Mein MiniMovingHead [fertiggestellt]

[homedom]

Hallo,

Ich möchte hier den Bau meines MovingHeads "dokumentieren". Ich hab schon gesehen, dass es schon 1-2 Threads dazu gibt, welche sehr interessant sind. Nun ja, fang ich mal an:

Geschichte:
Ich war die 1. Woche meiner Ferien bei meinem Bruder auf der Arbeit dabei. Er macht grade eine Ausbildung zur Fachkraft für Veranstaltungstechniken. Nun ja, Veranstaltungstechnik = Viel Licht, PA und auch MovingHeads. Zuerst wollte ich für Ihn und seine Kollegen (als Dankeschön) eine kleine Bühne mit LEDs bauen die man dann über den PC dimmen kann.. Naja sehr spektakulär war die Idee nich.. Nachts kam mir dann die Idee n MovingHead zu bauen..

Der Plan:
Plan?? Wer braucht sowas . Naja einen wirklichen Plan habe ich nicht. Zuerst wollte ich das ganze mit gehackten Servos bauen.. Kam aber schnell von der Idee ab, da man dann auch noch Sensoren für den aktuellen Stand braucht, außerdem weiß man nicht wie weit man drehen muss. Somit kamen dann nur Schrittmotoren in Frage. Da es ein Mini MovingHead werden soll, müssen diese ja nicht stark sein, also ab in Vaters Firma und 2 alte Drucker auseinander genommen. Somit hatte ich nun 2 Passende Motoren. Die Lichtquelle war von Anfang an klar: eine LED. Nach mehreren Stunden im Internet war auch klar, dass es eine 3Watt RGB-PowerLED wird und dazu ein 10°Reflektor, da dann is doch alles klar!!

Der Bau:
Ich habe schon angefangen und kann sagen, dass ich mit der Mechanik fast fertig bin, es fehlt nur noch der Kopf (Head) mit dazugehörigen Antrieb. Die Base besteht aus einem PC Netzteilgehäuse, der Arm aus einem gebogenem Alustück (auch wenn mir die Obileuts gesagt haben ich soll das auf Gehrung sägen um das biegen zu können, ich habe es NICHT gemacht). Base und Arm sind mit einem "Drehteller" verbunden. Das Teil hab ich zufällig unter meinem Stifthalter auf m Schreibtisch gefunden. Nunja, Bilder sind schon ein paar vorhanden, der neuste Stand allerdings noch nicht (mehr dazu später). Die Motoren werden natürlich nich 1:1 übertragen, der Pan Motor wird so übersetzt, dass am ende 2°/Schritt rauskommen, beim Tilt ist das ähnlich ca 2,1°/Schritt.

Elektronik:
Das ist dann wohl der Teil wo noch fast nichts fertig ist, eigentlich nur die Planung .Das liegt wohl auch daran, dass ich die Daten von den Motoren nich genau weiß, ich bin nämlich sehr schlecht in Datenblätterlesen.. Sollt ich wohl mal üben, aber ich hoffe Ihr könnt mir helfen (später). Geplant ist mal, dass alles von einem Atmega8 gesteuert wird. Dieser wird dann vorerst über UART mit dem PC verbunden und soll dann vlt. später auf DMX umgerüstet werden. Die Leds sollen mit PWM gedimmt werden. Mehr ist vorerst nicht in Planung...

So Problem Nr. 1: Soweit ich weiß müssten die 2 Schrittmotoren Unipolar sein (5 Anschlüsse = 2Phasen + Common). D.h. ich kann sollte die einfach über Transistoren ansteuern können oder? Als Transistoren wollte ich die BD139 nehmen, frage ist nun, ob die dafür ausreichen?
Datenblatt Transistor: http://www.reichelt.de/?SID=26Uqbfwa...39%2523STM.pdf
Datenblatt Pan Motor (der untere der den Arm dreht): http://helitp.dyndns.biz/material/motores/55spm25d.pdf
Datenblatt Tilt Motor (der obere der den Head dreht): http://www.mitsumi.co.jp/Catalog/pdf..._m35sp_9_e.pdf
Die nächste Frage wär auch, Wie viel Volt braucht der Pan Motor? Der Tilt braucht ja 24V und 517mA, aber bei dem Pan Motor kann ich die Daten nicht genau entnehmen.

