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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik mit DC Spannung DC Spannung steuern (DC-E-Motor steuern)


Autor: And (Gast)
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Hallo liebe Leute,
ich haette eine kleine Frage :)

Ich muss einen DC-E-Motor steuern. Mit einem regelbaren Netzteil geht 
das natuerlich einfach:
Hohe Spannung -> hohe Drehzahl und umgekehrt und inverse Spannung heisst 
das Ganze rueckwaerts. Das wisst ihr ja alle :)

Jetzt ist mein Problem, dass die Aufgabe (vorwaerts, rueckwaerts, 
verschiedene Geschwindigkeiten) mit einer D/A Messkarte von NI geloesst 
werden muss, damit der Motor mit Labview automatisiert steuerbar wird.

Ich kann also vom Computer eine Spannung ausgeben lassen zwischen z.B. 
-5 und + 5 Volt (allerdings natuerlich mit nahezu keinem Stromfluss, 
also nicht geeignet fuer den direkten Betrieb des Motors) und wuerde 
diese Spannung gerne umsetzen in die eigentliche Spannung die den Motor 
betreibt.
Geht das mit Transistoren? Und wenn ja wie ?

Die andere Variante waere, zwei der digitale Outputs (einen fuer 
vorwaerts, einen fuer rueckwaerts) von der Messkarte zu verwenden und 
auf die Moeglichkeit der Geschwindigkeitssteuerung zu verzichten.
Also 'EINS' am digitalen Output Nr.1 : Vorwaerts drehen, solang bis kein 
Signal mehr anliegt (also Zustand 'NULL').
Output Nr.2 sollte dann Selbiges fuer rueckwaerts drehen uebernehmen.

Konkret wuerde mich interessieren, welche von den beiden Moeglichkeiten 
einfach umzusetzen ist (bzw. ob der Unterschied bzgl. Bauteilkosetn und 
Aufwand signifikant ist) und wie genau ich die sache denn Umsetzen 
muesste (ein Link zu einer Schaltung oder zu einem bereits diskutierten 
Ergebnis waere genial :)).
Ihr entnehmt meiner Ausfuehrung sicherlich, dass ich nicht viel Ahnung 
von der Materie habe. Aber mich interessiert sowas sehr merke ich immer 
wieder. Ich haette wohl doch evtl. Etechnik studieren sollen :)

Vielen Dank schonmal fuer eure Hilfe
And

Autor: avr (Gast)
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Du solltest noch die Daten vom Motor verraten ;)

avr

Autor: And (Gast)
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oh? Hm, naja ein 12 V DC Motor ist das halt. Viel Leistung wird nicht 
gebraucht, es geht nur darum einen (normalerweise per Hand gedrehtem) 
Stelltrafo ein bisschen zu drehen. Ist der genaue Stromfluss wichtig? 
Ich sag mal 2 Ampere max.

Ich koennte es auch mit einem AC Motor machen, da liegen hier deutlich 
mehr rum. Aber ich dachte halt des es mit einem DC leichter gehen 
wuerde.

Autor: avr (Gast)
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Wenn deine 2A stimmen und du +- 15..18 Volt hast wäre ein
Leistungs-OPV möglich, Verstärkung auf 2,5 eingestellt.

z.B. der L165 kann 3A und ist (theoretisch) kurzschlußfest.

http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/1317.pdf

Noch gut kühlen und fertig.

AVR

Autor: And (Gast)
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Danke fuer den Tipp!! Hoert sich cool an. Die Verstaerkung leg ich also 
ueber die Wahl von R1 und R2 fest, also z.B. R2 = 250 Ohm und R1 = 100 
Ohm fuer Gain von 2.5?
Damit wird dann die Eingangsspannung mit dem Faktor verstaerkt und das 
Ding liefert bis zu 3 Ampere, so wie ich es verstehe.

3 Fragen werden da bei mir aufgeworfen auf den ersten Blick:
Hm, eine negative Spannung wird auch negativ verstaerkt, also ist danach 
noch negativ?

Warum sind Dioden in der Schaltung von Figure 1 ?

Und ja, des mit den +-18V...heisst das ich brauch ein 36 V Netzteil?

Autor: avr (Gast)
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And schrieb:
> Hm, eine negative Spannung wird auch negativ verstaerkt, also ist danach
>
> noch negativ?
>
Die Verstärkung ist immer >=1 aber -2 V * Verstärkung 2.5 ergibt -5 V.
Das Vorzeichen bringt die Spannung mit.
>
> Warum sind Dioden in der Schaltung von Figure 1 ?
>
Die schützen den OPV, Spannungen über VCC oder unter VSS am Ausgang
werden abgeleitet.
>
> Und ja, des mit den +-18V...heisst das ich brauch ein 36 V Netzteil?

