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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Berechnung Widerstände + Kondensatoren


Autor: Lauralein (Gast)
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Kann mir jemand beim Berechnen der Widerstände und vom Kondensator 
helfen?

Betriebsspannung wären 24V.

Für R1 und R2 hätte ich jetzt einfach 10kOhm genommen und bei den Potis 
auch, aber nur weil ich das in einer anderen Schaltung gesehen habe...
(http://www.modding-faq.de/index.php?artid=521&page=1)

Wäre super dankbar für jede Hilfe!!

Autor: Benni Nori (benninori)
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erklär doch erstmal was du mit der schaltung überhaupt vor hast.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ben __ schrieb:
> erklär doch erstmal was du mit der schaltung überhaupt vor hast.

Ist doch die hier bekannte PWM Schaltung.
Macht die TE doch schon seit Tagen in einem anderen Thread drauf 
aufmerksam.


@Lauralein:

Warum wieder ein neuer Thread? Schreib im bestehenden, von Dir 
eröffneten einfach weiter.

Autor: Lauralein (Gast)
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Da hab ich genau die selbe Frage schonmal gestellt..

Ist ok, ich finde mich damit ab, dass niemand mir hilft =)

Autor: Tom (Gast)
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Hängt davon ab welche Frequenz dein Pwm-Signal haben soll

Autor: Lauralein (Gast)
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ehm keine ahnung... so dass es einen motor gut antsteuert =D
z.b. den (24V, 4A):
http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1...

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Lauralein

Deine Schaltung hat einen kleinen Nachteil. Da dein C ueber einen 
Widerstand geladen wird hast du dort eine e-Funktion anliegen. Dadurch 
wird dein Potieinstellbereich etwas nichtlinear. Ich habe dir mal eine 
Schltung gezeichnet die dieses Problem nicht hat. Hier hast du am 
Ausgang ein Dreiecksignal anliegen.

Kurze Beschreibung:

Der Spannungsteiler R4,R5 zusammen mit C2 dient dazu die 
Versorgungsspannung auf 12V teilen. Am Ausgang von IC1B (7) hast du dein 
Dreieck Signal anliegen.
Die Pegel des Signales legst du mit den beiden Widerstaenden R1,R2 fest. 
Und zwar sind die jetzt auf +7V und +17V festgelegt (+-5V um 12V). IC1A 
ist als Schmitttrigger beschaltet. Die Frequenz ist hier auf 10KHz 
festgelegt. Sier kann man nach folgender Formel berechnen:


        1           R1
f = ------------ * ----
     4  R3  C1    R2

Was fuer eine Frequenz fuer deinen Motor passt must du selber mal 
rausfinden.

Da nun das Dreiecksignal von +7V .. + 17V geht, must du den Stellbereich 
deines Potentiometers begrenzen. Dazu dienen die Widerstaende R6,R7.



Am Ausgang von IC1C hast du nun deine PWM.


Gruss Helmi

Autor: Lauralein (Gast)
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Juhuu vielen Dank!!

Also meinst du wirklich, dass es nicht funktioniert mit meinem 
PWM-Signal oder dass es FAST linear ist? Wenn es jetzt um die Perfektion 
geht, dann würde ich lieber die obere Schaltung nehmen, weniger Bauteile 
usw ;)
Bedeutet dieses nichtlineare Aufladen des Kondensators in meiner 
Schaltung, dass die Drehzahleinstellung gut einstellbar ist? Wenn ich 
die Potis aber immer in einer Position lassen würde, wäre die Drehzahl 
aber schon konstant oder? Das wäre nämlich die Hauptsache.

"Was fuer eine Frequenz fuer deinen Motor passt must du selber mal
rausfinden."
Wenn ich die Schaltung dann gebaut habe?

Also tausend Dank nochmal für die ausführliche Erklärung, was würd ich 
sonst machen... =)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Also meinst du wirklich, dass es nicht funktioniert mit meinem
>PWM-Signal oder dass es FAST linear ist? Wenn es jetzt um die Perfektion
>geht, dann würde ich lieber die obere Schaltung nehmen, weniger Bauteile
>usw ;)

Wenn du einen 4 fach OP nimmst ist meine Schaltung auch nicht 
aufwendiger.

