www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik L298 = total langsam?


Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

ich würde mir gerne eine Schrittmotorkarte bauen und dafür den L298 
verwenden. Um den Strom konstant zu halten möchte ich mit einem OpAmp 
als Schmitt-Trigger über den Shunt-Widerstand den Strom messen und die 
Induktivität des Motors für einen Schaltregler verwenden. Nennt man das 
Chopperbetrieb?

Nun fällt mir aber irgendwie auf, dass der L298 ultralangsam zu schalten 
scheint, ist das wirklich so? Ist er dann für so einen Zweck unbrauchbar 
wenn man nicht noch eine zusätzliche Induktivität zwischen L298 und 
Motor schaltet? Wenn der so langsam schaltet arbeitet er eher als 
Linearregler und verbrutzelt einen haufen Leistung.

Das ganze steht allerdings im Widerspruch dazu, dass die 
Schrittmotorkarte bei Pollin und diverse andere Schrittmotorsteuerungen, 
insbesondere diejenigen mit der L297/L298 Kombination das genauso zu 
machen scheinen, ganz so sinnlos muss das ganze also nicht sein. Hab ich 
da was übersehen?

lg PoWl

Autor: lkmiller (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> ... ultralansgsam ...
> Hab ich da was übersehen?
Was ist für dich langsam, was ist schnell.

Das 297/298-Pärchen ist seit Menschengedenken dick im 
Schrittmotorgeschäft, soooo schlecht kann das nicht funktionieren  ;-)

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Laß mich raten, Dein OPV ist ein LM741?

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein ;-) ein LM358. Eventuell habe ich mich auch geirrt und es liegt ein 
anderes Problem vor. Mit einem einfachen Transistor erhielt ich ein am 
Shuntwiderstand ein schönes Sägezahnbild. Mit dem L298 kommt irgendwie 
ein ganz seltsames hochfrequentes Rechteckbild raus (was ja aufgrund der 
Induktivität eignetlich garnicht sein kann). Ich bau das grad alles 
nochmal auf, mach Fotos und erstelle einen Schaltplan.

Btw: Dennoch spiele ich mit dem Gedanken mir die H-Brücke aus FETs 
einfach selbst zu bauen, dann brauche ich auch keinen Kühlkörper denn 
die haben im Gegensatz zum L298 keine 5V Spannungabfall. Das einzige 
Manko ist der immense Platzbedarf und die doppelt so hohen Kosten.

Kann mir jemand ein FET-Päärchen empfehlen, das bei Reichelt erhältlich 
ist? Wenn ich bipolare Transistoren nehme müssten sich die Verluste doch 
eigentlich auch in Grenzen halten da die Kollektor-Emitterspannung 
relativ verschwindend gering ist, oder? Bipolare Transen sind einfach 
günstiger

Als FETs hätte ich schonmal den IRF 5305 (60 cent) und den IRLZ 34N (43 
cent)

lg PoWl

Autor: Paul H. (powl)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Könnte das so funktionieren?

Wenn man einen Eingang auf 0V schaltet wird der PNP-Transistor aktiv. 
Wenn man ihn auf 12V schaltet wird der NPN-Transistor aktiv. Der Motor 
ist aus wenn beide Eingänge auf 0V oder 12V liegen.

Ich nehme an, dass während der AUS-Phase der gesamte Strom durch die

Jetzt brauch ich nur noch AND-Gatter und einen Pegelwandler, damit die 
Schaltung, die an bis zu 48V liegen kann auch Logiklevel akzeptiert. 
Gibts da ein IC, das mir weiterhelfen könnte? Sonst brauch ich ja für 
jeden Eingang noch etliche Transistoren

lg PoWl

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So wie du die Gegentaktstufen da aufgebaut hast, geht das nich gut, 
zumindest nicht bei ausreichend hFE.

Die Basis-Emitter-Diode im Transistor ist auch nur eine Diode, d.h., von 
+12V durch die BE-Strecke von Q2 über R3 und R4 in die BE-Strecke von Q1 
und dann nach Masse wird ein Strömchen fließen. Mit etwas Glück (Pech) 
reicht dieses Strömchen schon, um beide Transistoren durchzusteuern und 
dir das anhand von Rauchzeichen mitzuteilen.

