Moinmoin, der Frosch hätte da mal eine Frage an euch... ich habe letztens angefangen, mich in Arduino und generell ein wenig Elektronik einzuarbeiten, um meine Möglichkeiten an Dingen, die ich so basteln kann, zu erweitern. Jetzt steht das erste größere Projekt an, und ich bin mir unsicher ob das alles so passt wie ich es mir vorstelle. In einem alten Projekt steckt ein 24V-DC-Motor, der bislang von einem 24V/10A-Netzteil gespeist und einer bald zehn Jahre alten, selbstgelöteten PWM-Platine von Conrad gesteuert wird. Da letztere aber einerseits groß und unpraktisch ist und das Projekt andererseits erweitert werden soll, möchte ich die Steuerung auf Arduino und ein Relais umbauen. Der Schaltplan entspricht mehr oder weniger dem aus dem Lehrbuch, ich habe das mal als Anhang in selbstgezeichnet drin. "Ar" links ist der Arduino, "Rel" in der Mitte das Relais. An den Schaltzeichen arbeite ich noch ;) Habe ich an der Stelle etwas vergessen oder übersehen? Jetzt aber zu meiner eigentlichen Frage: als Relais, mit dem ich den Motor schalten will, habe ich ein "G5LE-1 5DC" von Reichelt (https://www.reichelt.de/leistungsrelais-tht-5-vdc-10a-1-wechsler-g5le-1-5dc-p243127.html?&trstct=pol_1) herausgesucht. - ist das ausreichend, um das Netzteil unter Volllast zu betreiben? Ich vermute, dass der Motor nie wirklich 240W ziehen wird, aber man weiß ja nicht was kommt. Wäre ein 12A-Relais sicherer? - wie verhält es sich mit den Schaltzeiten, wenn ich das Teil mit einem PWM-Signal betreibe? Ist es dafür geeignet? - das "Durability"-Diagramm im Datenblatt verstehe ich nicht so richtig. Was bedeutet hier resistive load, und wieso ist die "switching current" (also meine Schaltspannung, korrekt?) nur bis 12V aufgetragen, obwohl das Relais auch 240V schalten kann? - Wenn ich in besagtem Durability-Diagramm jetzt die 30VDC-Linie hernehme, habe ich bei niedrigen Schaltspannungen etwa 100000 Zyklen, bei steigender Spannung drastisch sinkend. Eine PWM schaltet ja nu mehrmals pro Sekunde - heißt das, dass mir das Relais nach ein paar Minuten direkt durchbrennt? Ich glaube, das wars erstmal. Ich hoffe, meine Fragen sind nicht zu stumpf; bis hierhin bin ich gekommen, aber bevor ich jetzt irgendeinen Mist kaufe (auch wenn er nur nen Euro kostet..) hoffe ich ein bisschen auf eure Hilfe :) Vielen Dank schonmal im Voraus! /edit: eine weitere Frage kommt mir grad noch in den Sinn, bei der ich allerdings noch nicht recherchiert habe: gibt es eine (sinnvolle) Möglichkeit, den Arduino aus dem 12V-Netzteil zu speisen, um das 5V-Netzteil einzusparen? Oder ist es sinnvoller, ein solches einfach zu verbauen und sich keine weiteren Gedanken mehr darüber zu machen?
Angehängte Dateien:
-
201911281601104000.jpg
220 KB
:
Bearbeitet durch User
A. B. schrieb: > - wie verhält es sich mit den Schaltzeiten, wenn ich das Teil mit einem > PWM-Signal betreibe? Ist es dafür geeignet? Nein. Dafür ist kein Relais geeignet. Deine nächsten Fragen stellen sich demzufolge dann gar nicht mehr. Guck dir das mal an: https://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM
Im Datenblatt vom Relais steht, dass seine Kontakte bei induktiver Last (= alles was Spulen enthält) maximal 5A vertragen. Bedenke, dass Motoren beim Anlaufen und beim Blockieren typischerweise 5 bis 10 mal so viel Strom aufnehmen, wie danach. Der Maximale Strom ergibt sich aus der Spannung geteilt durch den Gleichstromwiderstand des Motors. Kannst du ja mal ausmessen und berechnen. Eine "resistive Load" wäre zum Beispiel eine Glühlampe. Ob dein Arduino Modul direkt mit 12V versorgt werden kann, steht in dessen Produktbeschreibung. Bei den meisten geht das, wenn du dann ein 12V Relais verwendest. Du hast vergessen, welches Arduino Board du verwendest. Wegen der PWM hast du ja schon eine Antwort erhalten. In diesem Buch Band 2 findest du Schaltungen mit MOSFET, die für PWM taugen. http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html
A. B. schrieb: > wieso ist die "switching current" > (also meine Schaltspannung, korrekt?) switching-current = Schalt-Strom > nur bis 12V aufgetragen, obwohl > das Relais auch 240V schalten kann? Wo hast du das gesehen? Das Diagramm "Maximum Switching Capacity" zeigt, was das Relais verträgt. Du musst im Bereich links unten unterhalb der Linie bleiben. Mit der X-Achse vom Durability Diagramm ist vermutlich falsch beschriftet. Es soll sicher 12 Ampere (nicht Volt) heißen.
Thomas E. schrieb: > Nein. Dafür ist kein Relais geeignet. Deine nächsten Fragen stellen sich > demzufolge dann gar nicht mehr. Die Antwort kam schnell und direkt. Was mich allerdings wundert ist, dass sich ein paar Bekannte, die mehr mit Elektro können als ich, meinten, ich solle einfach SSRs nehmen - also doch Relais, wenn auch spezielle!? Ich werde mich aber mal bei den Mosfets einlesen, dannke für den Link.
