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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 6 Motoren und H-Brücke


Autor: Rallf Berger (kaptain)
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Hallo,
wieder mal eine Frage zu dem Thema....Ich bin allerdings Anfänger und
möchte gerne vermeiden, Fehler zu machen und daher will ich trotzdem
mal diesen Thread loswerden und hoffe auf Hilfe.
Also, mein Bot soll 6 Motoren bekommen. 4 Motoren sollen einzelen zu
steuern sein, 2 Motoren sollen zusammen laufen.
Jetzt hab ich hier im Forum schon diverse Lösungen gesehen, die von
einfachen IC-Steuerungen bis MOSFET Steuerungen reichen. Wenn ich das
richtig verstanden habe, sind MosFet´s am Besten geeignet da sie hohe
Ströme vertragen. Und es ist wohl auch eine gängige Schaltung.
Also möchte ich meine Motoren auch damit steuern. Die Motoren sind alle
12 Volt, haben im leerlauf ca. 6400 U/Min. Ich möchte die Drehzahl aber
steuern können ohne Verlust der Leistung/Kraft.
Aber für 6 Motoren habe ich da noch nichts an fertigen Schaltplänen
gefunden... Auch habe ich noch kein Programm zur Erstellung von
Platinenlayouts - welche Programme eigenen sich und kosten nicht so
viel ? Steuerung soll dann über einen Atmel erfolgen. Was für einen
Atmel soll man dazu nehmen ? einen Mega32 ?
Danke für Eure Hilfe !!

Autor: Heinz Schenk (Gast)
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P_mech = M * Omega_mech

soll bei Dir konstant sein. Wie soll das gehen?

Ich ahne aber was Du willst.

Entweder eine Drehzahlregelung oder Momentregelung, oder
Positionsregelung. Schwerpunkt liegt auf REGELUNG.

Erkläre mir mal das Ziel, und dann denken wir über die Ausführung
nach.

ts

Autor: Rallf Berger (kaptain)
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Hallo,
nun, wie bei vielen Beiträgen zum Thema Motorsteuerung für Roboter wird
immer wieder darauf verwiesen, dass für eine Steuerung über einen Atmel
es Sinn macht, die Steuerung der Drehzahl über die Frequenz zu regeln.
Und da lese ich immer wieder was von der H-Brücke. Aber wie gesagt, nur
für 4 Motoren. Und ich habe 6 Motoren. Und die 4 Motoren sollen jeweils
einzeln zu steuern sein, die 2 anderen aber gleichzeitig, zusammen
steuerbar sein.
Ich könnte die im Netz zu findenden Platinenlayouts verwenden, aber zum
einen kenne ich noch nicht die Hintergründe, das WARUM, was ich gerne
verstehen möchte und zum anderen brauche ich ja eine Steuerung für 6
Motoren.....

Autor: Heinz Schenk (Gast)
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Also wenn jeder Motor vor- und rückwärts laufen soll braucht Du auch für
JEDEN Motor so eine H-Brücke, falls das falsch verstanden wurde.
Diese 4 Stück Transitoren (oder auch FET) werden gebraucht um die
Spannung am Motor umzupolen, und damit die Drehrichtung zu ändern.
PWM würde dann die Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Motors ändern
können. Da aber die Drehzahl schon wieder von der angehängten Last
abhängt, braucht es dazu einen Drehzahlregler, der dann statt Deiner
selbst die PWM verändert, und damit die Drehzahl beibehält.
Der Drehzahlregler wiederum braucht für seine Arbeit aber eine
Drehzahlmessung, als Tachogenerator, oder auch über
Encoder/Lichtschranke oder wie auch immer ausgeführt.

Oder Du als Mensch wirkst halt als Regler, und stellst dann je nach
Deiner Beobachtung (ob schneller/langsamer) die PWM ein.


Man erkennt, dass sechs Motoren also schon einiges an Aufwand
erfordern.



ts

Autor: Rallf Berger (kaptain)
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Hallo,
Danke für die Infos. Aber ich verstehe nicht, das das so kompliziert
sein soll. Wenn ich in den Foren so lese, wird oft die H-Brücke genannt
und da sie auch für einfache Projekte gute Dienste leistet.
Die Drehzahl müßte doch aber bei gleichbleibender Last auch gleich
bleiben, oder ? Warum sollte das variieren ?? Davon ausgehend, dass es
nur ebenerdig läuft und die Bodenbeläge weitesgehend gleiche Haftung
haben, muss doch die Last auch gleich sein....
Mir geht es nur darum, über einen Atmel und einen kleinen Joystick die
Geschwindigkeit zu steuern, die widerum abhängig ist vom Einschlag des
Joysticks...so ist jedenfalls meine Theorie.

