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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 7,2V RC - Fahrtenregler bauen. Welche MOSFETs?


Autor: Tekken Tux (tekkentux)
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Hallo,

ich möchte für mein RC-Car einen eigenen (simplen) Fahrtenregler bauen.

Das gesamte fahrzeug wird über einen 7,2V Akku versorgt. RC-Motoren 
haben Blockierströme in der Größenordnung von bis zu 100 oder mehr 
Ampere
(z.b. 
http://www.mabuchi-motor.co.jp/cgi-bin/catalog/e_c...).

Mit einem Mikrocontroller kann ich ein PWM-Signal von 5V, oder 
dauerhafte 5V erzeugen. Mein Plan war nun dahinter einen MOSFET zu 
setzen und dadurch den Motor drehzahlregeln zu können.

In der MOSFET-Übersicht habe ich auch welche gefunden, die die 100A 
aushalten würden, die schalten aber ja erst ab 10V voll durch.
Auch durch vorschalten eines weiteren Transistors könnte ich ja maximal 
7,2V erreichen, da der Akku ja nicht mehr liefert.

Ich bräuchte also wohl einen Logic Level MOSFET, davon habe ich in der 
Übersicht aber nur wenige gefunden, die bei weitem nicht die 100A 
aushalten würden.

Wie kann ich das jetzt lösen?

Gibt es LogicLevel MOSFETs, die diese belastungen aushalten?
Gibt es MOSFETs, die schon bei 7,2 V ausreichend durchschalten, aber 
nicht in der Übersicht stehen?
Gibt es andere Lösungsansätze?

Danke für Eure Hilfe!

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: MaWin (Gast)
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> Wie kann ich das jetzt lösen?

Höher belastbare LogicLevel MOSFET sschen,
und davon mehrere parallel schalten mit
gleichen Zuleitungen damit sih der Strom
halbwegs gleichmässig verteilt.

> Gibt es MOSFETs, die schon bei 7,2 V ausreichend
> durchschalten, aber nicht in der Übersicht stehen?

Sicher.

> Gibt es andere Lösungsansätze?

MOSFET-Treiber wie LT1158 begrenzen den Strom für
die MOSFETs.

Autor: Tekken Tux (tekkentux)
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@falk: Es tut mir leid, ich verstehe nicht genau was du mir damit sagen 
willst.

Dass ich einfach nur von nix ne Ahnung hab und daher hier keine Fragen 
stellen darf?
Oder einfach nur, dass das zu schwierig wird?

Autor: Mine Fields (Gast)
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Er sagt dir nur, dass das ganze zwei/drei Nummern zu groß für dich ist 
und du dich auf ein kleineres Projekt konzentrieren sollst.

Autor: Kurt Harders (Firma: KHTronik) (kurtharders)
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Du kannst die Ansteuerung des/der MOSFET mit einer Zusatzspannung aus 
einem Vervielfacher erhöhen. Das macht z.B. Herr Nessel bei seinen 
Car-Reglern. Statt eines MOSFET kann man dann mehrere/viele paralell 
schalten.
Schau mal bei Nessel Elektronik, die haben viele schöne starke Regler.

Autor: Tekken Tux (tekkentux)
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Danke für die Antworten! das Hilft mir schonmal weiter. Klar ist das 
schwierig, ich bewege mich da auch durchaus auf für mich neuem terrain, 
aber es ist jetzt auch nich so, dass ich noch nie mit elektronik zu tun 
hatte. der sinn der sache ist ja was zu lernen. es muss nicht unbedingt 
ein perfekter regler rauskommen!

Ich bin weiterhin für alle Tipps dankbar und werd mich parallel weiter 
in die sache reinlesen.

So ein "Vervielfacher" braucht der nicht auch eine höhere 
eingangsspannung? oder wie soll der funktionieren?

Danke!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Tekken Tux (tekkentux)

>aber es ist jetzt auch nich so, dass ich noch nie mit elektronik zu tun
>hatte.

Was hast du denn bisher selber aufgebaut?

> der sinn der sache ist ja was zu lernen.

Lernt man was, wenn man das Space Shuttle bauen will?

>So ein "Vervielfacher" braucht der nicht auch eine höhere
>eingangsspannung?

Dann wäre er ja relativ sinnlos.

> oder wie soll der funktionieren?

Das wirst du schon lernen . . .

MFG
Falk

Autor: Tekken Tux (tekkentux)
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> Was hast du denn bisher selber aufgebaut?

Nur kleinere Schaltungen, die mit Logikpegel vom PC oder Mikrocontroller 
auskommen, bzw. nur kleine Ströme mit npn-Transistoren Schalten.

So Dinge wie LED-Matrizen, programmierbare PS2-Controller, 
Drehzahlmesser für PC, Modelleisenbahnschaltung und so.

