Projekt: Große Motorensteuerung mit über 10A

Hallo Stupsi

sehr gerne stehe ich voll zur Verfügung und denke dran das ich dann selber mehrere dieser Boards abnehmen werde. Egal in welcher Form, als bausatz oder fertig. Sobald ich ein funktionierendes Muster habe werde ich dieses im Schiffsmodellbauerforum anpreisen.

Eine Frage hätte ich noch. Meine Motoren haben die 3 Signale für den Inkrementalwertgeber. 3 Impuls-Signale kommen vom Motor, sync, Kanal a + B. Die elektrischen Daten zu den Impulsen habe ich hier schon mal genannt, kann sie aber gerne auch selber suchen und hier wieder bereitstellen. Ist auf deinem Board eine Möglichkeit diese Signale an den mega8 zu liefern um eine von mir zu erweiternde Software mit diesen Signalen zu verknüpfen? Sprich Positionsbestimmung!

Betreff 40V Motoren, ich würde in diesem Fall einen Boostregler, oder equivalent in geeigneter Form "piggybacken".

Auf dem Board befinden sich auch je Motor eine Schnittstelle für Inkrementalgeber mit TTL- Pegel. Sie verarbeitet A und B, aber kein Sync. Man kann aber die Analog / RC- Schnittstelle auch für den Nullpunkt (Sync) verwenden, sofern man die Eingänge frei hat, oder die LED-Ports. Das ist nur eine Sache der Software.

zu den 40V: Es könnte auch möglich sein, das Board als Schaltnetzteil zu betreiben, wenn man anstatt eines Motors einen Trafo anschaltet und sekundär gleichrichtet..?? (nur so eine Gedanke)

Gruß Stupsi

Ich halte die Lösung mit Fets für sinnvoll, oder die Anwendung elektronischer Lastrelais, wobei bei diesen eine PWM Ansteuerung (glaube ich) nicht möglich ist. Bei Fets hält sich die Verlustleisung allerdings in Grenzen, da der Transistor ja über ein elektrisches Feld angesteuert wird.


Gruß Jens

Hallo,

@Stupsi: Kannst du mal einen Ausschnitt mit dem zusatz-FET schicken ? Würde mich interessieren, wie du das gmeint hast ?

MfG Volker

Hallo Volker,
Die Frage mit dem Zusatz-FET hab ich in diesem Thread detaillierter gestellt (letzter Artikel): https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=1638&start=22
ich freue mich auf jeden Kommentar dazu.

In der Spice-Simulation sieht es gut aus, deshalb hab ich die Schaltung in der Version V2 vom RN-Power-Board realisiert und auch schon Leiterplattenmuster bestellt.

Gruss Stupsi

Ah ja, sehr ähnlich zu meiner Schaltung. Hab bei meinen Tests damit nur gute Erfahrungen gemacht. Das von dir befürchtete Problem mit den Schaltspitzen konnte ich bei mir nicht beobachten. Ein Problem habe ich jedoch zur Zeit noch, beim Einschalten benötigen meine Motoren kurzzeitig etwa 35-40A, was zum Auslösen meiner Überstromabschaltung führt. Ich werde wohl meinen Verstärkungsfaktor noch etwas herunter nehmen müssen, so das erst bei 40-45A eine Abschaltung erfolgt. Werde mir wohl mal noch etwas dazu überlegen müssen.

MfG Volker

Dann haben wir das Rad 2x erfunden. Es beruhigt und freut mich, das du von guten Erfahrungen schreibst.
Die Schaltspitzen kommen erst bei langen Anschlußleitungen über 50cm auf.
Ein dicker Eingangs-Elko kann Probleme gering halten.
Bei kurzzeitigen Überströmen habe ich auch überlegt, was man da machen könnte. Bei der vorgegebenen Dimensionierung schaltet die das Gerät bei ca. 120A²s auf Störung. Die Sicherung kann 180 A²s. Damit schalte ich kurz vor dem Auslösen der Sicherung auf Störung.(im Kurzschlußfall gesehen).
Der Abschaltwert im Überstromfall liegt bei ca. 40A Dauerstrom. Das hält die Sicherung auch ein paar Minuten aus.
Alles Theorie, ich brauche noch ca. 1-2 Wochen, bis ich das testen kann.

