Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motoransteuerung mit MC


von A. B. (developer_x)


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Sehr geehrtes Forum,
ich habe mir eine Seilwinde gebastelt, an der ein Motor des Typs
Igarashi 2025-02 angebracht ist und würde jetzt gerne eine 
Steuerungsschaltung dafür entwickeln und schließlich mit einem 
MicroController ansteuern.

Dazu will ich also eine H Brücke bauen.
Das Problem:
Der Motor wird zwischen 9 und 12 V betrieben (von einem Netzteil).

Mein MC soll mit 3 bis 5 V angesteuert werden.

Ich bin kein Fachmann sondern reiner Hobbyinformatiker, und noch weniger 
ein Elektroniker. Bisher hatte ich es nie mit Motoren zu tun oder 
Spannungen größer gleich 5V. Daher wollte ich fragen, ob mir jemand 
sagen kann, welche Transistoren bzw. MOSFETs ich benutzen kann / soll 
und wie ich das mit einem MC verbinden soll.

Ziel ist es :
Motor mit 9 bis 12 V anzusteuern (an und aus), mit Hilfe eines MCs der 
eine 5 V Spannung und einen Strom von z.B. 20 mA dafür aufwenden kann.

Könntet ihr mir da bitte ein paar Tipps geben?

Danke,
m.f.G.: Developer_X

von Stefan (Gast)


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Also eigendlich müsstest du beim Googlen schneller ergebnise finden, als 
was du an zeit für den Forum Beitrag verwendet hast.

Fang an besten an die Schaltung auf ein Steckbrett zu Montieren, wie du 
den Tranistor oder Mosfet an den MC anschließt findest man im Netz 
eigendlich schnell, einfach mal googlen "Transistor an Atmega 
anschließen" z.b

von Falk B. (falk)


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@ K. R. (developer_x)

>ich habe mir eine Seilwinde gebastelt, an der ein Motor des Typs

Ein kleines Modell? Oder was großes?

>Motor mit 9 bis 12 V anzusteuern (an und aus), mit Hilfe eines MCs der
>eine 5 V Spannung und einen Strom von z.B. 20 mA dafür aufwenden kann.

Ist ja niedlich.

>Könntet ihr mir da bitte ein paar Tipps geben?

H-Brücken Übersicht, z.B. L6202
Motoransteuerung mit PWM

von A. B. (developer_x)


Angehängte Dateien:

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So, ich habe mal gezeichnet, was ich bisher geschaltet habe
(ich will noch keine H-Brücke, sondern nur eine Ansteuerung in eine 
Richtung, das reicht mir bisher)

Sry für die schlechte Qualität des Schaltplans, aber ich habe momentan 
kein Ordentliches Programm.

Das seltsame ist:
Wenn ich 3V an den Transistor anlege, dann kann ich eine Spannung (die 
gewünschten 9V) an den Anschlüssen messen, die an den Motor angelegt 
werden sollte.

Das Problem: Wenn ich den Motor anschließe, dann dreht er sich nicht, 
wenn ich eine normale LED an diese 9V anschließe, dann brennt die nicht 
durch, sondern ganz normal.

Irgendwie scheint es eine Art Strombremse zu geben. Nicht vergessen: GND 
und VCC stammen von einem Netzteil, die 3V von einer Batterie, und die 
GND der Batterie ist mit der GND von dem Netzteil verbunden.

Ich bin noch ein ziemlicher Elektronikanfänger, und wollte mich 
erkundigen, woran denn dies liegt.

Nur zur Erinnerung, der Motor ist vom Typ Igarashi 2025-02,
der Transistor vom Typ BC5468.

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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K. R. schrieb:

> Nur zur Erinnerung, der Motor ist vom Typ Igarashi 2025-02,
> der Transistor vom Typ BC5468.

Was ist ein BC5468 ?
Oder meintest du einen BC546?
Ein BC546 kann gerade mal 100mA handhaben. Damit kannst du dein Birnchen 
leuchten lassen, aber ein gestandener Motor wird sich davon 
unbeeindruckt zeigen.

von MaWin (Gast)


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K. R. schrieb:
> Ziel ist es : Motor mit 9 bis 12 V anzusteuern (an und aus),

Wahrscheinlich vor- und rückwärts.

Du bist sicher der allererste, der so etwas mit einem starken Motor 
machen will, also musst du alles neu erfinden. Oder köönnte es sein, daß 
du es bloss so machen musst, wie Millionen anderer Leute vor dir ?

Dann gibt es nur einen wichtigen Wert: Die Stromaufnahme des Motor, und 
zwar den Blockierstrom = Anlaufstrom = Betriebsspannung/Innenwiderstand, 
denn dieser Strom fliesst durch die Elektronik, wenn man den Motor 
einschaltet, und hält die Elektronik den nicht aus, geht sie 
unverzüglich kaputt.

