Schrittmotor-Tester

Gelegentlich wurde hier im Forum ein "Schrittmotor-Tester" nachgefragt. Da ich jetzt selber einen solchen brauchte, hab' ich mal einen gebaut :



Die Basis ist ein Arduino Nano fast-kompatibles Teil aus CN. Die 12 V Stromversorgung und ein USB Kabel am PC dürfen nicht gleichzeitig angeschlossen sein! Ansonsten läuft das Teil. Der Aufbau erfolgte auf einer Lochraster-Platine. Die Geschwindigkeit wird über ein Poti eingestellt.

Das Programm ermöglicht die Einstellung der Microschritte (muss im Code geändert werden) und Stepper-Impulse bis rund 100 kHz.

Im Bild ist ein "Schatten" zu sehen, der einen Winkel von rund 30° einschließt. Dieser Schatten ist die Bewegungsunschärfe einer Schraube bei der Belichtungszeit von 1/200 s. Daraus ergibt sich die Drehzahl zu rund 1000 U/min und die Stepper-Ansteuerung zu 53 kHz, was bei dem Motor bei 12 V das Maximum ist.

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

Noch ein paar Details (da schon die erste PN kam ):

Auf die Lochraster-Platine sind Buchsenleisten (Reichelt) gelötet, in die der Arduino Nano und der Pololu-Treiber gesteckt werden. Die im Schaltplan eingezeichneten Kondensatoren sind unter dem Nano (Elko mit 10 µF, min 6,3 V) und dem Treiber (Elko mit 100 µF, min 25 V) versteckt .

Das Programm funktioniert nur mit dem Nano! Da aus Geschwindigkeitsgründen die Ports direkt (nicht über digitalWrite()) gesetzt werden, besteht die Gefahr, dass bei anderen Arduino-Boards die serielle Verbindung unterbrochen wird und nur noch eine ISP-Programmierung das Board rettet .

Die Drehzahl-Regelung ist nicht-linear. Dadurch kann die Drehzahl auch so klein eingestellt werden, dass man fast die Mikroschritte "mitzählen" kann. Dabei zeigt sich, dass die ersten Mikroschritte nach einer Vollschritt-Position etwas zu klein geraten und der letzte Mikroschritt zum nächsten Vollschritt etwas zu groß ist (Sprung). Je höher der Motorstrom eingestellt wird, desto geringer ist dieser Effekt.

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

Jetzt müßte noch ein LCD ran, bei dem man die Geschwindigkeit des Motors ablesen kann, so wie ein Schalter "vorwärts - rückwärts". Dann wäre es universell und viel vielseitiger einsetzbar.

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Achim

"vorwärts - rückwärts" wird über das Poti eingestellt (Mitte = aus) . Falls Du eine bestimmte Maximalgeschwindigkeit testen willst, kannst Du das ja in der FW entsprechend einstellen. Mit LCD wäre die maximale Taktrate geringer ...

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

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Mein Club: [hackerspace-ffm.de]
RADDS-Shield -> Commercial [max3dshop.org]

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Achim

Heute habe ich von Angelo ein paar 1/128er Treiber bekommen und gleich mal getestet:



Die Dinger sind tatsächlich ein Quantensprung . Der oben beschriebene Effekt, dass die Mikroschritte nicht sauber ausgeführt werden, kann mit dem DECAY-Poti "weggeregelt" werden. Wichtig: der Enable-Eingang ist nicht wie bei den Pololus invertiert. Die Firmware muss also entsprechend eingestellt werden (evtl. auch bei DIR und STEP).

LG, Willy

PS: bevor hier jetzt jemand wegen "Werbung" meckert - die Treiber werden von Reprapdiscount hergestellt (was den Eingeweihten alles sagt ).

