Stappenmotor... hoe sneller krijgen?

[Atmoz]

Beste allemaal,

Graag zou ik mijn stappenmotor (NEMA 23, 3Nm) welke is aangesloten op een DM422c driver wat sneller laten draaien.

Ik heb een kleine Arduino Sketch gemaakt, zie hieronder:

code:

void setup() {                
  pinMode(2, OUTPUT);     
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, LOW);
}

void loop() {

  digitalWrite(3, HIGH);
  delayMicroseconds(900);           
  digitalWrite(3, LOW); 
  delayMicroseconds(700);
             
}

Daarmee draait de motor wel, maar niet echt dat ik zeg "wow, das mooi snel" zegmaar
In ieder geval nog niet een beetje in de richting van deze man:

Inmiddels heb ik al diverse codes en library's geprobeerd, maar het lukt maar niet om dat ding sneller te laten draaien.

Ik meet 27 volt over de input pinnen, en ook de jumpertjes op de driver staan op max. stroom (2.2A)

Heeft iemand nog een tip wat ik zou kunnen proberen? Ik dacht namelijk zelf aan een stukje code wat de motor steeds sneller laat draaien, maar ook dat wilt niet goed werken. Bijvoorbeeld met de library "AccelStepper". Ook daarmee krijg ik niet het gewenste resultaat.

Of heeft die kerel in dat filmpje gewoon een speciale (snelle) stappenmotor, en kan ik proberen tot ik een ons weeg met de mijne?

[douweh]

Misschien snap ik je probleem niet goed, maar een stappenmotor maakt bij elke puls een stap.
Het is dus een kwestie van je delays tussen de pulsen korter te maken...

Wat geeft de volgende code bijvoorbeeld?:

code:

void setup() {                
  pinMode(2, OUTPUT);     
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, LOW);
}

void loop() {

  digitalWrite(3, HIGH);
  delayMicroseconds(50);           
  digitalWrite(3, LOW); 
  delayMicroseconds(50);
             
}

[Atmoz]

douweh schreef op vrijdag 10 februari 2017 @ 17:32:
Misschien snap ik je probleem niet goed, maar een stappenmotor maakt bij elke puls een stap.
Het is dus een kwestie van je delays tussen de pulsen korter te maken...

Wat geeft de volgende code bijvoorbeeld?:

code:

void setup() {                
  pinMode(2, OUTPUT);     
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, LOW);
}

void loop() {

  digitalWrite(3, HIGH);
  delayMicroseconds(50);           
  digitalWrite(3, LOW); 
  delayMicroseconds(50);
             
}

Als ik met die getallen "speel" dan merk ik inderdaad verschil in snelheid, maar echt vlot gaat het nog altijd niet. En als ik de getallen té ver push gaat de motor trillen/buzzen/piepen.

Ik heb er nu een trapeziumdraad (TR12x3) aan hangen, en de nut die erop zit beweegt zich niet super snel omhoog/omlaag... Ik had echt iets sneller verwacht. Meen bijvoorbeeld dat ik wel eens CNC machines heb gezien wat veel sneller "home-den".

[DaWaN]

Dat is een microstepping driver, de maximum snelheid van de stepper is waarschijnlijk sterk afhankelijk van hoeveel microstappen je het ding laat zetten per echte stap.
Als snelheid belangrijk is wil je het ding misschien helemaal niet laten microsteppen.

[jobr]

Ik heb een NEMA 17 en daar staat de delay op 1. Ik ken deze driver niet maar je moet wel je max stroom goed instellen. En is die driver wel zwaar genoeg?
In de datasheet van die motor zie ik ook 4A staan.

[Atmoz]

DaWaN schreef op vrijdag 10 februari 2017 @ 17:53:
Dat is een microstepping driver, de maximum snelheid van de stepper is waarschijnlijk sterk afhankelijk van hoeveel microstappen je het ding laat zetten per echte stap.

Klopt, ik heb hem op dit moment op 1600 steps/rev. staan.
Dan kan ik inderdaad werken met die timings wat hierboven staan (50).
Als ik de switches instel op "default" dan moet ik met 600 microsec. werken.
Maar op beide manieren gaat hij dus niet snel genoeg.

