NEMA 8 oder 11 Schrittmotor für EQ Plattform ausreichend?

[joetaiga]

Hallo liebes Forum,

diesen Winter wollte ich die Motorisierung meiner EQ Plattform umbauen und von einem DC Motor auf einen Schrittmotor plus Arduino Steuerung umsteigen. Meine Plattform habe ich als Kreissegmentplattform gebaut. Angetrieben wird mit einem Zahnrad über eine Zahnstange.

Ich habe mir nun einen NEMA 17 Schrittmotor mit Planetengetriebe besorgt. Der könnte vom Drehmoment wahrscheinlich den kompletten Dobson hochziehen. Aber leider habe ich Größe und Gewicht unterschätzt. Den kriege ich auf meiner Plattform nur mit riesen Aufwand verbaut.

Mit einem NEMA 8 oder zur Not auch NEMA 11 Motor sollte der Einbau aber funktionieren. Aber die haben deutlich weniger Dreh- und Haltemoment.

Was würdet ihr hier empfehlen? Einen mit 100:1 Übersetzung nehmen, damit das Drehmoment entsprechend hoch übersetzt wird? Aber wie präzise laufen dann diese Motoren? Die Übersetzung ist hier doch sicher mehrstufig oder? Oder denkt ihr, dass das vom Drehmoment kein Problem ist. Die Plattform ist schon einigermaßen in Balance, aber besonders wenn ich den Dobson neu ausrichte, kommen da schon einige Newton zusammen.

Und diese kleinen Motoren habe ich nur bei stepperonline gefunden mit Direktversand aus China. Den Shop kenne ich leider nicht. Hat damit jemand Erfahrungen?

Danke und Grüße,
Joachim

 

[Mikoka]

Hallo,
versuche es doch mal über Conrad Electronic oder Amazon. So habe ich meine NEMA 17 Mptoren für
einen Umbau meiner Astro-Physics 400 auch besorgt.
Gruß Michael

 

[AstroPZ]

Hi Joachim

Ich habe mir nun einen NEMA 17 Schrittmotor mit Planetengetriebe besorgt. Der könnte vom Drehmoment wahrscheinlich den kompletten Dobson hochziehen. Aber leider habe ich Größe und Gewicht unterschätzt. Den kriege ich auf meiner Plattform nur mit riesen Aufwand verbaut.

ich habe bei meiner Plattform einen NEMA17 mit 27:1 Planetengetriebe verbaut. Das funktioniert sehr gut und so ein NEMA17 hat definitiv ein ausreichendes Drehmoment. Wäre schon meine Wahl.

Mich wundert, dass du den NEMA17 nicht einbauen kannst. So gross sind die mM doch gar nicht.

Ich kann den Einsatz von Schrittmotoren nur jedem empfehlen.
Softwareseitig kann man ja auch einfach eine einfache Schrittmotor Steuerung mit Arduino Nano und CNC Shield nehmen. Man muss ja nur die Step-Geschwindigkeit einstellen können.

Mit einem NEMA 8 oder zur Not auch NEMA 11 Motor sollte der Einbau aber funktionieren. Aber die haben deutlich weniger Dreh- und Haltemoment.

Die beiden habe ich auch. Also die sind schon sehr klein. Man kann mit ein bisschen Kraft die Achse festhalten (ohne Getriebe).
Aber ob das ausreicht, kann ich nicht sagen. Das muss man ausprobieren, so teuer sind sie ja nicht.

Was würdet ihr hier empfehlen? Einen mit 100:1 Übersetzung nehmen, damit das Drehmoment entsprechend hoch übersetzt wird? Aber wie präzise laufen dann diese Motoren? Die Übersetzung ist hier doch sicher mehrstufig oder? Oder denkt ihr, dass das vom Drehmoment kein Problem ist. Die Plattform ist schon einigermaßen in Balance, aber besonders wenn ich den Dobson neu ausrichte, kommen da schon einige Newton zusammen.

