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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Servo & LCD Schaltung mit fehlern?


Autor: Kenji N. (shaitan)
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Hallo,

ich habe ein kleine Schaltung gebastelt, mit einem LCD-Display, einer 
Tastatur und 2 Servomotoren. Die Schaltung soll später mit Batterien 
betrieben werden, wird z. Z. aber mit einem Netzteil betrieben. Die 
Dioden D1 und D2 waren dafür gedacht, das der Strom nicht in die jeweils 
andere Stromquelle fließen kann, damit man während die Batterien 
angeschossen sind auch ein Netzteil angeschlossen werden kann.

Alle einzelnen Komponenten gehen mitlerweile. Nachdem heute auch meine 
Servomotoren grob funtionieren, hab ich aber da ein (hoffentlich) 
kleines Problem. Wenn ich einen Motor angesteuert habe, reagiert dieser 
auch und bewegt sich in die Richtung. Währen dieser sich bewegt, wird 
aber die Hintergrundbeleuchtung vom LCD sehr dunkel. Manchmal ruckelt 
der Motor auch beim positionieren stark und dementsprechend flackert 
auch das LCD mit.

Als ich den 2. Motor mit angeschlossen habe, ist mir irgendwann sogar 
die Diode D1 durchgebrannt.

Als Motoren verwende ich gerade von Conrad ES-05 JR/FUT, ziehen die 
vielleicht zuviel Strom? Als Spannung kommt z. Z. auch wegen den Dioden 
anstatt 5V nur 4,2V bei VCC an. Da ich aber ein ATmega32L verwende ist 
das dort nicht so schlimm, und das LCD kommt auch mit weniger aus. Bei 
dem Servo steht etwas von 4,8V und 6V, aber da ist er nur schneller und 
stärker. Er hat sich ja auch schon steuern lassen.

Habe ich in meiner Schaltung irgendwas falsch gemacht? So das die Diode 
kaputt gegangen ist? Und was kann ich machen, dass das LCD Display nicht 
mehr flackert. Ich denke wenn der Fehler behoben ist, wird auch das 
Steuern der Servomotoren richtig gehen, da vielleicht das flackern auch 
den mC stört...

Vielen Dank für Eure bemühungen...

Autor: Zaphod Beeblebrox (brezel) Benutzerseite
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Problem:
Spannung bricht zusammen.
Ursache:
Dioden zu schwach (wahrscheinlich).
Lösung:
Dickere Dioden nehmen!

Ganz unabhängig davon kann man D1 sowieso weglassen, D2 wahrscheinlich 
auch, wenn ich das richtig verstanden habe, dass Pin 2 von der Buchse J1 
nur mit GND verbunden ist, wenn kein Stecker steckt.

Darauf hätte man kommen können oder?

Autor: Flo (Gast)
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Wenn du ADC verwendest, Kondensator an ARef auf Masse.
5 Volt eingangsspannung durch den REgler 7805 gibt etwa 3 Volt am 
Ausgang (schau mal nach Drop out voltage im REgler :D).
Die Motoren müssen auf jeden Fall vor den Spannungsregler, da du sonst 
Störungen in deinen Digitalteil bekommst (Spannungsabfall aufgrund des 
plötzlichen Strombedarfs der Servos und der begrenzten 
Regelgeschwindigkeit des Spannungsreglers).
Mit nem etwas größeren Eingangskondensator wären die Spannung stabiler, 
pi mal Daumen 1000uF pro Ampere Strom.

Autor: Zaphod Beeblebrox (brezel) Benutzerseite
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Flo schrieb:
> Die Motoren müssen auf jeden Fall vor den Spannungsregler

Ich denke, es geht auch so. Hast du mal den Motor in so einem 
Mikro-servo gesehen?

Mit einem dicken Elko wär man aber wirklich gut beraten.

Autor: Flo (Gast)
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Kann funktionieren, muss aber nicht. Je nach Belastung der Servos wird 
der Stromverbrauch schon größer :-)
Würd ich halt so machen, um die Fehlerquelle von vornherein 
auszuschließen.

Autor: Zaphod Beeblebrox (brezel) Benutzerseite
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hast recht, ist natürlich eleganter...

Autor: Kenji N. (shaitan)
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Zaphod Beeblebrox schrieb:
> Ganz unabhängig davon kann man D1 sowieso weglassen, D2 wahrscheinlich
> auch, wenn ich das richtig verstanden habe, dass Pin 2 von der Buchse J1
> nur mit GND verbunden ist, wenn kein Stecker steckt.

Ja, das habe ich auch so gedacht, aber mir hat hier mal einer gesagt 
gehabt, dass man das mit Dioden noch sichern sollte, damit der Strom 
nicht in die Batterien fließen kann, bzw., dass der 7805 es nicht mag, 
wenn da Strom anders herum durch fließt.

Also vom Prinzip bin ich drauf gekommen... :)

Flo schrieb:
> Wenn du ADC verwendest, Kondensator an ARef auf Masse.

Stimmt, hab ich vergessen, das hab ich auf meinem Testboard auch 
gemacht...