Als snelheid belangrijk is wil je het ding misschien helemaal niet laten microsteppen.

Klopt, dat zou ik ook denken, maar ik heb het idee dat hij op stand "1600" en dan 50 microsec. timings het snelst gaat.

jobr schreef op vrijdag 10 februari 2017 @ 18:47:
Ik heb een NEMA 17 en daar staat de delay op 1. Ik ken deze driver niet maar je moet wel je max stroom goed instellen.

Je bedoeld 1 milliseconde toch?
De stroom heb ik ingesteld op 2.2 (het meest haalbare voor die driver).

En is die driver wel zwaar genoeg?
In de datasheet van die motor zie ik ook 4A staan.

Tja, dat is een goede.... deze hebben ze me aangeraden, maar nu zie ik inderdaad ook 4Ah staan in parellelie-modus (zo is hij idd aangesloten). Zou hij daardoor veel trager kunnen lopen dan?

[Verwijderd]

Atmoz schreef op vrijdag 10 februari 2017 @ 17:48:
En als ik de getallen té ver push gaat de motor trillen/buzzen/piepen.

Je hebt echt echt een 'ramp' nodig. Ofwel, je moet hem op toeren laten komen, door de delay tijd steeds korter te maken. Je kunt zo'n motor niet in een keer op hoge snelheid laten draaien, helemaal niet als je hem wat belast.

[ Voor 21% gewijzigd door Verwijderd op 10-02-2017 19:06 ]

[Damic]

Dit eens doorlezen http://forum.arduino.cc/index.php?topic=284828.0

[Atmoz]

Verwijderd schreef op vrijdag 10 februari 2017 @ 19:01:

Je hebt echt echt een 'ramp' nodig. Ofwel, je moet hem op toeren laten komen, door de delay tijd steeds korter te maken. Je kunt zo'n motor niet in een keer op hoge snelheid laten draaien, helemaal niet als je hem wat belast.

Dat had ik ook al geprobeerd.
Dus langzaam de tijd tussen de pulsen verkorten toch?
Daar merk ik ook wel aan dat hij sneller gaat, maar uiteindelijk begint hij dan ook te piepen/brommen.

Damic schreef op vrijdag 10 februari 2017 @ 19:11:
Dit eens doorlezen http://forum.arduino.cc/index.php?topic=284828.0

Had ik al gedaan vorige week, en nu weer. Maarja, daar staat geen voorbeeldcode in hoe ik mijn motor wat sneller ga krijgen.

Nog iemand een voorbeeld sketch misschien? Of andere tips

[Flake]

Dat piepen komt door de frequentie waar je op stuurt. Als je een motor onder de 20KHz PWM't, dan hoor je dat, want dat is binnen bereik van ons gehoor. Die motor in het filmpje hoor ik ook flink piepen. Los van dat het gruwelijk irritant is kan het geen kwaad.

Die driver kan sturen tot 75KHz. Periodetijd is dan 1/(75000)=133ns. De pulsbreedte is dan de helft van de periodetijd, en dat is 66ns. Ga je kortere pulsen geven dan dat, dan overschrijd je het maximum van de driver en dat moet je niet doen, maar jij zit nu pulsen rond de 50us te sturen. Ga daar eens flink onder zitten. Als je laag genoeg gaat dan ben je die piep ook kwijt.

[Atmoz]

Flake schreef op zaterdag 11 februari 2017 @ 09:36:
Dat piepen komt door de frequentie waar je op stuurt. Als je een motor onder de 20KHz PWM't, dan hoor je dat, want dat is binnen bereik van ons gehoor. Die motor in het filmpje hoor ik ook flink piepen. Los van dat het gruwelijk irritant is kan het geen kwaad.

Die driver kan sturen tot 75KHz. Periodetijd is dan 1/(75000)=133ns. De pulsbreedte is dan de helft van de periodetijd, en dat is 66ns. Ga je kortere pulsen geven dan dat, dan overschrijd je het maximum van de driver en dat moet je niet doen, maar jij zit nu pulsen rond de 50us te sturen. Ga daar eens flink onder zitten. Als je laag genoeg gaat dan ben je die piep ook kwijt.

