Schrittmotoren Einbau eines Verstärkers

Hallo,

ich hätte mal eine Frage und würde mich über eure Hilfe sehr freuen.

Ich würde gerne mehrere Schrittmotoren mit einem Arduino UNO betreiben. Dies funktioniert bisher alles wunderbar. Das Problem ist, dass der Arduino bei langer Laufzeit der Schrittmotoren zu warm wird.
Nun die Idee, kann man hierbei einen Verstärker anschließen, welcher den Strom von ca. 1,4 A auf etwa 2 A erhöht. Könnt ihr mir hierzu weiter helfen und mir eventuell einen empfehlen.

Würde man dann mehrere Verstärker benötigen oder kann man mit einem Verstärker drei Schrittmotoren betreiben?

Grüße Matze

Ein Arduino kann keinen Schrittmotor betreiben. Höchstens ein Motorshield steuern.
Das Motorshield muss leistungsmässig zu deinen Schrittmotoren passen.
Vermutlich wird auf dem Arduino Board weder der atmega328 noch der 5V Regler zu warm. (oder?)

Sondern dein Motorshield. Welches und welche Motoren soll es versorgen?

"Verstärker" ist übrigens das falsche Wort.

Hallo,

genau, wir machen aus 10W Sinus gleich mal 2000W RMS. :wink:

Wie micha schon sagt. Das Arduinoboard kann nur geringfügig fremde Komponenten versorgen. Paar Sensoren ja. Motoren aber niemals. Maximal ein Miniatur-Servo. Du mußt deine Motoren fremd versorgen. Sprich zusätzliches Netzteil. Nicht Verstärker. Vom Arduino kommen dann nur die Steuersignale. Macht man im Feld nicht anders.

Ausser dem gesagten kann man mit einem Motorshield durchaus mehrer Schrittmotoren treiben, aber die müssen Synchron laufen. Dem Treiberausgang ist es egal ob eine oder 2 Spule dranhängen.

Anders sieht es aus, wen man einen komplexen Schrittmotortreiber hat mit Strombegrenzung. Dann würde er an der Induktivität zweifeln und falsch abriegeln. Die Ergebnisse dürften sehr undefiniert ausfallen, sprich, mal gehts, mal nicht, mal drehen 2 sich gut und der dritte will nicht mal anlaufen.

Sollte man also eigentlich vermeiden.

Ohne Schaltplan, Modell der Schrittmotoren und Treiberbausteine kann ich nichts sagen.

Grüße Uwe

Es waren wohl ein paar Informationen zu wenig. :slight_smile: Ich habe einen Schrittmotortreiber den Pololu A4988, sowie ein FabScan Shield (Arduino Aufsteckmodul). Die beiden Komponenten werden auf dem Arduino zu warm. Ich habe einen Schrittmotor von ISEL mit der Artikelnr. 3455. Mit Verstärker meine ich eine Schrittmotorendstufe. Ein Netzteil wird auch verwendet. Vom Netzteil wird 24-31 V gegeben und momentan 1,8 A. Es sollte allerdings möglich sein nur 1,4 A bereit zu stellen und die Schrittmotorendstufe soll dies auf ca. 2 A erhöhen. So wäre nun mal der Plan, wäre dies möglich?

Nein, weil die Schrittmotorendstufe kann nicht mehr Strom durchschalten, als vom Netzteil kommt. Begrenzen kann sie allerdings den Strom, d.h. wenn das Netzteil 5A bringt, kann eine passende Endstufe auf eben 2A begrenzen.

Nein

Man kann aus 1,4A keine 2A machen. Auch wenn dein Netzteil 1,8A bringt...was ja auch schon begrenzt.

Dazu kommt, das dein Pololu intern Strombegrenzung betreibt, also die Stromaufnahme misst und danach die Ausgangsspannung pulst. Da kann man garkeine Nachverstärkung betreiben. Selbst wenn du da dann eine H-Brücke dahinter schaltest, wäre das Sinnlos und nicht wirklich funktionstüchtig. Weil der Pololu versucht 1A durch einen FET-Gate zu treiben.

