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12V Stepper mit >15V betreiben

geschrieben von capitaenz 
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capitaenz
12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 12:52
Hallo,

auf eine Frage finde ich keine befriedigende Antwort:
Kann man 12V Stepper mit mehr als 12V längere Zeit betreiben?
Im Internet habe ich gelesen das dies in der Industrie so praktiziert wird, aber dafür werden wohl bestimmte Treiber benötigt, die die Stepper nur bei hoher Frequenz mit mehr Volt betreiben (laienhaft ausgedrückt).
Kurz gesagt, sind die Pololu Treiber dafür ausgelegt und wieviel mehr können die Stepper über den Daumen vertragen?

Gruß Leif

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RepRap Prusa (ABS); M5 Z-Achse; 1:50 Direkt-Drive-Extruder+MK7-Gear; 0.4mm Düse; MK1 Heizbett mit SSR; Meanwell SP320-12 @13,5 Volt; Sanguinololu V1.3a mit Marlin Firmware Jan 2014
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capitaenz @ Thingiverse
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hd
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 14:26
hallo leif,
die motoren sind nicht das problem, die halten mehr als 70v aus. die treiber sinds, aber die polus packen auch ohne probleme 30v. ich fahr mit 24v mit nem alten druckernetzteil. bringt den vorteil das nur die hälfte strom fliesst.
gruss hd
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capitaenz
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 16:22
Danke für die Antwort hd!
Denn ich habe mir noch ein Meanwell SP-320 Netzteil gegönnt, aber diesmal nicht die 12V 25A Variante, sondern das 15V 20A.
Somit kann ich von 13,5V bis 18V das Netzteil flexibel einstellen.
Damit die Lüfter und die LED-Leiste die ganze Geschichte mitmachen, habe ich mit diesen Schaltregler und dieses Netzgerät zum experimentieren gekauft.

Gruß Leif

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capitaenz @ Thingiverse
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hd
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 16:28
die d1 diode solltest du auch nicht drin haben, sonst kriegt der arduino eine gewatscht!
gruss hd
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Willy
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 16:39
> Damit die Lüfter und die LED-Leiste die ganze Geschichte mitmachen, habe ich mir
> diesen Schaltregler und dieses Netzgerät zum experimentieren gekauft.

Hübsch thumbs up
Einfache Vorwiderstände (mit genug Leistung) hätten es aber auch getan.
Und um den Arduino aus einem 24 V Netzteil zu versorgen, können beim RAMPS statt der Standard-Diode 3 Zenerdioden mit 3,9 V und 1,3 Watt eingebaut werden - klappt bei mir.

LG, Willy

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capitaenz
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 16:42
Denke beim Sanguinololu V1.3a ist keine Diode vorgesehen... Der Mosfet auf dem Board sollte doch aus den 13,5-18V die 5V regeln, oder etwa nicht?

Gruß Leif

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RepRap Prusa (ABS); M5 Z-Achse; 1:50 Direkt-Drive-Extruder+MK7-Gear; 0.4mm Düse; MK1 Heizbett mit SSR; Meanwell SP320-12 @13,5 Volt; Sanguinololu V1.3a mit Marlin Firmware Jan 2014
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capitaenz @ Thingiverse
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Willy
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 16:51
Hab' mir gerade mal den Schaltplan angesehen. Die Mosfets regeln nix, die schalten nur durch. Aber der LM7805 macht aus 12V - 35V die erforderlichen 5V. Der dürfte also auch mit 18V locker klarkommen (evtl. kühlen).

LG, Willy

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 20.11.12 16:52.

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hd
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
20. November 2012 16:53
hi willy,
erklär das bitte mit den z-dioden bitte genauer.
gruss hd
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Willy
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
21. November 2012 02:38
@hd:

3 Z-Dioden mit je 3,9 V in Serie geschaltet ergeben 11,7 V Verlustspannung, wodurch am Arduino nur 12,3 V ankommen (bei einem 24 V Netzteil). Die gesammte Verlustleistung beträgt 3 x 1,3 = 3,9 Watt. Der Arduino darf also maximal 330 mA "ziehen". Ich vermute mal, dass es deutlich weniger sind (max. 100 mA?) aber die Frage nach dem Strom konnte mir hier im Forum seinerzeit nicht beantwortet werden.

LG, Willy

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jsturm
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
22. November 2012 03:38
Zum besseren Verständnis für einen Nichtelektroniker.

Reicht es nicht, den Arduino über den USB Strom zu versorgen? Der liefert doch max 500mA, notfalls zusätzlich ein 2tes USB Kabel an den Stromeingang (runder Stecker) des Arduino anschließen, wie bei den früheren USB Festplatten. Klar, die D1 Diode muß dann raus.

Dann muß ich nur noch auf die 12V Lüfter und LEDs etc. achten, bzw. mit einem Vorwiderstand belegen.

