Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fehler im Schaltplan für Motorsteuerung, oder?


von Tina (Gast)


Lesenswert?

Hallo! :-) Beim Recherchieren bin ich auf folgenden Schaltplan gestoßen: 
http://fritzing.org/media/fritzing-repo/projects/a/arduino-3v-motor-control-level-i-advanced/images/Arduino%203V%20Motor%20Control.png

Ich bin absolute Anfängerin und leider widerspricht der Aufbau dieses 
Schaltplans meinem bisherigen Wissen:

 * In dieser Richtung eingebaut sperrt die Diode doch immer?
 * Sollte sie nicht parallel zu dem 3,3 V DC Motor eingebaut werden, um 
als Freilaufdiode zu wirken?

Ist der Plan wirklich Quatsch oder was versteh ich nicht? Vielleicht ist 
es auch einfach zu spät... :-(

Danke schon mal für alle Tipps!

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Ja, der Plan ist falsch. Die grüne Leitung soll 1 kürzer, die Diode 1 
länger (in gelb) verbunden werden.
Due Diode soll normalerweise schon sperren.

von Tina (Gast)


Lesenswert?

Danke für deine Hilfe! :-)

MaWin schrieb:
> Ja, der Plan ist falsch. Die grüne Leitung soll 1 kürzer, die
> Diode 1 länger (in gelb) verbunden werden.

Ah, ich glaube du hast recht! Grün 2x um 1 kürzer, dann passt es meiner 
Meinung nach: http://i.imgur.com/JyfeXBhg.png

Stimmt so?

von Walta S. (walta)


Lesenswert?

Fritzing hat auch eine Schaltplansicht - verwende sie. Diese 
Steckplatinenansicht ist meiner Meinung unnötig und verwirrend. Hab ich 
am Anfang auch verwendet, bin aber inzwischen ganz davon abgegangen.

Walta

von Tina (Gast)


Lesenswert?

Walta S. schrieb:
> Fritzing hat auch eine Schaltplansicht - verwende sie. Diese
> Steckplatinenansicht ist meiner Meinung unnötig und verwirrend. Hab ich
> am Anfang auch verwendet, bin aber inzwischen ganz davon abgegangen.

Ich hab die Grafik bei der Google Bildersuche gefunden. Die passende 
Website dazu ist: 
http://fritzing.org/projects/arduino-3v-motor-control-level-i-advanced 
Konnte da jetzt auf den ersten Blick keine Schaltplanansicht finden? 
Vielleicht wäre es da ja korrekt gewesen.

Kann jemand noch kurz meine mit Paint erstellten Veränderungen 
verifizieren? Das wäre nett. Bin wie gesagt Anfängerin und würde gerne 
sicher gehen. :-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Tina schrieb:
> * In dieser Richtung eingebaut sperrt die Diode doch immer?
Und je nach dem, wie gut die Stromversorgung ist, wird der Transistor 
beim ersten Einschalten für einen Reset sorgen oder einfach abfackeln.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Schau mal in diesen Artikel und denk dir statt des Relais einfach deinen 
Motor:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

Dann passt das.

Tina schrieb:
> Kann jemand noch kurz meine mit Paint erstellten Veränderungen
> verifizieren? Das wäre nett.

Jo, so isses besser. Es kann allerdings nicht schaden, über Plus und 
Masse noch einen extra Elko zu legen, um die restlichen Spitzen des 
Motors vom Uno fernzuhalten. 100µF oder so.

: Bearbeitet durch User
von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Tina schrieb:
> Stimmt so?

Nein! An Plus ist die Diode jetzt richtig angeschlossen. Die grüne 
Leitung unter der Diode weg lassen und das andere Ende der Diode am 
Emmiter (linkes Bein vom Transistor) anschließen.
Die Diode dient als Freilaufdiode. Du findest mit diesem Begriff einiges 
zum Lesen.

