Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet H-Brücke mit Transistoren ansteuern


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von Malte S. (teebow)


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Hallo Zusammen,

ich hab einen Plan für eine Mosfet H-Brücke entworfen und wollte wissen 
ob die Dimensionierung der Widerstände passt.

Das Design habe ich nur von wo anders übernommen.

Ich habe das ganze auf einem Breadboard aufgebaut. Mein Problem ist 
allerdings, dass die Mosfets auch im "Ruhezustand" sehr heiß werden. 
Kühlkörper werden natürlich bei der fertigen Version verbaut.

Das zweite Problem ist, dass der Transistor nicht durch schaltet.

P-Channel Mosfets: IRF 9620
N-Channel Mosfets: IRF 610

Transistoren: BC548b

Dann kommt noch dazu, dass die Versorgungsspannung variabel 6-24V ist.

Ich kenne mich leider nicht gut genug aus mit Elektronik, daher bitte 
ich hier um Unterstützung.

LG, Teebow

Edit: Ignoriert das das Bild 2 mal drin ist.

:
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> Das Design habe ich nur von wo anders übernommen.
Dort wurde die Schaltung mit 5V betrieben, stimmts?

Das Problem an solchen billigen Prinzipschltungen ist, dass sie nur 
prinzipiell funktionieren.

Bei 24V am Gate werden deine Mosfets recht schnell das Zeitliche segnen, 
weil schon im Datenblatt steht, dass sie max. 20V Ugs aushalten und dann 
kaputt gehen.

Und natürlich hat deine Schaltung keine Totzeit, somit leiten beim 
Umschalten vom oberen zum unteren Mosfet (und umgekehrt) beide und 
schließen die Versorgung kurz.
Dass die Umschaltung dank des sehr hochohmigen Gatepullups auch noch 
schnarchlangsam passiert, macht die Sache nicht besser.

Malte S. schrieb:
> Ich kenne mich leider nicht gut genug aus mit Elektronik
Wird schon noch, war bei mir auch mal so. Aber fang zum Lernen einfach 
mal mit niedrigeren Spannungen an.

Und sieh dir andere, funktionierende Aufbauten mit brauchbaren 
Gate-Treibern an.

: Bearbeitet durch Moderator
von H. H. (Gast)


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Und den armen BC548 nicht mit 120mA Basisstrom töten!

von Markus W. (dl8mby)


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Bau mal eine solche Schaltung in einem Simulator
virtuell auf, um sie besser zu verstehen.
Spart Dir die ganzen Teile, die beim Testen verbraten werden.

Nimm z.B. LTSpice von Linear, jetzt Analog Device oder das Programm
Microcap12, da auch frei im Netz zu finden ist.

#www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-si 
mulator.html

#spectrum-soft.com/download/download.shtm

Markus

: Bearbeitet durch User
von Malte S. (teebow)


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Lothar M. schrieb:
> Bei 24V am Gate werden deine Mosfets recht schnell das Zeitliche segnen

Ich dachte die 20kOhm Widerstände dazu da.

Das Problem ist, dass das ganze relativ schnell jetzt fertig werden 
muss.
Der Hintergrund ist, dass ich 6 DC Motoren ansteuern und die 
Drehrichtung ändern muss.

H. H. schrieb:
> Und den armen BC548 nicht mit 120mA Basisstrom töten!

Deswegen frage ich ob die Widerstände richtig ausgewählt sind :D

von Stefan F. (Gast)


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Kauf dir lieber einen Treiber-IC dafür, es erspart dir eine Menge Leid.

von Malte S. (teebow)


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Markus W. schrieb:
> Bau mal eine solche Schaltung in einem Simulator
> virtuell auf

Ich habe dafür die Website
#https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html
genommen, da ich mich dort sehr gut zurechtgefunden habe. Mit LT-Spice 
kam ich irgendwie nicht sehr weit :/

von Malte S. (teebow)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Kauf dir lieber einen Treiber-IC dafür, es erspart dir eine Menge Leid.

Kannst du mir da was emphelen für 24V/3A Motoren? :D

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Malte S. schrieb:
> Deswegen frage ich ob die Widerstände richtig ausgewählt sind :D

Einfach die 200 Ohm mit den 20k gegeneinander tauschen. Das Problem mit 
der fehlenden Totzeit bleibt.

Malte S. schrieb:
> Das Problem ist, dass das ganze relativ schnell jetzt fertig werden muss

Nimm bipolare Transistoren, dadurch entfällt die Konstruktion mit der 
Totzeit und du sparst die gegenseitige Verriegelung der beiden Eingänge. 
Allerdings hast du dann einen Spannungsverlust von 1,4V!

von Malte S. (teebow)


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Michael M. schrieb:
> Das Problem mit der fehlenden Totzeit bleibt.
Das mit der Totzeit habe ich noch nicht so ganz verstanden.

Werde eben die Widerstände tauschen und gucken ob der Transistor 
schaltet.

von Malte S. (teebow)


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Der Transistor schaltet jetzt bei dem 20kOhm Widerstand.

