Tuning Stepcraft 600

So. Ich habe beim Tuning meiner Stepcraft 600 nun einen Level erreicht, der es rechtfertigt, meine Ergebnisse auch mal mitzuteilen. Ich wollte natürlich erst einmal überprüfen, ob auch alles funktioniert, bevor ich meine Ideen hier veröffentliche.

Nun zu meinen Projekten:

1. Überarbeitung Frästisch

Eigendlich wollte ich das gar nicht erwähnen, da aber auf einigen Bildern Details zu sehen sind und mit Sicherheit Fragen aufkommen, hier doch noch ein paar Worte und Bilder:

Das war meine erste Amtshandlung nachdem ich beim ersten Aufspannen einer Probeplatte feststellen musste, das die Durchbiegung doch extrem ist. Es ist nicht meine schönste Arbeit, aber es erfüllt seinen Zweck wirklich gut. Die Löcher habe ich mit der Stepcraft gefräst und dann die Muttern von der Rückseite her eingesetzt. Zusätzlich habe ich den Tisch noch mit U-Profilen auf der Rückseite versteift. Mit den Proxxon Spannbratzen kann ich jetzt wunderbar alles festspannen ohne das sich der Tisch durchbiegt. Nachteil: Die Platte kann nur noch entnommen werden, wenn man die vordere Abdeckung komplett abnimmt.

Tja. Und kaum war das erledigt, stand mir auf einmal eine T-Nuten Platte kostenlos zur Verfügung. Da hätte ich mir den Aufwand auch sparen können. Da die Platte etwas schmal ist, benötige ich aber die Originalplatte weiterhin und kann nun zumindest die Nutenplatte gut befestigen. Im Moment mit Spannbratzen später dann aber direkt durch die Platte geschraubt.

2. Absaugung, Portalerhöhung

Nix besonderes. Dazu schreibe ich erst mal nix.

3. Austausch Schrittmotor

Jetzt wird's interessant. Aufgrund eines anderen Beitrages habe ich mich mal mit der Thematik "Stärkerer Motor an Original Elektronik" auseinander gesetzt.

- Wahl des Motors
Ich habe mich für diesen Motor mit 59Nmm und 2A Maximalstrom entschieden. Eingesetzt wird dieser an der Y-Achse.

- Die Elektronik
Hier werde ich etwas ausholen. Schrittmotoren haben einen bestimmten Strombedarf. Je höher die Kraft desto höher der Strombedarf. Beim alten Motor waren 1,2A angegeben, bei meinem neuen 2A. Der Treiberbaustein in der Elektronik liefert max 2,5A, also ausreichend. Allerdings sind folgende Dinge zu beachten:

Einstellung des Maximalstroms:
Der Maximalstrom muß begrenz werden. Dazu geht der Baustein wie folgt vor. Über einen Messwiderstand wird anhand des Spannungsabfalls der aktuelle Strom durch den Motor gemessen. Laut Datenblatt darf diese Spannung aber 0,5V nicht überschreiten. Daher (laut ohmschen Gesetz) R = 0,5V / 1,2A = 0,42 Ohm für den alten Motor und R = 0,25 Ohm für den neuen Motor. Das sind jeweils Maximalwerte. Kleinere Werte ergeben einen kleineren Spannungsabfall und das ist in Ordnung bzw. sogar gut, da dann die Verluste am Widerstand sinken. Die Originalwerte für alle 3 Motoren sind hier 0,24 Ohm. Dieses Messergbeniss wird nun mit einer Referenzspannung verglichen. Erreicht der Spannungsabfall die Referenzspannung, ist der Maximalstrom erreicht. Das bedeutet, das über eine geeignete Referenzspannung nun der endgültige Maximalstrom eingestellt wird. Diese Referenzspannung ist für die einzellnen Motoren unterschiedlich, da die Maximalströme unterschiedlich, die Messwiderstände aber alle gleich sind. Für die X,Z-Motoren ist die Referenzspannung 1,88V für den Y-Motor 2,34V. Diese Spannung wird intern noch einmal durch 8 geteilt, also 0,235V bzw 0,293V. Diese Spannungen werden am Messwiderstand bei 0,98A bzw 1,22A erreicht.

