Steppermotor belasting/blokkeren? Schadelijk of niet?

[ehtweak]

Ik ben bezig met dit project:

Zelfgebouwde, door een Arduino gestuurde stack/focusrail met stappenmotor

DIY Arduino gestuurde stappenmotor focussing (macro)rail.

En de daarin gebruikte stappenmotor (Wantai 42BYGHW208) doet z'n werk prima. En nogal krachtig volgens mij. (is ook wel nodig om de rail met camera te bewegen).
Alleen nu ben ik aan het experimenteren met de ingebouwde eindstoppen (die microswitches) en dan wil het wel eens gebeuren dat 'ie nog ff doorstept, terwijl de switch al getriggered is. Dan loopt 'ie dus vast omdat de rail mechanisch gewoon niet verder kan. Dan hoor ik de motor ff brommen en flink steppen en dan stopt 't. Kan dit op zich kwaad? In hoeverre zijn dit soort steppermotors bestand tegen kortstondige blokkades (ca 0,5-1s)?

Nu ben ik zelf niet de maker v.d. software (en ook nog een beginneling qua Arduino programmeren) dus zal er eea aangepast moeten worden aan de acceleratie/vertragingsparameters en het stoptraject. Alleen zover ben ik nog niet...

M.a.w. iemand enig idee in hoeverre dit kwaad kan en/of de levensduur van de steppermotor nadelig zou beïnvloeden?

[AlexanderB]

mwha, "goed" zal het niet zijn, maar zover ik weet gebeuren dr verder geen rare dingen, behalve als je mechanisme misschien niet bestand is tegen de kracht van de stappenmotor.

Je zou (tijdens het testen) de stroom naar de motor wat kunnen reduceren, zodat de kracht waarbij ie "overslaat" lager wordt.

En vragen aan degene die het programma schrijft dat 't beter moet gaan werken, ideetjes:
-eindstoppen op interrupt, eindstop = direct stepper uit.
-inderdaad beter stappen tellen en afremmen vóór het eind.

[SA007]

Steppermotoren kan je eigenlijk niet kapot krijgen door ze mechanisch te overbelasten, ze gaan simpelweg stappen overslaan.
Je moet alleen de temperatuur van de motor in de gaten houden.

Je wil niet dat je stepper blokkeerd, maar dat heeft voornamelijk te maken dat het vaak niet goed is voor de omliggende constructie/schakelaars/lagers/tandwielen.
En als je stappen mist weet de bijbehorende software niet meer waar de motor is (weet niet of dat hierbij belangrijk is).

Overigens zie je project er verder erg netjes uit.

[DurkVell]

Leuk project! Zou je niet beter lichtsluisjes i.p.v. microswitches kunnen gebruiken? Zoals dit hier: http://nl.aliexpress.com/...electric/32341127166.html

[real[B]art]

[b][message=45369519,noline]ehtweak schreef op woensdag 02 december 2015 @ Alleen nu ben ik aan het experimenteren met de ingebouwde eindstoppen (die microswitches) en dan wil het wel eens gebeuren dat 'ie nog ff doorstept, terwijl de switch al getriggered is.

Dan wordt er door de controller niet snel genoeg gereageerd op de switch, of zit de switch te dicht op het fysieke eindpunt.

Switch aan een interrupt hangen is inderdaad een goede, of snelheid verlagen (in ieder geval dichtbij het eindpunt, tussenliggende stuk zou wel met hogere snelheid kunnen).

Alternatief is een hardwarematige eindschakelaar die stroom naar de motor onderbreekt (met een diode over de schakelaar). Op die manier onderbreek je de stroom in één richting, waardoor de motor niet verder kan dan de eindschakelaar, maar wel weer terug kan. Voordeel hiervan is dat ongeacht enige storing in de controller, je motor altijd stopt.

[ Voor 4% gewijzigd door real[B]art op 02-12-2015 15:59 ]

[ehtweak]

De motor wordt alleen handwarm als 'ie een poosje aan het steppen is geweest tijdens een reguliere focusrun. (paar minuten). Hetzelfde geldt voor de Easydriver steppermotor shield, die wordt ook dan ff warm. Maar absoluut niet heet.
En die blokkade tegen de eindstop duurt, gelukkig, nog geen seconde. M.a.w. te weinig tijd om door te fikken. (toch?)

Lichtsluisjes?
Misschien wel, maar ik ben uitgegaan van het oorspronkelijke ontwerp en daar werden microswitches gebruikt. Wellicht zouden reed-contactjes met een magneetje ook kunnen. Maar dan moet ik nog veel meer omgooien. Het was al lastig genoeg dat ik allerlei andere afwijkende mechanische keuzes gemaakt heb.