Jetzt ist nur die Sache mit den Warmen Mosfets. Gibt es eine Möglichkeit 
die Totzeit zu eliminieren?
Oder reicht es einfach das ganze mit dicken Kühlkörpern zu betreiben?

von H. H. (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Das mit der Totzeit habe ich noch nicht so ganz verstanden.

Zwischen dem Ausschalten des einen Transistors eines Zweigs, und dem 
Einschalten des anderen, muss eine Totzeit vergehen. Die kann durchaus 
im Bereich von vielen µs liegen, wenn man die Gates so lahm ansteuert 
wie du.

von H. H. (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit
> die Totzeit zu eliminieren?

Nein, die muss sein.


> Oder reicht es einfach das ganze mit dicken Kühlkörpern zu betreiben?

Auto ohne Bremse, dafür dickere Stoßstange...

von falsificatione (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Das Problem ist, dass das ganze relativ schnell jetzt fertig werden
> muss.
> Der Hintergrund ist, dass ich 6 DC Motoren ansteuern und die
> Drehrichtung ändern muss.

Also geht es Dir weniger darum H-Brücken bauen zu können als
vielmehr 6 H-Brücken für 24VDC Nennspannung (vermutlich eines
Werkzeugakkus? also eher etwas mehr und weniger) zu kriegen?

Falls ja, nenne Motordaten und -typen, sowie die Anwendung.

von Falk B. (falk)


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Malte S. schrieb:
> Kannst du mir da was emphelen für 24V/3A Motoren? :D

Eine fertige, vollintegrierte H-Brücke!

https://www.mikrocontroller.net/articles/H-Br%C3%BCcken_%C3%9Cbersicht

"Allerdings braucht man für eine diskret aufgebaute H-Brücke deutlich 
mehr als 4 Transistoren, vor allem Know How! Man braucht Treiber, 
Pegelwandler und Schutzbeschaltungen. "

von Malte S. (teebow)


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H. H. schrieb:
> Zwischen dem Ausschalten des einen Transistors eines Zweigs, und dem
> Einschalten des anderen, muss eine Totzeit vergehen. Die kann durchaus
> im Bereich von vielen µs liegen, wenn man die Gates so lahm ansteuert
> wie du.

Okay das habe ich verstanden.

falsificatione schrieb:
> Falls ja, nenne Motordaten und -typen, sowie die Anwendung.

Es ist 6 Motoren eines Roboters. Der ist sehr alt (1998) und hat ganz 
einfache DC Bürstenmotoren mit jeweils 24V/3A. Viel mehr findet man über 
die leider nicht heraus.

von Malte S. (teebow)


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Falk B. schrieb:
> vor allem Know How! Man braucht Treiber,
> Pegelwandler und Schutzbeschaltungen.

Danke für die Tipps aber ich glaube das bekomme ich nicht mehr Zeitlich 
hin. Muss diesen Monat fertig sein.

von falsificatione (Gast)


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Malte S. schrieb:
> falsificatione schrieb:
>> Falls ja, nenne Motordaten und -typen, sowie die Anwendung.
>
> Es ist 6 Motoren eines Roboters. Der ist sehr alt (1998) und hat ganz
> einfache DC Bürstenmotoren mit jeweils 24V/3A. Viel mehr findet man über
> die leider nicht heraus.

Dann brauchst Du normalerweise eine Sanftanlauframpe. Entweder
aus der Ansteuerung (was ist die/soll die werden???) oder im
Treiber integriert. Weil Du keinen Roboterarm willst der alles
kaputtschlägt, wenn er (")versehentlich(") vollen Saft kriegt.
Zumindest nehme ich das mal an.

Aber zum Glück keine H-Brücken für den xfachen Anlaufstrom (sind
eh selten für 24V, als fertige Module wohl noch seltener).

Welche in Frage kämen, ist ohne Kenntnis der (An-)Steuerung aber
sowieso nicht, und nicht mal dann sicher, zu sagen.

Malte S. schrieb:
> Muss diesen Monat fertig sein.

"Unmögliches ..., Wunder ..." Rück halt mal raus was Du weißt.

von Malte S. (teebow)


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falsificatione schrieb:
> Rück halt mal raus was Du weißt.

Ich hatte das hier schon in einem anderen Beitrag geschrieben.

Ich habe Beckhoff Klemmen die mir ein Analoges Signal geben (0-10V) mit 
der ich die Geschwindigkeit der Motoren einstellen muss. Dank dem Analog 
Signal kann ich keine fertige H-Brücke nehmen, da die ein PWM Signal 
brauchen.

Ich habe bei Amazon ein Board gefunden, was mit dem Analogen Signal 
etwas anfangen kann aber die Drehrichtung des Motor nicht ändern kann... 
Also war mein Plan dahinter eine ganz Simple H-Brücke zum ändern der 
Drehrichtung zu setzen.

