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Thema: Strombegrenzer fr 12V DC Motor an H-Brcke

  1. #21
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Zuflliges Beispiel 3,6 A er hat als Schrauber auch keine vollstndige mechanische Blockierung, die entsprechende Birne ist interessanter, die nimmt ja bei Nennstrom die gesamte Nennspanung auf.
    Gendert von Manf (11.09.2017 um 12:10 Uhr)

  2. #22
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    Zitat Zitat von HaWe Beitrag anzeigen
    Wirkt dann aber mglicherweise auch wie ein entspr. dimensionierter "einfacher" Ohmscher Widerstand, oder?
    Die Birne ist auch eine Art PTC (= Positive Temperature Coefficient) Widerstand, d.h. ihr ohmscher Widerstand nimmt mit der Temperatur (also auch mit dem Strom) zu.

  3. #23
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    hm, wenn ichs mir so berlege, wird der Widerstand der Birne in Serienschaltung bei zunehmender Helligkeit (durch sinkenden Motor-Widerstand bei Motorbelastung) sicher nicht konstant sein, anders als "normale" Ohmsche Widerstnde. Das ist sicher ein praktischer Effekt, den man hier ausnutzen kann, wenngleich die berschssige Leistung hier leider "verheizt" wird - das werde ich aber mal ausprobieren, mit 50W Birnen, danke!

    (edit: hat sich berschnitten mit mxt's Post - danke dafr!)

  4. #24
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    Zitat Zitat von HaWe Beitrag anzeigen
    ich sehe schon, ein "einfaches" Bauteil, das nur einen max. Strom begrenzt, scheint es nicht zu geben.
    gibts schon, eine einfache Konstantstromquelle lt sich aus einem Spannungsregler und einem Shunt-Widerstand aufbauen. Es braucht halt eine ganze Menge an Spannungsvorlauf, bei einem LM317 z.B. die Dropout Spannung von ca. 3,5V und die 1,25 V am Shunt. Auerdem verheizt die Schaltung immer aktuellen Strom mal diese 5V, was fr Akkubetrieb suboptimal ist.

    Die Motoren sind fr Fahrwerk und einen Robotarm, die eh nicht schlagartig von 0 auf 100% angesteuert werden, sondern eher per ramp-up. Eine Begrenzung des Anlaufstroms wre daher nicht kritisch, sondern eher positiv.
    Da der Motor eine Induktivitt ist, steigt der Strom am Anfang eines PWM-Zyklus nur langsam an. Durch geeignete Wahl der PWM-Frequenz in Abhngigkeit von der Motorinduktivitt kann man den Strom unter Kontrolle halten.
    Kritisch wird es nur bei auergewhnlichen Belastungen (kurzfristig auf schwieriges Gelnde wie starke Steigung, hohes Gras, kleine Hindernisse wie ste und Zweige, oder unerwartet hohes Gewicht beim Hantieren oder Heben eines Gegenstandes etc.)
    Die berlast-Sicherungen des IO Shields reagieren recht trge, nach ca. 5 sec in etwa, aber dann bleibt das Gert anschlieend mind. 30 sec. abgeschaltet - das soll vermieden werden: der Robot muss in jedem Falle in Betrieb beiben, nur eben unter Strombegrenzung.
    Daran sieht man, da es gar nicht primr um eine Strombegrenzung sondern um eine Begrenzung der Temperatur geht. Der Strom ist trotz der Induktivitt nach einigen 10 Millisekunden (keine 5 Sekunden) zu hoch, und nach etwa der gleichen Zeit auch wieder weg. Wenn man die berhitzung durch eine Begrenzung des Stroms vermeiden will, wird er Steigung, hohes Gras etc nicht mehr schaffen. Man braucht also eher eine bessere Khlung oder eine strkere H-Brcke. Wenn die Brcke zu hei ist, ist sie zu hei. Man kann sie dann auch auch nicht mehr mit geringerem Strom betreiben, solange sie nicht wieder etwas abgekhlt ist. Und das dauert

    MfG Klebwax
    Strom fliet auch durch krumme Drhte !

  5. #25
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    ich kann leider weder die Temperatur der H-Brcken auf dem HAT/Shield noch die pwm-Frequenz beeinflussen, einmal aus Platzgrnden (kein Platz fr Khlkrper), und einmal weil alles bezgl. pwm durch die SAMD21-Prozessoren der HATs und ihre FW geregelt wird (auch die PID-Regelung macht das HAT autonom). Sicher schalten sich die HATs auch nicht alleine dadurch ab, dass die H-Brcken hei werden, sondern eher durch eine (reversible) berlast-Stromsicherung an den Ausgngen, und deren Auslsung muss verhindert werden.