Gruß
Achim
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destruktor
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
22. November 2012 06:57
Warum nicht das? Meanwell
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jsturm
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
22. November 2012 07:07
Weil dies stärker und billiger ist -> [www.ebay.de] >grinning smiley<
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capitaenz
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
22. November 2012 12:44
Aber auch bei 24V sollten 8,3 Ampere die das Netzteil liefert etwas zu wenig sein.
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jsturm
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
22. November 2012 15:53
Stimmt. Kopf zum Haareschneiden, nicht zum lesen. Mea culpa
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destruktor
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
22. November 2012 19:55
freut sich der Frisör winking smiley
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Twister
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
28. March 2013 20:07
Wie viel Ampere sollte den das Netzteil haben bei 24V?

So wie ich das gelesen habe, die Motoren und die Pololus machen das mit.
Also brauch ich nur noch ein Heizbett für 24v und dann sollte das klappen.

Wo liegen eigentlich die Vorteile bei 24v besserer lauf der Motoren? Bleiben die Polous dann kühler?

Für ein wenig aufklärung und Tips wär ich sehr dankbar. confused smiley


Alu Eingenbau Reprap, Ramps 1.4, V3 Direkt-Extruder 1,75mm, Stoffel15 V3 Hotend 0,35mm, Firmware Repetier 0.83, Host Repetier 0.56 Mac
Ordbot Hadron, Ramps 1.4, Bulldog-Extruder 1,75, Stoffel15 V3 Hotend 0.35, Marlin Firmware, Host Repetier 0.56 Mac
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Traumflug
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
29. March 2013 09:29
Mit einer höheren Spannung verbrät man mehr Leistung erreicht ein Schrittmotor höhere Drehzahlen. Bei 12V kommt man mit den üblichen Typen "nur" auf etwa 1000 U/min, was bei den üblichen Ritzeln 40000 mm/min oder 660 mm/s entspricht.

Meines Wissens gibt es noch keinen Extruder, der 600 mm/s auch nur annähernd schafft, daher kann man sich das mit den 24V auch sparen.

Bei den Heizungen kommt man mit dem halben Strom aus. Das reduziert die Problematik der Verkabelung ein wenig.

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renni_pronzi
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
29. March 2013 16:33
Also aus der Industrie weiß ich das manche schrittmotoren wesentlich dünamischer werden was dir mehr Geschwindigkeit bringt. Zu Dan gilt es immer noch U * I = P
Weil die Treiber auf Strom begrenzen bringt dir U (V) immer mehr Leistung (-; bzw. Mehr magnetisches Feld. Ich fahre mein Drucker mit 24V da ich ordentlich Netzteile benutzen kann und einfach mehr Leistung bei geringeren Strom habe. Ich habe ramps1.4 und davon die Diode entfernt womit das andrino versorgt wir, was jetzt mit ein 12V festspannungsregler an 24V versorgt wird. Aber dazu zu sagen ist das sich jeder Motor anders verhält bei einer andern Spannung, kommt ebbend auf ein Versuch an.
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Twister
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
29. March 2013 16:41
ok so langsam wird's. Was benötige ich der für ein Netzteil hast du da ne Empfehlung ? Wie viel Ampere sollte das den haben?

Ich habe hier noch nen Artikel gefunden wo die die Treiber modifizieren da die sonst bei 24V durchbrennen. [my3dprinter.wordpress.com]


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Le-Seaw
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
29. March 2013 16:54
Netzteil:

[www.ebay.de]
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renni_pronzi
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
29. March 2013 17:32
also ich habe die erfahrung gemacht das die hon kong dinger nicht die leistung bringen die drauf steht, lieber bei ebay nach gebrsuchten industrie teilen schauen.
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STB
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
30. March 2013 09:49
Le-Seaw Wrote:
-------------------------------------------------------
> Netzteil:
>
> [www.ebay.de]
> K:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2649


Schaltnetzteile für LED Beleuchtungen haben in der Regel eine ganz miese Ausgangsspannung mit großer Ripple Spannung.
Das macht 'nen Haufen Probleme, lieber ein Industrienetzteil von z.B. Meanwell nehmen, die paar Euro mehr lohnen sich immer.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 30.03.13 09:49.

Grüße / Regards

STB

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Basics about MOSFETs
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Fridi
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
01. April 2013 09:59
Moin moin aus HU.
Was bringt mehr Spannung. Der Treiber wird auf den Strom eingestellt, den der Motor benötigt. zB 2A. Da ist es egal, welche Spannung ich anlege. Der Motor bekommt 2A.
Der Einfachheit halber machen wir mal eine Rechnung.auf.
Motor 2A, 2 Ohm, 4V.
Bei 12V Stromversorgung soll der Motor 2A bekommen. Mehr schaffen die Motortreiber nicht.Ich mu0 also 8V bei 2A (Reihenschaltung) im Treiber vernichten. Das sind 16 Watt. Das wird schön warm am Treiber.
Nun erhöhen wird die Versorgungsspannung auf 24V. Die Motorwerte bleiben. Ergo muß ich 20V bei 2A vernichten. Das sind in den Treibern mal eben 40 Watt Verlustleistung. Das wird richtig warm zum Eierbraten.
Viel besser wird die Rechnung, wenn ich die Versorgungsspannung auf 8V lege ( Mindestspannung der Treiber).
Dann muß ich nur 4V bei 2A ergo 8W vernichten. Das bleibt schön kühl und ich kann sogar 2,5A Motoren betreiben und komme nicht auf die Verlustleistung wie bei 12V mit 2A.

