Sturing stappenmotor

Op mijn vergroter in de doka zit een knop voor scherpstelling.
Dat controleer ik op de plaats waar wordt afgedrukt.
In bepaalde gevallen liggen die twee ruim een meter uit elkaar.
Probleem is dan het scherpstellen, omdat dicht op de afdruk gekeken moet worden.

Het idee is nu de scherpstelling te motoriseren met een stappenmotor, wat mechanisch al gerealiseerd is.
Voor de besturing van de stappenmotor heb ik een schakelingetje wat de eerste seconde vier pulsjes geeft en daarna ongeveer veertig per seconde. Maar daarmee kan de stappenmotor nog niet aangedreven worden.
In de voorraad liggen uit machines van Agfa-Gevaert een paar printen die stappenmotoren stuurden. Daarop zit een processor, die communiceert met de buitenwereld en dan signalen genereert voor de motorsturing. Signalen zoals Full/half, Enable, Reset, Clock en CW/CCW.
Genoemde signalen maak ik met het schakelingetje wat ik heb gemaakt. De processor is eruit gehaald en in de voet van de processor past mijn printje. De signalen komen via buffers en optocouplers op de originele print bij een L297 stappenmotor controler en een L298N stappenmotor driver.

Origineel heeft de print drie voedingsspanningen. De 7 VDC motorspanning waarvan met een 7805 5 VDC wordt afgeleid. Daarnaast komt 5 VDC mee uit de buitenwereld i.v.m. de galvanische scheiding.
Deze galvanische scheiding heb ik niet nodig, dus zijn de 5 VDC voedingen aan elkaar gelegd.
Het geheel lijkt op deze manier te werken, de stappenmotor draait zoals bedoeld, maar er zijn vreemde verschijnselen.
Heeft iemand ervaringen met dit soort aandrijvingen?
En, nog mooier, heeft iemand de beschikking over een schema?

Een probleem is er om opgelost te worden. Lukt dat niet dan heb je een feit.

Misschien is het wel handig om te vertellen wat er nu precies fout gaat, en wanneer.

Een schema kun je redelijk gokken; een L297 en L298 zijn samen een stappenmotor sturing, waarschijnlijk is dat gewoon opgebouwd volgens de datasheet. De nummers op de overige IC's kan ik niet lezen op de foto, maar IC13 is wel een beetje raar; dat is het enige SMD component in een schakeling die helemaal met through-hole componenten opgebouwd is.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Lambiek

Special Member

Ik zie maar één L298 op de print en je hebt twee motor aansluitingen, of kijk ik niet goed.

En wat is je probleem precies, vreemde verschijnselen is nogal een breed begrip.

Misschien kun je hier nog iets mee.

https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/47

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

maar IC13 is wel een beetje raar; dat is het enige SMD component in een schakeling die helemaal met through-hole componenten opgebouwd is.

Op de andere kant van de print zitten meer SMD componenten, R’s, C’s en de genoemde optocouplers. Jaren ’80? Nog in de overgang?

Het geheel lijkt op deze manier te werken, de stappenmotor draait zoals bedoeld, maar lijkt vermogen te missen wat blijkt bij belasting. De motor is 6 VDC, 1,2 A, maar het geheel trekt nauwelijks 0,5 A.
Op de scoop zie ik dat de motor niet volledig wordt aangestuurd, maar met een dutycycle van 50% bij 20 Khz. Ook zie ik op de L297 pen 16 een CLK signaal van die 20 Khz. Daarvoor zorgt een RC circuitje en wanneer ik dat uitschakel gaat de motorsturing naar vol vermogen en trekt het geheel bijna 2 A.
Daarmee lijkt het eigenlijk wel aan het doel te beantwoorden.
De stappenmotor die ook bij stilstand continue wordt aangestuurd wordt dan ruim 40 °C net als het koelblok met de L298N. Dat zou niet hoeven, want de motor blijft bij 50% aansturing wel prima op z’n plaats staan. Mijn plan was de 20 Khz clock alleen te stoppen als de motor wordt gestuurd.
Echter nu blijkt dat, ook wanneer de 20 Khz clock aanwezig is, na verloop van tijd (5 – 10 minuten) de stroom oploopt tot uiteindelijk het volle vermogen. Dat is dus met de clock actief en zo loopt de temperatuur alsnog op.