Entweder du vertauschst die beiden Transistoren oder du trennst die 
Basen auf und setzt geeignete Treiber davor (und wenns nur Pullup und 
nochn Transistor ist).

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Könnte das so funktionieren?

Nicht wirklich. Im Umschaltmoment der beiden Transistoren fliest dort 
ein sehr hoher Querstrom.

Du must die Schaltung so auslegen das nicht beide Transistoren leitend 
werden koennen. Das ist bei dir im umschaltmoment aber der Fall.

>Ich nehme an, dass während der AUS-Phase der gesamte Strom durch die

Wohin fliest er ?

>Jetzt brauch ich nur noch AND-Gatter und einen Pegelwandler, damit die
>Schaltung, die an bis zu 48V liegen kann auch Logiklevel akzeptiert.
>Gibts da ein IC, das mir weiterhelfen könnte? Sonst brauch ich ja für
>jeden Eingang noch etliche Transistoren

Da wirst du ohne zusaetzliche Transistoren nicht auskommen.

Gruss Helmi

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Du must die Schaltung so auslegen das nicht beide Transistoren leitend
> werden koennen.
Und immer daran denken, dass ein Transostor schneller ins Leiten kommt 
als ins Sperren. Du mußt also, wen du den einen Transistor ausschaltest, 
eine Totzeit einhalten, bevor du den anderen Transistor einschaltest.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok überzeugt. Weiß jemand wo ich mir eine funktionierende 
H-Brückenschaltung mal angucken kann?

Mit FETs (teuer) müsste es theoretisch einfacher gehen, richtig? Diese 
schalten allerdings nicht so schnell, wenn ich den Motor dann per PWM 
regeln möchte brauche ich entweder FET-Treiber (auch teuer) oder ich 
schalte nochmal einen großen bipolar-Transistor in die Masseanbindung 
mit dem ich dann alles ein und ausschalten kann. Die Brücke wird sowieso 
von einem µC gesteuert, von daher kann ich jeden Transistor auch einzeln 
besteuern und Verzögerungen einbauen.

lg PoWl

Autor: Roland Praml (pram)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
schau dir mal den HIP4081 an...

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der HIP ist ja nur der Treiber, und wenn allein schon der 6,50€ bei 
Segor kostet wird das ein bisschen happig.

Also meine Anforderungen sind jedenfalls

- Verlustarm
- Geeignet für Stromregelung
- 2A pro H-Brücke
- nicht mehr als 10€ für zwei Brücken incl. logik-level Eingang

Ist für die Ansteuerung von Schrittmotoren an einer CNC-Fräse gedacht.

Wie findet ihr die Idee mit der FET-H-Brücke für die einfache 
Ansteuerbarkeit und die geringen Verluste + den bipolaren 
Schalttransistor für die PWM?

lg PoWl

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Idee ist gut wenn Du weißt was Du tust, ansonsten ist sie 
beschissen. Wo genau ist beim L297/298 das Problem? Der erfüllt alle 
Anforderungen bis auf verlustarm. Wo bitte ist das ein Problem bei einer 
CNC? Kühlkörper und Lüfter und gut ist

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja ne H-Brücke brauch ich sicher als öfters nochmal. Wenn ich mich 
gleich in was diskretes einarbeite kann ich das immer wieder portieren 
UND ich lerne was dabei. Gäbe es diese Gründe nicht wär mir das auch 
egal bei ner CNC.

Klar erfüllt der L298 alles bis auf verlustarm, das dafür aber sowas von 
überhaupt nicht. 5V Spannungsdrop bei 4A machen 20W Verlustleistung.

lg PoWl

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dann halt einen L6203. Der hat nur etwa 5,5W bei 3A.

Autor: Marko (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie wärs mit dem LMD18200? Ist ein feines Teil.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sind alles feine teile aber die sprengen den preislichen Rahmen, 
abgesehen von der Verfügbarkeit. Für zwei komplette H-Brücken dürfen 
(mit Ansteuerung) nicht mehr als 10 Euro draufgehen sonst lohnt es sich 
leider garnicht mehr.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> 5V Spannungsdrop
Wo steht das ?

