[Tutorial] ESP32 und ein Schrittmotor

  • Hi,

    Und nebenbei, das ist mein erstes Arduino bzw. ESP32 Projekt, da man wird ja noch ein bißchen spielen dürfen.

    das war jetzt auch nicht als destruktive Kritik gemeint, sondern als ernsthafte Frage. Ich konnte da irgendwie den Zusammenhang nicht herstellen ...



    das der TMC den NEMA17 aushält.

    Also wenn ich das noch richtig in Erinnerung habe, dann werden bei den RAMPS Controllern (3D-Drucker) auch diese TMC Bausteine verwendet.


    cu,

    -ds-

  • Ich konnte da irgendwie den Zusammenhang nicht herstellen ...

    Jetzt verstehe ich, der Motor über den ich hier gerade schreibe ist eigentlich ein NEMA 23.

    Dies ist das Datenblatt: "Pacific scientific M21NRXC":

    Seite 4 Powermax Reihe M21N--C

    und

    Seite 5 im Order Code.


    Sorry, ich war geistig noch in der falschen Rubrik.


    Das Testgerät habe ich gebaut um solche Motoren zu testen.

    Der Kühlkörper ist deshalb ein "bißchen" extrem ausgefallen. Ich war nur erstaunt was der TMC2100 so aushält.





    Ich hoffe man erkennt auf den Bildern wie das Teil gefertigt wurde.


    MfG


    Jürgen

  • Der Webserver ist nur für den internen Gebrauch.

    das war nicht so gemeint nicht auf Angriffe sondern auf die Flashlebensdauer.

    lasst die PIs am Leben !
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    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr

  • Der Kühlkörper ist deshalb ein "bißchen" extrem ausgefallen. Ich war nur erstaunt was der TMC2100 so aushält.

    Ich lese hier still mit... bin jetzt im Fragemodus angekommen:


    Ist der TMC2100 für einen NEMA-17 als Treiber verwendbar?

    Ich möchte damit eine möglichst kleine Steuereinheit aufbauen und kann so einen Monsterkühler nicht unterbringen, ein paar Kühlrippchen vielleicht ja doch...

  • Ist der TMC2100 für einen NEMA-17 als Treiber verwendbar?

    Bei dem Janome ist er sogar ohne Kühlkörper nicht einmal warm geworden.


    MfG


    Jürgen


    P.S.: Ich habe noch 40 Stück zu verschenkem

  • Musste er da auch permanent unter vollem Drehmoment gegenhalten ?

    Ich habe beide festgehalten, und gleichzeitig den Finger auf den Chip bzw. den Kühlkörper gehalten.

    Beim Janome wurde der Chip selbst unter Last kaum warm, beim Nema23 schon im Leerlauf sehr heiß.

    Die Fingerprobe mit dem Kühlkörper ist mit meinen Fingern etwas schwierig, aber ich hatte einen mäßig warmen Eindruck.

    Beim NEMA23 war das etwas schwierig, weil ich ihn kaum festhalten konnte.


    Lastkurven kann ich hier keine fahren, ich wollte nur mal herauskriegen wie weit man bei einem TMC2100 gehen kann.


    Ich versuche jetzt die Schaltung auf eine Platine zu bringen und das Gerät in der Firma ein bißchen produktiv einzusetzen.

    Dort sind es NEMA23 von Nanotec, mal sehen ob der TMC das überlebt.


    Vorhin sind noch 2 ESP32-Pico angekommen, ich kann wieder etwas kaputtmachen.


    MfG


    Jürgen

  • Hi,

    Beim Janome wurde der Chip selbst unter Last kaum warm, beim Nema23 schon im Leerlauf sehr heiß.

    naja ... ein NEMA 23 hat ja auch das vier- bis achtfache an Drehmoment (2,0-4,0 Nm) im Vergleich zu einem NEMA 17 (0,5 Nm).

    Anmerkung am Rande für den unbedarften Mitleser: NEMA steht für "National Electrical Manufacturers Association", die Zahl dahinter (17, 23, ...) bezeichnet lediglich einige Eckdaten des Steppers.


    cu,

    -ds-

  • Ich habe heute das folgende Teil: ACM DM420 (https://www.reichelt.de/schrit…237923.html?&trstct=pol_0)

    gefunden (rund 20€).


    Der scheint recht narrensicher zu sein, zwar etwas groß, muss halt der Ständerfuß größer werden...

    Die Kopplung ist per Optokoppler, zwar für 5V, aber vielleicht tut er schon mit 3,3V... die IR-LEDs leuchten ja schon bei 1,2-1,8V...


    Kennt jemand von euch diesen Treiberbaustein und hat Erfahrung damit?

  • Kennt jemand von euch diesen Treiberbaustein und hat Erfahrung damit?

