Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik L6203 Ausgangspannung zu gering/Spannung "fehlt"


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von Marc F. (marc-f)


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Hallo Community!

Ich ärgere mich jetzt schon einige Zeit mit dem folgenden Problem herum 
und komme einfach nicht auf den Fehler drauf. Vielleich sehe ich einfach 
nicht mehr das offensichtliche.

In meinem aktuellen Projekt muss ich einen Linearmotor (LA23 von Linak) 
mit einer L6203 H-Brücke ansteuern. Die H- Brücke wird über einen 
Arduino Uno gesteuert. (Schaltplan im Anhang mit Bildern der Schaltung)

Mein Problem: Wenn ich Die H- Brücke komplett geöffnet habe (4.8V an 
IN1, PWM Arduin 250) dann bekomme ich am Ausgang gerade einmal 8.5V 
Spannung raus. Es fehlen somit 4V die im Bereich zwischen Netzteil und 
Motor "verloren gehen". Die 8,5V reicht bei weitem nicht die den 
Linearmotor anzutreiben. Generell habe ich das Gefühl das die kleinen 
Spielzeug Motoren, die ich probeweise angeschlossen habe, sehr 
wenig/keine Kraft haben.


Meine Schaltung, die ich verwendet habe, ist aus dem Datenblatt der 
L6203 auf Seite 12 entnommen. Die Schaltung Ansicht funktioniert. Ich 
kann über die die PWM des Arduinos die Spannung beliebig steuern. Aber 
ich erreiche bei weitem nicht die Eingangsspannung des Netzteiles.


Ich habe die L6203 gewählt, weil in einem späteren Teil des Projektes 
24V Linearmotren verbaut werden und auch die maximalen Stromflüsse der 
Motoren mit den Werten der H-Brücken harmonieren.


Die H-Brücke wird über ein 300W 12V Netzteil (am Ausgang liegen 12,6V an 
laut Multimeter) gespeist. Der Arduino wird über ein meinen Computer 
oder ein USB-Netzteil gespeist. Lange habe ich vermutet das ich ein 
Potential Problem habe und deshalb nicht meine 12V am Ausgang 
rausbekomme. Wirklich beweisen oder Anhaltspunkte habe ich leider nicht 
gefunden. Mir läuft leider langsam die Zeit weg und verstehe auch nicht 
wo das Problem liegt. Bis jetzt habe ich auch kein Ähnliches Problem 
beim Durchforsten von diesem oder anderen Foren entdecken können. Wenn 
jemand einen Tipp zu einem ähnlichen Problem/Beitrag hat wäre ich sehr 
dankbar.

Was habe ich getestet:
-) ich habe alle verwendetet Bauteile ausgewechselt
-) Ich habe die H-Brücken getauscht und mit anderen aus einer anderen 
Charge getauscht.
-) Ich habe dasselbe Problem, wenn ich den Aufbau auf einem Steckbrett 
aufbaue.
-) Die Dioden brechen nicht durch. Ich kann sie komplett entfernen ohne 
das sich die Ausgangspannung verändert.
-) Die Spannungsversorgung der H-Brücke durch den Arduino bricht nicht 
zusammen/ist stabil.
-) Das PWM Signal des Arduinos liegt mit 4.8V an den Inputs an (Je 
nachdem welcher Eingang eingeschaltet ist)
-) Mit meinem Multimeter kann ich keine Spannungsabfälle oder andere 
seltsame Phänomene feststellen

In den nächsten Tagen komme ich noch an ein Oszilloskop ran mit dem ich 
weiter auf Fehlersuche gehen kann. Wenn ihr noch weitere Vorschläge habt 
bin ich ganz Ohr.


Datenblätter Linearmotor: 
https://www.linak.at/produkte/linearantriebe/la23/#/datenblatt

Datenblatt H-Brücke: 
https://www.mouser.at/ProductDetail/STMicroelectronics/L6203?qs=gr8Zi5OG3MivQB7QgTa84w==&gclid=EAIaIQobChMIp6qXsonu6gIVAuDtCh3hhA0-EAAYASAAEgLShfD_BwE

Das derzeitige Netzteil (Ich finde leider kein Degenblatt 
dazu):https://www.amazon.com/SUPERNIGHT-Universal-Transformer-Industrial-Automation/dp/B007MWNF5Q

LG Marc

: Verschoben durch Moderator
von Herman Kokoschka (Gast)


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Ohne jetzt das Datenblatt durchgesehen zu haben:

Der 10 Ohm Widerstand ist ja wohl zur Stromsteuerung,
vermutlich ist der viel zu hoch dimensioniert und lässt die Spannung 
einbrechen, um den Ausgangsstrom zu begrenzen.

von Marc F. (marc-f)


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Den 10 Ohm Widerstand an Ausgang 10 kann man auch weglassen. Ich habe in 
anderen Beiträgen schon mehrmals das gehört. Leider ohne viel Erfolg. 
Ich habe in meinen Aufbauten diesen auch schon mehrmals beim Testen 
überbrückt. Leider steigt die Spannung am Ausgang nur um etwa 0.1-0.2V.

