Stappenmotoren voor 3D printer

Ik heb nog een zesde motor gevonden op zolder die ik al eerder uit een loopwerk had gesloopt.
De score is nu 3x bipolair met 4 draden, 2x unipolair met zes draden en 1x unipolair met 5 draden.
De x- en y-as kan ik dus met bipolair uitrusten en gebruik maken van microstappen. Voor de z-as maakt het niet uit daar zit een draadeind tussen. De vertraging daarvan maakt microstappen onnodig en unipolair is dus geschikt.
Ik kan niet overzien wat de extruders nodig hebben. Heb ik daar nauwkeurigheid nodig? Zou het verschil te zien zijn aan de ribbels die de printlagen markeren? Wie heeft daar ervaring mee?

Ik wil overigens een afgeleide bouwen van dit ontwerp: https://www.youtube.com/watch?v=84s6ktriVw8
De serie bestaat uit 10 delen, ik heb alleen het laatste geplaatst. Als er meer interesse bestaat dan wil ik alle 10 links wel plaatsen.
Er zitten een aantal onnodige zaken in de constructie. Zo lijkt mij een houten frame rond een 10mm glasplaat een beetje overdreven en kijk eens naar de moeren die de z-as verplaatsen.
Wat me aantrok in dit ontwerp was vooral de grootte van de printruimte. Met de meeste printers kun je maar hooguit 20x20x20cm produceren.
Verder het idee om de stappenmotor voor de extruder niet op de bewegende as te plaatsen maar ergens anders in of op de kast.
Ik ben nog in de verzamelfase en de start van het bouwen duurt totdat ik alles voor een redelijke prijs heb kunnen kopen. Zoals ik het nu inschat kom ik onder de 250 Euro uit.

Die borstelloze motoren gaan dus maar in de vuilnisbak. Ik zie geen toepassing.

Ach, wat heet geen toepassingen. Een BLDC motor is in feite net een stepper. Of hij voor je 3D-printer toepasbaar is, is een ander verhaal.

Ik heb nog heel even overwogen of ik een BLDC voor de z-as kon gebruiken. Al was het alleen maar om te voorkomen dat de extruder een keer door de glasplaat wordt gedraaid. Ik verwacht echter dat deze motoren niet voldoende kracht hebben. Ik heb een aantal keren te maken gehad met harddisks die niet vanzelf op toeren konden komen. Een tik tegen de kast hielp dan wel maar het geeft toch iets aan over het vermogen van de motor.
Ik heb geen zin om er een overbrenging tussen te zetten, dan toch maar een stappenmotor.
Het is trouwens maar de vraag of je deze motoren met een standaard polulu- of sanguinololu driver kunt aansturen (wie heeft trouwens die rotnamen bedacht, gelukkig hebben we copy/paste).

In plaats van de extruder, de motor als frees gebruiken ?

Op 15 oktober 2015 12:04:49 schreef hennep:
Een tik tegen de kast hielp dan wel maar het geeft toch iets aan over het vermogen van de motor.

Het zegt iets over het koppel van deze motor. Het vermogen is koppel*toerental, en dat toerental is best hoog bij een HD motor (7200rpm bijvoorbeeld )

Op 15 oktober 2015 12:37:13 schreef Shiptronic:
In plaats van de extruder, de motor als frees gebruiken ?

Geweldig idee: Een verwisselbare kop! Extruder/Frees/Laser
Maar dan wel voor een volgende versie

Op 15 oktober 2015 12:51:10 schreef blurp:
Het vermogen is koppel*toerental,

Dat moet ooit wel behandeld zijn bij natuurkunde op de middelbare school.
Maar dat meisje dat 1 bank schuin voor mij zat, dat meisje met een heleboel lekkers om naar te kijken. Mijn gedachten dwaalden wel eens af.
Of zou het gewoon dat gat in mijn geheugen zijn na 40 jaar.
Ik kan me haar toch nog goed herinneren...

Op 14 oktober 2015 19:51:15 schreef Lambiek:
Ik heb hier zes draads unipolaire stappenmotoren liggen, en die doe het prima met bijv. een DRV8825. Gewoon de spanning wat hoger zetten.

Zes draads is niet "unipolair". Een zes-draads stappenmotor kan je unipolair aansluiten.

Ja, daar kunnen we van mening over verschillen. ze staan toch echt als unipolair te boek.
http://www.newark.com/sanyo-denki-sanmotion/103h7126-0440/stepper-moto…
En niet alleen daar maar overal.

