Hallo Community, Ich bin Elektriker im 2. Lehrjahr und habe mit einem Schulkollegen ein Projekt gestartet das uns ein "sehr gut" in der Automatisierung verschaffen soll. Damit wollen wir uns nach der Lehre weiter qualifizieren für die FH Emden. ;) Unser Projekt: Ein Roboterarm (selbstgebaut aus Duralblechen und mit Streben verbunden, schon fertig) soll farbige Klötze in ein Regal einsortieren. Die Klötze sind verschieden Mischfarbig (lila, Gelb, Orange etc) Die Steuerung übernimmt eine SPS. Ablauf ist so: Förderband fördert einen Klotz heran, Kapazitivsensor erfasst den, gibt eine 1 an den Prozessleiter. Arm fährt herüber (Position einprogrammiert) und misst die Farbe. -> Sensorik siehe unten Dann wird eine von 9 Einprogrammierten Regalpositionen gewählt und der Klotz dort abgelegt. Die RGB Analogwerte werden nun dem Regalfach zugewiesen und ab sofort werden alle gleichfarbigen auch dort abgelegt. Später wollen wir dem Arm noch ein HID verpassen, Fernsteuern über Funk und vllt noch auf Räder setzen (Pläne existieren schon) Zur Sensorik hab ich schonmal nen Fred erstellt. Da geben 3 Fotodioden mit Farbfilter einen 0-20µA Helligkeitswert und ein OPV gibt eine 0-10Volt Spannung am Ausgang. (Funktioniert noch nicht) Mein Problem ist.. Man findet hier in unserem Kuhkaff ;) Keinen Experten der sich Wirklich damit auskennt. Nichtmal Studierte Lehrer in der Schule können mir helfen (Antwort: Hab ich nix mit zutun, kenn ich nicht.. ) Ich bin in S7 Programmierung und Elektrotechnik ganz fit, aber Diskrete Elektronik ist neuland für mich. Ich möchte in diesem Thread hier euch um Hilfe bitten für ganz Spezielle Fragen zur Elektronik stellen, die mir sonst keiner Beantworten kann. Und ganz nett wäre dabei ein wenig Lerneffekt. ;) Fragen Folgen.. ;)
Problemkind: Motortreiber Wir wollen unsere Schrittmotoren (Nanotec ST5909M, 2A 3,3V) über eine Selbstgebaute Treiberplatine steuern. (Fertigkaufen ist Langweilig. ;) ) Die SPS kann nur +24V (1) oder kein Kontakt(0) Steuern. Drum haben wir eine Platine mit BUZ11 konzipiert, um Masse bzw Plus zu schalten. Siehe Anhang. 24Volt Steuerspannung haben wir aufgeteilt auf 12Volt. 3,3 Volt liegen am BUZ an. Reichen diese 9Volt bzw 15 Volt um den BUZ11 fast 0 Ohm durchlässig zu machen? Im datenblatt ist ne ganz häufige Zahl die 20Volt. Kenne mich aber nicht mit den ganzen Werten aus. :/ Gleichstrommotor heißt Induktive Spannungsspitzen beim ausschalten bzw umpolen. Kann ich diese mit 2 Gegeneinandergeschalteten ZDioden wie im Schaltplan kurzschließen? Kenne das Verhalten von Zenerdioden in Durchlassrichtung nicht.. :/ Wir wollen das umpolen der Motorwicklung anzeigen durch eine 2Farben LED, 3,3 Volt Betriebsspannung bei 20 mA. Umpolen wechselt die Farbe der LED. Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand betreiben? Denn eine LED ist ja ein einfacher pn Übergang der Niederohmig sein sollte. Muss der Strom begrenzt werden? Der Widerstand am Ende wird mit einem BUZ11 kurzgeschlossen. Zwecks Stromabsenkung.
