Motor Steuern mittels NPN-Transistor

[Chris H. (xkris)]

Hallo

Ich würde gern einen Gleichstrommotor mit einem Darlington NPN steuern ( 
nicht nur schalten). Meine Frage ist jetzt:

1.benötige ich einen Basis-Widerstand

2. welche Schaltungvariante, wenn überhaupt, macht am ehesten Sinn 
(siehe Anhang)


3. Benötige ich parallel zum Motor eine Freilaufdiode?

4. Habe ich was vergessen, Kondensator oder so?

(das der OP in der Skizze keine Betriebsspannung hat ist mir bewußt  ;) 
)

Danke im Vorraus

xkris

[D. S. (jasmin)]

Wozu ????????????

[Chris H. (xkris)]

Dietmar S. wrote:
> Wozu ????????????


Wie, wozu? Ist doch Wurscht. Ich möchte nur wissen, ob es so 
funktioniert oder ob ich mir was Aufwendigeres einfallen lassen muss.

Ziehlt deine Frage evt. darauf ab, warum ich überhaupt den Transistor 
dranhänge und nicht direkt den Motor mit dem OP ansteuere? Das liegt 
einfach daran, dass der Motor bis zu 2A zieht, die der OP einfach nicht 
liefern kann

Gruß

xkris

[juppi (Gast)]

kein basis-R aber Diode

[Thomas (kosmos)]

bei NPN gehört der Motor zwischen Plus und Kollektor, der Transitor 
schaltet dann nur gegen Masse. Aber nimm lieber nen Logic Level N-Kanal 
FET dann kannst dir die ganze Ansteuerung sparen, aber machs mit PWM und 
nicht linear. sonst verheizt du die nichtbenötigte Leistung als Wärme.

[O. D. (odbs)]

> 1.benötige ich einen Basis-Widerstand

Auf jeden Fall! Beispiel zur Berechnung: Motorstrom 2A, Stromverstärkung 
des Transistors bei 2A beispielsweise 100 (Datenblatt!), damit 
Basisstrom maximal etwa 20mA, Spannung über dem Widerstand 5V - 0,7V = 
4,3V. Mit beispielsweise 200 Ohm könnte man den Transistor also noch in 
die Sättigung steuern und hätte gleichzeitig ansteuernde Schaltung und 
Transistor geschützt. Mit einem MOSFET bist du für eine solche Anwendung 
aber besser bedient. "Gate-Stopper"-Widerstände sind hier auch Pflicht 
(200 Ohm sind super).

> 2. welche Schaltungvariante, wenn überhaupt, macht am ehesten Sinn
> (siehe Anhang)

Keine. Mach eine Ansteuerung per PWM wegen der Verlustleistung. Das geht 
übrigens auch "analog" ohne µC.

> 3. Benötige ich parallel zum Motor eine Freilaufdiode?

Ja, dringend empfohlen.

> 4. Habe ich was vergessen, Kondensator oder so?

Bei Ansteuerung per PWM müssen die Versorgungsleitungen geschickt 
geroutet und entsprechend abgeblockt werden. Entstörkondensatoren je 
nach Motortyp und Anforderungen.

Frohes Neues...

[Chris H. (xkris)]

Frohes Neues und Danke für die ausführliche Antwort.
Allerdings verstehe ich deine Beispielrechnung (5V-0.7V=4.3V...) nicht 
so ganz. Bei meiner Schaltungsvariante (also Motor an Emitter) hätte ich 
ja dann noch mehr Verluste.
Das es mittels PWM besser und verlustfreier geht ist mir klar, aber ich 
muss halt mit den Bauteilen auskommen die ich hab und das Ding sollte 
eigentlich heute noch laufen. Dient eh nur zu Testzwecken.