Sooo.. jetzt bin ich endlich fertig und warte auf eure Reaktionen/Hilfe.

FOTOS:

http://www.homedomsoftware.de/Moving...ingHead001.jpg
http://www.homedomsoftware.de/Moving...ingHead002.jpg
http://www.homedomsoftware.de/Moving...ingHead003.jpg
http://www.homedomsoftware.de/Moving...ingHead004.jpg
http://www.homedomsoftware.de/Moving...ingHead005.jpg
http://www.homedomsoftware.de/Moving...ingHead006.jpg

Das war der Stand von gestern, heute sieht das schon anders aus..

So, gruß homedom

[AlKI]

Also im Datenblatt der Motoren steht bei den Diagrammen was von 24V und was von 34V, dann würd ich mal annehmen, dass die für die Spannungen ausgelegt sind. jetzt hast du da drin auch den Widerstand der einzelnen Phasen und die Spannung, dann kannst du dir auch die Stromstärke mit U=R*I ausrechnen.

Die Transistoren sind für 12,5 W oder so ausgelegt, und halten auch mehr aus als 34V (40V min, hab da net so genau hingeguckt), aber max. 1,5A => wenn bei den Motoren U<1,5A ist, sind die Transis nicht geeignet.
für den Tilt müssten die zumindest gehen.


Ich versuch auch grade Schrittmotoren anzusteuern, auch nur über nen L297 und 4 Transistoren (was heißt hier "versuch"? ich bin bei der Schaltung jetzt dabei, die Fehler auszumerzen => guckstu da n bissle <= .
Da kannste Vref, enable und Rsense incl. den sense-eingängen und INH-ausgängen schonmal weglassen. einfach die Transis an A, B, C und D hängen, und die Freilaufdioden net vergessen. am besten die emitter an Minus hängen und Common des Schrittmotors an +24V bis +34V hängen.

du kannst dir nochn Paar Bauteile Spaaren, indem du bei einem L297 die OSC Beschaltung ganz normal machst, alle SYNC-Anschlüsse miteinander verbindest und bei den anderen die OSC-Anschlüsse auf GND legst.

[homedom]

Dein Thread über die CNC Fräse habe ich auch schon gelesen.. Das soll mein nächstes Projekt werden . Naja.. ich hatte eigentlich vor keinen Motortreiber zum ansteuern zu verwenden, ich mach das per Software, is ja auch nich allzu schwer. Gehn tut das doch oder? Einfach den Atmega, dann an die Ausgäng einfach Transistoren, sollte doch klappen oder? Dioden werd ich zum Schutz auch noch einbauen.. oO.. Irgendwie glaub ich sind die Sommerferien zu kurz um auch noch die CNC Fräse zu basteln .. Naja, erstmal muss der MovingHead funktionieren..
Danke schonmal für die Hilfe.

Gruß, homedom

[homedom]

So... Ich hab jetzt mal ausgerechnet:
I = U / R
Pan: I = 24/30 = 0,8A
Bei Tilt bin ich mir nicht ganz sicher, es steht zwar 80Ohm drauf, wenn ich aber mess kommt 160Ohm raus. Wird wohl daran liegen, des beide Spulen zusammen sind. Wollt aber nochmal nachfragen um sicher zu gehen.
Tilt: I = 24/80 = 0,3A
Nach meinen berechnungen müsste der BD139 locker reichen, also werd ich wohl in die nächstliegende Stadt müssen um die Elektronik endlich fertig zu bekommen...
Sollte an der Berechnung was falsch sein, bitte schnell melden!!.