Ik heb nu onderstaande code:

code:

void loop(){
     sensorValue = analogRead(sensorPin);

     digitalWrite(3, HIGH);
     delayMicroseconds(10);
     digitalWrite(3, LOW);
     delayMicroseconds(sensorValue);
}

Met een potmeter op A0 krijg ik dus waardes tussen 0 en 1024 binnen.
Ik start met +/- 1024 en ga dan langzaam naar de 0 toe. Bij +/- 600 stopt de motor met draaien.
Switch 4, 5 en 6 van de driver staan nu op ON, dat is de default van de driver.

Ik heb het idee dat ik hem nu weer een stukje sneller heb gekregen. Inderdaad door dat "ramp" dus

Het heeft (in deze config.) dus geen zin om met timings in de nano-range te gaan werken, want bij +/- 600 us stopt hij al... Of bedoel je iets anders? (met de switches op een andere setting? Thanks voor het meedenken (allemaal)

[itcouldbeanyone]

Flake schreef op zaterdag 11 februari 2017 @ 09:36:
Dat piepen komt door de frequentie waar je op stuurt. Als je een motor onder de 20KHz PWM't, dan hoor je dat, want dat is binnen bereik van ons gehoor. Die motor in het filmpje hoor ik ook flink piepen. Los van dat het gruwelijk irritant is kan het geen kwaad.


Die driver kan sturen tot 75KHz. Periodetijd is dan 1/(75000)=133ns. De pulsbreedte is dan de helft van de periodetijd, en dat is 66ns. Ga je kortere pulsen geven dan dat, dan overschrijd je het maximum van de driver en dat moet je niet doen, maar jij zit nu pulsen rond de 50us te sturen. Ga daar eens flink onder zitten. Als je laag genoeg gaat dan ben je die piep ook kwijt.

nee nee , je zegt het verkeerd, zodra de tijd te kort word, dan verliest de motor zijn kracht, en zou hij stoppen met draaien, de pusel die je dan nog geeft zet zich om in brommen.

daarnaast het overschrijden van je pulse tijd, zzou er voor zorgen dat je eindstrap niet meer gesatureerd raakt, en zou dan constant gaan geleiden als een laag ohmige weerstand, en flink wat warmte produceren.

en ramp is leuk en daar zou je harder mee kunnen draaien, maar zodra je pulse tijd net iets te kort is voor dat moment, dan stort je motor in.
een snelheids meter als referentie, waarmee je je pulse breedte bepaald zou dit probleem kunnen oplossen, en dan kun je bruikmaken van een veldverzwakking, gerarandeerd dat je motor minstens 2 tot 3 keer zo hard draait, maar het eist wel een speciale sensor, en programering om zo een soort slip map op te bouwen.
inplaats van de sensor zou je ook de flux van de motor kunnen meten, maar denk niet dat de arduino daar genoeg rekenpower voor heeft


wat ook kan is gewoon meer voltage naar je motor stuuren, , desnoods met een hoge piek aan het begin van je puls en dan langzaam afbouwend, zo voorkom je dat je motor te heet gaat worden.

inplaats van timing zou je ook je pwm timers op laag kunnen zetten, eventueel een clock divider extern achter je puls zetten zodat je enkele HZ overhoudt. vergroot je TOP waarde van de 16-bit timer, dan kun je over een groot berijk pwmen zeg maar, dan heb je niet meer te maken met delays

[ Voor 5% gewijzigd door itcouldbeanyone op 11-02-2017 12:04 ]

[Verwijderd]

itcouldbeanyone schreef op zaterdag 11 februari 2017 @ 12:02:
[...]


nee nee , je zegt het verkeerd, zodra de tijd te kort word, dan verliest de motor zijn kracht, en zou hij stoppen met draaien, de pusel die je dan nog geeft zet zich om in brommen.

