Arduino Motor Shield vertrauenswürdig?

Gast #3484514
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Hi,

das Originale Motorshield,

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/stmicroelectronics/1773.pdf

In der Anleitung steht, dass das Motorshield mit den 
Selbstinduktionsspannungen der Stepper zurechtkommt (bipolare beim 
Umpolen.)

Im Schaltplan auf Arduino.cc sehe ich keinen Zwischenkreis, Widerstand 
oder ähnliches, wo die Mangentisierungsenergie entsorgt werden kann.

In mein Labornetzteil, kann kein Strom in entgegengesetzte Richtung 
hineinfließen, jede Energie, die da Reingeht, wird im Endstufen 
Kondensator gespeichert. (Asymetrisches verhalten).

Auf seite 8 des Datenblatts ist sogar ein kleiner qusi Zwischenkreis 
inform eines 470uF Kondensators eingebaut. Dieser fehlt bei der Arduino 
variante aber völlig :-(

Kann ich dennoch einen Stepper betreiben? Wo wird die Mangnetische 
Energie entsorgt? Muss ich zwischen Netzteil und Shield einen 
Zwischenkreis aufbauen?
Gast #3484564
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innerand innerand schrieb:
> Ich geb dir mal einen Tipp:
>
> Die induzierte Spannung ist entgegengesetzt der ursächlichen Spannung.
> Es hat etwas mit den Dioden D1 bis D8 zu tun, diese nennt man auch
> Freilaufdioden.

Bei PWM hat du zu 100% Recht, wenn die spannung aber nicht nur ein und 
aus sondern auch umgepolt wird, sieht die sache leider anders aus.

Edit Bilder mit stromlauf.

1.Bild Erste Polung
2. Bild : Spannumg bereits umgepolt mangnetische Energie, wird in den 
Zwischenkreis entsorgt.
3. Umpolung geschaft strom fließt in andere richtung.
Angehängte Dateien:
#3484717
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@ Jan R. (macman2010)

>Im Schaltplan auf Arduino.cc sehe ich keinen Zwischenkreis, Widerstand
>oder ähnliches, wo die Mangentisierungsenergie entsorgt werden kann.

Meinst du den hier?

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoMotorShieldR3

Doch, es gibt einen, wenn gleich arg unterdimensioniert.

C9-C11.

>In mein Labornetzteil, kann kein Strom in entgegengesetzte Richtung
>hineinfließen, jede Energie, die da Reingeht, wird im Endstufen
>Kondensator gespeichert. (Asymetrisches verhalten).

Ja, das ist so.

>Auf seite 8 des Datenblatts ist sogar ein kleiner qusi Zwischenkreis
>inform eines 470uF Kondensators eingebaut. Dieser fehlt bei der Arduino
>variante aber völlig :-(

Nein, er ist nur arg klein. Eine Spannungsbegrenzung wäre auch sinnvoll, 
gerade für Bastlerzwecke. Ein DICKE Z-Diode mit 36V über VMOT/GND sollte 
reichen, um das Schlimmste zu verhindern.

>Kann ich dennoch einen Stepper betreiben?

Ja.

> Wo wird die Mangnetische Energie entsorgt?

Beim Stepper meistens im Stepper selber, die speisen nicht soviel zurück 
wie richtige DC-Motoren, wo vielleicht auch noch viel Schwungmasse 
dranhängt.

> Muss ich zwischen Netzteil und Shield einen
>Zwischenkreis aufbauen?

Nein.

Aber ein DEUTLICH größerer Kondensator an VMOT wäre empfehlenswert.
Ein normaler 35V Elko reicht. Die Z-Diode sollte dann 30V Klemmspannung 
haben.
Gast #3485586
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innerand innerand schrieb:
> innerand innerand schrieb:
>> Ich geb dir mal einen Tipp:
>>
>> Es hat etwas mit den Dioden D1 bis D8 zu tun, diese nennt man auch
>> Freilaufdioden.
>
> Der Tipp ist übrigens Quatsch. Das sind keine Freilaufdioden. (War schon
> spät Gestern...)

Das sind schon Freilaufdioden, beim Umpolen, führen diese die Energie 
aber zum Zum Zwischenkreis oder in die Spannungsquelle zurück. Akku z.b. 
kein Thema. Aber Schaltlabornetzgerät halt schon.

