F2000: Motor "zuckt" nur noch :(

[mcleinn]

Hallo liebe Community,

Nachdem ich nun mein neues Zahnrad eingesetzt habe, "zuckt" der Motor nur noch. Das hatte ich vorher noch nicht - und es scheint auch nicht am Zahnrad zu liegen, denn das Problem tritt auch ohne auf. Und das Zahnrad dreht sich eingebaut auch gut. Habe ich etwas beim Aus- und Zusammenbauen falsch befestigt? Oder den Motor beschädigt?

VID_20190118_222821.mp4

Grüße

[ISBRAND]

Hmmmmm das kann ich so nicht erkennen, vom aussehen könnte es jetzt aber ein Drucktreiberproblem sein und das wäre nicht gut. Als ich F 2000 zerlegt hatte, kannte ich so etwas nicht, aber das ist auch schon wieder viele Jahre her. Ich kann nur hoffen das es Wackelkontakt, kalte Lötstelle oder so etwas ist oder zu fest angezogen oder nicht richtige Position erwischt.... :-(

[ProgBernie]

Ist das ein Schrittmotor? Dann dürfte eine Leitung nicht angesteuert werden, das Ding hat dann entweder 8/6 oder 4 Leitungen zum Motor. Motorleitungen mal absteckern/löten und die Wicklungen durchmessen. Bei 4 Leitungen sind es 2 gleiche Wicklungen, bei 6 Leitungen sind es 4 gleiche Wicklungen von denen je 2 mit einem Pol zusammengeschaltet sind, bei 8 Leitungen sind es 4 Wicklungen. Widerstände müssen gleich sein. Dann die Zuleitungen/Steckverbindungen durchklingeln. Ggf. die Treiberstufen kontrollieren, ich weiß aber nicht wie RFT die aufgebaut hat. Bei 4 Leitungen sind es 2 Halbbrücken, die wohl jeweils mit einem Päärchen NPN/PNP gebildet werden, bei 6 oder 8 sind es vermutlich nur 4 NPN-Treiber. Ggf. mal mit einem Oszi die Signale ansehen.

[mcleinn]

Das Ding hat 4 Leitungen zum Motor, wobei jeweils zwei über einen ca 10 Ohm-Widerstand im Motor verbunden sind.

Im Servicehandbuch stehen 6 Adern (Position 9), aber die beiden mittleren sind bei mir an der Platine nicht angeschlossen (der Motor hat eben nur 4 Anschlüsse)

belegung.png

Was sollte ich denn am Oszilloskop sehen?

[ProgBernie]

Hast Du bereits alle Verbindungen und die Motorwicklungen geprüft?

4 Leitungen bedeutet bipolarer Schrittmotor. Der Stromfluß durch den Schrittmotor ist im Vollschrittbetrieb immer abwechselnd in den Wicklungen. Am einfachsten ist das in der ersten Animation in
http://www.dieelektronikerseite.de/Lect ... chritt.htm
gezeigt. Mit dem Scope kannst Du die Ansteuerung jeder einzelnen Wicklung (Rechtecksignal mit wechselnder Polarität) und der beiden Wicklungen darstellen, dabei ergibt sind ein überlappendes Rechtecksignal in beiden Wicklungen.
Das Problem ist daß das nur im Schrittbetrieb auftritt, also ggf. nur kurz, weil der Motor ja nicht stundenlang dreht.
In Deinem Diagramm ist die Baugruppe "Motorendstufe" eingezeichnet, davon wäre natürlich ein Schaltbild interessant.

Im Zweifel kann die Ansteuerung weitaus komplizierter sein (Chopperbetrieb zur Motorstromsteuerung, Mikroschrittbetrieb), das Prinzip bleibt aber gleich.

[mcleinn]

Hallo Bernd!

Das mit dem "Durchprüfen" sagt sich so einfach, ich bin als Softwaremensch noch nicht so fit in Hardware,
um zu wissen, was ich genau prüfen muss, versuche mich langsam vorzutasten.

Ich habe jetzt den Stepper direkt an einen L298N-Controller angehängt (2 H-Brücken), der von einem
Arduino gesteuert wird. Damit kann ich den Druckkopf vollständig per Terminalbefehl nach links und
rechts bewegen. Ein mechanisches Problem ist also ausgeschlossen - der 3D-Druck des Zahnrades hat
sich gelohnt!