Das heißt ich habe als Versorgungsspannung 6-24V, damit gehe ich auf 
meine Schaltung und dann habe ich 24V Digital Ausgänge von den Beckhoff 
Klemmen mit denen ich die Motoren/Drehrichtung ansteuere.


Anders weiß ich leider echt nicht wie ich das umsetzen soll. Mir fehlen 
leider wirklich die Elektronik Kenntnisse.

von Dieter (Gast)


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Es gibt noch ein Provisorium für einen weiteren Spannungsbereich. In dem 
Falle benötigst Du zwei Transistoren Q5.1 und Q5,2.

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgpABZsKBTAWjDACgAXcFPcQqsDRp8qAqOLBwQAEwYAzAIYBXADYdOIbGhGbshHWNHIqsxavUAncEJB4BN1ignw2VwcK3XhhYQJdXsPU0nQP0fZzhXEGJ9MH4QcLijSUirFBRhJJAUBFj4v1TsjCcs3Ez840gouJ0aXiyCqoB3L2DdfU9m1sSbOyg2FtCEjyC+rvdwMBKHGy6hx3buXjmgqd552YHovIEeAy26nUT8rZydopKTwchyqi0BK+yMnXThDNEtmqya9-6W1+yNCoLH0v3GvQExCcYy2Qz62Dwwhh0mGkycMTR2Rk8mUajYKLKmMwJSmWNMuPUg1Gd1WpK6xKJxX210ypMJDS2GIWXMeiVJxw+AHNWmAMLEHFDxFVhfMxYswJKPkA

Sehr gerade, die Dioden sind falsch herum. Es fehlt noch ein kleiner 
Kondensator über dem anderen Widerstand in Reihe mit einem kleinem 
Widerstand. Idee dahinter ist, dass eine Schaltrichtung künstlich 
verlängert wird und zwar jeweils das Einschalten des Mosfet.

von Malte S. (teebow)


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Dieter schrieb:
> Es gibt noch ein Provisorium für einen weiteren Spannungsbereich. In dem
> Falle benötigst Du zwei Transistoren Q5.1 und Q5,2.

Tut mir leid aber da weiß ich gar nicht was du meinst :(

von Falk B. (falk)


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Malte S. schrieb:

> Ich hatte das hier schon in einem anderen Beitrag geschrieben.
>
> Ich habe Beckhoff Klemmen die mir ein Analoges Signal geben (0-10V) mit
> der ich die Geschwindigkeit der Motoren einstellen muss. Dank dem Analog
> Signal kann ich keine fertige H-Brücke nehmen, da die ein PWM Signal
> brauchen.

In der Tat. Aber es gibt Konverter von Spannung zu PWM.

> Ich habe bei Amazon ein Board gefunden, was mit dem Analogen Signal
> etwas anfangen kann aber die Drehrichtung des Motor nicht ändern kann...
> Also war mein Plan dahinter eine ganz Simple H-Brücke zum ändern der
> Drehrichtung zu setzen.

Eine GANZ simple H-Brücke besteht aus 2 Relais mit Wechslerkontakten. 
Die kriegt auch jemand wie du hin.

google Polwender Relais

> Anders weiß ich leider echt nicht wie ich das umsetzen soll. Mir fehlen
> leider wirklich die Elektronik Kenntnisse.

Und warum machst du das dann?

: Bearbeitet durch User
von Malte S. (teebow)


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Falk B. schrieb:
> Und warum machst du das dann?

Ist ein Schulprojekt.

Falk B. schrieb:
> Eine GANZ simple H-Brücke besteht aus 2 Relais mit Wechslerkontakten.

Das bekomme ich hin, aber das möchte unser Lehrer nicht -.-

Falk B. schrieb:
> Aber es gibt Konverter von Spannung zu PWM.

Der LTC6992 wurde mir hier schon vorgeschlagen, nur bekomme ich den 
nicht bei Conrad etc.
Und dann müsste ich mich damit wieder auseinandersetzen wie man den mit 
einem PWM Board verbindet... Bin froh das das Amazon Board funktioniert.

von Falk B. (falk)


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Malte S. schrieb:
> Der LTC6992 wurde mir hier schon vorgeschlagen, nur bekomme ich den
> nicht bei Conrad etc.

Nützt dir bei deinem Kenntnisstand auch wenig. DU kannst bestenfalls 
fertige Board verkabeln.

> Und dann müsste ich mich damit wieder auseinandersetzen wie man den mit
> einem PWM Board verbindet... Bin froh das das Amazon Board funktioniert.

https://www.renhotecic.com/Voltage-To-PWM-Converter-Module-0-5V-0-10V-To-0-100-0050684?gclid=Cj0KCQjwmuiTBhDoARIsAPiv6L9cf6bWfYZwo-PfoYOMbiwCqksYl16HKpNc6FUWhUh8aQgeUVwzG2caAuS2EALw_wcB

Gibt es sicher auch noch andere.

von Dieter (Gast)


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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> Es ist 6 Motoren eines Roboters. Der ist sehr alt (1998) und hat ganz
> einfache DC Bürstenmotoren mit jeweils 24V/3A. Viel mehr findet man über
> die leider nicht heraus.
Das ist schon einiges. Es bedeutet z.B. dass du da über ein 
PWM-Tastverhältnis die Geschwindigkeit regeln können musst. Denn sonst 
wird sich der Roboter nur immer ruckartig mit Vollgas in jede Richtung 
bewegen.