Um es nochmal kürzer zu sagen, die Diode muss mit der Plus Seite 
verbunden werden und die andere Seite mit dem Minus direkt.
Die grüne Leitung würde zum Kurzschluss führen, wenn der Transistor 
einschaltet.

: Bearbeitet durch User
von Tina (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> Jo, so isses besser.

F. F. schrieb:
> Nein! An Plus ist die Diode jetzt richtig angeschlossen. Die grüne
> Leitung unter der Diode weg lassen und das andere Ende der Diode am
> Emmiter (linkes Bein vom Transistor) anschließen.
> Die Diode dient als Freilaufdiode. Du findest mit diesem Begriff einiges
> zum Lesen.
>
> Um es nochmal kürzer zu sagen, die Diode muss mit der Plus Seite
> verbunden werden und die andere Seite mit dem Minus direkt.
> Die grüne Leitung würde zum Kurzschluss führen, wenn der Transistor
> einschaltet.

Hmm, sind eure beiden Aussagen kompatibel? Ich sehe irgendwie 2 
Varianten - siehe Anhang. Versteh ich euch da richtig?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Variante 1 ist die richtige. Siehe den o.a. Artikel 'Relais mit Logik 
schalten', wobei der Motor genau wie ein Relais die induktive Last 
darstellt.

Wenn ich mir dein Steckbrett Bild angucke, beschleicht mich allerdings 
der Verdacht, das der Transistor falschrum steckt, der Emitter muss an 
Masse:


Bild von unten auf die Beinchen für BC548/BC337:
1
                -- C
2
               / *|
3
              /   |
4
             /    |
5
           B |*   |
6
             \    |
7
              \   |
8
               \ *| 
9
                -- E

Der BC639 hingegen hat die 'japanische' Belegung mit C in der Mitte.

: Bearbeitet durch User
von Tina (Gast)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> Variante 1 ist die richtige. Siehe den o.a. Artikel 'Relais mit
> Logik > schalten', wobei der Motor genau wie ein Relais die
> induktive Last darstellt.

Ja, ich hatte mir deinen verlinkten Artikel angeschaut. :-) So hab ich 
das auch schon vorher gesehen und hab es "Variante 1" getauft.

Wenn ich allerdings den Beitrag von F. Fo (foldi) von 09:26 Uhr 
anschaue, dann steht da:

> An Plus ist die Diode jetzt richtig angeschlossen. Die grüne
> Leitung unter der Diode weg lassen und das andere Ende der Diode
> am Emmiter

Das hab ich als "Variante 2" aufgenommen. Versteh ich das falsch?

PS:

Matthias S. schrieb:
> Wenn ich mir dein Steckbrett Bild angucke, beschleicht mich allerdings
> der Verdacht, das der Transistor falschrum steckt

Das Steckbrettbild ist wie gesagt nicht von mir. Ich habe die Richtung 
des Transistors so interpretiert, wie es in der angehängten Grafik 
meines letzten Beitrags zu sehen ist. Das passt zu deiner Aussage und 
auch zu meinem bisherigen Wissen.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

F. F. schrieb:
>> Stimmt so?
>
> Nein! An Plus ist die Diode jetzt richtig angeschlossen. Die grüne
> Leitung unter der Diode weg lassen und das andere Ende der Diode am
> Emmiter (linkes Bein vom Transistor) anschließen.

Sicher nicht, das wäre Variante 2 und die ist falsch.

Matthias S. schrieb:
> Wenn ich mir dein Steckbrett Bild angucke, beschleicht mich allerdings
> der Verdacht, das der Transistor falschrum steckt, d