A. B. schrieb: > ich solle einfach SSRs nehmen - also doch Relais, Unter "Relais" verstehen wir genau wie du die elektromechanischen Klapperteile. Ein SSR besteht hingegen nur aus Halbleitern. Die meisten SSR eignen sich allerdings nur für Wechselstrom und nicht für PWM, weil sie im Nulldurchgang ein und aus schalten. Du kannst gerne Frage zu einem konkreten SSR stellen, dann aber bitte nicht auf so ein mechanischen billigst-Relais von Conrad verweisen, sondern auf das SSR, um das es geht.
> Ein SSR besteht hingegen nur aus Halbleitern. Die meisten SSR eignen > sich allerdings nur für Wechselstrom und nicht für PWM, weil sie im > Nulldurchgang ein und aus schalten. Okay, SSR ungleich Relais, obwohls im Namen steckt, verstanden. Wie gesagt, ich bin neu in der Thematik. Wenn ich in obiger Zeichnung das Relais durch ein (für PWM geeignetes) SSR ersetze, ist sie dann so funktional? Oder empfiehlt sich doch der Aufbau über einen Mosfet mit entsprechendem Treiber? Das erscheint mir deutlich komplexer als obige Schaltung.
A. B. schrieb: > Wenn ich in obiger Zeichnung das Relais durch ein (für PWM geeignetes) > SSR ersetze, ist sie dann so funktional? Stelle konkrete Fragen. Welche Stromversorgung, welcher Motor und welches Relais willst du verwenden? Eine allgemeingültige Antwort für alle SSR gibt es nicht. Üblicherweise werden zur Ansteuerung MOSFET Transistoren verwendet. Es gibt auch fertige MOSFET Module, falls du die Anzahl der Bauteile reduzieren möchtest. Es gibt sogar welche mit umfangreichen Überlastungs-Schutz (Stichwort Pro-FET).
> Stelle konkrete Fragen. Welche Stromversorgung, welcher Motor und > welches Relais willst du verwenden? Netzteil ist ein Meanwell HLG-240H-24V mit 24V/10A, Motor ist ein Valeo 403.568 Getriebemotor (http://www.smolka-berlin.de/onlineshop/de/artikel/SWF_VALEO_NIDEC_ITT_403.568_Motor,Getriebemotor_24_V/4071). Die Steuerung läuft (hoffentlich bald) über einen Arduino Uno 3. Die Frage, welches Relais ich nutzen möchte, kann ich so nicht beantworten. Ich möchte letzten Endes die Drehzahl des Motors über den Arduino steuern können. Genau von diesem Punkt habe ich aber keine Ahnung - offensichtlich, da ich das bislang über eine Relais-Schaltung lösen wollte. Ob über SSR oder Mosfet ist mir an und für sich egal, da Mosfets aber der verbreitete Standard zu sein scheinen, recherchiere ich lieber in diese Richtung. Ich bin gerne für Tipps offen, wie sich mein Problem möglichst simpel lösen lässt, lese mich aber ansonsten erstmal weiter in Mosfet-Schaltungen ein.
Da der Motor etwa 1,5Ω hat, wird er beim Anlaufen 16 Ampere aufnehmen. Das Netzteil ist also schon zu schwach.
Stefan F. schrieb: > Da der Motor etwa 1,5Ω hat, wird er beim Anlaufen 16 Ampere aufnehmen. > Das Netzteil ist also schon zu schwach. Kann ich nicht bestätigen, er läuft in der alten Konfiguration problemlos, auch wenn ich ihn unter Last eingeschaltet habe. Der Einschaltvorgang erfolgt allerdings immer im Langsamlauf, falls das etwas ändert. Ich schalte nie auf 100% ein, sondern "fahre langsam hoch". Ich war zwischenzeitlich soweit, etwas wie den L6203 in Erwägung zu ziehen. Da dieser aber nur Spitzenströme von 5A abkann, ist das zu schwach, korrekt?
A. B. schrieb: > Kann ich nicht bestätigen, er läuft in der alten Konfiguration > problemlos, auch wenn ich ihn unter Last eingeschaltet habe. Vermutlich greift bei dir der "Überlastschutz durch Strombegrenzung". > Ich schalte nie auf 100% ein, sondern "fahre langsam hoch". Das wird die Sache erheblich entschärfen. > Da dieser (L6203) aber nur Spitzenströme von 5A abkann, > ist das zu schwach, korrekt? Ich denke, der ist zu schwach.
A. B. schrieb: > Kann ich nicht bestätigen, er läuft in der alten Konfiguration > problemlos, auch wenn ich ihn unter Last eingeschaltet habe. Wenn dein Netzteil eine Strombegrenzung hat und nicht bei Überstrom einfach abschaltet, dann wirkt das wie ein Sanftanlauf. Zu deinem Problem: Können die Massen von der Ansteuerung und vom Motor miteinander verbunden werden oder sind sie es bereits? Wenn ja, kannst du die PWM mit einem selbstgebauten 'SSR' durchführen: statt des Transistors, der das Relais bedient, einen leistungsfähigen MOSFET einsetzten und damit den Motor direkt betreiben. Wenn deine PWM einigermaßen niederfrequent ist, kann man das recht einfach lösen.
