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Thema: TDA7073A als H-Brücke

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Searcher
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    TDA7073A als H-Brücke

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    Hallo,

    beim Ausschlachten eines CD-ROMs fand ich einen TDA7073A, der als Motortreiber eingesetzt war und ist im Datenblatt mit Dual BTL power driver bezeichnet. Wird aber wohl auch in Audioverstärkern eingesetzt.

    Der TDA soll mir als H-Brücke zu einer einfache Steuerung eines Fahrzeugs mit differentiellem Antrieb dienen.

    Das Fahrzeug soll auf der linken und der rechten Seite je einen Bumper bekommen. Wird zB. der linke Bumper durch ein Hindernis betätigt, wird der linke Motor gebremst und der rechte auf rückwärts geschaltet.. Die Zeit bis zur normalen Weiterfahrt kann durch R und C eingestellt werden.
    Code:
            VCC
         6V  +   .-----o----------------------o---o---.
             |   |     |                      |56k|58k|58k
             o---o    .-.                    .-. .-. .-.
             |   |    | | 100k               | | | | | |
            .-. .-.   | |                    | | | | | |
         R  | | | |R  '-'                    '-' '-' '-'   TDA7073A
       100k | | | |100k|   |\  LM339          |   |   |    .-----.
            '-' '-'    o---|-\                |   |   |    |     |  Motor L
             |   |     |   |  >---------------o---)---)----oIN1+ |  .----.
             |   o--o--)---|+/                |   |   |    |     |  |    |
             |   |  |C |   |/                 |   |   |    |OUT1+o--'   / \
             |   | --- |                      |   |   |    |     |     (   )
    Bumper   |   | --- |   |\  LM339          |   |   |    |OUT1-o--.   \_/
      links  |   |  |  o---|-\                |   |   |    |     |  |    |
        _/   |   |  |  |   |  >---------------)---)---o----oIN1- |  '----'
    .-o/  o--)---o--)--)---|+/                |   |   |    |     |
    |        |      |  |   |/                 |   |   |    |     |
    |        |      |  |         LM339 |\     |   |   |    |     |
    |        |      |  o---------------|-\    |   |   |    |     |  Motor R
    |        |      |  |               |  >---o---)---)----oIN2+ |  .----.
    |        '---o--)--)---------------|+/    |   |   |    |     |  |    |
    |            |  |  |               |/     |   |   |    |OUT2+o--'   / \
    |            |  |  |                      |   |   |    |     |     (   )
    |            |  |  |         LM339 |\     |   |   |    |OUT2-o--.   \_/
    |  rechts    |  |  o---------------|-\    |   |   |    |     |  |    |
    |   _/       |  |  |               |  >---)---o --)----oIN2- |  '----'
    o-o/  o------o--)--)---------------|+/    |   |   |    '-----'
    |            |  |  |               |/    .-. .-. .-.
    |         C  |  | .-.                    | | | | | |
    |           --- | | | 100k               | | | | | |
    '-------.   --- | | |                    '-' '-' '-'
            |    |  | '-'                     |4k |2k |2k
            |    o--'  |                      |   |   |
           ===  ===   ===                    === === ===
           GND  GND   GND                    GND GND GND
    Datenblatt: http://www.datasheetcatalog.org/data...s/TDA7073A.pdf

    Funktion: Die Widerstände am TDA legen eine Differenzspannung an den Eingängen von ungefähr 200mV an. Das führt zur Vollaus/Übersteuerung des TDA und das Fahrzeug fährt mit Vollgas vorwärts. Spricht ein Bumper an, wird durch die entsprechenden OpAmps der IN+ und IN- Eingang auf gleiches Potential gelegt. Das hat zur Folge, das der TDA die entsprechenden OUT auf GND legt und dadurch den Motor durch Kurzschluß bremst.

