Einstieg in Motorsteuerungen

Möchte öfters mal kleinere Maschinchen bauen, deren Motoren irgendwie zusammen spielen sollen. Sucht man im Netz, wird man mit Informationen geradezu erschlagen, was ich nicht als sonderlich hilfreich empfinde. Auch Messebesuche brachten mich nicht recht weiter, weil jeder Hersteller nur seine eigene Ware anbietet und angeblich keine Ahnung hat, was die Konkurrenz so macht. Im Ernstfall hat man dann natürlich immer seine Haken und Ösen.

Was ich suche, wäre was langfristig Verfügbares im Kleinseistungbereich für eine bis mehrere Achsen mit unterschiedlichen Motoren. Die Vorgaben, was zu tun ist, sollten über USB von einem Computer antanzen. Schalterzustände, Drehmomente (Stromaufnahme bei Gleistrommotoren) und Positionen sollten darüber ebenfalls möglichst zeitnah abgefragt werden. Initialisierungslauf zur Positionserkennung sowie Positionsmarkenerkennung zur Lagekorrektur sollen ebenfalls automatisierbar sein.

Wie geht man solche Probleme am Besten an? Sich einfach auf einen Hersteller festlegen, zu man das größte Vertrauen hat, aber noch nicht die nötige Sachkenntnis? Da beschleicht mich ein etwas flaues Gefühl.

Sind die Messausgänge der Motoren irgendwie so weit genormt, dass man für Motor vom Hersteller X die Steuerung von Hersteller Y verwenden kann? Oder kocht da jeder seine eigene Suppe?

Viele Hersteller bieten nur komplette Steuerungen im Gehäuse an. Was, wenn genau dieses zu Platzproblemen führt und es die "nackten" Dinger erst ab 1000er Pack gibt? Dito mit den Verstärkern, so sie noch nicht in der Steuerung integriert sind.

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller
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Christoph Müller schrieb:

Hallo,

Du kannst nun wirklich nicht erwarten das Hersteller A Dir "auf die Nase bindet" was er über die Produkte des Herstellers B weiß und ob nun für Deine Zwecke der Motor von A oder der von B besser geeignet wäre. Wenn Du Glück hast sagt man: Motoren dieser speziellen Art bauen wir selber nicht, versuchen sie es mal bei den Herstellern C oder D.

Bye

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Uwe Hercksen

"Christoph Müller" schrieb im Newsbeitrag news:47344881$0$27134$ snipped-for-privacy@newsspool1.arcor-online.net...

Wo ist das Problem?

Bei Schrittmotoren ist die Ansteuerung mitllerweile so standardsiert, dass du nur mehr darauf achten mußt, dass die Motorleistung und der Spitzenstrom der Elektronik zusammenpassen.

Gleichstrommotoren (permanentmagnet oder fremderregt ) kannst du heute an fast alle 4 Quadranten Stromrichter anschließen und wenn die Leistung zusammenpasst kannst du damit die Motoreigenschaften gut anpassen. Für gehobene Aufgaben verwendest du halt einen Resolver, sodass du sowohl Drehzahl alsauch Phasenlage der Motoren aufeinander abstimmen kannst. Die meisten Stromrichter haben ohnehin einen Tachoeingang. Die Lageregelung bzw. die Anfangspositionierung kannst du mit Schrittmotoren relativ einfach machen, für Servomotoren wird es ohne Positionssensor nicht gehn. Die Verknüpfungen die du herstellen möchtes wirst du schon selber schreiben müssen, strengstenfalls endest du bei einer CNC Steuerung.

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Marcel Baum

Das schreit doch geradezu nach SPS, z.B. Siemens Logo - die kann sogar ich programmieren und das Teil findet vom Krankenhausbett bis zur Produktionsanlage im Autowerk so gut wie überall Verwendung...

Zuendi

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Sebastian Zuendorf

Sollte man schon spezifizieren was "klein" ist bezogen auf Versorgungsspannung, Leistung des Motors, Baugrösse Motor+Steuerung und nunja Preis.

Gibts mit Sicherheit auch. Ob das aber typische Schnittstelle für die Anwendung ist ?

Ich vermute Fischertechnik & Lego scheiden aus. Wieviel will/kann man selber machen ? Die üblichen Hobbyisten machen viel Hardware/Software selbst. Nicht jeder hat dafür E-Technik & Informatik studieren müssen. Je tiefer man in die Materie einsteigt desto mehr Flexibilität und günstigeren Materialpreis hat man.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hä?? Ich glaube, das geht etwas am Thema vorbei.

