leider muss ich einen weiteren Schrittmotor Thread erstellen.
Durch meine Recherche weiß ich bereits, dass es hier so einige gibt, aber leider weiß ich mir nicht anders zu helfen. Sollte ich einen Thread übersehen oder schlichtweg überlesen haben, der meine Frage weitestgehend beantwortet, dann entschuldige ich mich und würde mich über den entsprechenden Link freuen.
Bevor ich zu meinem Problem komme, möchte ich euch zuerst erklären, was ich überhaupt machen muss. Ich befinde mich noch ganz am Anfang in meinem Studium.
Projekt für die Uni:
Ich möchte mit einem Schrittmotor eine daran befestigte Achse drehen. Auf dieser Achse befindet sich ein Ringmagnet. Der Motor soll "seitlich" liegen und die Achse somit horizontal sein. Achse und Motor sind direkt miteinander verbunden.
Das Ziel des Ganzen ist es, den Magneten möglichst genau zu drehen. Geschwindigkeit spielt hierbei keine Rolle, jedoch sollte er möglichst mit min. einer Genauigkeit von einem halben Grad drehen.
Am Ende möchte ich quasi den Magneten einfach jedes Mal um ein halbes Grad drehen wenn ich das Programm ausführe oder einen Taster drücke (aber das ist erst mal uninteressant).
Da die meisten Schrittmotoren eine Auflösung von 1,8° haben, möchte ich diesen mit Hilfe von Microsteps (1/4 oder 1/8) Schritt genauer ansteuern.
Aus den zahlreichen Threads habe ich herauslesen können, dass der Pololu A4988 gut zu sein scheint.
Meine Frage nun:
Wie muss ich den Schrittmotor dimensionieren? Die Achse ist derzeit rund 8mm dick und 20cm lang und aus Kunststoff, dementsprechend leicht. Darauf sitzt ein Magnet mit einem Durchmesser von 1,5 bis 2cm und einer Dicke von 3-6mm. Wie gesagt ist die Geschwindigkeit egal, hauptsache die Ansteuerung der Position ist möglichst genau. M=F*r - aber ich habe ja keinen wirklichen Hebelarm, sondern der Magnet sitzt ja um die Achse rum?
Ist der Motortreiber für meine Anwendung sinnvoll? Einige empfehlen auch noch den Adafruit, andere hingegen verteufeln diesen.
Ja, der A4988 ist so ein gängiger Pololu für 3d Drucker. Ich nehme an, dass du auf (von der Größe her) einen Steppermotor aus einem 3D Drucker nimmst, da sie momentan sehr günstig sind (oft NEMA). Die genauen Kräfte und das Drehmoment (+Strom, Spannung, etc.) solltest du aber wirklich aus deinem Datenblatt des Motors entnehmen. Rein gefühlsmäßig, würde ich aber sagen das so ein Motor aus einem Drucker reicht.
Kleine Anregung von mir noch: Hast du schon mal über ein kleines Getriebe nachgedacht? Kann hilfreich sein wenn A) die Kraft nicht reichen sollte und B) du die Stellgenauigkeit erhöhen möchtest.
Achso, der A4988 macht glaube ich max 1/16 MicroSteps. Also solltest du mit einem 1,8° Motor und dem A4988 auf 3200 Stepps/360° kommen! Das sind dann 0,1125°/Step!
Microsteps sind aber nicht genau - Du bewegst die Achse auf irgend einen Zwischenwert, Der wünschenswerterweise einem der x-tel-Schritte entspricht.
Wirklich 'rastend' sind nur die Halb/Vollschritte - dazwischen hast Du 'irgendwas'.
Da Du keine Geschwindigkeit brauchst - dafür ein Getriebe: 28BYJ-48
z.B. auf eBay
Allerdings hast Du hier ein sehr krummes Übersetzungsverhältnis - wenn Du damit 'recht genau einen Winkel anfahren' möchtest, könntest Du Breseham versuchen.
Was hältst du von einem Getriebe bzw. einer Untersetzung?
Damit könntest du sehr genau positionieren, allerdings auch entsprechend langsamer.
Mit dem zusätzlichen Spiel muss man auch rechnen denke ich, speziell bei Richtungswechseln.