Wie willst du denn diese Endstufe später mal ansteuern?

Malte S. schrieb:
> Ich kenne mich leider nicht gut genug aus mit Elektronik, daher bitte
> ich hier um Unterstützung.
Eines vorneweg: du hast echt Glück, denn du bist nicht der Erste, der 
diese Aufgabe lösen muss. Du kannst also auf hunderte oder gar tausende 
funktionierende und erprobte Schaltungen zurückgreifen. Du musst eben 
nicht aus dem Urschleim der Prinzipschaltungen selber eine neue 
Endstufe entwickeln und jeden denkbaren Fehler selber machen.
Ich mache das in solchen Fällen immer so, dass ich etwas Fertiges 
suche, das die Aufgabe löst. Und dann schau ich mir genau an, wie der 
Entwickler vor mir die Aufgabe gelöst hat. Wenn mir der Ansatz zusagt, 
nehme ich das als Basis für meine Lösung.

Oder kurz: meinst du ernsthaft, du kannst so eine Roboteransteuerung, 
die vor dir Spezialisten in tausenden von Ingenieursstunden entwickelt 
haben, so nebenher ohne Elektronikkenntnisse neu aufziehen?

von Peter D. (peda)


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Malte S. schrieb:
> Der ist sehr alt (1998) und hat ganz
> einfache DC Bürstenmotoren mit jeweils 24V/3A.

Ein 3A Motor zieht gerne >30A Anlaufstrom, einen nur 3A MOSFET reißt es 
dann.

von Malte S. (teebow)


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Lothar M. schrieb:
> Oder kurz: meinst du ernsthaft, du kannst so eine Roboteransteuerung,
> die vor dir Spezialisten in tausenden von Ingenieursstunden entwickelt
> haben, so nebenher ohne Elektronikkenntnisse neu aufziehen?

Genau das meine ich eben nicht. Aber unser Lehrer verlangt es von uns...

Aber an sich sollen sich einfach nur die Achsen bewegen. Es ist auch 
egal ob das Ruckartig anläuft oder mal übers Ziel hinaus fährt.

Ich würde auch gerne auf etwas fertiges zurückgreifen aber ich habe 
überhaupt nichts gefunden was mit den 0-10V UND ändern der Drehrichtung 
zurrecht kommt.

von Stefan F. (Gast)


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Malte S. schrieb:
>> Kauf dir lieber einen Treiber-IC dafür, es erspart dir eine Menge Leid.
> Kannst du mir da was empfhelen für 24V/3A Motoren?

Leider nicht. Bisher kam ich gut mit fertigen Modulen aus, musste mich 
daher mit losen IC noch nicht beschäftigen.

> Aber unser Lehrer verlangt es von uns...

Dann sage ihn, dass er zu viel von euch verlangt. Wenn er anderer 
Meinung ist, kann er ja mal einen Mustervorschlag zeigen. Vielleicht 
klärt sich dadurch ein Missverständnis auf.

von Max M. (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Das Problem ist, dass das ganze relativ schnell jetzt fertig werden
> muss.

Dann verwende doch fertige Vollbrückentreiber.
Z.B. L6205, der sogar 2 H-Brücken enthält.
Die sind fast unkaputtbar.

Malte S. schrieb:
> etwas fertiges zurückgreifen aber ich habe
> überhaupt nichts gefunden was mit den 0-10V UND ändern der Drehrichtung
> zurrecht kommt.

Naja, irgendwas musst Du schon noch selber bauen.
L6205, L293, L6285, L298 und viele andere mehr erwarten digitale 
Ansteuersignale.
Die machen Dir eine super robuste H-Brücke und nicht mehr.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> Ich würde auch gerne auf etwas fertiges zurückgreifen aber ich habe
> überhaupt nichts gefunden was mit den 0-10V UND ändern der Drehrichtung
> zurrecht kommt.
Dann hast du falsch gesucht.

Probiers mit sowas:
https://www.ebay.de/itm/363782996314

: Bearbeitet durch Moderator
von Malte S. (teebow)


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Lothar M. schrieb:
> Probiers mit sowas:
> https://www.ebay.de/itm/363782996314

So wie das aussieht, benötigt es auch ein PWM Signal um die 
Geschwindigkeit einzustellen.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn er anderer Meinung ist, kann er ja mal einen Mustervorschlag zeigen.

