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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik schrittmotor - H-Brücke wird sehr heiss


Autor: Lukas (Gast)
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Hi,

ich habe versuch gerade einen schrittmotor ins Laufen zu bringen.

Dabei verwende ich den L297 als Controller und l298 als doppelte 
H-Brücke.
zusätzlich l6210(Freilaufdioden).

Laut Datenblatt sollen 0,8A durch die H-Brücke zum Motor fliessen - tun 
sie auch.

Ich habe nicht soviel Erfahrung mit Elektrotechnik-leider nur theorie!.

Der Kühlkörper auf dem l298 wird sehr heiß, so heiß dass man ihn kaum 
anfassen kann. Die Schaltung habe ich überprüft. Ich muss gestehen, dass 
ich Rs1 und Rs2 weg gelassen habe ;-), da ich nirgends einen 0,5 Ohm R 
gefunden habe.

--IST DIES NORMAL, DASS DER L298 SO HEISS WIRD?

Der Schrittmotor funktioniert einbisschen unkontrolliert. Manchmal macht 
er einen schritt, manchmal nicht. Ich gehe davon aus, weil ich per Hand 
die CLOCK auf masse lege, um einen Schritt zu veranlassen. und dies 
ziehmlich unpräzise ist.

Über eine Antwort wäre ich sehr dankbar

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Poste mal ne Schaltung, wie du es aufgebaut hast, und welche Signale du 
wo einspeist

Autor: Lukas (Gast)
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Oops habe vergessen!!

Die ist vom L297 datenblatt

Autor: Lukas (Gast)
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Sorry bin hier gerade im Labor ist einbisschen hektisch.

Ich habe reset,cw/ccw,enable auf 5V
Half auf Masse
Mit clk jeweils auf masse für einen schritt.

seltsamerweise macht der motor auch einen schritt wenn das enable auf 
masse ist?! Ich kann es mit nicht erklären. die Schaltung ist ja recht 
simpel, ich habe sie auch mehrmals überprüft!

Nochmal zur der entstehenden Wärme: ist dies nicht vielleicht normal, 
weil da fast 1A fiesst?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Wenn Du die Sense-Widerstände weglässt, dann funktioniert die 
Strombegrenzung nicht! Dann kommt es darauf an, was für einen Motor Du 
da dranhängen hast (Wicklungsstrom, Wicklungswiderstand) und mit welcher 
Spannung Du den Motor betreibst (sprich, welche Spannung an Pin 4 vom 
L298 anliegt)...

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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BTW:
1 MB JPEG für so ne popelige Schaltung ist ziemlich heftig. Nächstes Mal 
besser das ganze Datenblatt anhängen, das ist deutlich kleiner (meins 
hat 165 KB)...

Autor: Lukas (Gast)
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OK ich bin nicht ganz so bewandert mit Schrittmotoren. Verwendet habe 
ich 
diesen(http://www.reichelt.de/?SID=271@kAw6wQARsAAC4lyk44...)

Stelle ich nicht die Strombegrenzung mit Vref(pin15) ein?

Autor: Lukas (Gast)
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Ich bin mir nicht ganz sicher laut Datenblatt muss ich den Motor mit 
4,6V betreiben, das mache ich auch, aber diese dies nicht relativ wenig? 
oder sind die 4,6V pro Spule?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Lukas wrote:
> Stelle ich nicht die Strombegrenzung mit Vref(pin15) ein?
Auch. Aber mit Vref stellst Du nur die Referenzspannung für die 
Strombegrenzungs-Komparatoren ein. Der jeweils andere Anschluss der 
Komparatoren braucht aber auch ein Signal, damit der Komparator den 
Strom überhaupt (über die nachgeschaltete Logik) abschalten kann. Und 
dieses Signal liefern die Sense-Widerstände. Wenn die nicht vorhanden 
sind, dann gehts auch nicht.

> Ich bin mir nicht ganz sicher laut Datenblatt muss ich den Motor mit
> 4,6V betreiben, das mache ich auch, aber diese dies nicht relativ wenig?
> oder sind die 4,6V pro Spule?
Die 4,6 V sind die Spannung, die man anlegen muss, damit im stationären 
Fall der Bemessungsstrom in der Wicklung fließt. Mit anderen Worten: Das 
ist die Spannung, mit der man den Motor noch ohne Strombegrenzung 
betreiben kann.