    Nein, aber die Beschreibungen zu lesen, ist immer wieder lustig. :lol:

  • Nochmal eine Frage zu dem in Beitrag #1 verwendeten Motor sowie zum TMC2100 Treiber.

    Soweit ich das verstanden habe, ist der JANOME 4SQ-120B ein unipolarer Motor, der TMC2100 aber ein Treiber für bipolare Motoren.


    Um den Motor mit dem TMC2100 Treiber verwenden zu koennen, kann ich also nur jeweils eine Spule an den Treiber anschliessen, die andere wird nicht benutzt. Ich würde also den Motor mit der ersten Spule an den Kabeln Braun/Weiss und der zweiten Spule an rot/schwarz anschliessen.

    Ist das so richtig?

    Toll wäre wenn man beide Spulen parallel betreiben koennte, aber dazu muesste man den Motor umbauen - sehe ich das richtig?


    Gibt es fertige Treiberbausteine für unipolare Motoren? Koennte man so einen Treiber, z.B. mit einem Arduino und einem ULN2003 selbst bauen?

  • Die Kopplung ist per Optokoppler, zwar für 5V, aber vielleicht tut er schon mit 3,3V... die IR-LEDs leuchten ja schon bei 1,2-1,8V...

    müsste man mal nachfragen

    ACT MOTOR GmbH
    http://www.act-motor.de
    Contact: Eva Seyer
    E-mail: eva.seyer@act-motor.com
    TEL: +49 421 5142 6266


    im Datenblatt gibt es einen integrierten 270 Ohm und es wird ein externer R genannt aber kein Wert.

    Rechnen wir mal 3,3V - IR VF 1,25V = 2V ca. / 270 Ohm = 7,4mA etwas grenzwertig für den PI wer mehr Ports beschalten will.

    Für alle 3 Opto wären das ja schon 23mA, OK step(PUL) ist begrenzt, DIR & EN bleibt wohl länger on

    ich denke ein ULN2803a wäre keine miese Idee, dann geht auch 5V und die Ports vom PI müssen nicht so schwer ran.

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    Einmal editiert, zuletzt von jar ()

  • Soweit ich das verstanden habe, ist der JANOME 4SQ-120B ein unipolarer Motor

    Der TMC2100 hat 4 Motorausgänge:

    Code
    1. 1B -> BRN
    2. 1A -> YEL
    3. 2A -> RED
    4. 2B -> BLU
    5. NC -> WHIT
    6. NC -> BLK

    Und schon ist der Motor bipolar. Und läuft so auch einwandfrei.


    Ich habe mich mal mit KiCAD auseinandergesetzt, da mir Fritzing zunehmend auf den Keks ging, höflich formuliert.

    Dabei ist ein Prototyp herausgekommen der zwar auf Anhieb funktionierte, aber noch unter Anfängerfehlern "leidet".

    So habe ich z.B. Befestigungsbohrungen für die Platine vergessen.

    Sorry, aber es war mein erstes Layout...


    Den Schaltplan liefere ich hier schonmal: Schrittmotortester.pdf

    Für die Gerberdaten, Stückliste und die Beschreibung brauche ich aber noch etwas Zeit.


    Und das die passende Software dafür: Schrittmotortester.ino

    Sieht noch ein bißchen wild aus, läuft aber.


    Der erste Prototyp ist mittlerweile an meinem Arbeitsplatz im Testeinsatz, mal sehen ob ich ein Video drehen kann.

    Ich hatte letzte Woche ein bißchen Fieber, da blieb das Projekt erstmal liegen.


    MfG


    Jürgen


    P.S.: Es sind noch 40 Motoren zu vergeben...

  • Verstehe, Danke :danke_ATDE:. Die beiden Spulen werden also in Reihe geschaltet, die Mittelanzapfung wird nicht benutzt. Heisst also, Ich kann den Motor mit 24V betreiben?


    Bezüglich CAD Software kann ich Eagle sehr empfehlen. >>Hier<< gibts etwas Hilfestellung zum Einstieg. #Dreamshader hat zwei Tutorials geschrieben die anfangs sehr hilfreich waren:

    Crashkurs eagle: von der Idee zum Schaltplan

    Crashkurs eagle: vom Schaltplan zum PCB


    Ich schulde der Community noch den Kurs "von der PCB zum Leiterplattenhersteller". Steht auf meiner TODO-Liste

  • Bezüglich CAD Software kann ich Eagle sehr empfehlen.

    ich auch, ältere freie Versionen gibt es hier, da ich die Kaufversion 6.6 nutze wäre es klasse wenn diese auch benutzt wird weil ich neuere Eagle Files nicht öffnen kann.

    http://eagle.autodesk.com/eagle/software-versions/10

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  • Bezüglich CAD Software kann ich Eagle sehr empfehlen.