IMG_20190121_004040.jpg

Video:

VID_20190121_004219.mp4

Zunächst war eines der vier Stepperkabel nicht richtig an meinem Controller angeschlossen - dann
zuckte das Rad hin- und her. Also ungefähr so, wie es der Stepper tut, wenn er am F2000 hängt.
Vielleicht sitzt an der F2000-Motorendstufe bzw. der Verbindung zum Stepper einfach ein Kontakt locker?

Ich werde jetzt mal mit dem Oszilloskop nachsehen, was da passiert. Einmal mit dem angeschlossenen
L298N, einmal mit angeschlossener F2000-Endstufe. Das sollte mich weiterbringen.

Ich habe noch ein paar Ausschnitte aus der Doku angehängt, die die Motorsteuerung betreffen. Ein
richtiger Schaltplan ist jedoch leider nicht im Servicehandbuch.

Grüße! Tobias

[mcleinn]

Ich habe jetzt drei Messungen vorgenommen:

1) zwischen + und - von Windung A
2) zwischen + und - von Windung B
3) zwischen + von Windung A und Windung B

Dazu habe ich das Oszilloskop auf Differenzrechnung umgeschaltet (wurde empfohlen, da wir hier ja
keine direkte Erdung vornehmen wollen). Dh. Kanal 2 invertiert, und dann Kanal 1 plus Kanal summiert,
die Masse-Sonden abgenommen.

Das sieht dann ungefähr so aus (nur die violette Linie ist relevant - also die Differenz zwischen
den Messpunkten. Ich habe noch nicht herausgefunden, wie ich die Kanäle selbst ausblenden kann)

Messung 1) Windung A

IMG_20190121_023411.jpg

Messung 2) Windung B

IMG_20190121_023809.jpg

Messung 3) Zwischen den Windungen

IMG_20190121_024340.jpg

Während allen drei Messungen zuckte der Motor hin- und her, statt sich zu bewegen, wie er es tat,
als ich den Arduino-Controller anschloss (oben)

Eigentlich scheinen Bild 1 und 2 ja zusammenzupassen?
Kann jemand daraus noch etwas schließen? Wo sollte ich als nächstes messen?
Eigentlich müsste man ja aus Bild 3 erkennen, dass die Phasen nicht passen, um den Stepper zu bewegen?
Oder sollte ich da andere Messpunkte wählen? Eingangssignal des Motortreibers? Kondensatoren des Motortreibers?

Besitzt vielleicht jemand einen genauen Schaltplan des F2000, der über das hinausgeht, was im Servicehandbuch zu finden ist? (s.o.)

Danke

[mcleinn]

Wir haben heute weiter gemessen. An der Motorendstufe kommen tatsächlich widersprüchliche Signale raus. Außerdem gibt es ein mysteriöses 2Hz-Signal, das die Endstufe über eine Leitung erhält, die laut Servicehandbuch eigentlich "frei" sein sollte - und ohne dieses Signal gibt der Motor keinen Mucks von sich. Fehler, oder ist das Servicehandbuch für eine andere Version des Gerätes? Ich hänge ein paar Fotos an, die bei ähnlichen Problemen helfen könnten.

[mcleinn]

Operation am offenen F2000

IMG_20190202_213411.jpg

IMG_20190202_212813.jpg

Nach dem Messen der Signale, die vom F2000 an die Druckerendstufe gehen, habe ich die Druckereinheit komplett herausgenommen, und per Arduino die Signale, die von der Hauptplatine kommen, zu 100% reproduziert. Der Fehler - das zuckende Zahnrad - tritt auch in diesem Zustand auf (eine Motorspannung von 12V statt 36V genügt)

Als nächstes werde ich vom PC den Arduino dazu zu bewegen, andere Eingabesignale an die Druckeinheit zu senden, um zu sehen, ob der Fehler dann verschwindet. Lässt sich das Problem so beheben, so wären die Eingabesignale das Problem, d.h. ein Fehler auf der Hauptplatine - oder der Fehler bleibt, ungeachtet der Eingabesignale - dann wäre definitiv die Endstufe defekt.

