Anfängerfragen zur Motorauswahl
Liebe Robotik-Gemeinde,
nachdem ich dieses (und andere) Foren und den Wissenbereich des Roboternetzwerkes in den letzten Tagen ausiebig durchforstet habe, ist es jetzt an mir Euch mit ein paar typischen Anfängerfragen zu nerven.
Ich bin gerade dabei die Eckdaten meines allerersten Roboters zu planen. Da ich gerne ein Laptop (bzw. die wesentlichen Bestandteile) mit auf die Reise schicken möchte, plane ich mit einem Gesamtgewicht von bis zu 15kg. Die Aufgaben werden sich zunächst an den Klassikern (Linie Folgen, Hindernisse umfahren, etc.) orientieren und sich in unserer Wohnung (glatter Boden, keine Steigungen) abspielen. Die Konstruktion des Antriebes (damit möchte ich anfangen) wird für den Anfang ein Zweiradantrieb über Schrittmotoren und ein Stützrad sein. Die Steuerung möchte ich über die Schrittmotorsteuerung "RN-Schrittmotor" realisieren.
Auf der Motorseite im Wissensbereich habe ich ein erforderliches Haltemoment von 75 Ncm errechnet (15 kg, 10 cm Raddurchmesser, 1000 UPM, 6:1 Untersetzung). Die rechnerische Geschwindigkeit würde 3,14 km/h bei "Vollgas" betragen (jenseits der 1000 UPM fällt das Drehmoment des Motors s.u. rapide ab). Das hört sich ja nicht berauschend an. Brauche ich dann doch deutlich mehr Haltemoment, oder ist die Konfiguration so erst mal in Ordnung?
Jetzt geht es um die Auswahl der richtigen Motoren. Ich habe mir bei Nanotec das Modell (den Typ) ST5918S2008 ausgesucht (Link zum Datenblatt http://www.nanotec.de/downloads/pdf/...T5918S2008.pdf). Der Motor hat ein Haltemoment von 85 Ncm bei serieller, bipolarer Ansteuerung. Ich habe die Theorie zu Verbrauchswerten von Schrittmotoren so verstanden, dass Ströme und Widerstände immer pro Phase (Wicklung) angegeben werden. Der von mir ausgesuchte Motor müsste zwei Phasen (und acht Anschlussdrähte) haben. Beim seriellen Betrieb wird ein Phasenstrom von 1,41A (= 2A geteilt durch 2. Wurzel von 2) bei 3 Ohm Widerstand angegeben. Die Stromaufnahme sollte bei der Steuerung "RN-Schrittmotor" 3A pro Motor im Dauerbetrieb nicht überschreiten. 1,41A (für zwei Phasen, da bei Reihenschaltung ja immer der gleich Strom fließt, wenn ich mich recht erinnere) macht dann auch 1,41 A pro Motor. Damit müsste ich sowohl vom Haltemoment, als auch von der Stromaufnahme her auf der absolut sicheren Seite sein, oder? Selbst bei einer Parallelschaltung müsste ich mit 2,82 A (2A * 1,41) noch hinkommen?
Bei 3 Ohm Widerstand (serielle Ansteuerung) beträgt die Nennspannung 6Ohm (= 2 * 3 Ohm je Phase) * 1,41A = 8,46 V. Reichen da 12 V Spannung aus oder brauche ich deutlich mehr? Was kommt als Stromquelle in Frage? Ich hatte an einen oder zwei (sind ja auch zwei Schrittmotoren) Bleiakkus gedacht? Was sind Euere Erfahrungen?
Ich freue mich über eine kurze Bestätigung meiner Theorie genau so wie über wertvolle Tipps (bzw. Korrekturen). Blöd wäre in jedem Fall, wenn die Motorsteuerung "abraucht" (wegen zu hoher Stromaufnahme), oder der Roboter nicht von der Stelle kommt bzw. andauernd Schritte verliert.
Im Voraus vielen Dank für Euere Hilfe und schöne Feiertage
Sascha
