Motortester mit Drehzahl, Spannung und Strom

Hallo zusammen,

ich möchte mich als Neuling vorstellen, ich hab kaum Erfahrung mit Elektronik und was so dazugehört. Ich bin Mechaniker, aber ohne Elektronen geht es eben nicht.

Die letzten 2 Wochen habe ich mich in das Thema AVR's und was so alles dazugehört eingelesen, daraus ist der Motortester entstanden.

Ich möchte ein paar Profis bitten, meinen Schaltpaln anzusehen und ihre Meinung dazu abzugeben.

Ich habe aus allen möglichen Themen das so zusammengetragen, ich hoffe das dies mal anderen Neulingen als Basis dienen kann, denn es sind immer die selben Fragen gestellt worden, aber nie irgendwie vollständig beantwortet worden.

Meine grössten Sorgen bereitet mir der OP, ist das wirklich richtig so???

Noch ein paar Fragen:
- Ich verwende den TIMER01 in meinem Programm, darf der PIN am AVR dennoch belegt werden
- Müssen die freien PINS des AVR irgendwo hin z. B. GND
- Darf der PIN 10 wegen des Oszilators verwendet werden, da er ja frei ist

MfG und Dankeschön Stangl

hi, hab nur ganz kurz gekuckt, aber die signale von jp3 an den avr brauchen auf jeden fall pullups.

zu timer1: darfst du:
freie pins: nein

Um noch alle Klarheiten zu beseitigen anbei mein BASCOM Listing.

@MrNiemand
Ich verwende die internen Pullups, dazu das BASCOM Listing.

Grüsse

Die Motorspannung wird per Hand eingestellt?
Die Spannung wird zu 10/12 an den Controller gegeben, also nicht ganz bis 10V.
Die Spannung am 10mOhm Shunt wird 20 fach verstärkt, also 1V pro 5A, die könnte man noch glätten, und bei hohem Strom auf Masseführung achten.

Hast Du die Schaltung schon ausprobiert?
Manfred

Die Motorspannung wird über Poti (R9) eingestellt.

Die einzelnen Komponenten habe ich soweit getestet, soll heisen:

-ISP funktioniert
-Programm funktioniert
-LCD-Ansteuerung funktioniert
-Taktgenerator mit Reflexlichtschranke funktioniert
-Motorregelung funktioniert (U=13.8V), hatte kein anderes Sympol :)
-Motorspannung funktioniert (jedoch noch nicht mit Motor gemessen,
einfach nur eine Spannung an den ADC5 rangehalten)

Noch nicht getestet die Strommessung, habe den Shunt noch nicht, ist bestellt.
Da bin ich mir auch nicht sicher, ob ich das mit dem OPAMP und den Shunt alles richtig habe, da warte ich noch ein paar Expertenmeinungen ab.

Grüsse

Hallo,

Die fehlenden Teile sind angekommen, es klappt wie schon vermutet nicht!!!!

Die PINs 1, 5, 8 des OP habe ich nicht angeschlossen (wie im Plan), das PGM habe ich leicht überarbeitet und etwas angepasst an den OP.

Ich messe einen Spannungsabfall von 2.15 mA am Shunt, dies sollte 0.215 A entsprechen.
Am LCD werden Ströme von 0.145 A bis 0.450 A angezeigt, da ist doch was nicht so ganz i.O.

Die Spannung wird korrekt angezeigt.

Ich arbeite noch ohne Motor, als Last habe ich einen 22 Ohm Wiederstand.
Die Spannung kommt über einen Spannungsteiler vom Netzgerät, die angezeigte Spannung ist i.O.

@Manf
Kann das was mit der Glättung zu tun haben???
Wie muss ich die einbauen???

Grüsse

Zitat:

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2.15 mA am Shunt, dies sollte 0.215 A

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Mit einem potenzialfreien Voltmeter gemessen?
Interessant wäre die Spannung auch am Controller Eingang gegen Controller Masse.

Die Masseführung ist bei dem 0,01Ohm Shunt schon wichtig.

