Keuze type stappenmotor.

Bij 2.5mm/omwenteling en 200 steps per omwenteling, zit je op 12µm per full-step.

Ik zou liever de opstelling mechanisch iets "verkleinen". Nu zit je grofstoffelijk aan een grove as te draaien en probeert dan super-kleine stapjes te maken.

Anyway, met half-stepping kom je op 6 micrometer per half-step. een enkele kwart-step zou dus in theorie voldoende moeten zijn. Die 128 microsteps heb je dus niet nodig.

Het hele microstepping gebeuren is een beetje tricky: STEL dat je 8 microsteps tussen de halfs-steps doet, dan is het heel goed mogelijk dat bij JOU belasting de grootste stap 2x groter is dan de kleinste. De boel zal wel redelijk uniform zijn op de halve en hele stap-posities, maar daar tussenin KAN het mooi zijn, maar het KAN ook behoorlijk afwijken.

Dus als je nog een 8mm of 4mm trapezium-as kan regelen (het gaat vooral om de kleinere pitch!) zou ik denken dat dat de voorkeur heeft.

Zoals je al weet, de werkelijke mechanische belastingen zijn nihil. Dus je moet alleen de wrijving overkomen. Een kleine motor zal dus volstaan.

Ik heb voor mijn stappenmotor-projectje stappenmotoren genomen die 3.1V zijn en stuur ze aan met 12V. Die verhouding is te groot. En vooral handig als je hogere snelheden moet halen. Dus kies gewoon stappenmotoren voor 12V, stuur ze voorlopig aan met 12V en hou de 24V achter de hand.....

Ik denk dat ik iets heb waar ik je heel blij mee kan maken.

Dit is een precisie lineaire geleider uit een wetenschappelijk apparaat. Ik wilde hem voor CNC gebruiken maar daar is hij niet geschikt voor. De spoed van de spindel is heel klein en hij kan geen grote krachten verdragen. Je zou alleen een stappenmotor driver aan moeten schaffen. Als je het wat lijkt neem dan even kontakt op, mijn mailadres staat in mijn profiel. Kosten? een trappist of zo.
Hij is wel behoorlijk zwaar.

Neem een kleinere spoed, en gebruik geen microstepping.

Met microstepping heb je een grote onzekerheid in de preciese positie van de stap, en met full-stepping heb je die niet.

Je hebt geen eisen aan snelheid, dus je kunt na iedere stap even wachten om alle trillingen van de stap uit te laten dempen. Dat voorkomt tevens allerlei resonantieproblemen die je met stappenmotoren kunt hebben.

Eventueel kun je (om trilligen te beperken) je full-step doen met 4, 8, 16 of meer microsteps. Als je een full-step ineens doet zal je motor proberen die stap ineens, of in zo kort mogelijke tijd, te maken. Dat kan mechanisch niet en je krijgt trillingen.
Door de full-step op te delen in microsteps kun je ervoor zorgen dat de full-step over enige tijd verdeeld wordt, en de trillingen minder zijn. Dit gaat niet ten koste van je nauwkeurigheid, want een fout in de ene microstep wordt gecompenseerd in een volgende microstep binnen dezelfde full-step.

Bedankt voor de verschillende tips!

Ik zou idd veel liever met een kleinere spoed werken. Maar die vind je zomaar niet op kogelspindels. Standaard is het 5mm voor 16mm diameter, die 2.5mm is al een fijnere versie. Die cognicys met met een trapezium schroefdraad van 1.59xx mm spoed (is een engelse maat).
Bij die type schroefdraden heb je het nadeel van de speling. Die kun je heel moeilijk eruit halen. Met speciale dubbele moeren die afgeregeld worden kan het maar je heb dan ook kans dat er plaatsen zijn waar de vrijving behoorlijk oploopt met weer onnauwkeurigheid als gevolg.

Die micro stepping daarwas ik al wat bang voor. Maar ook bij cognisys moeten ze hem in microstepping mode laten staan of ze hebben ook maar de basis nauwkeurigheid. Ik heb testen gezien waarbij de micro stepping heel onregelmatig verloopt. Kijk maar eens op deze testen:
http://www.photomacrography.net/forum/viewtopic.php?t=16323

Die man heeft hiervoor een speciale meetopstelling gedaan.