    Gleichzeitig wird der IN+ der anderen Seite gegen GND gezogen, während der zugehörige IN- nicht verändert wird und jetzt positiv gegenüber des IN+ ist. Das führt zu Umpolung der OUTs und damit zum Rückwärtslaufen des angeschlossenen Motors mit full speed. Der Bumper öffnet und nachdem sich der C aufgeladen hat werden beide Motore wieder auf vorwärts geschaltet.

    Ich glaube und ist auch teilweise durch Experimente ausprobiert, daß das soweit funktionieren sollte.

    Frage ist nun, ob und wie der TDA geschützt werden muß. Stichwort: Freilaufdioden. Motore sind CD ROM Motore mit einem Strom von 0,3A bei stall und 0,073A bei max. efficiency - 3V Betriebsspannung.

    Sonstige Kommentare, Kritiken etc. willkommen.

    Gruß
    Searcher
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    ..................................................................Der Weg zu einigen meiner Konstruktionen

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Re: TDA7073A als H-Brücke

    Hallo!

    Zitat Zitat von Searcher
    Frage ist nun, ob und wie der TDA geschützt werden muß. Stichwort: Freilaufdioden.
    Falls die induktive Spannung an Bürsten der Motoren unbekannt ist und könnte höher als Versorgungsspannung des TDA's sein, sind Freilaufdioden zum Schutz vor Überspannung notwendig.

    Bei zwei Bumper gibt es 4 Möglichkeiten und was passiert, wenn beide Bumper fast gleichzeitig schliessen ?

    MfG

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Searcher
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    Hallo,

    Zitat Zitat von PICture
    Falls die induktive Spannung ... höher als Versorgungsspannung des TDA's sein, sind Freilaufdioden zum Schutz vor Überspannung notwendig
    danke PICture, ich hab es geahnt. Werde also noch acht 1N4148 als Freilaufdioden einbauen um auf der sicheren Seite zu sein.

    Zitat Zitat von PICture
    ...was passiert, wenn beide Bumper fast gleichzeitig schliessen ?
    Ich war so froh, endlich den TDA halbwegs einfach mit den Bumpern verbunden bekommen zu haben und jetzt das Da muß ich mir jetzt noch was einfallen lassen, daß ich das Ding dann von der Stelle kriege Für den Fall sollte ich noch ein "Notein" einbauen. Vielen Dank für den Hinweis.

    Ich glaub ich werd das mal so provisorisch aufbauen und sehen was passiert und dann nachbessern.


    Gruß
    Searcher
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo Searcher!

    Ich würde dir empfehlen mit Wahrheitstabellen und Zeitdiagramen arbeiten, die alle Mögliche Zustände von Eingang- und Ausgangssignalen enhalten.

    Ich bin eben gewöhnt, alle Möglichkeiten zu analisieren, dass am Ende immer das von mir Gewünschtes passiert, z.B. wenn ein Bumper "hängen bleibt". Als fertige Lösung ist für mich natürlich immer praktisch ausprobierte Schaltung.

    Die Idee mit "Notein" bzw. "Notaus" fide ich gut um die Steuerung zu vereinfachen. Sie lässt eben die nicht berücksichte Kombinationen zu und ist sogar bei komplizierten computergesteuerten Systemen verwendet, um s.g. "höhere Gewalt" zu berücksichtigen.

    MfG

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Searcher
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    Ja, PICture, ich sollte da wirklich ein bißchen sorgfältiger sein und hab den Schaltplan vielleicht auch ein bißchen zu früh "veröffentlicht".

    Meine bisherigen Schaltungen oder auch Mechaniken sind auf ähnliche Weise wie diese entstanden: Kerngedanke und dann so lange "gebastelt" bis etwas funktionierendes oder auch was unbrauchbares rauskommt

    Der "Notein" war als Spaß gedacht, aber jetzt denke ich schon intensiver darüber nach auch wenn am Ende doch nur etwas rauskommt, daß den Fall der gleichzeitig geschlossenen Bumper abfängt.