Vorwiderstand vor LED immer. Das mit Q5 und Q10 geht so nicht die sind nicht bidirektional. Zeichne das ganze mal so das man die H-Brücken ohne Kopfschmerzen erkennen kann. Z-Dioden im Durchlass wie "Normale" Dioden.
Problemkind: Sensorik Unser Farbsensor besteht aus einer Fotozelle die maximal 20µA liefert. In der Praxis sind das nurnoch 2 - 3 µA, da wir das Umgebungslicht abdämpfen mussten. Dieser "Offset" im Strom hätte uns sonst zu stark das Messergebnis verfälscht, denn bei einer Drehung vom Arm haben wir einen anderen Offset des Stroms gehabt. Gelöst haben wir das nun durch ein 10 cm Langes Aluröhrchen, die Fotozelle ist am unteren Ende eingelötet. Somit haben wir den Einfallwinkel des Lichts auf wenige Grad begrenzt. Leider auch kaum mehr Strom am Ausgang. Gibt es einen OP der mit 0-5 µA arbeiten kann? Bräuchte da einen OPV mit niederohmigen Eingang und Hochohmigen Ausgang. Transimpedanzberechungen schaffe ich selbst.. ;) Problem ist das ich mich nicht mit den ewig vielen Kenngrößen eines OPVs auskenne.. 0-5µA, wenige kHz Bandbreite und Möglichst wenig Leckstrom bräuchte ich. TLC272 von Taxas Instruments. Kann ich den verwenden? Oder gibts da nen Hochohmigen Eingang? Thema Versorgungsspannung OPV.. Welchen Einfluss hat das ob ich nun +/- 15 Volt anlege oder +15V/0V ?
Skua wrote: > Vorwiderstand vor LED immer. > Das mit Q5 und Q10 geht so nicht die sind nicht bidirektional. > > Zeichne das ganze mal so das man die H-Brücken ohne Kopfschmerzen > erkennen kann. > > Z-Dioden im Durchlass wie "Normale" Dioden. Mach mich gleich dabei das umzuzeichnen. *g Was meinst du mit Bidirektional? Der MosFET ists doch egal ob der Strom vom Source oder Drain kommt oder?
Hochohmiger Ausgang = Spannungsausgang oder? Der OPV Soll ja 0-10Volt ausgeben und keine 4-20 mA @Anhang. In H Schaltung aufgebaut aber nur für eine Motorwicklung..
Auf ne Art schon Richtig. Hochohmiger Ausgang = nicht Belastbarer Ausgang. Schaltplan schon besser aber + Zweige nach oben. Q5 nicht in Motorleitung sondern in die GND Leitung zu Q2 Q4. Gleiche Spannungen mit gleichem Namen versehen.
+-15V hat den Vorteil dass das Eingangssignal 0V sein kann ohne das der OP anfängt rumzuspinnen. Beim FET ist es nicht egal wierum der Strom fliesst sondern viele Typen haben ein ausgeprägtes Diodenverhalten.
Hoffe nu ists richtig in der Form. ;) Nebenbei noch ne Frage.. Es spielt beim BUZ11 doch keine Rolle ob nun am Source oder Drain eine Positive Spannung anliegt oder? Oder spielt die Verbindung des Source auf das Substrat noch eine Rolle? Werd mal nochmal die Wikipedia Server quälen.. ;)
Hmkay, Danke für den Tipp Skua. der BUZ11 zeigt in Gegenrichtung betrieben Diodenverhalten. Liegt an der leitenden Verbindung zwischen Source und Substrat. Da wäre die Platine bestimmt an die Wand geflogen weils nicht funktioniert. ;) Aber das Problem ist ja gelöst da der BUZ nurnoch gegen GND schaltet und nicht mehr GND oder +3,3V. Muss das noch fix im Schaltplan mit jedem FET Berichtigen. Danke! ;)
Dann noch die Frage nach dem OPV.. Kann ich den TLC272 benutzen um 0-5µA auf 0-10Volt zu verstärken?