Stefan F. schrieb: > Ich denke, der ist zu schwach. Mittlerweile bin ich auf BTS7741G gestoßen - Datenblatt hier: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/100911/INFINEON/BTS7741G.html Rein von den Daten her müsste der gehen, oder? Da ich mich jetzt aber gerade auf ein vollkommen unbekanntes Feld wage: falls der IC passt, kann mir jemand mit der Schaltung helfen? Was brauche ich noch alles an Vorwiderständen, Dioden etc., und was ist schon verbaut? Brauche ich einen Kühlkörper? Stefan, mir ist übrigens gerade aufgefallen, dass nahezu alle Antworten auf meinen Thread hier von dir kamen. Daher auch nochmal Danke (auch an die anderen, die mir hier helfen), ich habe das Gefühl, zumindest ein bisschen Fortschritte zu machen... HildeK schrieb: > Wenn dein Netzteil eine Strombegrenzung hat und nicht bei Überstrom > einfach abschaltet, dann wirkt das wie ein Sanftanlauf. Überstromschutz ist im Netzteil integriert. Aber wie gesagt, da ich eh immer langsam anfahre, schätze ich fast, dass das schon ausreicht. > Zu deinem Problem: Können die Massen von der Ansteuerung und vom Motor > miteinander verbunden werden oder sind sie es bereits? Wie gesagt, bislang lief ein PWM-Bausatz, den ich vor Jahren zusammengebrutzelt habe. Was da wie genau verbunden ist, frag mich nicht. Bei der neuen Lösung bin ich eigentlich davon ausgegangen, dass die beiden Stromkreise getrennt sein sollten. > Wenn ja, kannst du die PWM mit einem selbstgebauten 'SSR' durchführen: > statt des Transistors, der das Relais bedient, einen leistungsfähigen > MOSFET einsetzten und damit den Motor direkt betreiben. Aber habe ich dann nicht immer noch das Problem, dass das Relais dafür nicht geeignet ist, wie Thomas in der ersten Antwort festgestellt hat? Oder meinst du Mosfet statt Transistor UND Relais? > Wenn deine PWM einigermaßen niederfrequent ist, kann man das recht > einfach lösen. Wie definierst du "einigermaßen niederfrequent"? Meine Anforderungen sind ein runder Lauf und eine möglichst geringe Lautstärke. Vorallem letzteres steht einigen Frequenzbereichen im Weg, das hat mich auch an der alten PWM schon gestört. Die hatte eine Frequenz von 50Hz bis 5kHz, ich meine mich zu erinnern dass vorallem der Bereich von 2-3 kHz zu sehr starkem Fiepen geführt hat.
:
Bearbeitet durch User
> Mittlerweile bin ich auf BTS7741G gestoßen Wo denn? Den gibt es gar nicht zu kaufen. Mit "maximum peak current 10A" er ohnehin zu schwach bemessen. "Low RDS ON: 110 mΩ" war in den 90er Jahren vielleicht mal "low". Jetzt ist es nur noch mies. Warum verwendest du nicht einfach einen handelsüblichen MOSFET? Der IRLZ44N kostet nur 66 Cent und bietet dabei 0,022Ω und fast 50 Ampere! > kann mir jemand mit der Schaltung helfen? Was brauche ich noch alles an > Vorwiderständen, Dioden etc., und was ist schon verbaut? Brauche ich > einen Kühlkörper? Lies mein Buch, da sind all diese Fragen auf Hobby-Bastler Niveau beantwortet. > Bei der neuen Lösung bin ich eigentlich davon ausgegangen, dass > die beiden Stromkreise getrennt sein sollten. Wirklich? Kann man machen, würde ich aber nur tun, wenn wirklich notwendig. Dafür bieten sich Optokoppler mit integriertem Schmitt-Trigger an, denn diese liefern ein sauberes Rechtecksignal für den MOSFET, was die Schaltverluste minimiert. Andreas B. schrieb: > Die hatte eine Frequenz von 50Hz bis 5kHz, > ich meine mich zu erinnern dass vorallem der Bereich von 2-3 kHz zu sehr > starkem Fiepen geführt hat. Wenn du mit der Frequenz zu hoch gehst, sinkt das Drehmoment des Motors stärker ab, als Dir lieb ist. Es erhöhen sich die Schaltverluste und damit die Abwärme am Transistor. Außerdem möchtest du keinen universellen Störsender bauen. Je höher die Frequenz, desto eher passiert das aber.
Andreas B. schrieb: > Überstromschutz ist im Netzteil integriert. Aber wie gesagt, da ich eh > immer langsam anfahre, schätze ich fast, dass das schon ausreicht. Langsam anfahren heißt doch PWM? Oder wie machst du das sonst? Andreas B. schrieb: > Aber habe ich dann nicht immer noch das Problem, dass das Relais dafür > nicht geeignet ist, wie Thomas in der ersten Antwort festgestellt hat? > Oder meinst du Mosfet statt Transistor UND Relais? Ja, das Relais entfällt, der Transistor wird durch den MOSFET ersetzt. Dann brauchst du auch die Schaltspiele nicht zu zählen :-). Aber du benötigst eine gemeinsame Masse! Andreas B. schrieb: > Wie definierst du "einigermaßen niederfrequent"? Bis wenige hundert Hz. Wenn du schneller werden willst, ist ein Gatetreiber notwendig.
