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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fliessrichtung mit Tansistoren ändern


Autor: Marius Wolf (Gast)
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Ich habe ein Problem mit einer einfachen Transistorschaltung... ok, ganz
so einfach ist es vielleicht nicht.

Ich moechte einen kleinen Gleichstrommotor ansteuern, der 9V benötigt,
soweit sogut, klappt auch mit einem Transistor als Verstaerker, am Pin
eines PIC. Jetzt moechte ich den Motor in die andere richtung drehen
lassen.... nur wie stelle ich das an?
ich moechte moeglichst wenigs pins meines PIC verwenden, und moeglichst
wenige Transistoren.... ich haenge nur schon am grundprinzip... ich
kriege keine schaltung gebacken, die nicht irgendwie einen Kurzschluss
ausloest... auch einschlaegige tutorials haben mir nicht
weitergeholfen, ebenso wie die suche bei Google.

vielen Dank,

Marius Wolf

Autor: Marius Wolf (Gast)
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sorry fuer den doppelpost, bitte einen loeschen

danke

Autor: Steff (Gast)
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Du brauchst dazu eine H-Bruecke. Sie besteht aus vier Transistoren!
Darunter wirds nicht gehn. Es gibt aber viele fertige IC die eine oder
mehrere intus haben.

Autor: Marius Wolf (boeserwolf)
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Danke, mit dem Begriff finde ich einen passenden Schaltplan, mit 4
Transistoren kann ich gerade noch leben.

Danke nochmal!

Autor: Jörn Bögeholz (Gast)
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Relais?
Du must ja die Polarität der Spannung ändern; nimm ein Relais, das
zwei Wechsler hat.
Die Ausgänge dann über Kreuz verbinden.
Dient dann nur dem Polaritätswechsel.

Autor: Jörn Bögeholz (Gast)
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Da war einer schneller...

Autor: Marius Wolf (boeserwolf)
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Ok, ich habe eine H-Bruecke zusammengebastelt, Schaltplan im Anhang. Ist
die so in ordnung oder muss ich da noch etwas beachten, wenn ich das an
einen PIC haengen moechte?

Autor: Christoph __ (chris)
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Ein paar Basis-Widerstände könnten nicht schaden.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Selbst mit Basiswiderständen wird die Schaltung nicht richtiger...

Es sollte doch nicht so schwer sein, irgendwo im Web eine halbwegs
vernüftige H-Brücke für kleine Leistungen zu finden?

Autor: Marius Wolf (boeserwolf)
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http://www.the-starbearer.de/Theorie/hBridge.htm

ich habe diese vorlage aus dem internet benutzt. wo ist denn der fehler
in meiner schaltung?

Autor: Netbandit (Gast)
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es gibt auch spezielle Treiber ICs welche soetwas realisieren, diese
werden gerne bei Casettenrecordern und Videorecordern eingesetzt. Einen
typen habe ich jetzt nicht parat, aber die sind über eine logigsteuerung
leicht anzusteuern.

Autor: Niels Huesken (monarch)
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keiner, lass dich nicht beirren.

Es ist nur so, das die 2n3055 einen sehr geringen
stromverstärungsfaktor (ich glaub, es sind nur 50 oder so) haben, falls
du die verwenden solltest. Dann bräuchtest du auf alle Fälle noch eine
Treiberstufe an der Basis der 2N-Pötte, wenn der Motor mehr als ~ 750mA
ziehen sollte.

Auch sehr wichtig ist ein Entstörkondensator paralell zum Motor (10nF).
Sonst wunderst du dich noch, das dein MC anscheinend "grundlos"
absemmelt.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Also, die Fehler sind:

1.) Wie gesagt, keine Basis-Strom-Begrenzung (Widerstände).
2.) Freilaufdioden fehlen.
3.) Die Motorspannung darf bei dieser H-Brücke nicht höher werden als
die High-Pegel an den Eingängen, also nix mit 9 Volt.
4.) Shot-Throught: Während des Umschaltens der Steuereingänge an der
H-Brücke leiten beide Transistoren; es entsteht ein Kurzschluss.
5.) Sind die Ausgänge des angeschlossenen Mikrocontrollers hochohmig,
z.B. während des Einschaltens oder während einem Reset, leiten alle
vier Transistoren; es entsteht ein Kurzschluss.

Das waren glaube ich die wichtigsten Fehler. Habe ich welche
vergessen?

Die vier Transitoren sind nur das Prinzip. Es muss aber noch die
ganze Elektronik ringsrum dazu!