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Quote
Willy
Heute habe ich von Angelo ein paar 1/128er Treiber bekommen und gleich mal getestet:

[attachment 34388 128er_test.jpg]

Die Dinger sind tatsächlich ein Quantensprung . Der oben beschriebene Effekt, dass die Mikroschritte nicht sauber ausgeführt werden, kann mit dem DECAY-Poti "weggeregelt" werden. Wichtig: der Enable-Eingang ist nicht wie bei den Pololus invertiert. Die Firmware muss also entsprechend eingestellt werden (evtl. auch bei DIR und STEP).

LG, Willy

PS: bevor hier jetzt jemand wegen "Werbung" meckert - die Treiber werden von Reprapdiscount hergestellt (was den Eingeweihten alles sagt ).

Das freut mich das die neuen Steppertreiber so gut ankommen hab ja schon vor Monaten gesagt das die toll werden und absolut soft laufen, messtechnisch übrigens auch !
Und die Elektronik kommt ja erst noch


Hardwarekiller

Was ist denn da noch alles in Planung? Klärt doch mal nen Interessierten auf.

Gruß Sven

Wo gibts das, ich will das !!!^^

Ne ehrlich, sehr schönes Projekt. Da werd ich mir doch glatt auch mal nen Nano besorgen, bei den vielen Schrittmotoren die ich hier so hab..
Die Treiber interessieren mich auch brennend. Wieviel Strom können die so ab? Ich hoffe so auf 2,5A damit ich mal meine Nema23 betreiben kann

Grüße,
Martin

Quote
Willy
..ein Arduino Nano fast-kompatibles Teil ..

??

Quote
Willy
.Die 12 V Stromversorgung und ein USB Kabel am PC dürfen nicht gleichzeitig angeschlossen sein! .

Nicht gut!

Quote
Willy
. Stepper-Impulse bis rund 100 kHz.

Kann man damit auch 5RPM Motoren testen?

Quote
Willy
..Das Programm funktioniert nur mit dem Nano! ..

Warum um alles in der Welt?
Immer wieder muss ich gerade bei kleinen überschaubaren Tools lesen: Klappert nur mit Nano.
Von den Teilen scheinen zu viele in den Bastelkisten rum zu fliegen.

Ich bin immer noch relativ neu im Arduino-Umfeld, aber IMHO ist der antiquiert, der pro micro hat nur Vorteile:
kleiner, leichter, billiger, leistungsfähiger.
Aber kein Mensch nutzt ihn, nur einige wenige ISP-Verliebten den pro mini.

Sie froh, das Wili keine Arduino Mega in seiner Kiste gefunden hat
Uns so viel billiger ist der "micro" auch nicht -> [www.ebay.de]

Mal im Ernst: Wenn ich mir so was mal auf die schnelle zusammelöten würde, würde ich erst mal das nehmen, was auf dem Tisch liegt und funktioniert. Natürlich gibt es immer auch andere Wege, aber die Funktion steht ja in diesem Fall im Vordergrund - nicht "die beste Lösung"
Danke Willi, dass du es (trotzdem) veröffentlicht hast.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 07.06.14 06:17.

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Achim

> der pro micro hat nur Vorteile ...
> Aber kein Mensch nutzt ihn ...

Dann frag Dich doch mal warum . Der Micro - den ich nie ausprobiert habe - scheint das gleiche kranke Konzept zu haben, wie der Leonardo: voll Panne. Bei der Programmentwicklung bleibt es halt nicht aus, dass Code fehlerhaft ist. Das ständige Warten, Reset-drücken und hoffen, dass es irgendwann klappt, nervt einfach nur und verdoppelt glatt die Entwicklungszeit.

LG, Willy

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bianchifan

Quote
Willy
..Das Programm funktioniert nur mit dem Nano! ..

Warum um alles in der Welt?
Immer wieder muss ich gerade bei kleinen überschaubaren Tools lesen: Klappert nur mit Nano.
Von den Teilen scheinen zu viele in den Bastelkisten rum zu fliegen.

