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Thema: Spannungseinbruch bei Motorstart

  1. #1
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    Spannungseinbruch bei Motorstart

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    Hallo!

    Gestern hab ich endlich Zeit gehabt, um den ersten Testdurchlauf mit meinem Roboter zu machen. Leider hab ich festgestellt, dass beim einschalten der Motoren der Atmega8 den ich als Hauptcontroller verwende sich resettet. Als Batterie verwende ich eine 1900mAh NiCd Pack mit 7,2V, gestern hab ich aber über einen 800mA Netzteil gespeist, weil die Batterie nicht aufgeladen war. Das sollte aber kein Problem sein, denn mein Chassis mit den zwei Motoren sind aus einem RC-Auto, was ursprünglich mit einer 6V 800mAh Zelle betrieben worden ist.
    Der Atmega bekommt seine 5V über einen LM2940 Low-Drop Spannungsregler, der mit einer Freilaufdiode, und mit 4 Kondensatoren (Eingang: 22uF, 100nF; Ausgang 100nF, 100uF) beschaltet ist.
    Wenn ich also die Motoren üner den Controller starte, ruckeln sie einmal kurz, und dann resettet sich der Controller. Ich weiss nicht, ob sie entstört sind, ich nehme es aber an, da sie wie gesagt aus einem RC-Auto stammen. Leider kann ich da auch nicht sonderlich nachschauen, da ich dazu das ganze Getriebe auseinanderbauen müsste.
    Noch was ist zu bemerken: wenn ich den Netzteil von 7,2V auf 12V stelle, fahren die Motoren ohne weiteres an, und laufen auch gut, nur zu schnell, da sie für 6V ausgelegt sind.

    Ich hab hier im Forum schon über die Lösungmöglichkeiten bei Spannungseinbrüchen gelesen, ich weiss aber nicht, welche ich bei mir anwenden soll.
    Als erste Lösung ist ein Stützkondensator naheliegend, doch wohin soll ich den geben? Vor den Spannungsregler zwischen Vcc und GND? Wenn ich dass so mache, brauche ich auch eine Diode vor dem Kondensator, damit sich der Kondensator nicht über die Motoren entlädt oder? Und was ist mit der Freilaufdiode? Muss der vor oder nach dem Stützkondensator geschaltet werden?

    Oder soll ich den Kondensator gleich beim uC platzieren (100nF sind schon da)?

    Weiters habe ich hier was über den Brown-out Reset gelesen. Ich verstehe, dass der einen Reset auslöst, falls die Spannung unter 2,7V fällt. Doch was bringt mir das?

    Hoffe, dass ihr mir helfen könnt, und danke im Voraus!

    pongi

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Als erste Lösung ist ein Stützkondensator naheliegend, doch wohin soll ich den geben? Vor den Spannungsregler zwischen Vcc und GND? Wenn ich dass so mache, brauche ich auch eine Diode vor dem Kondensator, damit sich der Kondensator nicht über die Motoren entlädt oder?
    Soweit alles ok.
    Und was ist mit der Freilaufdiode? Muss der vor oder nach dem Stützkondensator geschaltet werden?
    Die Schutzdiode für den Spannungsregler ist direkt am Spannungsregler.
    Ich verstehe, dass der einen Reset auslöst, falls die Spannung unter 2,7V fällt. Doch was bringt mir das?
    Das ist nur ein Schutz gegen unbemerkt verfälschte Ram-Inhalte, ein sehr einfacher Schutz.

    Manfred

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Danke Manf! Dann werde ich mich mal ans umbauen machen, hoffentlich reicht ein 1000uF Kondensator, was grösseres hab ich nicht auf Lager...

  4. #4
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    Hallo pongi,
    die Beschaltung des Spannungsreglers gefällt mir persönlich nicht.
    Ich würde mit einer Schottky-Diode (nur 0,3...0,5V Spannungsabfall) einen 100...470µF Elko aufladen. Der Elko versorgt den Spannungsregler. Bricht die Spannung auf der 'Batterie-Seite' ein, dann kann sich der Elko nicht über die Motoren entladen, sondern versorgt den µC weiter.
    Alle Spannungsregler haben bei mir am Eingang immer auf kürzestem Wege einen 100nF Vielschicht-Kondensator und einen 10µF Tantal (keinen Elko wegen der 'gewickelten Platten' = Induktivität) und das Gleiche am Ausgang.
    Ein 100µF am Ausgang nützt nur wenig, wenn auf der Eingangsseite die Spannung 'absackt' und sich über die Längs-Diode am Regler entlädt. Diese Diode ist genau für diesen Fall gedacht, damit am Regler-Ausgang die Spannung nicht höher werden kann wie an dessen Eingang; sonst stirbt evtl. der Regler.
    Ansonsten würde ich auch noch unmittelbar am µC einen 10µF Tantal anbringen. 100nF hast Du da ja schon dran.
    Wenn in der Schaltung noch was sein sollte, was schnell und / oder kräftig schaltet, dann mach da auch noch 100nF, evtl. 10µF auf kürzestem Wege an dessen Versorgungs-Pins.
    MfG Karl-Heinz
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  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ich würde mit einer Schottky-Diode (nur 0,3...0,5V Spannungsabfall) einen 100...470µF Elko aufladen. Der Elko versorgt den Spannungsregler. Bricht die Spannung auf der 'Batterie-Seite' ein, dann kann sich der Elko nicht über die Motoren entladen, sondern versorgt den µC weiter.
    Das sollte das gleiche sein.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Von der Schaltung her sehe ich da auch keinen Unterschied. Bei Gelegenheit werde ich dann den Ausgangskondensator vom Spannungsregler gegen Tantal tauschen. Den hab ich übrigens deshalb so gewählt, weil im Datenblatt das so gestanden ist. Bei den FETs die den PWM schalten, hab ich noch jewels 100nF dran.
    Als Sicherheit werde ich aber trotzdem gleich den 1000uF Elko einbauen, ich möchte an der Platine nicht allzuoft löten und entlöten, da sowieso alles sehr dicht beisamen ist. Schaden kann ich ja damit nicht...

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Danke nochmals an alle! Gestern liefen die Motoren nur mit 12V an, jetzt geht es mit 4,5V auch noch locker!

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