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Thema: Kann ein Stepper so viel wie meine Servos...? Auswahlfrage

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Kann ein Stepper so viel wie meine Servos...? Auswahlfrage

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    Hallo!
    Ich habe Probleme mit meinen Servos. Sie haben keinen absolut "sanften Lauf", das brauche ich aber in meiner Anwendung. (siehe hier: http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=35105 ). Normalerweise könnte man einfach bessere Servos kaufen, leider sind das aber schon die besten die der Modellbaumarkt zu bieten hat.
    Servos regeln ja ihre Position, das brauche ich eigentlich nicht. Ich will nur Geschwindigkeiten stellen, die dann bitte vom Stepper exakt so auch gemacht werden....

    Jetzt bin ich am überlegen mal mit Steppermotoren zu arbeiten, damit habe ich aber bisher keine Erfahrung.
    Folgendes bräuchte ich (gerne auch mit Getriebe, möglichst klein + leicht):
    * 200 RPM
    * Stellkräfte um die 20 Ncm
    * Und vorallem: mit 0.7 Hz sinusförmig ansteuerbar!

    Glaubt ihr mit einem passenden Stepper könnte ich eine schön sanfte Schlagbewegung hinbekommen (so wie im Video, das ihr im Thread oben findet)?
    Wieso gibt es eigentlich in keinen Datenblättern eine Aussage zu RPM eines Steppermotors...?

    Achso, in meinem Computer ist noch ein 3 1/2'' Diskettenlaufwerk das ich eigentlich nicht mehr brauche... Wie groß ist die chance dort einen Stepper drin zu finden der mit dem RN-Control board betrieben werden kann?

    Vielen Dank für eure Hilfe!
    viele Grüße,
    William

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Sieh mal bei Nanotec nach dort gibt es Infos mit Datenblättern und Preisen, erst einmal als Referenz.
    In den Datenblätten stehen oft auch die steps per rotation oder der Schrittwinkel pro step und die steps per second.

    In neueren Diskettanaufwerken sind spindel Stepper drin die allgemein etwas schwach sind.
    Manfred

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Hi!
    Danke für den Hinweis, ich such grad nach einem Passenden. Um ein Getriebe komm ich wohl nicht rum. Warum sind die Stepper alle so schwer...?

    Ich habe da noch mal eine generelle Frage: Pro Schritt wird doch ein Impuls gesendet damit der Stepper sich bewegt. Bei 5000 rpm und 200 steps/umdrehung sind das 16667 impulse / sekunde. Klingt ziemlich viel für meine unerfahrenen Ohren... Schafft das so ein normaler Schrittmotortreiber (wie auf dem rncontrol)?!
    Viele Grüße,
    William

  4. #4
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    Warum auf einmal 5000 RPM? Oben redest du noch von 200...
    Ich glaube (kann gerade keine Datenblätter lesen) dass RNControl das nicht schafft, aber generell ist das kein Problem. Schrittmotoren können einige hunderttausend Umdrehungen erreichen.

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ich glaube auch nicht dass Du für die Anwendung Schrittmotoren mit 5000 Upm benötigst. Es gibt da unterschiedliche Typen.

    Wie gesagt, sieh mal bei den genannten Schrittmotoren nach, das sind die üblichen Ausführungen als Hybridmotoren. Mit einem linearen Anwachsen der induzierten Spannung über der Drehzahl hat ein solcher Schrittmotor einen optimalen Drehzahlbereich der etwas unterhalb seiner maximalen Drehzahl liegt. Darunter arbeitet er mit dem gleichen Moment und damit entsprechend geringerer Leistung.
    Manfred

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Hi!
    5000 RPM, weil der Stepper den ich im Auge hätte nur 1/25 des benötigten Drehmoments hat. Deswegen würde ich ihn 1:25 untersetzen, hätte dann auch gleich viel mehr Steps/Umdrehung. Der Stepper schafft bei 24V angeblich ca. 6000 RPM ohne große Momenteinbußen.
    Müsste ich mir also einen eigenen Steper-Controller zusammenbasteln? So einen von Robotikhardware?
    Viele Grüße,
    William

  7. #7
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Am besten Du nennst mal die Zahlenwerte, je mehr Getriebe man einsetzt desto mehr Leistung bleibt im Getriebe hängen bei 25:1 mit 3-2 Stufen oft um die 40%.
    Wenn das Moment und das Gewicht kritisch ist dann kann man sich auch den Schrittmotor noch mal überlegen. Ein DC Getriebemotor (mit einem magnetischen Drehwinkelgeber) hat bei gleichem Gewicht eine höhere Leistung.
    Manfred

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Als Faustregel kann man bis maximal ca. 1000 Schritten pro Sekunde bei einem Schrittmotor erreichen, und das auch nicht bei vollem Drehmoment. Für hohe Leistungsdichte sind Servomotoren (DC Motor+Drehwinkelgeber+Feedback) deutlich besser. Dafür gibt es auch fertige Steuergeräte zu kaufen.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    HI, deine Anwendung klingt mir eher nach einem guten Servomotor (DC-MOtor oder Brushless-DC) mit Planetengetriebe und geeingnetem Regler.
    Wenn du einen Motor von MAXON oder Faulhaber nimmst, dürfte das Gewicht bei gleicher Leistung um einiges unter dem von Schrittmotoren liegen.

    Ich verwende MAXON REmax mit d=24mm, die bringen 11W Nennleistung.
    Der Regler ist auf Basis eines ATtiny2313 realisiert und verfügt über mehrere Regelkreise (Lage, Drehzahl, Drehmoment). Die Antriebe laufen bei richtiger Parametrierung des Reglers äußerst ruhig und extrem dynamisch. Den Schaltplan findest du unter meinem Ring-O Projekt im Bereich Projektideen. Der Regler kann bis 5,6A @ 10..40V liefern.
    Der Strom wird nicht direkt gemessen, kann jedoch indirekt bei richtiger Parametrierung der Regelparameter ebenfalls geregelt/begrenzt werden.
    Das funzt sehr gut.

    Einen geproggten ATtiny2313 (nicht auslesbar) kann ich dir bei Bedarf gegen Aufwandsentschädigung (9,50 EUR inkl. Porto) schicken. Den L6205 gibt es bei Robotikhardware und anderen. Aktuell arbeite ich an einem Platinenlayout dazu. Bisher habe ich meine Endstufen auf Lochraster aufgebaut; problemlos aber auf Dauer nervig.

    Du musst dem Regler nur die Position / Drehzahl / Drehmoment / Winkelbeschleunigung oder auch nur die PWM per RS-232 mitteilen (und vorher die Motorparameter). Den Rest macht der Regler dann..
    Die aktuelle Position lässt sich im Drehzahl- und Drehmomentbetrieb während der Fahrt auslesen. Leider (noch?) nicht im Positionierbetrieb.

    Sigo

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