Ich bin immer noch relativ neu im Arduino-Umfeld

Entschuldige bitte und nimm es nicht persönlich, aber wäre es da nicht besser sich einfach mal den Code an zusehen und zu versuchen ihn anzupassen?
Da wären vielleicht ein paar Fehler drin, die man aber in den Griff bekommen kann, wenn man will. Und einen gewissen Lerneffekt würde ich darin auch sehen, oder liege ich da jetzt völlig daneben?

Ich selber befasse mich auch erst seit dem Drucker mit Arduino (Nov/Dez 2013) aber anfangen und versuchen würde ich hier mit einfach mal ....

// Pins setzen:
  pinMode(5, OUTPUT); // DIR
  pinMode(6, OUTPUT); // Step
  pinMode(7, OUTPUT); // Sleep
  pinMode(8, OUTPUT); // Reset
  pinMode(9, OUTPUT);  // MS3
  pinMode(10, OUTPUT); // MS2
  pinMode(11, OUTPUT); // MS1
  pinMode(12, OUTPUT); // Enable
  pinMode(13, OUTPUT); // LED

Dann abwarten was passiert und wenns nicht geht weiter schauen.

Gruß Peter

Quote
Willy
Dann frag Dich doch mal warum . Der Micro - den ich nie ausprobiert habe - scheint das gleiche kranke Konzept zu haben, wie der Leonardo: voll Panne.

Da bin ich leider recht konträrer Ansicht - ich nenne das fortschrittlich.

Die Arduino IDE habe ich vor 3 oder 4 Wochen erstmalig mit dem Mega2560 für ein Testproggie verwendet, pro micro habe ich nur mal rangehängt, ob er auch schön erkannt wird
Der Mega wurde seitdem ca. 100 mal beladen, 3 mal war's 'nen Satz mit x.
Einmal richtig heftig, da ging nix mehr, da musste dann die Trickkiste her.
Ich fürchte, die Taktbasis ist nicht die stabilste....auch ISP könnte auf dem Bauch landen.

Die IDE ist jedenfalls nicht alles.
Solltest Du auf die Reset Geschichte anspielen wollen, was hindert Dich, einen FTDI o.ä. dazwischen zu schalten, z.B einen Nano mit kurzgeschlossenem Reset? Ich denke doch mal, ich erzähl Dir auf dem Gebiet nichts neues.
Es kann sein, dass ich den Aspekt mit dem Reset mal gelesen hatte, dunkel im Hinterkopf, das hatte ich abgehakt.
ATTiny13 laden hieß bei mir ISP Drahtverhau!

Zurück zum Thema..
Soviel ich bislang gelesen habe, hat der 32U2(4) nur Vorteile, mehr analoge Eingänge, mehr digitale Ausgänge, verbesserte Timer und dadurch eine erheblich bessere PWM.
Und integriertes USB, welches bei Aktivität die nutzbaren Frequenzen mindert

PS: Mein 555-Tester kann ca. 1000 Hz, echter Highspeed

Quote
bianchifan
PS: Mein 555-Tester kann ca. 1000 Hz, echter Highspeed

Wie, mehr geht beim 555er nich?^^

Hab damit schon Teilchen gebastelt wo der 1,2Mhz machen musste^^ War allerdings auch die TLC555er Version, die is bissl flotter als das olle LM oder NE555 er Dingen

"Mein 555-Tester kann ca. 1000 Hz, echter Highspeed" -> und was hab ich davon. Den von Willi kann ich zumindest (als nicht Elektroniker) nachbauen

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Achim

> Da bin ich leider recht konträrer Ansicht - ich nenne das fortschrittlich.

Da hast Du wohl recht. Heutzutage ist es fortschrittlich sinnlos lange vorm PC zu sitzen und darauf zu warten, dass die Kiste endlich das macht, was Du von ihr willst .

> Der Mega wurde seitdem ca. 100 mal beladen, 3 mal war's 'nen Satz mit x.

Beim Leonardo war's in rund 70% der Fälle ein Satz mit x. Und dann die Reset-Drückerei - einfach nur nervig.