Der Wiederstand zwischen 1-3 dient dazu, um ein Aufschaukeln an den 
Ausgängen zu verhindern.

von A-Freak (Gast)


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Anschluß 10 ist kein optionaler Ausgang sondern ein Meßanschluß für den 
Motorstrom

Da muß ein Widerstad ran und der muß klein genug sein daß er den 
Motorstrom erlaubt aber noch vor Überstrom begrenzt

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Marc F. schrieb:
> Den 10 Ohm Widerstand an Ausgang 10 kann man auch weglassen. Ich habe in
> anderen Beiträgen schon mehrmals das gehört.
Hören tut man viel. Und was steht im Datenblatt?

> Der Wiederstand zwischen 1-3 dient dazu,
... Überspannungen duch Induktion beim Umschalten abzudämpfen. Der 
Widerstand zusammen mit dem Kondensator (ist ja immerhin eine 
Reihenschaltung) nennt sich Boucherot-Glied oder Snubber. Da "schaukelt" 
sich nichts auf.

Marc F. schrieb:
> (Schaltplan im Anhang mit Bildern der Schaltung)
Die Masse GRND ist mit der Masse vom L6203 aber schon verbunden?

> Wenn ich Die H- Brücke komplett geöffnet habe (4.8V an IN1, PWM Arduin
> 250) dann bekomme ich am Ausgang gerade einmal 8.5V Spannung raus.
Von wo nach wo misst du diese Spannung womit?

> Wirklich beweisen oder Anhaltspunkte habe ich leider nicht gefunden.
Teile und herrsche!
Du könntest z.B. ja einfach mal zur Fehlersuche den Andruiden aus der 
Schaltung entfernen und die Pins des L6203 direkt mit 0/5V-Pegeln 
verschalten.

> Wenn ihr noch weitere Vorschläge habt bin ich ganz Ohr.
Du brauchst kein Oszilloskop, denn dein Fehler ist ja vollkommen 
statisch. Ein Multimeter ist da zur Fehlersuche besser geeignet.

> Wenn ihr noch weitere Vorschläge habt
Zeig doch mal ein Bild von deinem Aufbau...

BTW: der 12V-Pufferkondensator mit 100nF ist m.E. um den Faktor 1000 zu 
niedrig dimensioniert. 100µF dürfen da schon ran an den Pin 2.

A-Freak schrieb:
> Da muß ein Widerstad ran und der muß klein genug sein daß er den
> Motorstrom erlaubt aber noch vor Überstrom begrenzt
Der Widerstand kann dort weggelassen werden, wenn der Motor auch mit 12V 
direkt betrieben werden könnte. Er wird nur benötigt, wenn dort über den 
Spannungsabfall der Strom gemessen und darauf geregelt werden soll. Das 
kann die Schaltung hier gar nicht. Also: Pin 10 kommt direkt an GND.

: Bearbeitet durch Moderator
von Marc F. (marc-f)


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Erst einmal danke für die ganzen interessanten Beiträge.

Ich habe mit euren Antworten zwei Fehler gefunden warum die Schaltung 
nicht funktioniert.

Fehler 1): Der Arduino hat ein anderes Potenzial über das Netzteil/dem 
Rechner als die H-Brücke gehabt. Nachdem ich ihn mit einem 
Holbuchsenstecker den Arduino an das Netzteil der H-Brücke geschlossen 
habe, sind die am Ausgang der H-Brücke „verlorenen“ 4Volt wieder 
aufgetaucht.

Fehler 2): Die H-Brücken sind zu schwach für die Motoren. In den 
Datenblätter der Motoren steht nicht der Einschaltstrom dabei. Ich habe 
einen anderen Wert als den Einschaltstom interpretiert. Ich bin davon 
ausgegangen das der Motor maximal 4A zieht. In der Realität, nach 
Rücksprache mit dem Hersteller, zieht der Motor bis zu 10A beim 
Einschalten.

Die H-Brücke geht somit in die Knie, weil sie den Strom der benötigt 
wird nicht liefern kann, wodurch die Spannung zusammenbricht.

Damit bleibt mir nicht viel anderes übrig als mir andere H-Brücken zu 
suchen.

Danke noch einmal für eure Beteilung an meinem Problem.