Wohin also, speißt der DC Motor die Mangnetisierungs und 
Restrotationsenergie hin? (beim Umpolen, wenn der Zwischenkreis so 
mickrig ist?)
(Firma: mechapro GmbH) Persönliche Seite #3486378
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Hallo Jan!

> Wohin also, speißt der DC Motor die Mangnetisierungs und
> Restrotationsenergie hin? (beim Umpolen, wenn der Zwischenkreis so
> mickrig ist?)

In den Zwischenkreis. Das hat dann einen entsprechenden Anstieg der 
Versorgungsspannung zur Folge und kann durchaus zum Abrauchen des 
Treibers führen. Deswegen halte ich von diesen Shields auch nichts.

Aber es gibt auch kommerzielle Lösungen, die laut Doku zusätzliche, 
externe Elkos an den Eingangsklemmen der Versorgungsspannung benötigen. 
Das ist dann der Preis dafür, dass die Geräte unbedingt schön klein 
werden müssen. Für industriellen Einsatz ist sowas dann natürlich nicht 
mehr brauchbar.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
#3486478
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@ Thorsten Ostermann (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite

>Versorgungsspannung zur Folge und kann durchaus zum Abrauchen des
>Treibers führen. Deswegen halte ich von diesen Shields auch nichts.

Naja, mit eine WENIG Aufwand könnte an so einen "Shield" deutlich besser 
machen. Z-Diode und so.
Aber die Assage, dass das Ding angeblich bis zu 4A verkraftet, ist 
reichlich optimistisch ;-) Denn dann verheizt es ~4A*4*2V=32W
Ich geh mal davon aus, dass die Platine keine Aluminiumsubstrat hat ;-)
UNd selbst wenn, dann kriegt man da auch keine 32W weg. Selbst die 
Hälfte mit eher beschaulichen 2x1A sind dauerhaft nicht drin.
Mal wieder ne Mogelpackung!

>Das ist dann der Preis dafür, dass die Geräte unbedingt schön klein
>werden müssen. Für industriellen Einsatz ist sowas dann natürlich nicht
>mehr brauchbar.

Dafür ist es auch nicht gedacht. Für 20 Euro bekommt man keinen 4A 
Stepper Treiber.
(Firma: mechapro GmbH) Persönliche Seite #3486498
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Hallo Falk,

der 2. Absatz in meinem Beitrag bezog sich auch nicht auf Arduino 
Shields. Ich möchte aber die Hersteller, die damit gemeint sind, hier 
lieber nicht nennen.

Deine Berechnung der Verlustleistung ist für mich nicht ganz 
nachvollziehbar. Die 4A beziehen sich vermutlich auf eine 
Parallelschaltung der beiden Brücken. Das Datenblatt gibt dafür IIRC 
3,5A an, aber das gilt natürlich nur bei vernünftiger Kühlung.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
#3486636
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@ Thorsten Ostermann (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite

>der 2. Absatz in meinem Beitrag bezog sich auch nicht auf Arduino
>Shields. Ich möchte aber die Hersteller, die damit gemeint sind, hier
>lieber nicht nennen.

Schon klar.

>Deine Berechnung der Verlustleistung ist für mich nicht ganz
>nachvollziehbar.

????
DU?
Das ist ein normaler 297er im SMD-Gehäuse. Der macht ~2V Spannungsabfall 
über jedem Ausgangstransistor. Pro Kanal sind immer 2 aktiv.
1
2 Kanäle * 2 Transistoren * 2 Ampere * 2 V = 16W

Uuups, in der Rechnung oben war ne 2 zuviel. Ist trotzdem zuviel ohne 
Kühlkörper.
(Firma: mechapro GmbH) Persönliche Seite #3486815
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Ja, ich. ;)

Ich bin immer mißtrauisch, wenn nur Zahlen ohne Einheiten und ohne 
erkennbare Quelle in den Raum geworfen werden, weil man dann das 
Ergebnis nicht ohne weiteres prüfen kann. So sieht es besser aus. Und 
16W bekommt man über die kleine Platine nicht weg, da sind wir uns 
einig.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

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