Schrittmotor aus CD Laufwerk ansteuern

[stefan_Z]

cool! danke für die Links!
Dass man da mit google vieles findet, ist klar, aber welcher Link gut ist, dass muss man dann erstmal rausfinden...

[wischwasch]

Dsnke erst mal für die Antworten.
Zuerst hatte ich Angst dass ich keine kriegen werde und nach 5 Tagen kommt eine nach der anderen
Da dis mit dem 12 Kabeligem Motor wohl etwas schwiriger ist, werde ich mit diesem noch etwas warten. Mir geht es ja vorallem darum, etwas übung im AVR programmieren zu bekommen und etwas über den Schrittmotor zu lernen (Theorie kenne ich, aber die praxis noch nicht )

Was das Datenblatt angeht: leider steht auf dem Motor garnichts

Noch eine andere Frage: Was ist genau der Unterschied zwischen einem Schrittmotor und einem Brushless Motor?
Im Prinzip sind doch beides bürstenlose Motoren mit drehendem Dauermagnet und einem rotierendem elektromagnetischem Feldangetrieben werden. Also eigendlich das selbe, ausser das Schrittmotoren auf genaue Positionierung und Brushless auf hohe Leistung und Drehmoment ausgerichtet sind.

[stefan_Z]

Ja, der Schrittmotor hat kein Problem mit der Positionsbestimmung und rastet ja auch ein - der Brushless tuts ohne Positionsbestimmung garnicht.

[wischwasch]

Aber Grundsätzlich sind sie genau gleich aufgebaut und könne dementsprechend ähnlich angesteuert werden?

[stefan_Z]

Nein, beim Brushless muss man glaubich neben dem Timing auch noch umpolen usw..
Der kleine Schrittmotor vom Lesekopf tuts schon ohne zusätzliche Elektrik am AVR (höllisch unsauber, aber wenn man eh genügend Tiny2313 rumliegen hat...)... Einfach zwei Pins hoch, zwei runter und das abwechselnd.

[stefan_Z]

Also ich habe mir mal die Artikel unter http://www.southernsoaringclub.org.za/articles.html durchgelesen... soweit verstehe ich es jetzt zumindest.
Im Prinzip bräuchte man sechs Transis/Mosfests - je drei P und drei N.
Damit kann man die drei Motorwindungen entweder (+) oder (-) beschalten und auch gut Saft draufgeben.
Einfachst anzusteuern wäre es mit 6 AVR Pins die dann immer fein im Takt die Spulen schalten.

Was ich allerdings nicht genau rausfinden konnte, ist ob man die Positionsbestimmung zwingend braucht oder nur zum optimalen Betrieb.

[avion23]

Hi Stefan, schau dir auch die anderen links mal an. Das Thema ist nich ohne, ich habe es noch nicht geschafft.

Ein BLDC ist ein Drehstrommotor. Du hast im Idealfall 3 phasenverschobene Sinus(e). Der Rotor (ob außen oder innen ist egal) wird mit der Geschwindigkeit des Drehfeldes vorneweggeschoben. Wenn das Feld zu schnell dreht, und das Magnetfeld zu schwach bzw. die Last zu groß, dann "verliert der Rotor einen Schritt". Beim nächsten stimmt die Ansteuerung dann überhaupt nicht, er wird abgebremst, stark beschleunigt, evtl. dreht sich sogar die Drehrichtung um. Das ganz äußert sich dann in sehr unrundem Lauf oder lautem Brummen (habe ich nur gelesen, ich weiß nichts!). Die Positionsbestimmung ist also zwingend notwendig.