>Bedeutet dieses nichtlineare Aufladen des Kondensators in meiner
>Schaltung, dass die Drehzahleinstellung gut einstellbar ist?

Das bedeutet bei deiner Schaltung das der obere Einstellbereich des 
Potis fast keine Drehzahlaenderung hervorruft.

>Wenn ich die Potis aber immer in einer Position lassen würde, wäre die >Drehzahl 
aber schon konstant oder?

Bei konstanter Versorgungsspannung und Belastung ist deine Drehzahl 
konstant.
Bedenke aber du hast hier nur eine Drehzahlsteuerung und keine Regelung.

>Wenn ich die Schaltung dann gebaut habe?
Ja genau. Einfach dann den C1 aendern.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hier noch die Simulation

Autor: MaWin (Gast)
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> Kann mir jemand beim Berechnen der Widerstände und vom Kondensator
> helfen?

R4 begrenzt den Strom durch den Transistor. Der Strom sollte 1/10 des 
Motorstromes betragen.
Da wir nicht wissen, wie gross der Motorstrom ist, können wir das auch 
nicht ausrechnen.

Die anderen Widerstände hängen von den EIngängen der OpAmps ab. Wenn die 
hochohmig wären, könnte man hochohmige Widerstände nehmen. Da uch 
befürchte, dass es ein LM324 sein wird, sollte man aber unter 100k 
bleiben.
Deine 10k gehen, die Eingangsströme der OpAmps führen da zu komplett 
vernachlässigbaren Fehlern.
Bleibt der Kondensator C. Er wird umgeladen von ca. 8V auf 16V über 
einen Widerstand von 10k (dem Poti. einstellbar). Nur du weisst, wie 
schnell das gehen soll, bei PWM eines Motors sage ich mal 1kHz, auch 
schon weil der Trasnistor nicht ultraschnell schalten kann. Es kommen 
also R*C=Zeitkonstante ungefähr 100nF bei raus, so genau kommt es ncht 
drauf an, du kannst die freuenz ja sogar mit dem Poti einstellen.


Die e-Funktion der Umlagekurve finde ich nicht so schlimm, aber dein 
Poti hat zu 2/3 ungenutzen Bereich. Bau dort lieben:

10k Festwiderstand, 10k Poti, 10k Festwiderstand in Reihe zwischen Ub 
und GND. Sie entspricht der ersten Schaltung in
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25
Ein Poti zur Frequenzeinstellung fehlt dort übrigens. Das braucht man 
normalerweise nie.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

nimm die Schaltung von Helmut Lenzen, dahinter einen Längswiderstand mit 
10v Z-Diode gegen GND.Dann statt des Bipolar-Transistors einen 
Leistungsfet. Und!!! in die Stromversorgung gehört ein großer Elko mit 
niedrigem ESR und wahrscheinlich eine stromkompensierte Drossel. PWM bei 
120W kann viele Störungen produzieren.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Bei allem Respekt, aber ich denke, jetzt überfordert ihr Lauralein.

Kai Klaas

Autor: Lauralein (Gast)
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Nein super, alles in Ordnung!

Heute ist der letzte Tag meines Praktikums und ich werd jetzt gleich die 
Schaltung vorstellen. Ich werde einfach beide Versionen vorstellen, ich 
schaff es ja jetzt sowieso nicht mehr die zu bauen, dann sollen die sich 
mit meinen Plänen rumschlagen.

Danke also für alles und frohe Weihnachten, ihr wart eine super 
Hilfe!!!!!!!

(@karadur: übrigens funktioniert die led-beleuchtung mit den ops vom 
letzten mal perfekt!)

Autor: Lauralein (Gast)
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Schuldigung ich hab noch eine Frage =D

Sagen wir, ich nehme ein Netzteil mit 24V, 4A.

