Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DC-Motor Drehzahlregler


von Martin K. (martin_kr)


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Hallo,

ich habe folgendes Problem:

Die angehängte Schaltung soll einen Gleichstrommotor regeln.
Die Schaltung funktioniert soweit im Bereich 0-9V in den 256 Schritten 
am Motorausgang bei 0-ca.3,3V am T3. Ich habe die Schaltung 
grundsätzlich hier aus dem Forum, finde leider den Beitrag nicht mehr.

Controller ist ein ATmega328, Die 9V kommen von einem geregelten 
Analog-Netzteil.


Nun möchte ich die Motorspannung nicht von 0-9V regeln sondern feiner 
von ca. 8-9V in 256 Schritten, d.h. am T3 nicht 0-3, eher 2,5 - 3V oder 
sowas.

Leider bin ich nun schon überfordert wie man das macht, dass dort am 
Ausgang vom 4151 eine Mindestspannung anliegt.

Das Konzept sollte grundsätzlich so erhalten bleiben (kein PWM o.Ä.)

Vielen Dank schonmal, Martin

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Leider hast du den interessanten Pin des MCP freigelassen, so das man 
nicht weiss, wo Vdd nun angeschlossen wird. Es ist zumnidest klar, das 
T3 völlig uberfahren wird (viel zu viel Basisstrom), wenn der Ausgang 
des MCP auf Low geht. Da muss zumindest ein Vorwiderstand rein.

Welche Logik ist denn gewünscht? Wenn der Motor loslaufen soll, wenn P0W 
high wird, kannst du T3 ganz weglassen und die T2 Basis über einen 
Vorwiderstand direkt an P0W anschliessen. Allerdings wird die Nummer nie 
linear, schon weil der MOSFet sowas nicht kann. Du kommst vermutlich 
nicht drumherum, den MCP zum Teil eines Regelkreises zu machen, indem du 
den Strom durch den Motor misst und auf den MCP zurückkoppelst.

: Bearbeitet durch User
von Martin K. (martin_kr)


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Hallo,

VDD ist an den 5V für den Atmega.

Jetzt verstehe ich das "High"/ "Low" nicht ganz.
Das ist doch ein Spannungsteiler mit 256 Schritten?

Wenn ich nun T3 weglasse hilft mir das ja immer noch nicht mit dem 
Regelbereich?

Wie groß müsste der Vorwiderstand denn sein?

Grüße, Martin

von MaWin (Gast)


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Martin K. schrieb:
> Die Schaltung funktioniert soweit

Eher nicht.

Die Schaltung versucht die Spannung des Motors von
( 9V/(470+1000)*1000 = 2.87V ) * (300+750)/300 = 0..10V
zu regeln, verhungert aber ab 5V am Motor weil dann nicht mehr genug 
Spannung für den MOSFET zur Verfügung steht, der kann unter 4V schon 
sperren.

Mit der Schaltung ist es nicht möglich, die Motorspannung von 8-9V 
einzustellen.

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias S. schrieb:

> Es ist zumnidest klar, das
> T3 völlig uberfahren wird (viel zu viel Basisstrom), wenn der Ausgang
> des MCP auf Low geht.

Normalerweise sind µC-Ausgänge strombegrenzt. Überlastet wird da wohl
eher der µC und nicht der Transistor. Aber trotzdem gilt natürlich:

> Da muss zumindest ein Vorwiderstand rein.

Zum Thema: Eine derart feinfühlige Drehzahlsteuerung wird m.E. nur
mit einer echten Drehzahlregelung, also Erfassung und Rückführung
der Motordrehzahl funktionieren. (An den TE: Drehzahlregelung und
Drehzahlsteuerung sind zwei verschiedene Paar Schuhe.)

von Martin K. (martin_kr)


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Vielen Dank für die Antworten.

MaWin schrieb:
> Martin K. schrieb:
>> Die Schaltung funktioniert soweit
>
> Eher nicht.
>
> Die Schaltung versucht die Spannung des Motors von
> ( 9V/(470+1000)*1000 = 2.87V ) * (300+750)/300 = 0..10V
> zu regeln, verhungert aber ab 5V am Motor weil dann nicht mehr genug
> Spannung für den MOSFET zur Verfügung steht, der kann unter 4V schon
> sperren.
>
> Mit der Schaltung ist es nicht möglich, die Motorspannung von 8-9V
> einzustellen.

hmm... ich kann tatsächlich die Spannung am Motor von 0-9v regeln.
Der Motor dreht auch entsprechend. Was wäre denn eine Alternative?

>Zum Thema: Eine derart feinfühlige Drehzahlsteuerung wird m.E. nur
>mit einer echten Drehzahlregelung, also Erfassung und Rückführung
>der Motordrehzahl funktionieren. (An den TE: Drehzahlregelung und
>Drehzahlsteuerung sind zwei verschiedene Paar Schuhe.)

Das ganze soll einen Plattenspieler antreiben. Ich messe über den Atmega 
die Drehzahl des Tellers und möchte dann eben nachregeln.
...und das kann ich im Moment so wie es ist auch tun.

Das Problem ist einfach, dass meine Schritte etwas zu groß sind.

Grüße, Martin

von Wer (Gast)


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Und warum benutzt du dann ein digital Poti, statt einfach einen DAC mit 
ausreichender Auflösung?

Warum PWM keine Option ist erschließt sich mir nicht, aber gut, deine 
Entscheidung.

von Colder (Gast)


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Martin K. schrieb:

> Nun möchte ich die Motorspannung nicht von 0-9V regeln sondern feiner
> von ca. 8-9V in 256 Schritten, d.h. am T3 nicht 0-3, eher 2,5 - 3V oder
> sowas.
>
> Leider bin ich nun schon überfordert wie man das macht, dass dort am
> Ausgang vom 4151 eine Mindestspannung anliegt.

