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Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
16.08.2016, 08:26
Beitrag #1
Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
Guten Morgen zusammen,
für ein aktuelles Projekt nutze ich derzeit das Adafruit Motorshield V2 um einen unipolaren Schrittmotor sowie einen PC-Lüfter anzusteuern.
Grundsätzlich klappt das auch, jedoch liegen die Anschlüsse auf dem Shield für meinen Verwendungszweck eher suboptimal... Dodgy

Da ich ohnehin noch absoluter Einsteiger beim Arduino bin und gerne dazu lernen möchte, habe ich mir überlegt, ein eigenes kleines Shield zu basteln, welches meinen Anforderungen entspricht.
Diese wären:
  • Alle Anschlüsse über leicht zugängliche Schraubklemmen
  • Steuerung eines unipolaren Schrittmotors
  • Steuerung eines PC-Lüfters (4 Kabel)
  • Einfacher, nachvollziehbarer Aufbau

Für's Erste habe ich mir die Schaltungen für die Motorsteuerungen im Netz zusammen gesucht und in Fritzing nachgebaut.

[Bild: 26520237lg.png]

In diesem Schaltplan ist der Lüfter der Einfachheit halber nur mit zwei Kabeln verbunden. In der fertigen Version, soll es noch zwei weitere Schraubklemmen geben, welche ihrerseits mit zwei weiteren Pins des Arduino verbunden sind und an welche die PWM- und RPM-Leitung des Lüfters angeschlossen werden.

Ausserdem muss das Darlington Array gegen ein 2004er ausgetauscht werden.

Über die Schraubklemmen unten rechts soll ein 12V/2A-Netzteil angeschlossen werden.

Meine Fragen nun:
Passt der Schaltplan soweit oder habe ich hier größere Probleme zu befürchten?
(Ich habe die Bauteile noch nicht bestellt und wollte hier erstmal alles auch Machbarkeit checken lassen... Angel )
Inwieweit macht es Sinn, die Schaltung ggf. noch zu erweitern bzw. habe ich etwas Grundlegendes vergessen? Während ich so schreibe, denke ich mir, dass z.B. eine LED zur Anzeige der Betriebsbereitschaft ganz sinnvoll wäre...

Wie ihr seht, ist das Thema Arduino und Elektronik allgemein noch sehr neu für mich... Bitte habt Nachsicht... Blush


Vielen Dank für eure Hilfe!

Philipp
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17.08.2016, 12:29
Beitrag #2
RE: Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
Kann mir niemand mit dem o.g. Schaltbild weiter helfen?

Fehlen euch evtl. Angaben, um meine Fragen beantworten zu können?


Viele Grüße

Philipp
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17.08.2016, 22:21
Beitrag #3
RE: Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
Hey!

Der Schaltplan sollte pasen. Aufpassen musst du auf die Stromaufnahmen von den Motoren, dass sie gemeinsam nicht mehr als 2A brauchen (evtl. Links zu den Motoren posten) - oder stärkeres Netzteil.
Falls du es als Shield aufbauen willst, wäre eine Lochrasterplatine warscheinlich günstig (falls das nochnicht geplant wäre) und Header drauflöten.
LEDs könntest du natürlich verwenden z.B. bei jeder Spule (aufpassen, bei 12V müssen höhere Widerstände verwendet werden als bei 5V), bei der Spannungsversorgung oder den Eingäng bzw. Ausgängen des Arduinos. Die Stromaufnahme steigt dadurch aber zusätzlich (zwar nur gering, aber trotzdem Wink ).

mfg Scheams
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18.08.2016, 06:23 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 18.08.2016 08:35 von phischmi.)
Beitrag #4
RE: Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
Danke für deine Hilfe!

(17.08.2016 22:21)Scheams schrieb:  LEDs könntest du natürlich verwenden z.B. bei jeder Spule (aufpassen, bei 12V müssen höhere Widerstände verwendet werden als bei 5V), bei der Spannungsversorgung oder den Eingäng bzw. Ausgängen des Arduinos.

Was genau meinst du hier mit "z.B. bei jeder Spule"? Rolleyes

Die Schaltung soll nach erfolgreichem Test tatsächlich als Shield aufgebaut werden. Spiele mit dem Gedanken, mir dann eine Platine ätzen zu lassen und die Teilen darauf zu löten. Da das ganze später dauerhaft in ein Projekt integriert werden soll, wäre das vermutlich die eleganteste Lösung Smile

Habe das ganze nun noch einmal auf einem größeren Breadboard aufgebaut. So ist es evtl. besser nachvollziehbar - besonders für das spätere Platinendesign. Die Motoren habe ich der Übersichtlichkeit halber diesmal weg gelassen.

[Bild: 26539585tr.png]

Die Bauteile habe ich mir nun auch bestellt und werde die Schaltung am WE wohl mal nachbauen und testen Smile

Im Moment spreche ich die Arduino-Pins 5-11 an. Gibt es hier Unterschiede zwischen den Pins, die ich beachten muss? Ist es egal, welchen der Ground-Pins ich nutze?

Vielen Dank! Smile
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18.08.2016, 13:42
Beitrag #5
RE: Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
Ground-Pin ist egal welcher am Board verwendet wird.
Wichtig ist beim DC-Motor (Lüfter), dass er an einem PWM Pin hängt. Falls keine weiteren Anwendungen dazukommen, die PWM benötigen, würde ich die Schrittmotor-Ansteuerungen auch auf PWM hängen.

Jeder Motor wird über eine Spule angetrieben, d.h. die LED's waren parallel zu jedem Eingang am Motor gedacht.

mfg Scheams
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18.08.2016, 14:36
Beitrag #6
RE: Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
An einen PWM-Pin muss aber doch auch nur die Leitung für das PWM-Signal, oder?

Der Transistor kann doch an einen beliebigen anderen digital out gehängt werden. Dieser soll ja nur +12V auf den Motor schalten oder ihm den Saft abdrehen. Die Geschwindigkeit wird separat über ein PWM-Signal geregelt.

Wo müsste ich eine LED einbauen, die mir nur anzeigt, ob Spannung am Netzteil-Anschluss anliegt?
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18.08.2016, 14:43
Beitrag #7
RE: Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
Achso, dachte der MOSFET soll den Lüfter imitieren. Eigentlich sollte der MOSFET vorm Lüfter nicht notwendig sein, weil im Lüfter genau die selbe Ansteuerung ist.
Die LED (mit Vorwiderstand) müsstest du parallel zu den Netzteil-Kontakten anschließen. Um den Vorwiderstand zu berechnen, gibts Tools im Internet.

mfg Scheams
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18.08.2016, 20:58
Beitrag #8
RE: Steuerung eines Schrittmotor und eines Lüfters auf einem Shield
Über die PWM-Leitung kann ich den Lüfter nur runter regeln, nicht jedoch komplett ausschalten. Dafür brauche ich den MOSFET Smile
Danke für deine Hilfe!
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