Okay. Eine Frage hab ich dann für heute noch. ;) Nach meinem Verständnis ist der BUZ11 ein n Kanal Anreicherungs FET. Das Bedeutet für mich in der Praxis also. Source -> -3,3V Gate -> 12V Transistor Schaltet durch mit 0,04 Ohm. Oder Source -> 3,3V Gate-> xxx In diesem Fall ist die Gatespannung egal, der Transistor fungiert als BodyDiode denn die Positive Spannung geht über den Source->Bulk Kontakt auf das Substrat und bildet mit dem Drain einen leitenden p-p-n übergang? Richtig?
Matthias Lipinsky wrote: >>Kann ich den TLC272 benutzen um 0-5µA auf 0-10Volt zu verstärken? > > Sicher. Matthias, ich hab ne Note aus der Technischen Beschreibung rausgezogen. Vom TLC272. High Input impedance ...10hoch12 Typ http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tlc272.html Ist das nicht sehr schlecht für die Strommessung der Fotozelle? Und.. Mir stehen nur +3,3V zur Verfügung.. Ich kann aber doch einfach den Source an GND klemmen und +3,3V an Drain um mit dem Transistor zu arbeiten oder? Sorry für diese Masse an Fragen.. Aber ich find irgendwie nur hier Kompetente Leute.. ;)
Ganz im Gegenteil so kannst du deinen R frei Wählen. z.b. 10K * 5µA = 50 mV mit V=200 sind 10V
>Ist das nicht sehr schlecht für die Strommessung der Fotozelle? Warum? So ist sicher gestellt, dass kein Strom in den OPV "verschwindet". Sondern alles über den Rückkoppel-R zum AUsgang fließt. >Mir stehen nur +3,3V zur Verfügung.. Ich kann aber doch einfach den >Source an GND klemmen und +3,3V an Drain um mit dem Transistor zu >arbeiten oder? Was?
Matthias Lipinsky wrote: >>Ist das nicht sehr schlecht für die Strommessung der Fotozelle? > > Warum? So ist sicher gestellt, dass kein Strom in den OPV > "verschwindet". Sondern alles über den Rückkoppel-R zum AUsgang fließt. Aber der OPV hat dann ja gar keinen Strom mehr mit dem er arbeiten kann.. Angenommen die Fotozelle gibt 5µA im Kurzschluss.. Dann wird der Strom mit einem Hochohmigen Verbraucher in Reihe doch fast null sein. Der OPV hat ja nun keinen "Messwert" zum Verstärken mehr. Ich habs ja so Verstanden das beim TLC272 ein Kleiner Strom eine Große Spannung zur Folge hat. Wenn man nun aber eine kleine Spannung auf eine große Spannung verstärken will ist das ja Gewünscht das der Input ne hohe Impedanz hat. Ich gebs auf den OPV zu verstehen und vertrau euch da jetz einfach. ;) >>Mir stehen nur +3,3V zur Verfügung.. Ich kann aber doch einfach den >>Source an GND klemmen und +3,3V an Drain um mit dem Transistor zu >>arbeiten oder? > > Was? Da gings um die Annahme das der BUZ11 als n-Channel Enhancement MosFET eine Negative Source Spannung aber eine Positive Gatespannung braucht. Richtig? :/
