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4.2.4 Schrittmotortreiber mit Chopper und Picaxe

Erstellt ab 11.04.2010

Viele Leser berichten mit, dass sie die Platine an einen PC anschließen möchten. Das aber ist oft in vielen Fällen nicht nötig und oftmals verbraucht der PC auh unnötig Strom, wenn der Schrittmotor beispielsweise nur ab und zu in Bewegung ist, der PC aber dennoch durchlaufen muss.

Daher gehen die Gadanken vielleicht in die Richtung, dass an die Platine ein Microcontroller angeschlaossen sein soll und die Platine damit dann unabhängig vom PC wird. Das kann der Fall sein, wenn beispielsweise ein Futterautomat in einem Stallgebäude betrieben werden soll, oder vielleicht in einem Labor etwas selbstständig dosiert werden muss.

Dann würde die Platine ja selbstständig den Schrittmotor antreiben, ohne dass  nach der Programmierung  ein PC nötig wäre. Man kann die Platine dann in ein  hermetisch dichtes Gehäuse einbauen und  sie auch in verschmutzter Umgebung betreiben.

 Nun aber erstmal der Plan, wie wir ihn nun schon kennen, wenn wir die oben genannten Artikel gelesen haben:

 


Hier heißt es jetzt ==>

Welche Picaxe nehme ich dafür ?
Wie baue ich die Picaxe dort dran ?


Es gibt hier in Deutschland einen Händler für die Picaxes:

www.roboter-teile.de

Dort sehen wir,  dass  die Picaxe 20M angeboten wird. Dieser Mikrocontroller hat 8 Eingänge und 8 Ausgänge. Nach einem Blick auf den Schaltplan sehen wir, dass wir aber für den Betrieb des Schrittmotortreibers nur 3 Ausgänge der Picaxe belegen müssen.

Das sind "CW / nicht-CCW", "nicht CLOCK" und "HALF / nicht FULL"

Es bleiben uns also noch 5 Ausgänge übrig, von denen wir zwei mit je einer Kontroll-LED belegen und die restlichen drei belegen wir mit jeweils einer kleinen Relais-Schaltstufe.

Wir sehen auch, dass alle 8 Eingänge frei sind.

Jetzt müssen wir überlegen, dass ja jeder Anwender etwas anderes mit diesen Eingängen abfragt und das Ergebnis jeweils anders in der Picaxe verarbeitet. Daher wäre es zu überlegen, die Eingänge einfach offen herauszuführen. Dies aber bedingt dann später weider eine neue, zusätzliche Platine, die dann vielleicht noch Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstände beinhaltet, oder aber es muss noch ein Spannungsteiler für einen Sensor vorgeschaltet werden.

Hier können wir dem User ein wenig unter die Arme greifen, indem wir die Pull-Up- und Pull-Down-Widerstände gleich mit auf die Platine draufplanen und dann per Jumper auswählbar machen.

Somit wäre es dann zumindest möglich, ganz einfache Taster als Eingabegeräte anzuschließen und dann jeweils einen der Widerstände per Jumper hinzuzuwählen.

Dann würde die Platine nach außen hin nur die Taster enthalten und der Rest würde kompakt in einem staubdichten Gehäuse Platz finden können. Diese einfachen Taster könnten z.B. in der Landwirtschaft sogar aus APFR-Tastern bestehen und können somit sehr haltbar sein.

Die Relaisausgänge hingegen könnten auf herkömmliche Lampen geführt werden und auch hier könnte dann "derbes" APFR-Material Verwendung finden.

OK, haben wir also die Rahmenbedingungen für die Adaptierung einer Picaxe gefunden:

  • 2 Kontroll-LEDs
  • 3 Relaisausgänge mit Wechsler 230 Volt, 10 Ampere
  • 8 Eingänge frei,  jedoch mit Jumperoption  für Pull Up und Pull Down.
  • Eine SUB-D 9 Programmierbuchse, männlich, direkt fest auf der Platine, nicht gewinkelt.
==> Muss auf eine Europakarte passen.

Mit dem SUB-D-Verbinder wäre es dann also für geschickte Programmierer sogar möglich, Zustände der Platine oder Teilzustände einer kleinen Anlage auf dem PC zu visualisieren. Es wäre dann weiterhin möglich, den Schrittmotor vom PC aus fernzusteuern oder in Steuerungs- und Regelprozesse vom PC aus einzugreifen.

Auch Datenlogging  wäre mit der Karte möglich.

Damit wäre dann alles gesagt und es kann also der Schaltplan folgen, der dieses Pflichtenheft erfüllt.

Zunächst die bereits bekannte Schaltung, an die die Picaxe adaptiert werden soll. Hier werden einfach die nötigen Pins mit einer Zahlenkennung erweitert, denn sonst wird der Schaltplan für die Homepage-Ansicht zu groß:



(Blog aktuell an dieser Stelle in Arbeit)
 
 




Achtung !
Induktion & Abwärme !

  • Trenne nie den Motor von der Platine, während die Spannung angeschlossen ist !
  • Ziehe nie die Jumper ab, wenn die Spannung angschlossen ist !

Schalte die Platine vorher frei !

        • Benutze ab 700mA Gesamtstrom (im Stillstand des Motors) unbedingt einen Kühlkörper für den L298 !
        • Achte darauf, dass der große Elko auch für die Betriebsspannung des Motors ausgelegt ist !
        • Betreibe die Platine nie mit mehr als 34 Volt Motorspannung !



Wenn Du einen Jumper ziehst, oder den Motor abklemmst, während die Spannung noch anliegt, kommt es in den Motorspulen zu hohen Selbstinduktionsspitzen, die den L298 beschädigen können, da die Freilaufdioden in diesem Fall nicht richtig wirken können !

  • Also schalte die Spannung stets ab, bevor Du Strommessungen an den Jumpern vornimmst.
  • Auch wenn du den Motor umklemmen möchtest, musst Du die Spannung vorher immer abschalten.
 



Danke für die Aufmerksamkeit,


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