Grundlagen Schrittmotor

Last Updated on 4. Oktober 2026 by sfambachLink-Status: OK

Hier soll der Grundstein zum Betrieb von Schrittmotoren an Microcontrollern gelegt werden. Es werden in diesem Artikel:

Das Funktionsprinzip beschrieben
Einige Eigenschaften und Kenndaten benannt
Sowie ein paar Tipps gegeben

Es gibt viele Quellen im Netz, welche die Grundlagen schon erschöpfend beschreiben. Es handelt sich hierbei mehr um eine Sammlung nützlicher Informationen und soll zum besseren Verständnis meiner anderen Projekte beitragen. Auch ist diese Fassung nicht final, es werden immer mal wieder Informationen hinzukommen.

Eine gute Einführung gibt es wie immer bei Wikipedia, den Artikel habe ich unten gelinkt. Sollte dennoch was Wichtiges fehlen oder Fragen bestehen, einfach einen Kommentar dalassen, ich freue mich über (fast 😉 ) jede Rückmeldung.

Fakten

Funktionsweise

Schrittmotoren bestehen wie andere einfache Gleichstrom-Motoren aus einer Welle, Festmagnet(en) und zwei oder mehr Spulen. Es gibt auch andere Bauweisen, die hier aber keine Berücksichtigung finden sollen.

Unterschied zu simplen Gleichstrommotoren

Bei Gleichstrommotoren wird die Ansteuerung der Spulen durch den Kommutator (Polwender) gesteuert und befinden sich auf dem Stator der Welle. Zum Betrieb des Motors wird eine Spannung angelegt. Über die Polung der Spannung kann die Richtung und über die Höhe der Spannung die Geschwindigkeit geregelt werden.
Beim Schrittmotor sind die einzelnen Spulen nach außen geführt und werden einzeln gesteuert. Sie befinden sich im Gehäuse, während auf der Welle ein Festmagnet sitzt. Die Reihenfolge der Aktivierung der Spulen bestimmt die Richtung, und die Geschwindigkeit wird über den Ansteuerungstakt festgelegt (hohe Frequenz, schnelle Drehgeschwindigkeit).

Vorteile

Die Lage der Welle ist genau steuerbar und nach einer Justage bekannt. Somit können Schrittmotoren ohne zusätzliche Messeinrichtungen wie Odometrie angesteuert werden.

Nachteile

Die Ansteuerung von Schrittmotoren ist physikalischen Grenzen unterworfen. Je nach Belastung der Welle und der Schaltgeschwindigkeit kann es zu Schrittverlusten kommen. Dies bedeutet, es wird der nächste Schritt angesteuert, obwohl die Welle die Position des letzten Schrittes noch nicht erreicht hat. Bei hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten wird auf herkömmliche Motoren mit einer Messeinrichtung zurückgegriffen.

Eigenschaften

Es gibt unterschiedliche Eigenschaften, die einen Schrittmotor auszeichnen, die wichtigsten sollen hier aufgeführt werden:

Eigenschaft	Beschreibung
Polanzahl	Anzahl der Pole, bestimmt, wie genau ein Schrittmotor gesteuert werden kann.
Schrittwinkel	Beschreibt, um wie viel Grad sich die Welle für einen Schritt dreht. (Beispiel 1.8° => 200 Schritte für 360°)
Schritte/ Umdrehung	Anzahl der Schritte für eine Umdrehung der Welle (Siehe Schrittwinkel)
Drehmoment	Im Grundprinzip die Stärke des Motors abhängig vom Strom.
Microschrittbetrieb	Feinere Ansteuerung der Spulen, um Zwischenschritte und eine höhere Laufruhe zu erreichen.
Bipolar/Unipolar	Unterschiedliche Ansteuerung der Spulen (Siehe hierzu den unten gelinkten Wikipedia-Beitrag)
NEMA	Normung des Flansches bzw. der Lochabstände zur Befestigung des Motors (Nema 17 immer 42x42mm)

Anwendungsbereiche

Plotter
(3D) Drucker
Fräsen
CD-Abspielgeräte
Scanner
Roboterarme

Ansichten

Hier ein paar Beispiele für Schrittmotoren

Tricks und Tipps

Polpaare finden

Wichtig beim Schrittmotor ist zu wissen, welche Polpaare zusammengehören. Sie können durch Messen des Widerstands zwischen zwei Anschlüssen bestimmt werden. Wird ein geringer Widerstand gemessen, gehört das Anschlusspaar zusammen.
Wenn kein Messgerät zur Hand ist, kann man auch die Kurzschlussmethode verwenden. Es werden zwei Adern, beispielsweise mit einem Draht, kurzgeschlossen. Dreht sich die Achse des Motors schwerer, gehören diese zusammen. (blah blah Induktion bla… blah … ) . Probierts mal aus, es funktioniert.

Ansteuerung über Controller

Die überwiegende Zahl der Schrittmotoren kann wegen ihrer Leistungsaufnahme nicht direkt am Microcontroller betrieben werden. Hierfür bedarf es einer sog. MotorbrückeLink-Status: OK oder auch Stepperdriver genannt. Diese wird mit dem geringen Strom des Controllers gesteuert und regelt die Spannung/den Strom einer externen Spannungsquelle zum Motor. Hier ein paar Links zu bestehenden Beiträgen.

Preview – Arduino Motor Shield mit L298PLink-Status: OK
D1 Mini Shield – HR8833 MotorLink-Status: OK
D1 Mini Shield – AT8870 MotorLink-Status: OK
Zumo V1.2Link-Status: OK
FunduMoto L298P High Power MotorbrückenLink-Status: OK
RC Auto mit PS2 ControllerLink-Status: OK
NRF RC AutoLink-Status: OK
Arduino PS2 Controller Platine GrundlagenLink-Status: OK
NodeMCU V2 MotorplatineLink-Status: OK
Adafruit Motor Platine v1Link-Status: OK

Bibliotheken

Es gibt Unmengen an Bibliotheken zum Betrieb von Schrittmotoren, hier exemplarisch ein paar, die ich auch schon verwendet habe. Meist gehören sie zur entsprechenden Zusatzplatine.

In der Arduino Gui ist eine Schrittmotor-Bibliothek enthalten, diese wird über
#include <Stepper.h>
eingebunden. Im Datei-Menü bei den Beispielprogrammen befinden sich auch welche für die Stepper-Bibliothek.

Von Adafruit für den Arduino Motorshield V1 https://github.com/adafruit/Adafruit-Motor-Shield-libraryLink-Status: OK

Von Adafruit für den Arduino Motorshield V2 https://github.com/adafruit/Adafruit_Motor_Shield_V2_LibraryLink-Status: OK

Für den schnellen Schritt 😉
https://github.com/Stan-Reifel/SpeedyStepperLink-Status: OK

Quellen

https://de.wikipedia.org/wiki/SchrittmotorLink-Status: OK

https://de.wikipedia.org/wiki/GleichstrommaschineLink-Status: OK

Datum	Änderung	Autor
04.10.2026	Rechtschreibung korrigiert: Tippfehler, Kommas, Groß-/Kleinschreibung, Grammatik, Formulierungen	sfambach
03.10.2026	Log-Liste eingefügt	sfambach
16.03.2020	Beitrag erstellt	sfambach

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