Keine Chance. Der Lehrer weiß selber nicht wie es geht.

von Dieter (Gast)


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von Dieter R. (drei)


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Lothar M. schrieb:

> Probiers mit sowas:
> https://www.ebay.de/itm/363782996314

Wo entnimmst du dem Angebotstext, Zitat:

Besonderheiten:  MW/UKW Radio

irgendwelche Hinweise zur intendierten Funktion? Was das Ding macht, 
kann man doch nur raten. Über 10V-Steuerspannung steht da nichts. Die 
Drehrichtung wird mit einem externen Schalter gewählt. Ich habe den 
Eindruck, das hat sich der TO anders vorgestellt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> So wie das aussieht, benötigt es auch ein PWM Signal um die
> Geschwindigkeit einzustellen.Müsste man messen, was da amPoti passiert. Aber was 
mich nachdenklich macht ist das hier:
https://www.ebay.de/itm/294135292587

Ich traue den Chinesen echt zu, dass die zur Richtungsumschaltung zwei 
Relais eingebaut haben und keine Vollbrücke.

Dieter schrieb:
> Wird im Prinzip so etwas benötigt?
Ich würde dann eher sowas nehmen und mit der nötigen PWM ansteuern:
https://makermotor.com/pn00218-cyt7-cytron-20a-6-30v-dc-motor-driver-md20a/

Denn da sitzt sicher sowieso irgendwo ein µC und steuert das Ganze. Und 
der kann dann leicht die PWM erzeugen. Und wenn da noch kein µC sitzt, 
dann kann man einen dranbasteln, der die Analogspannung einliest und in 
eine passende PWM umwandelt. Das ist allemal einfacher "aus dem Stand" 
zu realisieren als die komplette H-Brücke.

Malte S. schrieb:
> Der Lehrer weiß selber nicht wie es geht.
Schon etwas, naja, seltsam: einer, der es machen soll, aber nicht weiß 
was und wie. Und einer, der es ihm auch nicht sagen kann...

Dir bleibt da nichts anderes als fertige Module zu kaufen und paasend 
anzusteuern. Hast du dir mal angeschaut, was da so drauf ist? Wenn es 
mit weniger Bauteilen ginge, dann wären weniger Bauteile drauf.

: Bearbeitet durch Moderator
von Dieter R. (drei)


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Lothar M. schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> So wie das aussieht, benötigt es auch ein PWM Signal um die
>> Geschwindigkeit einzustellen.Müsste man messen, was da amPoti passiert. Aber 
was
> mich nachdenklich macht ist das hier:
> https://www.ebay.de/itm/294135292587
>
> Ich traue den Chinesen echt zu, dass die zur Richtungsumschaltung zwei
> Relais eingebaut haben und keine Vollbrücke.

Die Relais sind klar zu sehen und die Ansteuerung ist doch der gleiche 
Mist wie deine andere Ebay-Empfehlung: unspezifiziertes Poti, steht da 
auch so im text: Speed regulation method: Potentiometer. Wo 
interpretierst du da den 10V-Eingang hinein? Reines Wunschdenken!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dieter R. schrieb:
> die Ansteuerung ist doch der gleiche Mist wie deine andere Ebay-Empfehlung
Ja, so ist es. Ich meinte, das mit dem Hinweis auf die natürlich leicht 
erkennbaren Relais gesagt zu haben. Falls das nicht rübergekommen ist, 
dann ein Hinweis an @Malte S. (teebow): kauf die EBAY-Dinger nicht.

Trotzdem habe ich noch was: die Suche nach BTS7960 findet dann 
Vollbrückenmodule, die in Richtung des eigentlichen Ansatzes gehen: "Ich 
möchte eine funktionierende H-Brücke bauen."

https://www.makershop.de/module/motosteuerung/double-bts7960/

Die kann man natürlich nicht mit 0-10V ansteuern, sondern man muss die 
Brücken selber korrekt ansteuern, aber der Witz ist: dafür gibt es in 
der Arduino-Ecke wieder jede Menge Demos. Und es gibt auch eine 
Anleitung, wie man aus dem Ding mit einem Arduino eine analoge 
Motoransteuerung basteln könnte.

von Malte S. (teebow)


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Lothar M. schrieb:
> Und es gibt auch eine Anleitung, wie man aus dem Ding mit einem Arduino eine > 
analoge Motoransteuerung basteln könnte.

Das Board sieht ganz gut aus. Allerdings bin ich wieder bei dem Problem 
das ich dafür einen Arduino einsetzen muss. Damit wäre ich vermutlich 
schon lange fertig gewesen aber ich muss leider ausschließlich Beckhoff 
benutzen...

Ich weiß auch nicht was sich unser Lehrer dabei gedacht hat...


Kleines Update: Ich habe jetzt ein Board mit den neuen Widerständen 
gelötet und dicke Kühlkörper an die Mosfets gepackt. Es funktioniert. So 
wie ich es mir gewünscht habe.
Was kann man gegen die fehlende Totzeit unternehmen? Oder soll ich 
einfach hoffen das die Mosfets das lange mitmachen?

von Dieter R. (drei)


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Malte S. schrieb:

> ich muss leider ausschließlich Beckhoff
> benutzen...