Bei der OP-Auswahl muss ich doch dann drauf achten, dass Ucc bis 24V 
geht oder?! Und der Strom ist ja auch ziemlich hoch......
Ich würd ja gerne einen LM 324 nehmen aber ich hab Angst, dass der das 
gar nicht aushält!!

und was soll das heißen: "in die Stromversorgung gehört ein großer Elko 
mit
niedrigem ESR"?
IN die stromversorgung?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Lauralein schrieb:
> Schuldigung ich hab noch eine Frage =D
>
> Sagen wir, ich nehme ein Netzteil mit 24V, 4A.
>
> Bei der OP-Auswahl muss ich doch dann drauf achten, dass Ucc bis 24V
> geht oder?! Und der Strom ist ja auch ziemlich hoch......
> Ich würd ja gerne einen LM 324 nehmen aber ich hab Angst, dass der das
> gar nicht aushält!!

Tja, das Datenblatt kannst Du ja ergoogeln.
30V kann der LM324 ab.

Den Strom: Dafür ist Dein Transsitor. Höher als 4 A dauerhaft wohl kaum.

so what...


>
> und was soll das heißen: "in die Stromversorgung gehört ein großer Elko
> mit
> niedrigem ESR"?
> IN die stromversorgung?

Übersetzung:

Zum Beispiel
Elko 2200 uF 40V an die + und - Anschlüsse Deines Netzteils.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo


ein LM324 kann an 24V. Der Elko sollte an GND des Transistors und an den 
Punkt wo der Motor seine +Ub bekommt.  Deine Versorgungskabel haben 
einen Widerstand und eine Induktivität. Der Elko reduziert die 
Strompulse auf den Leitungen. Als Transistor mußt du einen LeistungsFET 
nehmen. Der OP kann so einen NPN-Transistor nicht treiben.

Autor: Lauralein (Gast)
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"Als Transistor mußt du einen LeistungsFET
nehmen. Der OP kann so einen NPN-Transistor nicht treiben."

Bezieht sich das jetzt alles auf die obere Schaltung, auf beide oder auf 
die von Helmut Lenzen?
Also ich nehme an der Tranistor hält generell nicht so hohe Strom ab?

Das mit dem Elko ist gebongt!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Lauralein schrieb:
> "Als Transistor mußt du einen LeistungsFET
> nehmen. Der OP kann so einen NPN-Transistor nicht treiben."


Nonsens.

>
> Bezieht sich das jetzt alles auf die obere Schaltung, auf beide oder auf
> die von Helmut Lenzen?
> Also ich nehme an der Tranistor hält generell nicht so hohe Strom ab?


Definiere: der Transistor.

Setzen wir mal I max = 4A, sogibt es beide Wahlmöglichkeiten (Bipolar- 
oder FET-Transistor)

Das Du den auswählen mußt sodaß er die Betriebsspannung und den 
Laststrom aushält, ist sicher klar - daher hier nur  der Vollständigkeit 
erwähnt.



>
> Das mit dem Elko ist gebongt!

Schön.

Dann mal zum Eigentlichen:

- Falls Du eine LeistungsFET wählst, mußt Du die Spannung am Gate 
begrenzen auf unter 20 V (hätte karadur erwähnen müssen). Z.B. 
Gatewiderstnad -Zdioden-Kombination einsetzen.

- wenn Du einen (Bipolar-) Transistor nimmst, dann sollte dieser eine 
ausreichend hohe Stromverstärkung haben - so, dass nicht mehr als 20mA 
Basisstrom (Limit des OP), also mit Reserve dimensioniert: max.10 mA 
Basisstrom fließen.
Also: Datenblatt konsultieren.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

nimm die Schaltung von Helmut. Dahinter benötigst du noch eine 
Leistungsstufe. Da du bis zu 4A schalten willst, solltest du hier einen 
LeistundsFET nehmen. Der ist spannungsgesteuert und kann je nach Typ 
auch den Strom am Drain. Du mußt aber die Spannung vom LM324 begrenzen. 
Nimm einen Widerstand z.B. 1k zwischen OP-Ausgang und Gate. Dann einen 
Z-Diode 10V zwischen Gate und GND. Nicht vergessen die Freilaufdiode. 
Die sollte auch 4A vertragen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Alternative kannst du auch einen Leistungsdarlington Transistor nehmen.
TIP142 waere einer deiner Freunde.