Ik zie maar één L298 op de print en je hebt twee motor aansluitingen, of kijk ik niet goed.

Dat klopt wel, maar zo is het nu eenmaal uitgevoerd. De motor heeft ook twee connectoren, twee maal vier pennen.

Een probleem is er om opgelost te worden. Lukt dat niet dan heb je een feit.
MarEle

Golden Member

Als je een stappenmotor stuurt op voltage, dan ga je een stuk kracht missen. Beter is het om een stappenmotor op stroom te sturen, dan kun je de 1.2A gebruiken die de motor aan kan. Ik zou dan ook gaan voor een pololu stepper motor driver, die worden ook vaak in 3D printers gebruikt. Hier een linkje:

https://www.pololu.com/category/120/stepper-motor-drivers

Lambiek

Special Member

Op 13 mei 2022 22:25:57 schreef Toon60:
Dat klopt wel, maar zo is het nu eenmaal uitgevoerd. De motor heeft ook twee connectoren, twee maal vier pennen.

Is het een speciale motor dan? Een met twee afzonderlijk bedienbare assen?

Ik kan me niet voorstellen dat je twee motoren tegelijkertijd afzonderlijk van elkaar kunt bedienen op deze manier.
Of er moet op de print iets zitten waarmee je een keuze kunt maken welke motor je bediend.

En een hybride motor heeft ook 8 draden, dus dat zou niet zo vreemd zijn.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Mag ik een alternatief voorstel doen?

Moderne stepper drivers zijn op een aantal punten veel beter dan ouderwetse L298 gebaseerde sturingen. Koop voor 1 of 2 euro een stepper driver en stuur die aan met de EN, STEP en DIR van je besturings-schakeling.

Even stroom van je stepper instellen op de diver, en je bent klaar. Dit soort verouderde "sloop-printen" hergebruiken is een gebed zonder eind.

@lambiek: 8 pins kan: Dan zijn dat twee A spoelen en twee B spoelen en kan je extern beslissen of je hem unipolair of bipolair gaat aansturen. En indien bipolair kan je voor twee spanningen/stromen kiezen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Lambiek

Special Member

Op 14 mei 2022 11:28:27 schreef rew:
8 pins kan: Dan zijn dat twee A spoelen en twee B spoelen en kan je extern beslissen of je hem unipolair of bipolair gaat aansturen. En indien bipolair kan je voor twee spanningen/stromen kiezen.

Dat zeg ik, een hybride motor dus. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Dank weer voor jullie input, die stel ik zeer op prijs.

Is het een speciale motor dan? Een met twee afzonderlijk bedienbare assen?
Ik kan me niet voorstellen dat je twee motoren tegelijkertijd afzonderlijk van elkaar kunt bedienen op deze manier.
Of er moet op de print iets zitten waarmee je een keuze kunt maken welke motor je bediend.

Het is geen motor met twee assen o.i.d., maar wel met twee vier pens connectoren. Op de print gemeten en goed gekeken en beide aansluitingen staan 1 op 1 parallel.

Mag ik een alternatief voorstel doen?

Als je een eerlijk antwoord wil, dan is dat: nee.
Inderdaad voor een paar centen kan ik van alles bestellen om mijn doel te bereiken. Zelfs een nieuwe stappenmotor voor een paar tientjes. Maar dat is niet mijn insteek. Iets kopen wat ik al op de plank heb liggen zint mij niet. Met de L297 en L298 heeft het altijd goed gewerkt.
Wanneer dat mijn insteek zou zijn kan ik beter naar een moderne vergroter met autofocus op zoek gaan en de trouwe Durst Laborator 138s naar het stortje rijden. Dan kan ik overigens niet meer mijn 5 x 7 inch negatieven afdrukken (ja, inderdaad van zo’n ruim eeuw-oude houten camera).