Bij de trapezium draad, die toch nog steeds beter is dan de gewone schroefdraad, is de spoed 12x3. Dit is nog meer dan de 2.5mm kogelspindel die ik gevonden had. Als je weet dat trapezium draad minder dan 50% rendement heeft tov kogelspindels die boven de 90% zitten dan weet je ook dat het een invloed zal hebben op de onderlinge positie's.

Stappenmotoren voor 12V, dit is mij niet zo duidelijk. Ik zie overal opgaves van de stroom en de drivers regelen de rest. Dat je een hogere spanning nodig hebt bij hogere snelheden begrijp ik wel. Bij het instellen van het traject voor de opnames moet ik ook wel sneller heen en weer kunnen lopen. Maar dit blijven toch nog lage snelheden in vergelijking van CNC machines. De meeste ranges lopen bij mij over 1 cm max, de wagen moet max 175mm kunnen bewegen maar dit is gewoon om hem op de juiste startplaats te kunnen brengen.

@floppy,
je lineaire geleider ziet er mooi uit maar er zijn weinig specs om mee te starten. Ik vermoed dat het centraal vierkant blok beweegt en dat is vrij smal als je daar 4kg aan camera en lens toevoegd. Ik denk dat het onvoldoende stabiel wordt. vandaar dat ik een tafel had voorzien met een geleiding op de volle 150mm breed en 200 mm lang. De camera met lens heeft nu al een lengte van meer dan 300mm. Het uiteinde van die lens mag niet bewegen of trillen, toch niet meer dan de gevraagde resolutie. Normaal worden 1 tot 2 beelden/sec automatisch genomen met zo een systeem. Sneller kan niet als je flitslicht moet gebruiken omdat die ook moeten opladen tussen de shots.

Ik heb zelf al eens een schroefdraad gemaakt met M20x0.5mm op mijn draaibank. Daarmee kan je fijne stapjes maken maar ik kon de speling ook niet voldoende verhinderen zoniet begint het lastig te draaien en na een korte tijd kan het zelfs vast lopen.

Die kogel geleidingen zou ik in ieder geval gebruiken. Daarmee heb ik een stabiel oppervlakte zonder speling. Weegt het iets meer, dan is het zou zelfs een voordeel moeten zijn tov de trillingen van microstepping.

Het lijkt alles toch behoorlijk moeilijk te worden bij deze specs. Ik heb ook geen goesting om ergens in china een goedkope spindel te gaan bestellen. Liefst heb ik alles van 1 leverancier die ervaring heeft met spindels en kogelgeleidingen.

Ik ga nog eens zoeken voor een andere schroefdraad met fijne stap. Die kogelspindels zijn enorm duur. Met hun afwerking, lagers, afdichting en BTW kost die al snel boven de 200 euro aan onderdelen. Gewone spindels kosten daar slechts een fractie van. Als het goed is maak ik mij minder zorgen over de prijs maar het moet betrouwbaar zijn. Als je maanden werkt aan zo een project om daarna vast te stellen dat het verkeerd afloopt....

Als je het niet al te gek maakt, denk ik dat je de motoren niet snel zult overdimensioneren. Als ze veel meer koppel kunnen leveren dan je nodig hebt, en het geheel daardoor gaat trillen, kun je altijd de stroom lager instellen op de driver.

Ik zie eigenlijk niet in waarom wrijving voor onnauwkeurigheid zou zorgen; je motor moet wat harder werken, maar het leuke van wrijving is dat het ook meteen demping is. Ik denk dat een combinatie van normale, fijne draad in combinatie met een kunststof moer prima kan werken; vanwege de wrijving kan het geheel niet klapperen in de speling die daar ongetwijfeld in zit, en zolang je altijd dezelfde kant op aandrijft, blijf je ook aan dezelfde kant in de backlash zitten, waardoor je daar geen last meer van hebt.

Ik zou me eerder zorgen maken over speling en andere onnauwkeurigheden in de geleiden dan in de aandrijving van het geheel.

