Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motoransteuerung


von Hans (Gast)


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Hi an alle

Ich habe vor mir eine kleine Platine zu erstellen die einen Motor per 
PWM ansteuern soll. Der Motor läuft bei einer maximalen Spannung von 24V 
und zieht dabei um die 4A. Der Motor soll sich nur in einer Richtung 
drehen.

Da ich das Ganze mit einem Mikrokontroller steuern möchte, ich aber eine 
separate Stromversorgung für den Motor brauche, habe ich mir die 
angehongene Schaltung überlegt.

Da ich mit Optokopplern bisher keine Erfahrung gemacht habe und auch von 
Transistoren nur begrenzt Ahnung habe würde ich gerne eure Meinung zu 
der Schaltung wissen.

Ich habe derzeit eine ca. 5V Z-Diode in der Schaltung vorgesehen um die 
Schaltspannung des BUZ11 auf unter 20V zu senken. Funktioniert das so, 
gibt es bessere Möglichkeiten?

Ist die Konzipierung der Widerstände vernünftig? Ich würde gerne so 
wenig Strom wie möglich in der Schaltung "verschwenden".

Gibt es eigentlich eine gute Möglichkeit die 24V an einem ADC zu messen? 
Ich würde ungerne einen Spannungsteiler nehmen, da dieser dauerhaft 
meine 24 V Batterie entleert.

von m.n. (Gast)


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Ganz kurz: Deine Schaltung ist tödlich, da der Motor sofort nach Anlegen 
der Versorgungsspannung losläuft!
Der Widerstand am Gate vom BUZ11 muß auf alle Fälle zwischen Gate und 
GND liegen.

von Hans (Gast)


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Dann so :)

von Mike (Gast)


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So wie dein FET geschaltet ist, klaut er sich selber die für die 
Ansteuerung nötige U_GS, sobald er leitend wird. Entweder brauchst du 
eine Hilfsspannung, die mindestens grob 5V über deiner Motorspannung 
liegt, oder du packst den FET in die Gnd-Leitung des Motors.

Dem Motor fehlt eine Freilaufdiode. Ohne hat der FET ein kurzes Leben.

Der Optokoppler kostet dich auf der µC-Seite etwas 5..10mA. Wenn du auf 
die galvanische Trennung verzichten kannst, kommst du mit deutlich 
weniger aus.

von Max H. (hartl192)


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Der Mosfet wird dir hier nie richtig durchschalten.

Mike schrieb:
> die mindestens grob 5V über deiner Motorspannung
> liegt, oder du packst den FET in die Gnd-Leitung des Motors.
Oder einen P-Fet

: Bearbeitet durch User
von m.n. (Gast)


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Hans schrieb:
> Dann so :)

Ich seh schon, wir verstehen uns nicht :-(

von Max H. (hartl192)


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Und sperren wird der Fet auch nicht, da die Gatespannung auf Grund der 
Diode nicht kleiner wie 24V-0,7V werden kann.
Wozu soll die Z-Diode eigentlich gut sein?

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Hans schrieb:
> habe ich mir die
> angehongene Schaltung überlegt.

Gibt es eigentlich einen bestimmten Grund,
warum man eine zigtausendmal in Internet dokumentierte Schaltung
unbedingt noch mal bar jeglicher Grundlagenkenntnisse selbst entwerfen 
muss um dabei mit 100 Prozent Gewissheit zu einer vollkommen untaugliche 
Konstruktion zu kommen die weder die Eigenschaften der Bauteile 
(Ansteuerungspolarität eines NMOSFETs) noch der Last (Freilaufdiode 
wegen Induktion) beachtet ? Nein, die Z-Diode funktioniert so nicht, 
denn bei Strom=0 (abgeschaltetem Optokoppler) ist auch Spannung=0, auch 
an einer Z-Diode.