Gut aufgepasst, richtig, er ist falschrum drin. Das erschreckende ist, 
dass die Schaltung sogar halb funktionieren würde mit dem Transistor im 
Inversbetrieb mit mieser Stromverstärkung und der Motor bloss keine 
Kraft hat. Scheiss Fritzing. Eine Schaltung allerprimitivster Form und 2 
Fehler drin. Von Laien für Laien geht in die Hose.
Ein BC547 mit CBE Anschlussbelegung tut es für 600mA Motore leider 
nicht, irgendwo habe ich vom überdimensionierten TIP120 gelesen, der hat 
wiederum noch eine andere BCE Anschlussbelegung. Auch BC368 hat ECB und 
erfordert 2 vertauschte Anschlüsse.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Stimmt! Sorry war falsch. Immer diese doofen Steckbrückenschaltpläne. 
;-)
Nein, ganz klar mein Denkfehler.
Völliger Unsinn aus dem Wartezimmer vom Handy.
Tut mir wirklich sehr leid, liebe Tina,  dass ich Verwirrung stiftete.
Zu Hause hätte ich dir eben einen Schaltplan gezeichnet.

Nun weiß ich nicht wie du in die Elektronik einsteigen willst oder 
musst.

Es gibt ein sehr günstiges und intuitiv bedienbares Programm um 
Schaltpläne zu zeichnen; sPlan7.

Eagle wird sehr viel benutzt und ist bis zu einem gewissen Umfang 
kostenlos, aber auch nicht ganz so einfach zu bedienen.

: Bearbeitet durch User
von Tina (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Sicher nicht, das wäre Variante 2 und die ist falsch.

Gut, danke! :-)

F. F. schrieb:
> Stimmt! Sorry war falsch.

Kein Problem! :-)

Wo wir aber gerade dabei sind. Einer der anderen Pläne, die ich gefunden 
hab, war dieser hier: 
http://www.instructables.com/files/orig/F9L/KDFG/GU7FXUMH/F9LKDFGGU7FXUMH.jpg

Quelle: 
http://www.instructables.com/id/Use-Arduino-with-TIP120-transistor-to-control-moto/

Ich habe das mal in einen Schaltplan übersetzt und angehängt. Da ist die 
Diode nochmal anders positioniert. Ist das auch ein Fehler oder welchem 
Zweck dient die Diode so?

PS:

F. F. schrieb:
> Es gibt ein sehr günstiges und intuitiv bedienbares Programm um
> Schaltpläne zu zeichnen; sPlan7.

Der Steckplatinenplan war nur eine Vorlage. Ist nicht von mir. Der 
Schaltplan im Anhang ist doch okay so, oder?

von F. F. (foldi)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Tina schrieb:
> Der Steckplatinenplan war nur eine Vorlage. Ist nicht von mir. Der
> Schaltplan im Anhang ist doch okay so, oder?

Nein. Jetzt vom Rechner mit Schaltplan. (nur den wesentlichen Teil)

von Tina (Gast)


Lesenswert?

Danke für die schnelle Antwort! :-)

F. F. schrieb:
> Nein. Jetzt vom Rechner mit Schaltplan. (nur den wesentlichen Teil)

Ich glaube, das war ein Missverständnis. ;-)

In dem neuen Schaltplan hab ich schon einen Fehler vermutet. Das ist mir 
beim "Übersetzen" von Steckplan zu Schaltplan aufgefallen. Deswegen die 
Nachfrage: Hat die Diode so (in meinem Plan "Fehler.png") einen Sinn?

Tina schrieb:
> Der Steckplatinenplan war nur eine Vorlage. Ist nicht von mir. Der
> Schaltplan im Anhang ist doch okay so, oder?

Die Frage, ob der Schaltplan okay ist war bezogen auf deinen Vorschlag, 
doch ein Schaltplan-Programm zu verwenden. Sorry, das war wirklich 
durcheinander von mir. :-)

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Tina schrieb:
> Hat die Diode so (in meinem Plan "Fehler.png") einen Sinn?

Ne, außer dass die Diode auch "eins auf die Mütze" bekommt, wenn der 
Transistor abgeschaltet wird.

Bei einem induktiven Verbraucher will der Strom weiter fließen und so 
entstehen sehr hohe Spannungsspitzen, die den Transistor zerstören 
(können).
Um das zu verhindern baut man antiparallel eine Diode zur Last (in 
diesem Fall der Motor und so kann sich der fließende Strom an der Last 
abbauen.