Zusätzlich kann die Software was machen, einen Softstart oder eine Strombegrenzung vorsehen, dann kommst man gar nicht erst
in diese Situation.

Gruß Stupsi

Den Sanftanlauf habe ich eingeplant für den "normalen" Betrieb. Nur bei feststellung, das der Robbi das kippen anfängt, möchte ich die Motoren sofort vom Vorwärts in den Rückwärtsbetrieb umschalten können (und umgekehrt). In diesem Fall (Emergency Reverse) jedoch fliessen eben die 35-40 A. Hab schon daran gedacht, dann einfach den Interrupt für die Überstrombegrenzung kurzzeitig abzuschalten und nach z.B. 1 sec. wider zu aktivieren. Oder beim Stop-Befehl. Finde eigentlich nur, das diese Lösung nicht gerade sehr "sauber" ist.

MfG Volker

@Volker
Die 35-40A sollten einen Motortreiber dieser Größenordnung nicht aus der Ruhe bringen. Die Strombegrenzung solltest du (ähnlich wie ich) bis 50A auslegen. Der Controller kann ruhig mit Totzeiten spielen, denn kurzzeitige Überlasten kann die Elektronik ja verkraften und gegen Zerstörung wirkt ja die hardware-Abschaltung, die liegt bei mir bei ca. 100A. Falls du dein Gerät nicht thermisch überlastet, isst deine Idee also "sauber".

gruß Stupsi

Hallo,

bin neu hier im Forum. Das Projekt hört sich toll an - würde auch zwei Bausätze oder fertige Boards nehmen.

Hallo,

so ganz blick ich noch nicht durch. Bin eben erst seit kurzem auf das Forum gestoßen und noch nicht soviel mitbekommen. Könnte mir jemand sagen ob es das Board schon zu kaufen gibt?
Ist es das RN-Motor Board?

MfG
Horst

Nein, RN-Motor ist das hier
rn-Motor ist für bis 2 A ausgelgt.

Stupsi´s Board ist für größere Motoren ausgelegt. Er verbessert gerade noch ein wenig die Platine. Nach neusten Infos soll die dann spätestens im November fertig ausgereift und getestet sein.

Kurze Info zur "großen Motorsteuerung":

Die ersten Tests laufen mit einem RN-Control als Signalgeber. Das Flachbandkabel entspricht der definierten Schnittstelle "ext. Motortreiber nach RN-Spezifikationen". (Bild1)
Der PWM-Betrieb funktioniert. Der Motor läuft allerdings erst bei ca. 30% PWM los, und das etwas ruckelig. Bei 40-99% PWM ist der Lauf sehr sauber. Bei 100% PWM schaltet der Motor aus!!!??? Der Grund liegt sicher in der fehlenden Gatespannung für die Highside-MOSFETs. Ich suche noch einen Trick, diese Gatespannung dauerhaft zu halten. Die Stromerfassung habe ich auch noch nicht ordentlich untersucht.

Im Schaltplan sind viele Fehler enthalten, unter Anderem ist die Pinbelegung vom IR2184 fehlerhaft. Es war nicht einfach, den Musteraufbau zu korrigieren. (Bild2)
Muss wohl demnächst die hier veröffentlichten Schaltplanauszüge aktualisieren!
Da ein Re-Design fällig ist, werden für eine fehlerfreie Version noch ein paar Wochen in Land gehen. Zur Optik gibt es dann noch eine Überraschung.

