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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DC-Motor mit PWM in beide Richtungen steuern


Autor: Thomas Oster (thommyoster)
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Hallo,
Ich baue grad aus Spaß ein ferngesteuertes Auto aus 2 Atmega8 
(Fernsteuerung und Auto), einem Servo, einem DC-Motor und einem bisschen 
Lego.

Den Servo kann ich mit meiner PWM ganz gut ansteuern jetzt ist die 
Frage, wie kann ich den Motor ansteuern.

Im Prinzip müsste ich zwei Pins haben und für jede Richtung einen von 
beiden auf High setzen und dass dann mit ner PWM um die geschwindigkeit 
zu regeln. Allerdings kann ich ja den Motor nicht direkt an den Atmega 
hängen, da er ja was mehr Strom braucht.
Bisher hab ich für sowas eine Darlington Schaltung benutzt, bzw. einen 
Darlington-IC (ULN2803A). Das Problem an dieser Schaltung ist, man kann 
die Pins nur auf Masse oder undurchlässig schalten. Also könnte ich so 
den Motor nur in eine Richtung laufen lassen.

Mit welcher möglichst einfachen schaltung kann ich den Motor in Richtung 
und Geschwindigkeit regeln?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Da der von dir eingesetzte Motor 5V und maximal 15,943435mA benötigt, 
kannst du diesen direkt an den Atmel anschließen.

Autor: 6637 (Gast)
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Mit einer Brueckenschaltung. Gibt's schon fertig, wie Sand am Meer. 
L6203, oder so

Autor: Thomas Oster (thommyoster)
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@Matthias

Wie kommst du darauf, dass ich meinen DC Motor mit 5 Volt betreiben 
möchte und er maximal diesen Strom verbraucht?

@6637
Danke, werd mich mal schlau machen, wie das funktioniert und ob mir das 
hilft

Autor: Thomas Oster (thommyoster)
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@6637
Hab jetzt mal gegoogelt und mir das Datenblatt vom L6203 angeschaut. 
Klingt interessant, aber ich komm mit der Beschaltung usw nicht so ganz 
klar und bei Google find ich nur Threads wo jedem klar ist, wie so eine 
Brücke funktioniert.
Könnte mir jemand vielleicht eine einfache Schaltung mit diesem Teil 
schreiben?
Also sowei ich das verstanden hab, muss ich die beiden INs mit dem 
Atmega so verbinden, dass ich für jede Drehrichtung des Motors eine PWM 
auf einen der INs setze den anderen auf GND?
Enable muss immer auf High, ist also quasi ein An/Aus Schalter?
Was ist das mit dem Sense usw, das hab ich noch nicht verstanden.

Danke.

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Thomas Oster wrote:
> @Matthias
>
> Wie kommst du darauf, dass ich meinen DC Motor mit 5 Volt betreiben
> möchte und er maximal diesen Strom verbraucht?

Er wollte Dir damit (durch die Blume) sagen, dass Du zuwenig Infos 
gebracht hast, um Deine Frage korrekt und sinnvoll beantworten zu 
können.

> Klingt interessant, aber ich komm mit der Beschaltung usw nicht so ganz
> klar und bei Google find ich nur Threads wo jedem klar ist, wie so eine
> Brücke funktioniert.
> Könnte mir jemand vielleicht eine einfache Schaltung mit diesem Teil
> schreiben?

Hmmm... - Dann solltest Du Dir erstmal eine H-Brücke in diskreter 
Bauweise (mit bipolaren Transistoren) aufbauen und daran herummessen, um 
das Prinzip und die Funktionsweise zu verstehen. Es bringt nix, den 
zweiten Schritt vor dem ersten machen zu wollen.

http://www.mikrocontroller.net/search?query=H-Br%C...

...

Autor: thommy.oster (Gast)
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Also hab mir das Prinzip mal angeguckt und find ich auch einleuchtend. 
Hat was von der Grätz schaltung als gleichrichter mit 4 Dioden.

Naja auf jeden Fall nimmt mein Projekt langsam Formen an:
Wir sind von Lego umgestiegen um ein Ferngesteuertes Dreirad aus einem 
Pocket-Bike zu machen. Morgen müsste es auf drei Rädern stehen und einen 
Servo für den Gaszug hab ich schon.

