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Steppermotor: Auswahl&Ansteuerung

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valentin

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1

21.06.2012, 22:35

Steppermotor: Auswahl&Ansteuerung

Moin

Ich gehe jetzt einfach mal davon aus, dass wir hier n paar Elektronikbegeisterte haben.

Zu meinem eigentlichen Problem: Ich will in nächster Zeit beginnen, so etwas wie einen "Zeichenroboter" zu bauen. Zur Steuerung werde ich den uC Arduino Uno nehmen. Die Apparatur, welche den Stift bewegt, soll folgendermassen aussehen:

Der zentrale Teil sind 2 Metallstangen, welche in einem 90° Winkel zueinander stehen. Dort, wo sich die Stangen kreuzen, soll sich der Stift befinden. Die Stangen werden sich in einem Rahmen befinden, in welchem Spuren eingefrässt/whatever sind. In genau diesen Spuren können sich die Stangen dann bewegen. Die Stangen werden von einem Motor bewegt, welcher über den Microcontroller angesteuert werden.

Nun meine Fragen: Reicht hier ein Dc-Motor, oder muss wirklich ein Steppermotor her?
Würdet ihr ein Shield auf den Arduino drauf tun, oder würdet ihr die Schaltung selbst löten?
Könnt ihr nen bestimmten Motor empfehlen?

Danke im voraus,
Valentin

Cross-Post: http://arduino.cc/forum/index.php/topic,111087.0.html

//edit: Handy-Rechtschreibung (mehr oder weniger) korrigiert
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »valentin« (22.06.2012, 17:01)

Sp3iky

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2

22.06.2012, 12:45

Hi!

Schönes Projekt, sowas hab ich auch mal vor. Die verfügbare Zeit schränkt allerdings meine Hobbyambitionen Richtung E-Technik stark ein^^

Ich hab dein Konzept nicht ganz nachvollziehen können. Ich würde es so machen, dass ein Schienensystem den gesamten "Schlitten" auf einer Achse bewegt und die zweite Achse so realisiert wird, dass sich der endgültige Schreibkopf auf diesem Schlitten hin und herbewegen kann. Die Ansteuerung wäre dann über Riemen bzw. Zahnräder. Vielleicht meist du es ja genauso, nur hab ich es mir nicht vorstellen können. Dann wäre noch zu überlegen, ob du am Schreibkopf eine Hebe-/Senkfunktion einbaust, da man nicht dauerhaft schreiben will (und der Umbau auf CNC-Fräse dann auch möglich ist, wenn man von Anfang an stabil baut)

Für die Bewegung brauchst du zwangsläufig Stepper-Motoren. Eine pro Achse, damit du nicht nur einen diagonalen Strich malen kannst. DC-Motoren lassen sich nicht so fein Ansteuern und laufen nach. Damit wirst du kein gutes Bild hinbekommen (selbst mit Sensoren als Steuerelemente nicht).

Welchen Motor du da nehmen solltest, kann ich dir leider nicht sagen, aber da findet man im Netz sehr viele Infos zu (Auch Bauanleitungen für solche Plotter/CNC-Fräsen).

Viel Spaß dabei!

valentin

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3

22.06.2012, 18:19

Zitat von »Sp3iky«

[...]Ich hab dein Konzept nicht ganz nachvollziehen können. Ich würde es so machen, dass ein Schienensystem den gesamten "Schlitten" auf einer Achse bewegt und die zweite Achse so realisiert wird, dass sich der endgültige Schreibkopf auf diesem Schlitten hin und herbewegen kann. Die Ansteuerung wäre dann über Riemen bzw. Zahnräder. Vielleicht meist du es ja genauso, nur hab ich es mir nicht vorstellen können. Dann wäre noch zu überlegen, ob du am Schreibkopf eine Hebe-/Senkfunktion einbaust, da man nicht dauerhaft schreiben will (und der Umbau auf CNC-Fräse dann auch möglich ist, wenn man von Anfang an stabil baut)

Joa, in die Richtung gehts. Wenn ich mir das gerade so überlege geht die von dir vorgeschlagene Methode evtl. sogar besser :D.

Für die Ansteuerung hätte ich zu Gewindestangen gegriffen (evtl. meinst du das mit Zahnrädern :)), da das ganze vmtl. einiges genauer wäre als ne Ansteuerung über Riemen. Dazu kommt dann natürlich auch noch die Stabilität, bei welcher die Gewindestangen sicher vorne liegen.

Zitat von »Sp3iky«

Für die Bewegung brauchst du zwangsläufig Stepper-Motoren. Eine pro Achse, damit du nicht nur einen diagonalen Strich malen kannst. DC-Motoren lassen sich nicht so fein Ansteuern und laufen nach. Damit wirst du kein gutes Bild hinbekommen (selbst mit Sensoren als Steuerelemente nicht).

Bist du dir da ganz sicher, dass man auch keine genaue Steuerung hinbekommt, wenn man nen Encoder zur Messung nimmt (wurde mir im verlinkten Cross-Post empfohlen :D)? Denn die Steppermotoren, welche ich bei conrad gefunden habe, waren alle recht teuer. Da die Motoren aber nicht das einzige sind, was ich besorgen muss, wird die ganze Apparatur vmtl. eh schon recht teuer. Und Geld ist (leider) nicht unendlich vorhanden^^.

