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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fehler in der Schaltung


Autor: Hermann (Gast)
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Hallo!

Kann mir jemand sagen, ob die Schaltung im Anhang fehlerhaft ist, oder 
ob ich
 nur beim Aufbau irgendwas falsch gemacht habe.
Kurze Funktionsbeschreibung:
Es soll ein Motor (12V/1A) vor überlast geschützt werden. Über R1 wird 
der Strom
 gemessen der in den Motor (Anschlüsse +12V/GNDIO) fließt. Mit R4 wird 
der
zulässige Strom eingestellt. Nach einmaligem überschreiten des 
zulässigen
Stroms soll das MOSFET abschalten und NICHT wieder einschalten(Reset nur
durch trennen der Versorgungsspannung). Dabei geht die rote LED an. Kurz
vor dem Abschalten soll aber noch die orange LED angehen und die grüne 
aus.
Ich habe das mal aufgebaut, aber sobald ich den Strom einschalte(kein 
Motor
dran!) blitzt die grüne LED kurz auf, geht aber gleich wieder aus. Keine
andere LED ist an. Der OPAMP wird warm. Das Mosfet ist gesperrt, weil 
PIN
eins des OPAMPs auf Vcc/2 liegt. Testspannungen: 4V- 15V(aus 
ungeregeltem
3V-12V Trafo)

Hermann

Autor: Sebastian Wille (Gast)
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Welcher Anhang?!?

Autor: Hermann (Gast)
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Hab gemerkt, dass kein Anhang dabei war, konnte ihn aber leider nicht 
früher posten, da ich einfach keine Verbindung zum Server bekam.

Hermann

Autor: edi (Gast)
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hi ,
warum schliesst du den motor nicht an?
simuliere ihn zumindest mit einem leistungwiderstand....
dann kannst du messen...
ciao

Autor: edi (Gast)
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hi,
ist der BT136 richtigherum eingeloetet?

Autor: Max (Gast)
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Ich schließe den Motor nicht an, weil die Schaltung auch ohne Last 
funktionieren sollte.
Keine Last=>kein Spannungsabfall=>grünes Licht. Außerdem ist der MOSFET 
sowieso gesperrt.

Der BT136 ist so geschalten(Sicht von oben):
Linker Pin(1): GND
Mittlerer Pin(2): Rückführung auf Pin 5, Mosfet(linker Pin1, Gate), Rote 
LED1
Rechter Pin(3): 100Ohm nach OPAMP Pin1

Laut Datenblatt:
1 main terminal 1
2 main terminal 2
3 gate

Eine kleine Korrektur zum ursprünglichen Posting:
Der OPAMP wird NICHT war, dass war nur meine Halogenlampe und LED1(rot) 
leuchtet jetzt. Vorher war an der Anode sowohl der Widerstand als auch 
GND(die unterbrechung auf der Platine war nicht ok)

Autor: Hermann Kraus (Gast)
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Oh je, jetzt steht da der falsche Name da. Vorgestern hat mein Kumpel 
was gepostet als er zu besuch war und jetzt ist bei Opera (die andern 
Postings waren mit IE) noch der alten Name drin gewesen. Das Posting von 
"Max" kommt also von mir!

Hermann

Autor: edi (Gast)
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hi,
falls led2 und led3 zwischen +12volt und 0volt liegen,wie aus dem 
schaltplan hervorgeht,dann muesste mindestens eine led 'kaputt' gehen...
warum so ein 'dicker' bt136...ein kleiner thyristor waere genug.

Autor: Hermann Kraus (Gast)
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@Edi: Warum müsste eine LED kaputt gehen. Hab doch einen Vorwiderstand 
dran. Oder meinst du wegen der Sperrspannung. Das hat bei diesen LEDs 
noch nie Probleme gemacht.
Den BT136 hatte ich gerade zur Hand. Sonst gibt's da keinen Grund warum 
ich genau den genommen hab.
@all:
Hab wieder einen Fehler gefunden: Ich hatte am OPAMP vergessen GND 
anzuschließen. Schande über mich!
Leider ist das Problem damit noch nicht behoben.
Es gibt jetzt drei Zustände:
Die genauen Werte sind leicht von der Eingangsspannung abhängig
1. Poti auf VCC bis ca. 2/3Vcc: Grüne LED ist an, Rot glimmt, MOSFET 
offen, bleibt offen bei Kurzschluss der Ausgänge. Kommt dieser Bereich 
von der Unfähigkeit des OPAMPs Spannungen knapp unter Vcc richtig zu 
verarbeiten?
2. Poti auf ca. 2/3Vcc bis ca.1/3Vcc: Rot glimmt, MOSFET offen, sperrt 
manchmal bei Kurzschluss(Poti nahe 1/3Vcc), sobald es sperrt  ist der 
Zustand wie bei 3.
3. Poti auf ca. 1/3Vcc bis GND: Rot leuchtet hell, MOSFET sperrt, 
rücksetzen nur durch Ausschalten, beim zurückdrehen in Richtung Vcc geht 
die grüne LED aber wieder an.
Noch was interessantes:
Messung am dritten Verstärker des OPAMPs:
Output: 0,6V
+Input: 0,0mV
- Input:0,06V
wie kann es sein, dass ich am Ausgang ne Spannung habe, wo doch der 
-Eingang deutlich über dem +Eingang liegt?

