Schaltung und (Test-)Motor mit PC-Netzteil betreiben?

Hallo,

ich hab noch ein altes PC-Netzteil rumliegen und wollte wissen, ob sich damit eine (Test-)Schaltung und ein (Schritt-)Motor betreiben läßt.

So ein Netzteil liefert ja (u.a.) +12V und -12V und das gleiche nochmal für 5V.
Die +-12V dachte ich zu 24V zu kombinieren und die Schaltung mit +5V zu betreiben. Die +12V dürfen bis zu 30A belastet werden, die -12V "nur" bis 1A.
Ach ja, der Max202 hängt kwasi in der Mitte und bekommt +12V und -12V ...

Das Problem (für mich) entsteht erst am L293 und Co., wenn ich die +-12 V zusammenschalte. Wo liegt dann Masse? bei -12V?
Bei den GND-Pins ist (für mich) nicht erkennbar, welcher Pin gegen welche Masse geschaltet werden soll.

Oder gibt es eine Möglichkeit, Schaltung und Motor so an das Netzteil anzuschließen, dass alle Spannungen eine gemeinsame Masse haben?

Wenn du 24V haben möchtest und dafür -12 und +12V nimmst, dann ist quais -12V dein Bezugspotential (sozusagen Masse) und +12V sind gegen dieses Potential dann 24V. Du kannst dann aber nicht in der gleichen Schaltung ohne weiteres die 5V benutzen. Die haben nämlich GND als Bezugspotential und du kannst auch nicht deine 24V Masse auf GND legen weil du dann -12V Kurzschließt.

Ich hoffe es ist klar worauf ich hinaus wollte :)

Hallo ba4_philipp,

danke für Deine Aufmerksamkeit!

Sch... ganz genau so habe ich mir das vorgestellt.
Wie schließt man dann die Spannung für einen Motor-Treiber an?
Oder muss die Schaltung eine Teil-spannung der Motorspannung (sprich gleiches Potential) sein/haben?

Wenn ich die Schaltungen, die ich bisher gesehen habe, richtig interpretiere, haben Vcc und Vsup so gut wie keine Schnittstelle.
Nur eben an dem Motortreiber.
Wenn ich die Masse-Pins an die Masse der Motorspannung führe, habe ich ein Problem.
Die Massepins gegen die Masse der Schaltung - wie geht das dann mit den Motorausgängen?

Ich bin etwas verwirrt.

Zum Entkoppeln von logischen Signalen von einer Bezugsmasse gibt es Optokoppler. Wenn es nicht zu viele Signale sind könnte das ja gehen.

Man kann auch eine 5V Versorgung für die Logikschaltung gegenüber dem -12V Potential als Masse aufbauen, die Logik also zwischen -7V und -12V betreiben.
Manfred

Hallo Manfred,

danke für Deine Aufmerksamkeit!
Von Optokopplern habe ich schon gelesen, weiß allerdings nicht, wie ich damit unterschiedliche Potentiale auf die Reihe bekomme.

Dein 2. Vorschlag klingt nachvollziehbarer für mich.
Hättest Du mir vielleicht noch nen Tip, wie ich das bewerkstelligen kann?
Ich habe einen 7805 als Spannungsstabilisator.

Für den Testaufbau könnte ich dem ja die gesamten 24V vorsetzen.
Aber wie mache ich das, wenn ich später den Produktions-Aufbau angehe?

Das Problem ist ja immer noch, dass ich 2 verschiedene Spannungen (dann 48V und 5V) brauche. Was mich neben dem Potentialunterschied auch beschäftigt - wenn ich beispielsweise einen Motor mit 200 Watt betreibe, fließt der entsprechende Strom ja auch über die Masse-Adern der Platine.
Weiß nicht, ob Std-Raster-Platinen solchen Strom abkönnen.
Wird die Platine dann warm/heiß von dem Strom?

