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Thema: Verkabelung Roboter (Spannung, Motor, Mikrocontroller)

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Verkabelung Roboter (Spannung, Motor, Mikrocontroller)

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    Moin,

    ich brauche mal Euren Rat. Also: ich überlege gerade, wie ich am besten meinen Roboter verdrahte. Also den Details: die Spannungsversorgung geschieht durch zwei 12V Batterien, die in Reihe geschaltet sind. Der verwendete 250W Motor soll durch einen MD03 angetrieben werden. Für die Steuerung (der Roboter kann nur vorwärts und rückwärts) verwende ich einen ATmega. Die Richtung soll über einen Schalter On/Off/On geschehen, die Geschwindigkeitsregelung geht über ein Poti an den Atmega (AD/Wandlung).
    Nun zu meinem "Problem": ich möchte den Roboter natürlich auch gerne mal ausschalten. Jetzt könnte ich natürlich noch einen Schalter einbauen, den ich in die 24V Spannungsversorgung baue, und der ca. 10A schalten kann. Ich würde das aber allerdings lieber über den Richtungsschalter machen, also "Vorwärts", "Aus", "Rückwärts". Allerdings stehe ich da jetzt auf dem Schlauch, wie man das klug hinbekommt. Der Schalter kann laut Datenblatt "16 (4) A 250 V AC 1E4". Habt Ihr da eine gute Idee für mich?

    Vielen Dank im Voraus,
    Ozzy

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Moin,

    also ich habe gestern noch mal ein wenig nachgedacht, und das hier bei raus gekommen:
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    Also mit dem Schalter steuere ich ein Relais an, welches die Spannung für den Motor(controller) schaltet. Um die Richtung des Schalter zu erkennen greife ich das Signal am Schalter ab, begrenze die Spannung durch eine Z-Diode und gehe dann an einen Pin des uC. Damit keine Spannung zurückfließt, wenn der andere Schalter geschlossen ist, habe ich noch jeweils eine Diode hinter den Schalter gebaut.
    Eure Idee dazu? Geht das so?
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  3. #3
    RN-Premium User Roboter-Spezialist Avatar von witkatz
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    Das sind zwei sperrende Dioden in Reihe. Über den Leckstrom der Gleichrichterdiode wird an der Z-Diode irgendeine undefinierte Spannung zwischen 0 und der Z-Spannung liegen und könnte von dem µC fälschlicherweise als Hi erkannt werden.
    Abhilfe: Parallel zu den Z-Dioden sollten noch Pulldown-Widerstände von bsp. 10kΩ für zuverlässig definierte Spannung in dem abgeschalteten Zweig sorgen.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Und der Controller wird dann extra versorgt? Sonst würde der sich ja beim Richtungswechsel zwischendrin abschalten und wieder resetten. Klar, bei deinem Programm macht das wahrscheinlich eh nicht viel Unterschied, da nur Poti ausgelesen und PWM gesetzt wird, aber sobald du ein komplexeres Programm schreibst, wo auch mal Variablen zwischengespeichert werden müssen, ist das unsinnig. Der Sinn eines Hauptschalters ist ja, alles außer Betrieb zu setzen, da dann noch irgendwelche anderen Inputs ranzuhängen ist insofern ungünstig. Wieso icht einen Hauptschalter für An/Aus und einen Richtungsschalter für Links/MotorAus/Rechts? Wenn du es aber wirklich unbedingt so machen möchtest, es gibt auch Schalter, die wie zwei Schalter in einem sind und stets gemeinsam betätigt werden, da könntest du einmal die Spannung einschalten (Ein/Aus/Ein) und einmal zwischen links und rechts wechseln (in der Mitte Gnd und mit den äußeren Anschlüssen zu den Controllerinputs mit zusätzlich je einem Pullup-Widerstand).
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  5. #5
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Moin,

    das mit dem Leckstrom ist ein guter Hinweis; das baue ich dann noch ein! Ist es denn so richtig?
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    @Geistesblitz: der Microcontroller wird über das MD03 versorgt. Damit ist die Spannung dann auch weg; das ist aber auch so gewollt. Aber trotzdem danke für den Hinweis!
    Geändert von Ozzy (10.02.2015 um 13:05 Uhr)

  6. #6
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    Ein paar Bedenken noch:
    - Ich würde noch eine Schottky Freilauf Diode an der Schützspule vorsehen. Es könnte sein, dass die Z-Dioden die Spannungsspitzen beim Abschalten der Schützspule nicht wirksam genug abfangen und der µC Port leidet.
    - Was ist das für ein Widerstand vor der Schützspule (der ohne Wert)?
    - wie kommst du auf 560Ω vor den Z-Dioden? Hast du dir mal die Verlustleistung an dem Widerstand ausgerechnet? Ich würde einen wesentlich höheren Widerstand wählen, vielleicht auch 10kΩ?

  7. #7
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    Wenn ich das richtig sehe, bilden die 560 Ohm-Widerstände mit den 10k jeweils Spannungsteiler, allerdings würde der Controller immernoch 22,7V abbekommen, was er definitiv nicht verkraftet.
    Was ist übrigens so schlecht an der Idee mit dem zweifachen Schalter? Damit meine ich sowas in der Art:
    http://www.reichelt.de/Kippschalter/...rtnr=AS+500FPC
    Man beachte die Anschlüsse
    Müsstest nur eben einen finden, der für 10A zugelassen ist.
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  8. #8
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    Zitat Zitat von Geistesblitz Beitrag anzeigen
    Wenn ich das richtig sehe, bilden die 560 Ohm-Widerstände mit den 10k jeweils Spannungsteiler
    nicht ganz, parallel zu den 10k Widerständen sind Z-Dioden, die die Spannung auf ein niedriges Level für den µC begrenzen.

    Zitat Zitat von Geistesblitz Beitrag anzeigen
    Was ist übrigens so schlecht an der Idee mit dem zweifachen Schalter?
    Ich hätte das auch so gemacht, zumal ich das so von Maschinen kenne: Ein roter Hauptschalter und dann Betriebsarten-Schalter, beleuchtete Starttaster für Vor/Zurück, Schlüsselschalter für Einrichtbetrieb usw. Aber wenn der TO Spaß an einer komplizierten Elektronikschaltung hat - warum nicht, es ist sein Projekt.

  9. #9
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    Achso, hab das für Schottky-Dioden gehalten...
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  10. #10
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    Hallo,
    Zitat Zitat von Ozzy Beitrag anzeigen
    Moin,

    das mit dem Leckstrom ist ein guter Hinweis; das baue ich dann noch ein! Ist es denn so richtig?
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    Ich würde das nochmals etwas anders machen:
    Die Spannungsreduktion rein als Spannungsteiler auslegen, ich weiss jetzt nicht ob du da auf 5V oder 3.3V runter musst?
    Beim Verhältnis darauf achten, dass bei der kleinsten Spannung (24V) noch ein gültiger Logik-Pegel erreicht wird.
    Die Z-Diode hat dann nur noch eine Schutzfunktion gegen Überspannung.
    Den Querstrom durch den Spannungsteiler macht man etwa 10x grösser als der nötige Strom am Eingang des µC und Leckstrom der Z-Diode zusammen.

    Da müssen keine 33mA fliessen, 1mA sollte auch schon reichen.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

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