Gruß Stupsi

1) Was genau ist der IR2184 eigentlich? "Nur" ein Treiber für die MOSFETS? Neben den MOSFETS selber ist der ja der dickste ($) Einzelposten.
2) Ich hab Motoren mit 6V 6-7A, also zu groß für das RN-Motor. Diese 20A Schaltung hier ist aber wieder ein wenig überdimensioniert. Kann man da was abspecken? Am besten ohne das Layout zu ändern.
Wahrscheinlich würde ich sonst RN-Motor nehmen und zusehen, dass ich je ein L298 pro Motor nutze, also 2x4A hätte. 2 L298 parallel zu betreiben wird wohl nicht gehen ...

ciao .. b

@ bhm

zu 1)
Der IR2184 ist leider "nur" ein (teurer) Treiber für Mosfets. Der Baustein kann 2x N-Kanal- Mosfets für eine Gegentaktendstufe treiben. Leider kann er das nur dynamisch bis zu einer PWM- Pulsdauer von ca. 90%. Wenn er PWM 0... 100% verarbeiten könnte, wäre er das Geld wert.
Die Schaltung auf 10A zu reduzieren ist nicht sinnvoll, man spart dadurch nur wenige Euro für billigere MOSFETs. Da ist es viel preiswerter, eine Schaltung wie z. B. das "PWM-Relais" (im Downloadbereich) zu nehmen.

zu 2)
Die Parallelschaltung am L298 ist eine Möglichkeit. Man könnte alle 4 Kanäle des L298 parallel schalten. Beim RN-Motor ist das mit einigen internen Drahtbrücken machbar. Zu bedenken ist, das der L298 ca. 2,5V der Betriebsspannung für den Eigenbetrieb benötigt, die Stromerfassung beim RN-Motor benötigt nochmal ca. 1V. Dein 6V- Motor sollte also für volle Leitsung an einem 9,6V Akku betrieben werden.
Am RN-Motor könnte man auch alle Kanäle parallel betreiben, weil die Strommeßwiderstände großzügig gewählt sind und damit eine Symmetrie der internen Leistungstransistoren möglich ist. Dazu müsste nur die PWM- Ansteuerung für alle Eingänge gebrückt werden und die Strommessung am Mega8 etwas modifiziert werden. (vielleicht testet Frank das mal aus)

@alle:
Ich suche seit einiger Zeit nach einer Idee, diese 100% (siehe oben) zu erreichen.
Die Problematik besteht darin, das die Bootstrap-Funktion des IR2184 ab ca. 90% PWM zu wenig Ansteuerleistung für die Highside-Mosfets bereitstellt.
Bis auf 2 unbefriedigende Lösungen ist mir noch nichts eingefallen.
1) jedes IC wird mit einer zusätzlichen Ladungspumpe versorgt (zu aufwendig)
2) man nimmt ein Treiber-IC "TD340" , das IC scheint aber schwer beschaffbar zu sein. (ansonsten ein schönes IC)
Daher verzögert sich das Projekt ein Wenig.

Ohne technische Lösung müsste man die PWM im MEGA8 auf 90% begrenzen, ähnlich wie beim MD03; das finde ich aber nicht so schön.

Gruß Stupsi

Hi,

zu 2) Ja das mit dem parallelschalten werde ich noch austesten. Es steht ja noch das Betriebsystem für die Getriebemotorsteuerung aus, bin einfach noch nicht dazu gekommen. Allerdings mit mehr als zwei Motoren mit jeweils 3 A würde ich RN-Motor dann nicht verwenden. Alle 4 parallel wird das Betriebsystem vermutlich vorerst nicht unterstützen.
Aber wer Lust hat, kann ja eigenes Betriebsystem dafür schreiben, der Schaltplan ist ja offen gelegt, so das dies für ein wenig geübte AVR Programmierer nicht allzu schwer ist.

Eine Motor-LowCost Lösung von 10A-15A könnte ich nu selbst für meine Scheibenwischermotoren gebrauchen. Werde auch mal schaun ob man da nicht doch noch was günstiges findet um die Lücke zwischen rn-motor und Stupis Projekt zu schließen.

Zitat:

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Zitat von stupsi

zu 2)
Die Parallelschaltung am L298 ist eine Möglichkeit. Man könnte alle 4 Kanäle des L298 parallel schalten. Beim RN-Motor ist das mit einigen internen Drahtbrücken machbar.

