Schrittschaltmotoren (Schrittmotoren), stepper motors im Modellbau

  • Schrittschaltmotoren (Schrittmotoren), stepper motors im Modellbau


    Als ich meine ersten größeren Personendampfer und Schlachtschiffe gebaut habe hatte ich immer Sorge, daß sie mir bei Wenden zu sehr nach außen krängten. Gern hätte ich Schrittschaltmotoren, heute nur noch Schrittmotoren oder stepper motors genannt, zur Stabilisierung verwendet. Zu der Zeit waren aber andere Stabilisierungsmaßnahmen bequemer (preislich günstiger) zu verwirklichen.


    Als ich jetzt gelesen habe, anderorts, hier im Forum wird eine stabilisierte Plattform verwirklicht, erinnerte ich mich wieder an mein Krängungsproblem. Ohne viel Aufwand fand ich Komplettangebote um mit einfachen Mittel, d. h ohne Mikroprozessoren direkt vom FS-Sender Schrittmotoren zu steuern.


    Für den Betrieb eines Schrittmotors werden neben der Gleichstromversorgung, ein Steuergerät und eine Motorstromverstärkung benötigt. Ich habe ein sogenanntes Stepper Motor Driver Controller Board, Speed Adjustable, with Remote Control” gefunden. D. h. ich habe ein System, das ich sogar über eine mitgelieferte Fernbedienung steuern kann. Das gesamte Übungsgerät ist für einen Preis: etwa 8,00 EUR, Versand: ggf. gratis, Standort: China, bei verschiedenen Händlern im Netz erhältlich.


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    Bild, Stepper Motor Driver Controller Board, speed adjustable.


    Auf einer Platine sind sämtliche notwendigen Bauteile zum Betrieb eines Steppermotors untergebracht. Oben auf dem Bild ist zunächst der Stromversorgungseingang, 5 VDC, max. 500 mA, sichtbar. Der zweite Stecker dient dem Anschluß des Steppermotors. Das Display zeigt die eingestellte Geschwindigkeit an. Das dunkle Quadrat, etwa mittig, ist die Empfangsdiode der separaten Fernbedienung. Mit den beiden übereinander stehenden Tastern wird die Motorgeschwindigkeit hoch- und zurückgeschaltet. Die beiden seitlichen Taster dienen der Drehrichtungswahl des Motors. Die Fernbedienung konnte ich noch nicht nutzen, mir fehlt im Augenblick die passende Batterie (1,5 V).


    Wer kann, könnte an den Tasterausgängen TTL-Signale seiner Modellfernbedienung einspeisen und auf diese Weise, ohne Microcontroller, die Platine steuern.


    Sollte für die gewählte Aufgabe ein Motor mit 2 Watt Leistung zu gering sein (5 V x 400 mA plus 100 mA Eigenbedarf, LED etc.) hat man die Möglichkeit am Motorausgang, über Optokoppler, einen Verstärker anzuschließen. Eine Umgebung von 5 V bis 48 V, bei hohen Strömen, ist vorstellbar.


    Selbstverständlich kann ein Schrittmotor auch jeden anderen Modellbaumotor ersetzen. Der Schrittmotor hat jedoch zwei einzigartige Vorteile, er überschießt nicht. D.h. der Schrittmotor fährt seine Endposition sehr präzise an und oszilliert nicht. Die Endposition wird festgehalten. Sie kann nur mit größerer Kraft überwunden werden. Dieses sind u. a. die Gründe weshalb z. B. Bürodrucker, Portalfräsen und 3D-Drucker mit Schrittmotoren positioniert werden.

  • Wenn du einen Linearmotor nimmst wird die Regelung wohl um einiges schneller sein.

    Bei einem Kranschiff reicht der Schrittmotor aus.

    Bei der Bismark hat man das im Original mit Wasser gemacht was aber auch nicht so gut funktionierte. Heute haben die Modernen Schiffe kleine Flossen die das ausgleichen.

    Kleine Schrittmotoren habe ich z.b für Radar verwendet.

  • Hallo Wolf,


    wo siehst du denn den Vorteil dabei, einen gesonderten Schrittmotor mit der gezeigten Ansteuerung ggü. einem normalen Servo mit Mischer (zB. Ruder) einzusetzen? Vielleicht habe ich es aber bisher nur nicht verstanden...


    Persönlich würde ich für solch eine Aufgabenstellung eher auf einen Arduino inkl. Gyro setzen, kostet auch nicht wirklich viel mehr. Damit könnte neben der Ruderstellung auch die Geschwindigkeit des Schiffes mit einbezogen werden und es gibt eine direkte Rückmeldung des Gyro zur eigentlichen Lage des Schiffes. Es muss ja nicht gleich eine ausgefeilte Regelung programmiert werden, eine grobe Steuerung in Abhängigkeit der Lage und Geschwindigkeit sollte hier doch ausreichen. Da diese dann durch wenige Parameter nach Belieben variiert werden kann, besteht zusätzlich jede Menge Flexibilität.

    Von den Möglichkeiten, mittels Arduino weitere Funktionen zu realisieren, mal ganz abgesehen.


    Gruß Jürgen

  • Hallo Jürgen,


    wenn Du bitte noch einmal schaust, ich habe ein System vorgestellt und KEINE Nutzungsempfehlung abgegeben.


    Sehr wohl habe ich aus meinen zurückliegenden Erfahrungen einen Bezug zur Lagestabilisierung seinerzeit hergestellt, d. h. aber nicht, ich würde es heute genauso umsetzen. Durchaus mit Recht haben Kameraden hier im Forum zur Lagestabilisierung auf die gängigen Verfahren für Luftfahrzeuge hingewiesen.


    Lagestabilisierung mit einem Mikrokontroller für eine Achse ist für mich durchaus vorstellbar. Eine gimbale Steuerung für alle Achsen mit einem Mikrokontroller dürfte eine ernstzunehmende Herausforderung sein.

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