Ik verwacht niet dat je met microstepping een hogere resolutie gaat halen; de exacte positie tussen twee stappen is niet-lineair en afhankelijk van de wrijving; als het geheel stilstaat op een positie net naast de microstep waar hij zou moeten staan, is het koppel al snel te klein om de statische wrijving te overwinnen, en blijf je dus met een verkeerde positie zitten. Het enige voordeel van microstepping is dat het op lage snelheden veel minder trillingen geeft, en dat is natuurlijk wel een groot voordeel.

Ken je het bedrijf [url=www.igus.nl]Igus[/url]? Wellicht kun je daar geschikte componenten vinden voor geleidingen, spindels, etc. voor redelijke prijzen.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op maandag 16 december 2013 10:35:53 (10%)]

Als ik alles op kogelgeleidingen plaats met 4 blokken is het juist de bedoeling die wrijving heel laag te houden. Los zou de wagen gewoon van de ene naar de andere kant moeten kunnen zweven.

Bij Cognisys maken ze wel gebruik van de micro stepping en die blijft aansturen gedurende de opnames. Vandaar dat ze opgeven in die mode veel meer stroom te gebruiken en dat de motor warmer komt. mijn vraag is dan eigenlijk zou de motor in micro stepping die tussen posities kunnen weergeven als de wrijving heel klein is. Dan zou het best kunnen dat de motor voldoende vermogen moet hebben. Ik had eerst gedacht aan 2.5NM, die heeft ook een as van 8mm net zoals het uiteinde van de kogelspindel.

Het geheel werk idd altijd in dezelfde richting. Minimale speling zou dan minder rol spelen op voorwaarde dat het geheel niet gaat trillen. De kogel geleidingen lopen op 16mm stalen assen en de kogelbussen zijn nog eens extra fijn nastelbaar. Is er iets meer demping nodig dan zou dit kunnen ingesteld worden.

Ik blijf hangen met die spoed van 2.5mm en bij 200 stappen is dit 12.5um om naar 2um te kunnen gaan zou ik microstepping van 8 moeten kunnen gebruiken.
Ik zie net je link naar igus. Ik ga het eens grondig bekijken.

Update:

Ik zie dat je alles zelf kunt samenstellen maar de beste overeenkomende spindel is ook al een 16x2mm. Als je dit vergelijkt met die kogelspindel van 16x2.5 is er nauwelijks verschil in spoed maar veel verschil in loop kwaliteit (maar zal ook een behoorlijk prijsverschil zijn) Maar de prijs die wil ik wel betalen zolang het goed werkt.

Ik zou al beginnen met een stappenmotor met 400 stappen per omwenteling in plaats van 200, die zijn nog wel redelijk verkrijgbaar. Met wave stepping maakt het ding 2 keer zoveel stappen, en dat is wel goed reproduceerbaar. Met een spoed van 2.5mm zou de stapgrootte daarmee 3.125um worden, dat komt al in de buurt van de doelstelling.

Ik denk dat je, naast de theoretische resolutie, nog wel wat andere problemen zult krijgen, onder andere in de askoppeling. Als je een stijve koppeling zou gebruiken, en de spindel aan beide uiteinden een lager heeft, heb je 4 lagers op 1 as, waarvan 3 dicht bij elkaar. Met een kleine uitlijnfout krijg je al snel problemen, waardoor de as in stukken van de omwenteling zwaarder zal gaan lopen. Als je in plaats daarvan een flexibele askoppeling zou gebruiken, moet de torsiestijfheid daarvan zodanig hoog zijn dat de hoekverdraaiing (veel) kleiner is dan de stapgrootte, en hij mag natuurlijk absoluut geen backlash hebben.

Misschien zijn er simpele mogelijkheden om de resolutie en nauwkeurigheid mechanisch te verbeteren. Stel dat je de camera op een roterende arm zet, waarvan het draaipunt onder het te fotograferen object ligt. Door de camera dichter bij het draaipunt te plaatsen dan de aandrijving, kun je de resolutie vergroten. De camera gaat dan natuurlijk wel een circelboog beschrijven, in plaats van een rechte lijn, maar wellicht is dat effect zodanig klein dat het geen probleem is.