Kortom, die oude Agfa-Gevaert print wil ik op orde krijgen.
Van de print die ik gebruik heb ik onderdelen verwijdert die m.i. niet nodig zijn. Om te beginnen met de processor. Mogelijk dat daardoor ergens een ongedefinieerde toestand ontstaat die het probleem veroorzaakt. Dan zou een schema uitkomst bieden, niet voor het gekende deel met de L297 en L298 en wat daar omheen zit, dat is inderdaad ongeveer volgens de datasheet. Maar er zit meer op wat wel gebruikt wordt (zoals de 74541 buffer en de optocouplers aan de onderzijde) maar eigenlijk niet meer nodig zijn. Het kristal, schakelaar S1 en de rechtse 7805 zijn er al vanaf i.v.m. het opsteekprintje.
Plan is nu de print verder uit te kleden, zodat er alleen op zit wat nodig is. Maar eerst wil ik een tweede print ombouwen zodat ik weet dat niet deze ene print een storing heeft.

Een probleem is er om opgelost te worden. Lukt dat niet dan heb je een feit.

Op 14 mei 2022 13:22:01 schreef Lambiek:
[...]
Dat zeg ik, een hybride motor dus. :)

Hybride heeft niets te maken met het aantal draden, unipolair of bipolair, van de motor maar dat het een combinatie (hybride) is van een permanent magnet motor en een variable reluctance motor.
zie oriental motor
https://www.orientalmotor.com/stepper-motors/technology/hybrid-stepper…

Lambiek

Special Member

Een motor die je zowel unipolaire als bipolair kunt gebruiken valt nu eenmaal onder het kopje hybride motoren.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 14 mei 2022 14:10:02 schreef Toon60:

[... voor 2 euro werkt het ... ]
Als je een eerlijk antwoord wil, dan is dat: nee.

OK. Dat kan. Succes er mee! Ik heb geen verstand van L298 chips.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Die L297 / L298 is nogal obsolete / ouderwets. Tegenwoordig heb je voor een paar EUR een "step stick" printje van 10x15mm die hetzelfde doet, maar dan beter.

Maar als je nog met houten camera's speelt zie ik nog wel de charme van de nostalgie in.

Ik las ergens dat je een galvanische scheiding hebt kortgesloten. Waarom?
Microcontrollers , Logica IC's en dergelijke leveren vrij zwakke singan en het toevoegen van een halve meter draad kan al voor storingen zorgen, zeker in de buurt van fors wisselende stromen zoals in zo een stappenmotor.

Hoe kom je erbij om de motor met 7V te voeden?
Dat is veel te weinig.
Op de stappenmotor staat 6V 1.2A, dus de motor wikkelingen zullen dan 6/1.2 = 5 Ohm weerstand hebben, maar ze hebben ook nog zelf induktie.

L298 is nogal een ouderwets IC hen heeft gemakkelijk 2V tot 3V spanningsverlies, dus dan heb je al 9V nodig.

De combinatie van L297 en L298 is zo gemaakt dat ze in combinatie met de zelf induktie van de motor spoelen een stroom gestuurde schakelende voeding vormen. De L298 gaat tot 46V, en er 24V op zetten is heel gebruikelijk, ook bij stappenmotoren waar "6Vdc" op staat. De L297/L298 combinatie zorgt ervoor dat de juiste stroom door de stappenmotoren loopt.

Als je de stappenmotor print aan een lab voeding hangt, zul je zien dat de stroom van de lab voeding terug loopt als de spanning boven 10V of zo komt.

Ik weet niet wat er verder nog precies op die print zit, en of dat die hogere spanning kan verdragen.

Een wat late reactie, maar soms moet je prioriteiten stellen.

Op 18 mei 2022 04:27:51 schreef Kortsluiting_Online:
Ik las ergens dat je een galvanische scheiding hebt kortgesloten. Waarom?
Microcontrollers , Logica IC's en dergelijke leveren vrij zwakke singan en het toevoegen van een halve meter draad kan al voor storingen zorgen, zeker in de buurt van fors wisselende stromen zoals in zo een stappenmotor.

