Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik H-Brücke aufbauen


von leo1988 (Gast)


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Hallo Leute ich habe eine Frage zur H-Brücke, ich will eine H-Brücke 
aufbauen die einen Motor ansteuert ( wegen der Laufrichtung ). Klar ich 
benötige hiefür einen µC. Aber trotzdem meine Frage, welche Transistoren 
werde ich da brauchen, 4 x BC548 ? Und sollen alle NPN sein?

Danke im Vorhinein , MFG

: Verschoben durch Moderator
von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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leo1988 schrieb:
> Klar ich benötige hiefür einen µC.
Nicht unbedingt.

> Aber trotzdem meine Frage, welche Transistoren werde ich da brauchen,
> 4 x BC548 ? Und sollen alle NPN sein?
Welcher Strom, welche Spannung, welcher Strom im Blockierfall?

Nur Ein/Aus oder auch PWM?
Wie sieht das Projekt als ganzes aus?

von leo1988 (Gast)


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Danke für die schnelle Antwort...

Also es soll ein µC so programmiert werden, dass, wenn ich einen Taster 
drücke der Motor nach rechts läuft, beim betätigen des anderen Tasters 
soll der nach links laufen. Daher brauche ich eine H-Brücke. Der µC ist 
ein AN2131 von Cypress, Spannung am Port wird sein 3,3V mit maximal 20mA 
aber die sind echt maximal, also sagen wir 300µA. Und es soll auch eine 
PWM programmiert werden die dann den Motor ansteuert. Das ist das ganze 
Projekt. Motor mit PWM ansteuern und Laufrichtung ändern mit der 
H-Brücke.

von Floh (Gast)


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leo1988 schrieb:
> AN2131 von Cypress

Da lässt ein Lehrer wieder seine Schüler auf das Forum los, gibt schon 
mehrere Anfänger mit diesem uC heute.
Hast du schon gesucht?
http://www.mikrocontroller.net/articles/H-Br%C3%BCcken_%C3%9Cbersicht

Der Motor wäre eben interessant.
Übrigends nimm am besten einen passenden IC, damit gehts am Anfang 
einfacher.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Ihr seid ja schon ne lustige Truppe.

Dann sind das deine Kollegen?!
Beitrag "Pulsweitenmodulation"
Beitrag "PWM programmieren"

leo1988 schrieb:
> Der µC ist ein AN2131 von Cypress, Spannung am Port wird sein 3,3V
> mit maximal 20mA aber die sind echt maximal, also sagen wir 300µA.

Wichtig sind die Daten vom Motor.

von leo1988 (Gast)


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Ja ja die Sandra, das ist meine Klassenkollegin  :D

Auf meinem Moor steht genau nichts oben :O

Aber recht klein ist er nicht, so groß wie eine große Batterei für eine 
etwas größere Taschenlampe.

von Floh (Gast)


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leo1988 schrieb:
> Auf meinem Moor steht genau nichts oben :O

Wo ist der her? Alternativ den Lehrer nerven dass du für eine passende 
Dimensionierung der H-Brücke die Motordaten brauchst.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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leo1988 schrieb:
> Aber recht klein ist er nicht, so groß wie eine große Batterei für eine
> etwas größere Taschenlampe.

1. Batterie nicht Batterei
2. Welche Größe
3. Mit welcher Spannung soll er betrieben werden, auch mit den 3,3V?
4. Evtl. hast du ein Multimeter und kannst den Strom im Betrieb und
   beim Blockieren messen.

von leo1988 (Gast)


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Nein, wenn die Transistoren auf der Brücke durchschalten hängt der Motor 
dann auf 12V. Die Basen von den Transistoren hängen auf Portpins wo 3,3V 
rauskommt.

Der Motor braucht 200mA wenn er sich dreht, also ohne einen Widerstand.
Aber den Strom nimmt er sowieso dann vom Netzgerät welches die 12 V 
liefert, also den µC passiert da nichts.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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leo1988 schrieb:
> Der Motor braucht 200mA wenn er sich dreht, also ohne einen Widerstand.
Gut. Also 200mA im Leerlauf.