Eben noch nie was, um so große Ströme zu schalten. bzw. wenn doch, habe 
ich dazu relais benutzt.

Ich kann schon mit Mikrocontrollern grob umgehen, ich kann auch Löten 
und habe eine grobe Ahnung was Spannung und Strom so ist und wo man 
nicht anfassen sollte, wenn man an seinem Leben hängt.

Die Verwendung solcher MOSFETs ist aber neu für mich.

> Lernt man was, wenn man das Space Shuttle bauen will?

Es wäre natürlich schöner, wenn du auf die eigentlichen Schwierigkeiten 
mal eingehen würdest, anstatt das Thema ins lächerliche zu ziehen, aber
ich entnehme Deiner Aussage, dass ich mich wohl einfach vollkommen 
verschätzt habe, was die Schwierigkeit meines Vorhabens angeht.

Daher tut es mir leid, eure Zeit verschwendet zu haben.

Autor: Pascal H. (pase-h)
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Es wäre vielleicht auch gut zu wissen, ob du einen Brushless oder 
Brushed Motor ansteuern willst.

Ich, als Modellbauer, rate dir von deinem Projekt ab, da ich das gleiche 
schonmal versucht habe, und damit mir mein Auto zerstört (500€ NP - es 
ging in Flammen auf...) habe anstatt mir einen Ersatzregler für 50€ zu 
kaufen.

Autor: Herr Vorragend (Gast)
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Ich denke, dass du es ruhig versuchen solltest!
Jeder hat sich irgendwann in irgendeinem Bereich seines Lebens mal in 
unbekanntes (vielleicht auch ne Nummer zu großes) Terrain begeben. 
Vielleicht bekommst du einen funktionierenden Regler hin, vielleicht 
geht etwas kaputt. Aber lernen wirst du auf jeden Fall einiges! Durch 
Fehler lernt man bekanntlich am meisten.
Und das Ganze mit dem Space Shuttle zu vergleichen ist jetzt auch mal 
extrem übertrieben.

Autor: uSuck!!! (Gast)
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Ich würde mich nicht so leicht entmutigen lassen, so schwer ist das auch 
nicht!
Deine Ansätze sind doch schon mal nicht verkehrt, die Problematik 
scheinst du erkannt zuhaben, jetzt musst du nur noch die passende Lösung 
finden und die Tips hast du dazu bekommen. Guck dir doch mal die 
Kennlinien zu den von dir ausgewählten MOSFETS an und informier dich 
über MOSFET-Driver. Wenn deine Planungen konkreter werden kannst du dann 
ja noch mal nachfragen, ob das soweit zusammen passt und sinn macht.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Tekken Tux (tekkentux)

>So Dinge wie LED-Matrizen, programmierbare PS2-Controller,
>Drehzahlmesser für PC, Modelleisenbahnschaltung und so.

Hmm, nur selber aufgebaut oder auch selber durchdacht und berechnet?

>Es wäre natürlich schöner, wenn du auf die eigentlichen Schwierigkeiten
>mal eingehen würdest, anstatt das Thema ins lächerliche zu ziehen,

Ich hab nicht vor, hier endlose Vorlesungen zu halten.

>verschätzt habe, was die Schwierigkeit meines Vorhabens angeht.

Ja. Fang kleiner an. Bau eine Regler mit max. 10A Kurzschlussstrom. Wenn 
der sauber läuft reden wir weiter. Evolution statt Revolution.

>Daher tut es mir leid, eure Zeit verschwendet zu haben.

Darum geht es nicht. Es geht nur darum, endlose Diskussionen über 
Phantasieprojekte einzudämmen.

MfG
Falk

Autor: Tekken Tux (tekkentux)
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Das Spaceshuttle startet zum Jungfernflug

Habe jetzt folgendes gemacht:

MOSFET-Übersicht nochtmal sehr lange und ausführlich durchsucht. Dabei 
fiel mir irgnedwann auf, dass man die nach Spalten sortieren kann ... 
Habe dann nach P/W absteigend sortiert und mir die Datenblätter der 
obersten MOSFETs angeschaut.
Dort gibt es jeweils eine Kurve Vgs nach Ids. Zwar habe ich nicht ganz 
genau verstanden, was sie aussagt, aber habe das mal so interpretiert, 
dass bei einer bestimmten Gatespannung, der jeweilige Strom fliessen 
kann. Zudem scheint die dicke Linie zu zeigen, ab wann der MOSFET quasi 
voll durschaltet.
Nachdem ich das ca. 10 mal gemacht habe, erkannte ich eine Regel:
Alles was mit IRL anfängt ist LogicLevel. Macht auch Sinn LOL.
Dadurch kamm ich dann schnell auf den IRL3803. Anhand des Datenblattes 
nochmal geprüft, Er hält 200W bzw. 140A aus und schaltet schon bei 4V 
fast vollständig durch.