Ich habe schon vor, den Leistungsteil auf eine Extra-Platine auszulagern, aber bislang kann der Strom ja auch über die Signal-Kabel zur Hauptplatine gelangen (was dem Kabel sicherlich nicht sonderlich bekommt).

Insofern wäre ich für Entkoppelungstips mehr als dankbar!
Lieber noch wäre mir, wenn mir jemand die Potentiale (und den Stromfluss) an einem z.B. L298 erklären könnte (Tips zum lesen werden auch dankbar angenommen).

Es klingt etwas lapidar, aber wie ist es mit dem Datenblatt des L298?

Der 7805 soll die Logik mit 5V versorgen. Die Masse soll auch die Motormasse sein, das entpricht den Logikpegeln mit denen der L298 angesteuert werden soll.

Damit benötigt der 7805 eine Versorgungsspannung von 7,5V oder mehr über dieser Masse. Wie sieht denn die Versorgung aus? gibt es so eine Spannung um 8-12V.

Bei 4A sollte man ein gedruckte Leiterbahn schon etwas verstärken. Man kann dazu einen Draht oder eine Litze in Längsrichtung auflöten.
Manfred

Hallo Manfred,

Die Datenblätter (nicht nur vom L298) liegen schon eine Weile auf meiner Platte und die meisten davon habe ich mindestens 3mal gelesen.

Mein "Problem": ich bin Nichtelektroniker und dies wird meine erste Schaltung überhaupt (abgesehen von einer Frequenzweiche für eine Eigenkonstruktions-Lautsprecherbox). Eigentlich komme ich aus der Software-Ecke und meine Englisch-Kenntnisse beschränken sich auch auf dieses Themengebiet. Mit viele Begriffen und Darstellungen tu ich mich einfach schwer, es zu verstehen - egal wie oft ich es lese.
Die elektronischen Fachbegriffe sind mir schon im Deutschen nicht geläufig, um so schwerer ist es für mich, englische Datenblätter zu verstehen.

Glaub mir, aus Langeweile schreibe ich meine Fragen ganz bestimmt nicht.

Ein versierter Bastler kommt mit Sicherheit mit Deinen Erklärungen aus - bei mir ist das leider nicht der Fall.
Seit mind. einem Vierteljahr lese ich alles, was ich zum Thema Schrittmotoren, Steuerung und Grundlagen/Tutorials für Elektronik gurgeln/finden kann. Sorry, wenn ich's (noch?) nicht alleine gebacken bekomme.

Wie schon angedeutet, ist mir bekannt, dass der 7805 (auch von dem führe ich ein gelesenes Datenblatt) bis zu 35V verkraftet. Sicher muss er dann gut gekühlt werden, die 30 V lösen sich ja nicht einfach in Luft auf.
Für meinen Testaufbau könnte ich ihn also mit der Motorspannung ansteuern.

Anders in der geplanten Produktionsplatine. Die 48 V sind dann definitiv zu viel für ihn. Da wäre es für mich schon hilfreich, zu wissen, wie ich (so ganz grundsätzlich) verschiedene Spannungen und Ströme handhabe.

Wie würdest Du es machen?

Die Masse zum Signal-Kabel über Optokoppler trennen?
Oder wie kann man erreichen, dass der hohe Motorstrom nicht durch die Schaltungselemente fließt?
Für die Produktionsplatine muss ich dann ja wohl auch ein Netzteil selber bauen. 48V und 4-6A wird es wohl kaum von der Stange geben. Wenn ich dann für die 5V einen anderen Trafo nehme, habe ich auch wieder unterschiedliche Potentiale?!?
Muss ich also einen Trafo besorgen (wickeln lassen?), der 60 V und 10V "im Dreieck" - also mit einer gemeinsamen Ader liefert (die dann zur Masse deklariert wird)?

Dann sind wir ja mal an der Stelle, dass ein 48V-5A Netzteil gebraucht wird, das mit 230V gespeist wird. Von diesem Netzteil oder getrennt davon werden noch 5V benötigt.

