mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Modellbauer braucht Hilfe bei Schaltung mit Mosfets


Autor: Dennis L. (blizzard)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Experten,

ich komme eigentlich aus der RC-Modellbauecke und brauche eure Hilfe.
Mein Problem ist folgendes:

Ich habe zwei PWM-Signale zur Steuerung von jeweils einem Servo.
Die gegebenen Umstände verlangen, dass ich von Zeit zu Zeit die Signale 
der
Servos vertausche.

Dafür würde ich gerne eine elektrische Schaltung konstruieren, die mit 
Mosfets das Umschalten elektrisch erledigt, sodass ich nicht ständig 
umstecken muss.

Mein bisheriger Plan sieht vor das ich beide Signale an beide Servos 
anschließe und immer einen Mosfet dazwischen setze. Dabei würde ich 
immer einen selbstleitenden und einen selbstsperrenden verwenden. Die 
vier Gates würde ich mit einem Schalter an die 7,2 Volt des Akkus 
hängen. Wenn ich dann den Schalter betätige sollten jeweils zwei Mosfets 
sperren und die zwei anderen das PWM-Signal durchlassen.

Im Anhang ist ein kleines Bild mit Logikgattern zur Verdeutlichung.

Jetzt stellt sich für mich die Frage ob das so geht wie ich mir das 
vorstelle und was ich beachten muss. Außerdem habe ich keine Ahnung 
welche Mosfets ich genau dazu brauche.

Bitte helft mir :)

Grüße

Autor: Boomi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Dennis,
wäre es nicht viel, viel einfacher ein kleines Relais mit zwei 
Umschaltern zu verwenden ?
Das wäre auch von der Baugröße her um einiges kleiner.

Z.B. bei Reichelt.de gibt es sehr kleine SMD-Relais.
Der zu schaltende Strom bei Servoimpulsen geht ja gegen Null. Das 
schafft auch das kleinste Relais.

MfG
Boomi

Autor: Toralf Wilhelm (willi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn Du eh einen Schalter nimmst, kannst Du auch gleich direkt das 
Signal umschalten.

Autor: Route_66 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Analogschalter-ICs?
CD4053 oder einfach 4066

Autor: Dennis L. (blizzard)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Boomi:
ich dachte an Mosfets weil die im geschalteten Zustand keinen Strom 
verbrauchen.

@ Toralf Wilhelmm:
der Schalter wird nicht wirklich manuell betätigt. Es ist nur so, dass 
der dritte Kanal meiner Fernbedienung nur zwei Stufen hat. Deshalb 
wollte ich ihn nutzen um zwischen zwei Signalen umzuschalten.

Das eine Signal soll von einem proportionalen Kanal kommen, das andere 
generiere ich mir mit einem Servotester von Conrad.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dennis L. schrieb:

> der Schalter wird nicht wirklich manuell betätigt. Es ist nur so, dass
> der dritte Kanal meiner Fernbedienung nur zwei Stufen hat.

Nimmm den Schalter raus und ersetzt ihn durch einen Umschalter mit 
Mittelstellung.
Dann hat der Schalter 3 Stufen: die eine Endstellung, Mittelstellung und 
die andere Endstellung.

Den Schalter schaltest du an den Endfahnen auf Masse, bzw. +5V Versorung 
(kriegst du zb von den Knüppelaggregaten her). Der mittlere Anschluss 
des Schalters kommt an die Signalleitung, die in der Elektronik 
verschwindet.

Oder habe ich dich jetzt missverstanden?
Je mehr du senderseitig lösen kannst, umso besser.

Autor: Ulli B. (ulli-b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Dennis,

wie erzeugst Du das Umschaltsignal für die angestrebte 
"Transistorisierte Servoumschaltun" ?
Senderseitig ist ein Umschalter, das ist klar.
Und Empfängerseitig ?

Der Vorschlag von Route_66 ist auf jeden Fall einfacher als das 
Transistorgedöns.
Aber Du brauchst ein Umschaltsignal!
Wie sieht das aus ?

MfG
Ulli

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
In Wirklichkeit würde man so was heute mit einem kleinen Microcontroller 
aufbauen, ein ATTiny oder so, da braucht man genau 1 Chip und der 
Servotester entfällt.

Da das deine Arbeitsbereitschaft übersteigen wird (einen uC zu 
programmieren müsste man eben erst erlernen), kann man eine Schaltung 
überlegen, in der nicht programmiert werden muss.

Du brauchst zur Versorgung an 3.8 bis 5V:
a) 1 Detektor ob ein PCM Fernsteuerimpuls länger 1.5msec ist
b) 1 Detektor, der erkennt ob innerhalb 0.1 Sek so ein Signal kan oder 
nicht kam
c) Dein Servotester erzeugt ein Signal von 1-2msec alle 25msec
d) 1 Umschalter.


a ist ein Mono-Flop. Es gibt verschiedene Modelle, vom NE555 bis hin zu 
CD4538BE, ich sag mal 74HC123.

