Schrittmotoren am Kreuztisch

[Sebastian Hess]

Liebes Forum,

mir ist ein motorisierter Kreuztisch für das Zeiss IM35 in die Hände gefallen. das Teil hat keine Herstellerbezeichnung und ist sicherlich ein paar Jahrzehnte alt.

Es sind offenbar zwei Schrittmotoren verbaut und es gibt zwei Anschlüsse, die dem folgenden Bild ähnlich (aber nicht identisch!) sind:



Die Anschlüsse haben sieben Pins.

1) Gibt es hier eine Konvention, wie diese Pins bei einem Schrittmotor belegt werden?

2) Kann ich heraufinden, wie die Pins belegt/am Motor "angelötet" sind?

3) Kann ich durch falsche Belegung von Kontakten den Motor beschädigen?


Ich freue mich auf hilfreiche Antworten und sende beste Grüße,

   Sebastian Hess

[Peter V.]

Hallo Sebastian,

der meines Wissens einzig bedeutende Hersteller solche Tische in Deutschland war und ist Märzhäuser. Vielleicht nimmst Du mal mit denen Kontakt auf? Evtl. kann Dir auch Zeiss weiterhelfen.
Ich frage mich übrigens schon lange Zeit, wieso praktisch alle motorisierten Tische, einzeln oder an Mikroskopen (auch bei Ebay) steuergerätetechnisch verwaist sind. Wo bleiben die ganzen Steuergeräte     Ehrlich gesagt, kann ich mich kaum erinnern, überhaupt mal einem Mikroskop mit motorisierten Tisch UND dazugehörigen Steuergerät angeboten gesehen zu haben...

Herzliche Grüße
Peter

[reblaus]

Hallo Sebastian -

Horst Wörmann sollte da Erfahrung haben. Falls er sich nicht selbst meldet, kontaktiere ihn halt mal.

Viele GRüße

Rolf

[the_playstation]

Hallo Sebastian.
Ich hoffe, Du findest irgendwo noch ein passendes Steuergerät. Wie Peter wundert es mich, wo all die passenden Steuergeräte geblieben sind. Wahrscheinlich separat gelagert. Und später wußte Niemand mehr, wofür das Gerät zu gebrauchen ist. Mein absoluter Favorit in Sachen Motorisierung ist das Lego-Roboter-Set mit 3x auf 1 Grad genauen Getriebe-Schrittmotoren mit Rückmeldung des Istwertes und passendem Microkontroller. Damit ist eine exakte, wiederholbare Positionierung möglich. Man muß die Servomotoren nur statt den Drehrädern verbauen. Leider nicht ganz billig.

Wenn Du kein Steuergerät findest, kommst Du um die Entwicklung einer Mikrocontrollerplatine oder zumindest einer Platine mit Schrittmotor-Treiber-ICs nicht herum.
Wenn Du keine Informationen findest, hilft nur Aufschrauben und nachschauen, wie Schrittmotoren und Inkrementgeber angeschlossen sind. Pro Achse mind. 4 (Motor) + 1 (Masse) + 2 (Inkrementgeber) + 2 Endanschlag = 9 Pins. Es ist auch die Frage, wieviel Wicklungen die Schrittmotoren haben? Z.B. 4 oder 6?

Ein ehrgeiziges Projekt!

Liebe Grüße Jorrit.

[Sebastian Hess]

Lieben Leute,

vielen Dank für die rasche Reaktion und die Einschätzungen.

Mein Plan war die Nutzung meines Arduinos zusammen mit dem Motor/Power-Shield, welches den Betrieb von zwei Schrittmotoren ermöglicht. Ich habe mich damit bereits auseinandergesetzt. Dabei war nur von vier Anschlüssen (die Spannungsanschlüsse von zwei Spulen) die Rede. Ich werde mich wohl nochmal damit beschäftigen müssen, da ich von Inkrementgeber und Endanschlag noch nichts gelesen habe. Sind diese vllt. bei manchem Motortypen nicht nötig/vorhanden? Könnte ich einen Motor, der einen Inkrementgeber hat auch nutzen, ohne diesen anzuschließen?

Beste Grüße!

     Sebastian

[the_playstation]

Hallo Sebastian.
Schrittmotoren benötigen keine Inkrementgeber, da die Schritte durch die Pulse vorgegeben sind. Ein Endschalter ist aber zwingend notwendig. Man kann Schrittmotoren durch z.B. Gleichstrommotoren + Inkrementgeber ersetzten.

Inkrementgeber und Endschalter gehören nicht zu Motoren. Sie werden in der Mechanik verbaut. Der Endschalter sorgt in der Regel erstens für eine Positionsbestimmung (Nullwert) und schützt außerdem die Mechanik, falls der Motor versucht z.B. den Kreuztisch weiter als bis zum Anschlag zu bewegen.
Sonst zerbröselt das Getriebe, Zahnstangen, ...

Ein einfacher Mikrocontroller + Schrittmotoren-Treiber sollten genügen.

Liebe Grüße Jorrit.

[Horst Wörmann]

Hallo Sebastian,

wenn Rolf mich schon erwähnt, will ich mich auch dazu äußern

1. Jorrit hat recht: ein ehrgeiziges Projekt.
2. Es sind wahrscheinlich keine Schrittmotoren verbaut, sondern DC-Servomotoren mit optischem Encoder und zwei Endlagenschaltern. Durchmessen bringt da nix.
3. Die Stecker sind übrigens handelsübliche DIN-Stecker.
4. Zeiss hat zur Ansteuerung ein Steuergerät MCU 28 gehabt, das Z-Motor, X,Y-Motoren des Tisches und einiges andere steuern konnte.
5. Ein Steuergerät MCU 28 habe ich noch (die meisten verschwinden im Elektroschrott ), aber:
6. Das Steuergerät zu haben nützt nichts. Dazu braucht man nämlich die entsprechende Software. Man kennt aber in der Regel den Befehlssatz nicht, muß also eine Axiovision-Dongle-Version mit Freischaltung der Tischfunktionen haben.  Damit kann man dann zwar sehr komfortabel den Z-Motor und den Tisch bedienen, aber: teuer bis überaus teuer.