Von der Stange gibt es in der Beziehung eigentlich alles (gegen Geld).
Ich weiß noch nicht wie das Netzteil aussehen soll, aber in Conrad Profi Katalog kann man sich vieles schonmal ansehen. Ob man es dann aus Kostengründen selbst baut, ist der nächste Schritt.
(Entwicklungsaufwand gegen Stückzahl)

Wenn die 5V mit geringer Leistung benötigt werden kann man dafür auch ein getrenntes Netzteil (Steckernetzteil und dergleichen) nehmen, wie gesagt das kommt auf das Produkt an.
In jedem Fall ist es leicht, zwei Versorgungen die getrennt vom Netz kommen, auf gemeinsame Masse zu bringen, ohne Optokoppler.
Manfred

Hallo Manfred,

danke dass Du Dir die Zeit genommen hast, mir nochmal zu antworten.

Kostet es Dich viel Überwindung, mir nicht nur zu sagen, dass etwas leicht geht, sondern auch wie?
Auch für einen Tip, wo ich was nachlesen könnte, oder für einen passenden Suchbegriff wäre ich sehr dankbar.

Ich denke, so halbe Informationen ist Überlegenheit am falschen Ort/Moment ausgespielt.

Trotzdem danke für Deine Aufmerksamkeit und Deine Tips.

Es ist wirklich einigermaßen einfach wenn man zwei Netzteile hat, eines mit 48V-5A und einen mit 5V-0,5A dan wird man sie mechanisch zu einer Einheit zusammenbringen, in ein Gehäuse mit gemeinsamem 230V Anschluß. Bei dem Zusammenführen der Masse auf der Sekundärseite sollte man darauf achten, dass der hohe Strom mit seinem Spannungsabfall auf der Leitung nicht die Signalpegel gegeneinander verschiebt.

Die Treiberschaltung braucht Signale zwischen 0 und 5V. Sie hat eine Massepunkt. An diesen Massepunkt schließt man dem Massepunkt der 5V Versorgung für die Logikschaltung an. ...

Und eben nicht an einer Stelle einen halben Meter weiter, wo durch den hohen Strom ein Spannungsabfall auf der Leitung aufgetreten ist.

Das ist ein Fehler der ab und zu gemacht wird, auch von Ingenieuren die das grundsätzlich wissen, aber dann auch schon mal nicht so genau darauf achten.

Zitat:

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Ich denke, so halbe Informationen ist Überlegenheit am falschen Ort/Moment ausgespielt.

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Wir sollten wirklich zwanglos diskutieren, ohne die Vermutung, man wollte dem anderen zeigen dass er wenig weiß. Ich meine das so. Ich beschäftige mich mit dem Problem, weil ich selber vielleicht etwas dabei lernen kann. Der komplette Aufbau einer Schrittmotorschaltung ist schon eine anspruchsvolle Sache. Die halbe Information mag wenig erscheinen. Die volle Information liegt schätzungsweise bei einer zweijährigen Ausbildung (je nach Startpunkt).

Insgesamt gebe ich gerne jeden Rat, ein Datenblatt übersetzen sprengt den Rahmen meines Interesses, da wäre es dann schon besser man versucht es zu lesen und diskutiert, was nicht verstanden wurde, das ist dann wieder eine auch für das Forum fruchtbare Diskussion.

Für eine gute Beurteilung der Möglichkeiten fehlt mir noch sehr die Zielsetzung für die "Produktionsplatine": Stückzahl, Qualität, Sicherheitsstandards... wer bringt die ein? In diesem Sinn hoffe ich weiter auf einen lebhaften Austausch.
Manfred

Guten Morgen Manfred,

danke für Deine Antwort.

Zitat:

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Die Treiberschaltung braucht Signale zwischen 0 und 5V. Sie hat eine Massepunkt. An diesen Massepunkt schließt man dem Massepunkt der 5V Versorgung für die Logikschaltung an. ...