Es wird nach Datenblatt 12.1 mit 100k und 33nF für 1.5msec beschaltet 
(du verwendest den Eingang, der zu deiner Fernsteuerung passt, ob altes 
Graupner/Grundig Format oder aktuelles, es gibt beide Eingänge).

b verwendet das zweite Monoflop des 74HC123, an einen Eingang kommt das 
Signal von a, an den anderen das PCM Fernsteuersignal, so dass nur wenn 
ein Signal länger ist als das andere das MonoFlop ausgelöst wird. Es 
muss mindestens 0.1 Sekunde Aktive bleiben, also 1uF als Kondensator 
haben.

d Dessen Ausgang bestimmt, welches Signal du zum servo schalten willst, 
das PCM Signal oder den Servotester. Umschalten kann man mit vielen, ein 
74HC00 würde das erfüllen so wie du deine Logischaltung gezischnet hast, 
aber ich würde einen 74HC158 oder CD4053 dafür nehmen

Autor: Dennis L. (blizzard)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Ulli B.
Ich dachte daran das Umschaltesignal damit zu erzeugen:
SMD-BausteinSubminiaturleistungsschalter (Conrad 191779 - 62)

Ich werde jetzt erst mal eure verschiedenen Vorschläge bei google 
recherchieren und mich dann noch mal melden.

Vielen Dank schon mal an alle die geantwortet haben.

Autor: Armin (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was spricht dagegen, das so zu machen?:

Ein N Mosfet benutzen, um die negativen Anteile des PWM1 Signales an M1 
durchzureichen und noch so eins, um die negativen Anteile von PWM2 an M2 
durchzureichen. Das ist der Schaltzustand (1) (Steuerleitung high)

Für den umgedrehten Fall 2 (Steuerleitung low) nimmst du ein P Mosfet, 
das M1 mit PWM2 verbindet und eines, das M2 mit PWM1 verbindet. Hiermit 
werden die positiven Flanken weitergereicht.

Damit das funktioniert, musst du natürlich für den Fall, dass kein PWM 
signal anliegt, das die jeweilgen Mosfets schaltet, die Motoren auf GND 
bzw. 7,2V schalten.
Im Schaltzustand 1 sind das 7,2V
Im Schaltzustand 2 ist das GND
Zufälligerweise also genau der Wert der Control-Leitung.


Im Anhang mal mein Vorschlag. Bitte ihr anderen mal drüberschauen - 
keine Garantie, dass das auch so hinhaut. Bin grad verwirrt ^^
Und sorry, dass ich auf die Schnelle nur Visio nehmen konnte :/

Autor: Dennis L. (blizzard)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, mein Kopf raucht aber ich glaube ich komme meinem Ziel näher.

Wenn ich diesen Multiplexer nehme: CMOS IC CD 4053 DIP (Conrad 173355)
und den so anschließe wie in dem Bild im Anhang, dann müsste das doch 
funktionieren, oder?

In dem Datenblatt von dem Multiplexer steht was von maximalen Strömen:
Input Current:         10 mA
Switch Trough Current: 25 mA

Ich weis nicht was da für Stromstärken aufkommen. Wie kann ich 
sicherstellen das mir das Ding nicht in Rauch aufgeht?

Fragen über Fragen :)

Grüße

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Armin:

Ohne deine Schaltung im Detail angeschaut zu haben, sagt mir mein Gefühl
(da aber trügen kann ;-)), dass das so nicht funktioniert. Hast du die
folgenden Punkte berücksichtigt:

1. Ein N-Mosfet (P-Mosfet) leitet nur dann, wenn die Gate-Source-
   Spannung einen bestimmten positiven Wert überschreitet (negativen
   Wert unterschreitet). In deiner Schaltung sind sowohl die Gates als
   auch die Sources an Signalleitungen angeschlossen, die ständig ihren
   Pegel wechseln.

2. Bei einem N-Mosfet (P-Mosfet) kann unabhängig vom Schaltzustand durch
   die enthaltene Substratdiode ein Strom von Source nach Drain (von
   Drain nach Source) fließen. Wenn PWM1 low und PWM2 high ist,
   schließen sich die Signale deswegen gegenseitig kurz.

Ganz abgesehen davon sind M1 und M2 direkt miteinander verbunden.

Dennis L. schrieb:

> Wenn ich diesen Multiplexer nehme: CMOS IC CD 4053 DIP (Conrad 173355)
> und den so anschließe wie in dem Bild im Anhang, dann müsste das doch
> funktionieren, oder?