> Aber den Strom nimmt er sowieso dann vom Netzgerät welches die 12 V
> liefert, also den µC passiert da nichts.
Aber deinen Transistoren!
Daher nachmessen, was er zieht, wenn du ihn blockierst.

von leo1988 (Gast)


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Und eine Frage habe ich noch, sind in einer H-Brücke alle Transistoren 
NPN ?
Oder sind zwei PNP und 2 NPN ?

Gruß

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Ich habe von den vier Threads zum Thema mal die Hälfte geschlossen :)

Wer sich von euch zusätzlich für die PWM-Generierung durch den
Mikrocontroller interessiert:

  Beitrag "Pulsweitenmodulation"

von Matthias L. (Gast)


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von Klaus W. (mfgkw)


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Yalu X. schrieb:
> Ich habe von den vier Threads zum Thema mal die Hälfte geschlossen :)

Eigentlich kannst du sie gleich alle schließen, wenn die ncht mal selber 
googeln können...

von Floh (Gast)


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Nimm einfach einen L293D, verdrate ihn nach seinem Datenblatt und 
fertig.
Eine H-Brücke als Anfänger und ohne viel Ahnung in Elektronik (so kommts 
mir jedenfalls vor) zu bauen geht höchstens schief.

PS: Schickt euch euer Lehrer eigentlich absichtlich hier her oder warum 
fragt ihr den nicht?

von leo1988 (Gast)


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Da hast du recht, fast die ganze Klasse kennt sich nicht aus :/
Der Lehrer meint nur, informierts euch im Internet, und ihm jetzt fragen 
geht ja ncht weil ja noch Ferien sind.

L293D ist das eine fertige H-Brücke als IC ?

Danke für die Antwort :)

von Floh (Gast)


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leo1988 schrieb:
> L293D ist das eine fertige H-Brücke als IC ?

Jap, zwar etwas angegraut, aber grad weil es den schon lang gibt, gibt 
es viele Schaltpläne dazu zu finden.

Was mich interessieren würde:
- Wie ist euer Wissensstand?
- Was wird das? Projekt? Unterricht?
- Taugt euer Lehrer was?
:-)

von leo1988 (Gast)


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Passt der dann auch für µC, also 3,3V ?

Oder braucht dieser mehr Spannung/Strom ?

Hab mir das Datenblatt angeschaut und es verwirrt mich ein bisschen weil 
es da 20 Pins gibt :O

Es ist eine Ferienarbeit, wer diese schafft bekommt zum Schulanfag ein + 
:D

von Joe (Gast)


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Warum immer das Gemecker gegen die, die hier Fragen stellen?
Ich dachte, dass das Forum gerade für die gedacht ist, die etwas noch 
nicht wissen, also "Anfänger und ohne viel Ahnung in Elektronik".

Denn hätten sie Ahnung, dann würden sie in diesem Forum keine Fragen 
stellen.

Und so mancher Schreiberling sollte mal an die Zeit zurück denken, als 
er selbst das Wort "H-Brücke" zum ersten mal gehört hat.

Die Qualität der Antworten und nachfolgenden Beiträge lässt sich an der 
Länge des entstehenden Threads erkennen. Nach einer guten Antwort und 
einem erschöpfenden Beitrag wird sich kein Thread endlos hinziehen.

Joe

von Lasselhofer Gerhard (Gast)


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Da geb ich dir vollkommen Recht, der der fragt wird immer so behandelt 
wie der letzte volltrottel auf dieser Welt. Ich bin oft in diesem Forum 
und lese nach, ab bis jetzt selten gute Antworten gesehen...

von Dietrich L. (dietrichl)


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leo1988 schrieb:
> Passt der dann auch für µC, also 3,3V ?

Die Eingangspegel passen (Vih >= 2,3V). Allerdings brauchst Du für den 
Logikteils noch Vcc1 = 4,5...7V.

