DIY 3d-Drucker/Fräse, Schrittmotoren (+ Teil 2 von n)

Zuvor: DIY 3d-Drucker/Fräse, Intro (+ Teil 1 von n)

Heute habe ich mich mir meine Schrittmotoren näher angesehen. Laut Aufdruck (auf der Rückseite) handelt es sich um einen “Sanyo Denki 103-547-52500” – Schrittmotor. Das dazugehörige Datenblatt dazu habe ich hier gefunden.

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Laut diesem Datenblatt haben meine Schrittmotoren folgende Spezifikationen:


MODEL 103 - 547 - 52500
BASIC STEP ANGLE 1,8° +/- 0,9°
BIPOLAR PARALLEL CURRENT 0.7 A
RESISTANCE 3,15 Ohm
BIPOLAR HOLDING TORQUE 25Nm

Dieser Schrittmotor kann sowohl Bi- und als Unipolar betrieben werden. Bipolar hat der Motor laut Datenblatt 6Nm mehr Kraft (25Nm), Unipolar wäre jedoch elektrisch einfacher zu beschalten. Die Entscheidung wurde mir abgenommen da mein Stepper Motor Driver – Shield für Bipolar Schrittmotoren entworfen wurde, ich habe also sowieso keine andere Möglichkeit als die Motoren Bipolar zu betreiben.

Die Stepper Motor Driver – Shields übernehmen die gesamte Logik die notwendig ist um einen Schrittmotor anzutreiben. Anders als bei einem normalen Gleichstrommotor, wie man sie beispielsweise von ferngesteuerten Spielzeugautos beispielsweise kennt, reicht es bei einem Schrittmotor nicht aus, einfach nur den Strom einzuschalten. Ein normaler Motor hat meist 2 Anschlüsse, Plus+ und Minus-. Schrittmotoren haben hingegen hat 4 (Bipolar), 6 (Unipolar) oder gar 8 Anschlüsse. Mein Sanyo Schrittmotor hat 6 Anschlüsse, ist aber intern so verschalten, dass ich nur 4 davon (für den Bipolaren Betrieb) verwenden werde.

Zurück zu den Stepper Motor Drivern:

Ein Board hat mehrere Anschlüsse, 2 sind für die Begrenzungen der Achsen (am Board rechts, Opto, bzw nur “Endstops”), 1 Anschluss ist für die Spannungsversorgung (unten am Board, 4 Pins), weiters gibt es noch einen Interface-Stecker über welchen das Shield gesteuert wird (10 Pins, am Board oben) und natürlich den Anschluss für den Schrittmotor (am Board rechts).

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Die Spannungsversorgung kann mit einem PC-Netzteil bereitgestellt werden, ein ganz normales der ATX Bauart genügt.

Daher habe ich mal schnell aus einem alten Server (wann immer ihr die Möglichkeit habt zu etwas Computerschrott zu kommen, nehmt sie wahr, die alten Server-Racks (3 Stk) haben mir schon einiges an Geld gespart) das Netzteil ausgebaut und gereinigt.  Um das Netzteil einschalten zu können muss man bei dem 24 Poligen Stecker (der sonst am Mainboard aufgesteckt wird) das grüne Kabel mit einem der schwarzen Ground Kabel verbinden.

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Glücklicherweise schaltete sich das Netzteil sofort ein und die Grünen Power-On LEDs der Stepper Motor Driver leuchteten auf. Mit meinen anderen beiden alten PC-Netzteilen hatte ich leider kein Glück. Eines dürfte kaputt sein (seltsame Geräusche) und das andere benötigt wohl eine bestimmte Grundlast um überhaupt verwendet werden zu können. Im Internet habe ich den Hinweis gefunden, dass man probieren kann ein altes DVD-Laufwerk anzustecken, aber leider klappte das bei meinem Netzteil nicht. Umso besser das ich nichts wegschmeiße und das Servernetzteil noch tadellos funktioniert.

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Nachdem ich alles final getestet habe, werde ich auch eine vernünftige Halterungen bauen und Ein – Ausschalter + einer Statusanzeige für die Spannungsversorgung zusammenbauen.

 

Zeit den Schrittmotor zu testen: Als erstes musste ich mir nochmal die IDC10 Stecker Pinbelegung in Erinnerung rufen müssen:

Und hier die Pinbelegung des IDC 10 Steckers am Board:


Function 	Stepper Pin 	
STEP 	3 
DIR 	4 	
ENABLE 	5 	
MIN 	6 	
MAX 	7 	
GND 	2 	

 

Laut Reprap.org Wiki muss der MIN-Endstop mit einem Jumper überbrückt werden um den Stepper Motor Driver Board vorzugaukeln, dass mit den Endstops alles ok ist. Leider sind diese auf dem Stepper Motor Driver diese CAT5 (wie bei LAN) Buchsen, dafür möchte ich eigentlich (noch) kein LAN-Kabel opfern müssen. Daher werde ich auf der Unterseite des Boards 3 Pins anlöten, so muss ich während des Entwicklungsprozesses die Stecker nicht verwenden. Eventuell werde ich vollständig auf die CAT5 Stecker verzichten und die angelöteten Stecker verwenden, wir werden sehen.

Also, mal schnell den Lötkolben angeworfen und die 3 Pins an der Unterseite aufgelötet:

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Danach galt es, ein paar passende Stecker für den Schrittmotor zu löten.

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Angesteckt und …

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Nichts! LEDs Leuchten einmal kurz auf, der Schrittmotor blockiert und ansonsten tut sich nichts. Ich werde wohl nicht darum herum kommen erstmal ein kleines Testprogramm zu schreiben, bevor ich irgendetwas testen kann. Daher, und weil ich gerne den Rest des Sonntags genießen möchte, werde ich mich später daran machen, ein kleines Testprogramm zu schreiben um dann zu sehen ob denn mein Schrittmotor sowie das Stepper Motor Driver Board auch funktionieren.

Schlussendlich werde ich mich noch nach einer Halterung umsehen müssen, auf der ich später die gesamte (oder einen Großteil) der Elektronik unterbringen kann.

Daher sind meine nächsten Schritte:

  • Schrittmotor Testprogramm schreiben
  • Halterung für Platinen finden/bauen
  • Netzteil verbauen + Schalter + Status LED

Bis zum nächsten Post,
Philipp

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