L297 / L298 Layout Fehler?

[Thegon]

Hallo zusammen,

ich habe ja schon in einem früheren Thema von Problemen mit meinen Schrittmotortreibern geschrieben. Es gab so seltsame Effekte wie "Aufhängen" des Choppers und somit keine Stromregelung, sodass die Endstufen und auch die Motoren schnell heiß wurden.

Das Probem war dann nicht mehr da, als ich die Werte des Kondensators und des Widerstands für den Oszillator aus dem Datenblatt eingelötet habe.

Aber das galt nur für 12V Versorgung. Damit kann ich nur so um die 150mm/min fahren und das ist halt Schleichfahrt. Deshalb habe ich ca. 17V angeschlossen und da war das Problem wieder da. Die angepeilten 24V habe ich noch gar nie ausprobiert.

Aber irgentwie muss doch auch 24V möglich sein, schließlich funktioniert es bei den anderen ja auch.

Ich habe aber einfach die Standardschaltung aus dem Datenblatt verwendet, und die Pins über Schraubklemmen herausgeführt.
Also kann es eigentlich nur an meinem Layout liegen, denke ich.
Ich bin überhaupt kein Layout - Experte, ich habe einfach Eagle heruntergeladen und mache halt so wie mir vorkommt.

Villeicht sieht jemand etwas, was Probleme verursachen könnte/was ich optimieren könnte.
Bin für alle Vorschläge dankbar ;-)

Hier ein Bild vom Layout:

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Und hier habe ich noch die beiden Eagle - Dateien gezippt hochgeladen:
http://bilder-rn-upload.jimdo.com/projekte/cnc-steuerung-layout/

Mfg Thegon

[markusj]

Das Layout ist kaputt. Total.

Du führst die mit maximalem Strom belasteten Leiterbahnen einmal rund um die ganze Platine. Die Kondensatoren sind Meilenweit von der Stelle entfernt an der sie benötigt werden. Von den Freilaufdioden ganz zu schweigen.
Für die Kombo L297/L298 ist die Anordnung Logik-IC - Leistungstreiber - Freilaufdioden - Output ziemlich optimal, die Versorgung des Leistungsteils sollte dabei von unten oder oben auf Höhe des Leistungstreibers oder der Freilaufdioden erfolgen (dort gehören dann auch passend dimensionierte Kondensatoren hin). Denkbar wäre vielleicht auch eine Variante bei der die Ausgänge zusammen mit den Freilaufdioden ober- und unterhalb des Leistungstreibers sitzen, die Versorgung könnte dann von der rechten Seite her erfolgen.

mfG
Markus

[Thegon]

Hallo,

also erst einmal vielen Dank Markus für die Antwort, genau so etwas wollte ich hören, wirklich.

Ich habe versucht die Vorschläge in eine Version drei einfließen zu lassen, die Versorung ist jetzt ganz in der Nähe des Leistungstreibers, die 100nF Keramikkondensatoren habe ich so nahe wie irgent möglich an den Leistungstreiber platziert.

Auch habe ich die Ausgänge "durch" die Freilaufdioden und dann auf die Klemmen geführt, jetzt sind sie nicht mehr so weit weg.
Es ist ein bisschen eng geworden also habe ich sie ein bisschen "zusammengeschoben".

Ich habe versucht, die Versorgungs - und Masseleitungen Sternförmig zu verlegen, auch wenn ich nicht weiß, ob das überhaupt etwas bringt.
Die Shuntwiderstände sind jetzt auch näher am Treiber, dafür musste aber der L297 weichen, und die Datenleitungen quer über die Platine geführt werden.
Aber alles hat halt nicht direkt um den Leistungstreiber platz.
Die Steuerleitungen zum L297 sind noch etwas schlampig verlegt, da könnte man villeicht noch die eine oder andere Brücke wegoptimieren, aber das sollte ja nicht das große Problem sein.

Ich weiß, die Shuntwiderstände decken ein bisschen die Freilaufdioden, aber das ist kein Probem, weil die, die ich verwende, sind schmäler und das sollte sich ausgehen, sonst mach ich sie ein bisschen höher mit einem Platzhalter.

Hier ein Bild:

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Und hier wieder gezippt hochgeladen, die V_3:
http://bilder-rn-upload.jimdo.com/projekte/cnc-steuerung-layout/

Wäre froh wenn mir jemand kurz sagen könnte was er davon hält, ob es noch weitere Fehler gibt oder ob ich sie so einfach mal ätzen kann.