Siehe Video (insbesondere im Vergleich zum Video aus dem ersten Post oben):

VID_20190202_212629.mp4

(Den erfahrenen Fachmann langweilt die Beschreibung meiner Fehlersuche sicher, aber vielleicht dient das mal als Anregung zur Fehlersuche für Fans ohne große Elektronikkenntnisse)

[mcleinn]

... und er bewegt sich doch. Ein 2 Hz-Signal auf einer laut Servicehandbuch "freien" Leitung (B4, X081/S08) stört die Motorendstufe.
Schalte ich dieses Signal auf konstant HIGH, lässt sich die Druckereinheit vom Arduino fernsteuern:

VID_20190202_232109.mp4

Mit Tasten 1 bis 3 lässt sich die Motorstärke regeln, das Netzteil zeigt dann je nach Stufe im Ruhezustand 0.10A, 0.13A bzw. 0.17A bei 12V an.
Laut Servicehandbuch sind die Leistungsstufen im regulären Betrieb 380mA, 500mA und 600mA

Testprogramm für die Motorendstufe:

Code: Alles auswählen

#include <Stepper.h>

const int stepsPerRevolution = 20;  

// initialize the stepper library on pins 2 through 5:
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 2, 3, 4, 5);

// PWM output
unsigned long currentm;
unsigned long previousm;
unsigned long elapsedm;
unsigned long Period = 496; // overall period
// pick the high time, calculate the low time from what's left
unsigned long highPeriod = 200; // microseconds, x 2 = 10mS = 100 Hz
// probably best if times are increments of 4uS to match up with micros()
unsigned long lowPeriod; // microseconds,  set to = Period - highPeriod in setup()

byte highTime;
int pulseMode = 1;

void setup() {
  // set the speed at 60 rpm:
  myStepper.setSpeed(60);
  
  // initialize the serial port:
  Serial.begin(115200);
  
  pinMode(10, OUTPUT);
  pinMode(11, OUTPUT);
  pinMode(22, OUTPUT);
  
  digitalWrite(10, LOW);
  digitalWrite(11, LOW);
  digitalWrite(22, HIGH);

  // test signal on B4
  currentm = millis();
  previousm = currentm;
  lowPeriod = Period - highPeriod;
}

void loop() {
  if (pulseMode == 1) {
    // send 2Hz to B4
    currentm = millis();
    elapsedm = currentm - previousm;
    if (highTime == 1 && elapsedm >= highPeriod) {
      digitalWrite(22, LOW);
      previousm = previousm + highPeriod;
      highTime = 0;
    } else if (highTime == 0 && elapsedm >= lowPeriod) {
      digitalWrite(22, HIGH);
      previousm = previousm + lowPeriod;
      highTime = 1;
    }
  }

  if (Serial.available() > 0) 
  {
    char incomingByte = Serial.read(); // read the incoming byte:
    Serial.print("\nI received: ");
    Serial.println(incomingByte);
    clearCRLF();
    switch (incomingByte) {
      case 'q':   
          // step one revolution  in one direction:
          Serial.println("clockwise");
          myStepper.step(stepsPerRevolution);
        break;
      case 'w':
          // step one revolution in the other direction:
          Serial.println("counterclockwise");
          myStepper.step(-stepsPerRevolution);
        break;
      case '1':
          digitalWrite(10, LOW);
          digitalWrite(11, LOW);
        break; 
      case '2':
          digitalWrite(10, HIGH);
          digitalWrite(11, LOW);
        break; 
      case '3':
          digitalWrite(10, HIGH);
          digitalWrite(11, HIGH);
        break;    
      case 'b':
          digitalWrite(22, LOW);
          pulseMode = 0;
         break;
      case 'n':  
          pulseMode = 1;
          currentm = millis();
          previousm = currentm;
          lowPeriod = Period - highPeriod;
         break;
      case 'm':
          digitalWrite(22, HIGH);
          pulseMode = 2;
        break;       
        
    }
  }
}

void clearCRLF() {
  char ch;
  delay(10);
  if (Serial.available() >0 )
  {
    ch=Serial.peek();
    if ((ch == '\n') || (ch == '\r')) {
      Serial.flush();
      Serial.read();
      clearCRLF();
    }
  }
}

Signal	X081/S08	Arduino	Bedeutung
SMK1	A5	2	Wicklung 1+ (Eingang)
/SMK1	B2	3	Wicklung 1- (Eingang)
SMK2	B11	4	Wicklung 2+ (Eingang)
/SMK2	B3	5	Wicklung 2- (Eingang)
SMK3	A12	10	Leistungsstufe A
SMK4	A8	11	Leistungsstufe B
"frei"	B4	22	nicht belegt/Störung
+5V	A1 (A2...A4)	Arduino VIn
GND	A9 (A10,B8,B10)	Arduino GND

36PLS -> 12V, Labornetzteil
LGND -> GND, Labornetzteil

Zurück und Vor: q / w
Leistungsstufe des Motors: 1, 2, 3 (siehe Servicehandbuch)
Pin B4: b = konstant LOW, n = Puls 2Hz, m = konstant HIGH