Template:RepRapPro Melzi Current Setting/de

Einstellen der Motorströme

Es existieren vier kleine Potentiometer auf der Melzi Platine. Mit diesen kann der Strom eingestellt werden, welchen die Schrittmotortreiber an die Motoren schicken.

Es ist sehr wichtig, daß diese korrekt eingestellt sind, da die Melzi Platine dafür entworfen wurde, auch größere Motoren ansteuern zu können als die meisten RepRap's verwenden (ermöglicht Erweiterungen und Upgrades). Das bedeutet, daß diese unter Umständen zu hoch eingestellt sind. Das zerstört die Schrittmotoren und u.U. auch die Melzi Platine.

Der Schleifer an jedem Poti erzeugt eine Gleichspannung, welche an den Chip geleitet wird. Je höher die Spannung, umso größer der Strom, welcher der Treiber an den Motor schickt.

Diese Spannung sollte 0,4 Volt betragen und dieser Abschnitt erklärt Ihnen wie das einzustellen ist.

Stellen Sie sicher, daß Sie auf einer elektrisch nicht leitenden Unterlage arbeiten und nichts, was elektrischen Strom leiten kann, in die Nähe der Melzi Platine kommt.

Setzen Sie zuerst den Jumper (roter Pfeil) auf die beiden Pins, die Ihnen in dem Bild am nächsten sind. Dies sorgt dafür, daß die Melzi Platine die Versorgungsspannung für die gesamte Logik vom USB Port bezieht.

Schalten Sie Ihr Multimeter auf Gleichspannungsmessung und verbinden Sie die negative (normalerweise schwarze) Prüfspitze mit der Schraubverbindung für die negative Spannungsversorgung / Masse an der Melzi Platine. Schrauben Sie diese sicher fest aber überdrehen Sie die Schraube nicht.

Schließen Sie Ihr Melzi über das USB Kabel an Ihren PC an. Die LED des Melzi sollte leuchten.

Setzen Sie die andere Prüfspitze (+ Spannung) and die einzelne Lötstelle an der linken Seite von jedem Poti. Achten Sie auf das sorgfältigste darauf, keine elektrische Verbindung zu irgendwelchen anderen Komponenten auf der Platine herzustellen. U.U müssen Sie die Prüfspitze fest aufdrücken, da das Lot auf der Platine mit einer isolierenden Schicht überzogen ist, bevor Sie eine Spannung am Multimeter ablesen können.

Verwenden Sie einen kleinen Schraubendreher um das Poti zu drehen, bis das Meßgerät 0,4 Volt anzeigt. Das muß nicht auf's zehntel Volt genau sein. Eine Einstellung zwischen 0,39 und 0,41 ist ausreichend.

Machen Sie das bei allen 4 Potis.

Die Großzahl an Potis erhöhen die Spannung, wenn man diese im Uhrzeigersinn dreht. Aber es gibt auch welche, die es anders herum machen. Notieren Sie sich, in welcher Richtung das in Ihrem Fall geht. Sie benötigen diese Information evtl. später noch.

Wenn Sie fertig sind, trennen Sie die USB Verbindung und entfernen die angeschraubte Prüfspitze. Jumper?

Technischer Hinweis, wie die Ströme reguliert werden

Sie müssen das nicht wissen, es ist aber interessant...

Die Schrittmotoren werden mit 12V (Mendel) bzw. 19V (Huxley) angetrieben. Wenn Sie den Widerstand einer Motorwicklung messen, werden Sie feststellen, daß diese ca. 3 Ohm hat. Das bedeutet einen Strom von 4A wenn Sie diese sagen wir mit 12V betreiben, was viel zu viel ist. Wir benötigen 1 A.

Der Treiberchip könnte die 12V auf 3V herunterregeln um den korrekten Strom von 1A zu erreichen. Aber dann müssten ihm 9V * 1A * 2 Wicklungen = 18 Watt abfallen. Das ist Lötolbenleistung und der Chip würde braten.