Mit ner Logo kannst du ein Motorschütz ansteuern und damit einen Motor ein- und ausschalten, aber sicher nicht das machen, was der OP will.

gruß

Stefan DF9BI

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Stefan Brröring

Eher Nein. Uns hat man gesagt, daß USB für solche Anwendungen, insbesondere wenn Sicherheitsrelevante Daten (Notstop etc.) drübergehen, nicht zulässig sei.

MfG Michael

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Michael Schlegel

Marcel Baum schrieb:

Das ist doch mal eine Info, mit der ich was anfangen kann. Wie sieht's mit Anwendungen aus, die recht leise laufen sollen? Dann braucht's wahrscheinlich doch wieder extra Ansteuerungen mit Mikroschritt und entsprechenden Verstärkern. Richtig?

Irgendwas verwechsle ich jetzt offenbar. Drehgeber geben ein Quadratursignal aus. Gleichstrom für den Antrieb - wofür braucht man da einen 4 Quadranten Stromrichter? Da sehe ich eigentlich nur Strom und Spannung, die es zu kontrollieren gilt. Die 4 Quadranten brachte ich eher mit dem Ausgangssignal des Drehgebers in Verbindung.

oft gehört, hat mir aber niemand richtig erklärt. Sind das die "Dynamos" an den Motoren, die Lage- und Drehzahl ähnlich bekannt geben? Was ist da besser als Schlitzscheiben und andere Drehgeber?

Quasi Synchronmotor als Tachogenerator? Drehzahl und Phasenlage kriegt man doch auch über andere Drehgeber.

Tacho sagt aber nur was über die Drehzahl, nicht aber über die Lage? Soll eine bestimmte Position angefahren werden, wird man um was digitales Winkelmessendes kaum drum rum kommen. Analog dürfte eher was für kurze Strecken sein.

Am Liebsten wäre mir, wenn man das Ganze in Visual Basic auf einem PDA programmieren könnte. Via USB wird der Mimik dann mitgeteilt, was sie machen soll.

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

Rafael Deliano schrieb:

ummara 12...24 Volt

pmax = 80 Watt

In Sachen Preis habe ich am wenigsten Vorstellungen. Was beeinflusst diesen am stärksten und wie stark ungefähr?

Wäre für mich halt am Bequemsten zu programmieren.

Habe keine Ahnung, was die können oder nicht können.

Am liebsten hätte ich fertige Komponenten. Allerdings möchte ich gerne auch kleine Baugrößen haben. Von Maxxon habe ich habe ich eine Steuerung gesehen, die mir ganz gut gefällt - ziemlich teuer (aus meiner unerfahrenen Sicht). Aber halt nur in einem Gehäuse, das meinem Einbauraum etwas "unangenehm" ist. Das Ganze auf ein Mainboard mit den üblichen Stiften draufgesetzt und das Problem wäre keines mehr. Außerdem scheint mir das Gehäuse alleine schon ziemlich teuer zu sein, was im konkreten Fall allerdings uninteressant ist, weil das ganze Ding sowie ein Gehäuse kriegt.

Ich würde konstruieren und programmieren. Ansonsten die Komponenten nur noch zusammenschrauben.

Das ist klar. Leider weiß man anfangs meistens nicht, wie tief man einsteigen muss. Da meint man noch "alles ganz trivial"...

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

Michael Schlegel schrieb:

Sicherheitskritischen Dingen hätte ich jetzt ohnehin irgendwie was ganz Eigenes spendiert. Software ist halt immer so eine Sache...

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

Wenn man den Feinstmechanikbereich ( "Zuckerwürfelmotor" ) weglässt: je kleiner desto billiger. Man sollte also Mechanik soweit verkleinern wie es gangbar ist. Ein Dominostein kippt den nächsten: Motor kleiner=billiger -> Steuerelektronik = weniger Strom = billiger

-> Netzteil billiger -> weniger Verlustleistung also Gehäuse weniger klobig und damit billiger. Man kann durch verbesserte Schaltungstechnik ( Schaltregler usw. ) einiges tun um Verlustleistung wegzubekommen, aber Komplexität steigt. Lohnt sich um so mehr je stärker der Motor sein muß.

Man sollte auch berücksichtigen, dass DC-Motoren Tacho benötigen ( teuer, Steuerung komplizierter ), Stepper nicht.

Will man die professionellen Teile oder kann man mit Consumer leben ? Modellbau ist billig. Conrad business catalog hat Modellbau und preiswerte industrielle Teile, da kann man sich den Preissprung ansehen.