Je kunt misschien wat winnen door een tandwieloverbrenging tussen stappenmotor en spindel te maken.

Mits je de speling in je overbrenging kleiner krijgt dan een stap.

Maar als dat lukt en je haalt een 1:5 overbrenging, dan heb je ineens 1000 stappen nodig voor 1 spoed verplaatsing.

Hum, die 400 stappen zijn toch niet zo algemeen. Een interne reductie mag ook niet.

Die koppeling, daar heb je wel een punt. Ik had daarvoor een 3NM flexibel koppeling voorzien zonder backlash. Dat denk ik onder controle te kunnen houden.

De camera gaat ook niet altijd op de wagen staan. Binnenshuis als studio opname zal het normaal omgekeerd zijn. Het object zal op de tafel liggen, een kleine vlieg weegt stukken minder. Voor buiten in de field is het iets anders. Daar zitten de beestjes in de natuur en moet alles vanaf statief werken. Maar in de field zal er zelden die max macro gebruikt worden. Het zal meer een 2X tot 5X zijn en dan is je nodige stap ook groter. Absolute nauwkeurigheid is ook niet echt nodig. Zit er een stapje tussen die veel meer afwijkt dan ga je dit nog niet zo direct zien. Als ze echt met een cyclus onregelmatig voorkomen ga je wel een structuur terug vinden.

Er mogen ook meer beelden genomen worden. Te fijn is op zicht niet erg, enkel de verwerking zal behoorlijk langer duren. Dit zijn echter al heel trage bewerkingen. Zelfs op mijn i7 met 16Gb en alle cores samen moet er heel hard gewerkt worden als er 100 beelden zijn.

Roterende armen of hefboom systemen, dat zijn idd nog heel goede mogelijkheden. Mijn handpers werkt zo, een gat ponsen van 40mm diameter en 3mm dik in metaal gaat nog vlot. Die beweging is zelf nog steed lineaire maar de verhouding van snelheid wijzigd natuurlijk sterk als je hefbomen bijna op hun nulpunt komen. Dat kan een oplossing zijn omdat de afgelegde weg die je nodig hebt tijdens de opname vrij kort is. Dus eerst ruwweg op positie plaatsen en dan het hefsboomsysteem zijn werk laten doen. Je kan zelfs met een tabel de step grote vastleggen.

Dan is er nog de drivermodule. Die ga ik zeker kopen maar er zijn daar blijkbaar ook nog tal van soorten. Enkel die hogere spanningen heb ik niet nodig. Je spreekt van wave stepping. ik veronderstel dat dit ergens sinussen zijn ipv pwm. Moet ik dan verder kijken naar betere of juiste driver modules?

@blurp
Dat is juist het probleem die je nooit oplost, er zit altijd speling op. Ik betwijl of dit goed zou werken (maar het kan natuurlijk)

Update:
Wave drivers net even opgezocht en die zijn blijkbaar beter voor mijn toepassing. Nu nog prijzen vinden...

Een overbrenging met tandwielen of tandriemen lijkt me niet zo'n goed plan, het lijkt me vrijwel onmogelijk om de speling daarin kleiner te krijgen dan de stapgrootte.

Daarnaast krijg je bij tandriemen last van het polygoon effect; vanwege de tanden is zo'n riemschijf niet rond, en krijg je een soort sinusoïde component in de overbrenging. Bedenk maar eens wat er gebeurd als je een gladde riem zou aandrijven met een vierkant wiel; met een constante snelheid van het wiel is de snelheid van de riem alles behalve constant. Naarmate het aantal tandjes toeneemt, wordt het effect relatief kleiner, maar met 800 stappen per omwenteling heb je maar weinig nodig om roet in het eten te gooien.

Met een tandwiel overbrenging wordt het nog veel erger, omdat dat niet-lineariteit daarvan nog veel ingewikkelder is, en afhankelijk van de tandvorm.

Een grote hefboom introduceert ook weer allerlei nieuwe problemen, zeker als je meerdere secties met draaipunten zou willen gebruiken om weer een lineaire beweging te benaderen. Ik denk dat je het wel extreem zuiver moet maken om te voorkomen dat je alle theoretische winst ruimschoots weggooit in speling in de lagers.