Also ich habe ja den mit 27:1. Das reicht bei mir definitiv. Aber es wird bei mir ein Segment direkt angetrieben, dadurch hat das nochmal einen Übersetzungsfaktor.
Ich denke die Planetengetriebe haben nicht viel (keinen?) Schlupf und wirken hochwertig.
Bei einer EQ-Plattform ist der Schlupf doch auch unkritisch, da es nur in eine Richtung geht.

Ich hatte mir die passende Übersetzung ausgerechnet/abgeschätzt, so dass ich auf 20-30 Microsteps/s komme. Wenn man einen guten TMC Treiber nimmt, wird auch noch interpoliert zwischen den Steps. Das ist dann eine ziemlich gleichmäsige Bewegung.
Ich denke wenn man mit der Übersetzung in Richtung 1 Step/s kommt, könnte es zu wenig sein.

Und diese kleinen Motoren habe ich nur bei stepperonline gefunden mit Direktversand aus China. Den Shop kenne ich leider nicht. Hat damit jemand Erfahrungen?

Ich habe sehr oft bei Stepperonline bei Amazon bestellt. MM werden die nicht aus China geliefert, ausserdem ist es ja ein normaler Kauf bei Amazon.
Dass die vielleicht bei zB Aliexpress billiger sind interessiert mich bei diesen Beträgen nicht.

Gruß
Peter

 

[Ehemaliges Mitglied]

Hallo Joachim, meine Berechnungen damals haben gezeigt das die Nema 17 (die ich schlussendlich auch verwendet habe) schon nötig sind bei meiner Plattform.

27:1 hat bei mir zu nicht ausreichender Anzahl von Schritten geführt, sodass die Bewegung nicht wirklich „flüssig“ war. Ich müsste nachschauen, aber ich denke ich verwende jetzt ein Getriebe mit 51:1 Übersetzung. Das wird aber wohl nur wichtig wenn fotografische Nutzung geplant ist (Deep sky, mit Planeten Videos habe ich keine Erfahrung).

Wie viele Schritte/Sekunde ergeben sich denn mit deinen Durchmessern von Antriebsrolle und Nordlager Segment bei 27:1?

Gruß

Simon

 

[joetaiga]

Mit dem 27:1 komme ich auf ca 3,5-4 Full steps/s. Als Treiber will ich einen tmc2208 verwenden. Aufgenommen habe ich von Mond über Planeten bis zu hellen Deepsky Objekten schon alles. Ziel bei Deepsky sind mindestens 2s, besser aber 5-10s. Bei Mond und Planeten bin ich im Bereich von 1/100-1/10s. 1/100 geht immer. Da ist die Drift ohne Nachführung geringer als die Auflösung des Teleskops. Bei 1/10 für z.B. Neptun muss sie halt schon rund laufen. Bei 1/24 für visuell natürlich auch. Ich dachte mit dem tmc wäre das kein Problem, da der prinzipiell bei 1/256 steps läuft und alles darüber daraus interpoliert wird.

Der 17er ist schon ein ganz schöner Klotz. Der wiegt viel mehr als der jetzige EQ2 Motor und hat einen größeren Hebel. Bei meiner Plattform ist der Motor auf einem Schlitten montiert, der mit Druckfedern gegen die Zahnstange gedrückt wird. Da ist wenig Platz.

Hier ist ein Bild. Die Druckfedern fehlen hier noch.

 

[joetaiga]

MM werden die nicht aus China geliefert, ausserdem ist es ja ein normaler Kauf bei Amazon.

Das bei Amazon kann sein. Auf derer Website gibt es aber auch Motoren die nicht aus de verschickt werden. Besonders die kleinen mit den Planetengetrieben gibt es nur mit Versand aus China direkt. Die werden auf Amazon auch nicht angeboten.

 

[AstroPZ]

Ich dachte mit dem tmc wäre das kein Problem, da der prinzipiell bei 1/256 steps läuft und alles darüber daraus interpoliert wird.

ich benutze den TMC2208 und den TMC2130.
Beide kann man mit Hi/Lo und Open an den CF Pins auf verschiedene Microschritt-Anzahl und Modi einstellen.
Ich benutze auch die maximale Microschritt-Anzahl mit 3200 pro Umdrehung, Faktor 16 zum normalen Schritt.
Wahrscheinlich ist dabei, das Drehmoment geringer. Hat aber bei mir funktioniert.