Stefan F. schrieb: > Wo denn? Den gibt es gar nicht zu kaufen. https://www.ebay.de/itm/1x-IC-Infineon-TRILITHIC-BTS7741G-4-fach-Motor-Treiber-Steppmotor-CNC-L318/253794484578 > Mit "maximum peak current 10A" er ohnehin zu schwach bemessen. > > "Low RDS ON: 110 mΩ" war in den 90er Jahren vielleicht mal "low". Jetzt > ist es nur noch mies. Genau deshalb frage ich hier nach. Mir hätte man diese Zahlen als neuesten Stand der Technik verkaufen können :'D > Warum verwendest du nicht einfach einen handelsüblichen MOSFET? Allem voran weil ich keine Ahnung habe was ich tue. Zudem habe ich in anderen Threads einiges über H-Brücken, zusätzliche Schutzschaltungen etc. gelesen, deswegen bin ich nach dem Grundsatz "besser haben als brauchen" gegangen. > Der IRLZ44N kostet nur 66 Cent und bietet dabei 0,022Ω und fast 50 > Ampere! Ist notiert. > Wirklich? Kann man machen (Stromkreise trennen), würde ich aber nur tun, > wenn wirklich notwendig. Gut zu wissen. Dann gemeinsame Masse, und eine Mosfet-Schaltung. > Dafür bieten sich Optokoppler mit integriertem Schmitt-Trigger an, denn > diese liefern ein sauberes Rechtecksignal für den MOSFET, was die > Schaltverluste minimiert. Bezieht sich das auf meine Aussage, die Stromkreise trennen zu wollen? Sprich, brauche ich auch Schmitt-Trigger, wenn ich eine Schaltung nach Hildes Vorschlag mache? > Wenn du mit der Frequenz zu hoch gehst, sinkt das Drehmoment des Motors > stärker ab, als Dir lieb ist. Es erhöhen sich die Schaltverluste und > damit die Abwärme am Transistor. Außerdem möchtest du keinen > universellen Störsender bauen. Je höher die Frequenz, desto eher > passiert das aber. Nicht das, was du damit sagen wolltest, aber: da der Motor selbst bei höheren Frequenzen problemlos lief, gehe ich damit davon aus, dass mein Netzteil stark genug für den Betrieb unter der vorgesehenen Last ist. Davon ab, gut zu wissen. eine höhere Frequenz sorgt aber für runderen Lauf des Motors, richtig? Bis wie hoch würdet ihr denn aus dem Bauch heraus die Frequenz ansetzen? HildeK schrieb: > Langsam anfahren heißt doch PWM? Oder wie machst du das sonst? Korrekt. Was ich meinte war, dass ich schätze, dass durch das langsame Anfahren (durch die PWM gesteuert) der Anfahrstrom geringer ausfällt als wenn ich direkt auf Vollgas gehe, und dass deswegen der Überstromschutz nicht greifen und für Sanftanlauf sorgen muss. > Ja, das Relais entfällt, der Transistor wird durch den MOSFET ersetzt. > Dann brauchst du auch die Schaltspiele nicht zu zählen :-). > Aber du benötigst eine gemeinsame Masse! Alles klar, darauf wird es dann wohl rauslaufen. Bis auf das Relais, von dem ich dachte, es wegen dem für den Arduino zu hohen Strom zu brauchen, war das ja quasi das, was ich vor hatte. Das macht auch noch simpler, das mag ich :) > Bis wenige hundert Hz. Wenn du schneller werden willst, ist ein > Gatetreiber notwendig. Okay, gut, einen Richtwert zu haben. Ich werde damit herumtesten, sobald die Schaltung fertig ist. Kann ich Dinge kaputtmachen und/oder abfackeln, wenn ich mit der Frequenz zu hoch/zu niedrig gehe?
Optokoppler eignen sich dazu, Stromkreise zu trennen. Welche mit Schmitt trigger eignen sich besser als ohne. Ohne guten Grund würde auf diesen SchnickSchnack der Potentialtrennung verzichten. Etwas abfackeln ist weniger tragisch, als wochenlang irgendwelche Funknetze zu stören und dafür belangt zu werden. Bleibe unter 1kHz.
Stefan F. schrieb: > Ohne guten Grund würde auf diesen SchnickSchnack der > Potentialtrennung verzichten. Das machts nur einfacher für mich. > Etwas abfackeln ist weniger tragisch, als wochenlang irgendwelche > Funknetze zu stören und dafür belangt zu werden. Bleibe unter 1kHz. Ist notiert. Irritiert mich jetzt allerdings auch wieder etwas, da "Motoransteuerung mit PWM", von Thomas in der ersten Antwort gepostet, einen idealen Bereich von 1-2 kHz angibt, in der aber viele Motoren pfeifen sollen, weswegen dort alternativ 5-15 kHz vorgeschlagen wird. Solang mein Motor aber bei <1 kHz rund und leise läuft, sind wohl alle glücklich.
