Das setzt die STEUER-Befehle des Arduino entsprechend auf die LAST um. Ein jeder µC ist NUR zum Kontrollieren/Steuern da, das Treiben der Last übernehmen 'Treiber' - im einfachsten Fall ein Transistor oder FET, aufwändiger eine H-Brücke oder gar ein kompletter Stepper-Treiber (A4988).

Diese werden, zumindest beim Arduino, mit 5V angesteuert (es gibt auch Arduino, Die nur 3,3V verwenden!!).

Selbst ein ICE, Der mit tausenden Volt versorgt wird, wird auch nur von so kleinen µC 'befeuert' - vll. hier kein Arduino - es geht also schon Einiges - man muß 'nur' wissen, wie.

MfG

agmue:
Ich bin nicht sicher, ob ich Deine Frage richtig verstehe, aber wenn Du den Motor stromlos machst, läßt er sich leicht drehen. Die meisten Treiber haben dafür einen Enable-Eingang.

Super, das mit dem Enable eingang am Treiber wusste ich nicht. Der Schrittmotor ließ sich nur schwerer drehen als der DC Motor.

@Uwe VIELEN DANK für diesen tollen zusammengefassten Überblick, der erklärt mir vieles (mit einigen Hintergrund recherchen;) )

postmaster-ino:
Selbst ein ICE, Der mit tausenden Volt versorgt wird, wird auch nur von so kleinen µC ‘befeuert’ - vll. hier kein Arduino - es geht also schon Einiges - man muß ‘nur’ wissen, wie.

Interessant so langsam Blicke ich mehr durch :slight_smile:

Vielen Dank an die schnellen und ausführlichen Antworten, mit denen hätte ich nicht gerechnet.
Ich bin mir ziemlich sicher das mein Versuch ein haptic paddle zu bauen funktionieren wird Danke

Gruß
p3l4h0