Aber zwei Faktoren spielen da nicht mit:
1.: Wenn man ins Datenblatt vom L298 schaut, wird man feststellen, dass 
4,6 V vermutlich zu wenig für den Leistungsteil sind.

2.: Mit der angegebenen Spannung macht der Motor höchstens bei sehr 
niedrigen Schrittfrequenzen ordentliche Schritte. Wenn der Motor 
schneller laufen soll, muss die Spannung deutlich höher sein. Das 
wiederum macht dann die Strombegrenzung unbedingt erforderlich.

BTW:
Du steckst nicht zufällig mit denen unter einer Decke:
Beitrag "L298 - Richtige Wahl von Vss und Rs?"
?

Autor: Lukas (Gast)
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Vielen Danke für die rasche Antworten!!!

ne, eigentlich nicht.

Das heißt die Strombegrenzung tritt ein, bei Last. Sie steht in 
Beziehung mit der Sense Widerständen. Heißt je höcher die Widerstände 
sind, desto weniger Last verträgt der Motor.

Ich habe gerade nachgemessen es fliesen 0,8A und bei last etwa 1,2A.
Den kleinsten Widerstand den ich habe sind 5 Ohm . D.h. 5 Ohm * 1,2 A = 
6V
d.h. ich müsste den Motor mit 6V betreiben?

Autor: Lukas (Gast)
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Ich habe jetzt nochmal alles fein säuberlich justiert (U,I).

Der Schrittmotor funktioniert bestens, jeder schritt ist perfekt, nur 
halt die H-Brücke wird heiss.

Wenn ich nochmal nachhacken darf, ist es nicht normal, dass es bei 1A 
heiss wird?

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

Hast du dir mal überlegt, weshalb der L278 so ein 'komisches ' Gehäuse 
hat.
Das ist prädestinert dafür, an einen Kühlkörper geschraubt zu werden. 
Dann klappst auch mit der Temperatur.

MfG Spess

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Lukas wrote:
> Das heißt die Strombegrenzung tritt ein, bei Last. Sie steht in
> Beziehung mit der Sense Widerständen. Heißt je höcher die Widerstände
> sind, desto weniger Last verträgt der Motor.
Nein. Über den Sense-Widerständen fällt eine Spannung ab, die dem durch 
die betreffende Wicklung fließenden Strom proportional ist. Wenn diese 
Spannung den Wert der Referenzspannung (am L297) erreicht, kippt der 
Komparator und schaltet über die Logik dahinter die betroffene Phase ab. 
Beim nächsten Oszillator-Takt (für den Oszillator brauchts übrigens die 
RC-Beschaltung am L297, die Frequenz des Oszillators sollte deutlich 
höher sein, als die maximal auftretende Schrittfrequenz) wird die Phase 
dann wieder freigegeben. Das führt zu einem "welligen" Stromverlauf, 
dessen Mittelwert idealerweise dem gewünschten Maximalwert entspricht. 
Die Einstellung der Strombegrenzung erfolgt also sowohl über die Wahl 
der Sense-Widerstände (die möglichst klein ausfallen sollten, um wenig 
Spannungs- und Leistungsverluste zu verursachen) und die 
Referenzspannung.

> Ich habe gerade nachgemessen es fliesen 0,8A und bei last etwa 1,2A.
> Den kleinsten Widerstand den ich habe sind 5 Ohm . D.h. 5 Ohm * 1,2 A =
> 6V
> d.h. ich müsste den Motor mit 6V betreiben?
Nein!
Da wird der Widerstand mächtig heiß...
Außerdem beträgt der Wicklungswiderstand Deines Motors schon 5,75 Ohm, 
so dass dann bei 6 V überhaupt keine 1,2 A mehr fließen.

Die Sense-Widerstände sollten möglichst klein sein (in der Größenordnung 
so gewählt, dass beim maximal zu erwartenden Strom weniger als ca. 1 V 
an ihnen abfällt, bei 1 A also nicht mehr als 1 Ohm). Wenn Du von den 5 
Ohm-Dingern 10 Stück hast, dann schalte jeweils 5 davon parallel, das 
sind dann 1 Ohm...

Autor: Lukas (Gast)
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Ich bin der sehr sehr dankbar!!!

Also müsse ich noch 0,5 Ohm als Sense-Wid dranhängen. Danach müsste die 
Temperatur runter gehen.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Lukas wrote:
> Also müsse ich noch 0,5 Ohm als Sense-Wid dranhängen. Danach müsste die
> Temperatur runter gehen.
Das hat mit der Temperatur möglicherweise noch gar nicht direkt etwas zu 
tun. Außerdem muss, damit das ganze funktioniert, auch die 
Referenzspannung korrekt eingestellt werden...