>Aber der OPV hat dann ja gar keinen Strom mehr mit dem er arbeiten >kann.. Hm.. Ich glaube, du solltest dich mal mit den Grundlagen des OPVs befassen. >Angenommen die Fotozelle gibt 5µA.. Oh man.. ALso OK: Ein OPV wird gewöhnlich (auch hier) mit Gegenkopplung betrieben. Das bedeutet. Es gibt eine elektrische Verbindung vom Ausgang zum invertierenden Eingang. (Hier über einen Widerstand). MERKE
1 | Der OPV regelt die Ausgangssspannung jetzt so, dass die Spannung zwischen |
2 | dem Invertierenden und dem nicht-invertierenden Eingang NULL ist. Diese |
3 | Spannung nennt man Differenzspannung. |
Also. Wenn jetzt die Fotodiode unter Beleuchtung 5µA liefert (in Pfeilrichtung), dann muss dieser Strom durch den Widerstand fließen. Der OPV kann ja keinen Strom aufnehmen, da er einen (fast) unendlichen Innenwiderstand hat. Da der OPV weiterhin die Differenzspannung zu Null regelt, ist die Fotodiode quasi im Kurzschluss betrieben (und liefert den Kurzschluss-fotostrom). Die Ausgangsspannung muss aber jetzt R mal 5µA sein, da sonst die Diff.spannung nicht NULL ist. <--I .-----[R]------. | .-----. | | I | | | | | .---o---|- | | \|/ | | |----o------- _|_ .-|+ | | /|\ | | | \|/ UA | | '-----' GND==o=====o==================== Falls der OPV aber selbst Strom durch seinen Eingang aufnimmt, "fehlt" dieser im Widerstand, und somit fehlt Spannung am Ausgang. Soweit klar? >Da gings um die Annahme das der BUZ11 als n-Channel Enhancement MosFET Ja. >eine Negative Source Spannung aber eine Positive Gatespannung braucht. >Richtig? :/ Kommt drauf an, auf was du diese beiden Angaben beziehst. Folgende Aussage reicht aber: Die Gate-Source-Spannung (also von Gate nach Source gemessen) muss positiv sein. Wie diese Spannungen zur Schaltungsmasse stehen, ist eine andere Sache und für den FET egal.
Skua wrote:
> Vorwiderstand vor LED immer.
Das sagst mal gewissen, gestandenen E-Technik und Physik-Professoren.
Ich dachte damals, mein Schwein pfeift, als er mit "... naja dann haben
wir den Widerstand halt gleich weg gelassen, hat auch funktioniert." kam
:D
Diese Schaltung habe ich mir heute geätzt und warte nun auf meine Bauteile zum bestücken. Meld mich sobald ich weiß obs funktioniert. :D
>iese Schaltung habe ich mir heute geätzt und warte nun auf meine >Bauteile zum bestücken. Die wird nicht gehen. Du hast ja viermal denselben Typ FET für die Brücke verwendet. Soweit wäre das ja noch ok. Aber die oberen beiden sind falsch herum angeschlossen. Weiterhin, wozu soll D1 und D2 gut sein? FETs haben interne Dioden. Die begrenzen die Motorspannung (bei ner H-Brücke) immer auf maximal Ub+2Uf. Hinter den Sinn von R1..R6 steige ich auch nicht. Falls diese Gatewiderstände sein sollen, viiiiiel zu groß. Da nimmt man die Größenordnung 10Ohm. Wozu ist Q5 und R7? Begrenzung des Inrush-Current für den fehlenden! Zwischenkreiselko?
