Strombegrenzer für 12V DC Motor an H-Brücke

[Klebwax]

ich sehe schon, ein "einfaches" Bauteil, das nur einen max. Strom begrenzt, scheint es nicht zu geben.

gibts schon, eine einfache Konstantstromquelle läßt 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. Außerdem verheizt die Schaltung immer aktuellen Strom mal diese 5V, was für Akkubetrieb suboptimal ist.

Die Motoren sind für Fahrwerk und einen Robotarm, die eh nicht schlagartig von 0 auf 100% angesteuert werden, sondern eher per ramp-up. Eine Begrenzung des Anlaufstroms wäre daher nicht kritisch, sondern eher positiv.

Da der Motor eine Induktivität ist, steigt der Strom am Anfang eines PWM-Zyklus nur langsam an. Durch geeignete Wahl der PWM-Frequenz in Abhängigkeit von der Motorinduktivität kann man den Strom unter Kontrolle halten.

Kritisch wird es nur bei außergewöhnlichen Belastungen (kurzfristig auf schwieriges Gelände wie starke Steigung, hohes Gras, kleine Hindernisse wie Äste und Zweige, oder unerwartet hohes Gewicht beim Hantieren oder Heben eines Gegenstandes etc.)
Die Überlast-Sicherungen des IO Shields reagieren recht träge, nach ca. 5 sec in etwa, aber dann bleibt das Gerät anschließend mind. 30 sec. abgeschaltet - das soll vermieden werden: der Robot muss in jedem Falle in Betrieb beiben, nur eben unter Strombegrenzung.

Daran sieht man, daß es gar nicht primär um eine Strombegrenzung sondern um eine Begrenzung der Temperatur geht. Der Strom ist trotz der Induktivität nach einigen 10 Millisekunden (keine 5 Sekunden) zu hoch, und nach etwa der gleichen Zeit auch wieder weg. Wenn man die Überhitzung durch eine Begrenzung des Stroms vermeiden will, wird er Steigung, hohes Gras etc nicht mehr schaffen. Man braucht also eher eine bessere Kühlung oder eine stärkere H-Brücke. Wenn die Brücke zu heiß ist, ist sie zu heiß. Man kann sie dann auch auch nicht mehr mit geringerem Strom betreiben, solange sie nicht wieder etwas abgekühlt ist. Und das dauert

MfG Klebwax

[HaWe]

ich kann leider weder die Temperatur der H-Brücken auf dem HAT/Shield noch die pwm-Frequenz beeinflussen, einmal aus Platzgründen (kein Platz für Kühlkörper), 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-Brücken heiß werden, sondern eher durch eine (reversible) Überlast-Stromsicherung an den Ausgängen, und deren Auslösung muss verhindert werden.

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

[Holomino]

Unter diesen Umständen ist es vielleicht sinnig, die bestehende H-Brücke als MOSFET-Treiber zu verwenden und dahinter eine 10A H-Brücke zu bauen.

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

[HaWe]

Unter diesen Umständen ist es vielleicht sinnig, die bestehende H-Brücke als MOSFET-Treiber zu verwenden und dahinter eine 10A H-Brücke zu bauen.

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

ja, wenn alle einfacheren Lösungen scheitern, wäre das dann wohl Plan B (oder C).

[hbquax]

Wenn du eh bereit bist, Geld, Zeit und Bauraum für ein neues Bauteil zu investieren, wäre es wohl wirklich am klügsten, deiner H-Brücke ein Upgrade zu gönnen. Wenn du dich an den stallenden Motoren störst ist ne Strombegrenzung eher kontraproduktib.