Ik denk dat het precies andersom is, hij is unipolair en je kan hem bipolair aan sturen. Als je hem bipolair aansluit is de spoelweerstand ook hoger "spoelen staan in serie", en om het zelfde koppel te krijgen moet de spanning omhoog.

Op 15 oktober 2015 16:17:56 schreef hennep:
Dat moet ooit wel behandeld zijn bij natuurkunde op de middelbare school.
Maar dat meisje dat 1 bank schuin voor mij zat, dat meisje met een heleboel lekkers om naar te kijken. Mijn gedachten dwaalden wel eens af.
Of zou het gewoon dat gat in mijn geheugen zijn na 40 jaar.
Ik kan me haar toch nog goed herinneren...

Tja, je kunt wellicht beter zelf aan seks liefde denken en natuurkundevragen op internet zetten, dan andersom

(Noot voor alle scholieren: Jullie kunnen echt veel beter aan natuurkunde denken dan aan seksliefde)

Op 15 oktober 2015 19:39:02 schreef blurp:
Tja, je kunt wellicht beter zelf aan seks liefde denken en natuurkundevragen op internet zetten, dan andersom

Ik had het over die zak engels drop, die voor haar op tafel lag, waar de hele klas naar mocht kijken.
Je hebt wel lef blurp, om op dit forum over seks te beginnen!

Seks? Ik had het over liefde!

En mijn liefde voor engelse drop is onbeperkt.

Ik meende toch echt dat ik iets over seks had gelezen.
Sorry blurp, het zal mijn eigen zieke geest wel zijn.

Als ik het bovenstaande (on topic) goed begrepen heb dan zijn alle motoren bipolair te gebruiken.
Bij de "unipolaire motoren" laat ik de middenaftakking ongebruikt.
Kan ik ook, als de spanning te laag is, de halve spoel gebruiken?
Dus een van de zij aftakkingen ongebruikt laten.

Is er een eenvoudige manier om te testen welke motoren de krachtigste zijn?
Is dat misschien af te leiden uit de weerstand van de spoelen?
Ze komen alle uit systemen die 5V voor de electronica gebruikten en max. 12V voor de motoren.

houd koppel stappen motoren kun je meten door er spanning op te zetten (en de maximale stroom). Op de motor staat bijv. 3V 1.5 Amp dat is dan de maximale, continue, gelijkspanning/stroom die je erop kunt zetten, zonder dat de spoelen verbranden.
Het koppel dat nodig is om de as te verdraaien (vanuit stilstand) is het houdkoppel. (Nm)
Bij mij: arm is 300mm en de kracht bepaald met huishoud weegschaal. Je kan voelen als je de as door het houdkoppel drukt. (1 stap)
Ik heb dat als volgt gedaan:

Bij mij klopt het aardig met de opgegeven waarden.
p.s. bij een driver kan de spanning veel hoger zijn omdat die gechopped (gehakt) wordt en de stroom begrensd. Heb 60 Vdc op de driver staan.
Ad

Op 15 oktober 2015 17:31:05 schreef Lambiek:
[...]

Ik denk dat het precies andersom is, hij is unipolair en je kan hem bipolair aan sturen. Als je hem bipolair aansluit is de spoelweerstand ook hoger "spoelen staan in serie", en om het zelfde koppel te krijgen moet de spanning omhoog.

Dat ligt misschien iets genuanceerder, want zesdraads motoren (zo noem ik za maar even) zijn waarschijnlijk gedimensioneerd op een bepaalde stroom door slechts 1 van de (seriegeschakelde) spoelen. Als je meteen de spanning verdubbelt zal de dissipatie ook verdubbelen, en ik denk dat ze daar wellicht moeite mee gaan krijgen. Bovendien zou het magnetische veld ook twee keer zo sterk moeten zijn omdat je twee spoelen bekrachtigt. Ik zou de spanning √2 groter maken.

Groet,
Kruimel

Zesdraads heb ik altijd begrepen als: je wilt maar 1 type stappenmotor op voorraad hebben terwijl je nog niet weet of ie unipolair of bipolair aangestuurd gaat worden. Als je hem als unipolair bestempeld dan zit er een draad te veel aan. Nodeloze ballast! Dus: goed de specs van de fabrikant bekijken.

