Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...

Unipolare Betriebsart: Bei dieser Betriebsart führen die vier dargestellten Spulen jeweils einzeln Strom. Rechts
der zeitliche Verlauf der 4 Spulenströme.
Treiberendstufen (schematisiert) für bipolaren (links) und unipolaren Betrieb (rechts) von Schrittmotoren. S1. . .
S4 sind die Steuereingänge. Quelle: Elektronische Messdatenverarbeitung, Klaus Betzler, Universität Osnabrück
Rechnersteuerung: Für die Ansteuerung von Schrittmotoren durch den Rechner bieten
sich vier Varianten an: Intelligente Steuergeräte erhalten vom Rechner eine Zielvorgabe (n
Schritte vorwärts) und erledigen das dazu notwendige selbständig. Einfache Steuergeräte
erwarten vom Rechner Takt- und Richtungs-Impulse (meist TTLkompatibel) und generieren
nur die zugehörige Spulenstromabfolge. Jeder einzelne Motorschritt muss vom Rechner
veranlasst werden. Treiberstufen mit Darlington-Transistoren (als ICs mit 8fach Treibern
erhältlich) lassen sich über eine Parallel-Ein/Ausgabe-Karte oder über den Druckerausgang
des Rechners ansteuern. In diesem Fall muss das Steuerprogramm die Abfolge der Ströme
für die einzelnen Spulen (Abbildung 25) als Binärwerte erzeugen und sich den jeweiligen
Status merken. D/A-Wandler mit Stromverstärkern können verwendet werden, um einen
rechnergesteuerten Mikroschrittbetrieb zu realisieren.
Geschwindigkeit: Wichtig ist es, die spezifizierte Start-Stop-Geschwindigkeit
(bauartabhängig zwischen etwa 100 und 1000 Hz) nicht zu überschreiten, da nur dann eine
schrittgenaue Positionierung gewährleistet ist. Wenn größere Wege zurückzulegen sind,
kann – falls nötig – die Geschwindigkeit in einer definierten Beschleunigungsphase (mit
einer dazu korrespondierenden Bremsphase) bei fast allen Motoren auf das fünf- bis
zehnfache erhöht werden.
Stromabsenkung: Bei Voll- und Halbschrittbetrieb ist es sinnvoll, im Ruhezustand den
Spulenstrom auf einen niedrigeren Haltestrom abzusenken, die meisten Steuerungen
sehen einen solchen Betrieb vor (zusätzliche Steuerleitung). Dies führt zu einer deutlich
geringeren thermischen Belastung des Motors und vor allem auch der Umgebung.
Servos
Vor allem für Anwendungen in der Fernsteuerung (Modellbau, mechanisches Spielzeug,
Robotik) wurden kompakte Stellmotoren entwickelt, die mit einigermaßen standardisierten
Signalen angesteuert werden können. Diese sogenannten Servos können auch in
Experimenten überall dort eingesetzt werden, wo einfache Verstellaufgaben automatisiert
werden sollen (Blenden, Shutter, Klappspiegel). Servos bestehen aus kleinen
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