Gruß
Peter

 

[joetaiga]

Beide kann man mit Hi/Lo und Open an den CF Pins auf verschiedene Microschritt-Anzahl und Modi einstellen.
Ich benutze auch die maximale Microschritt-Anzahl mit 3200 pro Umdrehung, Faktor 16 zum normalen Schritt.
Wahrscheinlich ist dabei, das Drehmoment geringer. Hat aber bei mir funktioniert.

Ich hatte das so verstanden, dass der TMC2208 immer mit 256 Microsteps arbeitet. Egal was man an Microsteps einstellt. Deswegen ist der auch so leise. Wenn man eine kleinere Anzahl an Steps einstellt, dann läuft der trotzdem mit 256 Microsteps, nur nimmt er dann halt mehrere dieser Microsteps auf einmal. Damit wäre das Drehmoment mit dem Treiber dann wohl immer gleich und generell etwas niedriger...zumindest wenn ich das richtig verstanden habe. Bin bei Steppermotoren eher noch Laie. Ist mein erstes Projekt damit.

Maximal einstellen kann man am TMC2208 maximal Faktor 16, richtig?

Das wären in meinem Fall mit 1:27 so um die 60 Steps/s, die ich erreichen könnte. Visuell reicht das aus. Damit löse ich am Himmelsäquator. 0,25" pro Step auf. Das Teleskop löst 0,4" auf. Aber verruckle ich mir damit bei Planetenaufnahmen nicht schon die Auflösung in der Nachführachse? Das wäre nämlich dann praktisch das selbe Problem, dass ich aktuell mit dem DC Motor habe. Ich vermute, der erzeugt Vibrationen, die eine zyklische Oberschwingung auf das Teleskop übertragen, wodurch ich immer etwas Ausschuss bekomme und die mich bei Deepsky <2s festnageln. 2s brauche ich aber, da ich sonst Zeit beim Livestacking verliere, weil der Rechner nicht hinterher kommt. Das sieht man auch visuell, auch wenn es da nicht so extrem stört. Man hat im Vergleich zum "Schubsen" immer den Eindruck, die Nachführung läuft irgendwie "rau".

Oder doch lieber ein 50:1 oder sogar 100:1 Getriebe? Das wären dann aber ca 100 bzw. 200 Steps/s. Kriegen das Arduino und Treiber noch locker hin oder verliert der Antrieb dann schon Geschwindigkeit? Der Antrieb sollte nach oben halt schon noch so Faktor 2 Geschwindigkeitsreserve haben, um RA Drift wieder einzufangen.

 

[Ehemaliges Mitglied]

Ich habe jetzt nochmal in den Unterlagen und der Software nachgeschaut.

Ich verwende diesen Motor mit 100:1 Übersetzung: https://www.omc-stepperonline.com/d...ung-100-1-planetengetriebe-17hs19-1684s-pg100

Hatte aus dem Gedächtnis heraus gemeint es wären 50:1.

Bei 1/16 Schritten ergeben sich bei meiner Übersetzung ca. 200 Schritte/ Sekunde. Drehzahl x 1,5 für Autoguiding ist problemlos möglich, lediglich den „Schnellgang“ für das zurückstellen der Plattform auf Knopfdruck musste ich etwas in der Drehzahl reduzieren weil der Motor es bei 100:1 nicht mehr ganz geschafft hat.

Das wären in meinem Fall mit 1:27 so um die 60 Steps/s, die ich erreichen könnte. Visuell reicht das aus. Damit löse ich am Himmelsäquator. 0,25" pro Step auf. Das Teleskop löst 0,4" auf. Aber verruckle ich mir damit bei Planetenaufnahmen nicht schon die Auflösung in der Nachführachse? Das wäre nämlich dann praktisch das selbe Problem, dass ich aktuell mit dem DC Motor habe. Ich vermute, der erzeugt Vibrationen, die eine zyklische Oberschwingung auf das Teleskop übertragen, wodurch ich immer etwas Ausschuss bekomme und die mich bei Deepsky <2s festnageln.