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Total Drop bei 2A 4,9V steht da auf Seite 3 unten in der Tabelle

Autor: Paul H. (powl)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, wie schauts mit dieser Version aus? Ist immernoch Bipolar, 
allerdings ist der Spannungsdrop ja bei der Emitterschaltung, welche 
hier ausschließlich zur Verwendung kommt, vernachlässigbar. Den 
Querstrom kann man durch Schaltverzögerungen umgehen.

Das einzige was mich noch etwas bedrückt ist der kriminell hohe 
Eingangswiderstand der Highside-Treiber. Sobald hier die Spannung nur 
ein wenig über 0V ist und somit ein Strom über den BC547 fließt wird die 
High-Side stark durchgeschaltet. Wäre hier die Verwendung eines BS170 
FETs eine sinnvolle Alternative?

Vor die Eingänge kommen sowieso noch AND-Gatter. Vor deren Eingänge 
könnte man ja kleine Kombinationen aus R + Diode parallel und C als 
Verzögerungsglied verwenden, welches immer beim Anschalten etwas 
verzögert.

lg PoWl

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kann mir jemand kurz auf die Sprünge helfen wie der Motorstrom über die
Freilaufdioden fließt sobald die Transistoren abgeschaltet werden?

Angenommen links oben und rechts unten sind die Transistoren aktiv.
Rechts vom Motor liegt also Minus und links Plus an. Der Strom fließt
also nach Links durch den Motor. Nun werden die Transistoren
abgeschaltet. Die Induktivität des Motors versucht den Strom aufrecht zu
erhalten und induziert dabei eine Spannung. Nun liegt links vom Motor
Minus und rechts vom Motor Plus an. Wohin fließt der Strom? Die einzigen
Dioden die passend positioniert sind wäre die links unten und die rechts
oben. Dann müsste der Strom allerdings durch die Spannungsquelle +12V
hindurch zu GND fließen. Passiert das so?

Autor: Paul H. (powl)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und nochmal ein aktuelleres Bild

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde zwischen Basis und Emitter von Q2 und Q3 jeweils einen 1k 
Widerstand einbauen, damit die beiden Transistoren auch sicher 
abschalten.

Autor: Stephan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
schau mal hier, da sollte sich was finden
http://www.nc-step.de/download.html

Autor: Roland Praml (pram)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich würd bei jedem Transistor noch einen Widerstand von Basis nach 
Emiter einbauen. (gleicher Wert wie Basiswiderstand) Dann hast weniger 
Probleme mit den hohen Empfindlichkeiten.

Gruß
Roland

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also die Empfindlichkeit der Leistungstransistoren soll nach Möglichkeit 
beibehalten werden sonst brauch ich soviel Strom zum durchsteuern bzw. 
eventuell werden sie garnicht erst voll durchgesteuert, was dann wieder 
in heftiger Wärmeentwicklung resultiert.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Quasi so? Kann dann nicht ein Strom auch durch die Basis des 
Eingangstransistors nach Masse fließen und den Leistungstransistor ein 
wenig durchschalten?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> ich würd bei jedem Transistor noch einen Widerstand von Basis nach
> Emiter einbauen.
Für die 547 ist das unnötig, die werden über das Gatter sicher auf 0V 
gezogen und abgeschaltet.

Q2 und Q3 brauchen die Basiswiderstände unbedingt, damit sie sicher 
abschalten.

Ich würde mir die Sache mit den unteren Transistoren nochmal anschauen.
Der BD437 hat ein hfemin von gerade mal 30.
Mit dem 1k-Widerstand fliessen da maximal 4,5mA Basisstrom, der dann in 
einem Kollektorstrom von nur 135mA endet  :-o

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Welche Angabe teilt mir denn mit, wie viel Kollektor-Emitter-Spannung 
ich habe? Collector Saturation Voltage? Wenn die tatsächlich 1,1V bei 2A 
beträgt bringt mir dieser diskrete Aufbau keine wirklichen Vorteile 
gegenüber dem L298 oder zweier einzelner Mosfet-Treiber.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Welche Angabe teilt mir denn mit, wie viel Kollektor-Emitter-Spannung
>ich habe? Collector Saturation Voltage? Wenn die tatsächlich 1,1V bei 2A
>beträgt


Also ich lese da im Datenblatt was von 0.6V bei 2A. Deine 1.1V ist die 
Spannung zwischen Basis und Emitter.

http://www.fairchildsemi.com/ds/BD/BD433.pdf

Autor: Faraday (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
irgendwie verstehe ich hier was nicht:
2xIRF5305 + 2xIRLZ34N + 1xTc4426 o.ä. dann bist Du doch noch unter 5€

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da hast du recht. Je weiter ich unter die 5€ komme desto besser 
natürlich. Und wenn ich eine diskret aufgebaute H-brücke (von denen ich 
insgesamt 6 Stück brauche) eben nur 3€ gekostet hätte wäre das schon ein 
Vorteil gewesen.

