Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motorsterben PWM


von Controller (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich habe eine RC-Funke um einen alten Gamecontroller erweitert. Um ein 
gewisses Feedback der Steuerung zu erhalten, möchte ich die integrierten 
Vibrationsmotoren nutzen. Dazu werden diese mittels 31,25KHz-PWM über 
eine H-Brücke angesteuert.
Leider sterben die Motoren quasi sofort <1 Minute. Die Betriebspannung 
beträgt ca. 12V, die max. PWM-Spannung wird aber per SW auf 1,5V 
begrenzt.
Ich vermute, dass der Motor aber die kurzen 12V-Peaks evtl. nicht 
verträgt oder woher kommt das Motorsterben?

Die Motoren laufen stundenlang problemlos, wenn ich testweise einen 
100µF-Elko parallel zum Motor anschließe, aber wie löse ich das Problem 
elktronisch richtig?

von Joe (Gast)


Lesenswert?

Probeweise mit Vorwiderstand zur Strombegrenzung.

Dann mit dem Oszi dran gehen und gucken, was am Motor ankommt.

Wie begrenzt man eine Spannung per Software?

Wenn du deine PWM-Werte auf 10% vom Maximum setzt, dann ist das keine 
echte Spannungsbegrenzung.

Teste dein PWM-Signal mal mit einer kleinen 12V Lampe.

Joe

von Esoteriker (Gast)


Lesenswert?

Deine pwm frequenz ist zu hoch .

von Controller (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

bei 488Hz stirbt der Motor auch, gefühlt noch schneller.

Bei PWM=255 (8-Bit) beträgt die Spannung 12V, daher beträgt der maximale 
PWM-Wert in der Software 30.
Ein Oszi habe ich leider nicht zur Verfügung.

von Controller (Gast)


Lesenswert?

...aber der Vorwiderstand ist ne super Idee.

von aGast (Gast)


Lesenswert?

Nur weil das Verhältnis von ein zu aus nur noch 30% beträgt liegen 
trotzdem im eingeschalteten Zustand 12V an dem Motor an und dafür ist er 
nicht gebaut.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Was sind das für Motoren?
Sind das vielleicht elektronisch kommutierte (kleines Platinchen im 
Motor)?
Die mögen keine PWM.

von aGast (Gast)


Lesenswert?

Als Beispiel zum Verständnis:
PWM ist nicht anderes als den Strom ein und auszuschalten, Nimm mal eine 
Glühbirne. Wenn Du die am Tag nur alle Stunde mal für eine Minute 
einschaltest (Puls Pausenverhältnis 1:60) tut es auch keine Glühbirne 
mit 24V statt den normalen 230V. Genauso nur schneller verhält es sich 
bei deinem Motor.

von nicht "Gast" (Gast)


Lesenswert?

aGast schrieb:
> Nur weil das Verhältnis von ein zu aus nur noch 30% beträgt liegen
> trotzdem im eingeschalteten Zustand 12V an dem Motor an und dafür ist er
> nicht gebaut.

30/256=11,7% nicht 30%.

Trotzdem, bei einer PWM 30/256 ist die effektive Spannung 4,1V, nicht 
1,4V. Die 12V-Impulse sollten dem Motor - bei nicht zu geringer 
PWM-Frequenz natürlich - nichts ausmachen.

von aGast (Gast)


Lesenswert?

nicht "Gast" schrieb:
> 30/256=11,7% nicht 30%.

Tschuldigung, hatte auf 30% begrenzt gelesen, war falsch. Was aber auch 
falsch ist, das der Motor Spitzen, die knapp (Achtung, grobe Schätzung) 
10 mal höher sind als die Nennspannung, vertragen soll.

von Controller (Gast)


Lesenswert?

Moment?

Bei 256 Schritten und 12V sollte 1Schritt ca. 0,047V entsprechen 
(PWM=1), das 30-Fache wären dann 1,40V - oder wo liege ich falsch?

Die (Handy-Vibrations-)Motoren sind (mittlerweile) von Pollin, hab da 
mal nen 10er-Pack erworben, viele sind nun nicht mehr übrig :-(

Meine Vermutung war ja bereits, dass die ständigen 12V-Impulse (bzw. der 
sich einstellende Strom) für den Mini-Motor zu viel sind.

Der Strom beträgt bei 1,5V ca. 40mA (Dauerbetrieb per Labornetzteil).
Kann ich den Vorwiderstand wie bei einer LED  berechnen?
Ich käme dann auf ca. 263 Ohm.

von aGast (Gast)


Lesenswert?

Controller schrieb:
> Bei 256 Schritten und 12V sollte 1Schritt ca. 0,047V entsprechen
> (PWM=1), das 30-Fache wären dann 1,40V - oder wo liege ich falsch?