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Wobei laut Schaltplan SEN_B nicht über den Messwiderstand läuft. Da müsste man etwas tricksen.

Zitat:

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Zitat von stupsi

Zu bedenken ist, das der L298 ca. 2,5V der Betriebsspannung für den Eigenbetrieb benötigt, die Stromerfassung beim RN-Motor benötigt nochmal ca. 1V. Dein 6V- Motor sollte also für volle Leitsung an einem 9,6V Akku betrieben werden.

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hmmm, die 2.5V bezieehen sich auf die VS_min=2.5V+V_IH im Datenblatt? Bei 5V Logikspannung wären das dann 7.5V, die 1V Sensingspannung addiert do nicht dazu, oder?
Dann käme man vielleicht mit einem 7.2V Akku aus, insbesondere, wenn man die Logik auf 4.5V runterdreht....
Ach, nee, der fällt dann ja auch bis 6V am Ende ab. Also doch besser etwas mehr.

Zitat:

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Zitat von stupsi

Am RN-Motor könnte man auch alle Kanäle parallel betreiben, weil die Strommeßwiderstände großzügig gewählt sind und damit eine Symmetrie der internen Leistungstransistoren möglich ist. Dazu müsste nur die PWM- Ansteuerung für alle Eingänge gebrückt werden und die Strommessung am Mega8 etwas modifiziert werden. (vielleicht testet Frank das mal aus)

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Würde das bedeuten, dass je ein L298 einen Zweig der H-Brücke darstellt?
Das ergibt, rein rechnerisch, 8A?

ciao ... bernd

Zitat:

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Zitat von Frank

... Allerdings mit mehr als zwei Motoren mit jeweils 3 A würde ich RN-Motor dann nicht verwenden. Alle 4 parallel wird das Betriebsystem vermutlich vorerst nicht unterstützen.

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öhm, es geht doch ohnehin maximal 4 Motoren à 2A, oder bei Parallelschaltung 2 Motoren à 4A (oder, der Vollständigkeit halber, 1 Motor 4A, 2 Motoren 2A), oder bin ich da brushless gewickelt?

Zitat:

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Zitat von Frank

Aber wer Lust hat, kann ja eigenes Betriebsystem dafür schreiben, der Schaltplan ist ja offen gelegt, so das dies für ein wenig geübte AVR Programmierer nicht allzu schwer ist.

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Werde ich sowieso machen (müssen), weil ich gerne noch Drehgeber auswerten möchte (was ich immer alles machen möchte ...)
ciao ... bernd

Hi Stupsi,

Zitat:

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Ohne technische Lösung müsste man die PWM im MEGA8 auf 90% begrenzen, ähnlich wie beim MD03; das finde ich aber nicht so schön.

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FYI, beim MD03 ist der max. duty cycle ca. 95% (120us on, 7us off).

Viele Grüße
Jörg

Zitat:

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Zitat von bhm

öhm, es geht doch ohnehin maximal 4 Motoren à 2A, oder bei Parallelschaltung 2 Motoren à 4A (oder, der Vollständigkeit halber, 1 Motor 4A, 2 Motoren 2A), oder bin ich da brushless gewickelt?

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Hi,
bei Parallelschaltung wären 4A nur theoretisch denkbar wenn sich der Strom völlig gleichmäßig auf beide verteilt. In der Praxis ist das nicht immer der Fall und bei RN-Motor wird zudem nur bei zwei Motoren der Strom über einen Lastwiderstand gemessen. Daher würde ich auf Nummer sicher gehen und dies dann nur mit 3A belasten.

Wenn jemand ein weitere Betriebsystem zu RN-Motor geschrieben hat, kann er dies gerne hier im Download-Bereich unter Codeschnipseln posten.