Flo schrieb:
> 5 Volt eingangsspannung durch den REgler 7805 gibt etwa 3 Volt am
> Ausgang (schau mal nach Drop out voltage im REgler :D).

Ups, das muss ich in meinem Schaltplan noch mal anpassen... Das Netzteil 
wird dann natürlich größer eingestellt. Das ist noch ein überbleibsel 
aus dem anfänglichen Schaltplan. Durch das hin und herstellen am 
Netzteil hab ich schon einen ATmega8 verbruzelt, weil ich auf dem 
Testboard kein Spannungswandler hatte und 12V durch den armen mC gejagt 
habe... Dann hat der seinen letzten Cycle gehabt...

Flo schrieb:
> Die Motoren müssen auf jeden Fall vor den Spannungsregler, da du sonst
> Störungen in deinen Digitalteil bekommst (Spannungsabfall aufgrund des
> plötzlichen Strombedarfs der Servos und der begrenzten
> Regelgeschwindigkeit des Spannungsreglers).

Das ist ein gute Idee... da hab ich nur noch eine Frage... Wieviel Volt 
können die Motoren eigentlich ab? Sollte man davor lieber noch nen 7806 
hängen, damit die Motoren maximal 6V bekommen können? Und brauche ich 
dann trotzdem die größeren Eingangskondensatoren?

Flo schrieb:
> pi mal Daumen 1000uF pro Ampere Strom

Achja, wieviel Ampere zieht so ein Servo ca. eigentlich?

Vielen Dank schon mal...

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>Ja, das habe ich auch so gedacht, aber mir hat hier mal einer gesagt
>gehabt, dass man das mit Dioden noch sichern sollte, damit der Strom
>nicht in die Batterien fließen kann, bzw., dass der 7805 es nicht mag,
>wenn da Strom anders herum durch fließt.
Das ist auch richtig so, nur ist die 1N4148 zu schwach für diese 
Aufgabe.
Die 1N4007 wäre eine bessere Wahl, eine Schottky noch besser (D1 und D2 
entsprechend ersetzen).

>Achja, wieviel Ampere zieht so ein Servo ca. eigentlich?
Kommt auf die Größe an. Genaue Angaben wird man bei den Conrad-Servos 
höchstens im Datenplatt finden; dass es ein Datenblatt zu denen gibt, 
bezweifle ich. Vielleicht liefern andere Anbieter (Graupner, Robbe, 
etc.) Angaben zur Leistungsaufnahme.

Grundsätzlich gilt aber, dass Servos und Steuerelektronik unabhängige 
Stromversorgungen haben sollten, die nur über Masse miteinander 
verbunden sind.
In deinem Fall bedeutet das:
Die Servos hängen vor der Diode an der Batterie bzw. vor dem 
Spannungsregler.
Im Regelfall können die Servos 6V, vielleicht auch noch 7,2V ab.

Autor: Kenji N. (shaitan)
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STK500-Besitzer schrieb:
> Die 1N4007 wäre eine bessere Wahl, eine Schottky noch besser (D1 und D2
> entsprechend ersetzen).

Ok, dann organisiere ich mir mal die 1N4007. Was wäre denn eine 
Bauteilbezeichnung für eine Schottky Diode, die ich nehmen könnte. Da 
gibt es doch bestimmt wieder 20 verschiedene.

STK500-Besitzer schrieb:
> Kommt auf die Größe an. Genaue Angaben wird man bei den Conrad-Servos
> höchstens im Datenplatt finden; dass es ein Datenblatt zu denen gibt,
> bezweifle ich.

Japp bei Conrad hab ich natürlich als erstes nachgesehen... kann man 
aber vergessen, die haben nur die bemaßung drin, und dann noch die Volt 
angabe...

STK500-Besitzer schrieb:
> Grundsätzlich gilt aber, dass Servos und Steuerelektronik unabhängige
> Stromversorgungen haben sollten, die nur über Masse miteinander
> verbunden sind.
> In deinem Fall bedeutet das:
> Die Servos hängen vor der Diode an der Batterie bzw. vor dem
> Spannungsregler.

Ok, danke an sowas hatte ich vorher nicht gedacht, macht aber durchaus 
sehr viel sinn!!!

STK500-Besitzer schrieb:
> Im Regelfall können die Servos 6V, vielleicht auch noch 7,2V ab.

Ok, um auf Nummer sicher zu gehen, sollte ich aber davor noch nen 7806 
hängen, damit der Servo bei der falschen verkabelung nicht abraucht....

Vielen Dank...

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Hallo, ich habe die Servos hier, die ziehen bei langsamer Fahrt an 5V um 
40mA, bei schneller Fahrt bis zu 200mA und bei Blockierung bis 500mA. 
Darauf solltest Du Dich vorbereiten. Mehr als 5V muß man den Teilen auch 
nicht zumuten, dann halten sie länger.

Autor: Kenji N. (shaitan)
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Travel Rec. schrieb:
> Hallo, ich habe die Servos hier, die ziehen bei langsamer Fahrt an 5V um
> 40mA, bei schneller Fahrt bis zu 200mA und bei Blockierung bis 500mA.
> Darauf solltest Du Dich vorbereiten. Mehr als 5V muß man den Teilen auch
> nicht zumuten, dann halten sie länger.