Autor: Heinz Schenk (Gast)
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..steht ja auch oben, abhängig von der Last.
Gleiche Last, gleiche Knüppelstellung, gleiche Geschwindigkeit!

Wenn Du als Mensch das Teil steuerst, dann übernimmst DU die Regelung.
Du beobachtest die Geschwindigkeit, und steuerst entsprechend nach.
Damit vereinfach sich das Problem von Reglen auf Stellen.

Trotzdem braucht weiterhin jeder Motor seinen eigene H-Brücke, wenn sie
unabhängig voneinander gesteuert(gestellt) werden sollen.
Außer bei Sonderfällen wenn mehrere Motoren zusammen in einer Brücke
hängen.

Zu der Aussage kompliziert:
Im Detail hat auch eine Motorbrücke ihre Tücken. Was ich oben schrieb
bezog sich nicht darauf, daß es kompliziert ist, aber dennoch
aufwändig.


ts

Autor: Marc Meise (bytewood) Benutzerseite
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@rallf
Die Sache mit den H-Brücken ist garnicht so schwer.
Such Dir z.B. das Datenblatt zum L298 heraus und lerne und verstehe,
was es mit der H-Brücke auf sich hat.
Da Du mit Gleichstommotoren (was ich Deinen Posts entnehme) arbeitest,
brauchst Du eine Brücke für einen Motor.
Für die beiden, die quasi synchron laufen sollen, reicht dann auch eine
H-Brücke, wenn Du beide Mots parallel schaltest.
Aber wie bereits gesagt, finde heraus, was eine H-Brücke ist und wie
sie arbeitet.
Vielleicht ist für Dich auch der L293D (wichtig das D) interessant.
Beide ICs sind schon sehr lange auf dem Markt, werden aber immernoch
gerne benutzt.

Vielleicht ein kleiner Einstieg:
Mit einer H-Brücke kannst Du (hier: DC-Motoren, die anderen lass ich
einfach mal ausser Acht):
- in die eine eine Richtung fahren lassen
- in die andere Richtung fahren lassen
- bremsen
- und je nach Ansteuerung, die Geschwindigkeit regeln (wie auch immer
Du das machen möchtest -> NE555, uC etc.)

Autor: Rallf Berger (kaptain)
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@bytewood

Danke.

Autor: Rallf Berger (kaptain)
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hab gerade mal gegoogelt. Ich möchte aber auf nr sicher gehen und wegen
der ströme lieber mit mosfet´s arbeiten. Der L293D kann ja leider nicht
mal 1A und sein Bruder, der L293N nur 2A max.
Kannst Du mir da auch Tipps geben`?

Autor: Rahul (Gast)
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Highside-Driver (IRF.com).
HIP... nennen die sich sonst auch noch.
Dazu gibt es IMHO im hiesigen Wiki auch einen Beitrag.

@bytewood: Du und deine Spielzeugmotoren ;)

Autor: Marc Meise (bytewood) Benutzerseite
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@rallf
Wenn Dir den L293(D) zu klein ist, dann nimm doch den L298.
Das ist eine Doppel-H-Brücke, die jede für sich bis 2A abkann.
Wenn das dann immer noch nicht reichen sollte, dann kannst Du die
beiden Brücken parallelschalten und kannst den doppelten Stom
entnehmen.
So max. 4A ist doch schon ne ganze Menge :-)
Der Einschaltstom sollte dann nicht höher als 6A sein.
Wenn Du PWMst dann kannste sogar 5A fahren.

Das müsste doch für 'nen Bot doch reichen, oder?

@Rahul
>Du und deine Spielzeugmotoren ;)

Danke!
Es kommt nicht auf die Größe an :-)

Autor: Marc Meise (bytewood) Benutzerseite
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Nachtrag:
@rallf

Controller:
Mega8 würde schon gehen, wenn Du noch Reserven einplanen willst, dann
Mega8515, wenn noch AD-Geschichten ran sollen, dann Mega8535, Mega16,
oder der bereits von Dir erwähnte Mega32.