Gruß
Frank

@bdm
stimmt, die fehlenden Widerstände 0,5 Ohm an SEN_B müssen nachgerüstet werden. Dazu gehören auch die 1000 ohm- Widerstände ähnlich R2, R9, die man am Kondensator C3, C8 zusammenführen kann.
Der Spannungsverlust im L298 ist auch höher als 2,5V. Im Datenblatt auf S 4/12 in Figure 1 stehen die Werte für Vsat bei 1,6A: (6,4A bei 4x Parallelschaltung)
Eigenbedarf: VsatL = 1,4V + VsatH=1,6V = 3,0V + 1V vom Shunt = 4,0V
Verluste der ICs: 3,0V * 6,4A = 20W
Kühlkörpertemperatur: 20W * 3,6°/W + 25°C = über 100°C
Sowas sollte man nicht machen. Parallelschalten mit dem L298 ist also doch keine Lösung. Sorry für mein dummes Geschwätz von oben.

@ Joerg
danke für die Info. Ich habe auch 120us Periodendauer gewählt. Bei mir reichen 7us Offzeit nicht aus, brauche mindestens 9us für das saubere Durchschalten der FETs. Mal sehen, was man an der Stelle noch optimieren kann.

Gruß Stupsi

Zitat:

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Zitat von stupsi

stimmt, die fehlenden Widerstände 0,5 Ohm an SEN_B müssen nachgerüstet werden. Dazu gehören auch die 1000 ohm- Widerstände ähnlich R2, R9, die man am Kondensator C3, C8 zusammenführen kann.

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Wäre nicht nötig, nach Fig 7 im Datenblatt werden SEN_A und SEN_B auf einen Widerstand gelegt. Muss ja auch, weil die Summe der Strom durch den Motor ergibt. Notfalls einfach Pin 15 kürzen und auf der Bestückungsseite mit 1 verbinden. Nicht schön ginge aber.

Zitat:

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Zitat von stupsi

Der Spannungsverlust im L298 ist auch höher als 2,5V.
Eigenbedarf: VsatL = 1,4V + VsatH=1,6V = 3,0V + 1V vom Shunt = 4,0V
Verluste der ICs: 3,0V * 6,4A = 20W
Kühlkörpertemperatur: 20W * 3,6°/W + 25°C = über 100°C

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hmm, ich lese aus dem Datenblatt sogar ca. 4V bei 2A (Nicht-Parallel-Schaltung), plus shunt. D.h. bei einem 6V Motor und 2A verbrate ich die Hälfte der Leistung in der Elektronik! Schon heftig.
Vielleicht sollte ich doch was mit Relais machen ...
ciao ... bernd

Noch so ne Idee zur Strombegrenzung / Hochlastwiederständen/Motorlastregelung

...Glühlampen ... in Serie mit einem Motor

Das sind Kaltleiter ... solange sie nicht glühen lassen sie viel Strom durch (der Motor läuft also gut an), sind relativ "billig", haben kein Problem die Wärme abzuführen und sind in "allen" Größen verfügbar. Notfalls kann man mehrere Lampen parallel schalten um kleinere Wiederstände zu bekommen.
Außerdem macht sich das bei einem boter auch ganz gut wenn er Augen bekommt und sich seinen Weg ausleuchtet.

Ich hab jetzt in eine rSchaltung ein N-Kanal FET gesehen. Der wurde praktisch immer voll durchgesteuert. Die daran abfallende Spannung wurde zum messen des Stromes über 1K Widerstand an analogen Port geführt.
Was spricht gegen diese Lösung?

mal prinzipell einige Fragen:
1) Warum nimmt man MOSFETs und keine Bipolar-Transistoren? (ich hab noch 'ne Tüte 2N3055 rumliegen :-) )
2) warum braucht man einen Treiber um einen MOSFET zu schalten? Der Gateeingang zieht doch keinen Strom (außer beim Schalten), also müsste das doch an einem TTL-Ausgang gehen. Ich brauch doch nicht mit MHz pulsen. 1kHz sollte schon reichen, oder?
3) 100% PWM heist doch DC. Warum ist das für den Treiber ein Problem?