Het lijkt me duidelijk dat de voor de hand liggende oplossing, een betaalbare spindel, askoppeling, en stappenmotor in combinatie met een paar simpele geleiders niet de gewenste nauwkeurigheid zal gaan halen. Wellicht is het daarom handig om de bijzondere eigenschappen, eisen en wensen voor deze toepassing zijn.

1) het totale bereik, of in ieder geval het deel ervan waarover de hoge resolutie en nauwkeurigheid nodig is, is heel klein (ca. 10mm)

2) de gewenste snelheid en acceleratie zijn extreem laag, waardoor de benodigde kracht vrijwel geheel afhankelijk is van de wrijving, en daardoor heel klein kan worden gemaakt.

3) de absolute stapgrootte is niet heel belangrijk, zolang de orde van grootte klopt, spreiding niet te groot is.

4) toevoegingen?

Uit de categorie "wilde ideeën": stel dat je een rollend of schuivend platform aan een lange, metalen staaf maakt, zodanig dat de thermische uitzetting van de staaf in de gewenste richting werkt. Door de temperatuur van de staaf te regelen, kun je de lengte ervan veranderen. Omdat de thermische uitzettingsquotiënt klein, hoef je de temperatuur niet bijzonder goed te regelen om toch een hoge resolutie en nauwkeurigheid te kunnen halen.

Tegelijk betekend die lage thermische uitzettingsquotiënt natuurlijk dat de slaglengte heel klein is, tenzij je een onhandig lange staaf gebruikt, of een heel groot temperatuurbereik.

Van de gangbare metalen heeft aluminium het grootste thermische uitzettingsquotiënt, geloof ik, van ongeveer 23*10^-6/K. Dat betekend dat je een staaf van 1m ongeveer 435 graden moet opwarmen om hem 10mm te laten uitzetten. Er zijn wel materialen met veel grotere uitzettingsquotiënten, maar de meeste zijn ofwel vloeibaar bij bruikbare temperaturen, waardoor je met cilinders en afdichtingen en zo te maken krijgt, of het zijn kunststoffen die zodanig zacht zijn dat je de nauwkeurigheid nooit gaat halen, en kunststoffen zijn natuurlijk ook veel moeilijker homogeen te verwarmen.

Er bestaan natuurlijk ook speciale legeringen (Nitinol, Flexinol, etc.) met hoge thermische uitzettingsquotiënten, en lineaire actuatoren (Muscle wire) die daarop gebaseerd zijn, of op de werking als geheugenmetaal. Ik heb nog wel ergens een stuk dun Flexinol liggen, als je dat zou willen proberen.

Je zou de beperkte uitzettingsquotiënt van bijvoorbeeld aluminium kunnen vergroten door de staaf in het midden een verzwakking aan te brengen (als buigpunt) daar een kleine knik in aan te brengen, en beide uiteinden te fixeren. Bij het uitzetten zal de staaf dan verder moeten knikken. Dit idee is eigenlijk de inverse van wat er gebeurd als je een kracht aanbrengt op het midden van een strak gespannen kabel.

Ik heb even wat documentatie ingescand. Die heb ik naar je e-mail adres gestuurd.
Ik denk dat deze stage kan wat jij wilt. Daar is hij zo ongeveer voor gemaakt.
Het montage vierkantje is 90x90 mm, het hele ding weegt 14 kg dat geeft wel aan dat het behoorlijk stevig is.
Een volle motorstap is hier 1um.
Ik denk dat ik mijn eigen camera met balg er eens op monteer en kijk wat het doet.

Op 16 december 2013 15:05:27 schreef SparkyGSX:Wellicht is het daarom handig om de bijzondere eigenschappen, eisen en wensen voor deze toepassing zijn.

1) het totale bereik, of in ieder geval het deel ervan waarover de hoge resolutie en nauwkeurigheid nodig is, is heel klein (ca. 10mm)

2) de gewenste snelheid en acceleratie zijn extreem laag, waardoor de benodigde kracht vrijwel geheel afhankelijk is van de wrijving, en daardoor heel klein kan worden gemaakt.