    Habe ich schon öfter gehört/gelesen, aber auch das es Einschränkungen gibt.


    In der Raspberry Pi Geek (02/2019) gibt es einen etwas ausführlicheren (kostenpflichtigen) Artikel

    über KiCAD. Den hatte ich mir im Dezember etwas genauer angesehen und mich dann für KiCAD entschieden.

    Die Lernkurve ist zwar hoch, dafür hat man aber keine Einschränkungen.

    Und ich kam erstaunlich gut damit zurecht, die Gerberdaten wurden vom Platinenhersteller akzeptiert

    und die Platine funktionierte auf Anhieb.

    Die Fehler die vorhanden sind, sind Anfängerfehler (keine Befestigungsbohrungen, ein falsch gewähltes Kondensator-Rastermaß

    und an 6 Stellen zu kleine Bohrungen). Aber das liess sich noch relativ leicht umgehen.


    Ich habe heute in der Firma ein paar Fotos gemacht:



    Das ist der Tester in der Übersicht, mit diesem Motor quäle ich ihn zur Zeit.

    Das 12V Netzteil habe ich bis zum Anschlag hochgedreht.



    Ein Blick von der Seite. Die 4 linken Phoenix-Klemmen sind die Motorklemmen, die rechten 2 sind für die Stromversorgung.

    Den TMC2100 hatte ich unter der Platine eingeplant, weil das Kärtchen mit Kühlkörper zu hoch geworden wäre.

    Für diesen Motor musste die Kühlung etwas aufwendiger gestaltet werden und der TMC fand daher rechts seinen Platz.


    Die beiden Platinchen die man links neben dem Schalter sieht, sind Schaltregler, je einer für 3.3V und 5V.



    Der Tester in Betrieb, die Anzeige zeigt, das hier die niedrigste Geschwindigkeit eingestellt ist.

    Dreht man das Poti in die andere Richtung, erhöht sich die Zahl bis 1000 für die schnellste Geschwindigkeit.


    Getestet habe ich ihn mittlerweile auch mit einen TB6600 anstelle des TMC2100.

    Er läuft, obwohl die Eingänge auf 5V ausgelegt sind und der ESP32 nur 3.3V liefert.


    MfG


    Jürgen

  • Nochmal für mein Verständnis, sorry wenn ich auf der Leitung stehen sollte...

    der Jerome Motor ist für 12V ausgelegt, und ist ein unipolarer Schrittmotor. Das heisst, soweit ich das verstehe, schaltest du im Vorwärtsgang die 12V auf die eine Spule, im Rückwärtsgang auf die andere. Im Bipolarbetrieb mit dem TMC2100 schaltest du die beiden Spulen in Reihe, betreibst den Motor aber ebenfalls bei 12V. Das heisst, die Gesamtleistung halbiert sich, da du zwar jetzt beide Spulen betreibst, aber an jeder Spule fallen bei halbem Strom auch nur 6V ab. Um die gleiche Leistung zu erhalten wie im Unipolarbetrieb, müsstest du die Spannung auf 12V * SQRT(2) = 17V erhoehen, oder?


    Zum Nachvollziehen:

    Unipolarbetrieb Leistung = 12V*12V / 30 Ohm = 4.8W

    Bipolarbetrieb Leistung = 12V*12V / (30+30)Ohm = 2.4 W

    Bipolarbetreib mit gleicher Leistung wie unipolar = 17V *17V /(30+30)Ohm = 4,8 W

  • schaltest du im Vorwärtsgang die 12V auf die eine Spule, im Rückwärtsgang auf die andere.

    Nicht ganz, sieh Dir mal diese Webseiten an:

    https://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor

    https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Schrittmotoren


    Vorwärts und Rückwärts bekommt man hin indem man die Spulen in einer bestimmten Reihenfolge ansteuert.


    Zu den 12V: Ich habe im Moment nur 12V Netzteile, mit 24V muss ich das noch testen.

    Das Testgerät aus dem Beitrag #36 läuft mit 12V. Mit den Motor, der im ersten Bild zu sehen ist, hatte ich so meine Schwierigkeiten ihn festzuhalten.

    Mit dem Janome-Schrittmotor war das festhalten kein Problem.


    Ich stelle mir gerade einen Warenkorb zusammen, darunter sind auch 24V Netzteile.

    Wann ich dazu komme weiß ich noch nicht, im Garten bricht wohl gerade der Frühling aus, den muss ich erst wieder einfangen.


    Außerdem hast Du keinen Gleichstrom sondern eine Induktivität, die verhält sich etwas anders.

    Sieh mal das Praxisbeispiel aus dem letzten Link.


    MfG


    Jürgen


    P.S.: Ich habe mich erstmal auf das Testgerät konzentriert