> was hindert Dich, einen FTDI o.ä. dazwischen zu schalten, z.B einen Nano mit kurzgeschlossenem Reset?

Die Tatsache, dass ich etwa 2h für das Projekt veranschlagt hatte (es wurden trotzdem gut 5 h)

> PS: Mein 555-Tester kann ca. 1000 Hz, echter Highspeed

Ist das jetzt Ironie, oder hast Du ein paar Nullen vergessen? Meiner kann immer noch rund 100.000 Hz (ebenfalls ).

LG, Willy

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Willy
> PS: Mein 555-Tester kann ca. 1000 Hz, echter Highspeed

Ist das jetzt Ironie, oder hast Du ein paar Nullen vergessen?

Sowohl als auch, es ist Tatsach und war ironisch gemeint..wer um alles in der Welt betreibt Schrittmotoren mit 100 kHz??
Die besten mir bekannten Treiber können 256 Mikroschritte, angesteuert bzw. positioniert werden die max. mit 16, alles weitere erledigt der Treiber intern.

Quote
Willy
......sinnlos lange vorm PC zu sitzen......

Da weiß wohl jemand nicht, wozu es diese erlektronifizierten Abakusse eigentlich gibt ?
Ganz einfach:
Sie helfen bei Problemen, die es ohne sie nicht gäbe.

Grüße
seefew

Quote
bianchifan
Die besten mir bekannten Treiber können 256 Mikroschritte, angesteuert bzw. positioniert werden die max. mit 16, alles weitere erledigt der Treiber intern.

Man kann nicht alles kennen und muss auch nicht alles lesen . Etwas weiter oben hatte ich allerdings von den 1/128 Treibern berichtet, die auch mit 128 Mikroschritten angesteuert werden. Für 240 U/min (also nicht besonders schnell) brauchen die gut 102 kHz.

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

Das mit dem 128er Treiber habe ich auch gelesen, mir ist jedoch unklar, welche/r Käfer dort drauf sitzt/sitzen.

Ursprünglich hatte ich wegen des Nano nachgefragt..ein Punkt war noch offen :
Arduino fast kompatibles Teil

Bei mir fliegt ein! Nano rum, soweit ich beurteilen kann, kompatibel.
Einen habe vor einigen Tagen geordert, da ein entfernter Bekannter damit seine Probleme hat, anstelle eines FTDI sitzt da ein CH340 drauf.
Es sollen auch welche mit PL23tralala im Umlauf sein, damit bekommt man unter Win7-64bit so richtig Spaß.

Quote
bianchifan
ein Punkt war noch offen :
Arduino fast kompatibles Teil

Das bezog sich darauf, dass es eben nicht möglich ist, gleichzeitig eine externe 12V Spannungsversorgung und ein USB-Kabel anzuschließen. Vermutlich ist genau der FTDI-Chip das Problem. Die Beschriftung ist zwar richtig (also wie bei einem original Nano) doch das sagt nicht viel - Chips sind genauso geduldig wie Papier . Ansonsten ist das Teil kompatibel. Die PIN-Zuordnung entspricht genau dem Nano.

LG, Willy

PS: der Käfer ist der THB6128 (wenn ich mich richtig erinnere - kann jetzt nicht nachsehen)

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

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bianchifan

Quote
Willy
> PS: Mein 555-Tester kann ca. 1000 Hz, echter Highspeed

Ist das jetzt Ironie, oder hast Du ein paar Nullen vergessen?

Sowohl als auch, es ist Tatsach und war ironisch gemeint..wer um alles in der Welt betreibt Schrittmotoren mit 100 kHz??
Die besten mir bekannten Treiber können 256 Mikroschritte, angesteuert bzw. positioniert werden die max. mit 16, alles weitere erledigt der Treiber intern.

... ich ärgere mich schon länger rum, daß ich von meinen Controllern nur max. 100kHz Taktrate rausbekomme

Ich habe sehr gute Schrittmotoren mit Linearachsen von Precitec (Berger-Lahr), die bis 200kHz bei 10x Mikroschritt (1000 'Vollschritte' pro Umdrehung, 10000 Mikroschritte) können und mit 325 VDC 'befeuert' werden, damit sie das auch umsetzen können.