Exakt das war der Fall bei meiner Plattform mit dem alten Motor mit 27:1 Übersetzung. Im Fadenkreuzokular konnte ich beobachten wie mit jedem Schritt ein leichtes nachschwingen in Rektaszensions-Richtung zu sehen war, wodurch die Sterne immer leicht länglich waren.

Mit 100:1 und entsprechend mehr Schritten ist das verschwunden.

Ich verwende übrigens ein cnc shield mit A4988 Treibern. Vref habe ich auf 0,7V eingestellt, und das scheint ausreichend. In den knapp zwei Jahren in denen ich die Plattform jetzt in Betrieb habe ist mir ein Mal ein Treiber kaputt gegangen, da hatte ich allerdings auch die Spannung auf 1,1V hochgestellt (was nichts gebracht hat, da das Problem nicht war das der Motor Schritte „verschluckt“ hat). Bestellt habe ich die Treiber immer bei Conrad oder Völkner.

Die Geräuschentwicklung ist zumindest bei meiner Konstruktion nicht der Rede wert. Wenn man vom Teleskop weg geht hört man den Verschluss der Kamera noch deutlich, während man den Antrieb nicht mehr wahrnehmen kann.

Gruß

Simon

 

[joetaiga]

An Treibern habe ich sowohl den A4988 als auch den TMC2208 schon bei mir zu Hause.

Mit 100:1 komme ich mit 1/16 Steps auch auf knapp 200 Steps/s. Damit haben wir wohl eine ähnliche Übersetzung.

Der Motor, den du angegeben hast, wird bei Stepper Online auch mit Versand aus Deutschland angegeben. Jetzt ist da halt noch das Problem, den Klotz unterzubringen. Habe gerade gesehen, auf Stepperonline gibt es auch Drehmomentkurven. Mit 100:1 hat der NEMA 8 1,2Nm und der NEMA 11 4Nm Drehmoment. Bei der aktuellen Übersetzung würde das mit dem NEMA 8 knapp werden, wenn ich gleichzeitig den Dobson neu ausrichte. Der NEMA 11 sollte aber mit der Übersetzung den kompletten Dobson hochziehen können. Der sollte sogar mit 50:1 auf der sicheren Seite sein.

Blöd nur, dass es die kleinen Motoren in der Untersetzung nur per Direktversand aus China gibt inklusive dem ganzen Steuerpipapo. Die 50:1er gibt es zwar auch bei Amazon aber zu Mondpreisen. Die sind doch auch aus China. Kosten aber doppelt und dreimal so viel wie bei Stepperonline inklusive Versand und Steuern. Das sind aber auch da noch 80€ mit allem drum und dran. NEMA 17 kriegt man ohne Probleme alles mögliche zu normalen Preisen. Ich glaube, da lohnt es sich doch nochmal einen zweiten Blick auf die Mechanik zu werfen. Der Schlitten ist zwar klein, aber mal sehen, ob mir da nicht was einfällt...

Ist nur die Frage, ob die 27:1 von meinem Motor für eine flüssige Bewegung reichen...

Habt für die Motoren eigentlich ein Gehäuse gebaut oder können die mit der Feuchtigkeit umgehen?

 

[Ehemaliges Mitglied]

Bei der Drehmomentberechnung unterschätzt man schnell mal die Reibung in der Lagerung. Bei meiner Plattform würde ich jetzt nicht unter den Nema 17 gehen wollen. Wenn das Teil an der Grenze ist dann dürfte sich das auch negativ auf die Nachführung auswirken (visuell wärs wohl eher nicht so wichtig).

Man könnte es auf einen Versuch mit den Nema 11 ankommen lassen, aber ich würde es gleich umkonstruieren. Zumal sich die Kombination Nema 17 mit i=100 bei 200 Schritten/S gut bewährt hat.

Die Motoren sind bei mir nicht weiter geschützt, und der Taubenschlag hat ihnen zumindest bis jetzt nichts ausgemacht. Den Arduino etc. habe ich in ein gedrucktes Gehäuse verbaut, aber IP67 hat das auch nicht

Foto anbei, ist noch mit dem kürzeren Getriebe in RA.