Danke, gruß homedom

[AlKI]

es steht zwar 80Ohm drauf, wenn ich aber mess kommt 160Ohm raus

ja, dann hast du wohl eine ganze Phase gemessen, und nicht von einer Phase zu Common. Ich glaub eh, dass du das jetzt als 4-Phasig betrachten musst, nämlich 4 Phasen zu Common

vergiss nicht noch Widerstände zwischen die Ausgänge deines Controllers und den Transistorbasen zu schalten, sonst könnte n zu großer Strom fließen, und du brätst dir deinen Atmega...

[homedom]

Da hast du anscheinend recht das sind wirklich 4Phasen. Die Ansteuerung sollte aber doch identisch mit dem 2Phasen Motor sein oder? Ich hab dann auch nochmal ne Frage zur Elektronik, bin mir nicht mehr ganz sicher. Der Transistor wird doch so angeschlossen oder?:
Basis: Amtega
Collector: Motor
Emitter: 24V
Stimmt das so? Bin mir nicht mehr ganz sicher.

gruß homedom

[AlKI]

NEIN! das ist ein NPN-Transistor, da muss Masse/Minus am Emitter liegen.

Es gäbe 2 Varianten:

entweder

• Basis: über Widerstand an Atmega
• Emitter: Phase vom Motor
• Collector: 24V
  
• Common vom Motor: GND (minus halt)

Da würde dann auch der Steuerstrom (Basis-Emitter-Strom IBE )durch die Motorwicklung fließen. Ob das ein Problem darstellt, weiß ich nicht.


oder die 2. Variante:

• Basis: über Widerstand an Atmega
• Emitter: GND
• Collector: Phase vom Motor
  
• Common vom Motor: +24V

Die letztere Variante hab ich genommen, die Funktioniert. Da fließt nur ICE durch den Motor. Ich habe keine Probleme festgestellt, würde aber auf Anhieb auch nichts finden, was bei der ersten Variante Probleme machen könnte.

Wenn du dir auch noch anzeigen lassen willst, welche Spule jetzt an ist, kannst du einfach eine LED mit passendem Vorwiderstand statt nur dem Widerstand vom Atmega zur Basis einbauen. Dann bekommst du die Signale bei der ersten Variante nur bei angeschlossenem Motor angezeigt, bei der 2. dagegen immer, ob mit, oder ohne Motor.
Ich weiß grad nur nicht, ob dein Atmega sich auch genug Saft aus seinen Ausgängen ziehen lässt, um ne LED zu versorgen (ILED= max.20mA, zumindest bei normalen LEDs)


Hat da irgendjemand richtig Ahnung auf dem Gebiet?

[homedom]

Hi,
ich bin jetzt fertig löten... hab die 1. Variante genommen. Eine LED hab ich nich verbaut. brauch ich auch nich.. Der Atmega8 kann max. 20mA an einem Ausgang geben. Ich habs jetzt so:
Atmega - Diode richtung Transistor - 1k Widerstand - Base
Collector: 24V
Emitter: Phase vom Motor
Ich hoffe es klappt. werde es demnächst mal testen. Danke schonmal für deine Hilfe.
gruß homedom

[AlKI]

Atmega - Diode richtung Transistor - 1k Widerstand - Base

das soll jetzt nicht deine Freilaufdiode sein, oder ? Freilaufdioden werden zwischen Emitter und Collector in sperrichtung eingebaut (Kathode an Collector, Anode an Emitter)
Und die Freilaufdiode muss schnell sein, also eine kurze Reaktionszeit haben. (meist als trr angegeben)

[homedom]

Nein, die Diode soll zur Sicherheit meines Atmegas dienen.
Übrigens muss ich wohl oder übel doch auf Variante 2 zurückgreifen. Hab eben mal getestet.. Common will 24V und die Phasen dann GND.. Anders tut sich NIX.. so n Müll darf ich das ganze ümlöten.. zum glück nicht allzuviel...

gruß homedom