Die Mosfet-treiber Geschichte + Doppel-Mosfets bringt mich auch auf 5€ 
pro H-Brücke, da könnte ich dann auch gleich den L6203 nehmen, den gibts 
bei eBay für 4,60€ + einmalig 1,80 Versand.

Ich versuche grade mit möglichst geringen Mitteln das Optimum 
rauszuholen ;-) Wenn das nicht möglich ist und unausweichlich zu einer 
riesengroßen Schaltung führt werde ich eben die L298 (+L297) Lösung 
nehmen, was mich daran stört ist halt, dass da echt 5V Spannung an 
Verlusten verloren gehen. Dafür sind sie ja auch billig.

Wäre die Lösung mit MosFET-H-Brücke und Bipolar-Transistor in der 
Masseleitung ne mögliche Alternative oder werde ich Probleme kriegen 
einen Transistor zu finden bei dem wirklich wenig Spannung abfällt? 
Alternativ könnte man hier noch einen einzelnen FET + Treiber nehmen.

Btw: meine Frage zu den Dioden da etwas weiter oben steht noch offen

lg PoWl

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Wenn die tatsächlich 1,1V bei 2A beträgt bringt mir dieser
> diskrete Aufbau keine wirklichen Vorteile
> gegenüber dem L298 oder zweier einzelner Mosfet-Treiber.
Wenn der L298 ein Bipolar-IC ist und bestimmte Verluste hat, dann kannst 
du bestenfalls davon träumen, mit der selben Technologie (Bipolar) 
diskret etwas aufbauen zu können, das mit signifikant weniger Verlusten 
aufwarten könnte.

> dass da echt 5V Spannung an Verlusten verloren gehen.
Woher ist diese Zahl?
(Ich weiß, ich wiederhole mich ;-)

> Die Induktivität des Motors versucht den Strom aufrecht zu erhalten ...
Das ist der Schlüssel.
(Vergiss den Schmäh mit der daraus induzierten Spannung)

Und schon es ist ganz einfach (Achtung Merksatz):
In der Elektronik fließt der Strom immer in Pfeilrichtung (z.B. auch bei 
Dioden und Transistoren).
Ausgangspunkt: der linke obere Transistor und der rechte untere sind 
eingeschaltet. Es fließt ein Strom von links nach rechts durch die 
Motorspule.
Dann werden die Transistoren abgeschaltet, der Strom fließt weiter: über 
die rechte obere Diode in den Netzteilkondensator, aus dem Kondensator 
wieder heraus über die linke untere Diode und wieder in die Motorspule.
Stromkreis geschlossen. War doch ganz einfach und tut überhaupt nicht 
weh  ;-)

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast recht, mir is es auch gekommen, dass es ja nicht unmöglich ist, 
dass der Strom durchs Netzteil zurückfließt :-)

Ich denke ich werde mich einfach mit den hohen Verlusten des L298 
zufrieden geben, spar mir 20€ und ne Menge Zeit, investiere vielleicht 
eher noch in einen Lüfter und anständigen Kühlkörper.

lg PoWl

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ich versuche grade mit möglichst geringen Mitteln das Optimum
>rauszuholen ;-)

Dann nimm doch endlich den L6203.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gast wrote:
> Dann nimm doch endlich den L6203.

Du wolltest mir damit sicher nur auf freundlichem wege etwas wie z.B. 
folgendes mitteilen: "Ich schätze, mit deinen Preisvorstellungen ist das 
leider nicht zu realisieren. Du wirst mit dem L6203 am besten dran 
sein.", richtig?

