BBC Micro:bit Bastelei # 04 - Motoren Motoren

Die Nummer 4 meiner BBC Micro:bit Basteleien ist nun bei Youtube Online. Das Video zeigt 2 Beispiele, wie man mit dem Micro:bit einen Motor steuern kann.

Im ersten Beispiel wird ein Schritt- (Stepper) Motor mit einem Zufallsgenerator gesteuert und im 2. Beispiel baue ich mir einen kleinen Ventilator mit einem DC Motor, der über Tastendruck ein- und ausgeschaltet wird.

Ich habe dazu eine Aufbau nach folgende, Schema gemacht.

Ein Breakout Board war notwendig, um eine saubere Schaltung zu bauen. Das wichtigste war der Treiberbaustein für den Steppermotor mit einem ULN 2003A und natürlich der Stepper Motor 28BYJ-48. Ein 6V Batterieblock hat dann die Schaltung mit Strom versorgt.

Das Programm mit dem Zufallsgenerator stammt von Jonathan Davies. Zum besseren Verständnis habe ich die Kommentare ins deutsche übersetzt und stelle den Code hier zur Verfügung.

Im 2. Beispiel betreibe ich einen kleinen DC Motor mit dem BBC Micro:bit. Da passiert aber nicht viel. Auf Tastendruck kann der Motor gestartet und gestoppt werden. Das schaut man sich am besten im Video an.

Dann habe ich mit dem Ender 3Pro noch ein paar Halterungen für die Motore gedruckt. Und das ganze ohne Support. Sonst gibt es dabei nichts besonderes zu beachten, da kann ich auch auf die nähere Beschreibung verzichten.

Und alles weitere gibt es dann wieder in dem Video:

Affiliate Links zu den Bauteilen:  Amazon Deutschland: https://amzn.to/2ADxLUe BBC Micro:bit: https://amzn.to/2BfhO6o Stepper Motor: https://amzn.to/37vvGpg (5x) DC Motor klein: https://amzn.to/30JViNZ (10x) Banggood: (China): https://www.banggood.com/custlink/mmvYhH7mmN BBC Micro:bit: https://www.banggood.com/custlink/KGmGTOSETp Stepper Motor: https://www.banggood.com/custlink/v3GhYVTD3R (5x) DC Motor klein: https://www.banggood.com/custlink/mDvRRPfvGL (10x)

Ausgepackt & angepackt - PWM Signal Generator

XY-LPWM - so nennt sich das kleine Modul, dass ein PWM Rechtecksignal zwischen 1 Hz und 150kHz zur Verfügung stellt. 

Die Frequenz des Signals kann man leicht über 2 Drucktasten ändern (+/-). Auch der Tastgrad (mit Duty bezeichnet) ist auf die gleichen Weise regelbar. Die Versorgungsspannung, die auch gleichzeitig die Ausgangsspannung/Amplitude ist, kann zwischen 3.3 V und 30 Volt liegen. 

Das Gerätchen hat auch noch eine TTL Schnittstelle, die ich aber leider (noch) nicht ansprechen konnte. Und da werde ich wohl noch etwas daran arbeiten. 

Mit meinem kleinen DIY Oszillator DSO138 habe ich das Modul etwas angetestet und war zufrieden mit dem Rechtecksignal sowie der gelieferten Frequenz mit einer Genauigkeit von 1-2%.

Getestet habe ich auch eine Steuerung eines Servo-Motors. Mit Änderung des Taktgrades konnte ich den Servo gut ansprechen und den Servo-Arm bewegen.

Alles in allem war ich mit dem Bauteil zufrieden und es wird wohl bei mir noch öfters eingesetzt werden.

Und wer mich kennt, weiß, dass ich auch den 3D Druck hier einbringen will. Also wurde nach einem kleinen Gehäuse gesucht und auch bei Thingiverse gefunden. Das Design ist passgenau gearbeitet. Aber man hat leider keinen Zugang für die Serielle Schnittstelle freigelassen. Bei Tinkercad habe ich dann das Design etwas modifiziert und die Zugansöffnung etwas verbreitert. Nun kann ich auch die Pins der TTL Schnittstelle erreichen. Der Druck der Gehäuseteile war kein Problem, mit meinen schon bekannten Standardeinstellungen war er in kurzer Zeit erledigt.

Rechts die modifizierte Abdeckung

Erschrecken Sie beim Start des Videos nicht - ich habe das Modul mal an einen kleinen Lautsprecher anschlossen und es pfeift da ganz schön um die Ohren.