Das Drehfeld wird mit 3 Halbbrücken aufgebaut. Wie deine Halbbrücke aufgebaut ist, ist relativ egal. Du kannst für den highside switch einen P-kanal fet nehmen. Meistens werden aber n-Kanal fets verwendet, weil die bessere technische Werte haben. Für diese braucht man dann noch eine GS Spannung von ungefähr 10V-15V. Du kannst auch pnp und npn Transistoren verwenden
In jeder Halbbrücke gibt es drei Zustände: Oben leitend, unten leitend, oder beide offen. Wenn du von z.B. oben leitend nach unten leitend wechseln möchtest, musst du eine Dead-time einbauen. Die meisten mosfet treiber haben diese schon integriert. Das Problem ist nämlich, dass im Umschaltmoment beide noch leiten: Im Gate des oberen fets sind noch genug Ladungsträger, und im unteren auch. D.h. du schließt über die beiden Mosfets deine Spannungs/Stromquelle kurz. Was dann passiert kannst du dir sicher vorstellen...
Die Wicklung im Motor wirkt bis zur Sättigung des Kernmaterials wie eine Spule. Das hat den Vorteil, dass du den Motor ähnlich wie einen Stepdown Wandler mit hoher Spannung ansteuern kannst, ohne große Verluste zu haben. Leider brauchst du auch eine Diode, die die Rückinduktionsspannung auffängt und sinnvoll verwendet, d.h. entweder in der Spule zirkulieren lässt oder in die Spannungsversorgung zurückspeist. In dem Punkt bin ich mir aber nicht ganz sicher.
Die Positionsbestimmung brauchst du. Diese wird immer über die gerade stromlose Spule durchgeführt. Wenn der Motor sich dreht, baut sich in den Spulen wegen dem sich ändernden Magnetfeld eine Spannung auf, die der erzeugenden entgegenden gerichtet ist. Das nennt sich EMF oder EMK, der Motor wirkt also in der gerade "freien" Spule als Generator. Über diese Spannung kann man feststellen, an welcher Position der Rotor sich gerade befindet, und wann er weitergeschaltet werden muss. Meistens wird der Nulldurchgang festgestellt. Für diesen Zweck habe ich eine schöne Schaltung gesehen, die ohne Opamps auskommt: Die 3 Spulen werden an eine Widerstansmatrix angeschlossen. Es bildet sich ein virtueller Massepunkt wegen der Spannungsteiler. Diesen kann man an den Komperator des ADC anschließen.
Leider ist diese EMF Spannung drehzahlabhängig, wie bei jedem Generator auch. Deswegen ist es sehr schwierig einen BLDC zu starten. Das Problem wird entweder mit Hall-sensoren zur Positionserkennung oder mit Zwanskommutierung gelöst. Letzteres heißt einfach, dass die EMF signale nicht ausgewertet werden, sondern das Drehfeld langsam beschleunigt wird und man hofft, dass der Rotor schon mitkommt. Das könntest du am Anfang auch machen, damit das Teil sich überhaupt mal dreht

Wenn du das ganze lösen willst, dann benutz einen Brushlessmotor mit hohem Spulenwiderstand. Sorg dafür, dass die Spannungsversorgnung des µC und der mosfet-gates unabhängig von der Spannungsversorgung der Motorspulen ist. Sonst stürzt dir im Fehlerfall der µC sofort ab und die FETs... naja. Wenn du nur 6 AVR Pins verwendest musst du die deattime, die von den mosfets abhängt, in deinem Programmcode einbauen, was ziemlich fehleranfällig ist. Du brauchst für jede Halbbrücke nur einen PWM kanal und einen Switch, z.B. pwm oben, switch unten. Bevor jemand mekert: richt macht man es mit NAND Gatern, ich weiß Wenn du nur geringe Leistungen verwendest, könntest du für den Anfang normale bipolare Transistoren verwenden, die du als Schalter treibst. Dann kannst du dir den Treiber für die Mosfet Gates sparen.

So genug gelabert. Ich habe noch nie einen BLDC gesehen, keinen brushless controller gebaut. D.h. vieles von dem was ich geschrieben habe, muss falsch sein. Wenn jemand Fehler entdeckt, oder etwas ergänzen möchte, nur zu... Ich wollte dir, Stefan, nur das grobe sichten der Informationen ersparen. Wenn du's geschafft hast kannst du ja schreiben wie

[stefan_Z]

Wow! Danke für die Infos! Das ist ja echt nix für Mädchen!
Denke, ich werde mir mal die Platine bei mikrocontroller.net bestellen, dann hat man zumindest schonmal funktionierende Hardware.
Der Thread ist bestimmt auch ein interessantes Google-Fundstück für all die Anfänger, die gerne diese Motoren benutzen würden.