Du musst also passende Treiber für deinen Motor besorgen, die den Strom auch schaffen. Und dein pololu schafft den Strom auch nur, wenn man ihn kühlt, Kühlung wird aber nicht mitgeliefert. Folglich schaltet er thermisch so weit runter das er nicht verreckt und bringt dir am Ausgang weniger Strom als die 1A die er eigentlich könnte. Und ja, heiss werden die Dinger ziemlich. Soweit ich das lesen konnte im Datasheet sind 85° Oberflächentemperatur noch erlaubt. Das empfindet man als sehr heiss.

Zum Isel Schrittmotor finde ich mit deiner Bezeichung nichts. Aber die Isel Motoren sind alle deutlich stärker, zumindest die im Onlinekatalog. Eventuell war das ein Modell das irgendwo verbaut wurde, aber nicht seperat vertrieben. Jedenfalls kann man Schrittmotoren nicht über die Stromaufnahme regeln. Sie reduzieren dann nur die Kraft aber nicht die Drehzahl. Man sollte ihnen also immer vollen Strom liefern. Halber Strom = 1/4 Kraft und meistens läuft er dann kaum noch an. Er hat kein höheres Anlaufmoment wie die meisten anderen Motoren. Seine Kraft bezieht sich immer auf die Drehzahl Null und alles was schneller dreht hat sowieso schon weniger Kraft. Reduziert man also den Strom reduziert man das Anlaufmoment und meist benötigt man da die meiste Energie. Schrittmotoren passen also nicht zu einer Anwendung die kraftreduziert arbeiten soll.

Es mag experimental funktionieren, wenn man weis was Sache ist und man sein Wissen erweitern will. Du willst ja erstmal lernen wie es überhaupt funktioniert. Das solltest du dann mit Teile machen die zusammen passen.

Mit deinem Netzteil und deinem Treiber würde ich dir empfehlen erstmal einen kleineren Schrittmotor zu besorgen und den anzuschliessen und damit Erfahrung zu sammeln. Dann kannst dich an weitere Experimente wagen und dazu lernen.

Hat der A4988 einen Kühlkörper, wie auf dieser Abbildung zu sehen, oben drauf?

ja hat er und außerdem sind noch weitere Kühlrippen oben draufgebaut

Ich kenne das so, dass der A4988 ab ca. 1,5 A Dauerstrom mit aktiver Kühlung (Kühlbleche + Lüfter) betrieben werden sollte, v.a., wenn man nahe an die max. 35 V Eingangsspannung kommt.

Den dauerhaft mit 2 A fahren zu wollen, geht nicht lange gut.

Mit hohen Impulsfrequenzen kochen meine bereits bei unter 1,5 A - Oberflächentemperatur des Kühlkörpers über 85 Grad - bis hin zum (temporären) Over-temperature thermal shutdown.

Such Dir einfach einen potenteren Steppertreiber und alles wird gut, ganz ohne Gebastel und Betrieb am Limit.

Grüße, Helmuth

edit:

genau, wir machen aus 10W Sinus gleich mal 2000W RMS. :wink:

1 µs Kurzschlussstromspitze vor dem Aufleuchten des Treibers, passt doch! :wink:

edit2:

Hier mal eine Querbeetauswahl an Treibern für kleinere CNC Maschinchen.

Wenn der Motor nicht ständig läuft, dann fließt dennoch immer der volle Strom durch den Treiber (also auch im Stillstand) und das Teil hat keine Zeit zum Verschnaufen bzw. Abkühlen.

Solltest du aber in deiner Anwendung immer wieder Stillstand haben, kannst du ggf. einen Silentstepper (TMC21xx) einsetzen. Dieser kann so konfiguriert werden, dass Motorstillstand nach 3-4sec dazu führt, dass der Haltestrom auf ein ca. 1/3 abgesenkt wird (entsprechend nur noch 1/10 der Leistung in Wärme umgewandelt wird).

Diese Silentstepper sind grundsätzlich pinkompatibel zu den A4988, kann aber sein, dass du sowieso "stromstärkere" Treiber benötigst.

rpt007:
Diese Silentstepper sind grundsätzlich pinkompatibel zu den A4988, kann aber sein, dass du sowieso "stromstärkere" Treiber benötigst.

SilentStepStick TMC2100 Schrittmotortreiber 1,2A (RMS) Dauerstrom