Ahhhhh, ich wollte gerade noch mal meinen neuen Schaltplan posten, weil 
trotz des zweiten 7805 das Display dunkler wurde.
Mit deinem Post hab ich nun nochmal auf's Netzteil geschaut... hab ein 
x-beliebiges gegriffen was ich hier hatte... das mit den 200-500mA pro 
Motor erklärt einiges... :) das Netzteil konnte nämlich nur 300mA 
liefern und dürte dann wohl etwas überlastet gewesen sein. Mit einem 
anderen Netzteil bleibt das Display jetzt auch hell und der Motor ist 
sogar nochmal nen zacken schneller.
Nun muss ich mir nur noch die anderen Dioden organisieren.

Wieviel mA haben eigendlich Handelsübliche AA Batterien? Damit ich mal 
einschätzen kann wie lange das auf Batterie betrieb funktionieren kann. 
(Also ich glaube das sind mAh, auf Akkus steht ja manchmal 1500 mAh. Das 
heißt doch also, ich kann eine Stunde lang 1500mA ziehen, richitg???)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Kenji N. schrieb:
> auf Akkus steht ja manchmal 1500 mAh. Das
> heißt doch also, ich kann eine Stunde lang 1500mA ziehen, richitg???


Nicht ganz. Batterien und auch Akkus mögen es nicht sonderlich, wenn man 
sie mit ihrer vollen Kapazität entlädt. Schon gar nicht, wenn mehrere 
Zellen in Reihe liegen. Eine ist immer die schwächste, die gibt zuerst 
auf und wird verkehrtherum im Pack "geladen". Nach einigen Zyklen ist 
die Zelle hin. 1/3 Entladekapazität ist ein gängiger Wert. Alkalizellen 
haben üblicherweise so um die 2000-3000 mAh, teurere NiMh-Akkus etwas 
darunter.

Kenji N. schrieb:
> Mit einem
> anderen Netzteil bleibt das Display jetzt auch hell und der Motor ist
> sogar nochmal nen zacken schneller.

Wie gesagt: übertreib es nicht mit der Servospannung, die Teile laufen 
an 5V gut, mehr ist schädlich für´s Getriebe und noch mehr grillt den 
Controller oder die Endstufe im Servo.

Autor: Kenji N. (shaitan)
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Travel Rec. schrieb:
> Nicht ganz. Batterien und auch Akkus mögen es nicht sonderlich, wenn man
> sie mit ihrer vollen Kapazität entlädt. Schon gar nicht, wenn mehrere
> Zellen in Reihe liegen. Eine ist immer die schwächste, die gibt zuerst
> auf und wird verkehrtherum im Pack "geladen". Nach einigen Zyklen ist
> die Zelle hin. 1/3 Entladekapazität ist ein gängiger Wert. Alkalizellen
> haben üblicherweise so um die 2000-3000 mAh, teurere NiMh-Akkus etwas
> darunter.

Aha, das ist ja schon mal gut zu wissen, habe ich mich schon immer 
gefragt aber konnte bis jetzt mit niemanden reden der einem da Auskunft 
geben konnte.

Travel Rec. schrieb:
> Wie gesagt: übertreib es nicht mit der Servospannung, die Teile laufen
> an 5V gut, mehr ist schädlich für´s Getriebe und noch mehr grillt den
> Controller oder die Endstufe im Servo.

Jupp, hab die auch nun an 5V angeschlossen, von daher reicht das auch. 
Werde sie auch nicht mit high speed betreiben, die dürfen sich schon ne 
sekunde oder so zum einstellen leisten. Da achte ich lieber auf die 
Batterien.

STK500-Besitzer schrieb:
> Das ist auch richtig so, nur ist die 1N4148 zu schwach für diese
> Aufgabe.
> Die 1N4007 wäre eine bessere Wahl, eine Schottky noch besser (D1 und D2
> entsprechend ersetzen).

Das einzige was ich nun noch nicht weis, ist soll ich nun die 1N4007 
Dioden nehmen oder die Schottky, bzw. Schottky scheint ja die bessere 
Wahl zu sein, nur gibt es da wieder verschiedene?

Autor: guest (Gast)
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Diode: Eine einfache, billige SB330-360 z.B. ist für 3 A ausgelegt und 
sollte dicke reichen.

Autor: Kenji N. (shaitan)
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Wunderbar... danke schön an alle

Autor: stephan_ (Gast)
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noch ne gängige Schottky: 1N5822 (eins-enn-5822)

Autor: Kenji N. (shaitan)
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Ich hab hier mal noch rumgekramt... hab noch ne MBR10150CT gefunden. 
Laut Datenblatt ist das auch eine Schottky Diode, bzw. zwei in einem. 
Vielleicht nen bissel überdimensioniert wenn ich das Datenblatt richitg 
verstehe. Maximum Average Forward Rectified Current liegt bei 10A. Kann 
ich die auch nehmen um die 2 Dioden zu ersetzten? ist ja genau so 
angeordnet wie ich es haben will...

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