> Hab mir das Datenblatt angeschaut und es verwirrt mich ein bisschen weil
> es da 20 Pins gibt :O

16 Pins :-))

Gruß Dietrich

von leo1988 (Gast)


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Ach ja, hab mich verschaut im Datenblatt :)
Kannst du mir erklären wie man den verbindet, wo müssen zum Beispiel Die 
PINS vom µC angeschlossen werden, wo wird der Motor angeschlossen und wo 
wird der IC eigentlich versorgt ( was heisst Vs und Vss ) ?

Sorry für die ws einfachsten Fragen aber ich hab echt keinen blassen 
schimmer, ich sehe eine H-Brücke in einem IC heute zum ersten mal.

Danke im Vorhinein, Lebe Grüße

von mr. mo (Gast)


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leo1988 schrieb:
> Ach ja, hab mich verschaut im Datenblatt :)
> Kannst du mir erklären wie man den verbindet, wo müssen zum Beispiel Die
> PINS vom µC angeschlossen werden, wo wird der Motor angeschlossen und wo
> wird der IC eigentlich versorgt ( was heisst Vs und Vss ) ?

Schau mal hier ->
http://www.rn-wissen.de/index.php/Getriebemotoren_Ansteuerung

Da gibt es auch einen Schaltplan zu deinem Vorhaben.

von mr. mo (Gast)


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Man kann mit dem 293 zwei Motoren betreiben. Ich gebe mal kurz erklärung 
zu einem Kanal ab, der zweite ist das gleiche.

Alles was ich hier sage bezieht sich auf diesen Plan:
http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:L293B_Schaltplan.png

Der Controller wird an Input1 und 2 und Enable 1 angeschlossen. Mit 
Input1 und 2 kann man die Richtung des Motors einstellen. (Siehe DB) Am 
Enable 1 kann man ein PWM Signal anlegen um die Drehzahl zu steuern.

An Output1 und 2 wird ein Motor angeschlossen. Je nach Typ des L293 
können die externen Dioden weggelassen werden.

An VSS wird die Logikspannung von 5V angeschlossen. Am VS kommt die 
Betriebsspannung deines Motors.

Nachteil dieses ICs ist, dass an dem große Verluste abfallen können.

von Dietrich L. (dietrichl)


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mr. mo schrieb:
> Schau mal hier ->
> http://www.rn-wissen.de/index.php/Getriebemotoren_...
>
> Da gibt es auch einen Schaltplan zu deinem Vorhaben.

und im Datenblatt (http://www.mikrocontroller.net/part/L293) gibt es ab 
Seite 7 auch noch einige Informationen zur Anwendung (Application 
Information). Dein Fall wäre Seite 9, Figure 5. Die Darstellung macht 
die Funktion vielleicht etwas verständlicher.

Gruß Dietrich

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Da die Frage nach einer einfachen diskreten H-Brücke öfters kommt habe 
ich einen Artikel und Schaltplan erstellt. Er kommt mit handelsüblichen 
Bauteilen aus, die der geneigte Bastler sicher schon herumliegen hat.

H-Brücken Übersicht: Schaltung mit Bipolaren Transistoren

mfg
Alexander Schmidt

von Dietrich L. (dietrichl)


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Alexander Schmidt schrieb:
> H-Brücken Übersicht: Schaltung mit Bipolaren Transistoren

Ich empfehle unbedingt noch je einen Widerstand zwischen Kollektor von 
Q3 und Q4 und  Basis von Q5 und Q6 zu schalten, um bei Übersteuerung der 
Eingänge die Transistoren zu schützen. Ohne diese Widerstände existiert 
keinerlei Strombegrenzung in den Pfaden Q5-Q2-Q3 bzw. Q6-Q4-Q1.