Mfg Thegon

[markusj]

Das sieht schon Mal besser aus. Du kannst bei den Dioden auch ein größeres Rastermaß wählen und direkt die Versorgungsleitung kontaktieren, damit fällt eine Brücke bzw. die um den L298 geführte Leitung als Engpass weg.
Insgesamt habe ich den Eindruck, dass du die Platine sehr ineffizient nutzt. Dein oberstes Ziel sollte eigentlich darin bestehen, die hoch belasteten Verbindungen möglichst kurz zu halten, im Nahbereich platzierst du aber die zwei (riesigen) Shunt-Widerstände und eine Menge unkritische Leitungen. Eigentlich bietet es sich an, die Shunts rechts und links des L298 zu platzieren, bei Bedarf Leitungen unter ihnen durchzuführen und im Mittelbereich die Dioden anzuordnen.

Übrigens, man kann Dioden und Widerstände auch stehend verbauen ...

mfG
Markus

[Tomizz]

Schau doch mal hier:

http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=65&products_id=208

Da findest Du einen optimierten Schaltungsaufbau und das entsprechende Layout dazu. Das könnte man "kopieren", auch wenn es vielleicht unsportlich ist. Aber eine gute Vorlage hat noch nie geschadet.

Tomizz

[Thegon]

@Tomizz:

Danke für den Link, das Layout habe ich mir auch schon mal vorher angeschaut, aber das ist leider Doppelsteitig, ich kann aber nur einseitig mit Drahtbrücken herstellen. Und ich denke es wäre zu aufwendig es umzubauen weil dann sicher viele Eigenschaften nicht mehr so sind wie im Original und dann nutzt es auch nichts mehr.


@Markus:
Danke für die weiteren Vorschläge, jetzt ist Version_4 gezeichnet, die Dioden, die Einspeisung und die Shunts sind jetzt ganz nahe am Leistungstreiber, und die Datenleitungen herumgeführt.
Ich habe ein bisschen kleinere Shuns verwendet, weil ich werde da ein bisschen basteln und ein paar 2W Widstände stehend einlöten, sodass alles auf dem kleineren Footprint Platz hat.
Die Platinen sind ja nur für Privatanwendungen, und wenige Stück.

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Hier wieder hochgeladen: (http://bilder-rn-upload.jimdo.com/projekte/cnc-steuerung-layout/)

Was würdest du dazu sagen?

Danke nochmal dass du mir so mit meinem Layout hilfst, sonst wäre ich ziemlich aufgeschmissen, und müsste vermutlich etwas kommerzielles Kaufen ;-)

Mfg Thegon

[markusj]

Hallo,

ich habe Mal etwas mit der Schaltung gespielt, meinen Vorschlag findest du im Anhang.
Anmerkungen:
An manchen Stellen wird es sehr eng. Unter dem einen Shunt muss ein KerKo untergebracht werden, bei C6 wird es ebenfalls kuschelig.
Die Kondensatoren sitzen so nah wie möglich an den jeweiligen Verbrauchern.
Die wichtigen Strompfade sind möglichst kurz gehalten, ich war aber zu faul sie breiter zu machen.
Manches sieht falsch aus, weil es die entsprechenden Bauteile nicht gibt: D3 muss einfach nur länger sein, dann landet das Pad nicht mitten auf den Leiterbahnen (Diode durch andere Bauform ersetzen, die Standard-Dioden gibt es in diversen Längen). D5 und D6 sollten vielleicht ebenfalls länger ausgelegt werden, der freiwerdende Platz kann zum Anlegen breiterer Leiterbahnen verwendet werden. Gleiches gilt für einen längeren R4.

mfG
Markus

[Thegon]

Hallo,

danke Marus für den Vorschlag!
Die Brücken auf der Top - Side kreuzen sich, ich nehme an, hier wäre Isolierter Draht vorgesehen, was aber auch kein Problem ist.
Sonst muss ich nochmal genau überlegen, ob ich das "Fertigungstechnisch" hinkriege mit den Shunts und den anderen engen Stellen, aber eine gute Vorlage habe ich ja, villeicht muss ich sie halt ein bisschen umzeichnen an manchen Stellen.

Mfg Thegon

[markusj]

Die Brücken auf der Top - Side kreuzen sich, ich nehme an, hier wäre Isolierter Draht vorgesehen, was aber auch kein Problem ist.

Äh ja, das hatte ich angenommen. Ich war von einer selbst-geätzten einseitigen Platine ausgegangen.

mfG
Markus