Damit schien er mir schon ohne irgendwelche Treiber oder 
Spannungsverstärker für mein Vorhaben geeignet. Habe dann folgenden 
ersten Versuch aufgebaut:

(siehe Bild)


Der Arduino dient nur der PWM-Erzeugung, die Zange und das Gummiband 
halten nur den Motor fest und der Putzlappen dient der Geräuschdämmung 
;)

Video:

Youtube-Video "Video028.3gp"

Damit ist gezeigt, dass die Grundidee umsetzbar ist. Jetzt fehlt mir 
noch entsprechende Logik zum Umkehren (vorwärts / rückwärts), ggf. 
EMK-Bremse und es muss noch getestet werden, wie sich das ganze unter 
Last (Blockierstrom..) verhält,..
Und dann muss natürlcih das ganze noch in klein in das Auto gebaut 
werden.

Btw Feuer gab es bis jetzt nicht, nur ein MOSFET ist geschmolzen, wegen 
Kurzschluss ;)

Autor: Pascal H. (pase-h)
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Glückwunschn zum Ersten Erfolg!

Jadoch war ich immer der Meinung, du willst Brushless Motoren ansteuern.
Bürstenmotoren sind ja widerum einfach anzusteuern, da man ja nur eine 
H-Brücke Bauen Muss(vorwärts - Rückwärts), und diese dann mit dem 
PWM-Werten versorgen.

Mfg
Pase

Autor: tekkentux (Gast)
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Sorry, hätt ich vielleicht klarer sagen sollen. Es geht erstmal nur um 
Bürstenmotoren, allerdings hatte ich im ersten Post sogar als Beispiel 
einen Bürstenmotor verlinkt ;)

Brushless ist denke ich wirklich wesentlich komplizierter, aber das ist 
was für die Zukunft.

Wie würdert Ihr Rückwärts und EMK-Bremse realisieren?

Intuitiv versuche ich es gerade mit einer Lösung aus 5 MOSFETs:
1: Zwischen Akku + und Motor +
2: Zwischen Akku - und Motor -
3: Zwischen Akku + und Motor -
4: Zwischen Akku - und Motor +
5: Zwischen Motor + und Motor -

Vorwärtsfahren:
MOSFET1 per pwm ansteuern, MOSFET2 auf logisch 1 und alle anderen 
logisch 0.
Rückwärsfahren:
MOSFET3 per pwm ansteuern, MOSFET4 auf logisch 1 und alle anderen 
logisch 0.
Bremse:
MOSFET5 auf logisch 1 und alle anderen auf logisch 0

wobei ich mit logisch 1 jeweils meine 5 volt ans gate und mit logisch 0 
eben 0 volt ans gate (sind ja LL-MOSFETs). Die PWM-Signale und die 
logisch 0/1 kommen erstmal vom nem mikrocontroller, das soll hier aber 
noch nicht weiter beachtet werden. Es geht erstmal um die MOSFETs für 
ansteuern, umpolen und bremsen des Motors.

Macht das irgendwelchen Sinn?

Kann man das mit weniger MOSFETs lösen?

Irgendwelche Tipps?

Autor: avion23 (Gast)
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Ja, kann man.

Nennt sich H-Brücke oder zwei halbe (H-)Brücken -> Google.

Problem ist dabei die highside: Dort kann man keine N-Channels 
verwenden, es sei denn man baut eine Hilfsspannung auf die über Vcc 
liegt. Einfacher sind P-Channels. Für die braucht man nur einen 
Pegelwandler und einen Treiber, also nichts wildes.

Ich würde 4pins, also einen pro FET, opfern. Nur so kannst du den 
shoot-through beim umschalten einfach verhinden.

Zur Logik, EMK, Bremse usw: Betrachte den Motor als reine Spule. Und 
schau dann, was passiert wenn du z.B. die Freilaufdiode durchgehend 
anschaltest. Das hilft schonmal sehr weiter.

Autor: tekkentux (Gast)
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Hallo, habe jetzt sehr viel über H-Brücken gelesen und das Prinzipiell 
verstanden. Eine Sache bleibt aber, was ich nicht verstehe:

Warum kann ich auf der highside keine N-Channels verwenden?

Autor: Blackbird (Gast)
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> Warum kann ich auf der highside keine N-Channels verwenden?

Doch, kannst Du. Aber die Gate-Spannung (einer) dieser beiden FETs muß 
dann mindestens 9V betragen (Motorspannung + Gatespannung).


Blackbird

Autor: Blackbird (Gast)
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11,2V soll das heißen (7,2V + Gatespannung (4V)).

Blackbird

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