Stufenlose PWM und Motor Schutzschaltung

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Autor
Stufenlose PWM und Motor Schutzschaltung
Suche nach: pwm (3615) motor (30962) schutzschaltung (1724)

    







BID = 883384

perl

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Beiträge: 11110,1
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Den ICL7660 kannst du dir doch schenken, da zwischen dem Ausgang des TL074 und dem µC ohnehin ein Widerstand liegen muß, weil die Ausgangsspannung des Opamp ja bis mindestens +10V hoch gehen kann.

Dann nimmt man eben einen weiteren, halb so großen, Widerstand, und legt den vom Eingang des µC nach Masse.
Auf diese Weise werden aus bedrohlichen 12V sichere 4V und aus 2V werden 0,67V . Beides Spannungen, die ein digitaler TTL-kompatibler Eingang des mit 5V betriebene PIC sicher als Logic High (> 2V) oder Logic Low (< 0,8V) erkennt.

BID = 884346

GerDominator

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Beiträge: 233

 

  

Ich habe jetzt mal in meinem schlauen µC Buch nachgelesen und dort wird die Strommessung folgendermaßen realisiert.
Ich _ hätte auch mal früher da reinschauen können Was haltet ihr von diesem Prinzip?
Die Frage ist halt auch, was für einen Innenwiderstand der Motor hat. Ich habe jetzt mal 100 Ohm als Beispielwert genommen.

Entschuldigt meine stümperhafte Zeichnung. Wenn ich einen 0,1 Ohm Shunt nehme beträgt die abfallende Spannung an Diesem immer 10% des Stroms der in der Schaltung fließt. Also Spannung am Shunt mit dem µC einlesen, mit 10 multiplizieren und schwupp fertig.

Was meint ihr?




BID = 884348

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Ja fertig. Spannung mal 10 bleibt Spannung, und Strom bleibt Strom und deshalb entspricht Spannung auch nicht 10% Strom.

Die Frage ist, was du auswerten willst.
Wenn du den Motorstrom messen willst um damit irgend etwas zu regeln, sind 0,1 Ohm für 120mA etwas wenig, denn der Grundfehler der analogen Schaltungen im µC liegt schon in der Größenordnung von 10mV.

Für eine reine Blockiererkennung hingegen reicht das aus.
Du musst dir nur darüber klar sein, dass der Motor den dann fliessenden hohen Strom nicht lange aushält.

Ein Kompromiss wäre z.B. ein Messwiderstand von 10 Ohm.
Dann fallen bei den 120mA, die der Motor im Normalbetrieb braucht, daran etwa 1,2V ab, was bei den gängigen ADC in µC etwa 60..120 Digits entspricht.
Darüberhinaus wird dadurch der Blockierstrom auf weniger als 0,5A begrenzt, was der Motor doch etliche Sekunden aushalten sollte.
Der Nachteil dabei ist, dass bei vollem Drehmoment die Drehzahl um 20% geringer ausfällt, weil der Motor dann nur noch 4V bekommt.

P.S.: Ich sehe gerade, daß du eingangs schriebst:
Zitat :
Der Betriebsstrom des Motors beträgt 350mA und eine Betriebsspannung von 12V.
Ich hatte aber gerade eine Betriebsspannung von 5V angenommen.
Trotzdem stellt sich die Frage wieso jetzt aus den 350mA 120mA wurden.
Im Prinzip bleibt es aber bei den obigen Überlegungen, nur daß man den Messwiderstand anders wählen sollte. Ein Spannungsabfall von 2V bei maximalem Betriebsstrom wäre eine brauchbare Planungsgrundlage.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 18 Apr 2013  0:34 ]

BID = 884361

Offroad GTI

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Beiträge: 12733
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Zitat :
Ich habe jetzt mal 100 Ohm als Beispielwert genommen.
Das ist zu viel. Spielt aber eigentlich auch nur für die Kurzschlussberechnung eine Rolle.
Dass der Motor bei 12V nur 120mA aufnimmt, liegt nicht daran, dass die Wicklung einen Widerstand von 100Ω aufweist, sondern an der Gegenspannung, die der Anker induziert. Siehe: Ersatzschaltbild GSM


Zitat :
Also Spannung am Shunt mit dem µC einlesen, mit 10 multiplizieren und schwupp fertig.