Man kann natürlich a la Siemens-Systeminschinör werkeln d.h. alles 50% überdimensionieren um auf der sicheren Seite zu sein und alles aus black-box Baugruppen von Zulieferern zusammensetzen. Aber soweit das überhaupt reibungslos funktioniert ist diese industrielle Vorgehensweise arg teuer.

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Consumer also relativ billig. Setzt ( nominell ) wenig know-how voraus. Integriertes System. Viele Anbieter. Aber nur winzige Motoren und wohl nicht robust genug für ernsthafte Anwendungen.

Keine Ahnung ob das Abgabeleistung sein soll. Wenn man elektrische DC-Watt als Hausnummer in Strom umrechnet sind es 4A bei 24V. Man tendiert zu höheren Spannungen als 12V um die Ströme runterzubekommen. Der Motor ist etwas oberhalb Modellbau. Es gibt aber Kleinfirmen für Eigenbau Leiterplattenfräsmaschinen die Motoren und Steuerungen relativ preiswert anbieten. Die können nicht minaturisieren und damit billiger werden, weil die Leistung für Bearbeitung nötig ist. Wenn man aber schrumpfen kann, sollte man. Der hat auch mal klein angefangen aber heute wohl in den profitableren teueren/professionellen Bereich aufgerückt:

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MfG JRD

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Rafael Deliano

"Christoph Müller" schrieb im Newsbeitrag news:4734ae1f$0$27130$ snipped-for-privacy@newsspool1.arcor-online.net...

Beim Schrittmotor brauchst du keinen Verstärker, die Steuerung hat ohnehin eine Endstufe die den Wicklungsstrom treiben kann. Die besseren Schrittmotorsteuerungen haben ohnehin einen Mikroschrittmodus drinnen. Wenn deine Motoren mit 3A auskommen gibt es dafür auch Gute ICs die mit wenig Außenbeschaltung auskommen (schau dir m,al den LMD 18245 von NS an oder stöbere mal in einem Allegro Datenbuch nach)

Die 4 Quadranten beziehen sich auf Drehrichtugsumkehr sowie Motor oder Generatorbetrieb. Du willst ja mitunter auch mit dem Motor ein Bremsmoment aufbringen können und das in beide Drehrichtungen bedingt einen 4 Quadranten Stromrichter.

Der Vorteil des Resolvers ist das er pro Umdrehung einen ganzen Sinus liefert. Du hast also neben der reinen Drehzahlaussage (Frequenz) auch eine Information über die Phasenlage des Motors. So kannst du 2 völlig unabhängige Motoren bei gleicher Drehzahl in ihrer Pahsenlage zueinander Regeln. Ist z.B. in der Papierindustrie wichtig nennt sich elektronische Welle.

s.o.

Von Lenze kenn ich welche die Resolvereingänge haben. Das sind dann aber Servoverstärker. Also ich würde Lageregelungen über längere Strecken nur mit einem linearen Inkrementalgeber machen, da gibts von Heidenhain verschiedenste Lineale mit Auflösungen bis ins um Bereich (sauteuer).

Kannst du eine USB Schnittstelle stand allone programmieren? Wenn ja , bitte verrate mir wie du das machst, ich suche dringens so was, was ohne Linux oder Windofs auskommt.

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Marcel Baum

Marcel Baum schrieb:

Danke für die Tipps.

Danke für die Aufklärung.

Interessant. Mit welchen Kosten muss man da so etwa rechnen? So etwas soll ja mittlerweile auch schon in Scheibenwischer"getrieben" verbaut werden. Oder ist das wieder was Anderes?

Liefern solche Sensoren ein genormtes Signal ab? Oder braucht man da je nach Hersteller wieder eine eigene Elektronik zur Pegelanpassung oder Signalaufbereitung? Kann ich also in den Laden gehen und mir für hohe Auflösugn so ein Heidenhain- Ding besorgen und für niedrige Auflösungen drucke ich mir was auf dem Bürodrucker aus und nehme Feld-Wald-und-Wiesen-Reflexlichtschranken?

Es gibt zumindest für wenige Euro im einstelligen Bereich als komplettes Kabel eine USB-RS232-Schnittstelle. Deshalb gehe ich davon aus, dass der Aufwand kein allzugroßer sein kann. Dinger mit RS232 gibt's ja fixfertig.

Ich hör' mich mal um.

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

Rafael Deliano schrieb:

Was macht das finanziell am Ende etwa aus?

Danke. Das habe ich zwar vermutet, war mir aber nie ganz sicher.