Ik heb nog een berichtje gekregen van de oorspronkelijke maker en die gaf aan dat het werkte zoals bedoeld was. M.a.w. de vertraging is in mijn geval niet rap genoeg.
_{It is working as expected: when a limiting switch is triggered (which normally doesn't happen), rail is brought to complete stop with a constant deceleration (which is determined by SPEED_LIMIT_MM_S and BREAKING_DISTANCE_MM). The deceleration limiter is there for a very important purpose - it limits torque on the rail bearings and motor, as the rail + camera have a considerable inertia.}.

Maar hoe ik die parameters moet aanpassen, weet ik (nog) niet. Daarvoor ben ik niet kundig (nog) genoeg in het Arduino gebeuren. M.a.w. geen idee nog hoe ik bovenstaande opmerking zou moeten verwerken. (?)
De s/w van dit project, voor de Arduino, heb ik gedownload, geïnstalleerd, geupload naar de Arduino en that's it. Nog niks aan veranderd.

De eindschakelaars worden ook alleen maar gebruikt voor de calibratie- en/of resetrun. Om te bepalen waar de fysieke uiteinden van de rail zich bevinden. En daartussen worden dan de stap- en shuttercycli uitgevoerd.

Het is btw wel een leuk iets om te doen! Een fraai samenspel van elektrospul, elektronika, s/w, h/w, knutselen, mechanische oplossingen bedenken, etc.
Lastige was en is, is dat er geen bouwtekening was/is. Het zit allemaal in m'n hoofd...ergens...
Ik vond in eerste instantie de gekozen steppermotor van het oorspronkelijke ontwerp een beetje aan de lichte kant (had twijfels of 'ie wel voldoende koppel zou hebben). Vervolgens een ander type gekozen, maar die moest ook weer niet te zwaar en te massief worden. Ook leek me een 12V type, bij een iets lagere stroomsterkte, wat efficiënter, dan een 5V type bij een veel hogere stroomsterkte. Die notabene tegen de maximum dissipatie van het Easydriver steppermotor shield aan zat. Nu heb ik daar wat marge over en minder vermogensverlies over eventuele connector/kabelovergangen, in de route tussen het Easydriver steppermotor shield en de motor zelf. (diverse connectors, stekers, contactovergangen, etc)

[ Voor 41% gewijzigd door ehtweak op 02-12-2015 17:08 ]

[SA007]

Ik zou reedcontacten afraden, die zijn niet heel erg betrouwbaar op het precieze schakelpunt.
Ik zou voor optisch gaan als het nauwkeurig moet en zonder fysiek contact.

Qua calibratie op mechanische eindstops is het overigens een stuk nauwkeuiriger als je de motor richting de eindstop draait tot deze ingedrukt wordt en dan terugdraaien tot het punt waar de schakelaar weer loslaat.
Dat punt is meestal een stukje nauwkeuriger.

Maar of je de motor nou een sec of urenlang blokkeerd maakt niet uit, als die maar niet oververhit.
Oververhitten voor een motor is als deze intern in de bedrading een temperatuur haalt waarbij de isolatie kapot gaat, dat zit meestal boven de 150graden, dan is de buitenkant een graad of 90 verwacht ik.
Dus zolang je je handen niet aan de motor brand zal hij niet stuk gaan Motors kunnen veel hebben.

[ehtweak]

Inmiddels reactie gekregen van de originele s/w auteur.
Heb wat parameters kunnen aanpassen en wat getest met de stapsnelheid en de eindstop marges. En vervolgens geupload naar de Arduino. Dat gaat nu een stuk beter.

Kan nu een full calibratierun doen, zonder botsingen.

[AlexanderB]

Das mooi.

real[B]art schreef op woensdag 02 december 2015 @ 15:58:
Alternatief is een hardwarematige eindschakelaar die stroom naar de motor onderbreekt (met een diode over de schakelaar). Op die manier onderbreek je de stroom in één richting, waardoor de motor niet verder kan dan de eindschakelaar, maar wel weer terug kan. Voordeel hiervan is dat ongeacht enige storing in de controller, je motor altijd stopt.

Goede truc ja, maar dat werkt alleen bij DC motoren, niet bij stappenmotoren, helaas. De oplossing is gewoon betere software in dit geval.

[memphis]

AlexanderB schreef op donderdag 03 december 2015 @ 10:06:
Das mooi.


[...]

Goede truc ja, maar dat werkt alleen bij DC motoren, niet bij stappenmotoren, helaas. De oplossing is gewoon betere software in dit geval.

Nou ja, als je een Arduino gebruikt kan je de eindschakelaars wel terugkoppelen naar de Arduino en softwarematig opvangen.

[AlexanderB]

En om dat te doen moeten ze aan de interrupt zitten, zodat de Arduino direct reageert, ipv pas de stand van de schakelaar bekijkt nadat ie z'n x-aantal stappenmotorstappen doorgestuurd heeft, en de stappenmotor allang tegen het eind aan gelopen is.

[real[B]art]

AlexanderB schreef op donderdag 03 december 2015 @ 10:06:
Goede truc ja, maar dat werkt alleen bij DC motoren

Oeps ja, goed punt