1. Rechne nicht mit dem Nennstrom des Motors (4A) sondern mit am 
Anlaufstrom = Blockierstrom = 24V/Innenwiderstand (könnten 25A sein), 
sonst löst sich deine Schaltung schon neim Einschalten in Rauch auf. 
lediglich der Kühlkörper darf für 4A ausgelegt sein, wenn der Motor 
nicht dauerhaft blockiert sein kann (oder dagegen abgesichert ist, z.B. 
mit einer Feinsicherung).

2. Benutze eine Freilaufiode, für zumidnest 4A.

3. Schalte mit einem NMOSFET die Masseleitung. Für die Plusleitung 
bräcuhte man einen PMOSFET.

4. Warum muss es eigentlich der älteste MOSFET sien den es in 
Deutschland je gegeben hat ? Bekommt man dafür bestimmte Extrapunkt wenn 
man keine moderneren Bauteile einsetzt als 40 Jahre alte ?

5. Wenn ein Optokoppler einen Darlingtonausgang hat, ist er LANGSAM und 
damit für PWM ungeeignet. Deiner braucht ungefähr 40us um abzuschalten.

von Hans (Gast)


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m.n. schrieb:
> Hans schrieb:
>> Dann so :)
>
> Ich seh schon, wir verstehen uns nicht :-(

OK jetzt bin ich verwirrt. Worin liegt der Unterschied zwischen einem 
Widerstand direkt um BUZ und unterhalb des Transistors des Optokopplers?

Max H. schrieb:
> Der Mosfet wird dir hier nie richtig durchschalten.
>
> Mike schrieb:
>> die mindestens grob 5V über deiner Motorspannung
>> liegt, oder du packst den FET in die Gnd-Leitung des Motors.
> Oder einen P-Fet

Hier habe ich dasselbe Verständigungsproblem!?

von Max H. (hartl192)


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http://www.bristolwatch.com/ele/img/tr4.gif
Noch einen Widerstand in Serie zum Optokoppler-Transistor 
(Spannungsteiler, dass |Ugs| nicht zu hoch wird), dann könnte es was 
werden.

Wenn's ein N-Fet sein muss, könnte man diese Bootstrap Schaltung 
verwenden. Für galvanische Trennung, muss der Transistor durch einen 
Optokoppler ersetzt werden: 
http://www.electro-tech-online.com/attachments/bootstrapped-mosfet-png.12289/

: Bearbeitet durch User
von Mike (Gast)


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Hans schrieb:
> Hier habe ich dasselbe Verständigungsproblem!?

Dann bau deine Schaltung mal in LTSpice zusammen und guck dir bei deiner 
Ansteuerung U_GS an.

von Ottmar K. (wil1)


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Hallo Hans,

so müßte das im Prinzip funktionieren (vgl. Anhang).
R4 und L2 sind die EMotor-Ersatzschaltung.

mfG Ottmar

von Max H. (hartl192)


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Das kann (in der Wirklichkeit) nicht gut gehen. Wenn der Transistor 
Schaltet, fließt ein großer Strom durch diesen und durch die Z-Diode und 
es kann passieren, dass einer der beiden thermisch zerstört wird.
Und die LED in Optokoppler brauch einen Vorwiderstand.

: Bearbeitet durch User
von Think (Gast)


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MaWin schrieb:
> Gibt es eigentlich einen bestimmten Grund,
> warum man eine zigtausendmal in Internet dokumentierte Schaltung
> unbedingt...

Ja, weil es mehrtausendfach einfacher und bequemer ist die Frage nochmal 
zu stellen. Anstatt sich hinzusetzen, zu lesen (Buch oder die FAQs), im 
Internet oder im Forum zu suchen, sich selbst Arbeit zu machen... Einer 
wirds mir schon erzählen. Außerdem: "Ich poste, also bin ich".
Viele gute Leute hier antworten nicht (mehr) auf solche Fragen, der 
Anteil der "wer weiß was" Qualitätsstufe geht dann halt in die höhe.

von Amateur (Gast)


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@Ottmar
Das ist das schöne bei der Simulation: Keine Rauchwölkchen weit und 
breit! Auch wenn die Diode im Optokoppler, schon sehr bald im Nirwana 
weilt.

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