Angehängte Dateien:
-
Schaltplan_V1.png
1,7 KB
Sooo, von meiner Seite her gibts ein Update. Den Schaltplan hab ich mal in Eagle zusammengepfuscht, ich hoffe, ihr seht mir kleinere Fehler bei den Schaltzeichen nach, es waren die besten, die ich jeweils gefunden hab. Bis auf den Motor, da habe ich einfach gar keinen gefunden, von daher müssens zwei Pins tun - geht das besser? - Als Mosfet habe ich im lokalen Fablab einen IRLZ34N gefunden, dieser arbeitet laut Datenblatt bis 55V/30A, sollte also bei weitem im grünen Bereich sein. Die Frage ist, hat der Arduino auf den Signalports genug Bumms, um ihn zu schalten? Ich bin (mit Hilfe der Elektromenschen im Lab, aber auch die konnten nichts finden) das Datenblatt durchgegangen, aber welche Angabe sagt mir, wie groß Schaltstrom und -Spannung sein müssen? - Als Freilaufdiode habe ich eine 1N4007 sowie eine BYV26C da. Mit letzterer konnte leider niemand von den Anwesenden etwas anfangen. Was ist denn eine "Avalanche Diode"? Ist eine von beiden geeignet? Ich gehe mal davon aus, dass meine induzierten Ströme beim Abschalten durchaus einige Ampere betragen können. Beide Dioden sind für einen Dauerstrom von 1A ausgelegt; bei der 1N4007 gibt es zusätzlich die Angabe des "Peak Reverse Current" von 30A, die BYV26C kennt diese Angabe nicht. Habt ihr Meinungen dazu? - In einem älteren Beitrag (den ich natürlich gerade nicht mehr finde) mit ähnlichen Rahmenwerten (es ging um eine Aquarium-Steuerung) wurde empfohlen, "möglichst nahe des/der Mosfet(s)" einen Kondensator zwischen Quelle und Masse einzubauen. Habe ich entsprechend übernommen und einen 1000μF/40V Elko hier liegen. Gibt es gegen diesen Einwände? - sonstige Tipps, Vorschläge, Erweiterungen? Ansonsten würde ich das Ding morgen mal auf dem Breadboard zusammenstecken und testen und, wenn alles funktioniert, auf die Platine übernehmen. /edit: im Schaltplan nicht zu sehen, aber GND von der gezeigten Schaltung hängt mit GND vom Arduino zusammen, wie oben vorgeschlagen. Nur der Vollständigkeit halber ;) /edit2: empfiehlt sich ein Pulldown am Mosfet bzw. das Einschalten dieser Funktion im Arduino? Wenn ich es richtig verstanden habe, wäre dieser dazu da, ein "Zittern" zu verhindern, wenn die Schaltung eigentlich auf low ist, richtig?
:
Bearbeitet durch User
Andreas B. schrieb: > Sooo, von meiner Seite her gibts ein Update. Den Schaltplan hab ich mal > in Eagle zusammengepfuscht R1 würde ich auf 1k - 100 Ohm verringern und einen 10k bis 1k vom Gate nach GND spendieren. 1. soll der FET nicht schalten wenn das Gate floatet 2. ist ab Start erst mal der IO auf Input und high oder offen
Angehängte Dateien:
-
Schaltplan_V2.png
1,9 KB
Joachim B. schrieb: > R1 würde ich auf 1k - 100 Ohm verringern Wird gemacht. 1k hab ich da, werde ich als erstes testen. > und einen 10k bis 1k vom Gate nach GND spendieren. > 1. soll der FET nicht schalten wenn das Gate floatet > 2. ist ab Start erst mal der IO auf Input und high oder offen Das wäre mein edit2, falls du den nicht mehr gelesen hast. Soweit ich weiß kann man aber das Signal vom Arduino auch auf low initialisieren und arduino-seitig einen Pulldown aktivieren. Reicht das, oder hat diese IC-seitige Implementation Nachteile gegenüber einem physikalischen Widerstand zwischen G und GND? /edit: Bild
:
Bearbeitet durch User
Stefan F. schrieb: > Eine "resistive Load" wäre zum Beispiel eine Glühlampe. Deren Einschaltstrom (PTC-Verhalten) ist dabei irrelevant?
Hat noch Jemand Antworten auf meine anderen Fragen? Ich fasse hier mal zusammen: - IRLZ34N: kann der Arduino den ohne Verstärkung schalten? Wo kann ich die nötigen Daten im Datenblatt ablesen? - Ist eine Freilaufdiode notwendig, oder ist die im Mosfet integriert? Wenn benötigt: 1N4007 vs. BYV26C, ist eine von beiden (besser) geeignet? Was ist eine Avalanche Diode? - Elko (1000μF/40V) zwischen 24V und GND, nutzt der, schadet der? - braucht der Mosfet einen Pulldown am Gate? Ich habe nochmal nachgeschaut, intern kann der Arduino nur einen Pullup auf +5V, muss also wenn dann über einen Widerstand laufen.
Für PWM sind 1kΩ noch zu viel, nimm 100Ω. DU willst den Transistor zur Reduktion von Verlustwärme so schnell wie möglich ein/aus schalten aber dabei nicht den Mikrocontroller und dessen Stromversorgung überlasten. Für PWM ist die 1N4007 zu träge. Sie wird einen Kurzschluss verursachen, weil sie nicht schnell genug in den nicht-leitenden Zustand wechselt. > Was ist eine Avalanche Diode? Befindet sich parasitär im MOSFET, kannst du für deine Anwendung nicht nutzen. > Elko (1000μF/40V) zwischen 24V und GND, nutzt der, schadet der? Kommt auf's Netzteil an. Wozu hast du ihn eingeplant? > braucht der Mosfet einen Pulldown am Gate? Ja, damit der Transistor einen definierten (aus) Zustand hat, solange das Programm noch nicht gestartet ist. Das dauert ja ein paar Milliskunden. Ohne Pull-Down wird das Gate irgendeinen zufälligen Pegel haben, eventuell gar Radiowellen empfangen und verstärken.