Soviel zur Ist-Situation. Nun die Modifikationen. Die Referenzspannung wollte ich nicht anfassen, da ich hier den Ursprung nicht so ganz ergründen konnte. Dafür lässt sich der Messwiderstand einfach verändern. Hier ist sogar noch Platz für einen Parallelwiderstand. Daher, und aufgrund meiner Vorräte, habe ich mich entschlossen noch einmal 0,5 Ohm (in der Praxis sind es 2 x 1 Ohm parallel) parallel zu schalten. Damit komme ich auf einen Gesamtwiderstand von 0,162 Ohm und damit auf einen Maximalstrom von 0,293V / 0,162 Ohm = 1,8A. Damit liege ich zwar etwas unter Soll, aber für Versuche vielleicht gar nicht so schlecht.

Wärmeentwicklung:
Nun bedeutet aber ein höherer Strom, welcher ja auch erst einmal durch den Treiberbaustein muss, eine höhere Verlustleistung in eben diesem Baustein. Somit wird sich dieser Baustein auch stärker erwärmen. Betrachtet man die Platine direkt um den Treiber herum, sieht man einen Aufdruck, der den Umriss eines Kühlkörpers darstellt. An den beiden mächtig großen Lötflächen neben dem Baustein könnte man einen Passenden Kühlkörper auflöten. Der Baustein ist auf seiner Unterseite über eine Metallfläche mit der Platine verlötet (hoffe ich). Darüber wird die Wärme abgeführt und könnte dann mit einem aufgelötetem Kühlkörper noch besser abgeleitet werden. Dummerweise sind ein paar Bauteile so plaziert, das man jetzt den Kühlkörper nicht mehr an seinem Platz montieren kann. Daher habe ich einen Kühlkörper direkt auf den IC geklebt. Dafür benötigt man zwingend Wärmeleitkleber! Der Treiberbaustein schaltet bei einer Kerntemperatur von 165°C ab. Ich hoffe das ich diese so nie erreichen werde. Auch wenn's nicht notwendig ist habe ich bei der Gelegenheit gleich alle Treiberbausteine mit Kühlkörpern versehen.

Soweit die Theorie. Ich habe alle diese Modifikationen durchgeführt und jetzt endlich getestet. Und es Läuft! Der Motor läuft ruhig und zieht kraftvoll durch. Direkt im Anschluss habe ich die oben angesprochene Portalerhöhung eingebaut und eingestellt. Bisher muckt der Motor kein bisschen. Entweder liegt das an der größeren Kraft oder an meiner Erfahrung im Portal einstellen. Aber die Schwierigkeiten wie beim ersten Mal hatte ich jetzt nicht.

Der Umbau war für mich ein absoluter Erfolg und die X-Achse wird wohl bald folgen. Dann werde ich aber über ein größeres Netzteil nachdenken. Ich werde dann vermutlich auf ein Internes fest verbautes wechseln.

Für alle Nachahmer. Das alles ist kein Hexenwerk und gut machbar. Trotzdem folgende Hinweise:

- Mit sicherheit Garantieverlust.
- Vernünftiger SMD- Arbeitsplatz und Erfahrung hilft. Lötstation ist das absolute Minimum.
- Widerstände sind schwer zu bekommen. Auf max. Leistung achten!
- In meiner Kombination geht's. Bisher. Was in einigen Monaten ist kann ich nicht sagen.
- Alle anderen Kombinationen, Werte usw. können durchaus andere Maßnahmen erfordern. Gut, wenn man weis was man tut.
- Wer sich nicht sicher ist, Finger weg
- Wer bereit ist Geld für ne neue Steuerung auszugeben oder eh wechseln will, der kann sich den Spaß ruhig gönnen.

Ich bin bewust das Risiko eingegangen, einen Treiberbaustein in die ewigen Jagdgründe zu schicken. Aber ich habe die Möglichkeiten ihn auszutauschen. Und ich bereue nichts.