Seilwinde, da rate ich mal 50A. Miss es aber besser aus. Nein, ein BC547 
hält keine 50A aus.

Da du nicht die Geschwindigkeit regeln willst, schlage ich 2 Relais vor, 
ein für die Richtung und eines zum Einschalten, aus dem 
Automobilbereich.

http://www.ebay.de/itm/Kfz-Relais-Arbeitsstrom-Relais-Wechsler-Hochstrom-12V-50A-Set-2-mit-5-Steckern-/121310664697?pt=DE_Autoteile&hash=item1c3eadd7f9

Die kannst du dann mit einem BC547 oder besser BC338 ansteuern wie hier 
gezeigt
http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

von Karl H. (kbuchegg)


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MaWin schrieb:

> Seilwinde, da rate ich mal 50A.

Ich denke, es ist Modellbau.
Der Motor, den er angegeben hat, hat rund 280mA Nennstrom bei 12V.

http://www.conrad.at/ce/de/product/244414/Motraxx-Igarashi-Motor-mit-3teiligem-Anker-12-VDC-Leerlaufdrehzahl-244414

Der BC546 ist trotzdem grenzwertig.

: Bearbeitet durch User
von A. B. (developer_x)


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Es ist keine Seilwinde in diesem Sinne, sondern eine Stange, an der ein 
Papierplakat größe Din A3 befestigt ist.
(mir ist klar, dass ich bei einer wirklich großen Seilwinde Fertigteile 
kaufen sollte)

Der Motor soll nur das Plakat ausrollen, oder wieder einrollen.

Ihr denkt in viel zu großen Dimensionen.
Der Motor ist auf folgender Website vorgestellt:

http://www.voelkner.de/products/116766/Dc-Kleinstmotor-2025-02.html
Ø-Stromaufnahme:   0.244 A
Nennspannung:           12 V/DC
Und nur damit ihr wisst um welchen Motor es sich handelt, falls jemand 
den kennt, es ist der Motor des ASURO Roboters.

Der Transistor BC5468 (ja der heißt wirklich so)
wird auf folgender Seite beschrieben:
http://www.digchip.com/datasheets/parts/datasheet/176/BC5468-pdf.php

Der Transistor kann schon den Strom aushalten, außerdem betreibe ich das 
ganze nicht mit 12 V sondern mit 9 V
(der ASURO z.B. hat das auch nur mit 3-4 V gemacht).

Aufgrund der neuen Daten, bitte ich euch ein Urteil zu fällen, bzw. 
Tipps
wie ich jetzt mit meinem Problem weiterkomme.

Danke,
m.f.G.: Developer_X

von Karl H. (kbuchegg)


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K. R. schrieb:

> Der Transistor BC5468 (ja der heißt wirklich so)
> wird auf folgender Seite beschrieben:
> http://www.digchip.com/datasheets/parts/datasheet/176/BC5468-pdf.php


Dann schau mal in dsas von dir verlinkte Datenblatt rein.
Einen BC5468 gibt es nicht. Es gibt BC546, BC547, BC548. Also eine 
'Familie' von Transistoren. Darum steht am Datenblatt auch die 
Überschrift "BC546 thru BC548"

> Der Transistor kann schon den Strom aushalten

Nö. 100mA, dann ist Schluss. Und mit 100mA ist der schon am Limit. 
Kurzzeitig darf man bis 200mA hoch gehen. Aber auf kurzzeitig würde ich 
bei Motoren nicht setzen.

> Ihr denkt in viel zu großen Dimensionen.
Wir denken in den Dimensionen, die du in deinen Postings vorgibst. Wenn 
du von einer Seilwinde sprichst, denn denke ich an so ein Ding an der 
vorderen Stossstange eines Geländeautos oder so ein Ding, dass auf einem 
Segelflugplatz steht und Segelflieger hochzieht.

: Bearbeitet durch User
von A. B. (developer_x)


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Wenn ich nun einen NPN Transistor kaufen würde,
der 300 mA aushält, würde er bei meiner Anwendung
keine Probleme verursachen, wenn ich diesen so verschalte
wie im Schaltbild angegeben?

Z.B. Diesen:
http://www.conrad.de/ce/de/product/156003/Transistor-bipolar-Diotec-MPSA42-NPN-Gehaeuseart-TO-92-IC-500-mA-Emitter-Sperrspannung-UCEO-300-V?ref=searchDetail

Oder gäbe es dann immer noch ein Problem?

von Karl H. (kbuchegg)


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K. R. schrieb:

> (der ASURO z.B. hat das auch nur mit 3-4 V gemacht).

Wenn du den Asuro kennst, was hindert dich dann daran, dessen H-Brücke 
einfach zu übernehmen?