Perl hat in den µC-internen ADC ja schon angesprochen, aber noch nicht erwähnt, dass der selbst im 10Bit Modus nur auf 5mV auflösen kann (mit 5V Referenzspannung)
Wenn die Referenzspannung auf 1,25V herabgesetzt wird, verbessert sich die Auflösung zwar auf 1mV, das ist aber immer noch nicht akzeptabel. Es werden dann nämlich nur die Bits 0..10 von insgesamt 1024 genutzt.

Um einen Analogverstärker (OPV) wirst du also nicht/kaum herumkommen, aber von den OPVs war ja eh schon die ganze Zeit die Rede



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 884372

GerDominator

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Beiträge: 233


Zitat :
Spannung mal 10 bleibt Spannung, und Strom bleibt Strom und deshalb entspricht Spannung auch nicht 10% Strom.

Ich habe gesagt die Spannung entspricht 10% des Stromes und nicht 10% Strom.

Das mit den 350mA hatte ich anfangs gesagt, stimmt. Ziehe ich jedoch wieder zurück weil die Schaltung ja möglichst universell sein soll. Können mal 350mA sein, mal 3,5A...


Zitat :
Um einen Analogverstärker (OPV) wirst du also nicht/kaum herumkommen, aber von den OPVs war ja eh schon die ganze Zeit die Rede

Och menno Diese OPs überfordern mich ein wenig

Ich frage jetzt mal nicht ob der TL074 richtig angeschlossen ist, sondern was falsch, bzw. was überhaupt richtig ist

BID = 884376

hajos118

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Zitat :
GerDominator hat am 18 Apr 2013 12:01 geschrieben :

Diese OPs überfordern mich ein wenig

Ich frage jetzt mal nicht ob der TL074 richtig angeschlossen ist, sondern was falsch, bzw. was überhaupt richtig ist

Vergleiche mal mit einer Schaltung von Elektroniknet.de

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Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

BID = 884377

Offroad GTI

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Zitat :
Ich frage jetzt mal nicht ob der TL074 richtig angeschlossen ist,
Besser ist das


Zitat :
sondern was falsch,... ist
So ziemlich alles.

Suche mal nach Differenzverstärker.

Edit: Zu langsam. Genau das
Zitat :
Vergleiche mal mit einer Schaltung von Elektroniknet.de
ist gemeint.


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 18 Apr 2013 12:21 ]

BID = 884378

perl

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Zitat :
Das mit den 350mA hatte ich anfangs gesagt, stimmt. Ziehe ich jedoch wieder zurück weil die Schaltung ja möglichst universell sein soll. Können mal 350mA sein, mal 3,5A...
Dann kannst du ja für die Blockiererkennung ja auch einfach einen Reedkontakt nehmen, und dort ein paar Windungen Draht drauf wickeln.

BID = 884435

GerDominator

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Beiträge: 233

Danke für den tollen Link
Ist der MCP6H01 nicht genau so ein OP wie wir ihn gesucht haben? Geht bis nahezu Masse runter.

Ich wollte mein Schaltbild jetzt hier posten, doch diese nervige Eagle Library. Das Ding braucht 5 Minuten zum laden wenn ich sie öffne und dann sind die Bauteile die ich brauche nie enthalten
Ich hab (noch) nicht das Know-How mir einen OP selbst in die Library zu basteln.
Habt ihr den MCP6H01 zufällig in einer eurer libs?

Würde mir eine Menge Arbeit ersparen und das Projekt schneller voran bringen


Zitat :
Dann kannst du ja für die Blockiererkennung ja auch einfach einen Reedkontakt nehmen, und dort ein paar Windungen Draht drauf wickeln.

Auch eine interessante Idee. Aber mit dem OP fahren wir glaube ich besser.