Für eine "saubere" Schaltung fehlen auch noch Widerstände zwischen Basis 
und Emitter von Q1, Q2, Q5 und Q6. Sie sollen die Kollektor-Emitter 
Restströme von Q3 und Q4 und die Kollektor-Basis-Restströme von Q1, Q2, 
Q5 und Q6 ableiten. Nur damit kann sichergestellt werden, dass keine 
ungewollte Querströme fließen und im abgeschalteten Zustand der Motor 
wirklich spannungsfrei ist.

Gruß Dietrich

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Dietrich L. schrieb:
> Ich empfehle unbedingt noch je einen Widerstand zwischen Kollektor von
> Q3 und Q4 und  Basis von Q5 und Q6 zu schalten, um bei Übersteuerung der
> Eingänge die Transistoren zu schützen.

Für die Basisstrombegrenzung ist D6/R8 und D5/R6 zuständig. Durch sie
sollen Q1 und Q2 gerade so weit aufgesteuert werden, dass sie knapp in
Sättigung gelangen. Wenn natürlich wegen zu hoher Last Q1 und Q1 die
Sättigungsgrenze gar nicht erreichen, kann der Basisstrom tatsächlich
sehr hoch werden. Allerdings wird in diesem Fall auch der Kollektorstrom
so hoch, dass isowieso mit dem Ableben der Transistoren zu rechnen ist.

Bei der Schaltung sollte aber darauf geachtet werden, dass die
Stromverstärkung von Q6 und Q5 mindestens so hoch ist wie die von Q1 und
Q2. Ist sie zu niedrig, schalten Q6 und Q5 nicht voll durch, wodurch
ihre Verlustleistung u.U. zu hoch wird. Wenn also — wie im Beispiel —
oben BC327-40 eingesetzt werden, sollte man unten BC337-25 oder noch
besser BC337-16 nehmen.

In der Originalschaltung von Mark Tilden fehlten die strombegrenzenden
Dioden und Widerstände, stattdessen wurden die Basiswiderstände von Q4
und Q3 so groß gewählt, dass auf Grund der begrenzten Stromverstärkung
von Q4 und Q3 auch die Basisströme von Q6, Q1, Q5 und Q2 begrenzt
wurden.

Diese und weitere Beispiele für Einfachst-H-Brücken findet man hier:

  http://www.beam-wiki.org/wiki/Category:H_Bridges

Einige davon funktionieren aber nur, wenn die Ansteuerspannung gleich
der Versorgungsspannung ist, was in diesem Fall aber nicht zutrifft.
Darüberhinaus fehlen bei allen die Freilaufdioden.

So richtig sauber sind diese Schaltungen alle nicht, dafür eben einfach.
Man sieht an diesen Beispielen, dass auch bei einer zunächst einfach
anmutenden Aufgabe wie der Entwicklung einer H-Brücke viele Fallstricke
lauern. Eine zuverlässig arbeitende diskrete Lösung benötigt mindestens
die dreifache Anzahl an Bauteilen und eine gute Portion Erfahrung in der
Schaltungsentwicklung.

Deswegen ist es für erste Versuche auf jeden Fall ratsam, ein fertiges
H-Brücken-IC zu verwenden, wie auch schon oben vorgeschlagen wurde. Das
funktioniert nicht nur, sondern hat i.Allg. schon Schutzschaltungen
gegen Überstrom und -temperatur eingebaut. Statt des L293D würde ich den
etwas kräftigeren L298 nehmen.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Joe schrieb:
> Warum immer das Gemecker gegen die, die hier Fragen stellen?

Weil viele, wie diese wildgewordene Schulklasse auch, uns wie ihre 
Privat-Bitches behandeln, die auf Verlangen jegliches Ergebnis zu 
liefern haben - sofort. Die aber andererseits so faul sind und sich 
absolut nichts selbst erarbeiten, dass man sich fragen muss, wie die es 
schaffen sich morgens selber ein Butterbrot zu schmieren.

Im konkreten Fall kommt dann noch eine fauler Lehrer hinzu, der seine 
Schüler hirnlos auf dieses Forum hetzt, so dass die Moderatoren einen 
Thread nach dem anderen zumachen müssen.

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