Fragen über Fragen ...
ciao ... bernd

@bhm
a) kurz noch zu den Shunts im RN-Motor: Wenn Pin 1 und 15 zusammengeschaltet werden, sind die Transistoren im L298 direkt parallel geschaltet. Dadurch entfällt die Symmetrierung. Es ist besser, Pin 1 und 15 an je einen Shunt zu legen, auch wenn das Datenblatt es nicht vorschreibt.
b) Zur Verlustleistungsrechnung: Rechne mal alles mit 2A pro Kanal durch und kontrolliere zum Schluß die Junction-Temperatur.
c) schau dir nochmal das "PWM-RElAIS" im Downloadbereich an. Die Kombination aus :

- Relais zum Umpolen des Motors
- N-Kanal-FET zur PWM-Steuerung
- dicke Schottky-Freilaufdiode (oder FET)

bietet alles, was eine gute Motorsteuerung bei höchstem Wirkungsgrad braucht, und es bleibt die billigste Steuerung. Nur schelles Umschalten zwischen Vorwärts und Rückwärts (Beispiel: balancierender Roboter) sowie Motorbremse (beide Motorwicklungen kurzgeschlossen) ist nicht möglich.

zu 1) Transistoren haben ein UCE-sat von ca. 0,5-1V, also hohe Verluste und hohe Steueröleistung bei hohen Strömen. siehe die Darlingtons im L298
zu 2) Einen Treiber braucht man nicht unbedingt. Es gibt "Logic-Level-FETs", die kann man ganz gut mit 1 Khz direkt am uc-Port betreiben.
zu 3) Beim IR2184 werden die High-Side-FETs mittels einer Bootstrap-Schaltung gespeist. Diese Bootsrap- Schaltung holt sich bei jedem Takt ein wenig energie aus dem Leistungskreis. Der Takt fehlt bei 100%, also ist keine Energie zur Anst4euerung der Highside-FETs mehr vorhanden.

@frank
Eine Mosfet als Shunt ist möglich. Ein IRF530 hat ca. 0,16 Ohm und ist preiswert, bringt natürlich nur eine kleine Meßspannung (hier 0,16V/A) an den Port. Das verringert die Störsicherheit und mindert die Auflösung des Ports. Aber dagegen hilft ein kleiner Verstärker, und dann kann man einen 4mOhm- FET (IRF1404) nehmen. Der leichte Temperaturgang der Mosfets schadet in diesem Bereich nicht.

Beispiel für 10A Motorstrom:
IRF530 = 16W Verluste
IRF1404 + Verstärker = 0,4W Verluste

Der leichte Temperaturgang der Mosfets schadet in diesem Bereich nicht.

Gruß Stupsi

Sag mal Stupsi, kannst du auch einen N-Kanal FET empfehlen der sich als Shunt eignet und etwas mehr Strom verträgt. Sagen wir mal 30A oder besser 35A. Aber es sollte schon etwas Spannung abfallen, da ich auf Verstärker gerne verzichten will

rechnen wir mal denm IRF1404 für 35A aus:

Verlustleistung bei 35A: P = I² * R = 35²A²*0,004 Ohm = 4,9W
Spannung bei 35A: U = I * R = 35A * 0,004 Ohm = 0,14V oder 4mV/A

5W Verlustleistung im Shunt sind schon großzügig bemessen, dafür ist ein Drittel Kühlkörper in der Größenordnung von RN-Motor sinnvoll.
Wenn man die Referenz vom Analogport auf 0,2V legt, würde die Auflösung des AD-Wandlers ausreichen. (geht das überhaupt?) Und ob bei 4mV/A noch eine Störsicherheit gegeben ist, ist fraglich. Es kommt auf den Versuch an. Da ist meiner Ansicht ein Verstärker für Ströme ab 10A sinnvoller.