 

[AstroPZ]

Ich hatte das so verstanden, dass der TMC2208 immer mit 256 Microsteps arbeitet. Egal was man an Microsteps einstellt. Deswegen ist der auch so leise. Wenn man eine kleinere Anzahl an Steps einstellt, dann läuft der trotzdem mit 256 Microsteps, nur nimmt er dann halt mehrere dieser Microsteps auf einmal. Damit wäre das Drehmoment mit dem Treiber dann wohl immer gleich und generell etwas niedriger...zumindest wenn ich das richtig verstanden habe. Bin bei Steppermotoren eher noch Laie. Ist mein erstes Projekt damit.

hab mal ein Datasheet pdf zum TMC2130 angehängt. Da ist einiges erklärt. Ich blick da aber nicht durch.

Maximal einstellen kann man am TMC2208 maximal Faktor 16, richtig?

korrekt.

Das wären in meinem Fall mit 1:27 so um die 60 Steps/s, die ich erreichen könnte. Visuell reicht das aus. Damit löse ich am Himmelsäquator. 0,25" pro Step auf. Das Teleskop löst 0,4" auf. Aber verruckle ich mir damit bei Planetenaufnahmen nicht schon die Auflösung in der Nachführachse? Das wäre nämlich dann praktisch das selbe Problem, dass ich aktuell mit dem DC Motor habe. Ich vermute, der erzeugt Vibrationen, die eine zyklische Oberschwingung auf das Teleskop übertragen, wodurch ich immer etwas Ausschuss bekomme und die mich bei Deepsky <2s festnageln. 2s brauche ich aber, da ich sonst Zeit beim Livestacking verliere, weil der Rechner nicht hinterher kommt. Das sieht man auch visuell, auch wenn es da nicht so extrem stört. Man hat im Vergleich zum "Schubsen" immer den Eindruck, die Nachführung läuft irgendwie "rau".

also im TMC Datasheet steht etwas über geringere oder gar keine Vibrationen.
Es gibt auch 2 verschiedene Modi: spreadcycle und stealthChop
Kann man zumindestens beim TMC2130 auch durch die CF Pins wählen.

Der TMC2130 ist wohl auch nochmal besser wie der TMC2108. Bei den Preisen würde ich es mit dem auch mal probieren.
Der ist auf alle Fälle auch pin-kompatibel zu den anderen.
Man kann übrigens alles auch über das SPI Interface einstellen, auch beim TMC2108/09.
Da gibt es auch eine entsprechende Arduino Library, die das nutzt. Mir war das aber bisher zu kompliziert . Ich benutze die einfachen 2 CF-Pins.

Habe gerade auf Amazon geschaut. Die Treiber sind ja ganz schön teuer geworden.
Muss mich mal mit einigen eindecken, wenn sie wieder billiger sind.

Meine Martini Plattform habe ich mit 20-30Steps/s angetrieben. Das hat gut funktioniert.
Aber einen kritischen Test mit optimierten Fotos habe ich nicht gemacht.
Die Sterne waren nicht elongiert aber aufgebläht. Lag aber wahrscheinlich am schlechten Seeing.

Oder doch lieber ein 50:1 oder sogar 100:1 Getriebe? Das wären dann aber ca 100 bzw. 200 Steps/s. Kriegen das Arduino und Treiber noch locker hin oder verliert der Antrieb dann schon Geschwindigkeit? Der Antrieb sollte nach oben halt schon noch so Faktor 2 Geschwindigkeitsreserve haben, um RA Drift wieder einzufangen.

also bei mir war die Speed Grenze mit der AccelStepper Library so bei 600Steps/s, TMC2108/2130.
Kann man aber eventuell noch optimieren. Ich benutze zB auch noch parallel die SerialCommand Library. Die schluckt bestimmt Leistung.

Gruß
Peter

 

[AstroPZ]

Habt für die Motoren eigentlich ein Gehäuse gebaut oder können die mit der Feuchtigkeit umgehen?

ich habe kein Gehäuse gebaut.
Habe ich noch gar nicht darüber nachgedacht.
Ich denke bei mir ist es unnötig.
Ich bin bei uns am Haus direkt im Garten und das definitiv nur bei schönem Wetter.

Gruß
Peter