Der Kondensator ist gegen das "Bürstenfeuer" der Motoren. Die möglichen Stromschwankungen kann man mit einem Kondensator am Ausgang des OPs gegen E- glätten.
Manfred

Potentialfrei, denke ich nicht.

Es handelt sich um einen Messwiederstand von "Isabellenhütte", der hat extra Messpins.

Hier mal die Messwerte:
Am Shunt: 2.5 mV
An den Pins: 2.1mV
Am AVR: 66.7 mv (komischerweise kaum schwankend)

Das wäre ein Verstärkungsfaktor von ca. 27, wie kann das sein???

Grüsse

Die Diode D2 ist m.E. falsch herum gepolt. So wird der LM317 überbrückt.

@ogni42
Danke, hab ich falsch abgezeichnet. :(

@Manf
Hab nun 0.1uF (Keramik) zwischen Out und E-, Messwerte sind nun ziemlich konstant, haben aber nichts mit irgendwelchen Berechnungen zu tun, wie z. B. der Verstärkungsfaktor des OP.
Kann das was mit dem Offset zu tun haben, ist das ein Faktor oder eine Spannung, die addiert bzw. subtrahiert werden muss???

Wo genau muss der Bürstenfeuerlöscher hin??? Welche Grössenordnung??? Elko oder Folie???

Grüsse

Die Schaltung kannst Du erst mal ohne weitere Glättung testen, es ist ja kein Motor dran. Nachher wird der Wert auch unkritisch sein, man könnte sogar in dem ganz speziellen Fall einen Elko nehmen.

Die größte übliche Fehlerquelle ist der Spannungsabfall des Motorstroms an den Anschlüssen des Shunts. Der Anschluß Shunt - OP ist stromfrei (?), also ist der Masseanschluß interessant.

Hier sollte es eine stromfreie Verbindung zwischen dem Massepunkt des Shunt und dem Massepunkt des Verstärkers und dann auch des Wandlers (im Controller) geben.

Wie kann man die Leitungsführung darstellen? Aus dem Schaltplan geht sie nicht hervor. Gibt es ein Foto?
Manfred

@Manf

"stromfreie Verbindung" was ist das????

Es gibt noch kein Foto, die ganze Sache ist mom. auf einem Steckbord (Steckplatine) aufgebaut.

Ich bin im Moment dabei ein Platinen-Layout zu basteln, bevor ich mir jedoch eine Platine ätze, sollte der Plan i. O. sein.
Platinen ätzen ist nicht so mein Ding, da werden bei mir die Bahnen immer so dünn :).
Das wird schon werden, bei Interesse kann ich ein Foto machen, wird aber ca. 0.5 MB gross.

Grüsse

Der Shunt hat ja einen relativ kleinen Widerstand. Durch ihn fließt der Motorstom und soll ein Spannunsabfall erzeugen der verstärkt und gemessen wird.

Man ist einerseits überrscht wieviele Fehler immer wieder bei der Gestaltung der Zuleitung und der Abgrifffe am Widerstand gemacht werden. Andererseits ist es für jemanden der das Problem kennt leicht, die Leitungskonfiguration sauber zu gestalten.

Der Abgriff der Spannung von Shunt soll über Verbindungen erfolgen, die nicht vom Motorstrom durchflossen werden.
Ist dieser Grundsatz befolgt worden?
Manfred

Das werde ich dann beachten, laut Plan sollte es so sein, wie ich das sehe.

Das Platinenlayout macht mir Schwierigkeiten ständig wird was nicht geroutet, das kann also noch dauern. Wenn ich das Layout habe, werde ich es mal hier zur Diskusion stellen.

Grüsse

Holla,

die Platine ist nun fertig, hoffe es passt alles. Das ist mir eine Arbeit.

Wer Lust hat, kann die Sache mal prüfen.

Ich möchte zu löten beginnen, denkt Ihr ich kann loslegen????

Passt die ganze Beschaltung mit dem OP und dem Shunt???

Die Spule 100uH hab ich rausgenommen, war kein Platz :), dafür würde die GND Leitung im Plan verändert und es kamen einige Brücken hinzu, Eagle routet da ja nur Mist, aber so geht es.