Wat je hier zegt klopt min of meer.

daarnaast het overschrijden van je pulse tijd, zzou er voor zorgen dat je eindstrap niet meer gesatureerd raakt, en zou dan constant gaan geleiden als een laag ohmige weerstand, en flink wat warmte produceren.

Hij heeft een compelte driver unit. Die regelt dat allemaal. De driver heeft alleen als input 2 digitale pinnen, step en direction.

een snelheids meter als referentie, waarmee je je pulse breedte bepaald zou dit probleem kunnen oplossen, en dan kun je bruikmaken van een veldverzwakking, gerarandeerd dat je motor minstens 2 tot 3 keer zo hard draait, maar het eist wel een speciale sensor, en programering om zo een soort slip map op te bouwen.
inplaats van de sensor zou je ook de flux van de motor kunnen meten, maar denk niet dat de arduino daar genoeg rekenpower voor heeft

Whut? Zo'n Nema 23 stappenmotor kan gewoon prima in open-loop op hoge snelheid draaien. Zoals in het filmpje, 3D printers, etc. TS doet gewoon ergens iets niet goed met de acceleratie.

wat ook kan is gewoon meer voltage naar je motor stuuren, , desnoods met een hoge piek aan het begin van je puls en dan langzaam afbouwend, zo voorkom je dat je motor te heet gaat worden.

inplaats van timing zou je ook je pwm timers op laag kunnen zetten, eventueel een clock divider extern achter je puls zetten zodat je enkele HZ overhoudt. vergroot je TOP waarde van de 16-bit timer, dan kun je over een groot berijk pwmen zeg maar, dan heb je niet meer te maken met delays

Again, hij heeft een geintegreerde stepper driver. Die regelt álles en dat zou gewoon goed moeten gaan.
Nogmaals again: 2 digitale pinnen: step en direction.

Atmoz schreef op zaterdag 11 februari 2017 @ 10:34:
[...]

Er gaat nog steeds ergens iets niet goed met de acceleratie. Dat is 99.9% zeker je probleem. Been there, done that. Probeer het eens met een functie die de snelheid echt netjes lineair opschroeft tot de gewenste snelheid. Het zou kunnen dat het met een potmeter nog steeds te schokkerig gaat.

Als je wil kan ik je wel wat redelijk nette code sturen die ooit met met een Nema23 op hoge snelheid gewerkt hebt. Het is wel een hele 'library' ongeveer en te veel om hier te posten... Ik raad je aan om de steps door een interrupt te laten doen. Dat is hoe dan ook nodig als je de Arduino ook nog andere dingen wilt laten uitrekenen tijdens het draaien van de motor (bijvoorbeeld de positie, waar hij heen moet, etc). Het is echt belangrijk dat de steps op een zeer constant interval uitgevoerd worden, en op hoge snelheid wordt die noodzaak steeds groter.

[ Voor 10% gewijzigd door Verwijderd op 11-02-2017 14:02 ]

[itcouldbeanyone]

Verwijderd schreef op zaterdag 11 februari 2017 @ 13:46:
[...]

Wat je hier zegt klopt min of meer.


[...]

Hij heeft een compelte driver unit. Die regelt dat allemaal. De driver heeft alleen als input 2 digitale pinnen, step en direction.


[...]

Whut? Zo'n Nema 23 stappenmotor kan gewoon prima in open-loop op hoge snelheid draaien. Zoals in het filmpje, 3D printers, etc. TS doet gewoon ergens iets niet goed met de acceleratie.


[...]

Again, hij heeft een geintegreerde stepper driver. Die regelt álles en dat zou gewoon goed moeten gaan.
Nogmaals again: 2 digitale pinnen: step en direction.


[...]


Er gaat nog steeds ergens iets niet goed met de acceleratie. Dat is 99.9% zeker je probleem. Been there, done that. Probeer het eens met een functie die de snelheid echt netjes lineair opschroeft tot de gewenste snelheid. Het zou kunnen dat het met een potmeter nog steeds te schokkerig gaat.