Ich werde einfach den L298 nehmen. Kommt im Endeffekt am günstigen, 
Verlustleistung hin oder her, 20€ teurer nur damit nur halbsoviele 
Verluste entstehen ist die Sache dann doch nicht wert.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das hier ist ein Ausschnit des Schaltplans der L298 Schrittmotorkarte 
von Pollin. Durchschaut da jemand zufällig das Funkttionszprinzip der 
Strombegrenzung?

das IC ist ein LM325 und die Dioden sind zwei 1N5819 (Schottky diode).

Scheint irgendwie so eine art Komparator oder Schmitttrigger sein. 
Allerdings verstehe ich das mit den Dioden dort nicht.

Ich hätte sowas eher so aufgebaut: Im Einschaltmoment steigt der 
Spulenstrom nur langsam an. Im Auschaltmoment fällt er relativ schnell 
wieder, da die Induktionsspannung sehr hoch sein muss weil der Strom ja 
durchs mit bis zu 48V geladene Netzteil durch muss. Außerdem ist am 
Shunt in dieser Zeit keine Spannung zu vernehmen. Wenn ich einen 
einfachen Schmitt-Trigger oder Komparator verwende wird dieser mit hoher 
Frequenz an der oberen Triggerschwelle herumoszillieren weil, sobald er 
abschaltet, die Spannung am Shunt ja verschwindet und er somit sofort 
wieder anschaltet. Man bräuchte also nach dem abschalten eine 
einstellbare Verzögerung, die den Strom erst nach einer Zeit wieder 
einschaltet. Mit der Verzögerung kann man quasi die untere Schwelle 
einstellen.

Wie die Pollin-Lösung funktioniert versteh ich grad noch nicht.
lg PoWl

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Allerdings verstehe ich das mit den Dioden dort nicht.
Die sind nur, damit der LM325 nicht zu weit aus dem Gleichtaktbereich 
herauskommt. Dem reichen +-0.5V locker, um zu erkennen, ob die eine oder 
die andere Spannung größer ist.

Diese Schaltung wird nur dann (annähernd) korrekt funktionieren, wenn 
beide Schrittmotore gleich sind. Es wird hier auf eine Summe aus 
beiden Motorströmen begrenzt.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Paul Hamacher wrote:
> Ich werde einfach den L298 nehmen. Kommt im Endeffekt am günstigen,
> Verlustleistung hin oder her, 20€ teurer nur damit nur halbsoviele
> Verluste entstehen ist die Sache dann doch nicht wert.

Du bist aber auch so lernresistent und überzeugt von dem was du tust. 
Ein L6203 kostet 4,75€ bei CSD Electronics.
Das ist für jemanden, der (noch) keine Ahnung davon hat das 
Schmerzloseste.

Junge, deine Probleme möchte ich mal gerne haben.
An diskreten H-Brücken haben sich schon so einige Leute dran 
abgearbeitet. Es lohnt einfach (in aller Regel) nicht soetwas diskret 
aufzubauen. Mindestens einen Treiber hat man als integriertes Bauteil 
dabei.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wär ich überzeugt von dem was ich tue, hätte ich das auch so gesagt, 
habe ich aber nicht, nein, ich habe nach verschiedenen Möglichkeiten 
hier gefragt und mich letztendlich für eine entschieden. Der L298 kommt 
im Endeffekt doch günstiger da ich nur einen pro Schrittmotor brauche, 
nicht zwei, wie beim L6203. Meinetwegen habe ich vorher das Preislimit 
auf 5€ pro H-Brücke gesetzt, die Vorteile sind jedoch nicht so immens 
als dass sich das für mich tatsächlich lohnen würde, meinetwegen hab ich 
meine Meinung dahingehend eben ein bisschen geändert.

Dass eine H-Brücke diskret aufzubauen einfach zu kompliziert ist, habe 
ich ja mittlerweile akzeptiert, kein Problem soweit.

Autor: eProfi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Paul,
sicher, zum Lernen könnte man eine solche Stufe diskret aufbauen.
Das wird aber sehr mühsam. Ich habe eine 12A-72V-Schrittmotor-Steuerung 
mit DSP, HIP4081 und 8 FETs gebaut. Bis das funktioniert hat.....

Schau mal den L6208 an, das ist ein kompletter Treiber, also L297 und 2x 
L6203 in einem IC, d.h nur noch die (hoffentlich induktionsarmen) 
Sense-Rs und ein paar Rs und Cs, und schon läuft der Motor wie ein 
Glöckchen.