Mögliche Lösungen:

1. Tisch aufschrauben und feststellen, welche Motoren und Encoder verbaut sind. Wenn man Glück hat, sind die von Faulhaber. Dann besteht die Chance, von Faulhaber ein passendes Steuergerät zu verwenden; das ist ein streichholzschachtelgroßes Teil mit USB- oder RS232-Anschluß. Davon braucht man zwei für x- und y-Richtung. Preis für beide zusammen in der Gegend von 400 EUR zzgl. Stromversorgung. Man braucht dann nur noch die Anschlüsse zu verlöten und ein Software-Paket zu schreiben. Das ist nicht ganz trivial, man muß die Motorsignale rausschicken und gleichzeitig die Encoder-Positionen lesen.
Bei meinem Z-Motor aus den Neunzigern war alles noch bei Faulhaber zu bekommen, techn. Daten und Encoder-Details.

Die MCU 28-Einheit ist ein riesengroßes, schweres Teil, die neuen Faulhaber-Steuerungen sind dagegen geradezu filigran.

2. Original-MCU 28 verwenden und die Software-Signale auf der RS232-Leitung auslesen und entschlüsseln, dann eigene Software basteln. Geht nur mit Axiovision-Dongle-Version, bringt also auch nichts. Habe ich versucht, aber aufgegeben und bin dann nach Abschnitt 1 vorgegangen. Funktioniert bestens.

3. Tisch wieder verkaufen.

Für weitere Informationen: gerne nachfragen.

Viele Grüße aus Bonn
Horst

[the_playstation]

Hallo Horst, hallo Sebastian.
Horst hat unter Punkt 1 den wahrscheinlich einzig sinnvollen Weg beschrieben. Aufschrauben und schauen, was verbaut worden ist.
Auch wenn Din-Stecker und Buchsen recht üblich sind. Diese Pin-Anordnung scheint mir eher selten zu sein. Ich würde daher auch gleich die Stecker bzw Buchsen gegen handelsübliche tauschen.

Je nachdem ob Schrittmotoren oder DC-Motoren + Inkrementgeber verbaut wurden, würde Ich eine möglichst simple Schaltung nutzen.
Z.B. Schrittmotorentreiber + ein USB-Paralell-Interface oder Operationsverstärker zur Ansteuerung der DC-Motoren.

Welche Elektronik (PC, Raspberry Pi, Arduino, Mikrocontroller, ... ) Du nutzt, hängt im hohen Maß davon ab, welche Hardware oder Betriebssystem Du am besten kennst und programmieren kannst. Das wird der kniffeligste Teil sein.

Da das Projekt aufwendiger ist, mußt Du mit einem erhöhten Zeitaufwand rechnen.
1.) Check der verbauten Komponenten
2.) Layout der Platine
3.) Programmierung der Hardware oder des PC-Steuerprogramms.

Beim Design der Platine sollte man eventuell bidirektionale Analog-Multiswitcher 4053, Leistungs-OPs, Mosfets, PWM, passende Schrittmotorentreiber, ... in Betracht ziehen. Ein Blick in Richtung 3D-Drucker kann auch nicht verkehrt sein, da ein 3D-Drucker (bei Schrittmotorentechnik) sehr ähnliche Anforderungen an das Motorinterface + Sensorelektronik hat. D.h. reicht eventuell eine Arduino-3D-Drucker-Platine aus. Allerdings mit einem veränderten Programm.

Ich drücke Dir schon mal die Daumen.

Ich persönlich halte das Projekt für zu aufwendig. (Kosten - Nutzen), wenn man den erforderlichen Zeitaufwand betrachtet. Ich tippe da auf mehrere Wochen Entwicklungsarbeit.
Bei der Legoversion sieht das anders aus. Durch die einfache Programmierung und die fertigen Servos + Sensoren wäre das Projekt in 1-2 Tagen realisierbar. Allerdings sähe das Ganze dann nicht so professionell aus.

Liebe Grüße Jorrit.

[Horst Wörmann]

Lieber Jorrit,

mit den Steckern möchte ich widersprechen - die gibt's beim Elektronikschuppen C.....d lagermäßig, ist besser das Gegenstück zu kaufen als die Löterei an den kleinen Pins im Gerät.

Außerdem bist Du in der Lage, einen Controller aus einem Stück Siegerländer Erz zu schnitzen, aber Du hast zu Recht auf den Zeitaufwand hingewiesen, den selbst ein Experte wie Du braucht. Sebastian aber ist Biologe und möchte sicherlich in erster Linie mikroskopieren und nicht löten und programmieren.
Lego-Version? Da kann man sich doch gleich einen neuen Tisch bauen...

Stimme hinsichtlich Deiner Einschätzung des Projektes voll zu - zu aufwendig. Hält viel zu lange vom Mikroskopieren ab und kostet Geld.

Viele Grüße
Horst

[the_playstation]

Hallo Horst.
Wow. Toll, daß C..... noch die ganzen Stecker hat. Zwar nicht billig aber trotzdem besser, als neue Stecker einzubauen.
Aus Siegerländer Erz kann Ich zwar keinen schnitzen, aber man könnte auch einen aus einem FPGA programmieren.
Z.B. einem Spartan 3 oder 6.

Liebe Grüße Jorrit.