Gibt's die Randbedingungen auch mal in geraffter Form oder immer noch 
mal eine angebissene Salamischeibe dazu?

Was ist überhaupt die Grundlage? Es gibt offenbar einen Roboter von 
1998, aber der ist unvollständig. Und der hat Motoren, die angesteuert 
werden sollen.

Was für ein Roboter? Typ, Foto?

Offenbar wurde er ja schon mal angesteuert. Womit, was ist davon noch 
vorhanden? Was von Beckhoff? ist das Ganze eine Spende von Beckhoff oder 
von einem Beckhoff-Kunden? Vielleicht solltet ihr Rat direkt bei 
Beckhoff einholen?

Was ist das Ziel des Projekts und die Intention eures Lehrers, der nach 
deiner Wahrnehmung überfordert ist? Vielleicht bist du aber bloß nicht 
imstande, die Projektziele richtig darzustellen?

Fragen über Fragen und bisher bloß Stückwerk, bei dem nicht erkennbar 
ist, wie sich das zu einem erfolgreichen Projektabschluss zusammenfügen 
soll.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> Damit wäre ich vermutlich schon lange fertig gewesen aber ich muss
> leider ausschließlich Beckhoff benutzen...
Ja, einfacher gehts ja dann wohl kaum, da hat Beckhoff schon was 
Fertiges:

https://www.beckhoff.com/de-de/produkte/i-o/busklemmen/kl2xxx-digital-ausgang/kl2552.html

Mit ein wenig Glück tuts auch die:

https://www.beckhoff.com/de-de/produkte/i-o/ethercat-klemmen/el7xxx-kompakte-antriebstechnik/el7342.html

Malte S. schrieb:
> Es funktioniert. So wie ich es mir gewünscht habe.
> Was kann man gegen die fehlende Totzeit unternehmen?
Nicht allzu oft Schalten. Denn wie gesagt: das Umschalten bringt 
Probleme. Wenn du also z.B. wegen einer Drehzahlreduzierung PWM machen 
willst, dann klappert die Mühle am rauchenden Bach.

> Oder soll ich einfach hoffen
Ja, auch eine Möglichkeit  ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
Beitrag #7062487 wurde vom Autor gelöscht.
von Dieter (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Was kann man gegen die fehlende Totzeit unternehmen?

So wie dort skizziert (hier nur für die linke Seite der H-Brücke, d.h. 
hier wirst Du insgesamt vier Ansteuertransistoren benötigen. Die Gates 
der Mosfet sind hier nicht mehr direkt miteinander verbunden):

Dieter schrieb:
> Bei den Werten sieht man den Versatz.

Jeweils mit den Dioden dafür sorgen, dass die Einschaltung verzögert 
wird und über die Dioden die Abschaltung die Verzögerung überbrückt 
wird.


Aber Du hast noch viel zu wenig über Deine Ansteuerung verraten. Aktuell 
scheint es so zu sein, dass die Geschwindigkeit der Motoren über die 
Spannung von 6 bis 24V bestimmt wird. Die Brücke wird geschaltet für die 
Drehrichtung.

von Malte S. (teebow)


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Dieter R. schrieb:
> Gibt's die Randbedingungen auch mal in geraffter Form

Okay, hier einmal alle Infos zum Projekt:
Der Roboter ist ein Mitsubishi Movemaster EX RV-M1. Es gibt keine 
Steuerung oder Fernbedienung (vermutlich kaputt oder weg geworfen, mehr 
weiß man nicht).

Deshalb die Aufgabenstellung: Überlegen wie man mit Beckhoff Komponenten 
die Achsen des Robbys bewegen kann. Dafür stehen uns folgendes zur 
Verfügung:
3 x EL4102 (Analog Ausgang 0-10V)
3 x EL3062 (Analog Eingang 0-10V)
24 x 24V Digital Ausgänge
24 x 24V Digital Eingänge

mehr bietet uns die Schule nicht...

Die Motoren sind wie schon erwähnt 24V DC / 3A (der vom Greifer wird 
weniger Ampere haben). Dann gibt es noch 2 x 12V Bremsen die die Achsen 
in Position halten (ist kein Problem hat ein Kollege schon übernommen).
Die Auswertung der Geber macht wer anders. Der meint das läuft.

Ich habe das Thema der Ansteuerung der Motoren übernommen und habe 
aufgrund mangelnder Beckhoff Hardware noch nichts zustande gebracht.

von Malte S. (teebow)


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Dieter schrieb:
> So wie dort skizziert (hier nur für die linke Seite der H-Brücke, d.h.
> hier wirst Du insgesamt vier Ansteuertransistoren benötigen.