    Gruß
    Searcher
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  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Zitat Zitat von Searcher
    Kerngedanke und dann so lange "gebastelt" bis etwas funktionierendes oder auch was unbrauchbares rauskommt
    Kerngedanke ist immer Anfang und wie lange das Basteln dauert und was am Ende ensteht, ist für mich bis heute eine Überraschung.

    Aber wer nix macht, kann nix lernen ...

    MfG

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Searcher
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    Hallo,

    hab oben gepostete Schaltung aufgebaut und mit einem Dreirad fahren lassen. Blieb auch prompt, wie von PICture angedeutet stehen - selten aber dann rührte es sich nicht mehr.

    Hier eine Version, die ich jedoch noch praktisch ausprobieren muß. Die soll auch den Fall beider gleichzeitig geschlossener Bumper abdecken.

    (Freilaufdioden für Motore und Entstörkondensatoren nicht eingezeichnet)

    Code:
                VCC=6V      .------o------------o---------------o-----o-----o---------.
                 +          |      |            |               |     |     |         |
                 |          |      |           .-.             .-.   .-.   .-.        |
                 '----------o      | C         | |47k          | |56k| |58k| |58k     |
                            |     ---          | |    LM339    | |   | |   | |        |
                          | o     ---          '-'             '-'   '-'   '-'        | TDA7073A
                        |=|        |            |      |\       |     |     |    .----o---.
                          | o      |            o------|+\      |     |     |    |     VCC|
                 linker     |      |            |      |  >-----o ----)-----)----oIN1+    |   .---.
                 Bumper     o------o--o---------)------|-/      |     |     |    |        |   |   |
                            |         |         |      |/       |     |     |    |  OUT1+ o---'   |
                            |         |         |               |     |     |    |        |      / \
                           .-.       .-.        |               |     |     |    |        |     (   )
                           | |100k   | |47k     |      |\       |     |     |    |  OUT1- o---.  \ /
                           | |       | |        o------|+\      |     |     |    |        |   |   |
                           '-'       '-'        |      |  >-----)-----o-----)----oIN1-    |   '---'
                            |         |        .-.  .--|-/      |     |     |    |        |  Motor
                            |         |     47k| |  |  |/       |     |     |    |        |
                           ===        |        | |  |           |     |     |    |        |
                           GND        |        '-'  |           |     |     |    |        |
                                      |         |   |           |     |     |    |        |
                                      o---------)---o           |     |     |    |        |
                                      |         |   |           |     |     |    |        |
                           VCC        |         |   |           |     |     |    |        |
                            +         |         |   |           |     |     |    |        |
                            |         |         |   |  |\       |     |     |    |        |  Motor
                            |         |         |   '--|+\      |     |     |    |        |
                           .-.       .-.        |      |  >-----)-----)-----o----oIN2-    |   .---.
                           | |100k   | |47k     o------|-/      |     |     |    |        |   |   |
                           | |       | |        |      |/       |     |     |    |  OUT2- o---'   |
                           '-'       '-'        |               |     |     |    |        |      / \
                            |         |         |               |     |     |    |        |     (   )
                            |         |         |      |\       |     |     |    |  OUT2+ o---.  \ /
                 rechter    o------o--o---------)------|+\      |     |     |    |        |   |   |
                 Bumper     |      |            |      |  >-----o-----)-----)----oIN2+    |   '---'
                          | o      |            o------|-/      |     |     |    |    GND |
                        |=|        | C          |      |/       |     |     |    '----o---'
                          | o     ---          .-.             .-.   .-.   .-.        |
                            |     ---          | |47k          | |4k | |2k | |2k      |
                 .----------o      |           | |             | |   | |   | |        |
                 |          |      |           '-'             '-'   '-'   '-'        |
                ===         |      |            |               |     |     |         |
                GND         '------o------------o---------------o-----o-----o---------'
    Die Rückschaltverzögerung durch die Kondensatoren wirkt sich nicht gleichzeitig auf die entsprechenden Komparatoren aus - mal sehn wie sich das im Fahrbetrieb auswirkt ...

    Gruß
    Searcher
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