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Wenn P=I Quadrat *R ist, dann würde an den 0,5 Ohm - Widerständen bei 2 
A
Laststrom 2 Watt umgesetzt, die der arme L298 ohne die Sense-Widerstände 
auch noch "auf dem Hals" hat.

MfG Paul

Autor: Lukas (Gast)
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Ich glaub, es hat klick 
gemacht(http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Schritt...)

Vref= Imotor*RS

D.h. Vref hängt von Rs ab. Also je kleiner Rs ist desto kleiner ist 
Vref.

Oder

Imotor=Vref/Rs . Durch Vref und Rs kann man den max. Motorstrom 
beeinflussen.
was widerrum die Temperatur beeinflusst.


Somit muss ich doch nur einen gringen Rs  finden und den Vref anpassen, 
dass die Temp nicht zu hoch wird--natürlich muss sich der Motor noch 
normal drehen.

Habe ich dies soweit richtig verstanden?
Nochmals vielen Dank für deine Geduld!

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Lukas wrote:
> Ich glaub, es hat klick
> gemacht
Szenenapplaus!!! Klingt schon mal gut. Und wie gesagt: Die Spannung 
sollte auch deutlich höher liegen als die auf dem Motor angegebene. Wenn 
die Strombegrenzung korrekt eingestellt ist, kannste da locker 15-20 V 
drantun. Dann schnurrt das Ding auch. Aber beim ersten Einschalten 
vorsichtig die Strombegrenzung hochdrehen! Am besten ein (Spindel-)Poti 
an den Vref-Pin. Dann ist die Strombegrenzung auch vernünftig 
einstellbar.

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

Anscheinend bist du dir nich nicht im Klaren, wie das Ganze 
funktioniert.
Also:

Die Referenzspannung wird im IC heruntergeteilt und geht auf den Eingang 
eines Komperators. Der andere Eingang des Komperators ist mit einem 
SENSE-Widerstand,der den Strom misst, verbunden. Wenn eine Spule 
aktiviert wird beginnt der Strom zu steigen. Hat der Strom einen Wert 
erreicht, bei dem er eine Spannung am SENSE-Widerstand erzeugt, die 
grösser als die interne Referezspannung wird der Ausgang abgeschaltet. 
Danach fällt der Strom wieder ab. Wenn die untere Hystereseschwelle des 
Komperators erreicht ist, wird der Ausgang wieder eingeschaltet und das 
Spiel beginnt von vorn.

Ob bei deinen Bedingungen der Treiber noch heiss,musst du enteder 
Ausrechnen oder Testen.

MfG Spess

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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So, nachdem ich den anderen Schrittmotor-Thread schon "befruchtet" habe, 
will ich auch dem Lukas das nicht vorenthalten. Anbei ein Auszug aus 
einer Laborversuchsanleitung. Im Abschnitt "Spannungsversorgung und 
Strombegrenzung" ist erklärt, wie die Strombegrenzung funktioniert. Das 
Schaltbild des Choppers entspricht im Prinzip genau dem, was als 
Strombegrenzungschopper im L297 eingebaut ist.

Anmerkung:
Im Schaltbild auf Seite 7 ist das Poti links zur Einstellung der 
Schwelle.

Autor: Mandrake (Gast)
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Vielleicht noch ein kleiner Tipp in Sachen heiß werden. Wenn die 
H-Brücke heiß wird bedeutet das doch , dass in den Schalttransistoren 
Leistung in Wärme umgesetzt wird. (Schaltverluste)
Ich kenne das Problem von Schaltnetzteilen. Schalte doch mal einen 
Dummy-Widerstand für jede Spule des Motors (Motor durch Widerstände 
ersetzen) an den IC und messe mit einem Oszi die Schaltflanken an den 
Dummywiderständen nach. Vielleicht schalten die Transistoren nicht 
schnell genug durch und setzen deshalb zu viel Leistung in Wärme um.

Die Wärme wird hauptsächlich durch den "On-Widerstand" der Transistoren 
erzeugt. Dieser sollte aber recht klein sein (< 1 Ohm). Falls die 
Transistoren nicht schell genug schalten wirken die während des Vorgangs 
als Widerstand und setzen noch ein bischen mehr Leistung um (wird also 
heißer).

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