Lg Marc

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Marc,

Der L6203 mag zwar für die Einschaltströme zu schwach sein. Die Ursache 
für das Einbrechen der Spannung ist aber ein anderer. Trotz 
entsprechender Hinweise hast du die Schaltung nicht verstanden. So lange 
dir die Grundlagen fehlen, brauchst du auch nicht nach anderen ICs 
suchen. Für hohe Ströme gibt es auch nichts integriertes mehr, da musst 
du dann externe FETs verwenden und bekommst noch ganz andere Probleme. 
Also schau besser erstmal, dass es im Kleinen läuft. Bei wenig Last 
werden die Einschaltströme auch nicht so wild sein.

Nochmal zur Erklärung: Der Strom fließt von der Spannungsquelle (+Pol) 
über einen der oberen FETs der H-Brücke zum Motor und von dort durch 
einen der unteren FETs zum Sense-Anschluss, nicht(!) direkt nach Masse. 
Wenn du da 10R drann hängst, erzeugst du einen hohen Spannungsabfall am 
Widerstand, der auch entsprechend heiß werden dürfte. Wenn du den Strom 
nicht messen willst, kannst du den Sense-Pin direkt nach Masse schalten. 
Aber bitte mit einer dicken Leiterbahn, da fließt nämlich der Strom 
drüber, nicht über den Massepin vom L6203.

Dein Schaltplansymbol für den L6203 ist auch nicht optimal. Wichtiger 
als die Pinnummern sind die Namen bzw. die Funktion der jeweiligen Pins. 
Sonst sagt der Schaltplan ohne daneben liegendes Datenblatt nichts aus. 
Bei komplexeren Schaltungen blickt dann niemand mehr durch.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Wolfgang (Gast)


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Marc F. schrieb:
> einen Linearmotor (LA23 von Linak)

Das ist kein Linearmotor, sondern ein Linearaktuator. Davon leitet sich 
übrigens auch der Name der Firma LINAK ab.

Ein Linearmotor ist ganz was anderes:
https://de.wikipedia.org/wiki/Linearmotor

Marc F. schrieb:
> Schaltplan.PNG
Und wie Thorsten schon schreibt:
Wenn du dich in deinem Schaltplan schon nur auf die Pin-Nummern 
beziehst, solltest du wenigstens die Bauform dabei schreiben. Je nach 
Bauform unterscheiden sich die Pinbelegungen erheblich. Besser du 
arbeitest mit den Signalnamen, wie sie im Datenblatt stehen. Dann muss 
man nicht erst im Datenblatt suchen, um deine Schaltung zu verstehen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Marc F. schrieb:
> Den 10 Ohm Widerstand an Ausgang 10 kann man auch weglassen.

Sicher nicht. Schau Dir mal das Blockdiagramm von dem Chip im Datenblatt 
an. Der gesamte Laststrom fließt da durch. Wenn du den Strom nicht 
messen willst, dann gehört der Pin direkt an GND.

> Ich bin davon ausgegangen das der Motor maximal 4A zieht

Rechne mal mit diesem Wert. 4A mal 10Ω sind 40 Volt. So viel würde an 
deinem Widerstand abfallen, wenn da wirklich 4A fließen.

> Die H-Brücke geht somit in die Knie, weil sie den Strom der benötigt
> wird nicht liefern kann, wodurch die Spannung zusammenbricht.

Genau. Sie kann den Strom nicht liefern, weil der Widerstand viel zu 
hochohmig ist.

Der Sense Pin erlaubt laut Datenblatt bis zu +4 Volt (die fehlen dir 
dann am Motor). 4V an 10Ω entsprechen 400mA. Bei Mehr Strom bist du aus 
dem erlaubten Bereich raus, so dass der Chip nicht mehr ordnungsgemäß 
funktioniert.

> Die H-Brücken sind zu schwach für die Motoren. ...
> zieht der Motor bis zu 10A beim Einschalten.

Das kommt dann noch dazu.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Marc F. schrieb:
>> Den 10 Ohm Widerstand an Ausgang 10 kann man auch weglassen.
>
> Sicher nicht. Schau Dir mal das Blockdiagramm von dem Chip im Datenblatt
> an. Der gesamte Laststrom fließt da durch. Wenn du den Strom nicht
> messen willst, dann gehört der Pin direkt an GND.

Eben - und wo ist der 10Ω Widerstand dann?
Ganz genau - weg.

von Herman Kokoschka (Gast)


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> Eben - und wo ist der 10Ω Widerstand dann?
> Ganz genau - weg.

Das liegt daran, dass sich manch einer hier nicht klar genug ausgedrückt 
hat, klassisches Missverständnis:

WIDERSTAND WEGLASSEN:
würde ja bedeuten, dass der Sense-Pin frei bleibt.

KORREKT IST: WIDERSTAND ÜBERBRÜCKEN
Das ist dann zwar auch ein "weglassen", aber eben mit einem feinen 
Unterschied...

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