Nochmal. Die 256 Schritte sind nicht eine Spannung die durch 255 geteilt 
wird, sondern die Zeit. Das heit bei einem Schritt liegen zu 1/255 stel 
der Zeit die 12 V am Motor an. bei 128 ware dann 128 Zeiteinheiten Ein- 
und 127 Zeiteinheiten ausgeschaltet. Wenn mit einem PWM eine Spannung 
geregelt werden soll, dann muss ein RC Glied folgen. Das hast Du ja 
schon in etwa so gemacht, darum haben die Motoren mit dem 100uF Elko 
überlebt, da er die 12V "Spitzen" abschneidet und die Spannung glättet. 
Technisch richtig wäre die PWM Endstufe mit 1,5V zu versorgen. dann hast 
Du bei dem Wert 255 die vollen 1,5V am Motor.

von Uwe Bonnes (Gast)


Lesenswert?

Esoteriker schrieb:
> Deine pwm frequenz ist zu hoch

Nein, die PWM Frequenz ist zu niedrig! Der Strom steigt in der 
Einschaltphase zuerst linear an, treibt dann aber die Magnetik in die 
Saettigung und der Strom wird nur noch durch den Innenwiderstand 
begrenzt.

von Controller (Gast)


Lesenswert?

aGast schrieb:
> Controller schrieb:
>> Bei 256 Schritten und 12V sollte 1Schritt ca. 0,047V entsprechen
>> (PWM=1), das 30-Fache wären dann 1,40V - oder wo liege ich falsch?
>
> Nochmal. Die 256 Schritte sind nicht eine Spannung die durch 255 geteilt
> wird, sondern die Zeit. Das heit bei einem Schritt liegen zu 1/255 stel
> der Zeit die 12 V am Motor an. bei 128 ware dann 128 Zeiteinheiten Ein-
> und 127 Zeiteinheiten ausgeschaltet. Wenn mit einem PWM eine Spannung
> geregelt werden soll, dann muss ein RC Glied folgen. Das hast Du ja
> schon in etwa so gemacht, darum haben die Motoren mit dem 100uF Elko
> überlebt, da er die 12V "Spitzen" abschneidet und die Spannung glättet.
> Technisch richtig wäre die PWM Endstufe mit 1,5V zu versorgen. dann hast
> Du bei dem Wert 255 die vollen 1,5V am Motor.

Ok, evtl. hab ich es falsch erklärt. Aber 30/256 ergibt doch einen 
Tastgrad von etwa 11%, was bei 12V ca. 1,4V ergibt? Jedenfalls nach 
Wikipedia...

Kann ich den Vorwiderstand näherungsweise so wie oben errechnen und dann 
den Bereich bis 255 verwenden? Eine 2. Energiequelle möchte ich ungern 
einsetzen.

von Göngyld W. (Gast)


Lesenswert?

Aalso:

ob der Motor 12V aushält oder nicht, hängt zum einen von der Isolation 
der Spulen ab. Das dürfte bei 12V normaaaalerweise eher nicht so das 
Problem sein.

Zum anderen ist bei einem gewissem Stromwert das Ende der Fahnenstange 
erreicht. Je länger dieser Strom fließt, desto niedriger ist die 
Schwelle.
Bei PWM an Motoren nutzt man die Induktivität der Schwulen, die den 
Strom in einer e-Funktion anschwellen lassen. Je kleiner die 
Induktivität, desto anschwellen der Strom. Das heißt du musst deine PWM 
einfach schneller machen. Ich würde an deiner Stelle einen 
Vorwiederstand (< hihi) einbauen, der die Spannung am Motor auf die 
Betriebsspannung begrenzt. Der Motor hat ja nicht 120KW, da kann man so 
was, gerade nach Feierabend, schon mal machen.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Göngyld W. schrieb:
> Bei PWM an Motoren nutzt man die Induktivität der Schwulen, die den
> Strom in einer e-Funktion anschwellen lassen.

Wenn man die e-Funktion deutlich erkennen kann und nicht nur den erste 
annähernd linearen Teil benutzt, ist die Frequenz schon viel zu niedrig. 
Bei einer Stromquelle mit Schaltregler würde dann schon jeder über die 
extremen Ripple meckern.

von Marc P. (marcvonwindscooting)


Lesenswert?

Ich kann mich da noch an ein Missgeschick von mir erinnern. Ich war 
total im Frequenzumrichterfieber und hab alles angeschlossen was sich 
drehte.
Dann war da noch ein 110V Heizl"ufter aus USA. Ja, dessen Motor liess 
sich in der Leistung herunterdrehen bis 0. Erst als es m"achtig stinken 
anfing wurde mir klar, dass ein 'R' durch schnelles Umpolen der Spannung 
nicht so einfach zu beeindrucken ist wie ein 'L'. Autsch!

PWM ist toll, wenn der Verbraucher integriert. Wehe wenn nicht...

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.