> Für PWM sind 1kΩ noch zu viel, nimm 100Ω. Ich hätte halt erstmal lieber zuviel als zu wenig genommen und reduziert, wenn es nicht funktioniert. Better safe than sorry und so. Aber okay, dann schau ich mal dass ich einen 100Ω-Widerstand organisiere > > Für PWM ist die 1N4007 zu träge. Okay. Hast du dann einen Tipp, welche ich nutzen kann? Ab wann ist eine Diode denn nicht mehr "zu träge"? Hängt vermutlich von meiner PWM-Frequenz ab, aber die hatten wir ja schon auf ein paar hundert Hz beschränkt. > Befindet sich parasitär im MOSFET Das heißt? Sie wäre parasitär drin, oder hat der Mosfet schon eine verbaut? Alternativ: gibt es eine deutsche Übersetzung für Avalanche-Diode, mit der ich mich schlaulesen kann? Ich habe auf Anhieb nichts gefunden. > Kommt auf's Netzteil an. Wozu hast du ihn (Elko) eingeplant? Stromspitzen beim Ein- und Ausschalten puffern, vgl. Beitrag "H-Brücke mit 10A Anlaufstrom" > Ohne Pull-Down wird das Gate irgendeinen zufälligen Pegel haben, > eventuell gar Radiowellen empfangen und verstärken. Klingt nach einer interessanten Zusatzfunktion, vielleicht bau ich sowas mal absichtlich irgendwann. Aber alles klar, dann kriegt die aktuelle Schaltung einen Pulldown.
Andreas B. schrieb: > Ich hätte halt erstmal lieber zuviel als zu wenig genommen Dann verglüht dir halt der Transistor. > Hast du dann einen Tipp, welche ich nutzen kann? 1N5819 für Motoren/Spulen bis 1A. > Ab wann ist eine Diode denn nicht mehr "zu träge"? Nach dem Abklingen des Induktions-Stromes muss sie hochohmig werden, bevor der nächste PWM Zyklus beginnt. Die Datenblätter geben normalerweise Hinweise, für welche Schaltfrequenzen die jeweilige Diode gedacht ist. Die 1N4007 ist für 60Hz spezifiziert. > Das heißt? Sie wäre parasitär drin, oder hat der Mosfet > schon eine verbaut? Guck doch ins Datenblatt. Die meisten MOSFET Transistoren enthalten eine parasitäre Diode. Da sie aber an anderer Stelle sitzt, als die Freilaufdiode, kann sie keine Freilaufdiode ersetzen. Außerdem ist die Belastbarkeit dieser Diode nur bei "Avalance rated" Transistoren spezifiziert. Langer Rede kurzer Sinn: Vergiss sie, sie nützt Dir nichts.
Stefan F. schrieb: > Dann verglüht dir halt der Transistor. Warum verglüht mir der Transistor, wenn ich mit einem größeren Widerstand "weniger durchlasse? Wir sprechen schon noch von R1 am Gate, oder? > 1N5819 für Motoren/Spulen bis 1A. Genau da ist wieder das Problem - bis 1A. Laut Datenblatt aber bis 25A, nicht-repetitiv, "for one cycle" und ebenfalls bei 60Hz - das haut aber doch nicht hin, wenn sie jedes Mal leitend wird, wenn meine PWM abschaltet? Oder liege ich hier völlig daneben? Ich möchte nicht undankbar über deine Tipps wirken, versuche nur, sie zu verstehen. > Langer Rede kurzer Sinn: Vergiss sie, sie nützt Dir nichts. Ist akzeptiert, ich lege sie wieder ins Lager ;)
Stefan F. schrieb: > Langer Rede kurzer Sinn: Vergiss sie, sie nützt Dir nichts. Jau, am besten ausbauen und hier im Forum verkaufen. :-)
Andreas B. schrieb: > - IRLZ34N: kann der Arduino den ohne Verstärkung schalten? Wo kann ich > die nötigen Daten im Datenblatt ablesen? Es gibt eine Zeile unter den Kenndaten, da ist für eine oder mehrere Gatespannungen der RDS_on angegeben (Seite 2). Den kleinsten Wert für UGS, den du findest, solltest du nicht unterschreiten. Für den IRLZ34N sind das 4.5V, es geht also mit 5V-Logikpegel, jedoch mit 3.3V eher nicht. Da hat er 60mΩ, kann noch 14A mit <300µs Pulsweite und Dutycycle <2%. Es ist ein thermisches Problem. Andreas B. schrieb: > - Ist eine Freilaufdiode notwendig, oder ist die im Mosfet integriert? > Wenn benötigt: 1N4007 vs. BYV26C, ist eine von beiden (besser) geeignet? Die 1N4007 ist 'schnarchlangsam', über 1ms Reverse Recovery Time. Weit oberhalb 50Hz ist die nicht zu gebrauchen. Nimm die andere oder eine Schottkydiode. Sie sollte kurzzeitig den Motorstrom abkönnen.
Andreas B. schrieb: > Warum verglüht mir der Transistor, wenn ich mit einem größeren > Widerstand "weniger durchlasse? Wir sprechen schon noch von R1 am Gate, > oder? Siehe http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf Kapitel 2.2.2 Andreas B. schrieb: > das haut aber doch nicht hin Die max. 25A Pulsbelastung gilt nur für einen einzelnen Impuls, z.B. bei Gleichrichtern wenn man das Gerät einschaltet. Solange die Eigenschaften der Last nicht genau bekannt sind, soll man die Diode für den vollen Betriebsstrom auslegen. Wer mutig ist, kann es mit Hälfte versuchen - ich würde das aber nicht tun. Es lohnt sich nicht, den Transistor zu gefährden, bloß um ein paar Cent bei der Diode zu sparen. Bei einem Ausfall kommen ja noch weitere Kosten dazu, nicht nur der Kaufpreis der Bauteile.