Het heeft even geduurd, zoals de website ook al meldde bij het posten.
Ik heb eindelijk een start gemaakt met het bouwen.

Volgens mijn eerste plan gaat er 1 stappenmotor de Z-assen aandrijven. De bouwplaat wordt aangedreven met 3 spindels. Dan moet ik bij gebruik van een enkele motor de assen met een aantal tandwielen en getande riem(en) synchroniseren.

Maar zoals altijd komen tijdens het bouwen de twijfels. Misschien is het handiger om iedere as zijn eigen stappenmotor te geven. Constructief is dat eenvoudiger. Ik heb echter geen idee of de electronica dat kan trekken.

Heeft iemand hier ervaring met het aansluiten van meerdere motoren op een RAMPS bord met polulu opsteekkaartjes.

De prusa i3 (die heb ik hier staan) doet het met twee steppers, eentje voor elke as. En ze zitten gezellig samen op een driver. Die trekt dat dus wel.
Het lijkt mij ook nauwkeuriger, aangezien een stap van de motor duidelijk vast staat. Bij overbrengingen van elke aard zit je met speling. Dat kan bij de kleine afstanden die de z-as aflegt om een laag omhoog te gaan eventueel voor problemen zorgen.

Hoe sluit je die steppers aan, parallel of serie?

Mijn motoren komen uit een systeem dat met 12V werd gevoed. Serieschakeling lijkt me dan niet krachtig genoeg.
Parallel gaat ook een beetje tegen mijn gevoel in omdat de motoren stroom gestuurd moeten worden.

Op 30 augustus 2017 17:31:57 schreef hennep:
Volgens mijn eerste plan gaat er 1 stappenmotor de Z-assen aandrijven. De bouwplaat wordt aangedreven met 3 spindels.

Zo, dat wordt een flinke tafel zeker?

Op 30 augustus 2017 18:25:14 schreef hennep:
Hoe sluit je die steppers aan, parallel of serie?

Ja.

Moderne steppers die voor 3D printers gebruikt worden zijn volgens het opschrift goed voor 3.1V of zoiets. Toch worden ze aangestuurd met 12V. De driver beperkt de stroom en gebruikt alleen maar die 12V ook echt als er veel mechanische energie nodig is om te bewegen.

Heb jij "ouderwetse" 12V stappenmotoren dan zal het tergend langzaam gaan. Die kunnen niet snel omdat je ze niet 3x zo veel spanning als hun nominale spanning kan geven.

Mijn I2 heeft ook twee stappenmotoren voor de Z as. Ik weet niet of ze in serie of parallel staan. De motoren zijn 3.1V, er wordt aangestuurd met 12V, ze hoeven niet zo snel. Verder zijn de motoren 2.5A en kan de driver maar 1A aan. Dus dan zou ik ze in serie zetten. Maar of "men" daar ook zo over denkt, dat weet ik niet.

Mijn motoren komen uit een systeem dat met 12V werd gevoed. Serieschakeling lijkt me dan niet krachtig genoeg.
Parallel gaat ook een beetje tegen mijn gevoel in omdat de motoren stroom gestuurd moeten worden.

Het idee van meerdere stappenmotoren voor 1 as vind ik eng. Ik heb het liever niet. De Z as is een beetje een twijfelgeval.

Dat van speling daar geloof ik niet zo in. Als je gewoon 20T GT2 tandwielen gebruikt om van de ene op de andere as de draaing over te brengen, dan zal er hoogstens 1/10e van een tand aan speling in zitten. Dan is dat 1/200e van een omwenteling, dus 1/200e van 1.25mm verticale beweging. Dat is 6 micron. Het lijkt me dat de Z-afstelling wel nauw komt, maar niet ZO nauw.

Daarnaast is de "benaderingsrichting" altijd dezelfde. Dus de speling kan je voor corrigeren, ook al is het 10x meer.

Z-as op 3 spindels is ook een idee trouwens. Zeker als je ze NIET parallel of in serie zet. Dan kan je "auto bed leveling" doen....

Ah, aan die GT2 tandwielen had ik nog niet gedacht. 6micron is inderdaad ruim voldoende.
Als je twee motoren voor een as al twijfelachtig vindt, waarom zou je er dan nog een extra toevoegen? De code op mijn arduino kan met een gewone z-as ook autobed leveling doen. Al naargelang de XY-positie gaat ie wat naar boven of beneden.