Gruß
xkris

[Chris H. (xkris)]

Ich hab meine Schaltung mal drangehängt.
Das Ganze ist Teil einer Druckregelung. Über R4/R5 wird der Sollwert 
vorgegeben. Der eigentliche Regler besteht aus U1 und U3, in meiner 
jetzigen Schaltung ist U3 allerdings so beschaltet,dass er nur 
invertertiert, alsoSpannungsverstärkung=1. Dann kommt der besagte NPN 
als Motortreiber. Das Teil was dort mit H1 bezeichnet ist soll der Motor 
sein. Das Sensorsignal kommt als Differenzsignal vom Sensor. U4 macht 
also nur ein Differenzbildung und gibt das Signal invertiert an den 
Regler weiter. Bei den OP's handelt es sich um LT1112 mit einer sehr 
geringen Offset-Spannung. U1/U2 und U3/U4 befinden sich jeweils in einem 
DIP Gehäuse. Die Schaltung ist auf Lochrasterplatine aufgebaut. Ich 
hatte für die OP's jeweils 100n Kondensatoren an den +/- Ub gegen Masse 
von denen mir einer um die Ohren geflogen ist. Schaltung funktioniert 
aber noch. Allerdings ist die Regelung sehr träge und ich habe z.B. 
starke Schwingungen auf den Ein- und Ausgängen von U2, obwohl diese 
eigentlich auf einem festen Spannungswert liegen. Keine Ahnung von wo 
das Einkoppelt. Bin was Schaltungstechnick betrifft noch ziemlich 
unerfahren. Sad

Gruß
xkris

[HildeK (Gast)]

>> 1.benötige ich einen Basis-Widerstand

>Auf jeden Fall!

Definitiv nicht auf jeden Fall! Und, xkris verwendet 
Darlington-Transistoren, also hfe >> 100!
Bei einem Kurzsschluss am Motor wird die Basis zuletzt sterben!

[Chris H. (xkris)]

HildeK wrote:
>>> 1.benötige ich einen Basis-Widerstand
>
>>Auf jeden Fall!
>
> Definitiv nicht auf jeden Fall! Und, xkris verwendet
> Darlington-Transistoren, also hfe >> 100!
> Bei einem Kurzsschluss am Motor wird die Basis zuletzt sterben!

Jup, hfe min ist 200,

[HildeK (Gast)]

>hatte für die OP's jeweils 100n Kondensatoren an den +/- Ub gegen Masse
>von denen mir einer um die Ohren geflogen ist. Schaltung funktioniert
Elko / Tantal verpolt oder mit viel zu niedriger Spannung (auch bei 
Kerko)?

>starke Schwingungen auf den Ein- und Ausgängen von U2,

Ist mir fast unerklärlich. Möglich:
- VCC schlecht geblockt?
- ev. C parallel zu R5? Leitung zw. R5 und U2 zu lang? Dadurch 
Einstreuung, die aber schon am Eingang sichtbar sein muss!
- OPA kann kein Unitiy Gain? Eher unwahrscheinlich.


Übrigens, NPN wäre besser, wenn der Motor voll eingeschaltet ist, weil 
am NPN Darlington 1.4V verloren gehen. Solltest du den Motor aber nur in 
Teillast betreiben, dann machts keinen Unterschied - es hilft dann nur 
noch PWM.
Leicht zu machen, wenn du U3 als Spannungsfolger schaltest.

[juppi (Gast)]

bau das teil auf!

mit z.B. R=200 ohm  und diode
der anlaufstrom des Motors kann höher sein
OP ausgangsstrom beachten
hfe reserve vorhanden

[Chris H. (xkris)]

HildeK wrote:
>>hatte für die OP's jeweils 100n Kondensatoren an den +/- Ub gegen Masse
>>von denen mir einer um die Ohren geflogen ist. Schaltung funktioniert
> Elko / Tantal verpolt oder mit viel zu niedriger Spannung (auch bei
> Kerko)?
>


Oh Mann, du hast recht, sind Elektrolyt-Tantal Kondensatoren, was hab 
ich denn da für einen Scheiss gekauft...