Vielen Dank für eure Hilfe!

Hermann

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Also LED2 und LED3 müssen kaputt gehen, sobald Q1 leitet, da 0,22Ohm als 
Vorwiderstand viel zu klein ist.


Peter

Autor: Hermann Kraus (Gast)
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Stimmt, dass mit dem Weg von +12V,LED2, LED3, GND hab ich vorher nicht 
gesehen. Ich hab mir gedacht, der Ausgang 7 liegt entweder auf +12V oder 
auf GND. Hab das jetzt mal geändert. Jede LED hat jetzt einen 560R. Mich 
würde interessieren, ob die Schaltung ansonsten funktionstüchtig ist, 
oder ob ich irgendwelche Eigenheiten des Opamps beachten muss(nicht 
Rail-To-Rail). Warum ist z.B. die Ausgangsspannung am Verstärker >0 bei 
+Eingang=0?
Hermann

Autor: Uwe (Gast)
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Hallo Hermann!
Du hast ein Problem beim arbeiten an den Ub-Grenzen. In diesen Bereichen 
werden OV's unberechenbar.Der Messverst.IC1C hat teilweise GND und auch 
bei den anderen sieht es nicht besser aus. Du solltest eine virtuelle 
Masse einführen die mindestens 0,7V von den Ub-Grenzen weg ist.Bei OV's 
mit Fet-Eingängen sind es sogar 3V!
Ich selbst benutze meistens 1,2/2,7V Ref-Dioden für solche Sachen.Zur 
Strommessung musst du,wenn's ordentlich gehen soll, einen Subtrahierer 
einsetzen der gegen die virt.Masse geht.
Das wirft natürlich jetzt einiges an Fragen auf, aber da hilft 
Literatur. Wenn du das verstanden hast wirst du auch später keine 
Probleme mit OV's haben.
Ich wünsche dir volle Erfolge!
Uwe

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo Herrmann,
ein Thyristor (z.B. TIC44 ist dort nur notwendig, es liegt ja immer + an 
der Anode und - an der Kathode. Das Abschalten des Thyristors und auch 
eines Triacs wird durch Unterschreitung des Haltestromes erreicht. Dies 
kann schon durch einen kurzen gegen den Haltestrom gerichteten Strompuls 
des Motors geschehen welcher ja über dem Meßwiderstand abfällt. Die 
Kathode also direkt nachnach Masse legen. Filterung gegen Motorstörungen 
sind außerdem unumgänglich und bereits im jetzigen Entwurf vorzusehen.
MfG  Manfred Glahe

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Nachtrag,
habe mir die Schaltung nochmal genauer angesehen und schlage folgende 
Änderung vor: Die LED in Reihe mit dem Vorwiderstand fürs Gate setzt die 
maximale Gate-
Source Spannung (je nach Led) um bis zu 2V herrab. Dadurch wird der 
Mosfet nicht mehr (>10V-18V) voll durchgesteuert und wird im Betrieb 
Heißlaufen und die Motorleistung wird herrabgesetzt werden. Die Led über 
eine Entkoppeldiode parallel zum Thyristor schalten und mit einem 
separaten Vorwiderstand versehen. Schaltet der Thyristor nun durch, so 
wird die Ledanode über die Entkoppeldiode nach Masse gezogen. Das 
Gatepotential ist hierbei ca. 0V bis +UB.
MfG  Manfred Glahe

Autor: edi (Gast)
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hi,

LM324 pin 11 an negative versorgungsspannung...dann hast du
keine probleme in der gegend um null volt.

ciao

Autor: Hermann (Gast)
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@Uwe:
1. Posting:
>Das wirft natürlich jetzt einiges an Fragen auf, aber da hilft Literatur.
Und welche Literatur köntest du mir da empfehlen? Am besten was, was es 
gratis im Web gibt. Den Artikel auf dieser Seite hab ich mir schon 
durchgelesen. Würde mich auch so für gute Elektronik-Bücher 
interessieren (für einen Anfänger, mit Grundlagenkentnissen).
2.Posting: Und was soll ich machen wenn ich keine negative 
Versorgungsspannung habe?