Von anderen Herstellern gibt es ähnliche, z.B. den Nanotec IMT901 = 
umgestempete Toshiba TA8435H = NMB SDI - C403, die es um
einiges billiger gibt. Oder den o.g. LMD18200.

Ich dachte, wir hätten darüber einen Wiki-Eintrag - finde ich jetzt 
nicht auf Anhieb.

Du bist doch schon lange hier im Forum, haben wir alles schon 100x 
diskutiert.

Und noch wichtig: Fast-decay  und  slow-decay  kennst Du den 
Unterschied?

Die Spannung an den Ausgängen ist immer Rail-to-Rail, der Strom steigt 
und sinkt (nahezu) linear.

Der L298 ist ein Oldtimer, einfach nicht mehr zeitgemäß.

Autor: Faraday (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Du bist doch schon lange hier im Forum, haben wir alles schon 100x
>diskutiert.

das wollte ich auch schon schreiben. Eingabe von H-Brücke in der Suche 
wäre ja mal ein Anfang.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
eProfi wrote:
> Hallo Paul,
> sicher, zum Lernen könnte man eine solche Stufe diskret aufbauen.
> Das wird aber sehr mühsam. Ich habe eine 12A-72V-Schrittmotor-Steuerung
> mit DSP, HIP4081 und 8 FETs gebaut. Bis das funktioniert hat.....

Ich glaubs dir mittlerweile gerne

> Schau mal den L6208 an, das ist ein kompletter Treiber, also L297 und 2x
> L6203 in einem IC, d.h nur noch die (hoffentlich induktionsarmen)
> Sense-Rs und ein paar Rs und Cs, und schon läuft der Motor wie ein
> Glöckchen.

Sollte ich die Kombination 3xL298 + Stromregelungen + µC ins Laufen 
bekommen werde ich mit schätzungsweise nur 15€ für die ganze Elektronik 
hinkommen.

> Von anderen Herstellern gibt es ähnliche, z.B. den Nanotec IMT901 =
> umgestempete Toshiba TA8435H = NMB SDI - C403, die es um
> einiges billiger gibt. Oder den o.g. LMD18200.

der IMT901 wäre auch noch ne echte Alternative, Preislich ja gleich 
angesetzt wie der L6208

> Ich dachte, wir hätten darüber einen Wiki-Eintrag - finde ich jetzt
> nicht auf Anhieb.

Muss ich mal gucken

> Du bist doch schon lange hier im Forum, haben wir alles schon 100x
> diskutiert.

Ich muss zugeben, da war ich etwas nachlässig, werd ich eventuell mal 
nachholen.

> Und noch wichtig: Fast-decay  und  slow-decay  kennst Du den
> Unterschied?

Ja, es geht dabei um die Choppermethoden. Allerdings ist beim L298 nur 
fast-decay möglich, weshalb der Strom auch beim Abfallen nicht durch den 
Shunt fließt und ich mich deshalb frage, wie die Pollin-Strombegrenzung 
funktioniert.

> Die Spannung an den Ausgängen ist immer Rail-to-Rail, der Strom steigt
> und sinkt (nahezu) linear.

Wie du das jetzt meinst, musst du mir näher erläutern. Der Strom steigt 
und sinkt nahezu linear? Aufgrund der Motorinduktivität? Na beim 
Fast-decay wohl nicht.

> Der L298 ist ein Oldtimer, einfach nicht mehr zeitgemäß.

Ich wäge auch die ganze Zeit ab ob ich mich nicht auf was modernes 
einlassen soll, was dann halt leider auch doppelt soviel kostet aber 
eventuell das ein oder andere feature mitbringt.

lg PoWl

Autor: Paul H. (powl)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, hier nochmal die Schaltung der Strombegrenzung in nem ordentlichen 
Plan.
Allerdings versteh ich das Funktionsprinzip dahinter immernoch nicht.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn der Spannungsabfall am Shunt R6 den mit R2 eingestellten 
Spannungswert erreicht/übersteigt, schaltet der als Komperator 
arbeitende LM358 den L298 über die Enableeingänge ab.