Ik kan de drie spindels voor de tafel niet zo goed volgen. Ga je de tafel zowel X als Y laten bewegen? Dan krijg je een giga tafel als je een beetje printoppervlak wilt. Ik ben wel fan van de opbouw van mijn printer.
De tafel beweegt enkel in de Y-as, De printkop in de X- en Z richting. De spindels voor de Z richting heffen dus de volledige X-richting en printkop op.

Dit heeft als voordeel dat de traagst bewegende richting (Z) een as meeneemt. Daar heb je dus het minste last van die extra massa. Als je een XY-tafel maakt, moet de Y-as de X-as meenemen of omgekeerd. Daar is die extra massa wel vervelend, want die richtingen maken vrij snelle en soms kleine bewegingen.
Zijn er voordelen aan een XY-tafel?

[edit]

Dit kan ook nog. Dat heet CoreXY. Ik kan me vaag herinneren dat ik die wel eens ben tegengekomen in de configfile van de firmware. Deze opzet heeft echter ook maar 2 steppers nodig voor de tafel.
[/edit]

[Bericht gewijzigd door Shock6805 op woensdag 30 augustus 2017 20:15:57 (11%)]

Op 30 augustus 2017 18:25:14 schreef hennep:
Mijn motoren komen uit een systeem dat met 12V werd gevoed. Serieschakeling lijkt me dan niet krachtig genoeg.
Parallel gaat ook een beetje tegen mijn gevoel in omdat de motoren stroom gestuurd moeten worden.

Hier heb je nog wat info, maar misschien heb je het al eens gelezen.
https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/47

Op 30 augustus 2017 18:34:36 schreef Lambiek:
Zo, dat wordt een flinke tafel zeker?

Ik had een tafel van 40x40 cm gepland, met een printhoogte van ook 40 cm.
Ik ben echter onderweg een klein beetje kwijtgeraakt. Nadat ik de kast had gemaakt besloot ik om toch maar 2 printkoppen te gaan gebruiken. De afstand tussen de beide koppen gaat dan van de printruimte af. Maar nog steeds een flink blok plastic.
De jhead extruder vraagt overigens niet zo heel veel ruimte, dus het verlies valt mee.

Op 30 augustus 2017 19:49:17 schreef rew:
Heb jij "ouderwetse" 12V stappenmotoren dan zal het tergend langzaam gaan. Die kunnen niet snel omdat je ze niet 3x zo veel spanning als hun nominale spanning kan geven.

[...]

Z-as op 3 spindels is ook een idee trouwens. Zeker als je ze NIET parallel of in serie zet. Dan kan je "auto bed leveling" doen....

Het zijn zeker oude motoren, ik schat minstens 30 jaar oud.

Ik overweeg nu om 3 polulu driver bordjes, voor de z-as, te stapelen. Het lijkt er op dat alle aansluitingen ingangen zijn, behalve de vier draden voor de motoren, en die draden kan ik naar opzij uitvoeren.

autobed leveling (met 3 motoren) gaat niet lukken, ik heb 5 motoraansluitingen op het ramps bordje. die zijn allemaal al bezet. 3 motoren parallel voor de z-as is dan mogelijk maar om ze allemaal apart te levelen zullen ze toch apart aanstuurbaar moeten zijn. Dan moet ik de ramps hardware en arduino software aanpassen... ga ik niet aanbeginnen!

Een oude koe uit september 2017, en zolang had ik al niets meer aan dit project gedaan.

Vandaag even een test gedaan met het stapelen van stepper drivers. Dat werkt dus uitstekend.
3 motoren op de Z-as, ieder met een eigen driver, noemen we dat parallel of toch niet?

Ik had het zolang laten liggen omdat ik de stappenmotoren niet goed werkend kreeg. Wat doe ik als ik een dergelijke tegenslag heb, aan de kant smijten en daarna piekeren wat er mis kan zijn
Wat bleek, ik testte alle motoren met een enkel driver printje en daarvan was een van de pennen niet gesoldeerd. Ik zag het gisteren pas.
De pen die niet goed vast zat was een van de aansluitingen naar de stepper. Daardoor bleef de motor staan trillen bij lagere toerentallen. En ik maar eindeloos klooien met de instellingen.

Het project kan weer verder.

Ik kan me voorstellen dat ik ooit gezegd heb dat parallel zetten niet kan.... Maar zo natuurlijk wel!