Die Strommessung (Powerfet-Hilfsfet-Verstärker) in meiner Motorsteuerung funktioniert übrigens im Versuchsaufbau sehr sauber; kann ich nur empfehlen.
siehe hier: https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=1638&start=22

Gruß Stupsi

Hi Stupsi
Ja stimmt, 4mV pro A ist schon etwas mager. Das wäre mir auch zu unsicher. Einen etwas größeren Widerstand müsste der FET schon haben. Eine etwas höhere Verlustleistung würde mich weniger stören, da ich eigentlich nicht davon ausgehe das an der Motorsteuerung Motoren mit 20 oder 30 A Dauerlast hängen.
Ich denke bei den meisten düfte die Dauerlast deutlich unter 10A liegen, vielleicht im Schnitt bei 5A. Nur in bestimmten Phasen beim Anlauf oder überwinden einen Hindernisses dürften mal hohe Ströme auftreten. Natürlich auch wenn der Motor mal blockieren sollte.

Von daher wäre für die meisten Fälle eine Schaltung ausreichend die einen Strom von 20A nur Sekunden oder bestenfalls 2 Minuten aushält.

Dafür sollte die Schaltung aber so preiswert und einfach wie möglich aufgebaut werden. So ein Operationsverstärker kostet zwar nicht viel aber es kleckert sich alles zusammen und zudem braucht Platz. Je einfacher desto besser.

So ganz verstehe ich dein Schaltbild nicht:

Bild hier  

In der Schaltung soll wohl der abfallende Strom an T4 gemessen werden. Welchen Sinn und Zweck hat hier T5 überhaupt?

Zitat:

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Welchen Sinn und Zweck hat hier T5 überhaupt

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T5 schaltet den Spannungsabfall an T4 nur dann an die Auswertung durch , wenn auch T4 (wie T5) leitend ist.
Sonst wird auch der Spannungsabfall im gesperrten Zustand, nämlich die Versorgungsspannung an den Tiefpass geschaltet und übersteuert die Auswertung reichlich.
Manfred

Ach so, stimmt - hatte noch an meine Schaltung gedacht, da ist das ja anders gelöst.

Wie wäre es wenn T5 weggelassen wird und dann beide Brücken in der gemeinsamen GND Leitung über einen immer durchgeschalteten FET geleitet werden. Dann könnte man dort den Spannungsabfall messen. Wäre einfacher und man könnte in beiden Perioden den Strom messen.. Ich denke das hätte Vorteile.

Zitat:

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über einen immer durchgeschalteten FET

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Den Fet könnte man dann aber durch einen Shunt ersetzen. Ein niedriger Widerstand von der Qualität eines FET ist keine Kunst, wenn er nicht abschaltbar sein soll.
Der Trick mit dem FET ist ja nur, jeden unnötigen Spannungsabfall zu vermeiden.
Manfred

Hi
Aber Stupsi setzt doch eh einen OP-Verstärker ein, die geringe Verlustleistung die dann an einem niedrigen Shunt abfällt sind doch auch nicht so tragisch.

Wie bastelst du denn einen definierten Shunt von beispielsweise 0,05 oder 0,01 Ohm? Mit Konstantandraht?

nimm doch aus den Widerstand aus dem RN-RN-Motor- Teilesatz. Er hat folgende techn. Daten:
R = 0,5 Ohm; P=5W; Rth= 40°/W; Th_max = 350° (Datenblatt VitrOhm)

Beispiel: 5 Stück parallel:

Der Block hat dann einen Wärmewiderstand von ca. 10°/W.
Bei 5A Dauerstrom des Motors haben die Widerstände 2,5W, werden also 50° warm.
Bei 5A werden sie ca. 50°C warm
Bei 10A werden sie ca. 125°C warm (Widerstände dürfen heiß werden!)
Bei 20A / 1 min werden sie ca. 400°C warm (so heiß sollten sie nicht werden!)
Bei 30A > 10 sec werden sie wahrscheinlich schwarz.