Ja, wenn du zusätzlich die unbenutzten Eingänge auf feste Spannungspegel
(GND oder VDD) legst. Du verwendest übrigens keinen 4053, sondern ein
4052, mit dem 4053 ginge es aber ebenfalls.

> Ich weis nicht was da für Stromstärken aufkommen. Wie kann ich
> sicherstellen das mir das Ding nicht in Rauch aufgeht?

Große Ströme werden nicht fließen, d.h. die Ausgänge der 40xx-ICS
reichen vollkommen aus.

Noch ein etwas anderer Vorschlag:

Wenn man sich die 13,25€ teure Schaltung von Conrad anschaut, die sowie-
so noch benötigt würde, stellt man fest, dass man dort den Ausgangs-
Mosfet gar nicht braucht, da keine hohe Leistung geschaltet werden soll.
Übrigt bleibt eine etwas murksig aus 4001er-NOR-Gattern, Widerständen
und Kondensatoren aufgebaute Zeitschaltung. Mit weiteren 40xx-Gattern
könnte man den nachfolgenden Umschalter realisieren. Man bräuchte also
für die komplette Schaltung zwei 40xx-ICs plus Hühnerfutter.

Das könnte etwas sauberer mit einem 4098 (zwei Monoflops) und einem 4019
(Quad AND/OR Select Gate) plus Hühnerfutter gehen. Das Ganze kostet dann
etwa 0,60€ an Bauteilen. Damit könnte man sogar mit dem gleichen Steuer-
signal noch ein zweites Paar von Kanälen überkreuz oder sonstwie um-
schalten. Ich habe gerade keine Zeit, die Schaltung aufzumalen, kann
dies aber heute Abend nachholen, wenn es bis dort kein anderer getan
hat.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Den Schalter schaltest du an den Endfahnen auf Masse, bzw. +5V Versorung
>(kriegst du zb von den Knüppelaggregaten her). Der mittlere Anschluss
>des Schalters kommt an die Signalleitung, die in der Elektronik
>verschwindet.

Wieso so umständlich?
Einen zweipoligen Umschalter (kann auch ein Relais sein, das durch einen 
weiteren Fernsteuer-Kanal geschaltet wird), sollte das Problem lösen:
An die Bockpole werden die Eingänge der Servos geschaltet, an die einenn 
Endfahnen die Ausgänge des Empfängers (oder was halt sonst die Signale 
liefert).
Der zweite Endfahnen-Satz wird über Kreuz mit dem ersten verschaltet.
Wenn also der Schalter auf der einen Seite steht, bekommen die Servos 
das eine Signal, wenn er auf der anderen Seite steht, das andere.
Nichts anderes als ein Umpolschalter (Fahrtrichtungswechsel bei 
Gleichstrom-Motoren).

Autor: Armin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich weiß nicht, ob meine schaltung so funktioniert, habe ich bereits 
gesagt.

@yalu:
Die Idee ist, den Wert der Ausgänge vorzugeben (über die Steuerung 
high/low) und nur dann auf low/high zu schalten, wenn das entsprechende 
Signal über den richtigen pwm eingang kommt.
Was ich sagen will. Dein 1. ist Absicht von mir und genau darauf beruht 
die Schaltung - wenn das denn so funktioniert?

2. bist du dir sicher? So werden ja auch inverter gebaut: setze anstelle 
von PWM1 GND ein und anstelle von PWM2 VCC ein und das was in der Mitte 
zwischen den linken Mosfets liegt, also M1 ist das Invertierte 
Ctrl-Signal

Du hast aber auf jedenfall damit recht: Die Ausgänge zu verbinden ist 
eine blöde sache! Also jeder Ausgang kriegt einen eigenen Widerstand 
nach Ctrl

Autor: Stefan M. (celmascant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also ich bräuchte für die Kanalumschaltung 2 4fach NAND (z.B. MOS 4011) 
und evtl. ein paar Kleinteile zur Entstörung der Versorgung.
Leute, das sind nicht irgendwelche hochkomplizierten Signale, sondern 
einfach nur digitale Impulse die in der Länge variiren!
Grosse Ströme sind auch nicht gefordert, da tun das 2 4011er...

Im Anhang hab ich noch eine kleine Schaltung für einen Servotester. Den 
hab ich mit 14 nachgebaut, funmktioniert heute, 10Jahre später, immer 
noch einwandfrei^^

Morgen such' ich noch die Schaltung für den Kanalschalter raus. Ich hab 
die Unterlagen gerade nicht hier (Schaltungssammlung für den Amateur von 
88^^). Das ist aber auch nur etwas Hünerfutter, nichts besonders 
kompliziertes also.