Wenn Du mir sagst, welche Transistoren Du da hast, welche Dioden,
Widerstände, welche Daten der Motor hat, und ich nachher noch Lust
habe, zeichne ich Dir eine H-Brücke...

Autor: Unbekannter (Gast)
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Ach ja, und lege Dich bitte auf ein Spannungsbereich für die H-Brücke
fest, besonders auch eine Mindestspannung. Davon hängt es ab, wie
kompliziert das ganze wird.

Und noch etwas: Nenn' mir bitte einen guten Grund, warum ich Dir
helfen soll. ;-)

Autor: Unbekannter (Gast)
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Und die Ausgangsspannung an Deinem Mikrocontroller, also ob 5 Volt oder
niedriger.

Autor: Spirit (Gast)
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@ Marius:
Dein Schaltung ist schon richtig abgezeichnet, nur hast du die Basen
der Transistoren falsch zusammengefasst!

Die Basen der rechten beiden Transis gehören zusammengefasst und dann
ebenfalls die Basen der linken Transis.

Dann hast du, wenn du 2 Ausgänge am µC verwendest folgendes Muster:

0 1 = 1. Drehrichtung
1 0 = 2. Drehrichtung
0 0 = Stop
1 1 = Stop

Überleg dir mal, was mit deiner Schaltung passier, wenn du die ersten
beiden Muster an die Eingänge legst. Dann hast du einen wunderschönen
Kurzschluss auf GND und deine Transistoren verabschieden sich.

Wenn du größere Motoren schalten willst, würde ich dir noch 4
Schottky-Dioden parallel zu den Tranistoren empfehlen.

Autor: Marius Wolf (boeserwolf)
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Oh, ok, ich muss also einiges nochmal ueberdenken

1.) Wie gesagt, keine Basis-Strom-Begrenzung (Widerstände).

>die krieg ich noch alleine hin ;)

2.) Freilaufdioden fehlen.

>gut zu wissen dass ich die brauche, hab ich nur mit relais in
verbindung gebracht

3.) Die Motorspannung darf bei dieser H-Brücke nicht höher werden als
die High-Pegel an den Eingängen, also nix mit 9 Volt.

>wie kann ich das aendern?

4.) Shot-Throught: Während des Umschaltens der Steuereingänge an der
H-Brücke leiten beide Transistoren; es entsteht ein Kurzschluss.

>dem beuge ich in der software vor, ich verzoegere dass solange wie
noetig

5.) Sind die Ausgänge des angeschlossenen Mikrocontrollers hochohmig,
z.B. während des Einschaltens oder während einem Reset, leiten alle
vier Transistoren; es entsteht ein Kurzschluss.

>weiss ich nicht wie das ist, muss ich im datenblatt mal nachlesen (pic
16F84)

Ach ja, und lege Dich bitte auf ein Spannungsbereich für die H-Brücke
fest, besonders auch eine Mindestspannung. Davon hängt es ab, wie
kompliziert das ganze wird.

>der motor laeuft ab ca.6V bis ca. 11V... 9waehren halt ideal...

Und noch etwas: Nenn' mir bitte einen guten Grund, warum ich Dir
helfen soll. ;-)

>die jugend muss gefoerdert werden/eine gute tat am tag? ;)
gute gruende hab ich keine, hoechstens dass ich nicht alles kaputt
machen will ;-)

Und die Ausgangsspannung an Deinem Mikrocontroller, also ob 5 Volt
oder
niedriger.
>ist 5 Volt

danke fuer die bisherige hilfe, ich haette fast gedacht es waehre
einfach- aber man lernt staendig was neues dazu

Autor: Spirit (Gast)
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Ach ja, die Kurzschlussgefahren, wie sie schon beschrieben worden sind,
hast du nach der Umverdrahtung der Basen auch nicht mehr!

Gruß

Autor: A.K. (Gast)
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@Spirit: "Die Basen der rechten beiden Transis gehören
zusammengefasst"

Einfach so? Bei N/P-Kanal MOSFETs mag das zumindest dem Prinzip nach
noch gehen, bei bipolaren Transistoren gibt's dann simpel gesagt einen
Kurzschluss über die verbundenen Basisanschlüsse.

Autor: Arno H. (Gast)
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In einer H-Brücke sind die diagonal gegenüberliegenden Transistoren für
eine Drehrichtung leitend. Bei dieser Schaltung ist der linke untere
Transistor gesperrt, wenn der rechte obere leitet. Bei
Gegentaktansteuerung ist dann die rechte Seite kurzgeschlossen, weil
der rechte untere Transistor leitet und der links oben sperrt.
Feuerwerk!
Und wie weiter oben schon erwähnt, kannst Du die gesamte Ansteuerung
auf ein IC packen (L293 oder L298 zum Beispiel).
Arno

Autor: Spirit (Gast)
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@A.K.:
Es sind ja noch die angesprochenen Basiswiderstände von Nöten, ich hab
aber wirklich keine Lust, die Auflistung meiner Vorgänger nochmal zu
wiederholen.