Als je wil kan ik je wel wat redelijk nette code sturen die ooit met met een Nema23 op hoge snelheid gewerkt hebt. Het is wel een hele 'library' ongeveer en te veel om hier te posten... Ik raad je aan om de steps door een interrupt te laten doen. Dat is hoe dan ook nodig als je de Arduino ook nog andere dingen wilt laten uitrekenen tijdens het draaien van de motor (bijvoorbeeld de positie, waar hij heen moet, etc). Het is echt belangrijk dat de steps op een zeer constant interval uitgevoerd worden, en op hoge snelheid wordt die noodzaak steeds groter.

sorry ik zat al meer in het gebied van een custom steppen driver

een hele goeie manier om je potmeter te stabieliseren is:

code:

int last_analog_value=0;

void setup(){}
void loop(){
int new_analog_value;

new_analog_value=constrain(analogRead(A0), last_analog_value-1, last_analog_value+1);
last_analog_value=new_analog_value;

}

nu kun je in een keer vol gas geven, je sketch zou echter pas naar vol gas gaan, waneer hij 1023 keer geloopt is. elke keer een stapje meer in snelheid

[Flake]

Atmoz schreef op zaterdag 11 februari 2017 @ 10:34:
[...]


Ik heb nu onderstaande code:

code:

void loop(){
     sensorValue = analogRead(sensorPin);

     digitalWrite(3, HIGH);
     delayMicroseconds(10);
     digitalWrite(3, LOW);
     delayMicroseconds(sensorValue);
}

Met een potmeter op A0 krijg ik dus waardes tussen 0 en 1024 binnen.
Ik start met +/- 1024 en ga dan langzaam naar de 0 toe. Bij +/- 600 stopt de motor met draaien.
Switch 4, 5 en 6 van de driver staan nu op ON, dat is de default van de driver.

Ik heb het idee dat ik hem nu weer een stukje sneller heb gekregen. Inderdaad door dat "ramp" dus

Het heeft (in deze config.) dus geen zin om met timings in de nano-range te gaan werken, want bij +/- 600 us stopt hij al... Of bedoel je iets anders? (met de switches op een andere setting? Thanks voor het meedenken (allemaal)

Ik zou sensorValue bij beide delayfuncties gebruiken. Nu heeft jouw pulssignaal een dutycycle die je volgens mij niet wil hebben (al weet ik niet waar deze driver op triggert, rising of falling edge, of beide)

[itcouldbeanyone]

probeer eens
en dan met je potmeter op A0 om de snelheid te regelen

code:

int last_analog_value=0;

void setup(){
  pinMode(2, OUTPUT);     
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, LOW);
}
void loop(){
int new_analog_value;
new_analog_value=constrain(analogRead(A0), last_analog_value-1, last_analog_value+1);
last_analog_value=new_analog_value;
digitalWrite(3, HIGH);
delayMicroseconds(new_analog_value);
digitalWrite(3, LOW);
delayMicroseconds(new_analog_value);
}

[Atmoz]

Wederom bedankt!
Hiermee toch hetzelfde probleem: na een bepaalde tijd (als de potmeter té ver is gedraaid) gaat de motor trillen/zoemen.

Ik weet natuurlijk niet of hij hierdoor misschien toch iets sneller is gaan draaien, maar mijn TR12x3 moer op de trapeziumdraad gaat maar met 1 of 2cm per seconde omhoog....

[WeeDzi]

dat trillen zoemen komt doordat je stepper te weinig stroom krijgt, zit er een potmetertje ergens op de driver waarmee je het voltage kan regelen waar je de spanning meer regeld.

Ik ken het fenomeen van mn 3D printer, dat zijn dan kant en klare drivers die je op een bordje prikt en de codes etc daar heb ik dan zelf te weinig verstand van.
Maar bij mijn 3d printer zie je dus als je de snelheid laat toenemen dat hij steps gaat missen zodra die te weinig stroom krijgt.

[heggico]

Atmoz schreef op vrijdag 10 februari 2017 @ 17:20:

Ik meet 27 volt over de input pinnen, en ook de jumpertjes op de driver staan op max. stroom (2.2A)

Wat voor voeding gebruik je? Kan deze het vermogen wel leveren?

