Hallo Leute Ich habe mir auf der Basis eines 4001 mit 4 NOR Gattern eine PWM Schaltung gebaut, mit der ich mittels Schalter S1 zwei Positionen eines analogen Modellbauservos anfahren kann. Die Frequenz liegt bei 50~Hz. Die zwei Positionen können über zwei Trimmer eingestellt werden. Das Problem ist, dass während dem Anfahren der Positionen ein sehr wildes Servozittern zu beobachten ist, das Servo schlägt aus wie ein Pferdchen bevor es nach wenigen Sekunden in der Endposition ist, und nur noch Ruhestrom zieht. Im DSO kann ich beobachten, dass die PWM Signale an sich 'sauber' sind, ABER, während dem Anfahren sind grosse Peaks im Signal vorhanden, die wohl vom Kollektor Feuer des Servos selbst kommen. Mit einem grossen C am Eingang konnte ich das Feuer grösstenteils eliminieren, leider nicht vollständig. Sonst noch jemand Ideen? Ein RC Glied über'n Kollektor? Wie dimensionieren? Das sollte doch schon im Servo vorhanden sein? Beilagen: Schaltplan. Danke, Philipp
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Wenn die Steuerung mit der gleichen Batterie versorgt wird, wie der Motor, empfiehlt sich dringend der Einsatz eines Spannungsreglers. Ich würde einen 3,3V Regler verwenden, das reicht dem Servo als Steuersignal aus.
Die Versorgungsspannung kommt aus dem Labornetzteil, daran sollte es ja nicht liegen. Laut DSO ist Versorung absolut 'gradlinig'.
Wenn Du nur beim Anfahren probleme hast, liegt die Vermutung nahe, dass der hohe Anlauftstrom des Motors die Versorgungsspannung stört. Auch wenn Dein Oszilloskop das nicht anzeigt. Deine Timer-Schaltung reagiert extrem empfindlich auf Störungen in der Versorgungsspannung, da der Ladezustand von C3 mit der Schaltschelle des CD4001 (etwa 1/2 von der Versorgungsspannung) verglichen wird. Ich hätte da eher einen Schmitt-trigger eingesetzt. Dann läuft es wegen der Hysterese sicher auch etwas stabiler, aber du brauchst trotzdem eine Stabile Peak-freie Spannungsversorgung. Schalte mal in Reihe zu +Uv einen (ungefähr) 33 Ohm Widerstand und vergrößere den 10µF Kondensator auf (ungefähr) 100µF und schalte noch einen 100nF parallel dazu. Mit etwas Glück reicht das schon.
stefan us schrieb: > Ich hätte da eher einen Schmitt-trigger eingesetzt. Oder ein Doppelmonoflop 4538. Gruss Harald
stefan us schrieb: > Deine Timer-Schaltung reagiert extrem empfindlich auf Störungen in der > Versorgungsspannung, da der Ladezustand von C3 mit der Schaltschelle des > CD4001 (etwa 1/2 von der Versorgungsspannung) verglichen wird. Die wichtigste Eigenschaft eines Monoflops ist, aus kurzen Störungen lange zu machen. Deswegen waren sie früher in Digitalschaltungen "verboten MfG Klaus
stefan us schrieb: > Wenn Du nur beim Anfahren probleme hast, liegt die Vermutung nahe, dass > der hohe Anlauftstrom des Motors die Versorgungsspannung stört. Auch > wenn Dein Oszilloskop das nicht anzeigt. > > Deine Timer-Schaltung reagiert extrem empfindlich auf Störungen in der > Versorgungsspannung, da der Ladezustand von C3 mit der Schaltschelle des > CD4001 (etwa 1/2 von der Versorgungsspannung) verglichen wird. > > Ich hätte da eher einen Schmitt-trigger eingesetzt. Dann läuft es wegen > der Hysterese sicher auch etwas stabiler, aber du brauchst trotzdem eine > Stabile Peak-freie Spannungsversorgung. > > Schalte mal in Reihe zu +Uv einen (ungefähr) 33 Ohm Widerstand und > vergrößere den 10µF Kondensator auf (ungefähr) 100µF und schalte noch > einen 100nF parallel dazu. Mit etwas Glück reicht das schon. Hallo Stefan Das Servo zieht maximal unter Last 350mA, das Labornetzteil geht bis 6A. Solange ich den Strom am Netzteil nicht unter 400mA begrenze konnte ich keinen negativen Effekt feststellen. Ich habe am Eingangn ein C von 100uF parallel geschaltet, der hat schon viel gebracht. In wie fern könnte der 33R Widerstand mir helfen, bei 6V und 0.35 A muss ja der auch mindestens seine 2 Watt abkönnen. Aber ich versuch's mal danke. Mir ist nur nicht ganz klar, warum so ein billigens China Motörchen die Versorungsspannung meines Labornetzteils stören kann, sonst müsste ich das auf dem DSO ja sehen. Gruss, Philipp
> In wie fern könnte der 33R Widerstand mir helfen, bei 6V und 0.35 A > muss ja der auch mindestens seine 2 Watt abkönnen. Der Widerstand und der Kondensator soll nur die Versorgungsspannung des IC stabilisieren. Beide zusammen bilden einen Tiefpass. Das IC braucht vermutlich weniger als 1mA. Der Motor soll direkt ans Netzteil. Störungen vom Motor erreichen das IC nicht mehr, weil der 33 Ohm Widerstand zusammen mit dem 100µF Kondensator einen Tiefpass bilden. Das das labornetzteil 6A liefern kann, nützt in diesem Fall nichts. Störungen, die Motoren "aussenden, kann es möglicherweise nicht kompensieren. Die meisten Labornetzteile sind auch nicht imstande, Überspannungen "runter" zu ziehen. Wenn Du z.B. eine 6V Batterie an den Ausgang anschließt, und das Poti auf 3V dreht, kommen trotzdem 6V raus (wegen der Batterie). Weiterhin bedenke, dass Kabel einen gewissen Innenwiderstand und eine Induktion haben:
1 | R L |
2 | Netzteil o---[===]---XXXX------Motor---o GND |
Der Motor erzeugt hochfrequente Störungen auf der Spannungsversorgung, die das Netzteil im Idealfall nur teilweise unterdrücken kann, weil wegen R und L nur ein teil der Störspannung bis zum Netzteil vordringt. Dein CMOS IC befindet sich aber am anderen Ende der Leitung, da wo der Motor ist. Es bekommt die Störung in voller höhe ab. Es sei denn, du baust einen Tiefpass ein, oder einen Spannunsgregler, was besser wäre.