Es sollte jedem Klar sein, dass es eine Prinzipschaltung ist oder ?

Wie es Arno beschreibt, ist es 100%ig richtig. Mein Lösungsvorschlag
bezog sich jetzt nur auf die vorhandene Schaltung..

Wer die Brücke noch etwas edler machen möchte, kann sich den Link mal
ansehen: http://s-huehn.de/elektronik/fahrtregler/fahrtregler.htm

Kennt aber wahrscheinlich schon fast jeder ;)

Autor: Unbekannter (Gast)
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Gut. Jugend muss wirklich gefördert werden. Deine H-Brücke ist in
Arbeit. Bitte noch ca. 15 Minuten Geduld, ich muss noch die Widerstände
ausrechnen...

Wie alt bist Du?

Autor: Marius Wolf (boeserwolf)
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bin 19 und ein quereinsteiger in die elektronik, habe bisher nur mit
VB/Delphi/C/C++ Software entwickelt... wollte jetzt in die
Hardwareentwicklung einsteigen, das dauernde programmieren ist zu
trocken ;)

und vielen dank, dass du dir so viel zeit nimmst
das gilt auch fuer alle anderen, die hier ihr wissen anbringen, vielen
dank!!

Autor: Unbekannter (Gast)
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So, hat 10 Minuten länger gedauert. Mit 19 bist Du aber keine "Jugend"
mehr...

Die Transistoren Q1, Q2 und Q5, Q6 musst Du bei einem mittleren bis
größeren Motor durch stärkere ersetzen. Die eigenzeichneten
Transistoren verkraften maximal 100 mA. Die Transistoren Q3 und Q4
brauchst Du nicht anpassen.

Daten dieser H-Brücke:

- Motoreingangsspannung: Mindestens 2 Volt, maximal sinnvoll so 20 bis
20 Volt.

- Maximaler Motorstrom 100 mA. Wird mehr benötigt, andere Transitoren
einbauen.

- Die Pegel an den H-Brücken-Eingängen müssen 5 Volt betragen. Für den
Betrieb mit 3,3 Volt sind R9 und R10 durch 1 Kiloohm Widerstände zu
ersetzen.

- Niemals beide Eingänge gleichzeitig auf High legen, sonst
kurzschluss. Evtl. Schutzschaltung vorsehen.

- Die Schaltung ist auf universelen Eingangsspannungsbereich und
leichter Austauschbarkeit der Transistoren optimiert, darum so viele
Widerstände.

Viel Spaß damit!

Autor: Marius Wolf (boeserwolf)
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WOW, danke, da hab ich ja so gut wie keine eigenarbeit mehr zu leisten,
vielen vielen dank!!!

das sind zwar eine menge bauteile mehr als ich gedacht haette, aber so
funktioniert es auf jeden fall!
danke nochmal

PS:
wo hoert denn die jugend auf? ich fuehl mich noch ziemlich jung ;)

Autor: Jadeclaw (Gast)
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Die 5$ - H-Bridge:
http://www.mcmanis.com/chuck/robotics/tutorial/h-b...
Durch die Optokoppler ist die Spannung an der Brücke für den Controller
egal.
Das komplette Papier:
http://www.mcmanis.com/chuck/robotics/tutorial/h-b...

Und wer wenig denken will, kann ja mal bei Maxim vorbeischauen:
http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1487
Applikation:
http://www.robotroom.com/HBridge.html

Enjoy!

Gruss
Jadeclaw.

Autor: Spirit (Gast)
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@ unbekannter: welches Prog nimmst zum createn deiner Schaltpläne?

Autor: Jordan (Gast)
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@Spirit
Das ist LTSpice. Gibt es kostenlos bei http://www.linear.com/

Autor: Unbekannter (Gast)
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@Spirit:

Zum "createn" von Schaltplänen verwende ich das "Prog" LTSpice
(auch SwitcherCAD-III genannt). Damit kann man die Schaltungen auch
gleich ordentliche simulieren, denn LTSpice, wie schon der Name
vermuten lässt, ist ein komplettes Spice-System.

Autor: Marko (Gast)
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Es geht auch einfacher.

Zur Pegelanpassung eine Transitorstufe oder einen Optokoppler davor.

Autor: Marko (Gast)
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Natürlich noch die Massen der Relais mit GND verbinden.

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