Nein! Der OPV braucht als VCC (damit du deine 12 V erreichst)
15..18 V und als VSS -15..18 V.

Also eine symetrische Spannungsversorgung

http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsquelle#Asymm...

Für den OPV mal hier weitere Infos:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Operations...

Deine Widerstände sind sehr klein. Besser R2 22kOhm und
R1 15 kOhm, ergibt eine Verstärkung von 2,47 (5V -> 12.35V).

avr

Autor: Gerry (Gast)
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Wie schnell ist denn Deine D/A Karte?
Wenn sie schnell genug ist (20kHz sollten reichen), erzeuge ein PWM 
Signal zur Geschwindigkeitssteuerung und gib es auf die eine Seite einer 
Vollbrücke. Mit einem 2. Signal an der zweiten Seite kannst dann die 
Richtung umschalten. Der Motor hängt logischerweise zwischen den beiden 
Brückenzweigen.

Passende Vollbrücken: L6202, L298 ...

Gerry

Autor: And (Gast)
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Ah, das mit dieser Vollbruecke waere also eine 2. Variante.
Den Link zu den OPV Grundlagen lese ich mir zuhause mal durch. Danke 
dafuer.

Ich halte kurz fest:

a) Einen Leistungs-OPV Verwenden. Symmetrische Spannungsquelle und 2 
Widerstaende die nicht zu niedrig sein duerfen (?) und ein paar Dioden 
und Kondensatoren und es sollte funktionieren.

b) PWM und eine Vollbruecke verwenden (ich plapper nur nach, habe nicht 
soviel bis keine Ahnung wie man eine Pulsweitenmodulation umsetzt :D ). 
Wikipedia sagt, dass man bei einem Taktsignal gleicher Frequenz die 
Laenge des Taktes moduliert um etwas zu steuern. Hoert sich auf jeden 
Fall interessant an.
Die PCI-Karte, die ich habe ist eine NI PCI 6024E mit 200kS/s, also 
200kHz.
Das hier ist ein Datenblatt zu dem von dir genanntem L6202 (Powerdip 
12+3+3 heisst des da)
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroe...

Fuer diese Variante mit einem L6202 braeuchte ich eine 42 V
Spannungsquelle und ansonsten ueberhaupt nichts?

Wie muss aber das ausgegebene, in der Pulsweite modellierte Signal 
ausschauen um z.B. eine Spannung von +7 V auszugeben. Bzw. eine von -7 
V?
Wobei du ja gesagt, hast fuer die andere Richtung soll ich den OUT2 
verwenden. Also schliesse ich Out 2 und Out 1 am Motor am selben 
Anschluss und Ground am anderen an?
Wie auch immer, irgendwie finde ich da nichts dazu auf dem Datenblatt.

Sorry fuer mein planloses Auftreten.

Autor: Gerry (Gast)
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Also nochmals zur Vollbrücke mit L6202:

Motor+ geht an OUT1, Motor- geht an OUT2.
TTL PWM Signal geht an IN1, TTL Richtungssignal geht an IN2.
Versorgungsspannung 12V da Dein Motor wohl ein 12V typ ist.

PWM Signal am IN1: 0-5V Digitalsignal. bei 50% Tastverhältnis fährt der 
Motor mit etwa halber Drehzahl.

Richtungssignal am IN2: bei 0V dreht Motor in eine Richtung, bei 5V 
dreht der Motor in die andere Richtung.

Enable Eingang am L6202: Hier kannst Du mit 5V den Motor ein und 
ausschalten ohne die beiden Ansteuersignale verändern zu müssen.

Was Du braucht: L6202, die beiden vorgeschlagenen C an OUT1 und OUT2, 
12V Versorgungsspannung, PWM Signal (5V) und Richtungssignal (5V) von 
Deiner D/A Karte.

Suche mal hier auf uC nach Vollbrücke (auch H-Brücke genannt) und 
versuche sie zu verstehen, gibt schon viele Artikel darüber.

Gerry

Autor: Gerry (Gast)
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Hab grad noch gesehen dass Du max 2A brauchst. Der L6202 kann nur 1.5A, 
nimm stattdessen den L6203. Der kann 4A und funktioniert gleich, hat nur 
ein anderes Gehäuse.

Gerry

Autor: And (Gast)
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Vielen herzlichen Dank, Gerry! :)
Das war sehr verstaendlich denk ich.

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