fischertechnik community forum

Hallo zusammen,

herzlichen Dank für die rege Diskussion und eure Beiträge. Mir hat die Sache keine Ruhe gelassen und daher habe ich einen Testaufbau gemacht und informiere über meine Ergebnisse.

Modell Plotter; Stromversorgung Arduino Uno über USB vom PC; Stromversorgung Motor Shield über Labornetzteil; Brücke am Motor Shield NICHT gesteckt (Versorgung entkoppelt).

Testprogramm auf Basis Plotbereich von Dirk; MotorY auf Release; Nur MotorX verwendet; Nach drücken des Starttasters fährt der Schlitten bis zum StopX Taster, wartet 2,5 s und fährt dann in die andere Richtung bis Starttaster gedrückt.
Wenn Schlitten gegen StopX fährt, dann MotorX auf Release (zum Test das Release auch mal auskommentiert).

2 Varianten: MotorX->step(1, BACKWARD, DOUBLE); und MotorX->step(1, BACKWARD, SINGLE);

Hier die Ergebnisse:
DOUBLE:
9,0V - ~0,85A
7,5V - ~ 0,60A
6,0V - ~ 0,40A
5,0V - ~ 0,25A

Die Werte gelten dann, wenn der sich der Schlitten frei bewegen kann. Mit MotorX->release(); nach betätigen des StopX Tasters geht der Strombedarf auf 0A. Macht man kein MotorX->release(); steigt der Strombedarf auf 2,2A bei einer Nennspannung von 5V. Bei höheren Spannungen greift die Strombegrenzung meines Labornetzteils von 3,3A.

SINGLE:
9,0V - ~0,55A
7,5V - ~ 0,42A
6,0V - ~ 0,29A
5,0V - ~ 0,16A

Die Werte gelten dann, wenn der sich der Schlitten frei bewegen kann. Mit MotorX->release(); nach betätigen des StopX Tasters geht der Strombedarf auf 0A. Macht man kein MotorX->release(); steigt der Strombedarf auf 1,2A bei einer Nennspannung von 5V

FAZIT:
Dirk hat mit seinem Vorschlag, die Spannung herabzusetzen, auf jeden Fall recht. Mein 5A Netzteil kann ich auf minimal 6V einstellen. Alternativ könnte ich eines meiner Raspberry Pi Netzteile nehmen.
Die Geräuschentwicklung bei 5V ist wesentlich leiser als bei 9V.
Änderung im Plotprogramm von DOUBLE auf SINGLE. Bei SINGLE wird nur eine Wicklung genommen und die Haltekraft halbiert. Das spart ordentlich Strom. Das setze ich als Nächstes um.
Um zusätzliche Abkühlphasen umzusetzen, könnte man an geeigneten Stellen die Motoren "releasen" und mit delay etwas warten.

Beste Grüße
Klaus

Ergänzung:

Ich habe noch den Einfluss des Wertes für Speed getestet.

Bei 5V am Motor Shield und mit Parameter SINGLE gibt es folgende Ergebnisse:

Speed 800: 0,16A
Speed 600: 0,22A
Speed 400: 0,28A
Speed 200: 0,50A

Je schneller, desto weniger Stromverbrauch...

Beste Grüße
Klaus

Bastelklausi hat geschrieben: ↑

22 Feb 2021, 17:45

Je schneller, desto weniger Stromverbrauch...

Da der Widerstand der Spulen mit steigender Frequenz steigt ist das wie erwähnt zu erwarten. Wenn Du nun noch Microstepping machst, also die Spulen mit einem PWM-Signal ansteuerst, dann sinkt der Stromverbrauch weiter und schließlich unter den Wert, den Du haben willst. Und um dann noch volle Leistung zu erhalten musst Du die Spannung erhöhen. Daher liegt z.B. die Spannung des 3D-Drucker-Netzteils weit über der Nennspannung des Motors.

Ach, Klaus, Du bist einfach klasse...
Geniale Analyse. Freut mich, dass die Spannungsreduktion hilft - dazu kommen Deine wertvollen Tipps.
Werde ich gleich auf der Webseite ergänzen, damit hoffentlich niemand seine Schrittmotoren oder das Motor Shield grillt...

Herzliche Grüße,
Dirk

Hallo,

wollte mich mal für das Buch bedanken. Habe es endlich mal geschafft den Buggy aufzubauen. Toll. Gefällt mir sehr gut. Hab auch die pixy2 schon drann. Funktioniert gut.

Für das "Dritte Rad" hab ich folgendes genommen:

https://www.thingiverse.com/thing:3849443

Da läuft der Buggy wie geschmiert auch mit dem dicken Akku-Pack.

Thx Kräml

Hallo,
Einige Wochen später, komme ich nochmal auf den Delta Roboter mit RoboPro programmiert zurück. Das sieht noch nicht zufriedenstellend für mich aus. Im arduino code "Delta_zu_xyz.ino", Unterprogram "gehe_zu" arbeiten die 3 Motoren praktisch unabhängig, d.h. wenn bei einem Motor die Differenz zwischen aktuellem Winkel und gewünschtem Winkel kleiner als die eingestellte Toleranz ist, bleibt der jeweilige Motor stehen, auch wenn die Anderen noch weiterlaufen. Der gemessene Widerstand, verschiebt sich aber z.T. nachträglich noch um bis zu 10% (40 Einheiten von 400). Ein bischen tuning der Verstärkungs- und minimum PWM Werten brachte eine kleine Verbesserung aber keinen Durchbrauch. Wenn das Programm die Motoren erst stopped, wenn alle Werte innerhalb der Toleranz liegen, kommt es zu z.T. unendlichen Schwingungen. Bemerkung: Das kann man sehr schön mit dem Oszilloskop beobachten.
Frage: ist das ein Problem von ROboPro (10 ms Schleifendauer) oder auch bei Arduino zu beobachten?
Danke Joachim

Hallo Joachim,

ich kann dir nur sagen, dass der Erfolg beim Delta von sehr vielen Parametern abhängt. ich habe ewig gebraucht, damit es mit der Kombination AdafruitMotorShield + S-Motoren sicher funktioniert. Eine Umsetzung auf ftdunio ist mir nicht gelungen. Das Auslaufverhalten der Motoren war ganz anders. Auch die nette Bremsfunktion des ftduino brachte keine Hilfe. Wer es also anders als im Buch beschrieben zum Laufen bringen möchte, muss einiges an Zeit und Experimentierlust mitbringen.

Viele Grüße

Thomas