Wenn du 10 Stück ( für 50 mOhm) parallel schaltest, sieht es besser aus:
Der Block hat dann einen Wärmewiderstand von ca. 5°/W.
Bei 5A bleiben sie kalt.
Bei 10A werden sie ca. 50°C warm
Bei 20A werden sie ca. 125°C warm
Bei 30A / > 10 sek werden sie ca. 250°C warm

Der Aufbau muß so erfolgen, das alle Widerstände gute Konvektion haben!
Der Aufbau ist nicht geeignet für PWM > 10 kHz wegen der Anschlußinduktivitäten; die stören die Messung.
Es bringt thermische Vorteile, die Widerstände auf einen Kühlkörper zu setzen. Das erhöht die Kurzzeitige Überlastungsfähigkeit. Dann könnte auch die Parallelschaltung von 5 Widerständen überleben.

Gruß Stupsi; (...hoffentlich hab ich mich nicht verrechnet...)

Hi Stupsi,

das parallel schalten nimmt mir aber viel zu viel Platz weg. Du weißt doch das es auf den Board´s immer sehr eng zu geht, da wäre eine duchgeschalteter FET doch einfach besser.

Mich würde doch interessieren ob Manfred da noch an was anderes gedacht hat.

Ich gehe von 1mV Genauigkeit aus und vom einer Anforderung den Strom auf 100mA genau zu bestimmen, also etwa 10mOhm.
Bei 10A 1W Verlustwärme entsprechend 4W bei 20A.

Parallele Widerstände sind sicher Vorteilhaft.

Es geht ja bald schon in Richtung eines Kupferdrahtes. Bei Drähten wie Konstantan sollt man die Lötstellen und Pads breit genug machen damit sie nicht schmelzen.

Sonst habe ich keine spezielle Idee, nur ein Fet als Meßwiderstand ist meiner Meinung nach nicht sehr genau weder im absoluten Wert noch über der Temperatur.

Es gibt natürlich Shunts für alles aber der Preis ist spielt sicher auch eine Rolle.
Manfred

Zur Info, habe gerade einen recht kleinen 0,082 Ohm 5Watt bei Reichelt gefunden. Damit kann man schon was anfangen, insbesondere wenn man zwei parallel nimmt. Das ist glaub der kleinste bei Reichelt. Platzbedarf hält sich dann auc in Grenzen. Preis ohnehin, kostet nur ca. 30 Cent.

mit etwas Verspätung ..

Zitat:

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Zitat von stupsi

c) schau dir nochmal das "PWM-RElAIS" im Downloadbereich an. Die Kombination aus :

- Relais zum Umpolen des Motors
- N-Kanal-FET zur PWM-Steuerung
- dicke Schottky-Freilaufdiode (oder FET)

bietet alles, was eine gute Motorsteuerung bei höchstem Wirkungsgrad braucht, und es bleibt die billigste Steuerung. Nur schelles Umschalten zwischen Vorwärts und Rückwärts (Beispiel: balancierender Roboter) sowie Motorbremse (beide Motorwicklungen kurzgeschlossen) ist nicht möglich.

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Sieht sehr vernünftig aus. Allerdings sind die FETs für max 3A angegeben, während die Realis schon 6A können.
Kann man
a) mehrere FETs parallel schalten? Die würde ich dann extern auf einen Kühlkörper schrauben.
oder
b) die FETs aus deinem Projekt nehmen (IRF1404)?
ciao .. bernd

@bhm
schau dir mal den Schaltplan an; es ist der IRF1404 eingesetzt. Und das Relais kann 8A schalten, daher der Arbeitsbereich 12V / 8A. Die Schaltleistung des Relais wird hier aber nicht genutzt, weil es ausreicht, das Relais bei Impulssperre zu schalten. Wenn man kurzfristig mal 10 oder 15A zieht, geht auch noch nichts kaputt.
Mit richtigem Kühlkörper und kleinen KFZ-Relais sind höhere Ströme auch möglich.
Das Projekt soll ja nur als Anregung dienen, wie man mit billigen, handelsüblichen Bauteilen Motore steuert.

Bei Interesse könnte ich die Funktions-Beschreibung noch erweitern.

Gruß Stupsi