Werde es in einer anderen Version meines Boards versuchen. Jetzt löte 
ich erstmal 6 von dem was ich hier gezeigt habe und hoffe das mein 
Lehrer sich damit zufrieden gibt.

von Dieter R. (drei)


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Malte S. schrieb:

> Deshalb die Aufgabenstellung: Überlegen wie man mit Beckhoff Komponenten
> die Achsen des Robbys bewegen kann. Dafür stehen uns folgendes zur
> Verfügung:
> 3 x EL4102 (Analog Ausgang 0-10V)
> 3 x EL3062 (Analog Eingang 0-10V)
> 24 x 24V Digital Ausgänge
> 24 x 24V Digital Eingänge
>
> mehr bietet uns die Schule nicht...

Bitte nochmal genau für Leute wie mich, die nicht so schnell begreifen:

> Ich habe das Thema der Ansteuerung der Motoren übernommen und habe
> aufgrund mangelnder Beckhoff Hardware noch nichts zustande gebracht.

Das heißt, ihr sollt ZUSÄTZLICHE Beckhoff-Komponenten verwenden (so 
hattest du das weiter oben schon mal geschrieben), die aber noch 
beschafft werden müssen? Wozu dann deine selbstgebaute H-Brücke? Die ist 
nicht von Beckhoff.

Oder heißt das jetzt endgültig, dass die von dir genannten Komponenten 
da sind und alles weitere müsst ihr SELBST bauen? Kaufen geht aber 
nicht, weil das nicht von Beckhoff wäre? Also auch keine 
China-Baugruppen?

Und woran sind die von dir genannten I/O-Baugruppen angeschlossen? 
Alleine tun die ja nichts.

> Jetzt löte
> ich erstmal 6 von dem was ich hier gezeigt habe und hoffe das mein
> Lehrer sich damit zufrieden gibt.

Nachdem klar ist, dass das keine funktionierende Lösung ergibt - 
jedenfalls nicht, wenn du PWM benötigst?

Hier:

https://manualzz.com/doc/8635155/mitsubishi-rv-m1-instruction-manual

gibt's das Manual. Da steht, dass der Antrieb mit DC-Servomotoren 
erfolgt. Mich beschleicht der Verdacht, dass es mit deiner H-Brücke 
alleine nicht getan ist.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Malte S. schrieb:
> 24 x 24V Digital Ausgänge

D.h. es wäre zwar denkbar jeden Mosfet einzeln anzusteuern, aber bei 6 
Motoren jeweils 4 MOSFET, wären dann schon alle 24 Ausgänge verbraucht.

Hier ist übrigens noch eine etwas einfachere Schaltung, wie Du das mit 
den MOSFET noch einfacher hinbekommst, dass das mit der Totzeit besser 
wird:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/6213/h-bruecke.jpg

Ist aus dem Thread:
Beitrag "Diskrete H-Brücke"

Besser geeignet wären aber diese Ansteuerschaltungen:

http://dieelektronikerseite.de/Pics/Lections/H-Bruecke%20-%20Die%20Andersherum-Schaltung%20S07.GIF

https://www.homofaciens.de/bilder/technik/h-bridge_023_400x225.gif

von Dieter R. (drei)


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Ja, und dann dies hier, eben gefunden:

Beitrag "Motorsteuerung mit Analog Karte einstellen"

Du bist da jetzt mindestens seit 15.03. dran, also seit 8 Wochen. In gut 
zwei Wochen soll es fertig sein, aber es gibt noch nicht mal ein 
tragfähiges Konzept. Software muss dann ja wohl auch noch geschrieben 
werden!? Mein Ratschlag wäre, ganz ehrlich mit dem Lehrer darüber zu 
sprechen und ihn fragen, was ER dir als Ausweg aufzeigen kann bzw. 
welche Hilfestellung er dir geben kann. Jetzt, bevor es endgültig zu 
spät ist. Man kann ruhig mal sagen, ich komme mit dem Thema nicht 
zurecht.

von Dieter (Gast)


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von Dieter (Gast)


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Dieter R. schrieb:
> Jetzt, bevor es endgültig zu spät ist.

Bei den Links des Posts 12.05.2022 22:56 sind nun ein paar einfache 
Schaltungen dabei, mit denen er noch zum Ziel käme. Diese Schaltbilder 
nimm mit, wenn Du mit dem Lehrer sprichst.

von Malte S. (teebow)


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Dieter R. schrieb:
> Das heißt, ihr sollt ZUSÄTZLICHE Beckhoff-Komponenten verwenden

Es stehen uns nur die Beckhoff Komponenten zur verfügung die ich 
aufgelistet habe. Alles andere ist unser Problem.

Dieter R. schrieb:
> Oder heißt das jetzt endgültig, dass die von dir genannten Komponenten
> da sind und alles weitere müsst ihr SELBST bauen?

Genau so ist es.

Dieter R. schrieb:
> Da steht, dass der Antrieb mit DC-Servomotoren erfolgt.

Muss eine andere Version sein. Jeder Motor vom Robby hat nur 2 Adern und 
mit einer 9V Batterie haben wir geguckt ob die Achsen sich bewegen 
lassen.