Danke für Eure Bemühungen, hoffe mit meinem Projekt kann einigen geholfen werden, wenn ich bedenke, was ich alles lesen musste um so weit zu kommen.

Grüsse

Die GND Verbindungen an z.B. am OP und am Shunt habe ich im Layout nicht gesehen wie ist das gedacht?
Manfred

Also ohne die 100uH Spule und einen KerKo dahinter mit 100nF direkt an AVcc und AGND wirst Du mit dem ADC nur Mist messen.

@ognie42
OK, kommt wieder rein, muss ich Platz suchen!!!

@Manf
Was ist Dein Problem??? Hab wieder ein PDF angehängt, kannst Du es hier sehen???

Grüsse

Ja, die Masseebene habe ich in der Darstellung zunächst nicht gesehen.
So sieht es mit dem Anschluß des Shunt ganz gut aus. (Die nächste Stufe wäre, die Motorklemme und den Widerstand oberhalb der Platine zu verbinden. Solange der Widerstand der Anschlüsse konstant ist kann man ihn aber auch rechnerisch eliminieren. Es geht bei der Messung am 10mOhm Widerstand mit einer Auflösung von 1% ja um 100µOhm.)

R7 und R8 sind so auch besser als im ersten Bild.

R10,11,12 mit C9 könnte man noch im Auge behalten, ja nachdem wie dynamisch oder wie störungsfrei man den Strom betrachen möchte. Jetzt liegt die Zeitkonstante ja im ms Bereich.
(Ich habe mir speziell diese Stellen angeschaut.)
Manfred

@Manf
"Jetzt liegt die Zeitkonstante ja im ms Bereich"

Was heisst das???

Der Kondensator bildet einen Tiefpass von ca. 2ms.
Stromspitzen vom Kommutieren werden dadurch geglättet.
Andere Stromschwankungen (pro Umdrehung) werden dadurch nicht geglättet. Die werden auch nicht groß sein.
Es ist also keine "Multimetermessung" mit intergrierendem Wandler sondern eine Abtastung der aktuellen Werte.
Das kann ja gewünscht sein.
Manfred

So, Spule ist wieder drin, ein zusetzlicher KerKo ist auch drin.

Was denkt Ihr, kann ich loslegen???
Soll ich mir eine Platine ätzen???

Grüsse

Ich übernehme keine Gewähr. Andererseits wenn es der einzige Weg ist weiterzukommen dann müßte man es wohl machen. Häufig wird am ersten Modell noch einiges herumgebastelt und es sieht frühestens ab der zweiten so richtig schön aus, aber das weißt Du sicher auch.
Manfred

Danke,
es geht ja nicht um Gewährleistung, einfach nur darum ob ich keinen gravierenden Fehler drin habe, wir haben doch einiges zusammen erarbeitet.
Mein Ziel ist es ja ebenfalls eine Beispielschaltung zu haben wegen der Stommessung und der Ausgabe auf das LCD, diese Fragen wurden so oft gestellt, mit einer kompletten Schaltung sollten damit mal alle Unklarheiten beseitigt sein.
Morgen wird die Platine angefertigt, jetzt muss ich ab in den Fasching.

:) Grüsse :)

Bin wieder da.

Platine ist fertig, alles geätzt und aufgebaut, es FUNTIONIERT!!!!

ABER, das einige was 100% passt ist die Drehzahl.
Diese wird mom. über die Netzfrequenz gemessen, 50Hz = 3000 Upm.

Die Spannungen (Motorspannung/Motorstrom) sind eine Katastrope, da könnte ich auch schätzen, woran kann das liegen???

Als Motor (Last) verwende ich ein KFZ-Glühbirne 12V/21+5W.

Die Spannug schwankt zwischen 9.5V und 11.5V, der Strom (Spannung am Shunt) ebenfalls mit heftigsten Schwankungen.

Es ist soweit alles wie im Plan, ein Unterschied ist jedoch ich habe keine 100uH, sondern 82uH bekommen, kann das ein Problem sein???

Ich kann zwar alles per Sofware korigieren, aber es sollte doch was vernünftiges ankommen. Der Verstärkungsfaktor des OP liegt mom. bei 29 und das ist noch zu wenig.