Die H-Brücke bräuchte ich jetzt für die Lenkung. Und zwar hab ich vor 
das mit einem Scheibenwischermotor 12V, keine Ahnung wie viel Strom, 
denke 4-5A maximal. und einem Poti nach dem Servoprinzip zu realisieren.

Die oben genannte H-Brücke scheint dafür Ideal zu passen. Allerdings 
versteh ich nicht ganz wofür die Kondensatoren an den BOOT Pins sind 
(was ist ein Bootstrap-Kondensator und wofür brauch ich diese Pins)
Und das mit dem SENSE versteh ich auch nicht.
Könnte mir jemand eine Minimalbeschaltung für diese L6203 Brücke sagen, 
sodass ich einfach IN1 und 2 an den Atmega mache, Out1 und 2 an den 
Motor und 12V an Vs. ENABLE dann entweder immer auf High oder zum 
Stromsparen auch an den Atmega?
Wo müsste ich dann welche Kondensatoren einsetzen?
Danke.

Autor: avion23 (Gast)
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Blockierstrom eines Scheibenwischermotors ist ~85A.

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Und die meisten Scheibenwischermotoren können nicht rückwärts laufen. 
Selbst wenn man die Feldwicklung herausführt und separat ansteuert, 
macht das Getriebe meist nicht lange mit, da sich die Schnecke nur in 
einer Richtung gegen ein Axiallager (Drucklager) abstützen kann.

...

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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thommy.oster wrote:
> Also hab mir das Prinzip mal angeguckt und find ich auch einleuchtend.
> Hat was von der Grätz schaltung als gleichrichter mit 4 Dioden.
Ist im Prinzip genau das umgekehrte Prinzip (einphasiger 
Wechselrichter)...

> Die oben genannte H-Brücke scheint dafür Ideal zu passen. Allerdings
> versteh ich nicht ganz wofür die Kondensatoren an den BOOT Pins sind
> (was ist ein Bootstrap-Kondensator und wofür brauch ich diese Pins)
Ganze einfach: Die beiden High-Side-MOSFETs (also die beiden 
Transistoren der Brücke, die nicht mit dem Emitter auf Masse liegen) 
brauchen eine Versorgungsspannung, die auf ihren Emitter-Anschluss 
bezogen ist, da sie sonst nicht richtig durchschalten können (sie werden 
ja durch die Gate-Emitter-Schaltung gesteuert). Diese 
Bootstrap-Schaltung erzeugt eine solche Spannung über jeweils eine Diode 
und den Kondensator. Der Kondensator wird dabei in dem Zeitraum, in dem 
der jeweilige Low-Side-FET (also der untere) eingeschaltet ist, über die 
Diode aufgeladen. Wenn der untere FET dann wieder sperrt, kann man das 
Emitter-Potenzial des oberen MOSFET anheben und hat über den Kondensator 
eine brauchbare Betriebsspannung. Nachteil der Schaltung ist, dass man 
den unteren MOSFET von Zeit zu Zeit immer mal wieder einschalten muss, 
um den Kondensator nachzuladen. Im statischen Betrieb zieht der MOSFET 
zwar praktisch keinen Strom, aber über längere Zeit gesehen baut sich 
die Ladung trotzdem ab.

> Und das mit dem SENSE versteh ich auch nicht.
Für die Erfassung und Überwachung des Motorstromes werden in die 
Masseleitungen Sense-Widerstände ("Shunts") eingeschleift. An denen kann 
man dann eine dem Brückenstrom proportionale Spannung abgreifen

Autor: thommy.oster (Gast)
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@avion23

85A ??? Dann müssten die Kabel ja ziemlich heiss werden wenn ich am Auto 
den Scheibenwischer blockiere (wenn zb Schnee auf der Scheibe ist) Hab 
leider kein Amperemeter da, sonst würd ichs messen. Woher hast du die 
Info. Möchte ja ungerne meine neue H-Brücke zerfetzen, deshalb hab ichs 
im Moment über Relais, aber das ist nicht so ganz das wahre....
Blockieren soll er ja garnicht, ich stell ihn ja nur auf Werte ein, die 
er erreichen kann.

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