1 | R L |
2 | Netzteil o---[===]---XXXX---+---Motor---o GND |
3 | | |
4 | |~| |
5 | 33 Ohm |_| |
6 | | |
7 | +---o VCC für's IC |
8 | | |
9 | 100µF === |
10 | | |
11 | GND |
Über den 33 Ohm Widerstand soll nur der Strom des Taktgebers laufen, nicht der Motorstrom.
:
Bearbeitet durch User
> Mir ist nur nicht ganz klar, warum so ein billigens China Motörchen > die Versorungsspannung meines Labornetzteils > stören kann, sonst müsste ich das auf dem DSO ja sehen. Weil DC Motoren bauart bedingt HF Störungen erzeugen. Je billiger, um so mehr, nämlich weil keine Gegenmaßnahmen im Motor integriert sind. Das Oszilloskop wird sie anzeigen. Du must es auf AC stellen und den Trigger so einstellen, dass er schon bei geringer Spannung auslöst (z.B. bei 50mV) und nur dann, also nciht feilaufend ist. Vermutlich siehst Du zur Zeit auf eine schöne gerade Linie mit 6V, weil der Trigger nicht durch die Störungen ausgelöst wird, sondern in Regelmäßigen Intervallen durch den Freilauf-Timer im Oszilloskop. Die Störungen treten mit hoher Warscheinlichkeit immer in den Momenten auf, wo das gerät gerade nicht misst. Bedenke, dass die Pausen zwischen den Messungen bei schneller Abtastung viel größer sind, als die Messung selbst dauert. Da verpasst Du 99% der Ereignisse.
Noch eine Frage, Leute. Wie kann ich am besten HF Störungen von DC Motoren sichtbar machen? Mit einem Spectrum Analyzer? Ich frag' das nur weil grad Ende Jahr ist. Und so einmal im Jahr gönne ich mir etwas Teureres für meine Hobby Werkstatt. Da käme der SA grad gelegen.
Und denk dran, dass zur Versorgungsspannung auch die Masse dazu gehört. Wenn nämlich der Motorstrom über die gleiche Masseverbindung wie der Versorgungsstrom Deiner Gatter fliesst kann das die Ursache sein. gk
@gk: Die Masse muss ja gemeinsam sein, die ist ja sowieso im Servo parallel, für's Signal und für den Motor. @Stefan/all: Ich habe gestern die Logik an einem 2940 gehängt, damit funktioniert das Servo einwandfrei. Ich habe aber dennoch eine Frage, rein interessehalber: Wenn ich von Hand am Servo drehe, und das Gegendrehmoment vom Servo die Position zu halten versucht, kann ich im DSO sehr deutlich Spitzen im Signal erkennen. Teilweise sind die bis 1V hoch, also die Störsignale vom DC Motor. Wie könnte ich diese Spitzen gänzlich eliminieren? Ich habe am Eingang des Spannungsreglers eine Supressordiode gegen Überspannung, einen C von 100uF, dann der Spannungsregler, dahinter einen Elko von 47uH und eine Folien C von 10nF - also genug um zu glätten, dennoch sind die Spitzen da. Würde eine Diode als Ripple Rejection zwischen GND und ADJ vom Regler helfen? Oder eine Gleichrichterdiode in die GND Leitung zum Motor? Dann würde ja zumindest auf diesem Potential nichts zurückkommen, verlier' ich halt 0.7V. Gruss, Philipp
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Bearbeitet durch User
Markus Huber schrieb: > @gk: Die Masse muss ja gemeinsam sein, die ist ja sowieso im Servo > parallel, für's Signal und für den Motor. Genau das ist aber nicht gut. Störungsfreier wäre wenn Masse und Plus von Logik und Servo getrennt zur Batterie oder Netzteil geführt sind. Die Störungen die du jetzt noch siehst bringst du am ehesten mit einen Elko und Kondensator direkt beim Servo in den Griff.
Wenn ich am Servo die Masse auftrenne, bedeutet das einen Eingriff in's Servo. Die kommerzielle Industrie bekommt das auch irgendwie dreipolig hin. Daher interessiert es mich, wie ich die Schaltung besser hinbekomme, ohne Eingriffe am Servo vorzunehmen. Sonst könnte ich ja gleich zwei Akkus nehmen und gut ist.
Markus Huber schrieb: > Wenn ich am Servo die Masse auftrenne, bedeutet das einen Eingriff in's > Servo. Du sollst ja nicht am Servo die Masse auftrennen sondern die Stromversorgung des Servo getrennt von der Logik zur Batterie führen.
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