Und nein. Der hat keine BC546 im Einsatz, sondern dort sind BC327/BC337 
verbaut. Die können ein bischen mehr Strom.

von MaWin (Gast)


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K. R. schrieb:
> Der Motor soll nur das Plakat ausrollen, oder wieder einrollen.

Mit 18000 Umdrehung pro Minute ?

Karl Heinz schrieb:
> Der Motor, den er angegeben hat, hat rund 280mA Nennstrom bei 12V.

Oh, also ca. 1A Blockierstrom. Da tut es ein L293D.

von Karl H. (kbuchegg)


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K. R. schrieb:
> Wenn ich nun einen NPN Transistor kaufen würde,
> der 300 mA aushält, würde er bei meiner Anwendung
> keine Probleme verursachen, wenn ich diesen so verschalte
> wie im Schaltbild angegeben?

Vorausgesetzt du verschaltest ihn richtig (Emitter an GND, Collector zum 
Motor). Mit deinem Pseudoschaltbild kann man das ja nicht beurteilen.

200mA, 300mA, was soll diese Feilscherei.

Mit 2 Sorten Bipolar Transistoren kommt man als Hobbybastler über die 
Runden.
BC546, für kleine Ströme
BC337, wenns etwas mehr sein soll

Dazu noch jeweils die komplementären PNP Typen BC556 bzw. BC327 und 
damit ist man für eine Menge Standardaufgaben gerüstet.
Alle Transistoren kosten Pfennigbeträge, so dass es nicht lohnt, die 
einzeln zu bestellen. Da kostet das Porto mehr als die Ware.

Für größere Ströme dann noch ein paar FET oder MOSFET und so schnell 
passiert einem dann nichts mehr.

Oder, wie MaWin so schön angemerkt hat: einfach eine fertige H-Brücke 
wie die klassische L293D

: Bearbeitet durch User
von A. B. (developer_x)


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Karl Heinz schrieb:
> Wenn du den Asuro kennst, was hindert dich dann daran, dessen H-Brücke
> einfach zu übernehmen?
Ich habe nur Motoren vom Asuro, aber keinerlei andere Sachen von diesem, 
und auch nicht wirklich viel Wissen.

MaWin schrieb:
> Mit 18000 Umdrehung pro Minute ?
Schon mal was von Zahnrad übersetzung gehört?

MaWin schrieb:
> Oh, also ca. 1A Blockierstrom. Da tut es ein L293D.

Kann ich denn dann nicht einfach lieber die Asuro Teile verwenden, 
sprich
BC337
http://www.conrad.de/ce/de/product/140536/Transistor-bipolar-Diotec-BC337-40-NPN-Gehaeuseart-TO-92-IC-800-mA-Emitter-Sperrspannung-UCEO-50-V?ref=searchDetail

Wenn der Asuro den schon benutzt hat?

von Karl H. (kbuchegg)


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K. R. schrieb:

> Kann ich denn dann nicht einfach lieber die Asuro Teile verwenden,
> sprich

feilschen wir jetzt im Hobbybereich wirklich um eingesparte 2 euro 
fufzich?

Klar kannst du auch einen BC337 nehmen. Du könntest auch ein Relais 
nehmen oder du könntest ....

Letzten Endes musst du entscheiden, wie wichtig dir deine Zeit ist und 
in welchen monetären Dimensionen du da denkst.
Wenn ich das beuen würde, dann würde ich BC337 nehmen. Warum? Nicht weil 
die beim Asuro verbaut wurden, sondern weil ich in mein Kämmerchen zur 
Bauteillade gehe und mir dort einen rausnehme. Und wenn kein BC337 mehr 
da ist, dann nehm ich halt irgendwas größeres.
Und wenn wirklich nichts mehr da ist, dann kauf ich bei der nächsten 
Bestellung ein paar L293D mit dazu. Denn von der weiß ich, dass ich die 
aufs STeckbrett stecke und dann funktioniert das auf Anhieb. Die dadurch 
eingesparten 15 Minuten zum Bauteilesuchen sind mir die 2 euro fufzich 
allemal wert.

: Bearbeitet durch User
von A. B. (developer_x)


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Ich hab kein Problem mit dem LD293, ich habe nämlich keines der beiden 
Bauteile da, und muss die sowieso bestellen.

Problem is nur: Ich hab keinen blassen Schimmer wie ich den LD293 
benutzen sollte. Es sieht nämlich wie folgt aus:
Im Datenblatt steht direkt im ersten Satz des Textes, dass der LD293 ein 
Half H-Driver ist. Aber was ist denn das? Ist das jetzt eine fertige H 
Brücke in einem Chip, direkt bereit zum Ansteuerun für meine Sache, oder 
was ist das? Und wie soll ich den dann mit meinem Motor etc verbinden?

