Gibt es eine Möglichkeit, das Drehmoment an einem Schrittmotor ohne eine Art zusätzlichen Kraftsensor zu ermitteln?
Zusätzliche Elektronik wie Stromshunts usw. wäre akzeptabel.
Ich möchte den Stepper in einem Aufziehmechanismus verwenden und möchte prüfen können, ob der Stepper unter Last steht, bevor ich in den Freilaufmodus wechsle.
Soweit ich verstehe, könnte ich nicht direkt sagen, wann der Schrittmotor direkt gestoppt wird. Ich dachte jedoch, dass eine Art Trick wie das Joggen des Steppers einen Schritt rückwärts und vorwärts und das Beobachten der Strömung plausibel sein könnte.
Klingt das plausibel? Oder hat jemand eine bessere Idee.
Bearbeiten: Zur Verdeutlichung bin ich nicht so sehr an dem genauen Wert des Drehmoments interessiert, ich bin mehr daran interessiert, zu überprüfen, ob kein signifikantes Drehmoment vorhanden ist.
Ich interessiere mich nicht so sehr für den genauen Wert des Drehmoments, ich bin mehr daran interessiert, zu überprüfen, ob kein signifikantes Drehmoment vorhanden ist.
Da Sie den genauen Wert des Drehmoments nicht benötigen, ist möglicherweise eine Blockiererkennung oder eine Drehmomentbegrenzung oder beides für Ihre Anwendung ausreichend.
Das maximale Drehmoment, das ein Schrittmotor erzeugen kann, ist proportional zum Strom durch die Motorspulen.
Viele Schritttreiber machen es einfach, den maximalen Strom durch die Motorspulen zu begrenzen.
Vielleicht würde es in Ihrer Anwendung ausreichen, diese Grenze einfach herunterzuwählen, damit der Motor niemals ein "signifikantes Drehmoment" aufbringt.
Viele Schrittmotortreiber wie der Trinamic TMC249A, Trinamic TMC246, TI DRV8711, ST L6470, ST L6482, ST L9942, ON AMIS-30623, Allegro A4979 usw. verfügen über eine "sensorlose Stall-Erkennung".
Wie Dave Tweed bereits sagte, ist die Gegen-EMK proportional zur Drehzahl des Motors. Mein Verständnis ist, dass diese "sensorlosen" Techniken auf der direkten oder indirekten Messung der Gegen-EMK beruhen, während der Motor schnell geschaltet wird. Diese Techniken erkennen also nichts, während der Schrittmotor den Schrittmotor in einer Position hält (oder versucht, ihn mit langsamer Geschwindigkeit anzutreiben).
Wie Sie vorgeschlagen haben, "kann es plausibel sein, den Stepper einen Schritt vor und zurück zu joggen und den Strom zu beobachten." Während der Schrittmotor den Motor einige Schritte schnell vorwärts und rückwärts bewegt, kann die Blockiererkennungsschaltung arbeiten: Wenn die Gegen-EMK Null ist (oder unter einem bestimmten Schwellenwert liegt), dann hat der Motor angehalten (oder die Geschwindigkeit des Motors unterhalb einer bestimmten Schwelle liegt); wenn die Gegen-EMK über der Schwelle liegt, dann bewegt sich der Motor mit mindestens einer bestimmten Schwellengeschwindigkeit.
Nein. Ich glaube nicht, dass Sie wollen, ist sogar theoretisch möglich. Das einzige elektrische Feedback, das Sie von einem Motor erhalten, ist seine Gegen-EMK, die proportional zu seiner Drehzahl ist, nicht zu seinem Drehmoment. Bei einem herkömmlichen Motor können Sie am besten einen Strom (bekanntes Drehmoment) anlegen und dann prüfen, ob dies die Drehzahl hoch genug bringt, um eine Gegen-EMK zu messen.
Bei einem Schrittmotor gibt es nicht viel, was Sie aus der Messung der Spannung oder der Stromwellenformen sagen können, solange Sie genügend Strom anlegen, um ein Rutschen des Motors zu verhindern.