Da kommt es dann wirklich darauf an, was Dein Bot leisten soll.

Grüße

Autor: Rallf Berger (kaptain)
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Hi,
mmhhh...ich weiss net. Also ich habe wirklich vor, das mit MosFet´s zu
machen. Wenn ich die Schaltung baue, möchte ich vermeiden, dann doch
wieder nachzubessern oder was neues zu bauen, nur weil die Leistung
dann doch nicht reicht.
Naja,ist auf der anderen Seite auch eine Herausforderung, das doch
selbst als Anfänger zu realisieren. Würde mich also über Hinweise,
Schaltpläne und Bezugsquellen Tips freuen....
Gruß

Autor: Rick Dangerus (Gast)
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Bei 6 Motoren hast Du eben auch sechsfachen Aufwand. Und es m.E. schon
ein Unterschied, ob ich sechs L293 verbaue oder 6*4 Mosfets + 6*4
Ansteuertransistoren + 6*4 Dioden.

Warum probierst Du nicht beide Varianten aus, ehe Du Dich festlegst?

Ansonsten als Hinweis:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm
F.22.1. MOSFET Treiber

Rick

Autor: Rahul (Gast)
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12V mit 6500 UpM. Das werden schon Motoren sein, die etwas mehr "Saft"
erfordern.
Wenn man eine H-Brücke aus Highside-Driver und MOSFET aufbaut, dann
kann man die restlichen 5 auch so realisieren (Modul-Platinen
herstellen lassen...).

Vielleicht sollte rallf mal Angaben zur Stromaufnahme machen...

Autor: Marc Meise (bytewood) Benutzerseite
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@rallf

Wie Rahul schon meinte, kann Dir am besten geholfen werden, wenn Du
Angaben zur Stromaufnahme der Motoren macht.
Am besten noch den Typ nennst oder ein Link zum Datenblatt postest.

Außerdem: "Mut zur Lücke"!

Es müssen nicht immer FETs sein.
Versteh' erstmal die H-Brücke. Die Datenblätter von gängigen H-Brücken
(z.B. L298) liefern genügend Beispiele, zur Funktionsweise und
Ansteuerung.
Dann konstruiere und entwickle.

Wenn Du nach einer fertigen Lösung oder fertigen Schaltplänen suchst,
dann bist Du hier in falschen Forum.

Grüße

Autor: Wolfram (Gast)
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>mmhhh...ich weiss net. Also ich habe wirklich vor, das mit MosFet´s zu
>machen. Wenn ich die Schaltung baue, möchte ich vermeiden, dann doch
>wieder nachzubessern oder was neues zu bauen, nur weil die Leistung
>dann doch nicht reicht
Also wenn es dich beruhigt, in den vorgeschlagenen Brückenschaltkreisen
sind auch H-Brücken drin.
Wesentlicher Vorteil ist das sie gegen Übertemperatur und falsches
Schalten der Mosfet's geschützt ist und eine falsche Ansteuerung kann
dir während der Entwicklung sehr leicht passieren. Im übrigen glaube
ich nicht das es deine einzige Platine sein wird. Du wirst sie sehr
wahrscheinlich nach deinen ersten Erfahrungen nochmals überarbeiten.
Du bekommst im Moment nur allgemeine Tips da du keine Angaben machst
WAS DU EIGENTLICH WILLST.
Eine Angabe wie ich habe 6 Motoren die sich drehen sollen ist sehr
allgemein und wird auch nur allgemein beantwortet.
Wie wäre es mit der Aussage:
Motor Nr.1 soll meinem Roboter als Antrieb dienen. Der Roboter soll mit
max. 20cm /s durch das Zimmer rollen. Ich will Räder mit folgendem
Durchmesser verwenden... Ich habe folgenden Motor Typangabe etc. und
möchte das ganze mit bsp. 12 V betreiben. Mein Motor hat im Leerlauf
eine Stromaufnahme von xx A unter Last wenn mein Chassis durch das
Zimmer rollt, folgenden Verbrauch xx A.
Evt. sollte man noch darüber nachdenke ob man ein Getriebe für den
Antrieb einsetzt, das würde den Laststrom heruntersetzen.

Autor: Rahul (Gast)
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Übrigens sollte man schon eher den L620x statt des L298 benutzen, da
dieser schon etwas "moderner" ist und auf MOSFET-Basis arbeitet.

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