Valentin
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Sp3iky

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4

22.06.2012, 18:38

Der uwefed hat auf jeden Fall Ahnung. Ich bin trotzdem der Meinung mit DC-Motoren bekommt man es nicht richtig gut hin. Die Genauigkeit von Steppern ist einfach besser. Bei Encodern hast du immer einen gewissen Fehler, der sich aufsummiert (bei Steppern auch, aber besser handhabbar und je nach Geldeinsatz geringer). Zudem ist der Aufwand deutlich höher. Du brauchst einen Regelkreis und da die richtigen Parameter zu finden ist auch nicht einfach.

Richtig günstig kannst du bei so einem Projekt leider eh vergessen. Ich würde pauschal mit 100€ Minimum rechnen. Wenn alles zugekauft werden muss, wirds vielleicht noch mehr.

Gewindestangen gehen auch. Ich meinte aber auch Zahnräder zum Beispiel über ein Schneckengewinde. Riemen gehen auch. Alles hat ,wie im Crosspost schon steht, Vor- und Nachteile.

Wie im anderen Post schon steht ist die Genauigkeit das größte Problem. Auch ein Grund, warum ich zu Steppern tendiere, da man damit schon mal einen Ungewissheitsfaktor minimieren kann.

Und noch ein Tipp von mir: bestelle nicht bei Conrad. Da kosten Elektronikbauteile meist deutlich mehr als bei anderen. Zudem haben sie recht hohe Versandkosten. Einen speziellen Tipp kann ich dir leider auch nicht geben. Die Preise schwanken recht stark und mal ist man dort und mal dort besser dran. Im Arduino-Forum müsste aber auch ein Thread sein, der auf gute Onlineshops verweist.

EDIT: Zum Thema Ansteuerung: Alles eine Frage des Aufwand und des Geldes. Je weniger Aufwand, desto teurer wirds. Fertige Shields kannst du natürlich nutzen und musst dir um nix sorgen machen.Oder du baust dir einen eigenen Motortreiber mit ICs und passiven Bauelementen auf. Je nachdem, wie sicher (Schutz des Motors) und komfortabel die Steuerung sein soll, wirds mehr oder weniger kompliziert.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Sp3iky« (22.06.2012, 18:50)

FSA

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5

22.06.2012, 19:56

Übrigens: Wenn man sich einen kleinen Treiber für den Motor baut, kann man damit sogar Musik machen. Habe ich selbst auch mal hin bekommen ;)

Zitat

Der RCCSWU (RandomCamelCaseSomtimesWithUndersquare) Stil bricht auch mal mit den veraltet strukturierten Denkmustern und erlaubt dem Entwickler seine Kreativität zu entfalten.

valentin

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22.06.2012, 23:54

Zitat von »Sp3iky«

[...]Richtig günstig kannst du bei so einem Projekt leider eh vergessen. Ich würde pauschal mit 100€ Minimum rechnen. Wenn alles zugekauft werden muss, wirds vielleicht noch mehr.

Joa, damit hab' ich mich schon abgefunden, bzw. bin auch bereit, das auszugeben. Mir macht das ja schliesslich Spass, und ich hab' ja früher oder später auch was davon. Allerdings will ich halt auch nicht hingehen und einfach mal drauflos kaufen.

Zitat von »Sp3iky«

Und noch ein Tipp von mir: bestelle nicht bei Conrad. Da kosten Elektronikbauteile meist deutlich mehr als bei anderen. Zudem haben sie recht hohe Versandkosten. Einen speziellen Tipp kann ich dir leider auch nicht geben. Die Preise schwanken recht stark und mal ist man dort und mal dort besser dran. Im Arduino-Forum müsste aber auch ein Thread sein, der auf gute Onlineshops verweist.

Bei einigen Teilen habe ich das schon gemerkt; So z.B. beim Arduino Uno. Den uC habe ich an nem anderen Ort für fast nur die Hälfte gefunden. Trotzdem hat conrad den Vorteil, dass sie ne sehr grosse Auwahl haben, man also nicht alles in zig verschiedenen Orten zusammensuchen und bestellen muss. Wegen den Versandkosten: Kann ich so nicht bestätigen (zumindest in der Schweiz). Die Versandkosten betragen alles in allem ~13Chf. Bei z.B. reichelt bezahlt man ~16€. Hier sind die Teile dafür einiges billiger.

Zitat von »Sp3iky«

EDIT: Zum Thema Ansteuerung: Alles eine Frage des Aufwand und des Geldes. Je weniger Aufwand, desto teurer wirds. Fertige Shields kannst du natürlich nutzen und musst dir um nix sorgen machen.Oder du baust dir einen eigenen Motortreiber mit ICs und passiven Bauelementen auf. Je nachdem, wie sicher (Schutz des Motors) und komfortabel die Steuerung sein soll, wirds mehr oder weniger kompliziert.

Klingt nachvollziehbar :D. Ich denke, dass ich jetzt Stepper-Motoren nehmen, und die Steuerung selbst löten werde (Hier werde ich mich allerdings noch etwas genauer umschauen, wieviel die einzelnen Komponenten kosten. Wenn ich damit schon über dem Preis von nem Shield liege, werde ich mir n Shield zulegen.).

Valentin
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7

24.06.2012, 22:52

Ein Freund von mir hat ein Arduino(meiner ist bestellt). Mit dem kann man sehr leicht Steppermotoren ansteuern. Man braucht nur Transistoren/Relais weil der Arduino nicht so viel Leistung gibt.

Zitat

Der RCCSWU (RandomCamelCaseSomtimesWithUndersquare) Stil bricht auch mal mit den veraltet strukturierten Denkmustern und erlaubt dem Entwickler seine Kreativität zu entfalten.

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