3) de absolute stapgrootte is niet heel belangrijk, zolang de orde van grootte klopt, spreiding niet te groot is.

4) toevoegingen?

4) De nodige resolutie in functie van enkele objectieve:
- 05x lens = 14um prijs 660 euro + invoer + BTW
- 10x lens = 3.5um prijs 879 euro + invoer + BTW
- 20x lens = 1.6um prijs 1943 euro + invoer + BTW
- 50x lens = 0.9um prijs 2517 euro + invoer + BTW
- 100x lens = 0.6um prijs 3277 euro + invoer + BTW

Je ziet dat bij deze toepassing de lenzen vele malen duurder zijn dan het mechanisch gedoe. Een 10x lensje zou ik nog wel kopen maar voor de hogere zou ik passen of naar de chineese brol versies gaan. Die koop je voor 50 euro maar kom achteraf niet zeggen dat ze niet goed zijn. Soms vind je wel eens een goede koop op Ebay. Maar dit doet niets aan de bovenvermelde specs van focus diepte. Ik zou mij in ieder geval beperken tot de 10x lens, maar ja eens je bezig bent wil je over het algemeen weer wat verder gaan.

Je "wilde" ideeën gaan mij wat te ver om te realiseren maar ze geven wel de mogelijkheden aan.

Aan het hefboom systeem denk ik toch nog wat verder. Je kunt daar op ieder knooppunt 2 lagers plaatsen en een stukje rubberband (oude fietsband) kun je gebruiken om ze steeds naar elkaar toe te trekken. De steppenmotor gaat dit nauwelijks voelen omdat je daar al de reductie hebt. Je hoeft ook geen monsterkracht uit te oefenen. Je hebt wel een extra slede nodig voor de steppenmotor aandrijving en in de andere richting, 90 graden gedaait je hefboomen die de andere slede bewegen. Dit allemaal op kogelbussen (4 bussen per slede dan ontstaat er geen speling) totaal dus 8 kogelbussen, 4 geleidingen 16mm 1 kogelspindel 16x2.5 met kogelmoer en de nodige druklagers. constructie is niet zo moeilijk als je een freesmachine en een kotterboor hebt. Naukeurigheid van de boringen zijn heel hoog.

Ik had een buget van 500 euro uitgetrokken maar dit was maar voor 1 slede. Dan is er de Zerene software die 150 euro kost en nog een kleine X-Y wagen voor het shiften in de 2 andere richtingen een proxxon KT70 kruistafel kan dit doen voor 86 euro.

Om te starten hoef ik die dure 10x lens nog niet direct te kopen. Mijn 200mm macro in combinatie van een 35mm reverse lens geeft mij tot 7X vergroting. Daarmee kan ik alles testen, Zerene stacker en kan ermee 3D beelden maken.

Op 16 december 2013 15:36:48 schreef floppy:
Ik heb even wat documentatie ingescand. Die heb ik naar je e-mail adres gestuurd.

mooi! Ik ben het aan het bekijken. Het ziet er idd heel nauwkeurig uit en 1um is beter dan mijn eisen.
Vraag is vooral of er speling op het bewegend gedeelte te voelen is. Daar moet de camera opkomen maar 90x90 is niet slecht. 14 kg voor binnen zou gaan, buiten op statief zou het moeilijker zijn maar dat kan wachten tot er een andere oplossing is.

Ik kijk eerst even de volledige data.

Alvast bedankt!

Op 16 december 2013 09:46:48 schreef fotoopa:
Kijk maar eens op deze testen:
http://www.photomacrography.net/forum/viewtopic.php?t=16323

En DAT was waarom ik zei dat je niet te hoog met je voltage moet gaan zitten. Deze meting heb ik een paar maanden terug ook gedaan. Niet zo mooi met grafiekjes, maar hetzelfde effect.

Dit effect kan je verminderen door je microstepper goed in te stellen. Hij mag niet "mixed decay" doen. Moet op "fast decay" staan. Maar dan nog, op het "rechte" stuk zie je nog steeds iets aan variatie. Die krijg je er nooit uit. Daarom was ook mijn insteek om niet te vertrouwen op de lineariteit van het microsteppen.
[update: Nu geen tijd om de rest van de thread te lezen... later!]