Ich würde mich freuen, wenn Sie sich das Video anschauen und eventuell auch einen kleinen Kommentar dazu da lassen. Und den Daumen hoch, wenn es Ihnen gefallen hat.

Summary: XY-LPWM a small PWM Generator - 1Hz to 1590kHz

Eierbot - Neuanfang mit dem Eggbot/Spherebot Teil 1 - Hardware

Eigenlich sollte der Eggbot/Spherebot schon an Ostern die Eier bemalen. Aber da kam vieles dazwischen und ich habe das Projekt ganz neu angefangen.

Also noch einmal von vorne. 

Die Vorlage zu dem Projekt kommt von Thingiverse. SphereBot - Full project. Wie ich dann die einzelnen Teile gedruckt habe, kann man im alten Artikel nachlesen. Das will ich uns hier ersparen. In vielen Kommentaren zu den Bauanleitungen im Internet wird oft das Fehlen einer Stückliste und genauere Angaben zu Größe und Abmessung bemängelt. Ich habe nun versucht, hier eine vollständige Liste der benötigten Bauteile mit weiteren Informationen zusammen zu stellen. 

Den Aufbau der Halterung kann man am besten im dazugehörigen Video verfolgen.

Aufbau der Motorhalterung:

Seitenhalterung 3D gedruckt 2x

Träger für Servo- und Stifthalterung 3D gedruckt 1x

M8 x 220 mm Gewindestange 3x

M8 Muttern 16x

M8 Unterlegscheiben 6x

M8 Federscheiben 10x 

Einbau der NEMA 17 Motoren:

NEMA 17 Motor 2x

M3 x 10 mm Schraube 4x

M3 x 12 mm Schraube 4 x

M3 Unterlegscheiben 8x

Einbau der Kugellagerhalterung:

Kugellagerhalterung 3D gedruckt 2x

Kugellager 608ZZ 2x

M3 x 25 mm Schrauben 4x

M3 Muttern 4x

M3 Unterlegscheiben 8x

Aufbau des Stifthalters und des Servo-Motors:

Stifthalter 3D gedruckt  3(4) Teile

M4x40 mm Schraube 2x

M4x20 mm Schraube 3x

M4x10 mm Schraube 1x

M4 Muttern  5x

M4 Sicherungsmutter 1x

M4 Unterlegscheiben 4x

Servo Motor SG90 1x

Montagematerial für Servo

Zugfeder 1x

Auf dem Bild fehlen 1x M3x10mm 

Schraube und eine M3 Mutter

Noch nicht eingebaut wurde die Feder und das Horn am Servo. Auch die Halterungen für die zu bemalenden Eier/Bälle wird erst nach dem Elekroniktest angebracht. 

Im 2. Teil werde ich dann die Elektronik zusammenbauen (löten), die Firmware installieren und die Software einrichten. 

Ich hoffe, dass diese 2. Folge nicht mehr so lange dauert - die Weihnachstskugeln warten. 

Summary: Construction of a drawing robot for eggs/balls

Ausgepackt und Angepackt - Roboterbausatz mit L298N Motorsteuerung

Vor ein paar Tagen habe ich meinen lang ersehnten Roboter-Bausatz von Banggood erhalten. Es handelt sich dabei um einen fahrbaren Roboter mit 2 Motorenantrieb, der mittels einem Ultraschallsensor Hindernissen ausweichen kann.

Der Bausatz ist hier auf der Banggood Seite zu finden:  DIY L298N 2WD Ultrasonic Smart Tracking Moteur Robot Car Kit For Arduino

Ungefähr 14 Tage hat es gedauert, bis das Päckchen bei mir ankam. Ich hätte aber auch die Möglichkeit gehabt, den gleichen Bausatz bei anderen Stellen zu bestellen, aber da lagen die Preise immer um ein paar Euro höher - und kamen auch aus China. Da kann ich dann auch auf die Banggood Sendung warten. Das dauert genau so lange und ich habe bisher ganz gute Erfahrungen mit der Firma gemacht.

Alle Bauteile des Roboterbausatzes

Viel will ich in dieser Einleitung nicht dazu schreiben, das wichtigste habe ich in dem Video dazu gezeigt.

Was ich aber sagen muss. Entgegen der Werbeaussage von Banggood ist dieser Bausatz nicht für den Anfänger gedacht. Es liegt keinerlei Information oder Baubeschreibung zu diesem Produkt vor und auch der Link auf die chinesische Datensammlung, den man nach einigem Suchen findet, hilft da nicht wesentlich weiter.

