Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromregelung (Motoren) aus µC-Signal: Leistungs-H-Bridge?


von Jannai F. (ein_geweihter)


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Hallo,

ich benötige für ein Projekt einen steuerbaren elektrischen Antrieb. Die 
Steuerung erfolgt über einen Arduino, der einen Wii Nunchuck ausliest 
und die Geschwindigkeit entweder als Spannungswert (0-5V) oder als PWM 
(5V) ausgibt.

Die Problematik besteht darin, wie ich mit einem solchen Ausgangssignal 
den Strom an den Motoren (12V, Io=25A, In=4A) einstellen und bestenfalls 
in der Polarität umdrehen kann.

Optimal wäre etwas wie diese H-Bridge (L298N) von ebay, nur eben für 
höhere Leistungen:
http://www.ebay.de/itm/L298N-Stepper-Motor-Driver-Controller-Board-for-Arduino-/270905855039?pt=DE_Computer_Sonstige&hash=item3f133f4c3f

Ich habe ein bisschen gesucht und auf diese Version gestoßen:
http://www.ebay.de/itm/New-50A-Single-H-bridge-motor-driver-module-PID-for-Arduino-intelligent-car-/300722330780?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item4604729c9c

Mich macht allerdings die hohe Leistung (50A Dauerlast) bei der kleinen 
Baugröße etwas stutzig. Verkäufer die nicht aus Fernost kommen gibt es 
leider nicht.
Was denkt ihr? Kann ich den Angaben vertrauen?
Gäbe es alternativen für die Steuerung? Ich hatte schon an 
Leistungstransistoren gedacht, wobei dort die 5V des Arduino im 
Vergleich zu den 12V der Motoren Probleme bereiten dürften?

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Das scheint ein echter Markt zu sein, irgendwas zu entwickeln und dann 
einfach bei Ebay reinzustellen. Wie oft sieht man hier Leute, die solche 
Sachen finden und hier nachfragen.

Wie auch immer, ich halte das konservativ. Zu dem Ding ist nicht mal 
eine Bedienungsanleitung oder ein Schaltplan vorhanden. Man kann 
praktisch überhaupt nicht nachvollziehen, was für Specs das Dingen hat 
(außer den paar ischi-Waschi Angaben, die da angegeben sind). Lass die 
Finger von solchem Elektroschrott.

Aber sowas verkauft sich wohl trotzdem gut, auch ohne Dokumentation. 
Sollte ich vielleicht auch mal versuchen...

von Düsendieb (Gast)


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sieht gut aus, auch wenn die 15V von der H-Brücke vieleicht knapp sind

von Jannai F. (ein_geweihter)


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Hey,
vielen Dank für die schnellen Antworten!

@Simon: ja, ich bin mir sehr bewusst wie grau dieser Bereich ist. Habe 
aber mit einer 30€-Schrittmotorensteuerkarte mittelmäßig bis gute 
Erfahrungen gemacht (mit kleinen Optimierungen). Diesmal ist es aber 
nicht mein Geld das riskiert wird, deshalb bin ich so vorsichtig.

@Düsentrieb: was meinst du genau mit "knapp"? Wenn die Matoren auf 12 V 
laufen müsste es doch passen?

Ich habe hier noch etwas gefunden:
http://www.ebay.de/itm/Double-BTS7960B-43A-Motor-Driver-High-power-module-smart-car-driver-Arduino-/271032955613?pt=Wissenschaftliche_Ger%C3%A4te&hash=item3f1ad2b2dd
Zu dem Chip (BTS7960B) habe ich ein Datenblatt gefunden, das die 43A 
bestätigt. Außerdem ist das Modul deutlich günstiger als die anderen. 
Kühlkörper kann ich bei Bedarf ja selbst erweitern. Was denkt ihr, ist 
dieses Modul OK?

von Hui (Gast)


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> Zu dem Chip (BTS7960B) habe ich ein Datenblatt gefunden,
> das die 43A bestätigt.

Jaja bla die Chinesen plappern da nur wie immer das Datenblatt der 
Bauteile nach.
MOSFET Hersteller geben immer sehr optimistische Werte an die für 
Betriebstemperatur bei 25°C und idealer Kühlung gelten.

Dauerhaft schafft der das nur dann wenn Du mindestens
43A*43A*0.009Ohm = 16.5W Verlustleistung wegschaufeln kannst.
Ah und es sind ja immer zwei von den Teilen an bei ner H-Brücke
Also noch der andere 43A*43A*0.007Ohm = 13W
(Schaltverluste für 25kHz PWM hier nicht mit berechnet, und je heisser 
das Teil wird desto mehr Widerstand hats)
Dazu kommt noch dass die Platine ansich selbst auch noch mit heizt bei 
den Strömen.

Also mal eben >30W Verlustleistung. Das ist VERDAMMT viel für so ne 
winzige Platine und so mini Bauteile.

Der kleine mini winzig Kühler da auf der Platine der auch nur mit der 
Platie DAZWISCHEN mit den FETs verbunden ist, wird das nie schaffen.
Paar Sekunden 40A - könnte gerade so gehen.

von Jannai F. (ein_geweihter)


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Danke Hui,

auf genau so eine Einschätzung eines dritten habe ich gehofft.
Ich werde den Treiber ordern, das Abwärmeproble lässt sich vielleicht 
dadurch in den Griff bekommen dass ich einen großen Kühlkörper 
zurechtschneide und vorne auf die BTS7960B anflansche...
Dauerhaft werden ja auch nur 4 A pro motor -> 8 A insgesammt fließen, 
ich hoffe ich kann damit auf eine aktive Kühlung verzichten.

Also, let's give it a try. Danke für die Beratung!

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Jannai Flaschberger schrieb:
> Hey,
> vielen Dank für die schnellen Antworten!
>
> @Simon: ja, ich bin mir sehr bewusst wie grau dieser Bereich ist. Habe
> aber mit einer 30€-Schrittmotorensteuerkarte mittelmäßig bis gute
> Erfahrungen gemacht (mit kleinen Optimierungen). Diesmal ist es aber
> nicht mein Geld das riskiert wird, deshalb bin ich so vorsichtig.

Ja gut, wenn du was zum Basteln ohne Unterlagen suchst, ist das in 
Ordnung. Mir ist meine Zeit dafür zu schade.

von Hui (Gast)


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Jannai Flaschberger schrieb:
> Dauerhaft werden ja auch nur 4 A pro motor -> 8 A insgesammt fließen,
> ich hoffe ich kann damit auf eine aktive Kühlung verzichten.


Naja das sollte dann wiederum pille palle für so einen Treiber sein auch 
ohne zusätzliche Kühlung (falls nicht, isses wirklich kompletter 
Schrott).

Wie gesagt geht der Strom da quadratisch ein.
4*4 = 16
40*40 = 1600
--> 10 facher Strom aber 100x Verlustleistung

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