Die Dioden D2/D3 sollen den LM358 nur vor zu hoher 
Differenzeingangsspannung schützen. Eine andere Funktion haben sie 
nicht.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also das sind 1N5219. Schottkydioden mit nur 0,3V Durchlassspannung.

Diese Stromregelung ist aber ein bisschen komisch. Die ist nicht als 
Schmitt-Trigger aufgebaut. Außerdem werden beim L298 immer alle 
Transistoren abgeschaltet, also fast-decay. Demnach ist am Shunt dann 
keine Spannung mehr zu messen, ergo schaltet der Komparator sofort 
wieder auf Enable. Da der Strom in dieser Zeit noch nicht sonderlich 
gefallen ist schaltet er sofort wieder ab und immer so weiter. Die 
Schaltung wird heftig herumoszillieren, wie sie das schon bei mir vorher 
gemacht hat.

Wäre nicht eine Verzögerung vom Erneuten ausschalten erforderlich mit 
der man dem Strom Zeit zum Sinken gibt?

lg Powl

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sauber finde ich die Lösung auch nicht, ist nur die Erklärung zu Deiner 
Zeichnung. Da ich mit Schrittmotoren wenig zu tun habe kann ich Dir 
keine Lösung anbieten. Zumal in der ST Applikation 2 Shuntwiderstände 
vorhanden sind.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
klar, nunja ich würde sagen man kann auch ruhig nur einen einzelnen 
Shuntwiderstand verwenden. Da es ja ein und der selbe Motor ist werden 
auch die Wicklungen auch identisch sein, der Strom teilt sich im 
Vollschrittbetrieb gleichmäßig auf und ist auch leichter über den Shunt 
zu messen. Allerdings ist dann eben auch nur der Vollschrittbetrieb 
sinnvoll, im Halbschritt krigt dann nur eine einzelne Spule nämlich den 
Strom von zweien ab. Wär aber soweit ja eigentlich kein Problem die 
Stromregelung für jeden Kanal einzeln aufzubauen.

Ich werde das mit der Verzögerung heute mal ausprobieren.

Hat jemand grad mal den Link zur Appnote parat?

lg PoWl

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Wär aber soweit ja eigentlich kein Problem die
> Stromregelung für jeden Kanal einzeln aufzubauen.
Das ist besonders dann nötig, wenn andere Schrittfolgen als nur 
Vollschritt v erwendet werden sollen.
Schon beim Halbschritt geht diese Einfachbeschaltung nicht mehr 
(korrekt), weil dann auf den Motorwicklungen der Strom auch mal 0 werden 
muß. Damit wird der Strom komplett auf die bestromte Motorwicklung 
übernommen (dort also verdoppelt). Als Resultat ist der Stromverlauf 
(und damit der Drehmomentverlauf) nur suboptimal, denn der Faktor müsste 
eigentlich die Wurzel aus 2 sein.

Autor: eProfi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"ergo schaltet der Komparator sofort wieder auf Enable. Da der Strom in 
dieser Zeit noch nicht sonderlich gefallen ist schaltet er sofort wieder 
ab und immer so weiter."

Sofort ist natürlich relativ. Überall treten Verzögerungen auf.


"Die Schaltung wird heftig herumoszillieren,"

Soll sie ja auch, die Frage ist mit welcher Frequenz. Diese sollte 
zwischen 16 und 30 kHz liegen.


"Ja, es geht dabei um die Choppermethoden. Allerdings ist beim L298 nur 
fast-decay möglich, weshalb der Strom auch beim Abfallen nicht durch den 
..."

Schau genau! der L298 kann sehr wohl auch slow-decay. Nur die 
Pollin-Schaltung kann es nicht.

Fast-decay-chopping nennt sich auch enable-chopping.


"Wie du das jetzt meinst, musst du mir näher erläutern. Der Strom steigt
und sinkt nahezu linear? Aufgrund der Motorinduktivität? Na beim
Fast-decay wohl nicht."
Genau, aufgrund der Motorinduktivität. Beim Fast-decay ist es genau so 
linear, halt nur schneller (deshalb auch der Name).