@fotoopa,

Waarom probeer je dat apparaat van floppy niet? Kost een trappist. Ik weet niet waar dat ding voor geweest is. Ik weet ook niets over nauwkeurigheden van spindels en dergelijke. Maar dit ding kost je bijna niets. Een controller er aan en proberen en meten zou ik zeggen. Lukt het om een of andere reden niet is er geen man overboord denk ik. Dan kun je altijd nog iets nieuws gaan kopen en samenbouwen. Dan heb je ook nog de ervaring met dit ding zodat je beter een keuze kunt maken uit de beschikbare hardware die op de markt is.

Zoals ik al zei weet ik niet waar dat ding vandaan komt. Ik weet echter wel dat in bepaalde meetapparatuur onderdelen zitten die aan bijzonder hoge eisen moeten voldoen.

Ik heb zo iets van: Nooit geschoten altijd mis en de opgedane ervaring is altijd waardevol.

PS, Is het niet mogelijk om de camera/lens combinatie te balanceren met een contra gewicht of door de camera met een houder excentrisch te plaatsen, zodat je geen rare dwars en rotatie krachten op je spindels en geleiders krijgt?

[Bericht gewijzigd door Ex-fietser op maandag 16 december 2013 16:36:07 (13%)]

Ja ik bekijk de mogelijkheden en heb email contact met "floppy". Maar 14 kg is niet zo eenvoudig om het veilig tot bij mij te krijgen. Zoiets maken kan ik zelf nooit met deze nauwkeurigheid. Ja balanceren is altijd mogelijk.

@REW: ik kan in die thread zo snel niets terugvinden over de invloed van de voedingsspanning. Nu is het natuurlijk wel zo dat de pulsbreedte erg klein wordt als je een kleine stroom door een spoel wilt bij een stilstaande motor, en afhankelijk van de regeling zou de resolutie van een PWM periferal van een microcontroller dan voor problemen kunnen zorgen. Wellicht is het in zulke gevallen beter om de stroomregeling gewoon lekker analoog te doen, met een opamp die de MOSFET of bipolaire tor aanstuurt, en een DAC voor het analoge setpoint.

Ik heb met fotoopa afgesproken dat ik de linear stage bij hem ga brengen. Ik wil ook wel eens al die mooie dingen zien die hij gemaakt heeft.
Maar voordat ik hem wegbreng heb ik er toch nog even een stepperdriver op aangesloten en een macrocamera erop gemonteerd. Om het bij electronica te houden heb ik hem langs een printje laten lopen.

Filmpje op youtube:

http://youtu.be/RbmW1AqIYR0

Wow fantastisch Ben!
Ik kijk uit naar je bezoek. Je linear stage zal ik eer aan doen.
Frans.

Bedankt Ben voor de persoonlijke levering van de lineaire stage unit. Zoals je beloofd hebt is het een super mooie unit met een resolutie van 1um of 0.001mm per streepje op de index schaal. Beter kan het niet voor mijn toepassing.

Later volgen nog wel meer resultaten en foto's. Ik ben gestart om de interface te sturen via mijn FPGA controller.

Frans.

Ik voel aankomen dat ik deze winter weer zal genieten van een heel mooi topic !! en ben altijd enorm verbaast van u projecten en de precisie uitvoer ervan. evenals het maken van de hulp gereedschapjes , die op zich zelf al een juweel zijn ! en in deze posts ook nooit klachten over de foto's

Op 16 december 2013 17:57:04 schreef SparkyGSX:
@REW: ik kan in die thread zo snel niets terugvinden over de invloed van de voedingsspanning. Nu is het natuurlijk wel zo dat de pulsbreedte erg klein wordt als je een kleine stroom door een spoel wilt bij een stilstaande motor, en afhankelijk van de regeling zou de resolutie van een PWM periferal van een microcontroller dan voor problemen kunnen zorgen. Wellicht is het in zulke gevallen beter om de stroomregeling gewoon lekker analoog te doen, met een opamp die de MOSFET of bipolaire tor aanstuurt, en een DAC voor het analoge setpoint.

Ik ook niet (heb niet gekeken, maar het lijkt me stug dat daar iets over staat).