Gruss Stefan

Autor: Stefan M. (celmascant)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anhang gerade vergessen^^

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Armin schrieb:
> 2. bist du dir sicher? So werden ja auch inverter gebaut: setze
> anstelle von PWM1 GND ein und anstelle von PWM2 VCC ein und das was in
> der Mitte zwischen den linken Mosfets liegt, also M1 ist das
> Invertierte Ctrl-Signal

Beim Inverter ist immer VCC an der Source des P-Mosfets und GND an der
Source des N-Mosfets. In deiner Schaltung kann dies auch mal anders
herum sein.

Autor: yalu (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier ist mein Vorschlag von weiter oben als Schaltplan.

Die Schaltung aus den beiden Monoflops des 4098 entspricht in etwa dem
Subminiaturleistungsschalter von Conrad, nur ohne Leistung. Sie steuert
den 4019 an, der die eigentliche Zuordnung der beiden Servosignale PWM1
und PWM2 zu den Servos und 2 (wahlweise direkt oder überkreuz) vornimmt.

Die Verzögerungszeit des linken Monoflops sollte zwischen den beiden
möglichen Impulsbreiten des Steuersignals (1ms und 2ms) liegen. Sie
stellt den Schwellwert für die Umschaltung dar. Die angegebene Dimen-
sionierung des RC-Glieds mit E12-Bauteilen ergibt etwa 1,6ms.

Die Verzögerungszeit des rechten Monoflops sollte ein Stück größer als
die Periodendauer des Signals (20ms) sein. Mit der angegebenen Dimen-
sionierung sind es 30ms.

Die Versorgungsspannung sollte im Bereich der zulässigen Signalspannung
der Servos liegen. Ich schätze, dass man einfach die Versorgungsspannung
der Servos nehmen kann.

Ich habe die Schaltung nicht ausprobiert, deswegen gibt es keine Gewähr
auf Richtigkeit ;-)

Autor: Stefan M. (celmascant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
yalu schrieb:
> Die Versorgungsspannung sollte im Bereich der zulässigen Signalspannung
> der Servos liegen. Ich schätze, dass man einfach die Versorgungsspannung
> der Servos nehmen kann.

Jo, einfach die Servoanschlüsse "Durchschleifen". Das passt dann schon^^
Anstelle des 68k-Widerstandes kann man auch einfach ein 100k Trimmer 
nehmen. So kann man die Impulszeit einstellen.

Ich werd trotzdem "meine" Schaltung nochmal raussuchen. Da bin ich mir 
sicher das sie funktioniert weil ich sie selbst schon gebaut habe^^

Gruss Stefan

Autor: Dennis L. (blizzard)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ yalu:
Das sieht schon mal sehr gut aus. Vielen Dank dafür.

@ Stefan M.:
Wenn du deine Schaltung auch zeigen würdest wäre das super. Dann habe 
ich im Zweifelsfall eine Alternative.

Grüße

Autor: Stefan M. (celmascant)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Im Anhang ist der Schaltplan für den Elektronikschalter.
Er ist soweit original, bis auf den Transistor. Den Orignaltyp gibt es 
seit der Wende nicht mehr...
Die Schaltung ist aus der "Schaltungssammlung für Amateure" 5.Lieferung 
vom Militärverlag der DDR, 1989^^

Die Schaltung für die Signalumschaltung sollte ja kein Problem 
darstellen.
Das ist einfach eine UND-Verknüpfung des Schaltausganges mit den 
Empängerkanälen.

Gruss Stefan

EDIT: Sehe gerade, dass das Bild etwas beschnitten ist. Ist aber nicht 
weiter schlimm, das wichtigste sieht man ja.
Oben links das Symbol ist + und darunter der Kondi ist 10µF

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan M. schrieb:
> Die Schaltung ist aus der "Schaltungssammlung für Amateure"
> 5.Lieferung vom Militärverlag der DDR, 1989^^

Heißt das, dass Conrad gute Kontakte zur NVA hatte? Das oben erwähnte
Modul 191779 entspricht nämlich fast der von dir geposteten Schaltung,
nur dass dort NOR- statt NAND-Gatter und ein Mosfet statt des Bipolar-
transistors verwendet wurden ;-)   <-- nicht todernst gemeint, kein
politischer Beitrag

Autor: Stefan M. (celmascant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
xD Ja, könnte man fast meinen.
Diese und ähnlich Schaltungen waren eben weit verbreitet bevor PC's und 
das I-Net aufkahmen.
Das Buch was ich hier liegen habe ist ja auch nur eine 
Schaltungssammlung, aber nicht von NVA-Schaltungen, sondern von mehr 
oder weniger nützlichen, einfachen Standartschaltungen.
Unter anderem sind Beispiele für die V4000-Logikbausteine und den 555 
dabei. Das war ja damals schon was richtig gutes für die Bastler der 
DDR^^
Ich habe auch Bücher über den Z80 und co.
Das sind sozusagen die gesammelten (Nachschlage)Werke meines Vaters. ;)

Gruss Stefan

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.