In deinem Schaltplan würde die Diode und der Transistor diese Spitze 
abbekommen. Wer zuerst stirbt verliert hier bei.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Machst du das als Hobby oder brauchst du das für Beruf oder Studium?

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Vor die Basis muss ein Widerstand, um den Basis Strom zu reduzieren.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Klar Stefan, es ging hier um die Diode und ich schrieb ja, "den 
wesentlichen Teil".
So würde die Schaltung auch nicht funktionieren, selbst wenn ein 
Basiswiderstand vorhanden wäre, den der Controller hat ja nicht mal eine 
Stromversorgung.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Tina schrieb:
> Ist das auch ein Fehler oder welchem
> Zweck dient die Diode so?

Das weiss keiner so genau - und ja, es ist wieder mal falsch und keiner 
der Leute, die dadrunter posten, erwähnt es. Einem ist allerdings 
wenigstens ein TIP120 kaputtgegangen...

Die Freilaufdiode gehört immer parallel zum Erzeuger der Back EMF, um 
diese von allen Schaltungsteilen fernzuhalten.

Wenn du übrigens gleich was richtiges bauen willst, dann kauf dir ein 
paar IRLZ34 oder IRLZ44. Das sind Leistungs MOSFet, die du ohne wenn und 
aber direkt vom Arduino schalten kannst - und das alles nahezu 
leistungslos.

An diesen MOSFet fällt im durchgeschalteten Zustand so gut wie keine 
Spannung ab, so das ein eingeschalteter Motor an einer 9V Speisung auch 
9V sieht und nichts im Transistor hängenbleibt, wie das bei bipolaren 
Transistoren immer passiert. D.h., der MOSFet wird auch überhaupt nicht 
warm und der Motor bekommt alle Leistung.

von diode252 (Gast)


Lesenswert?

Diode antiparallel zum Schalter, warum soll das falsch sein?

von Tina (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

F. F. schrieb:
> Machst du das als Hobby oder brauchst du das für Beruf oder
> Studium?

Nur Freizeit. :-) Warum?

Matthias S. schrieb:
> Wenn du übrigens gleich was richtiges bauen willst, dann kauf dir ein
> paar IRLZ34 oder IRLZ44. Das sind Leistungs MOSFet, die du ohne wenn und
> aber direkt vom Arduino schalten kannst - und das alles nahezu
> leistungslos.

Danke für den Tipp! :-) Die verschiedenen Transistor-Typen stehen schon 
bei mir auf der Liste. Wenn ich Bipolartransistoren verstanden hab, 
kommen (MOS)FETs dran.

diode252 schrieb:
> Diode antiparallel zum Schalter, warum soll das falsch sein?

Ich weiß jetzt nicht, wie viel eine Antwort von mir als Anfänger dazu 
wert ist, aber ich hab mal einen Schaltplan angehängt, von dem ich 
denke, dass er die wesentlichen Elemente der Motorsteuerung enthält um 
die es hier ging - und das auch an der richtigen Position in der 
Schaltung.

Dabei gehört die Diode parallel zum Motor (und nicht parallel zum 
Schalter), da dieser beim Abschalten eine Spannung induziert. Daraus 
resultiert ein Strom, welcher andere Bauteile beschädigen könnte - 
deswegen die Diode: über sie wird der induzierte Strom kurzgeschlossen.

Ich hoffe, das war soweit richtig und konnte dir vielleicht helfen. :-)

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Tina schrieb:
> aber ich hab mal einen Schaltplan angehängt, von dem ich denke, dass er
> die wesentlichen Elemente der Motorsteuerung enthält um die es hier ging
> - und das auch an der richtigen Position in der Schaltung.

Du hast immer noch den viel zu grossen Kondensator drin.

von Walta S. (walta)


Lesenswert?