Ik heb een A4988 stepper driver. Die is analoog. Maar... heeft een fixed off-time (30 microseconden?) en een "minimal on-time" (1 microseconde) dus dan krijg je inderdaad last van de min pulsbreedte.

Maar het grootste probleem was dat de kleinste pulsbreedte in combinatie met de "standaard, bijna altijd goed, niet aanzitten" instelling er voor zorgde dat er veel meer stroom ging lopen dan gewenst. Gevolg dus een verkeerde positie van de rotor. Dat kwam niet alleen door de minimale pulsbreedte. In de Off-time liet ie de stroom "recirculeren". De spoel komt dan in, wat in een DCDC converter de "continuous mode" heet. Ieder pulsje wordt de stroom verder opgepompt. Door dat recirculeren uit te zetten, werkt het ineens een stuk beter.

Ik heb het als vraag bij "polulu" op hun forum geplaatst. Na wat nutteloze hints en tips van support aldaar heb ik zelf de oorzaak/oplossing gevonden.

Allez we zijn gestart. Vandaag even de resolutie nagemeten en die is idd 1um/division op de index schaal. Ik heb ook de stappenmotor anders verbonden zodat de spoelen in serie komen te staan waardoor je meer koppel hebt op lage snelheden. Dit is wat ik nodig heb omdat het gaat over um verplaatsingen en zelfs nog kleiner via micro stepping op de driver. Ik heb dit reeds via een drukknopje gestest en dat gaat zeer goed. Straks komt de FPGA eraan met de juiste timingen en kan ik echt opmeten of er geen stappen gemist worden.

Hierbij de eerste foto's:

MT160-250 1um lineaire srage module. by fotoopa, on Flickr

MT160-250_index: 200 div each full rotation. by fotoopa, on Flickr

Volgende stap is de FPGA unit eraan. Ik ga ook een speciale meetopstelling maken om te zien hoe regelmatig alle stappen uitgevoerd worden. Met extra lenzen en 7X vergroting kan ik 1 um zien op meerdere pixels in de camera. Door een aantal metingen uit te voeren kan er dan nagezien worden hoeveel afwijking er tussen de micro stappen zit rekening houdend met alle parameters zoals wrijving en last op de bewegende tafel. Ik heb een draadje van 40um diameter en die ga ik proberen in beeld te hebben. Door de positie van die pixels uit te lezen en in een excel blad te plaatsen kan ik de echte lineaire beweging opmeten. Er komt dus meer maar de eerst volgende dagen is er weinig vrije tijd. Even relaxcen voor de verdere resultaten...

Kleine update:

De DE0-nano FPGA board en interface pcb zijn aangesloten. De steppenmotor is verbonden. Ook de optische ingebouwde encoder met A, B en HOME signaal outputs zijn aangesloten. Hierdoor werkt de uitlezing op de LCD display op 1 micron nauwkeurig. Aanduiding is dus vb 100.025mm. Er zit een extra home micro switch aan het begin van de wagenloop waardoor de encoder in absolute waarde kan gecalibreerd worden. Dit werkt uitstekend waardoor je naar een willekeurig punt van de 250mm bereik kunt gaan. Stepper staat in 8 micro stepping of 0.125 micron per step. Ondertussen zijn een boel functies klaar. Zo kan ik heel wat parameters instellen en ook auto stepping uitvoeren zoals vb 50 foto's maken ieder 3.5 micron verder. Ik stuur nu met een vaste snelheid van 2000 pulsen per seconde, dit is voldoende snel voor mijn toepassing en is er geen extra aanloop curve nodig.

Schakel je de stappenmotor uit dan kan je verder verdraaien aan de index schaal. Die bevat 200 verdelingen en heeft ook 1 micron per streepje. Door de encoder blijft de display de absolute positie weergeven ook al draai je zonder de motor. Via de motor kan je naar eender welke gewenste positie terug gaan zonder her kalibratie. De interne home van de encoder staat altijd juist met de nul op de index schaal. Nul blijft altijd nul wat je ook doet.

Later volgen nog wel meer beelden. Maar stepper, encoder en uitlezing werken prachtig.