Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik H Brücke für ESC mit I2C Schnittstelle


von Christian V. (chrisva)


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Hallo zusammen,
ich möchte mir gerne einen Motortreiber mit I2C Interface bauen um ihn 
später vom Raspberry Pi aus anzusteuern.

Da ich kein praktisch Erfahrung mit H-Brücken Schaltungen habe, wollte 
ich an dieser Stelle nachfragen, ob die Schaltung so lauffähig ist oder 
nicht.

Als Ausgangspunkt habe ich einige alte Beiträge im Forum und diese 
Website verwendet die Schaltung aber in einigen Punkten an meine 
Bedürfnisse angepasst:
http://www.elecrow.com/wiki/index.php?title=Dual_Channel_H-Bridge_Motor_Shield 
(Link auf PDF-Schaltplan am Ende)

Ich habe 3,3V statt 5V Mikrocontroller-Spannung gewählt, damit ich 
keinen Pegelwandler zum Raspberry Pi benötige. Auch soll die Schaltung 
später mit 4 LiXX-Zellen Betrieben werden (Spannung 12V - 15V). Als 
PWM-Frequenz würde ich 8kHz oder 16kHz verwenden.

Hier mal die Links zu den wichtigen Komponenten um die eventuelle Suche 
nach den Datenblättern zu vereinfachen.

MOSFET 
https://www.conrad.de/de/mosfet-n-kanal-international-rectifier-irf3205-n-kanal-gehaeuseart-to-220ab-i-d-110-a-u-ds-55-v-158712.html

Spannungsregler L78L33ACZ: 
http://www.pollin.de/shop/dt/NDY4OTI4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Spannungsregler/Spannungsregler_ST_L78L33ACZ.html

AND-Gatter CD74HC08E: 
https://www.conrad.de/de/logik-ic-gate-texas-instruments-cd74hc08e-and-gate-74hc-pdip-14-164208.html

IR2104: 
https://www.conrad.de/de/logik-ic-gate-texas-instruments-cd74hc08e-and-gate-74hc-pdip-14-164208.html

Die meisten Kondensatorwerte habe ich aus der Schaltung von elecrow.com 
übernommen, bei C2 (Mikrocontroller), C5 C6 (H Brücke oben) habe ich 
nach "Gefühl" geraten, sind die Werte realistisch?

Auch bin ich mir nicht ganz sicher, ob MOSFET-Treiber und MOSFET 
kompatibel sind, nach Datenblatt würde ich sagen ja, weiß aber nicht auf 
was ich genau achten muss.

Gibt es für die Dioden bei den MOSFET-Treibern eigentlich irgendwelche 
Einschränkungen? Da ich keinen genauen Zweck erkennen konnte habe ich 
ganz normale eingesetzt.

Kann ich die Body-Dioden der MOSFETs als Freilaufdiode so verwenden?

Vielen dank für alle Kommentare
Gruß
Christian

PS: Die offenen Pins am AND-Gatter und Mikrocontroller sind für eine 
eventuelle 2. H-Brücke.

PS2: Ich hoffe das Thema ist im richtigen Forum, ansonsten möchte ich 
einen Moderator freundlich darum bitten es zu verschieben.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Der Reset Pin ist falsch herum beschaltet. Bei Low Pegel läuft der µC 
nicht.

von Stefan F. (Gast)


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Meinst du nicht, dass die UND Gatter bei entsprechender Programmierung 
überflüssig sind?

von Stefan F. (Gast)


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> Kann ich die Body-Dioden der MOSFETs als Freilaufdiode so verwenden?

Die Body Dioden der MOSFETS kannst du verwenden, wenn sie "Fully 
Avalanche Rated" sind und deren Belastung nicht höher als zugelassen 
ist. Also sehr wahrscheinlich: Nein.

von Christian V. (chrisva)


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Stefan U. schrieb:
> Der Reset Pin ist falsch herum beschaltet. Bei Low Pegel läuft der µC
> nicht.

Danke, berichtigter Schaltplan im Anhang

Stefan U. schrieb:
> Meinst du nicht, dass die UND Gatter bei entsprechender Programmierung
> überflüssig sind?

Das UND-Gatter hat den Vorteil, dass dann nur ein PWM Pin am 
Mikrocontroller verwendet wird. In Anbetracht, dass der Controller aber 
2 Timer mit je 2 Ausgängen hat, wäre das vllt. ne Idee das UND durch 
geschickte Programmierung zu eliminieren.

Gruß
Christian

von Stefan F. (Gast)


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Du kannst auch nur einen Timer verwenden und davon beide 
Compare-Ausgämge verwenden. Anscheinen hat der Chip ja sonst nichts zu 
tun und auch noch reichlich freie I/O Pins.

von Christian V. (chrisva)


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Hallo Stefan
Stefan U. schrieb:
>> Kann ich die Body-Dioden der MOSFETs als Freilaufdiode so verwenden?
>
> Die Body Dioden der MOSFETS kannst du verwenden, wenn sie "Fully
> Avalanche Rated" sind und deren Belastung nicht höher als zugelassen
> ist. Also sehr wahrscheinlich: Nein.

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/158712-da-01-en-IRF3205.pdf

Das sollte bei meinem ausgesuchten MOSFET zufällig der Fall sein, die 
59A sollten auch gut ausreichen, die Schaltung soll nicht mit mehr als 
20A belastet werden.

EDIT: Ok, das mit der Energiemenge wird nicht reichen, werde wohl doch 
extra Dioden verwenden. Schaltplan-Update folgt

Stefan U. schrieb:
> Du kannst auch nur einen Timer verwenden und davon beide
> Compare-Ausgämge verwenden. Anscheinen hat der Chip ja sonst nichts zu
> tun und auch noch reichlich freie I/O Pins.

Ja, das mit den beiden Comparatoren meinte ich, da ich mit dem Chip, 
später mal 2 von diesen H-Brücken ansteuern möchte brauche ich in Summe 
4 Timerausgänge, was dank der beiden Timer ausreichen würde.

Danke für Antworten.

Gruß
Christian

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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> die 59A sollten auch gut ausreichen

Es geht nicht nur um die Stromstärke. Seltene kurze Peaks kann die Diode 
locker vertragen. Aber nicht, wenn sie sich tausende male pro Sekunde 
wiederholen.

Da musst du eher auf die Energiemenge (in Joule) achten.

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