Tina schrieb:
> Walta S. schrieb:
>> Fritzing hat auch eine Schaltplansicht - verwende sie. Diese
>> Steckplatinenansicht ist meiner Meinung unnötig und verwirrend. Hab ich
>> am Anfang auch verwendet, bin aber inzwischen ganz davon abgegangen.
>
> Ich hab die Grafik bei der Google Bildersuche gefunden. Die passende
> Website dazu ist:
> http://fritzing.org/projects/arduino-3v-motor-control-level-i-advanced
> Konnte da jetzt auf den ersten Blick keine Schaltplanansicht finden?
> Vielleicht wäre es da ja korrekt gewesen.
>

Das ist also nur ein Bild. Ich dachte du hast die Original Datei.

Ich verwende, wie gesagt gerne das Fritzing Programm. Ideal zum 
einsteigen. Nur die Steckbrettansicht sollte man tunlichts meiden. Bei 
der Schaltplanansicht hätte man den Fehler sofort gesehen.

Walta

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> Diode antiparallel zum Schalter, warum soll das falsch sein?

Ist nicht grundsätzlich falsch, hat aber folgende Auswirkung:

Beim Abschalten wirkt der Motor bzw die Spule als Generator. Die 
Eneergie wird durch die Diode an die Kondensatoren der 
Spannungsversorgung (VCC/GND) abgeleitet.

Darum wird die Stabilität der Versorgungsspannung beeinträchtigt, 
insbesondere dann, wenn die Energiemenge höher ist, als die 
Stromaufnahme der Schaltung. Im Extremfall kann die Spannung sogar die 
zulässigen Grenzwerte überschreiten.

Je nach Anwednungsfall kann dise Schaltung jedoch Vorteilhaft sein, zum 
Beispiel bei Akku-Betrieb. Dann wird ein (wenn auch kleiner) Teil der 
Energie in den Akku zurück gespeist.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Beim Abschalten wirkt der Motor bzw die Spule als Generator. Die
> Eneergie wird durch die Diode an die Kondensatoren der
> Spannungsversorgung (VCC/GND) abgeleitet.

Nö. Zeichne dir in die Schaltung mal die Polarität der Gegen-EMK ein. 
Der einzige Effekt ist, das sie dem Transistor eins auf die 
Kollektormütze haut - die Diode sperrt weiterhin. Es entsteht ja keine 
Gegen-EMK über dem Schalter, sondern über dem Motor. Die Diode ist also 
wirklich sinnlos.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> eins auf die
> Kollektormütze haut - die Diode sperrt weiterhin.

So isset! Wobei, wenn die Diode sehr schwach ist, kann auch sie 
verlieren.


@Tina

Aus mehreren Gründen wollte ich das wissen. Wenn du studierst, brauchst 
du, auch als Anfängerin, viel detaillierteres Wissen. Ebenso für den 
Beruf.
Wenn du das aus Spaß an der Technik machen willst (was ich besonders 
schön bei Mädchen und Frauen finde), reichen oft erstmal rudimentäre 
Grundlagen. Das andere wirst du dir sowieso später selbst anlesen 
werden.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

F. F. schrieb:
> So isset! Wobei, wenn die Diode sehr schwach ist, kann auch sie
> verlieren.

Wir verlieren uns jetzt ein wenig im Diodendschungel, aber manchmal kann 
es sinnvoll sein, in Reihe mit der normalen Freilaufdiode eine Z-Diode 
einzusetzen, und zwar dann, wenn man möchte, das der Motor ein wenig 
mehr Freilauf hat (Coasting). Wenn man einen solchen Motor mit der Hand 
dreht, läuft der ungebremster als mit einer einfachen Freilaufdiode.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> Wir verlieren uns jetzt ein wenig im Diodendschungel,

Erstmal vielen Dank, lieber Matthias!

Kannst du mir da was zum lesen verlinken oder ein gutes Buch empfehlen, 
denn das kannte ich noch nicht. Du weißt ja was und wo ich arbeite. Hier 
oder dort könnte solch ein Wissen vielleicht mal nützlich sein, wenn 
auch in anderer Hinsicht (habe da gerade schon so eine Idee).

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.