    Aber immerhin, Manfs Idee mit den Halogenbirnen als PTCs scheint recht praktikabel und simpel!

  6. #26
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    Unter diesen Umstnden ist es vielleicht sinnig, die bestehende H-Brcke als MOSFET-Treiber zu verwenden und dahinter eine 10A H-Brcke zu bauen.

    Wenn's sowieso eng ist mit der Motordimensionierung, ist das mit dem PTC doch nur Murks.

  7. #27
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    Zitat Zitat von Holomino Beitrag anzeigen
    Unter diesen Umstnden ist es vielleicht sinnig, die bestehende H-Brcke als MOSFET-Treiber zu verwenden und dahinter eine 10A H-Brcke zu bauen.

    Wenn's sowieso eng ist mit der Motordimensionierung, ist das mit dem PTC doch nur Murks.
    ja, wenn alle einfacheren Lsungen scheitern, wre das dann wohl Plan B (oder C).

  8. #28
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    Wenn du eh bereit bist, Geld, Zeit und Bauraum fr ein neues Bauteil zu investieren, wre es wohl wirklich am klgsten, deiner H-Brcke ein Upgrade zu gnnen. Wenn du dich an den stallenden Motoren strst ist ne Strombegrenzung eher kontraproduktib.

  9. #29
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    Zitat Zitat von HaWe Beitrag anzeigen
    Wirkt dann aber mglicherweise auch wie ein entspr. dimensionierter "einfacher" Ohmscher Widerstand, oder?
    Eine Glhlampe ist ein PTC. Bei jedem Metall nimmt der Widerstand mit der Temperatur zu.
    Bei einer Glhlampe steigt die Temperatur von etwa 300K (Raumtemperatur) auf etwa 2'300K bis 3'200K, bei

    Der Kaltwiderstand ist in der Grssenordnung 10-15 mal kleiner, als im Betrieb mit Nennspannung.

    Den Heisswiderstand kannst du einfach aus Leistung und Spannung aus den Lampendaten ausrechnen.
    Den Kaltwiderstand ergibt sich dann aus in etwa der Farbtemperatur. Da Wolfram kein idealer Schwarzer Krper ist, liegt die Fadentemperatur in etwa 70K tiefer als die Farbtemperatur.

    Der Rest ist dann experimentieren.

    Zitat Zitat von HaWe Beitrag anzeigen
    Du hast sie wschl in Reihe geschaltet, oder etwa parallel?
    Wird in Reihe geschaltet.

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

  10. #30
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Eine Glhlampe ist ein PTC. Bei jedem Metall nimmt der Widerstand mit der Temperatur zu.
    Bei einer Glhlampe steigt die Temperatur von etwa 300K (Raumtemperatur) auf etwa 2'300K bis 3'200K, bei

    Der Kaltwiderstand ist in der Grssenordnung 10-15 mal kleiner, als im Betrieb mit Nennspannung.

    Den Heisswiderstand kannst du einfach aus Leistung und Spannung aus den Lampendaten ausrechnen.
    Den Kaltwiderstand ergibt sich dann aus in etwa der Farbtemperatur. Da Wolfram kein idealer Schwarzer Krper ist, liegt die Fadentemperatur in etwa 70K tiefer als die Farbtemperatur.

    Der Rest ist dann experimentieren.

    ja, da sind mxt und ich unabhngig voneinander schon oben drauf gekommen:

    Zitat Zitat von HaWe Beitrag anzeigen
    hm, wenn ichs mir so berlege, wird der Widerstand der Birne in Serienschaltung bei zunehmender Helligkeit (durch sinkenden Motor-Widerstand bei Motorbelastung) sicher nicht konstant sein, anders als "normale" Ohmsche Widerstnde. Das ist sicher ein praktischer Effekt, den man hier ausnutzen kann, wenngleich die berschssige Leistung hier leider "verheizt" wird - das werde ich aber mal ausprobieren, mit 50W Birnen, danke!

    (edit: hat sich berschnitten mit mxt's Post - danke dafr!)
    Manf hat ja bei einem etwas kleineren Motor 35W Birnen mit unter 3A verwendet, ich werde daher mal 50W austesten. Danke aber fr deinen Post!

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