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| 2 | +title: Schrittmotor |
| 3 | +tags: ["gpio"] |
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| 6 | +## Funktionsweise |
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| 8 | +Der Schrittmotor, bestehend aus festem Stator und bewegenden Rotor, erhält sein Drehmoment durch unterschiedlich ausgerichtete Magnetfelder. |
| 9 | +Der Rotor dreht sich dabei immer so, dass sich ein möglichst starker magnetischer Fluss ausbildet. Anders als bei anderen Motoren befinden |
| 10 | +sich beim Schrittmotor jedoch nur im Stator Spulen. Durch gezieltes Ein- und Ausschalten dieser Spulen wird der Motor in Drehung versetzt. |
| 11 | +Mit korrekter Abfolge der Steuerung lassen sich so Vorwärts und Rückwärtslauf implementieren. Der Name des Motors kommt aus der Tatsache das |
| 12 | +sich ebenfalls durch Steuerung der Spulen einzelne Schritte mit dem Motor bewegen lassen. Die Schrittgrösse ist dabei abhängig vom |
| 13 | +physikalischen Aufbau des Schrittmotors. Um die Position des Rotors zu bestimmen, genügt es, ausgehend von einer Ausgangslage die Schritte |
| 14 | +im bzw. gegen den Uhrzeigersinn zu zählen und mit dem Schrittwinkel zu multiplizieren. |
| 15 | + |
| 16 | +Die Schrittmotoren bieten folgende Vorteile: |
| 17 | +- Genaue Positionierung, keine kumulierten Fehler |
| 18 | +- Haltemoment in Ruhelage |
| 19 | +- Günstige Antriebslösung mit hoher Genauigkeit |
| 20 | +- Einfacher Aufbau des Treibers |
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| 22 | +{{< img alt="Anschluss für Schrittmotor" src="components/step-motor.jpg" height="500px" >}} |
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| 24 | +## Voraussetzungen |
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| 26 | +### DIP Switches |
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| 28 | +Für diese Komponente müssen vier DIP Switches des rechten Blockes gesetzt werden. Die Stellung der DIP Switches sollte anschliessend so |
| 29 | +aussehen: |
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| 31 | +{{< dip-switches 11 12 13 14 >}} |
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| 33 | +## Verwendung |
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| 35 | +Nachfolgend wird die Verwendung der Klasse {{< javadoc class="com.pi4j.crowpi.components.StepMotorComponent" >}} beschrieben. |
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| 37 | +### Konstruktoren |
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| 39 | +| Konstruktor | Bemerkung | |
| 40 | +|:------------------------------------------------------------------------------------------------------------|:------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| |
| 41 | +| `StepMotorComponent(com.pi4j.context.Context pi4j)` | Initialisiert einen Schrittmotor mit den Standardeinstellungen für den CrowPi. | |
| 42 | +| `StepMotorComponent(com.pi4j.context.Context pi4j, int[] addresses, int[][] steps, long pulseMilliseconds)` | Initialisiert einen Schrittmotor mit frei wählbaren Pins. Diese werden mit dem Parameter `steps` an entsprechende Schritte des Motors gekoppelt. Zusätzlich kann noch die Pulslänge übergeben werden. | |
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| 44 | +### Methoden |
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| 46 | +| Methode | Bemerkung | |
| 47 | +|:--------------------------------|:-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| |
| 48 | +| `void turnDegrees(int degrees)` | Dreht die Achse des Schrittmotors um den übergebenen Winkel in Grad [°]. Ein negativer Winkel dreht den Motor rückwärts. | |
| 49 | +| `void turnForward(int steps)` | Dreht den Motor um die spezifizierte Anzahl Schritte vorwärts. | |
| 50 | +| `void turnBackward(int steps)` | Dreht den Motor um die spezifizierte Anzahl Schritte rückwärts. | |
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| 53 | +## Beispielapplikation |
| 54 | + |
| 55 | +Die Beispielanwendung zeigt auf einfache Art und Weise wie die verschiedenen Methoden der `StepMotorComponent` zu verwenden sind. Als Erstes |
| 56 | +wird nach einer kurzen Warnung der Motor um 50 Schritte vorwärts gedreht. Anschliessend dreht der Motor rückwärts ebenfalls um 50 Schritte. |
| 57 | +Der Motor ist also wieder in Ausgangsposition. Als letztes werden nun mithilfe eines `for-loops` einige Male hin und her gedreht. Dazu wird |
| 58 | +nun die `turnDegrees` Methode verwendet. |
| 59 | + |
| 60 | +{{< code file="src/main/java/com/pi4j/crowpi/applications/StepMotorApp.java" language="java">}} |
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| 62 | +## Weitere Möglichkeiten |
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| 64 | +- Ein 3D-Drucker könnte aus der Kombination von mehreren Schrittmotoren gebaut werden. |
| 65 | +- Automatisches Heizventil in Kombination mit einem Temperatursensor. |
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