Aktuell hängt P0A des 4151 Digitalpoti am Spannungsteiler 470+1000 Ohm, 
und P0B direkt an GND. Das ergibt dann für P0W einen Bereich von 0..2,9 
Volt.

Wenn du nun an P0W einen Bereich von 2,5..2,9 Volt haben möchtest, dann 
musst du das Potential an P0B auf 2,5 Volt anheben, und das kannst du 
mit einem weiteren Spannungsteiler erreichen. Am einfachsten ist es, du 
teilst die schon vorhandenen 470 Ohm in 2 Widerstände von 390 und 82 Ohm 
auf. Die 390 Ohm kommen an GND, und P0B kommt an den Knoten zwischen den 
390 und 82 Ohm. Das ergibt dann an P0W einen Bereich von 2,4..2,9 Volt.

von Martin K. (martin_kr)


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Colder schrieb:

>
> Aktuell hängt P0A des 4151 Digitalpoti am Spannungsteiler 470+1000 Ohm,
> und P0B direkt an GND. Das ergibt dann für P0W einen Bereich von 0..2,9
> Volt.
>
> Wenn du nun an P0W einen Bereich von 2,5..2,9 Volt haben möchtest, dann
> musst du das Potential an P0B auf 2,5 Volt anheben, und das kannst du
> mit einem weiteren Spannungsteiler erreichen. Am einfachsten ist es, du
> teilst die schon vorhandenen 470 Ohm in 2 Widerstände von 390 und 82 Ohm
> auf. Die 390 Ohm kommen an GND, und P0B kommt an den Knoten zwischen den
> 390 und 82 Ohm. Das ergibt dann an P0W einen Bereich von 2,4..2,9 Volt.

Vielen Dank,

das geht schon genau in die Richtung die ich suche!

Passt das dann so im Schaltbild?


@Wer: ... wil ich von DACs keine Ahnung habe.

von Ach du grüne Neune (Gast)


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Da T3 ein PNP Transistor in Kollektorschaltung ist und von Hause aus 
einen hohen Eingangswiderstand hat, kann R8 auch entfallen.

von Martin K. (martin_kr)


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Ach du grüne Neune schrieb:
> Da T3 ein PNP Transistor in Kollektorschaltung ist und von Hause aus
> einen hohen Eingangswiderstand hat, kann R8 auch entfallen.

Danke.
Hatte oben jemand empfohlen, ich hab ihn aktuell nicht drin und es gibt 
diesbezüglich keine Probleme.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Die Hälfte meines Beitrags kann man locker abkippen, weil ich das mit 
dem digitalen Poti nicht richtig kapiert habe. Sorry...
Allerdings bleibe ich dabei, das ein MOSFet als lineare Endstufe keine 
gute Idee ist.

: Bearbeitet durch User
von Colder (Gast)


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Martin K. schrieb:
> Ach du grüne Neune schrieb:
>> Da T3 ein PNP Transistor in Kollektorschaltung ist und von Hause aus
>> einen hohen Eingangswiderstand hat, kann R8 auch entfallen.
>
> Danke.
> Hatte oben jemand empfohlen, ich hab ihn aktuell nicht drin und es gibt
> diesbezüglich keine Probleme.

Der neue Schaltplan sollte so passen, und R8 kann weggelassen werden.

von Melinda (Gast)


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Martin K. schrieb:
> Ich habe die Schaltung
> grundsätzlich hier aus dem Forum, finde leider den Beitrag nicht mehr.

Bitte sehr:

Beitrag "Re: Lineare Motorsteuerung mit MOSFET und Opamp"

MaWin schrieb:
>> Die Schaltung funktioniert soweit
>
> Eher nicht.

Doch MaWin, die funktioniert.

MaWin schrieb:
> Die Schaltung versucht die Spannung des Motors von
> ( 9V/(470+1000)*1000 = 2.87V ) * (300+750)/300 = 0..10V
> zu regeln, verhungert aber ab 5V am Motor weil dann nicht mehr genug
> Spannung für den MOSFET zur Verfügung steht, der kann unter 4V schon
> sperren.
>
> Mit der Schaltung ist es nicht möglich, die Motorspannung von 8-9V
> einzustellen.

Die Spannung an R3 kann nicht über (300/1050)*9V=2,6V plus noch ein 
bisschen vom Strom durch R1, also meinetwegen 2,8V ansteigen. Die Ugs 
des Mosfet T1 kann daher bis zu 6,2V betragen, das reicht.

von Melinda (Gast)


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Melinda schrieb:
> vom Strom durch R1

Sollte heißen: "vom Strom durch R1 und R2"

von my2ct (Gast)


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Martin K. schrieb:
> Ich habe die Schaltung grundsätzlich hier aus dem Forum, finde leider
> den Beitrag nicht mehr.
Das kommt davon, wenn die Namen der wesentlichen Komponenten (z.B. hier 
der MCP4151) nicht im Text genannt werden, sondern im Pixelbrei eines 
Schaltplanes stecken.
Dann sind solche Aufhänger für die Suchfunktion unsichtbar.

von Martin K. (martin_kr)


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Ja, Melinda, das ist der Thread.

Ich habe das jetzt so aufgebaut und es funktioniert wie gewünscht :)


Vielen Dank an Colder, der mich mit dem Beitrag wirklich glücklich 
gemacht hat.


... und natürlich auch dem Rest: Danke für die Hilfe.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Melinda schrieb:
> Die Spannung an R3 kann nicht über (300/1050)*9V=2,6V plus noch ein
> bisschen vom Strom durch R1, also meinetwegen 2,8V ansteigen

Stimmt, die Wirkung dieses Spannungsteilers habe ich übersehen.

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