Bitte helft mir weiter, sollte ich hier falsch sein (Motoren-Forum) bitte wo anders hinschubern, würde aber gerne hier bleiben, da die meisten hier mit meinem Aufbau vertraut sind.

Verzweifelte Grüsse
Stangl

PS.
Ich hänge mal mein neues Listing mit rein, um zu sehen wie div. Faktoren belegt sind.
Der Pan hat sich bis auf Kleinigkeiten (Brücken, PIN-Belegung) kaum geändert.

Wo kommen denn die Versorgungsspannungen für Motor und Controller her, sind die geglättet oder stabilisiert?
Manfred

Hallo,

das ist es, ich hab das Netzgerät getauscht, die Werte sind stabil, jetzt wird ausgiebig getestet, mal stärkere Verbraucher ran usw.

Grüsse Stangl

Zitat:

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ABER, das einige was 100% passt ist die Drehzahl

---

.
Es hätte mich auch gewundert, wenn man bei einer Glühlampe nur die Drehzahl messen kann. Viel Erfolg.
Manfred

Hallo,

das ist doch zum Verrückt werden, jetzt passt alles so weit, schon das nächste Problem.
Laut allen Datenblättern und was es noch so alles gibt, kann man mit einem Längstransitor den LM317 entlasten, bei mir jedoch nicht.

Wenn ich mit Lastströmen über 1 A komme, dann kann ich Rauchzeichen geben, R6 (3 Ohm) fackelt volle Kanone ab.

Hab nun verschiede Wiederstände getestet, von 2 - 47 Ohm, immer das gleiche, ich sollte wohl besser Wasserkocher bauen, alls Spannungsregler :).

Danke für Eure Bemühungen.

Grüsse

Das sieht dann so aus als würde kein Strom vom TIP 125 kommen.
Stimmen die Anschlüsse, Kühlkörper, ...
So an die 10 Ohm,...
Manfred

Müsste soweit alles passen.

Hab meinen Versuchsaufbau mit dem LM317 nochmals herausgekramt.
Da klappt alles, da habe ich jedoch keine Dioden drin, evtl. ist da mein Fehler.

Die Dioden haben einen Ring, der entspricht doch dem Strich im Schaltplan, ist das richtig???

Grüsse

Grundsätzlich ja, wenn es in Frage steht miss lieber noch mal vielleicht ist es ja keine Diode mehr.
Manfred

Du solltest die Diode in Sperrrichtung (Strich auf der Diode zeigt nach 12 V) nicht über den Längsregler, sondern über den TIP legen. Die Diode dient nur dazu, die Glättungskondensatoren zu entladen, da ansonsten beim Abschalten der Primärseite die Sekundärseite höhere Spannung haben kann, so dass der LM gegrillt wird.

Miss mal die Spannung an der Basis des TIP, kommt die überhaupt unter Vcc-0,7V (Ube muss mindestens 0,7V sein, damit der TIP leitet)?

Hi,

ich hab jetzt die Dioden rausgeschmissen, das gleiche Resultat, ich hab einen Grill gebaut.

Ohne Last ist Ube 0.02V
Mit Last ist Ube 2.76V

Ube ist die Spannung an den Füssen B und E richtig????

Ich sehe keinen Fehler, hat da Eagle was falsch geroutet????

Werde mal alles GANZ genau ansehen :(

Grüsse

Hi,

weitere Tests:
-Platinenlayout ist IO
-TIP 125 raus, dafür 2N5875 rein
-C7 raus
-Dioden wieder rein

siehe da, ALLES funktioniert!!!!!!!!!!!!!!

Gibt es dafür eine Erklärung?????????

@ogni42
Meinst zu parallel zu T1 (E - C), wobei der Strich zu E muss???
Ist es ein Problem, wenn ich D2 über dem LM drin lasse???

Grüsse

Danke Leute,

der Motortester ist fertig.

Ich möchte mich an dieser Stelle Bedanken.
Das Projekt liegt bei.

Sollten noch Verbesserungsvorschläge kommen, gerne.

Von mir aus hier ein CLOSE.

Grüsse Stangl