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Ich habe das Gefühl, wir nähern uns dem Kasus Knaxus.
Kurz zum Aufbau:
Ich habe eine Hauptplatine, auf der der 7805er ist, mit Anschluß der Logik-Stromversorgung. Über Flachbandkabel geht es zu einer Platine, auf der der L297er werkelt. Bislang wollte ich den L298 auf derselben Platine aufbringen, bin aber jetzt versucht, den L298 auch auf einer separaten Platine zu beherbergen, um ihn ggf. gegen einen L6203 o.ä. auszutauschen (falls es mit der Spannung eng wird).

Somit ist der Massepunkt des L298 (der Punkt, an dem beide Spannungen zu einer gemeinsamen Masse kommen) doch rel. weit von dem Anschlußpunkt der Hauptplatine entfernt.
Als Verbindung nehme ich 16pol. Flachbandkabel, bei dem nur 8+1 Adern beschaltet sind. Die restlichen Adern liegen auf Masse (Minimalschirmung).
8+1 sind 8 Datenleitungen und der Pluspegel der Schaltung.

Ich denke, ich bin schon in den Fehler gelaufen, den Du ansprichst.
Die Spannungsversorgung der Motoren erfolgt ja auf der Platine des L298 - und die könnte tatsächlich einen halben Meter von der Spannungsversorgung der Schaltung liegen.

Selbst wenn die Trafos den gleichen Netzanschluss haben, die Sekundärseite ist bei 2 Trafos doch erstmal völlig getrennt.
Würdest Du die Masse-Adern der beiden Trafos (sollte wohl nach der Gleichrichtung passieren?) mit einem etwas dickeren Kabel verbinden?
Also die Spannungsstabilisierung nicht auf der Platine, sondern eng am Netzteil?

Noch ein Wort zu den verwendeten Begrifflichkeiten:

Es ist ein privates (Hobby)Projekt, vergleichbar mit einem stationären Roboter. Da ich auch noch nie einen MC programmiert habe, möchte ich dies mit der Testplatine lernen. Die Testplatine hat Ähnlichkeit mit Eurem RNControl, nur dass ich andere Stecker verwende, der MC incompatible Pinbelegung hat und statt dem I²C-Bus versuche ich's mit dem SPI-Bus. Von einem ausgeschlachtetem Drucker habe ich jetzt 2 Stepper und einen DC-Motor, sodass ich mit einem L293 und der Eprom-Geschichte anfange.
Kommerziell wäre so ein branchenübergreifendes Erstlings-1Mann-Projekt total unrentabel.

Produktionsplatine ist für mich diejenige, die dann die richtigen Motoren steuert und mit den entgültigen Sensoren arbeitet. Stückzahl: 1
Bei der Produktionsplatine fehlen dann die ganzen LED's und Taster zum Lernen. Bis dahin weiß ich dann auch, ob ich mit einem MC auskomme, oder mehrere davon einsetzen werde.

Mechanisch ist die Konstruktion etwas überdimensioniert, da ich die Geschwindigkeitsgrenzen erreichen / erfahren möchte. Sowohl in der Sensorik, alsauch der Steuerung. Deshalb auch die etwas seltsame Motoren-Kalkulation.
Um bei den geplanten Beschleunigungen nicht zu zahnlosen Zahnrädern zu kommen, läuft der Hauptantrieb über HTD-Zahnriemen. Mit aufgeflanschter Riemenscheibe im Direktantrieb liegt die Positioniergenauigkeit bei 0,5-1mm. Deshalb schalte ich noch eine 3:1 Übersetzung davor. Angepeilte Drehzahl liegt also momentan bei ca. 6000 U/min.
Dank Deiner Hilfe konnte ich auch einen passenden Motor finden. Momentan liebäugle ich mit einem ST4018M1804 - natürlich von nanotec :).
Bevor ich allerdings in den Motor investiere, stehen mir noch jede Menge zu lernender Lektionen bevor.