Mit welcher Ansteuergenauigkeit kann man bei Microsteps denn in etwa ausgehen? Sofern ich eine Ansteuerung von ca. einem halben Grad erreiche, bin ich zufrieden.
Das wäre im Vergleich zu einem zusätzlichen Getriebe natürlich auch eine recht einfache Lösung.
Ansonsten werde ich wohl wirklich den Weg über ein Getriebe gehen müssen.
Wie viel Weg / Umdrehungen willst eigentlich fahren?
360°, weniger oder mehr?
Je nachdem gibt's noch mehr Lösungsansätze.
Bei einem Zahnradgetriebe hast du meistens das Problem mit dem Spiel.
Dafür gibt's auch Lösungen, die musst du in der Größe aber wahrscheinlich selber bauen.
agmue:
...Das Drehmoment mag klein sein, Null ist es aber nicht...
Hat er das denn gesagt? Zitiere :
"Darauf sitzt ein Magnet mit einem Durchmesser von 1,5 bis 2cm und einer Dicke von 3-6mm. Wie gesagt ist die Geschwindigkeit egal, Hauptsache die Ansteuerung der Position ist möglichst genau. M=F*r - aber ich habe ja keinen wirklichen Hebelarm, sondern der Magnet sitzt ja um die Achse rum?"
Was sich rund um einem Ringmagneten abspielt liegt leider außerhalb meiner Vorstellung, aber das Argument "Spielfreiheit des Getriebes" scheint mir bei schwer überschaubaren Kräften wichtig. Sicher gibt es fertige Getriebe, aber wenn ein selbstgemachtes/selbstgedrucktes zur Wahl steht, dann wohl bei "thingiverse".
Ich würde mein Augenmerk auf Schneckengetriebe richten.
Da noch nicht Mal klar ist, ob die Drehrichtung revidiert werden soll, müssen wir uns um Spiel noch keinerlei Gedanken machen - sobald das Getriebe/what_ever 'greift', ist das Spiel draußen - mit Durchlaufen durch Massenträgheit müssen wir bei den geringen Massen und den langsamen Rotationen wohl auch nicht rechnen.
Hier fehlen einige Infos, was Es wirklich werden soll.
da ich im Urlaub war kommt meine Rückmeldung etwas verspätet,
aber ich möchte versuchen, euch Antwort auf die offenen Fragen zu geben.
Die Achse soll max. 360° drehen. Der sich um die Achse befindliche Ringmagnet soll nichts antreiben o.ä., sondern stellt lediglich den Gegenpart eines Sensors zur Bestimmung der Winkelposition dar.
Dementsprechend muss die Achse auch wieder in "0-Position" zurückfahren können, bzw. einfach reversieren.
Ich hoffe, ich konnte einige offene Rahmenbedingungen klären.
Danke für eure Hilfe!
Nachtrag:
Was möchte ich machen?
Ziel meines Aufbaus ist es, die Genauigkeit des Sensors zu untersuchen. Dementsprechend möchte ich mit Hilfe eines Schrittmotor "relativ" genau Schritte durchführen und dann schauen, welchen Unterschied der Sensor wahrnimmt. Ungefähr 0,5° pro Schritt. Mit geringen Abweichungen kann ich leben.
die Genauigkeit des Sensors ist leider nicht eindeutig definiert, sondern sehr sehr wage. Diese Genauigkeit, bzw. Abweichung möchte ich eben ermitteln, indem ich mit dem Schrittmotor eine Position anfahre und schaue welche Position der Sensor meint zu messen. Anhand des Unterschieds und das Mitteln über die kompletten 360° möchte ich demnach die Genauigkeit, bzw. den Winkelfehler herausfinden. Der Motor soll also nicht anhand der Kennwerte des Sensors positioniert bzw. dimensioniert werden, sondern davon unabhängig.
Der Ringmagnet ist diametrisch magnetisiert.
Bereits zu Beginn wurde mir der 28BYJ-48 von einem User empfohlen.
Dieser hat eine Schrittweite von 5,625° und eine Untersetzung von 1:64.
Macht also 0,0878° pro Schritt. Gibt es da eine Faustformel, von welchen Toleranzen bei einem solchen Bauteil ausgegangen werden sollte, oder hat jemand praktische Erfahrungen?