Aber durch die Menge der Bauteile und dem entsprechendem guten Preis- Leistungsverhältnis ist das Produkt doch noch empfehlenswert.

Ich werde dieses Projekt weiter ausbauen und dazu auch die entsprechenden Videos ins Netz stellen. Seien Sie gespannt und schauen Sie öfters mal nach, was es neues auf meinem Blog gibt.

Summary: I unpack a robot kit from Banggood with a L298N motor driver.

CTC Prusa I3 - Aufbau meines "Holzklasse" Druckers Teil 6 - Ordnung in der Verkabelung und Kalibrierung des Druck Betts

Eigentlich sollte hier schon der letzte Blogbeitrag zum Aufbau meines Prusa Clowns von CTC stehen.

Aber da hat mir der original Extruder einen Strich durch die Rechnung gemacht. Zwar lässt sich das Filament einführen, wird aber nur sehr schlecht weiter transportiert. Ich nehme an, der Druck des Zahnrades auf die Führungsrolle reicht nicht aus, um einen perfekten Transport des Filaments zu bewerkstelligen. Es gibt in diesem Extrudermodell auch keine Feder, die den Andruck regeln kann.

[Sollte bei meinen Lesern jemand sein, der da weiterhelfen kann, wäre ich sehr dankbar dafür.]

Ansonsten kommen viele Kabelbinder und auch ein Spiralschlauch zum Einsatz um den Drahtverhau vor der Steuerplatine zu bändigen.

Sicher hatte man es besser machen können, da aber der Drucker noch modifiziert wird, soll es bis dahin genügen.

Dann muss noch der Drucker eingestellt werden, d. h. die Höhe der X-Achse muss genau stimmen und das Druckbett muss kalibriert werden. Im Video ist das in einem Schnelldurchlauf zu sehen. Ich verweise aber auch auf meinen Blogbeitrag hier im Blog: Gemessen und für gut befunden

Gerne hätte ich noch den 1. Druck hier vorgestellt - aber da müssen wir uns noch etwas in Geduld üben.

Summary: Order in the wiring and calibration

CTC Prusa I3 - Aufbau meines "Holzklasse" Druckers Teil 3 - Motore der Z-Achse und Display

Es sind ja nur ein paar Teile, zwei Motoren und das Display, die ich nun einbauen wollte. Da waren wohl keine großen Probleme zu erwarten, aber es kam doch etwas anders.

Wie ich schon an anderer Stelle geschrieben habe, ist der CTC Drucker-Kit ein moduler Bausatz. Viele Teile sind schon vormontiert und eingerichtet. 

Die falsch montieren Stepper Motoren

So war es auch mit den 2 Motoren. Das sah erst mal alles gut aus, aber bei etwas Nachdenken  sah ich den Fehler. Die Motoren waren falsch in der Halterung montiert. 

Bei diesem Aufbau geht das Kabel für den Drucker nach hinten weg durch ein Loch im Rahnen auf die Steuerplatine. Das war hier nun nicht möglich, da der Kabelanschluss nach vorne zeigte. Also mussten die Motoren gedreht werden. Dazu wird erst einmal die Halterung abgenommen.

Und da ist mir noch etwas aufgefallen. In der Halterung ist eine Öffnung vorgesehen, in die die Z-Achse eingesteckt wird. Und was war? Die Achse passte nicht in die Öffnung, die war etwas zu eng. Ich habe dann ein wenig mit einer Holzfeile nachgearbeitet - nun passt die Z-Achse hinein. Das musste natürlich an beiden Halterungen gemacht werden.

Zur Information: Auch bei den oberen Halterungen die noch eingebaut werden müssen, ist die Öffnung zu eng. Da muss ich dann auch nacharbeiten.

Manchmal bin ich doch etwas ungeschickt und bei mir wollten die Muttern nicht in den vorgesehen Öffnungen bleiben. Da habe ich zu meinem alten Trick gegriffen, und eine Seite der Öffnung mit einem Stück Tesa verklebt. Das hält die Muttern fest und erleichtert die Arbeit. Im Video ist das noch einmal genauer gezeigt.

Oben: Display Rückseite mit Resettaster (Pfeil) - Unten: Display Vorderseite mit Dreh-/Drucktaster

Was bleibt? Das Display. Damit gab es nun gar keine Schwierigkeiten. Mit zwei M 3 Schrauben wird das ganze befestigt - und bricht hoffentlich nicht sofort wieder ab.