Klopt, dat zou ik ook denken, maar ik heb het idee dat hij op stand "1600" en dan 50 microsec. timings het snelst gaat.

50 microsec aan + 50 microsec uit = 100 microsec periode = 10Khz.
1600 steps/rev geeft dan 10k/1600 = 6.25 rev/s = 375 rpm (rounds per minute)

Met en trapezium van 3mm/rev geeft dit 18.75 mm/sec. Maar met 1600 steps/rev geeft dat een resolutie van 3/1600 = 0,001875 mm/stap, heb je echt die precisie nodig? Hoe lager je het aantal steps/rev zet hoe sneller je motor uberhaubt kan draaien (tot een maximum natuurlijk, afhankelijk van een behoorlijk aantal factoren)

[Atmoz]

WeeDzi schreef op maandag 13 februari 2017 @ 11:31:
dat trillen zoemen komt doordat je stepper te weinig stroom krijgt, zit er een potmetertje ergens op de driver waarmee je het voltage kan regelen waar je de spanning meer regeld.

Er zit geen potmeterje op de driver.
Wel kan ik met enkele dip-switches het aantal ampère regelen.
Die heb ik al op het hoogst (2.2A) staan.

heggico schreef op maandag 13 februari 2017 @ 17:04:

Wat voor voeding gebruik je? Kan deze het vermogen wel leveren?

Ja. 5.5A

50 microsec aan + 50 microsec uit = 100 microsec periode = 10Khz.
1600 steps/rev geeft dan 10k/1600 = 6.25 rev/s = 375 rpm (rounds per minute)

Met en trapezium van 3mm/rev geeft dit 18.75 mm/sec. Maar met 1600 steps/rev geeft dat een resolutie van 3/1600 = 0,001875 mm/stap, heb je echt die precisie nodig? Hoe lager je het aantal steps/rev zet hoe sneller je motor uberhaubt kan draaien (tot een maximum natuurlijk, afhankelijk van een behoorlijk aantal factoren)

Nee, dat is echt VEEL te precies
Ik hoef maar op de 1 of 2mm nauwkeurig (is ook niet voor een CNC).
Het liefst dus (veel) sneller.

[Harrie]

Als ik de manual van je stepper driver bekijk, is 8 microsteps inderdaad de grootste stap die je met de dipswitches in kan stellen.
Als je hem op full step wilt zetten moet je dat via software configuratie doen. Je kan al eens kijken wat er gebeurd als je SW5&6 beide op on zet.
Dan gaat hij normaal ergens tussen 1 en 512 microsteps doen, wat je via software in kan stellen.

Dan gaat hij 8x zo snel bij dezelfde puls frequentie, omdat de stappen groter worden.

[ Voor 18% gewijzigd door Harrie op 13-02-2017 17:59 ]

[Atmoz]

Harrie schreef op maandag 13 februari 2017 @ 17:51:
Als ik de manual van je stepper driver bekijk, is 8 microsteps inderdaad de grootste stap die je met de dipswitches in kan stellen.
Als je hem op full step wilt zetten moet je dat via software configuratie doen. Je kan al eens kijken wat er gebeurd als je SW5&6 beide op on zet.
Dan gaat hij normaal ergens tussen 1 en 512 microsteps doen, wat je via software in kan stellen.

Dat wilt zeggen dat hij nog 8x zo snel kan als je hem op full step set.

Wow Dát zou perfect zijn
Thanks voor deze ultra tip

Even checken hoe ik dit moet fixen

[Harrie]

Atmoz schreef op maandag 13 februari 2017 @ 17:59:
[...]


Wow Dát zou perfect zijn
Thanks voor deze ultra tip

Even checken hoe ik dit moet fixen

Check ook ff mijn edit. Of hij 8x sneller kan weet ik niet; de stap per puls wordt wel 8x groter.

[Atmoz]

Hmzzz, ik kan even de pinout niet vinden. En natuurlijk zat er standaard niet zo'n RS232 kabeltje bij.... Iemand toevallig met dezelfde driver en wél zo'n kabel?