Mir wärs am liebsten, ich hab einfach ein Bauteil, wo ich meinen Motor 
dranschließe, + die Datenleitungen um den vorwärts und rückwärts (sowie 
schnell und langsam über PWM) anzusteuern.

Ist der LD293 sowas, oder wie?

von A. B. (developer_x)


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Wie wärs denn mit sowas?
http://www.conrad.de/ce/de/product/153959/DC-Motor-Bruecke-Infineon-Technologies-TLE4205G-Gehaeuseart-P-DSO-20-17-Ausfuehrung-DC-Motor-Bruecke?ref=searchDetail

Hier habe ich ein Tutorial zum L293D gefunden:
http://www.instructables.com/id/Control-your-motors-with-L293D-and-Arduino/

Demnach muss kann an die Input leitungen einfach die 3V Datenleitung 
eines MCs anschließen, und an die Versorgungsspannung die 9V?

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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K. R. schrieb:
> Ich hab kein Problem mit dem LD293, ich habe nämlich keines der beiden
> Bauteile da, und muss die sowieso bestellen.
>
> Problem is nur: Ich hab keinen blassen Schimmer wie ich den LD293
> benutzen sollte.
> Es sieht nämlich wie folgt aus:
> Im Datenblatt steht direkt im ersten Satz des Textes, dass der LD293 ein
> Half H-Driver ist.

Dann scroll im Datenblatt weiter.
Gleich auf der nächsten Seite ist eine Zeichnung, die 3 unterschiedliche 
Arten zeigt, wie man einen Motor mit dem 293 ansteuern kann.

> Aber was ist denn das?

Die Hälfte einer H-Brücke. Und davon hat der 293 4 Stück mit an Bord. 
Man kann damit als entweder 2 vollwertige H-Brücken bauen und damit 2 
Motoren ansteuern, oder die 4 Halbbrücken als Halbbrücken benutzen und 
damit 4 Motoren ansteuern.

Jeweils eine halbe H-Brücke steuert die Spannung an einem der beiden 
Motorpins. Legst du den Motor mit einem Ende an Masse oder an die 
Versorgungsspannung, dann kannst du mit der halben H-Brücke am anderen 
Motorpin dort die SPannung einstellen. Je nachdem dreht der Motor dann 
schneller oder weniger schnell.

Baust du jeweils eine halbe H-Brücke an jeden der beiden Pins des 
Motors, dann kannst du an jedem Pin die Spannung einstellen. De fakto 
kannst du damit dem Motor sowohl vorwärts als auch rückwärts laufen 
lassen, weil es einen Motor ja nur interessiert, welche Spannungen an 
den beiden Pins anliegen. Je nachdem baut sich das Magnetfeld auf und er 
dreht entsprechend vorwärts oder rückwärts mit einer bestimmten 
Geschwindigkeit.

Eine vollwertige H-Brücke ermöglicht dir also im Grunde genau das, was 
du erreichst, wenn du den Motor an eine Batterie anschliesst und die 
Batterie genau 'verkehrt rum' anhängst. Je nachdem dreht (dieser 
Motortyp) vorwärts oder rückwärts.

: Bearbeitet durch User
von A. B. (developer_x)


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Ah ok, dann hol ich mir einfach 2 von den L293D, die scheinen echt 
nützlich zu sein, danke für eure Hilfe, ich melde mich, wenn ich sie 
dann mal probiere zu verwenden.

(Wahrscheinlich morgen)

von Karl H. (kbuchegg)


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Karl Heinz schrieb:

> Eine vollwertige H-Brücke ermöglicht dir also im Grunde genau das, was
> du erreichst, wenn du den Motor an eine Batterie anschliesst und die
> Batterie genau 'verkehrt rum' anhängst. Je nachdem dreht (dieser
> Motortyp) vorwärts oder rückwärts.


Eine volle H-Brücke ist also nichts anderes als
1
     vcc  o                            o vcc
2
          |                            |
3
           / SChalter                   / Schalter
4
          /                            /
5
          |       A       B            |
6
          +-------- Motor -------------+
7
          |                            |
8
           / Schalter                   / Schalter
9
          /                            /
10
          |                            |
11
  GND  ---+----                   -----+------ GND

Je nachdem, welche 2 der 4 Schalter geschlossen sind, kannst du entweder 
an Anschluss A die Versorgungsspannung anlegen und B an Masse legen, 
oder anders rum Anschluss B an die Versorgungsspannung legen und A an 
Masse.

Das wäre eine komplette H-Brücke. Eine halbe H-Brücke ist dann einfach 
nur der Teil links bzw. rechts vom Motor.
(Und man sieht auch recht schön, warum das Teil H-Brücke heißt)

: Bearbeitet durch User
von A. B. (developer_x)


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