Motorsteuerung für 3D-Zoetrop

Hallo zusammen,

ich bin Produktdesigner und möchte gern ein sogenanntes 3D-Zoetrop selber bauen. Leider fehlt mir das Fachwissen für die Auswahl der Elektronikkomponenten. Ich wäre sehr dankbar, wenn ich hier im Forum ein wenig Hilfe bekommen würde. Zum Verständnis hier ein Video des gewünschten Effekts (https://www.youtube.com/watch?v=Qx2i9RYmsoo). Für meine Anwendung benötige ich eine Geschwindigkeit von 1 Umdrehung pro Sekunde, bei einer Stroboskopfrequenz von 25 Schaltvorgängen pro Sekunde. Das 3D-Objekt wird relativ leicht sein (ca ~500g), damit muss der Schrittmotor auch nicht viel mehr bewegen können.

Das Teil sollte so robust sein, dass es auch tägliches Ein- und Ausschalten, sowie mehrjährige Laufzeit übersteht. Nach der Recherche sieht mein Aufbau vor, dass ein Schrittmotor mit Treiberbaustein an eine externe Stromquelle (12V) angeschlossen wird. Dieser Schrittmotor, soll über einen Zahnriemen eine gelagerte Drehscheibe antreiben, auf welcher sich das 3D-Objekt befindet. Mit der Arduino Schaltung soll dann die Drehzahl und Stroboskopfrequenz über Potentiometer regelbar sein. Darüber ist ein LED-Streifen angebracht (12V ~10W), welcher ebenfalls durch Arduino angesteuert, den Stroboskopeffekt erzeugt.

Im Moment bin ich so weit, dass ich für Testzwecke einen Schrittmotor (M42SP-13NK, 12V, 600mA, 4,2Ohm/Phase) aus einem Scanner mit der H-Bridge L293D (4,5-36V, 600mA) und einem Netzteil (12V, 1250mA) und Regelung über ein Potentiometer zum laufen gebracht habe. Allerdings wird der Treiberbaustein sehr heiß, da der Motor bzw. das Netzteil scheinbar zu stark ist. Es muss also eine andere Kombination her.

Daher nun die Frage, welchen Komponenten ihr mir für diese Anwendung empfehlen würdet? Vor allem muss der Schrittmotor die Kraft haben, die Drehscheibe und das Gewicht des Modells auf die entsprechende Geschwindigkeit zu bringen. Was für ein Netzteil muss her um sowohl Motor als auch die LEDs zu versorgen?

Passen vielleicht diese Teile?
- Schrittmotor: Nema 17 Schrittmotor 17HS192004S1 (59Ncm, 2.0A/Phas, 1.4ohm/Phase)
- Treiberbaustein: DRV8825 (8,2-45V, bis zu 2,2A/Phase, Spannungsregelung)

Ich hoffe ihr habt die Muße, auch einem Fachfremden weiterzuhelfen ;)
Beste Grüße, Jona

Hallo Jona,
Du hast Dir ein sehr spannendes Thema ausgesucht...liegt auch noch auf meiner immer länger werdenden "projects to built"-Liste. :-)

...der unten von Dir genannte Treiberbaustein ist viel besser geeignet, als eine normale H-Brücke...meine Empfehlung wäre ein SilentStepStick-Modul, welches dabei nämlich noch den Motor so gut wie lautlos ansteuert, die Stromregelung vom Motor wird dann auch im Modul selber gemacht (Im Gegensatz zum L293D).

Ideal für ein Schauobjekt/Exponat,

Wenn die Hardware Schwierigkeiten macht käme vielleicht auch soetwas in Frage:
eben nicht mit 60 Upm sondern mit 33, 45, und 78.
https://www.conrad.de/de/usb-platten...u-1490979.html

Danke für eure schnellen Antworten!

Daran, einen Plattenspieler umzubauen habe ich auch schon gedacht. Da ich allerdings gerne die Drehzahl in einem gewissen Bereich stufenlos regeln möchte, dachte ich die Lösung per Arduino sei doch besser.

Der Link zum SilentStepStick-Modul funktioniert leider nicht. Aber man findet recht schnell dieses hier TMC2100 bei www.watterott.com. Meinst du das Teil? Und gehe ich richtig in der Annahme, dass man dann den Polulu Treiber dann nicht mehr braucht?

Zu guter Letzt noch die Frage, wie groß ich mein Netzteil dimensionieren muss? Ist das schon abschätzbar, oder sollte ich mir ein Labornetzteil besorgen und am Ende schauen, was mein Motor zusammen mit den LEDs frisst und danach entscheiden?

Viele Grüße,
Jona

Wenn beabsichtigt ist, die Motordrehzahl verändern zu können, muß die Stroboskop Frequenz auch synchron mitgeändert werden, das ist hoffentlich mit bedacht worden.