Bei 5A hat der noch mindestens ein hfe von 1000.
Das ergaebe bei 4 A = 4mA Basisstrom.
mal eine Ubersteuerungsfaktor von 2..3 also 8mA .. 12mA Basisstrom kann 
der OP das auch noch liefern.

Autor: Lauralein (Gast)
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Was ist jetzt überhaupt der Vorteil am FET statt dem bipolaren 
Tranistor?!

Gate wäre jetzt übertragbar mit "Basis" am bipolaren Tranistor? Source = 
Kollektor und Drain = Emitter?

Andrew Taylor schrieb:
> - Falls Du eine LeistungsFET wählst, mußt Du die Spannung am Gate
> begrenzen auf unter 20 V (hätte karadur erwähnen müssen). Z.B.
> Gatewiderstnad -Zdioden-Kombination einsetzen.
Wozu noch die Z-Diode, reicht der 1k Widerstand nicht?

karadur schrieb:
> Nicht vergessen die Freilaufdiode.
die bleibt aber an der gleichen Stelle wie bei der alten Schaltung?

Irgendwie habe ich meine alte Schaltung besser verstanden, aber macht 
nichts, ihr habt Ahnung und ich nicht ;)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Wozu noch die Z-Diode, reicht der 1k Widerstand nicht?

Bei den allermeisten FETs darf die Spannung zwischen Gate und Source nur 
maximal 20V betragen. Wenn sie groesser wird wird die Gateisolation 
durchschlagen. Deshalb die Z-Diode. ein Widerstand reicht da nicht aus 
weil an ihm keine nennenswerte Spannung abfaellt. MOSFET Eingang ist 
sehr hochohmig.

Autor: Lauralein (Gast)
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so die neue schaltung, ich weiß das schaltzeichen vom FET ist falsch und 
da mit der diode und dem elko ist wahrscheinlich ziemlich kraus =D
ist die diode falschrum? an der falschen stelle? alles falsch?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>so die neue schaltung, ich weiß das schaltzeichen vom FET ist falsch und
>da mit der diode und dem elko ist wahrscheinlich ziemlich kraus =D
>ist die diode falschrum? an der falschen stelle? alles falsch?

Na ja das die Schaltzeichen nicht der Norm entsprechen ist mir egal habe 
hier schon schlimmere Zeichnung gesehen.


Diode , Widerstand und Elko sind schon an der Richtigen Stelle und auch 
richtig rum.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

FET / Bipolar  Source <> Emitter, Gate <> Basis, Drain <> Kollektor.

Deine Schaltung ist so ok.


Zum Thema Bipolar versus FET: Der bipolare Transistor ist 
stromgesteuert.
Du benötigst für einen Kollektorstrom einen Steuerstrom an der Basis der 
um die Stromverstärkung kleiner ist. Bei Leistungstransistoren ist die 
Stromverstärkung nicht sehr groß. Deshalb der Vorschlag von Helmut einen 
Darlingtontransistor zu nehmen. Dort sind in einem Gehäuse 2 
Transistoren verschaltet um eine hohe Stromverstärkung zu erreichen.

FETs sind spannunggesteuert. Es fließt ausser im Umschaltmoment kein 
Strom im Steuerkreis.

Da typische Gatespannungen zwischen 10 und 20V ( für Schaltbetrieb ) 
liegen passt das für deine Schaltung recht gut.

Es gibt viele Möglichkeiten ein Problem zu lösen. ( Das ist der Reiz an 
der Entwicklung )

Noch ein Tip: Der Transistor egal ob bipolar oder FET muß gekühlt 
werden.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Es gibt viele Möglichkeiten ein Problem zu lösen. ( Das ist der Reiz an
>der Entwicklung )

Gib ein Problem n Entwickler und du bekommst n+1 Loesungen. Oder viele 
Wege fuehren nach ROM

Autor: Lauralein (Gast)
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DANKE!!!

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