Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gleichstrommotor mittels PWM ansteuern


von Julian (jollepe)


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Hallo zusammen,

ich möchte für ein Projekt zwei Gleichstrommotoren über einen Arduino 
mittels PWM ansteuern.

Ich habe mir überlegt zwei Motoren aus einer Bohrmaschine oder 
Akkuschrauber zu nutzen und die Drehzahl mittels PWM zu steuern.

Meine grundsätzliche Frage.
Wenn ich jetzt einen Motor mit zwei Drähten für die Versorgungsspannung 
habe, kann ich grundsätzlich jeden Motor mittels PWM steuern?

Ich habe mir dieses Modell als Beispiel mal rausgesucht:
http://www.ebay.de/itm/Getriebemotor-DC-Elektromotor-Planetengetriebe-24V-379-U-Min-/201604421572?hash=item2ef08f57c4:g:~XEAAOSw8cNUOS0i

Die maximale Motordrehzahl beträgt 11000 Upm @ 24V ~ 
Getriebeausgangsdrehzahl 379 Upm. Wie genau kann ich dann bei diesem 
Motor mittels PWM die Drehzahl steuern?

Vielen Dank bereits im Voraus

Gruß

von Der Andere (Gast)


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von Julian (jollepe)


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Gibts da evtl. schon fertige Schaltungen für die Anwendung im 
Industriebereich?

von Marc S. (darkchaos)


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Nennt sich dann halt "Motortreiber", "Controller" oder 
"Frequenzumrichter", je nach dem.

Du musst nur sicherstellen, dass du keinen Drehstrommotor hast, denn der 
würde gerne einen Sinus sehen.


Je nachdem was du vorhast, macht aber auch ein Drehstrommotor mit FU 
Sinn (Ich denke da an 5kW aufwärts bei Industrie. Oder Servos, die 
sowieso anders funktionieren)

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Geht N. schrieb:
> ch habe mir überlegt zwei Motoren aus einer Bohrmaschine oder
> Akkuschrauber zu nutzen und die Drehzahl mittels PWM zu steuern.

müssen die Drehzahlen beider Motoren exakt zueinander passen?

wenn nicht, könnte man als billigste und einfachste Lösung die PWM aus'm 
Akkuschrauber nehmen.

von Julian (jollepe)


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● J-A V. schrieb:
> Geht N. schrieb:
>> ch habe mir überlegt zwei Motoren aus einer Bohrmaschine oder
>> Akkuschrauber zu nutzen und die Drehzahl mittels PWM zu steuern.
>
> müssen die Drehzahlen beider Motoren exakt zueinander passen?
>
> wenn nicht, könnte man als billigste und einfachste Lösung die PWM aus'm
> Akkuschrauber nehmen.

Mein Projekt beinhaltet zwei Gleichstrommotoren. Diese sollen beide 
seperat angesteuert werden. Über die Ausgangswelle wird dann die 
Abgangsdrehzahl und die relative Phasenverschiebung der Wellen 
ermittelt.

Mit einem Regler möchte ich dann den Drehzahl- und Phasenunterschied an 
einem Motor durch Beeinflussung des PWM Signals für den Motor 
ausgleichen

von aSma>> (Gast)


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Zum Regeln braucht man einen Sensor...

Wenn es eine wissenschaftliche Arbeit ist, dann nehme einen Glockenanker 
Motor (maxon, faulhaber, escap), die haben meistens auch einen Sensor 
(Tacho, Encoder) am Motorende dran. Die Hersteller bieten auch einen 
passenden Treiber für die Motoren an und mit den Datenblätter kann man 
gut arbeiten.

Dies alles kostet auch ein wenig, bringt dich aber schneller zum Ziel.

Sonst kaufe dir ein Motortreiber al la L298, l6203, LMD18200, allegro 
und co.

von Julian (jollepe)


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Das Projekt soll im Rahmen meiner Bachelorarbeit erfolgen.
Da ich die Sensorik und die Regelung umsetzen soll, benötige ich keinen 
Motor mit integriertem Drehencoder, sondern nutze einen Pickup, welcher 
Flanken an meine Zentralsteuerung mit Reglung schickt.

von Motorenfütterer (Gast)


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Geht N. schrieb:
> Gibts da evtl. schon fertige Schaltungen für die Anwendung im
> Industriebereich?

Deinem Fragestil nach bist Du noch nicht in die Materie Einggearbeitet.
Deshalb hier ein Variantenvorschlag, der zu Bürstenkommutierten 
DC-Motoren im o.angegebenen Spannungs-/Leistungsbereich passt 
(Niederspannung <1kW):
hole Dir -neu oder gebraucht- Drehzahlsteller aus dem Modellbaubereich

In der ArduinoIDE gib's dafür Beispiele (Stichwort RC-Servo )

Dabei generiert der Arduino ein PWM Signal welches zwar nicht direkt f. 
Motoren taugt (wg. Timing), dafür übernimmt der Drehzahlsteller die 
Timing-, Spannungsanpassung und die Stromfestigkeit.

Gegebenenfalls suchst Du Schaltungen zum Eigenbau von 
RC-Drehzahlsteller: wenn Du diese dann zumindest verstehst, hast Du mein 
oben bei Dir vermutetes Knowhowloch auch (mindestens teilweise) 
aufgeholt.

Wünsche gute Effizienz...

von Julian (jollepe)



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Hallo,

ich habe mir einen L298N Modul zur Motoransteuerung bestellt.
(siehe Anhang).

Nun habe ich es gemäß anderem Anhang verdrahtet.
Bekomme jedoch aber keine gleichmäßige Motoransteuerung, sonder eine 
pulsierende Ansteuerung raus.