Ich erwarte Gegenargumente!!! ;o)

Gruß

Fridi
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Richard.B
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
01. April 2013 12:46
@ Fridi
Eim Stepper ist eine induktive Last. Daraus folgt, dass er bei steigender Frequenz immer mehr Widerstand entwickelt.
Diesen Scheinwiderstand kann mal auf 2 Wegen umgehen:
1 durch einen Ohmschen Widerstand (meist 2xsoviel wie der Motorwiderstand) Nachteil: der Reihenwiderstand verkocht eine Menge Lestung. Vorteil: auch die Gegeninduktion des Motors wird gebremst, die Spannungsspitzen sind geringer

2. Durch Choppen: Der Motor wird mit Überspannung betrieben. Wenn der zulässige Strom überschritten wird, wird ausgeschaltet und nach ein paar ms wieder eingeschaltet. so wird der Motor stets im maximalen Drehmoment gefahren.
Ähnlich einem Schaltnetzteil wird hier die Spannungsdifferenz nicht vernichtet, das hält die Schaltung kühler.
Tschö, Richard
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Fridi
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
01. April 2013 14:05
Moin moin aus HU.
Mit PCM-Technik habe ich früher meine Eisenbahn gefahren. Da wurde aber nichts heiß, weil das eine niederohmige Steuerung war. Warum werden die Treiber hier so heiß. 2A ist doch kein Ding. Ich werde doch mal den Ossi anschmeißen und mir das Signal anschauen.

Gruß

Fridi
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renni_pronzi
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
01. April 2013 16:01
Also ihr weicht etwas Thema ab (-;
Also ich betreibe meine ramps1.4 mit 24V
Folgende Änderungen habe ich vor genommen (-; Diode raus eine kleine Platine angefertigt mit 2 12V festspannungsregler eienn davon an das andrino Board den anderen an den Lüfter somit kann ich auch von SD Karte Drucken ohne ein lappi dran zu haben.
Warum Z Dioden ??? Ist mir schleierhaft ?? Wenn es doch was
Genaueres gibt.
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Traumflug
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
01. April 2013 18:00
Quote

Bei 12V Stromversorgung soll der Motor 2A bekommen. Mehr schaffen die Motortreiber nicht.Ich mu0 also 8V bei 2A (Reihenschaltung) im Treiber vernichten. Das sind 16 Watt.

Äh, ... neee. Der Motor bekommt abwechselnd die vollen 12V oder gar nichts, also 0V. So gemischt, dass im Mittel 2A heraus kommen. Theoretisch wird dabei so gut wie gar keine Leistung "verbraten", da der Treiber entweder voll gesperrt oder voll offen (wenige Milliohm) ist. Der von Renni beschriebene Scheinwiderstand sorgt dabei für eine gewisse Glättung.

Eine Abweichung von der Theorie ist, dass der Treiber eine gewisse Zeit zum schalten braucht. Ein paar hundert Nanosekunden pro Schaltvorgang. Nur während des Schaltvorgangs wird Leistung verbraten, weswegen der Chip überhaupt warm wird.

Generation 7 Electronics Teacup Firmware RepRap DIY
     
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Fridi
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
01. April 2013 18:27
Moin moin aus HU.
Danke für die Erklärungen. Das habe ich verstanden.
Ist eine höhere Spannung denn überhaupt vorteilhaft oder ist das nur eine Glaubensfrage.
Habe ich bei 24V die gleiche Wärementwicklung, wenn ich 2A schalten oder kann ich dann nur 1A schalten?
Bei 24V/2A habe ich die doppelte Leistung zu schalten.

Gruß

Fridi
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renni_pronzi
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
02. April 2013 00:53
Also meine schwere Mechanik lief sehr schlecht auf 12V nach Rückfrage bei den Elektro Meister in der maschienenbau Firma wo ich arbeite kam die Aussage das die Motoren dünamischer werdenden worauf ich dann auf 24V umgebaut habe was zum Erfolg führte.
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Twister
Re: 12V Stepper mit >15V betreiben
02. April 2013 04:55
Mal ganz etwas abenteuerliches . Wenn ich bei einem 12V Netzteil mehrere 12V Ausgänge habe wäre es möglich zwei 12 V Ausgänge in Reihe zu 24V zu bringen ?
Oder würde das nicht gehen. ?

Die Motor Teiber kann man also auch ohne Problem mit 24V befeuern Hauptsache gute Kühlung. Habe ich das so weit richtig verstanden ?


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