Dieter R. schrieb:
> Software muss dann ja wohl auch noch geschrieben
> werden!? Mein Ratschlag wäre, ganz ehrlich mit dem Lehrer darüber zu
> sprechen und ihn fragen, was ER dir als Ausweg aufzeigen kann bzw.

Die Software habe ich soweit schon fertig. Das funktioniert auch schon 
soweit, dass wir die Hardware anschließen könnten.
Mit dem Lehrer kann man leider nicht sprechen. Der ist Resistent gegen 
jegliche Art von Kommunikation...

von Malte S. (teebow)


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Ich habe mir die ganzen Schaltungen die du hier verlinkt hast angeguckt. 
Vielen dank dafür!
Ich werde bei Reichelt wohl die Teile dafür bestellen und dann müssen 
meine Kollegen und ich wohl ein langes Löt-Wochenende einleiten :D

Edit: Wobei ich leider nicht weiß welche.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Edit: Wobei ich leider nicht weiß welche.

Vielleicht solltest Du die Schaltung Deiner Wahl im Simulator 
wwww.falstad.com vorher aufbauen und dann noch die Bauteile anpassen, 
dass diese sowohl bei 6V und 24V funktioniert, denn das war eine Deiner 
Anforderungen. Vor dem Bestellen wäre vielleicht sinnvoll zu fragen, ob 
die Halbleiter passen oder nicht. Gerade bei Deiner Schaltung die 
falschen Halbleiter bestellt, gibt schnell viel Elektronikschrott.

von Uwe B. (uwebre)


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Malte S. schrieb:

> Edit: Wobei ich leider nicht weiß welche.

Ja. Dein Ansatz ist grundfalsch.

Estmal, was ist das für eine Schule, welcher Level?
Ist der Lehrer eigentlich der Sportlehrer der den Robotarm im Keller 
gefunden hat?

Du möchtest einen PWM-Drehzahlsteller mit Vollbrücke und Ansteuerung per 
0..10V bauen. Plus Eingang für die Drehrichtung.
Die Vollbrücke bekommst du auf die Schnelle nicht hin, das ist mal Fakt. 
Es kommen ja noch Dinge dazu über die noch garnicht gesprochen wurde, 
Überstromabschaltung, Übertemperatur z.B. Der Robbiarm ist immerhin 
durchaus gefählich, kann schonmal gequetschte Gliedmaßen geben wenn ein 
Mosfet durchlegiert und ein Motor "durchdreht".

Auch der Profi wird sich erstmal nach fertigen Brücken-IC's umschauen, 
gibt einiges. Allerdings sind die Dinger wahlweise derzeit nicht 
lieferbar oder in bastleruntauglichen Gehäusen untergebracht.
Verfügbar sind (hoffentlich noch) ferige "Maker-" Module, z.B. Sowas:
https://www.makershop.de/module/motosteuerung/double-bts7960/
(erster Googletreffer, weitersuchen)

Alle Vollbrücken wollen mit einem PWM-Signal gefüttert werden. Das 
machst du z.B. mit einem Atmega oder einem Attiny. Der kann das 0..10V 
Signal in ein PWM-Signal umwandeln. (über einen Spannungsteiler 
natürlich)
Rampen z.B. kann er auch schonmal erledigen
Mit geschickter Programmierung kann ein Atmega328 alle Achsen versorgen.
Natürlich läßt sich ein Arduino dafür verwenden. Vermutlich ist das mit 
fertigen Bibleotheken in "Minuten" zusammen-"gecodet".

Erkläre deinem Lehrer daß heute in jedem Toaster ein Mikrocontroller 
steckt und daß ein Drehzahlsteller ohne Rechenknecht anno 2022 undenkbar 
ist.
Zur Info, fertige Antriebsregler sehen z.B. so aus:
https://www.micontrol.de/de/products/devices/mcdsa-b60

Wie soll das weiterlaufen? Beckhoff bietet Softwarebausteine (Codesys) 
für Robotik und CNC an. Wollt ihr sowas nutzen?

Auf jeden Fall muß eine Lagereglung eingebaut werden. Dazu muß die SPS 
die Inkementalgebersignale auswerten, das bedingt passende 
Einganksklemmen. Und es müssen entsprechende (Software-) Reglebausteine 
eingesetzt und parametriert werden.

Grade im Schulumfeld solltet ihr euch Gedanken um die Sicherheit machen. 
(Nothalt, Lichtschranken, Käfig..) Das gibt es viel Stoff zu lernen.

Ein Video von der neuen Teslafertigung mit viel Roboter dazu:
https://www.youtube.com/watch?v=MlxGAgEUJx4

Uwe

von Uwe B. (uwebre)


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Uwe B. schrieb:
> Alle Vollbrücken wollen mit einem PWM-Signal gefüttert werden.

Das kann die Beckhoff SPS natürlich auch direkt ausgeben, entsprechende 
Busklemme vorausgesetzt.

Uwe

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