Schau mal das folgende pdf an:
AN1495 APPLICATION NOTE
MICROSTEPPING STEPPER MOTOR DRIVE USING PEAK DETECTING CURRENT CONTROL
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/8700.pdf

Auf S.7/17  Figure 9. PWM current control decay modes
VA und VB sind die beiden Ausgänge, die sind immer Vs oder Gnd. Das 
meinte ich mit Rail-to-Rail.
Oben sind die resultierenden Stromformen.
Das musst Du unbedingt solange anschauen, bis Du es 100% verstanden 
hast.
Bei slow-decay sind die beiden Ausgänge kurzgeschlossen, der Strom 
klingt deshalb langsam ab, die gespeicherte Leistung wird (im R der 
Spule, in den Dioden, in der Endstufe) verbraten.
Bei Fast-decay wird die Spule umgepolt an Vs angeschlossen, deshalb 
klingt der Strom schnell ab (die gespeicherte Leistung wird in die 
Versorgung zurückgespeist). Beachte, dass bei Toff der Strom im Sense-R 
(falls dieser im Recirculate-Kreis liegt)  und damit auch die daran 
abfallende Spannung negativ ist.



"Wohin fließt der Strom? Die einzigen Dioden die passend positioniert 
sind wäre die links unten und die rechts oben. Dann müsste der Strom 
allerdings durch die Spannungsquelle +12V hindurch zu GND fließen. 
Passiert das so?"

Genau so ist es bei Fast-Decay.


"Da es ja ein und der selbe Motor ist werden auch die Wicklungen auch 
identisch sein, der Strom teilt sich im Vollschrittbetrieb gleichmäßig 
auf"

Das ist leider ganz und gar nicht der Fall. Nach einem Schritt muss in 
der wechselnden Spule das Magnetfeld erst mal abgebaut und dann wieder 
andersherum aufgebaut werden (hier sollte stets die volle Spannung 
anliegen), während das Feld in der anderen Spule nur aufrechterhalten 
werden muss.

Die Schaltung ist nur eine billigst-Notlösung. Deshalb wirst Du sie nie 
bei ernsthaften Anwendern finden.


"Als Resultat ist der Stromverlauf (und damit der Drehmomentverlauf) nur 
suboptimal, denn der Faktor müsste eigentlich die Wurzel aus 2 sein."

Das kann der µC sehr einfach mittels eines DACs oder eines einfachen 
R-Netzwerkes kompensieren.


Viel Erfolg, Paul!

Autor: Paul H. (powl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke, werde ich mir alles mal durchlesen. Hast auch recht, der L298 
kann natürlich slow-decay, allerdings nur mit zusätzlicher Logik an den 
Eingängen. Vorteile bringt es mir nach meinem bisherigen Verständnis 
wohl leider auch nicht.

Der LM358 hat natürlich auch nicht allzugeringe Verzögerungen und eine 
Hysterese (welche hier nicht zur Geltung kommt). Wenn allerdings sofort 
bei erreichen der oberen Stromschwelle abgeschaltet und nach kürzester 
Zeit einfach wieder angeschaltet wird ist das Ding einfach nur heftig am 
Schalten, was dann schön in Schaltverlusten endet. Die Frequenz muss ja 
nicht sehr viel höher sein als unbedingt notwendig.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Als Resultat ist der Stromverlauf (und damit der Drehmomentverlauf) nur
>> suboptimal, denn der Faktor müsste eigentlich die Wurzel aus 2 sein.
> Das kann der µC sehr einfach mittels eines DACs oder eines einfachen
> R-Netzwerkes kompensieren.
Prinzipiell schon, aber das ist bei der Pollinschaltung nicht gemacht 
worden.

Autor: Paul H. (powl)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So in etwa dachte ich mir das. Der erste Teil des LM358 ist ein 
Verstärker, der den Strom, die Spannung, welche über dem Shunt anliegt 
etwas erhöht, dann muss der Shuntwiderstand nicht so groß werden. Danach 
folgt ein Verzögerungsglied. Die Schottky-Diode sorgt dafür, dass die 
Spannung schnell ansteigen aber nur langsam über den Widerstand wieder 
abfallen kann. Somit tritt nach dem Abschalten eine Verzögerung auf ehe 
wieder angeschaltet wird.

Alternativ könnte ich mir auch vorstellen, den OpAmp symmetrisch zu 
versorgen und dann die Shuntspannung während der Aus-Phase zu 
invertieren. Dann kann man ja nach wie vor messen wann sie wieder 
abfällt und entsprechend reagieren.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.