Man könnte das Projekt als Lernprojekt mit Grenzwert-Erfahrung einstufen ;-)

Zitat:

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Selbst wenn die Trafos den gleichen Netzanschluss haben, die Sekundärseite ist bei 2 Trafos doch erstmal völlig getrennt.
Würdest Du die Masse-Adern der beiden Trafos (sollte wohl nach der Gleichrichtung passieren?) mit einem etwas dickeren Kabel verbinden?
Also die Spannungsstabilisierung nicht auf der Platine, sondern eng am Netzteil?

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Behalte im Schaltbild die Hauptstomader, die mit dem großen Spannungsabfall, im Auge. Sie kommt vom Netzteil, geht zum Treiber, über den Motor, zum Treiber* und zurück zum Netzteil. Der Massepunkt des Treibers* ist der Bezugspunkt für logische Pegel mit denen er angesteuert wird. Nur hier wird die Controller Masse mit der Treiber Masse verbunden, nicht am Netzteil.

Ich helfe dann auch noch beim Suchen eines Netzteils.
Manfred

Eines gibt es also schon mal:
Conrad NETZGERÄT EA-PS-542-06-T Artikel-Nr.: 510115 - 62
Typ EA-PS-542-06-T
Eingangsspannung/-freq. 90 - 264 V/50 - 60 Hz
Anzahl Ausgänge 1
Ausgangsspannung(en) 42 V/DC (37,8 - 50,4)
Ausgangsstrom 6 A
Leistung 300 W
Anschlüsse 4mm-Buchsen
Abm. (mm) 110 x 58 x 226
Gewicht 1,75 kg
Preis ab 114,30 EUR (127€)

Hallo Manfred,

dank Dir für Deine Mühe!

Ich habe einmal die 2 Varianten als Übersicht gepinselt.
Die grünen Rechtecke sollen die unterschiedlichen Platinen darstellen, welche über Flachbandkabel verbunden sind (Schaltungsspannung und Schaltungsmasse sind im Flachbandkabel integriert).
Motorsteuerung ist z.B. ein L297 und der Motor-Treiber eben L298 und Co.
Alle Platinen sind Punkt-Lochrasterplatinen und bei der Treiber-Platine will ich die Motorspannung über Kabeladern führen. Nur bei den Anreihklemmen und direkt am Treiber läuft die Motorspannung in Platinenpunkte und von dort in Kabel. Ist der massive Kupferkern zu bevorzugen, oder lieber Litze?

Was ich noch nicht verstanden habe:
1. Wie kann man bei der Variante mit einem Netzteil verhindern, dass der Masse-Strom nicht über die Schaltung fließt?

2. Wie bekomme ich 2 getrennte Netzteile auf gleiches Massepotential, sodass am gemeinsamen Massepunkt kein Kurzschluss/Potential-Unterschied entsteht?

Nur erst mal zur Verbindung der logischen Signalspannungen und GND.

So ist es sinnvoll, ich hoffe, das Prinzip ist erkennbar. Wenn die Steuerung hohe Stromaufnahme hat kann man es noch ein bisschen weiter treiben.

Es gibt sicher andere Möglichkeiten, beispielsweise wenn man die Gleichrichter auf die Boards setzen will.
Manfred

Aah jetzt JA!

Danke Manfred!

Wenn man mit zwei 46er Tretern auf der Leitung steht, geht natürlich nix mehr. Mit Deinem Bild ist mir gleich ein ganzer Kronleuchter aufgegangen!
THX!

Noch ne Frage zu dem vorgeschlagenen Netzteil:
die 4mm Buchse - passen da so Hirschman-Büschelstecker rein?
Oder was nimmt man da passenderweise?

Büschelstecker sind schon sehr gut. Im allgemeinen wird bei Festinstallationen noch einen Schritt weiter gehen und Quetsch-Kabelschuhe unter die Buchse klemmen.

mal sehen,ob ich ein Bild davon finde.
Manfred

Bild hier  Bild hier