Von IMS habe ich auch noch drei 1/256 Mikroschritt-Treiber für 'normale' bipolare Schrittmotore, die bei der höchsten Auflösung aus einem 1.8°-Stepper 51200 Schritte pro Umdrehung rausholen und dann bis zu 10MHz abkönnen ... nur finde mal einen Controller, der das kann

Meine aktuellen Maschinen laufen mit Servo-Motoren an Endstufen, die wie Schrittmotortreiber mit Takt+Richtung angesteuert werden - die Steuerung kann max. 100kHz ausgeben ... die Servos mit den Encodern können bis 300kHz ab ...

---

Viktor
--------
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bianchifan
Das mit dem 128er Treiber habe ich auch gelesen, mir ist jedoch unklar, welche/r Käfer dort drauf sitzt/sitzen.

Ursprünglich hatte ich wegen des Nano nachgefragt..ein Punkt war noch offen :
Arduino fast kompatibles Teil

Bei mir fliegt ein! Nano rum, soweit ich beurteilen kann, kompatibel.
Einen habe vor einigen Tagen geordert, da ein entfernter Bekannter damit seine Probleme hat, anstelle eines FTDI sitzt da ein CH340 drauf.
Es sollen auch welche mit PL23tralala im Umlauf sein, damit bekommt man unter Win7-64bit so richtig Spaß.

Erstens ist das KEIN Käfer !
Weil Ungeziefer wurde nicht geplant und entsprechend auch nicht verbaut
Zweites haben Käfer 6 Beine dieser Halbleiter hat aber mehr Anschlüsse

Sondern es handelt sich um einen
THB 6128 im 30poligen Gehäuse
mit ausgezeichneten Lauf was auch Willy bestätigt, und in der Preisklasse auch TOP ist, daher auch die Verwendung.
Ich kann dazu noch sagen das der auch Messtechnisch in der oberklasse spielt
Und mehrere Hundert Khz ist im profi-Stepperbereich gang und gäbe
Ich hab ja schon oben geschrieben das das erst der Anfang ist

Quote
VDX
... ich ärgere mich schon länger rum, daß ich von meinen Controllern nur max. 100kHz Taktrate rausbekomme

...

Abwarten

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 13.06.14 19:42.

... hab' gerade einen 4-fach Servotreiber mit 16 I/O's und 4 8Bit-Analogeingängen (für z.B. einen 4-Achs-Joystick) von PI reinbekommen (Bj. um 1993), der nach Spezifikationen die Motoren+Encoder bis zu 200kHz treiben kann -- allerdings nur bis zu 6Watt-DC-Motore ...

Die Ansteuerung ist recht simpel über RS232 (oder GPIB!) -- ich schau mal, ob ich die Endstufen-Transistoren durch stärkere MOSFET's ersetzen kann ... hätte aber auch entsprechende kleine Motoren für Mini-Linearachsen da ...

---

Viktor
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Willy
.. dass es eben nicht möglich ist, gleichzeitig eine externe 12V Spannungsversorgung und ein USB-Kabel anzuschließen.

Verstanden, allem Anschein gilt das aber wohl auch für den Mega, wenn ich hier so einige Berichte lese, bislang habe ich die Ursache eher bei den verwendeten Netzteilen vermutet.

Quote
Willy
der Käfer ist der THB6128

Der sagt mir widerum nichts, mir schwirrte da der TMC260 im Hinterkopf rum, da gab es mal nen Wurm im Mikrokontrollernet.
Dein Beitrag hier hatte mich zu neuen Recherchen über Pfingsten inspiriert, bei Watterott gibt es mittlerweile ne Platine und im Netz ein Testproggie zu einstellen. Außerdem plant der Entwickler wohl eine spezielle Version für 3D-Drucker auf beaglebone Basis

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Quote
VDX
... ich ärgere mich schon länger rum, daß ich von meinen Controllern nur max. 100kHz Taktrate rausbekomme

Ich habe sehr gute Schrittmotoren mit Linearachsen von Precitec (Berger-Lahr), die bis 200kHz bei 10x Mikroschritt (1000 'Vollschritte' pro Umdrehung, 10000 Mikroschritte) können und mit 325 VDC 'befeuert' werden, damit sie das auch umsetzen können...