Also was der Chip hingegen tutu ist Pulsbreiten Modulation (orginal pulse-width-modulation) (PWM): Er sendet einen ultrakurzen Impuls an den Motor und variiert das Puls Pausenverhältnis um einen durchschnittlichen Strom von 1A zu geben. Die MOSFET's in dem Chip sind dann immer entweder voll gesperrt (Hohe Spannung aber Null Strom), so daß es keinen Spannungsabfall gibt oder voll offen (hoher Strom, aber sehr geringe Spannung, dadurch nur sehr geringer Spannungsabfall). Dadurch erreicht der Chip eine nur kleine Erwärmung. Wenn Ihr RepRap am drucken ist, liegt diese ca. 10^oC über Umgebungstemperatur.

Die Chips können noch weitere clevere Dinge mit der PWM anstellen. Sie laden die Wicklungen mit glatt veriierenden Proportionen. Sie tun dies um Ihnen Mikroschritte geben zu können. Die Motoren haben normalerweise eine Auflösung von 200 Schritten pro Umdrehung. Die Chips können aber dafür sorgen, daß zwei Wicklungen teilweise zwischen den Ankerplatten hängen um so die Position der Drehung in einer wesentlich feineren Auflösung als 1/200 pro Umdrehung stoppen zu können. Dies ermöglicht sowohl eine wesentlich feinere Auflösung als auch eine wesentlich ruhigere Bewegung.

Sie werden sich fragen, weshalb nicht Motoren mit einem größeren Innenwiderstand verwenden um all diese lustige Beinarbeit der Chips zu sparen? Die Chips können den Momentanstromverbrauch des Motors messen und auch den back EMF, welchen diese bei ihrer Bewegung erzeugen. (Unter back EMF versteht man das "zurückschlagen" des Stromes in einem Kabel, das entsteht, wenn ein durch den Strom aufgebautes Magnetfeld zusammenbricht) Die Motoren mit einem geringen Innenwiderstand zu betreibe, spart eine Menge an Treiberstrom und ermöglicht den Treiberchips außerdem durch clevere Maßnahmen die Verzögerungen die durch die Motorinduktion enstehen zu umgehen. Wenn Sie mit einem Oszilloskop die Ströme beobachten, welche der Treiber über die Kabel an den Motor schickt, werden Sie sehen, daß das ein ziemlich komplizierter Vorgang ist.

Diese Komplexität bedeutet, daß man den realen Stromverbrauch des Motors nicht mit einem simplen Messgerät wie dem Multimeter messen kann. Aber man kann recht einfach die Kontrollspannung einstellen, welche dem Chip zugeührt wird, damit dieser den durchschnittlichen Strom regelt. Das ist es, was Sie eben getan haben.

Wie im Verlauf dieser Anleitung schon angedeutet, ist es sehr wichtig, die Stromversorgung abzuschalten, wevor irgendwelche Änderungen an elektrischen Komponenten vorgenommen werden. Dies ist besonders wichtig durch die oben beschriebene Art und Weise wie die Schrittmotoren angesteuert werden. Wie Sie sich nun vorstellen können, wenn Sie ein Schrittmotor Kabel abtrennen während der Motor in Betrieb ist, stellt der Treiber fest, daß der Strom auf 0 fällt. Dem versucht er zu begegnen indem er den Strom hochregelt. Es ist unmöglich einen mehradrigen Stecker so abzutrennen daß alle Kontakte exakt gleichzeitig unterbrochen werden. Durch sog. Während die Kontakte aneinander schleifen, schließt und trennt sich die elektrische Verbindung mehrfach kurzzeitig. Wenn eine Unterbrechung kommt, versucht er den Strom bis auf Vollast hochzuregeln. Schließt sich der Kontakt dann wieder, bekommt der Motor die volle Kanne. Das würde dazu führen das beide ein kurzes Peng! von sich geben und dann nie wieder mit Ihnen reden...