Spannungsversorgung µC gemeinsam mit Motor bricht zusammen

[F. L. (flauer)]

Hallo zusammen,

Ich habe ein kleines Problem mit der Spannungsversorgung eine ATTiny13.

Die Schaltung hat die Aufgabe einen Motor in Abhängigkeit von 
Zeitprogrammen in 2 Endlagen zu fahren (Gleichstrommotor (12V,1A 
Lehrlaufleistung), Endlagen durch Endschalter).

Ich habe die Schaltung in 2 Bereiche geteilt:
Motorsteuerung (siehe Motorsteuerung.gif) und die Controllerschaltung 
(uControllerschaltung.gif).

Beide Bereiche sollen am gleichen 12V Schaltnetzteil hängen (12V, 3A, 
Überlastschutz). Der µC bekommt seine Spannung über einen L7805CV 
Spannungsregler (roter Bereich in der Controllerschaltung).

Wenn ich die Controllerschaltung mit einem eigenen Netzteil betreibe 
funktioniert alles perfekt. Sobald ich alles an das gleiche Netzteil 
hänge, spinnt der µC. Ich habe mal die Spannung an der Motorschaltung 
gemessen (Multimeter mangels Oszi). Beim Schalten des Motors bricht die 
Spannung teilweise bis auf 3V ein. Kein Wunder, das der µC da in einen 
Brownoutreset geht.

Zur Not könnte ich einfach 2 Netzteile verwenden. Das ist aber wenig 
elegant.

Habt ihr eine Idee, wie ich die Spannung des µC stabilisieren kann, 
obwohl die Versorgung so instabil ist. Ich hatte daran gedacht, den 0,1µ 
F Kondensator hinter dem Spannungsregler erheblich zu vergrößern, damit 
dieser die Zeit überbrückt, in der keine ausreichende Spannung verfügbar 
ist.

Gruß

F. Lauer

[Mine Fields (Gast)]

F. Lauer schrieb:
> Ich hatte daran gedacht, den 0,1µ
> F Kondensator hinter dem Spannungsregler erheblich zu vergrößern, damit
> dieser die Zeit überbrückt, in der keine ausreichende Spannung verfügbar
> ist.

Wenn die Spannung so weit einbricht, ist das Netzteil unterdimensioniert 
oder der Energiepuffer zu klein. Bei dir ist anscheinend gar keiner 
vorhanden. Die Kapazität hinter dem Spannungsregler hilft dir nichts und 
macht unter Umständen Probleme mit dem Regler. Du musst deine 12V besser 
abstützen. Wenn du dann den Spannungsregler noch mit einer Diode 
abkoppelst und die Eingangkapazität etwas erhöhst (~1-10uF), sollte es 
keine Probleme mehr geben. Gegen Störungen könnte noch ein Filter 
helfen.

[Hubert G. (hubertg)]

Zum ersten wäre es besser gewesen wenn du ein 12V Relais genommen 
hättest.
In die 12V Leitung vor dem 7805 eine Diode und einen Elko mit zumindest 
100µ. Mit dem Überbrückst du die Spannungseinbrüche.

[F. L. (flauer)]

Erstmal danke für die schnellen Antworten.

Mine Fields schrieb im Beitrag #2665176
> Wenn die Spannung so weit einbricht, ist das Netzteil unterdimensioniert
> oder der Energiepuffer zu klein.

Das hatte ich befürchtet. Obwohl mich wundert, dass das 3A Netzteil den 
Motor mit 1A Lehrlaufstrom nicht abkann. Anscheinend ist der Anlaufstrom 
erheblich höher.

Wie würde so ein Energiepuffer aussehen (sorry, bin da ein ziemlicher 
Laie)? Wäre das einfach ein Kondensator parallel zum Motor? Wenn ja mit 
welcher Kapazität?

Hubert G. schrieb:
> Zum ersten wäre es besser gewesen wenn du ein 12V Relais genommen
> hättest.

Verstehe ich nicht ganz. Das Relais in der Mototsteuerung ist ein 12V 
Relais. Das in der Controllerschaltung ist ein 5V Relais (Da habe ich 
auch nur 5V zur Verfügung)

Hubert G. schrieb:
> In die 12V Leitung vor dem 7805 eine Diode und einen Elko mit zumindest
> 100µ. Mit dem Überbrückst du die Spannungseinbrüche.

Danke. Das werde ich mal versuchen. Habe zwar momentan keine Elkos 
rumliegen, habe aber noch ein paar alte Analogresiver, die ich 
ausschlachten kann ;-).

[Mine Fields (Gast)]

F. Lauer schrieb:
> Wie würde so ein Energiepuffer aussehen (sorry, bin da ein ziemlicher
> Laie)? Wäre das einfach ein Kondensator parallel zum Motor? Wenn ja mit
> welcher Kapazität?

Na ein Kondensator an der Versorgungsspannung. Ich würde mal mit 1mF 
anfangen. Die Spannungsversorgung des uC gehört natürlich trotzdem 
entkoppelt.

[F. L. (flauer)]

Mine Fields schrieb:
> Na ein Kondensator an der Versorgungsspannung. Ich würde mal mit 1mF
> anfangen.

Danke. Beim Ausschlachten des Resivers habe ich einen 1000µF Elko (also 
genau 1mF) gefunden. Den werde ich als Energiepuffer verwenden um das 
Netzteil etwas zu entlasten.

Momentan habe ich die ganze Schaltung noch auf einer Evaluationsplatine 
und kann das Relais der Controllerschaltung zu und abkoppeln. Zusätzlich 
ist an den Ausgang des µC noch eine LED mit einem 1k Ohm Vorwiderstand 
geschallten (Siehe Bild PB4 Evaluation). Bei dem Relais handelt es sich 
um ein Finder F40527-05 (5V/50 Ohm am Eingang).
Folgende Werte habe ich gemessen:
IRelais: ca. 80mA
ILED:        2,07mA
IBasis(Transistor Relais): 4mA

Ich habe nun 2 Kondensatoren am Eingang des Spannungsregler getestet. 
Einen 220µF (100mF / 12V hatte ich keinen da) und 1000µF. Zusätzlich 
habe ich in die Zuleitung und Ableitung eine Diode geschallten. Leider 
brachten beide noch nicht den gewünschten Effekt.

Folgendes Ergebnis:

220µF: Ohne Relais läuft die Schaltung, beim Anlauf des Motors (von Hand 
geschallten) wird die LED aber deutlich dunkler. Sobald ich das Relais 
zuschalte bricht der µC wieder zusammen.

1000µF: Ohne Relais läuft die Schaltung ohne das die LED dunkler wird. 
Sobald ich das Relais zuschalte bricht der µC aber wieder zusammen.

Theoretisch müsse ich also die Kapazität noch höher wählen.

[F. L. (flauer)]

Ich glaube ich habe eine Lösung für mein Problem gefunden. Der Motor 
hatte eh zu viel Power für meine Anwendung. Daher habe ich einen 3W 
Widerstand vor den Motor geschallten. Jetzt läuft der Motor mit einer 
erträglichen Geschwindigkeit und die Spannung ist nahezu Konstant. Den 
Rest bekomme ich mit einer Diode und einem Kondensator am Eingang des 
Spannungsreglers in den Griff.

[Matthias L. (Gast)]

Auf demBild dei es 20:02uhr Postings ist die Freilaufdiode parallel zum 
Relais falsch gepolt.