Klingt recht interessant.

Da liegt dann wohl der Hund begraben.

Natürlich Abgabeleistung.

Klar. Autobatterie hat aber nun mal 12 Volt. 24 Volt sind schon etwas rarer. 42 Volt - na ja... war wohl nix...

Dieser Wummer schon. Das andere Zeug, womit ich mich so beschäftige, kommt i.d.R. mit deutlich weniger aus.

Ein interessanter Tipp. Daran habe ich noch gar nicht gedacht.

Trifft sich gut. Die Leute, die mein CAD-Programm entwickeln (Pictures by PC), arbeiten ziemlich eng mit isel zusammen (Schott-Systeme Gilching bzw. München).

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

Der kann bei Kleinmotor fast so teuer wie der Motor sein. Zudem: der DC-Motor benötigt ja typisch Getriebe ( auch teuer ). Praktisch hätte man also gerne Getriebe, Motor, Tacho vormontiert ca. so:

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Stepper bewegt sich beliebig langsam ohne Getriebe, hat aber dann natürlich auch wenig Drehmoment. Stepper ruckelt in der Bewegung bei Voll/Halbschritt, Mikroschritt machen billige Stepper eher nicht. Stepper stoppt aber ohne viel Reglerei relativ genau an Position.

Viele Anwendungen kann man nach Geschmack auf beiden Wegen wursteln. Z.B. Kleinstroboter gibt es mit Stepper:

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oder mit DC-Motoren + ( selbstgestricktem ) Tacho:
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Das Getriebe in beiden Fällen selbstgestrickt in der Mechanik. Stepper ist billigere Variante, mit Einschränkungen in Genauigkeit, Bewegungsgeschwindigkeit, Kraft.

Die sind aber kostenoptimiert, Strom kommt unbegrenzt aus Steckdose.

Es gibt die Kombination Akkus & dicke Motoren vereinzelt auch im Modellbau z.B. bei Modell-(Renn)-U-Booten. Stapeln dort aber konventionelle Akkus um auf hohe Spannungen zu kommen. Seitens Motor ist BLDC wohl von Interesse:

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Man sollte auch prüfen ob man das als Dauerleistung braucht oder kurzzeitig. Kurzzeitig kann man viele Motoren auch stärker als Nennleistung belasten.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Vielleicht mal ein Anhaltspunkt, ich setze Motoren mit Encoder und Getriebe von Faulhaber ein. Die liegen so bei 300Euro.

Man sieht solche Motoren schonmal gelegentlich gebraucht auf Funkerflohmaerkten. Die wollen dann meist so 20-50Euro dafuer. Dann also nicht jammern sondern laechelnd bezahlen. .-)

olaf

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Olaf Kaluza

Ist auch ca. das Preisniveau bei ebay. Suchbegriffe wären: Maxon , Faulhaber , Drehgeber , Encoder ... Ein bisschen Angebot ist dort immer vorhanden.

Sinnvollerweise kauft man fertig montierte Baugruppen ( Getriebe/Motor/Encoder ) und nicht die Einzelkomponenten, weil Montage nicht trivial ist.

Sporadisch tauchen bei ebay auch fertige verfahrbare XY-Plattformen oder Linearvorschübe auf. Wenn man ab und zu nur ein Unikat aufbauen muß ( wo Platz kein Problem ist und Strom aus der Steckdose kommt ) ist es einfacher, zeitsparender und letztlich billiger sich ausgebauten "Schrott" auf Vorrat in den Keller zu legen als wenn mans braucht darumherum zu bauen. Mir graust allerdings heute schon wenn jetzt BLDCs u.ä. vermehrt auftauchen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hallo Christoph,

Christoph M=FCller schrieb: [...]

nz

Wird in aller Regel auch so realisiert. Sicherheitstechnik wird auch heute noch in den meisten F=E4llen in Hardware umgesetzt. Softwareimplementierte Sicherheitsfunktionen ben=F6tigen spezielle, daf=FC= r von den BG/T=DCV etc. zugelassene, so genannte "Safety-"Komponenten und passende Software.

ciao

Marcus

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Marcus Woletz

Hallo Christoph,

Christoph M=FCller schrieb: [...]

Ganz einfach: Alles, was f=FCr den industriellen Einsatz vorgesehen ist, ist teuer. Komponenten bestimmter Hersteller sind dann nochmal "extra teuer".

[...]

ciao

Marcus

Reply to
Marcus Woletz

Hallo Marcus,

Kennst du Hersteller für solches Zeug?

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

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