Harald W. schrieb: > Jau, am besten ausbauen und hier im Forum verkaufen. :-) Sind die so selten? :'D HildeK schrieb: > Es gibt eine Zeile unter den Kenndaten, da ist für eine oder mehrere > Gatespannungen der RDS_on angegeben (Seite 2). Den kleinsten Wert für > UGS, den du findest, solltest du nicht unterschreiten. Ah, DA finde ich das. Gut zu wissen, danke. > Da hat er 60mΩ, kann noch 14A mit <300µs Pulsweite und Dutycycle <2%. Es > ist ein thermisches Problem. Bei 200-500 Hz bin ich ja eher im Millisekundenbereich, dafür dürfte mein Dutycycle höher liegen. Kühlkörper liegt aber schon bereit, und ich werde wohl auch einen Lüfter verbauen. > Nimm die andere oder eine Schottkydiode. Sie sollte kurzzeitig den > Motorstrom abkönnen. Es wird wohl auf eine Schottky-Diode rauslaufen, ich muss nur noch rausfinden welche ;)
Andreas B. schrieb: > Soweit ich > weiß kann man aber das Signal vom Arduino auch auf low initialisieren > und arduino-seitig einen Pulldown aktivieren. wo hast du das gelesen? beim AVR ATmega nur pullups! Beim boot sind die auch erst mal offen bevor der INIT losgeht! Stefan F. schrieb: > Für PWM sind 1kΩ noch zu viel, Stefan F. schrieb: > Für PWM ist die 1N4007 zu träge. nun ja, ob es hier eine Rolle spielt? schneller sind natürlich BA157 und BA159 http://www.vishay.com/docs/88536/ba157.pdf Andreas B. schrieb: > Was ist eine Avalanche Diode? manche Fragen beantwortet das Elektronik-Kompendium https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201211.htm Etwas googeln wäre auch hilfreich. Andreas B. schrieb: > Warum verglüht mir der Transistor, wenn ich mit einem größeren > Widerstand "weniger durchlasse? Wir sprechen schon noch von R1 am Gate, > oder? Die Gatekapazität muss ja umgeladen werden und die ist bei dicken FET recht hoch und bei gebremster Umladung durch den Gatewiderstand R x C dauerts halt länger und der FET ist nicht mehr im Schalterbetrieb P tot = U x I Bei U = 0 am FET durchgeschaltet ist P nahe 0 und bei I = 0 FET gesperrt ist P nahe 0, ABER dazwischen liegt die Leistung P = U x I solange der FET weder offen noch zu ist an und das kann für den zuviel sein, hohe Schaltfrequenz umso öfter. Aber auch mit R Gate = 0 gehts nicht unbedingt schneller denn der Steuer µC kann ja dem Gate Kondensator nicht zum Umladen nicht unendlich viel Stom liefern um die Zeit möglichst klein zu machen. https://www.elektroniknet.de/elektronik/halbleiter/die-bedeutung-des-sicheren-arbeitsbereichs-137492-Seite-2.html
Stefan F. schrieb: > Siehe > http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf > Kapitel 2.2.2 ... weil ich zwar weniger rein-, aber auch weniger rauslasse. Verstehe. Das Buch hatte ich tatsächlich auch gerade offen, allerdings eine Seite weiter. > Die max. 25A Pulsbelastung gilt nur für einen einzelnen Impuls, z.B. bei > Gleichrichtern wenn man das Gerät einschaltet. > Solange die Eigenschaften der Last nicht genau bekannt sind, soll man > die Diode für den vollen Betriebsstrom auslegen. Wer mutig ist, kann es > mit Hälfte versuchen - ich würde das aber nicht tun. Es lohnt sich > nicht, den Transistor zu gefährden, bloß um ein paar Cent bei der Diode > zu sparen. Genau das meinte ich. Ich muss ja erstmal davon ausgehen, dass jeder Impuls relativ stark ausfallen kann. Da es ein Einzelprojekt ist und keine Massenfertigung, tendiere ich also zu einer sicher überdimensionierten Diode. Joachim B. schrieb: > wo hast du das gelesen? Gar nicht ;-) ich dachte mich zu erinnern, habe aber mittlerweile nachgelesen dass nur ein Pullup möglich ist. Pulldown-Widerstand wird also extern verbaut. > nun ja, ob es (1N4007 zu träge) hier eine Rolle spielt? Wie meinst du das? > > schneller sind natürlich BA157 und BA159 > http://www.vishay.com/docs/88536/ba157.pdf Aber auch wieder nur auf 1A ausgelegt. Ich habe zwischenzeitlich die SB570 und die SR804 gefunden, die sind für nominell 5A bzw. 8A mit "peak current" von 150A. Was haltet ihr davon? > manche Fragen beantwortet das Elektronik-Kompendium > https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201211.htm > Etwas googeln wäre auch hilfreich. Gegoogelt hatte ich, allerdings die Verknüpfung Avalanche <-> Z-Diode nicht gefunden. Danke dafür, jetzt wird mein Verständnis von unterschiedlichsprachigen Quellen auch größer. > Die Gatekapazität muss ja umgeladen werden... Japp, jetzt hab' ichs verstanden. Das Buch von Stefan hat auch sehr geholfen.
:
Bearbeitet durch User
Ich hätte da nochmal eine kurze Frage: die Bauteile und den Plan habe ich mittlerweile soweit fertig, die Steuerungselektronik ist auch bereits gelötet und funktioniert, fehlt also nur noch die Leistungsseite. Ich verwende Lochrasterplatinen, da ich nicht ätzen oder fräsen kann und es voraussichtlich ein Einzelstück bleiben wird. Für die Verbindung zwischen den einzelnen Punkten habe ich bei der Steuerungselektronik Drähtchen aus einem alten Kabel eingelötet. Bei der Leistungselektronik mache ich mir allerdings Gedanken, ob mir da nicht früher oder später etwas anfängt (durch-) zu brennen, maximal 10A ist ja nicht mehr allzu wenig Strom. Wie macht ihr sowas denn? Einfach ein paar mehr Drähtchen einlöten? ? /edit: hab mir das mit dem Ätzen grad mal angeschaut, so schwierig ist das ja eigentlich gar nicht, und über eine befreundete Biologin sollte auch die Be- und Entsorgung der Säure möglich sein. Einzig der Aufwand ist deutlich größer. Je nachdem was ihr so an Meinungen habt, würde ich das vielleicht doch mal probieren...