Origineel worden IC13, 14 en 15 gevoed vanuit het besturingssysteem van de machine. Mijn schakelprintje komt op de plaats van IC15 en haalt daar ook z’n voeding vandaan. Daarnaast blijft IC14 nog in gebruik. Omdat de voeding vanuit het besturingssysteem er niet is heb ik de voeding vanuit de motorsturing doorgelust, waarmee de galvanische scheiding vervalt. Het lijkt me geen probleem, omdat de scheiding eerder bedoeld is om het besturingssysteem te vrijwaren voor “rommel” uit de stappenmotorsturing.

De combinatie van L297 en L298 is zo gemaakt dat ze in combinatie met de zelf induktie van de motor spoelen een stroom gestuurde schakelende voeding vormen. De L298 gaat tot 46V, en er 24V op zetten is heel gebruikelijk, ook bij stappenmotoren waar "6Vdc" op staat. De L297/L298 combinatie zorgt ervoor dat de juiste stroom door de stappenmotoren loopt.

Dat is interessant, daar moet ik eens mee aan de gang. Die 6 VDC motorspanning was voor mij de reden met een spanning in die orde van grootte te gaan werken.
De elco C17 van 2200 µF direct over de voeding is 63 VDC, dus is een hogere voedingsspanning wel aannemelijk.

Ik weet niet wat er verder nog precies op die print zit, en of dat die hogere spanning kan verdragen.

De regelaar MCT7805CT (IC4 tussen C21 en 23) mag maximaal 35VDC binnen krijgen. Met een motorspanning van 7 VDC trekt het printje en IC14 150 mA en dissipeert IC4 300 mW, dat gaat probleemloos. Bij 24 VDC daalt de stroom tot 60 mA maar de warmteontwikkeling in IC 14 wordt dan ruim 1100 mW en daar blijft IC 4 niet koud onder. Daar zal een koelplaatje op moeten.
Goed, dat is mogelijk allemaal op te lossen.

Maar nu loop ik tegen iets anders aan. In mijn stuurschakeling zitten twee 555 timers. Op een insteekbordje werkt dat goed. Nu heb ik een printje daarvoor gemaakt en blijkt het niet te werken. Vreemd, want het stelt niets voor: een MMV die wel werkt en een AMV die niets doet. Nu krijg ik het vermoeden dat het verschil zit in een NE555 en een LM555. Met de LM555 werkt de AMV prima.
Klopt dat, zijn er die verschillen?

Een probleem is er om opgelost te worden. Lukt dat niet dan heb je een feit.
Lambiek

Special Member

Even de datasheets van de verschillende timers met elkaar vergelijken en je weet het.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 23 mei 2022 16:15:55 schreef Lambiek:
Even de datasheets van de verschillende timers met elkaar vergelijken en je weet het.

Ja, dat is natuurlijk het eerste wat ik gedaan heb, datasheets van Texas Instruments, maar dat gaf mij geen uitsluitsel. Beide timers zijn geschikt voor zowel mono- als astabiel gebruik. De frequentie is niet extreem en de voeding zit in dezelfde orde van grootte. Het enige verschil wat opvalt is dat de LM555 de NE555 kan vervangen, maar niet andersom. Wat zie ik dan over het hoofd?

Een probleem is er om opgelost te worden. Lukt dat niet dan heb je een feit.

Toevallig heb ik bijna eenzelfde Vexta motortje op mijn monochromator zitten. Het is een eigen geknuselde combinatie van twee afgeschreven lab apparaten.
De monochromator kan zo spectra scannen etc.

Dat wordt gestuurd door een 'Duino en een DRV8825, gevoed via een step up naar een V of 12 vanuit de USB:

Dit is wel een toepassing die bijna geen kracht vereist.

Ik ben dol op hergebruik als dat weinig extra tijd en geld kost, maar het is allerminst mijn hobby mij te verdiepen in oude stappenmotorsturingen. Ik wilde in dit geval het doel bereiken, de monochromator besturen.

De schakeling met de timers is ongebruikelijk en kan veel eenvoudiger, maar de duidelijk zichtbare gedachtengang heeft zijn charme :) Mijn complimenten dat u het uitgewerkt en -voerd heeft.
Ik geloof dat het kan werken. De dimensionering allicht wat hoger inrichten, dan loopt er niet nodeloos veel stroom. Allicht is dat (deel van het-) probleem.