>Soweit wäre das ja noch ok. Aber die oberen beiden sind falsch herum >angeschlossen. Warum falsch herum? Die 3,3V kommen vom Trafo aufs Source, Drain ist mit dem Motor verbunden. Unten kommen die 3,3V aus dem Motor in den Source und drain mit GND verbunden. Die D1 und D2 sollen die Induktive Spannungsspitzen kurzschließen. Wusste nicht das die BUZ schon freilaufdioden drinne haben. Die Widerstände sollen einen Spannungsteiler darstellen die mir die Gatespannung auf 12 Volt holt.. Denn die SPS steuert mit 24 Volt an. Laut Datenblatt will der BUZ aber nur maximal 20 Volt zwischen Gate und Source.Und ich dachte mir, der Widerstand kann ruhig sehr hoch sein, denn die Spannung am Gate wird dadurch nicht weniger.. Nur die Zeit in der sich des Gate "Lädt" ... Erstmal so geplant um auf nummer sicher zu gehen.. Andere Widerstände kann ich immernoch einlöten. Q5 und R7.. Plan ist das Q7 sich 10ms vor jeder Bewegung zuschaltet und den R7 kurzschließt. Nach der Bewegung wird Q5 wieder abgeschaltet.. Sinn der Übung.. Begrenzung des Motorstroms in Ruhezustand.. Denn ich brauche keinen vollen Strom für vollen haltemoment.. Da reicht schon die Hälfte. Also sind die oberen NUZ falschrum angeschlossen? Warum? :/
Naja das scheints zu sein. BUZ schaltet eine Negative Source->Drain spannung. Also An Source Masse und + auf Drain. Dann wären ja folglich alle 5 Transistoren falschrum.? :/
Hi! Q1-Q4 sind falschrum, Q5(Source ist an GND) passt. Die R's bitte so berechnen das sich ca. 10+3,3V am Gate von Q1-Q4 (Ugs=10V)einstellen. Mach die R's nicht zu gross. Viel Erfolg, Uwe
Uwe wrote: > Hi! > Q1-Q4 sind falschrum, Q5(Source ist an GND) passt. Die R's bitte so > berechnen das sich ca. 10+3,3V am Gate von Q1-Q4 (Ugs=10V)einstellen. > Mach die R's nicht zu gross. > > Viel Erfolg, Uwe Das ist mal ne Hilfe! Danke! :D
Schaltung funktioniert! Danke für eure Hilfen.. Nun mein neuestes.. Siehe Anhang. Das ist eine Platine die 6 Motortreiber der Sorte ansteuern kann die ich mit eurer Hilfe gebaut hab. Ausgang sind 6 Pole, A - A/ - B - B/ - Stromabsenkung - GND Eingang für einen Motor: Takt/Richtung/Stromabsenkung. Funktion: Clock wird mit einem Positive Flanken JK und einem Negativen Flanken JK halbiert und die Ausgänge einen Clock voneinander versetzt. Richtungssteuerung kommt nun durch einen SPS input, der die Ausgänge des ersten JK nochmal invertiert. Somit laufen die Schritte Rückwärts. Beliebig Erweiterbar. Bin noch dabei die Schritte feiner aufzulösen um auch die Bipolar Motoren mit 4 Windungen ansteuern zu können oder evtl Microschrittbetrieb. Trick ist den Eingangsclock immer weiter zu zerhacken mit JK Flipflops als Toggle geschaltet. Die gewünschte Auflösung soll später per Jumper einstellbar sein. Ob Vollschritt, Halbschritt oder noch weniger.. Weiteres in Arbeit. Zwei Probleme bei denen ich Hilfe bräuchte.. Den 5V TTL Pegel auf 12 bzw 24 Volt zu bringen um MosFets anzusteuern. Wie mach ich das? So Schlagworte waren Pullup Widerstand oder Pegelwandler. Könnt ihr mir da nen Tipp geben? Und ich möchte die Stromabsenkung auch vom Steuergerät weghaben. Drum sollte es ein Retriggerbarer Monostabiles Kippglied sein was nach 300 ms sowas in 0 zurückfällt. Wie mach ich denn sowas? Gibts da Fertige TimerICs?
Hi! >Den 5V TTL Pegel auf 12 bzw 24 Volt zu bringen um MosFets anzusteuern. Schraubt ihr jetzt eure Kreativität zurück? Wie wäre es mit ULN29xx oder gleich richtigen Mosfettreibern. Wenn unbedingt Eigenbau, schaue mal nach Totempolschaltung... >sollte es ein Retriggerbarer Monostabiles Kippglied sein was nach 300 ms >sowas in 0 zurückfällt. Wie mach ich denn sowas? ???? Monoflop und Gogle eventuell. >Gibts da Fertige TimerICs? Aber natürlich ist sowas zu bekommen. Jetzt aber hingesetzt und Hausaufgaben gemacht, beim Abschreiben lernt man nichts. Viel Erfolg, Uwe
Totem Pole und Monoflop.. Wiedermal 2 Schubse in die Richtige Richtung. :D Danke Uwe!
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