Das eingehende PWM Signal (0-24V) sollte passen. Habe mir auf dem 
Steckbrett eine kleine Motoransteuerung mittels Mosfets aufgebaut.

Jemand eine Idee, was ich ggf. falsch gemacht habe?

von MaWin (Gast)


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Geht N. schrieb:
> Ich habe mir überlegt zwei Motoren aus einer Bohrmaschine oder
> Akkuschrauber zu nutzen und die Drehzahl mittels PWM zu steuern.

Kann man machen.

> Wenn ich jetzt einen Motor mit zwei Drähten für die Versorgungsspannung
> habe, kann ich grundsätzlich jeden Motor mittels PWM steuern?

Im Prinzip ja, ob Permanentmagnet-Gleichstrommmotor wie vom 
Akkuschrauber oder Allstrommotor oder Komopolarmororen, alle lassen sich 
per PWM in der Drehzahl regeln und andere Motoren haben nicht bloss 2 
Anschlüsse.

> Ich habe mir dieses Modell als Beispiel mal rausgesucht:
> Ebay-Artikel Nr. 201604421572

Das ist aber kein Akkuschraubermotor sodern was deutlich kleineres.
Der Motor schafft es gerade ein mal einen Parkscheibn aus einem 
Automaten zu schieben.

> Gibts da evtl. schon fertige Schaltungen für die Anwendung im
> Industriebereich?

Die Industrie zweckentfremdet keine Akkuschrauber.
http://www.ebay.de/itm/1-2-3-5-St-PWM12V-24V-36V-48V-20A-Drehzahlregler-Geschwindigkeitsregler-Modul/141671478683

> ich habe mir einen L298N Modul zur Motoransteuerung bestellt.

Du möchtest also nicht bloss PWM zur Drehzahlregelung, sondern auch vor- 
und rückwärts ?

Beim Akkuschraubermotor wäre der gnadenlos unterdimensioniert, man muss 
dort mit 80A statt 2A rechnen. Bei deinem Motörchen könnte der fast noch 
reichen und den Anlaufstrom überleben. Leider fehlen Datenblätter beim 
eBay Billiganbieter. Miss also einfach mal den Innenwiderstand des 
Motors und rechne dass 24/Innenwiderstand unter 2A bleibt.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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also ist das ein Modul, das 2x PWM für Verbraucher ausgibt?

Von hieraus betrachtet ist keine Synchronisierung drin/dran/dabei.

durch Toleranzen läuft ein Motor (nur um Zahlen zu nennen)
1500UPM, der andere mit 1495UPM (oder sogar noch weiter aus'nander)

Da müsste man jetzt sowas wie eine PLL haben.
Der eine Motor gibt z.B. mittels Tachogenerator einen Wert vor,
dem sich dann der 2. anpasst.

von Julian (jollepe)


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● J-A V. schrieb:
> Von hieraus betrachtet ist keine Synchronisierung drin/dran/dabei.

Das soll ja auch hier gar nicht geschehen.
Über die Wellenabgangsdrehzahl des Motors erfasse ich über einen 
Näherungssensor die Drehzahl und im Vergleich zum (Master) Motor die 
entsprechende Phasendifferenz.
Über einen externen Regler beeinflusse ich die PWM Ansteuerung des Slave 
Motors.
In diesem Thread geht es einzig und allein um die Ansteuerung eines 
Motors mittels eines generierten PWM Signals.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Geht N. schrieb:
> ich habe mir einen L298N Modul zur Motoransteuerung bestellt.

Kannst Du dazu ein Datenblatt oder zumindest einen Link zeigen?

von Julian (jollepe)


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Dietrich L. schrieb:
> Geht N. schrieb:
>> ich habe mir einen L298N Modul zur Motoransteuerung bestellt.
>
> Kannst Du dazu ein Datenblatt oder zumindest einen Link zeigen?

Ja,

Datenblatt des L298N:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Robotics/L298_H_Bridge.pdf

Und hier ein wenig Informationen zu dem Modul:
https://arduino-info.wikispaces.com/MotorDrivers

Ist leider, wie ich feststellen muss, nicht so toll dokumentiert.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Geht N. schrieb:
> Das eingehende PWM Signal (0-24V) sollte passen.

Geht N. schrieb:
> Und hier ein wenig Informationen zu dem Modul:
> https://arduino-info.wikispaces.com/MotorDrivers

Verstehe ich das richtig, dass Du mit +24V-Signalen auf die INx gehst?

Lt. Datenblatt darf an Vss und den Logik-Eingängen nur max. +7V angelegt 
werden (Zerstörgrenze).

Vermutlich wird für Vss +5V auf der Leiterplatte erzeugt, und dann 
sollten die IN-Signale auch nicht mehr als +5V haben.

Gruß Dietrich

von MaWin (Gast)


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Geht N. schrieb:
> Und hier ein wenig Informationen zu dem Modul:

Bei beiden sind natürlich die Kühlköper VIEL zu kein (bzw. nicht 
vorhanden) für 2A.

von Dauer Lutscher (Gast)


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Geht N. schrieb:
> In diesem Thread geht es einzig und allein um die Ansteuerung eines
> Motors mittels eines generierten PWM Signals.

Geht N. schrieb:
> Das eingehende PWM Signal (0-24V) sollte passen. Habe mir auf dem
> Steckbrett eine kleine Motoransteuerung mittels Mosfets aufgebaut.

Schau mal ins Datenblatt. Die Eingänge des L298 mögen bestimmt nicht 
24V.

> Jemand eine Idee, was ich ggf. falsch gemacht habe?
Die Ansteuerung eines Motors wird entweder mit zwei komplementär 
Ausgängen oder phase correct gemacht.

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