:
Bearbeitet durch User
Andreas B. schrieb: > Einfach > ein paar mehr Drähtchen einlöten? ? Nimm einen 1,5 er Draht aus der E-Installation, der Lötkolben sollte das aber auch schaffen...
Mani W. schrieb: > Andreas B. schrieb: >> Einfach >> ein paar mehr Drähtchen einlöten? ? > > Nimm einen 1,5 er Draht aus der E-Installation ... das war jetzt aber auch zu einfach um selbst drauf zu kommen >.< danke.
:
Bearbeitet durch User
Andreas B. schrieb: > ... das war jetzt aber auch zu einfach um selbst drauf zu kommen >.< > danke. Einfache Dinge sind oft auch einfach zu beantworten!
Angehängte Dateien:
-
Schaltplan_V2.png
1,9 KB -
IMG_20200113_000035.jpg
240 KB -
IMG_20200113_000100.jpg
420 KB
Mani W. schrieb: > Einfache Dinge sind oft auch einfach zu beantworten! Aber manchmal sieht man eben den Wald vor lauter Bäumen nicht ;) Ich habe aber auch schon das nächste Problem. Das Löten an und für sich ging problemlos, allerdings tut die Schaltung jetzt nicht, was sie soll. Der Motor ruckt mit ca. 1Hz ein bisschen, ansonsten tut er garnichts. Ob der Arduino dabei ein PWM-Signal sendet oder überhaupt nicht angeschlossen ist, ändert daran nichts. Mit der gleichen Schaltung auf dem Steckbrett lief der Motor, und im Direktbetrieb am Netzteil läuft er auch. Ich habe euch die Schaltung mal von beiden Seiten fotografiert und auf der Unterseite die obenliegenden Bauteile eingezeichnet, ich denke, so kann man alles am besten erkennen. Die vertikal laufende Leiterbahn unter R1 ist mit selbigem nicht verbunden, die horizontale (vom Arduino-Pin kommend) schon. Habt ihr eine Idee, warum das Teil nicht tut? Habe ich irgendwas verpolt, oder deutet das Rucken auf einen Kurzschluss hin? Ich bin sämtliche Verbindungen durchgegangen, und alles, was ich mit meinem Multimeter messen konnte, war so wie es sollte (oder zumindest so wie ich denke, dass es soll). Achso, und eine Verständnisfrage noch: Wie ihr wahrscheinlich erkennt, ist der Elko schon etwas älter (made in W. Germany :D). Selbst wenn der durchgebrannt ist (kann nichts entdecken), sollte es aber nicht der Auslöser sein, da er ja nur Stromspitzen puffern soll. Auf einer Seite sind jetzt Plus-Symbole aufgedruckt - bezieht sich das auf die technische oder physikalische Stromrichtung, oder anders gefragt, ist der so richtigrum drin? Ich komme eigentlich aus der Mechanik, und bisher war für mich Spannung immer negativ. Diese ganze Umdenkerei auf positive Potentiale... naja, sagen wir, ich übe noch. /edit: Bilder nachgetragen.
:
Bearbeitet durch User
Andreas B. schrieb: > Auf einer Seite > sind jetzt Plus-Symbole aufgedruckt - bezieht sich das auf die > technische oder physikalische Stromrichtung, oder anders gefragt, ist > der so richtigrum drin? Wenn +++ aufgedruckt ist, dann ist es Plus!
Mani W. schrieb: > Wenn +++ aufgedruckt ist, dann ist es Plus! Genau das ist ja mein Problem: positives Potential, also hier +24V, oder Pluspol, also Gnd? Oder verstehe ich grad was grundlegend falsch? /edit: vielleicht steh ich auch völlig aufm Schlauch, mir drückt eine Erkältung ein wenig aufs Gehirn. Ich geh mal schlafen, vielleicht versteh ich morgen wieder mehr :'D
:
Bearbeitet durch User
Andreas B. schrieb: > Genau das ist ja mein Problem: positives Potential, also hier +24V, oder > Pluspol, also Gnd? Oder verstehe ich grad was grundlegend falsch? Scheint so! Pluspol kann niemals GND sein, es sei denn dass Plus als GND gewählt wurde, so wie in alten VW-Käfern... Aber im allgemeinen in der Elektronik ist immer noch ein Plus (VCC) oder GND (Minus) gültig...
Mani W. schrieb: > Scheint so! > > Pluspol kann niemals GND sein, es sei denn dass Plus als GND > gewählt wurde, so wie in alten VW-Käfern... > > Aber im allgemeinen in der Elektronik ist immer noch ein Plus (VCC) > oder GND (Minus) gültig... ... einmal umgepolt, und schon läuft auch der Motor. Vielleicht hat mich die Erkältung doch mehr ausgeknockt als gedacht. Ich geh dann mal ins Bett. Danke dir, Mani!
Mani W. schrieb: > Wenn +++ aufgedruckt ist, dann ist es Plus! Dann ist es sogar plussiger als Plus. :-)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.