Meine aktuellen Maschinen laufen mit Servo-Motoren an Endstufen, die wie Schrittmotortreiber mit Takt+Richtung angesteuert werden - die Steuerung kann max. 100kHz ausgeben ... die Servos mit den Encodern können bis 300kHz ab ...

Nett - ein guter Bekannter betreibt eine Zerspanungsbetrieb für Alu, da stehen Fräs/Drehmaschinen wo ne 10m Stange reinkommt und die polierten Lampenköpfe rausfallen, Politur unnötig, das schafft das Kühlmittel - zum Heben der Spannbacken oder revolver bräuchte ich einen Kran.
Da sind auch Servomotoren inside..

In einer MRT oder auch CT anlage befinden sich ebenfalls andere Stepper...

Ich dachte, wir befänden uns in einem 3D-Druckforum.

Quote
bianchifan

Quote
VDX
... ich ärgere mich schon länger rum, daß ich von meinen Controllern nur max. 100kHz Taktrate rausbekomme

Ich habe sehr gute Schrittmotoren mit Linearachsen von Precitec (Berger-Lahr), die bis 200kHz bei 10x Mikroschritt (1000 'Vollschritte' pro Umdrehung, 10000 Mikroschritte) können und mit 325 VDC 'befeuert' werden, damit sie das auch umsetzen können...

Meine aktuellen Maschinen laufen mit Servo-Motoren an Endstufen, die wie Schrittmotortreiber mit Takt+Richtung angesteuert werden - die Steuerung kann max. 100kHz ausgeben ... die Servos mit den Encodern können bis 300kHz ab ...

Nett - ein guter Bekannter betreibt eine Zerspanungsbetrieb für Alu, da stehen Fräs/Drehmaschinen wo ne 10m Stange reinkommt und die polierten Lampenköpfe rausfallen, Politur unnötig, das schafft das Kühlmittel - zum Heben der Spannbacken oder revolver bräuchte ich einen Kran.
Da sind auch Servomotoren inside..

In einer MRT oder auch CT anlage befinden sich ebenfalls andere Stepper...

Ich dachte, wir befänden uns in einem 3D-Druckforum.

... ich nutze die Teile auch fürs 3D-Drucken, indem ich statt der Frässpindel oder eines Laserkopfes einen FDM-Kopf draufschraube -- Stichwort 'RepStrap'

Ich mach das mit dem RepRap-Forum nun schon über 7 Jahre, aber wegen der für meine Teile meist zu geringen Auflösung/Genauigkeit und Festigkeit gehe ich etwas andere Wege ...

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Viktor
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Willy
Heute habe ich von Angelo ein paar 1/128er Treiber bekommen und gleich mal getestet:

[attachment 34388 128er_test.jpg]

Die Dinger sind tatsächlich ein Quantensprung . Der oben beschriebene Effekt, dass die Mikroschritte nicht sauber ausgeführt werden, kann mit dem DECAY-Poti "weggeregelt" werden. Wichtig: der Enable-Eingang ist nicht wie bei den Pololus invertiert. Die Firmware muss also entsprechend eingestellt werden (evtl. auch bei DIR und STEP).

LG, Willy

PS: bevor hier jetzt jemand wegen "Werbung" meckert - die Treiber werden von Reprapdiscount hergestellt (was den Eingeweihten alles sagt ).

Thank you

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Best Regards,
Elvira

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1/128 er Doku Vorab-Entwurf:
RRD_128_Stepper_Treiber.pdf

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