Die Bedienung des Display geschieht mit dem von mir bevorzugten Dreh-/Druckschalter. 

Wie das ganze dann beim Bauen aussah, zeigt meine Video. Viel Spaß damit - und den Kanal kann man auch abonnieren 

Summary: Small problems with the installation of the motors for the Z-axis and the display

Es geht immer noch besser - Einstellung der Z-Achse mit der Messuhr

10 cm Holzmess-Stab

Da ich (im Moment) nun mal eine Messuhr verwende, um den Drucktisch zu kalibrieren, lag es nahe, diese auch zur Einstellung der Z-Achse zu benutzen. Bisher hatte ich das immer mit einem 10 cm langen Rundholz gemacht.

Nun hatte aber der Designer der Uhrenhalterung (Jon Mackey) mir eine Idee nahe gebracht und ich habe diesen Vorschlag ausgearbeitet und auf meinem Geeetech I3 eingebunden.

Bei mir war aber nun der Messarm der Uhr etwas kurz, so musste ich eine andere Lösung finden.

Unterstützungsblöcke

Wozu hat man denn nun einen 3-D Drucker. Ich habe mir einen kleinen Block entworfen in der Größe 5 x 12 x 20 mm und habe den mit einem Superkleber auf der Motorenhalterung fixiert. 

Nun fahre ich den Drucker in die "Home" Position und stelle die Steppermotoren frei, damit ich diese auch von Hand bewegen kann.  Danach hänge ich links (oder rechts) meine Uhr ganz außen auf den X-Achsen fest. Dort stelle ich die Messuhr auf den Nullpunkt ein. Mit der Fixierschraube wird der Stellring festgestellt. 

Nun wird die Uhr auf die andere Seite ganz außen gehängt und mit vorsichtiger Drehung der Motorachse auf den Nullpunkt eingestellt. 

Wie das alles genau geht, das zeige ich in einem kurzen Video.

Bingo. Nun sollte die Höhe rechts und links die Gleiche sein und die X-Achse ist dann waagrecht ausgerichtet.

Nach dieser Einstellung kann man dann weiter die 4 Ecken kalibrieren. 

Summary: Calibration of the Z-axis height using the dial gauge.

Arduino kontrolliert einen Nema 17 Stepper Motor

Das Projekt des "Eier-Druckers" geht weiter und auf dem Labortisch habe ich einen Nema 17 Stepper Motor liegen. Dieser soll im Spherebot/Eggbot eingebaut und mit einem Arduino angesteuert werden.

Zum Test benutze ich ein Arduino Mega 2560, einen Nema 17 Steppermotor, den dazugehörigen Treiberbaustein A4988,  einen Elko mit 47µF und ein Netzteil, das mir 8-30 Volt liefert.

Ich habe den Versuch nach folgendem Bild aufgebaut:

Ein ganz kleines Problem gab es mit der Zuordnung der Anschlussdrähte am Motor. Da gibt es dann die Farben Blau, Grün, Rot und Schwarz und genau in dieser Reihenfolge (auf dem Bild von oben nach unten) wird der Motor mit dem A4988 verbunden. 

1: A4988 - 2:Arduino Mega 2560 - 3:bipolarer Stepper Motor Nema 17

Der Versuch zur Steuerung eines Stepper Motors basiert auf einer Beschreibung von Dejan Nedelkovsky und ist hier zu finden: How To Control a Stepper Motor with A4988 Driver and Arduino

Die Seite ist englischsprachig, aber dank der Bilder und des Youtube-Videos kann man den Versuch leicht nachbauen und ausprobieren. Ich habe auf dem Fritzing-Aufbauplan (oben), noch die Verbindung zwischen Reset und Sleep eingezeichnet. Die im Artikel vorgeschlagene Überprüfung der Strombegrenzung habe ich (noch) nicht gemacht.

Der Arduino Code ist auch auf der Webseite zu finden und kann dann dort leicht kopiert und in den Arduino übertagen werden. Das hat bei mir ohne Programmfehler funktioniert.

Damit sind nun die beiden Motoren ausgetestet und können in den Spharebot/Eggbot eingebaut werden. Das aber in einem anderen Artikel. Der Artikel mit dem ServoTest ist hier zu finden.

Und hier ein kleines Video mit dem Ergebnis des Versuchs:

Abstract: Control of a stepper motor with an Arduino