BID = 884436

Offroad GTI

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Zitat :
Ich hab (noch) nicht das Know-How mir einen OP selbst in die Library zu basteln.
Habt ihr den MCP6H01 zufällig in einer eurer libs?
Da brauchst du nichts basteln, sondern musst dir nur mal die Pinbelegung ansehen. Die ist bei sehr vielen OPVs untereinander identisch. So auch in diesem Fall, bspw. mit dem TL081 (außer dass beim dem 1,5 und 8 für die Offsetkompensation zuständig, und beim MCP nicht beschaltet sind)


Offtopic :

Von daher ist es IMHO sinnlos, alle möglichen OPV-Typen in die Bibliothek aufzunehmen, wenn sehr viel die selbe Pinbelegung haben.




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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 18 Apr 2013 23:08 ]

BID = 884448

hajos118

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Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein


Zitat :
Offroad GTI hat am 18 Apr 2013 23:05 geschrieben :



Offtopic :

Von daher ist es IMHO sinnlos, alle möglichen OPV-Typen in die Bibliothek aufzunehmen, wenn sehr viel die selbe Pinbelegung haben.



Ergibt aber Sinn, wenn man aus dem Schaltplan heraus gleich eine "Einkaufsliste" (BOM) generieren lassen möchte....

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BID = 884449

Offroad GTI

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Offtopic :
Umbenennen darfst du das Bauteil natürlich auch

BID = 884456

GerDominator

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Beiträge: 233

So ich habe jetzt quasi 1 zu 1 abgekupfert, nur die Referenzspannung hab ich weggelassen

Ich möchte eine Verstärkung von 3,3. Daher die 100kOhm Widerstände und der 330kOhm Widerstand.

Ich habe mir jetzt mal 15A also Obergrenze gedacht, d.h.:

bei 1A fallen am Shunt 0,1V ab --> nach Verstärkung 0,33V
bei 2A fallen am Shunt 0,2V ab --> nach Verstärkung 0,66V
..
bei 15A fallen am Shunt 1,5V ab --> nach Verstärkung 4,95V

So viel kann eigentlich nicht mehr falsch sein, hab ja alles abgeschaut






Edit: Im Schaltplan ist R15 300kOhm groß. Wie gesagt, soll er 330kOhm groß sein.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: GerDominator am 19 Apr 2013 10:38 ]

BID = 884461

sub205

Schriftsteller



Beiträge: 916
Wohnort: Gründau

Wenn du mit dem Kram in einen µC reinmöchtest (der ja wahrscheinlich in deinem Fall 5V Vdd hat), setze noch einen 47k-Widerstand zwischen den OPV-Ausgang und den µC-Eingang und direkt an den Eingang noch eine Zenerdiode mit 5,1V (oder niedriger, hauptsache es schränkt deinen nötigen Meßbereich nicht ein)

Sicher ist sicher.

Übrigens: Falls du nur ab einem gewissen Punkt schalten willst: viele µCs haben diverse Schmitt-Trigger-Eingänge. Du definierst dann die Verstärkung einfach so das ab einem gewissen Strom 2,5V am µC anliegen, damit kannst du dann idr. auch einen Interrupt generieren lassen und mußt das nicht per Polling erledigen. Ansonsten am besten den Analogeingang per Timer abfragen und den PWM-Soll in einer globalen Variable ablegen, die Timer-ISR kann dann, bei überschreiben des maximalen Stroms (evtl. zählst du hier noch mehrere Timer-Zyklen damit die Abschaltung z.b. erst nach 1 Sekunde stattfindet) einfach den PWM-Soll auf 0 setzen.


_________________
gruß, Stephan

sudo make me a sandwich

BID = 884462

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
bei 1A fallen am Shunt 0,1V ab
Und bei 100mA sind es nur noch 10mV und dann beschert dir die Offsetspannung bei billigen Opamps einen Fehler von bis zu +/-50%.
Das ist zwar ein Maximalwert, aber nach meinen Messungen beträgt die tatsächliche Offsetspannung doch sehr oft um 3mV. Polarität beliebig, aber mit bestimmter Tendenz innerhalb einer Lieferung.


Zitat :
bei 15A fallen am Shunt 1,5V ab
Das wären dann immerhin über 20W Verlustleistung.
Ob ein derart großer und teurer Widerstand angemessen ist, wenn man nur 120mA begrenzen will?
Außerdem wird das richtig heiß, denn es entspricht der Leistungsaufnahme von kleinen Lötkolben!


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