Was Sie möglicherweise tun können, ist, den Haltestrom an einer Wicklung allmählich zu reduzieren und die Spannung an der anderen Wicklung zu überwachen. Wenn der Motor bei reduziertem Haltemoment durchrutscht, sehen Sie einen oder mehrere Impulse an dieser anderen Wicklung. Sie werden wahrscheinlich die absolute Position des Motors aus den Augen verlieren, aber es hört sich so an, als wäre dies eine Anwendung, bei der das sowieso nicht besonders wichtig ist.
Wenn Sie ohne Schlupf auf Nullstrom kommen, wissen Sie auf jeden Fall, dass dies sicher war. :-) Mit anderen Worten, sobald Sie irgendwelche Impulse sehen, bringen Sie den Haltestrom wieder hoch. Die Höhe des Stroms an diesem Punkt ist ein Maß für das Lastdrehmoment.
Sie sagen, Sie möchten keinen Kraftsensor verwenden. Wenn die Argumentation nur darin besteht, dass Sie die zusätzliche Signalleitung und/oder eine andere analoge Messung nicht möchten, wie wäre es dann, wenn Sie das Lastrückkopplungssignal direkt auf eine der Stepper-Steuerleitungen legen?
Wenn Sie beispielsweise einen Mikroschalter hätten, der den vollständig gewickelten Punkt Ihres Mechanismus erkennt, könnten Sie die NO- oder NC-Kontakte verwenden, um eine der Schrittmotor-Antriebsleitungen zu ändern. Zurück an der Schrittmotor-Antriebsschaltung könnten Sie diese Antriebsleitung auf eine signifikante Änderung überwachen. Wenn der Treiberchip über eine Fehlererkennung verfügt, können Sie den Schalter verwenden, um absichtlich einen der Fehler zu induzieren.
Wenn Sie beispielsweise ein riemengetriebenes System verwenden, spannt sich der Riemen auf einer Seite, wenn Sie sich dem vollständig gewickelten Punkt nähern. Wenn Sie also eine federbelastete Umlenkrolle auf den Riemen legen, könnte dies eine zu starke Straffung erkennen und während der Bewegung den Mikroschalter drücken. Wenn der Aufziehmechanismus selbst auf einer federbelasteten Schwenkhalterung angeordnet wäre, würde er sich in ähnlicher Weise leicht bewegen, wenn er vollständig aufgezogen ist, und könnte den Mikroschalter aktivieren.
Der Trick, um die obige Idee zum Laufen zu bringen, besteht darin, die Federspannung und die Position des Mikroschalters so einzustellen, dass sie mit dem hohen Drehpunkt übereinstimmen, der die vollständig aufgezogene Position signalisiert.
Der Schalter könnte einen der Antriebsdrähte vollständig öffnen, einen Widerstand in Reihe damit schalten, einen Kondensator auf Masse legen usw. Das Beste an dieser Idee ist, dass Sie die Änderung am Antriebsdraht bestimmen können, die den vollständig gewickelten Punkt signalisiert . Das Einfügen oder Kurzschließen einer Komponente in der Antriebsleitung könnte auch mit Ihrer Idee funktionieren, einen Strom-Shunt am Treiber zu verwenden. Indem Sie den Motor hin und her bewegen, können Sie möglicherweise den genauen Punkt bestimmen, an dem der Schalter vollständig aufgezogen anzeigt. Wenn Sie das nächste Mal aufziehen, können Sie nur die richtige Anzahl von Schrittimpulsen senden, um denselben Punkt zu erreichen.
Wenn Sie eines der Antriebskabel direkt über den Mikroschalter anschließen würden, benötigen Sie natürlich einen Schalter, der für den vollen Motorstrom ausgelegt ist. Auch das vollständige Öffnen eines der Antriebsdrähte kann dazu führen, dass der Schrittmotor stehen bleibt, obwohl dies in diesem Fall vielleicht an sich schon hilfreich wäre.
Hugoagogo