@Manfred:
1. Ich hab den BT136/600 genommen, weil er der billigste Triac bei 
Reichelt war und ich hab mir da gleich einige bestellt. Als einzigen 
billigeren Thyristor bei Reichelt gibt's den BRX46, aber der ist 
unterdimensioniert.
2. Ich hab den Triac jetzt direkt auf Masse gelegt.
3. Störfilterung kommt später noch, da muss erst mal der Rest 
funktionieren. Aber wenn wir schon dabei sind: Reicht ein einfacher 
Tiefpass vor dem Eingang des OV's?
4. Der Mosfet müsste laut Datenblatt schon noch voll durchschalten:
>Drain to Source On Resistance rDS(ON) ID= 9A, VGS= 10V  Typ:0.09 Max:0.1
Und auch die Kurve VGS-IDS wird nach 7V=15A nicht weitergeführt.

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo Hermann,
der BRX46 kann 30V/0.8A/8µS verarbeiten, ist also kein Problem für Deine 
Schaltung. Es kommt hier nicht auf die Baugröße an.
Störfilterung für den OPV besteht in erster Linie in der guten 
Abblockung von Betriebsspannungseinbrüchen durch induktionsarme 
Kondensatoren. Außerdem ist die Leitungsführung auf der Platine wichtig, 
sie darf keine Masseschleifen enthalten welche durch Pulsströme 
Spannungsspitzen erzeugen. Mit 'Motorentstörung' meinte ich den R1, 
dieser muß mit einem Kondensator überbrückt werden welcher extreme 
Spannungspulse integriert um Schaltungsschwingen zu vermeiden. Je nach 
Motordaten liegt die Kapazität im weit unteren nF Bereich.
Die Daten des Mosfet sind Maximalwerte und in der praktischen Anwendung 
streng zu vermeiden. Eine Gate/Source Spannung von 12V sind mindestens 
anzustreben, das schafft einen Spielraum für Bauteilestreuungen und 
sicheres Durchschalten. Teste doch mal Deinen Mosfet mit 12V und 10V 
Ansteuerung bei 5A Leistung (Auf ausreichende Kühlung achten) und Du 
wirst sehen, daß die Erwärmung erheblich unterschiedlich ist. Erwärmung 
= Wirkungsgradverluste des Schalters.


MfG  Manfred Glahe

Autor: Hermann (Gast)
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Ok, ich hab das mit dem Mosfet mal an meiner bestehenden Anlage(schaltet 
eine 12V/20W-Halogenlampe) getestet. Zumindest bei diesen Strömen kann 
ich eigentlich keinen unterschied in der Erwärmung des Mosfets 
feststellen.
Mit dem Thyristor hast du aber recht. Ich hab da jetzt nicht beachtet 
gehabt, dass ich ja nur den Strom für eine LED aufbringen muss. Werde 
mir beim nächsten mal gleich ein paar mitbestellen. Aber ein Diskussion 
wie man einen Mosfet ansteuert hilft mir nicht weiter.

Soll ich einfach einen MAX233 nehmen und dessen -10V ausgang an GND 
meines OV's hängen? Oder gibt's was einfacheres?

Hermann

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo Hermann,
wenn Du mit einer negativen Versorgung arbeiten möchtest dann nimmst Du 
besser den MAX889. Das ist  eine negative (mit -5V Regler integriert) 
Charge Pump (Schaltung im Anhang). Eine weitere, wesentlich genauere 
Methode ist die Verwendung eines High Side Current Mode Sensor's wie 
z.B. den MAX471. Diese IC sind als jeweils 2 kostenlose Muster bei 
xaxim-ic.com zu erhalten.
Da Du die Temperatur wohl nicht so genau prüfen kannst, miß doch mal die 
Restspannung über dem Transistor (direkt über Drain/source) wenn er 
durchgeschaltet hat. Üblicherweise haben Mosfets bei 10V Gate/Source 
noch einen deutlichen Restwiderstand mal abgesehen von denen, welche mit 
5V Logik anzusteuern sind.

MfG  Manfred Glahe

Autor: edi (Gast)
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HALT,

bevor du den   MAX889  waehlst schau dir das datenblatt an!

mehr als 5.5 volt moechte der nicht...sonst knallt's.

warum solche exoten  der 555 (an 12 volt) kann spielend

minus 10 volt liefern.

ciao

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Schau Dir mal die Restwelligkeit der erzeugten Spannung an, dann weißt 
Du warum!
Da keine Leistung abverlangt wird reicht eine Zehnerdiode als 
Reduzierung aus.
MfG Manfred Glahe

Autor: Hermann (Gast)
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Hallo!

Der MAX471 müsste eigentlich genau passen. Ich muss mir von Maxim 
sowieso wieder was bestellen und dann lass ich den gleich mitkommen.

Vielen Dank!

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