Tricky Circuit

Schrittmotor: Anzahl und Richtung

Gezählte Schritte in Drehung verwandeln

Ein Schrittmotor bewegt die Welle in einzelnen Schritten. Ein Vollschritt ist ein vollständiger Vorschub; dieses Beispiel nutzt 1.8°. Ein Motortreiber ist die Leistungsschaltung, die Strom durch zwei Spulen schaltet: Drahtwicklungen, die Magnetfelder erzeugen.

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EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

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Warum es funktioniert

Die gewählte Anzahl zeigt einen Befehl ab null, keinen fortlaufenden Positionszähler. Ausschalten löscht die Vorschau, keine echte Wellenposition. Drehmoment, Schrittverluste, Stromregelung und Mechanik fehlen.

n ist die Schrittzahl, θ der Winkel mit Vorzeichen, r die Umdrehungen mit Vorzeichen. Richtung 0 ist vorwärts, 1 rückwärts. Bipolar bedeutet Strom in beide Wicklungsrichtungen, keine Transistorregionen. A und B sind unabhängige Wicklungen; +/− sind Stromrichtungsbefehle. Phase 0 ist der gewählte Startbezug der vier Zustände, kein gemessener Strom. Ein negatives Vorzeichen bezeichnet die Richtung.

Schwierigkeit

  1. Aufbauen · Aufbauen

    Mit n = 25 und Richtung 0, vorwärts, einschalten. θ = 45° und r = 0.125 Umdrehungen erreichen.

    Brauchst du einen Tipp?

    n = 25 → θ = +45°; r = +0.125

  2. Erforschen · Befehl ändern

    n = 100 und Richtung 1, rückwärts, wählen. θ = −180° und r = −0.5 Umdrehungen erreichen.

    Brauchst du einen Tipp?

    n = 100 → θ = −180°; r = −0.5

  3. Selbst lösen · Aufgabe lösen

    n = 200 und Richtung 0, vorwärts, wählen. θ = 360° und r = 1 Umdrehung erreichen.

    Brauchst du einen Tipp?

    n = 200 → θ = +360°; r = +1

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte

Gezählte Schritte in Drehung verwandeln

Ein Drucker fordert kleine Bewegungen durch Schrittzählen an. Der Befehl nennt Umfang und Richtung; der Treiber erzeugt die Wicklungsströme.

θ = ±n × 1.8°; r = θ / 360°

Anzahl mit Vollschrittwinkel multiplizieren und Richtungszeichen anwenden. Durch 360° teilen ergibt Umdrehungen. Der Treiber schaltet Magnetfelder; die Rechnung simuliert keine reale Bewegung.

Ein nützliches Muster

Bei 1.8° je Vollschritt ergeben 200 Schritte 360°. Andere Motoren haben andere Winkel; 200 ist keine universelle Konstante.

Außerhalb des Modells

Eine befohlene Schrittzahl bestätigt keine reale Position. Kann ein Motor seiner Last nicht folgen, kann trotz gesendetem Befehl ein Schritt fehlen.

Eine typische Falle vermeiden

Von 25 auf 100 zu wechseln wählt einen neuen 100-Schritt-Befehl; es addiert keine 100 zu 25. Vorwärts und rückwärts sind Konventionen dieser Zeichnung.

n = 50 beibehalten und auf rückwärts wechseln. Was ändert sich?

  1. nur das Vorzeichen: +90° wird −90°
  2. der Winkelbetrag verdoppelt sich
  3. die Zahl wird 100
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Anzahl und 1.8°-Schritt bleiben gleich. Die Richtung ändert das Vorzeichen desselben 90°-Befehls.

Aufbauen

n = 25, Richtung 0 einstellen. 25 Vollschritte fordern eine Achtelumdrehung.

n = 25; θ = 45°; r = 0.125

Befehl ändern

n = 100, Richtung 1 einstellen. Die Vorschau fordert eine halbe Rückwärtsumdrehung.

n = 100; θ = −180°; r = −0.5

Einen anderen Weg probieren

25 vorwärts mit rückwärts vergleichen, dann 200 vorwärts mit null. Eine volle Umdrehung ergibt wieder dieselbe Orientierung, ist aber ein anderer Bewegungsbefehl.

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