pwm-Signal ca. +/- 9V 600mA (wie L293D) als 5V Eingangssignal für Motorsteller

[Ford Prefect]

hallo,
ich habe ein pwm-Signal i.P. wie aus einem L293D (ca. +/- 9V 600mA mit wechselnder Polung) und möchte es jetzt gleichsinnig verstärken, um einen größeren Motor (12V 5A) damit zeitgleich anzusteuern.
Das Original pwm Leistungs-Signal hat +/- 7-9,6V Flanken (eigene Spannungsversorgung),
der zusätzliche Motor würde an 12V betrieben werden.

Als Motortreiber für den neuen Motor habe ich z.B. dieses Shield (o.ä.) vorgesehen:
http://www.ebay.de/itm/400736096065?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1423.l2649
Dieser oder ähnliche Motortreiber/H-Brücken verwerten aber 5V Eingangssignale.


wie muss ich das bisherige Leistungssignal elektrisch verändern / verschalten, um daraus für die neue Treiberstufe
a) ein +/- 5V Richtungssignal und
b) ein reines 5V pwm-Signal zu bekommen ?

Die Gleichrichtung geht wschl über eine Diodenbrücke, aber wie kommt man von 9V auf Shield-Eingangs-kompatible 5V?
(Einfach mit Widerständen einen Spannungsteiler bauen geht vllt nicht, denn dann hätte ich ja bei 8V Flanken eine andere Spannung als bei 9,6V Flanken - oder steckt das so ein Treibershield weg, wenn er eigtl 5V braucht ?)

[BMS]

Hallo,
die Richtungserkennung könnte man z.B. über zwei Optokoppler realisieren, indem man deren LEDs antiparallel verschaltet (Vorwiderstand nicht vergessen). Die Fototransistoren im Optokoppler brauchen dann nur noch Pullups (an 5V) /Pulldowns und schon haben wir die Richtungssignale. Über die Diodenbrücke kann man das PWM-Signal erhalten. Meinetwegen auch mit Optokoppler trennen.
Welche Steuerung verwendest du und warum sind die Richtungs-/PWM-Signale nicht direkt zugänglich?
Grüße, Bernhard

[Ford Prefect]

hallo,
das Ursprungssignal stammt aus einem Lego Mindstorms NXT oder EV3 und kommt so in dieser Form aus den Motor-Ports. Auch das Motor-Steuerprogramm (Odometrie, PID-controller) läuft auf dem NXT bzw. EV3.

[Geistesblitz]

Wenn man sich das Bild genau anguckt, ist auf der Treiberplatine ein LMD18200 (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmd18200.pdf), zu dem man wunderbar ein Datenblatt finden kann. In diesem findet man nun unter absolute Maximum Ratings, dass die Logikeingänge bis zu 12V vertragen. Allerdings weiß ich nun nicht, ob die negativen Anteile Probleme machen. Wird jedenfalls schwierig, das zu handhaben, da anscheinend die PWM vom NXT normalerweise zwischen +9V und -9V wechselt, sodass der Motor in beide Richtungen drehen kann. Wenn du daraus dann aber eine PWM zwischen +9V und 0V erzeugst, fehlt dir die Richtungsinformation. Vielleicht könnte es aber gehen, wenn du mit der PWM auf den dir-Eingang gehst und den PWM-Eingang auf einen festen High-Pegel legst. Gänzlich sicher bin ich mir dabei aber auch nicht, kommt ziemlich darauf an, wie der NXT nun genau seine PWM generiert, gibt da ja verschiedene Möglichkeiten.

[Ford Prefect]

dankeschön , das mit den Logikeingängen ist super, wär nicht auf die Idee mit dem LMD18200 Datenblatt gekommen #-o
für das +pwm habe ich mir auch schon überlegt, das mit einem Brückengleichrichter zu machen.

Es ist tatsächlich so, dass der NXT den Motor für den Richtungswechsel umpolt, was vorher +pwm war wird Masse und umgekehrt.
Mit dem Richtungssignal habe ich da also noch mein Problem...:

es muss ja schon bei 0,5-1% duty cycles ansprechen - und d.h. auch sehr schnell und empfindlich.

[Geistesblitz]

Ok...also dann könnte man tatsächlich einen Gleichrichter verwenden, um das PWM-Signal zu bekommen. Das Richtungssignal wirst du aber wohl schwierig bekommen, vor allem muss es ja auch noch sicher erkannt werden, wenn du ein sehr niedriges Tastverhältnis hast. Wird schwierig...

[Ford Prefect]

danke, da bin ich dann mal gespannt, ob wer dafür noch eine Idee hat (10pF Kondensator plus Widerstand gegen Masse vor einer BC547 Transistor-Basis? Und dann wie weiter?)

[BMS]

Wenn beim NXT die Masseleitung zugänglich ist, genügt doch je ein Widerstand + 5,1V-Zenerdiode von jedem Ausgangspin gegen diese Masseleitung. Die Richtungssignale werden dann einfach an den Zenerdioden abgegriffen. Das PWM-Signal erhält man durch ODER-Verknüpfung (z.B. mit 2 Dioden + Widerstand gegen Masse). Warum kompliziert wenn's auch einfach geht? Die Masse von NXT und Motortreiberplatine müssen natürlich verbunden werden, sonst geht nichts.
Grüße, Bernhard

[Ford Prefect]

ich bin absolut Elektronik-unerfahren. Vor 1 Woche konnte ich grade mal einen Widerstand vor eine LED setzen ;)
kannst du mir dazu also bitte einen Schaltplan aufzeichnen mit Typenbezeichnung der Bauteile? Ich habe auch von Zenerdioden keinen Plan, besitze keine und weiß auch gar nicht wer die liefert in Kleinstmengen ohne Unsummen Porto obendrauf.
Ich verbaue die Teile ja auch analog, ohne CPU, Oder-Verknüpfung geht also nur über ein entspr. Gatter - was soll ich da nehmen und wie verschalten?

[BMS]

Dann stelle ich mal diesen Vorschlag zur Debatte, Schaltplan im Anhang.
Das ODER wird durch die zwei 1N4148(Standard)-Dioden und den 10k realisiert.
Die Zenerdioden, so wie sie hier verbaut werden, sollen die Spannung für die Richtungspins auf ca 5V begrenzen, unabhängig ob am Eingang 7 oder 9 Volt anliegen.
Und nochmal: Die Masse deines Treibers muss unbedingt mit der Masse des NXT verbunden werden, sonst geht nichts ;)
Kleinstmengen an Bauteilen kann man z.B. bei it-wns.de bestellen. Die Bauteile für die Schaltung kosten zusammen 31 Cent + 2,45 E Versand.
Grüße, Bernhard

[Geistesblitz]

Wie soll das denn funktionieren? Sollen die +-9V an den beiden Eingängen oder wie? Bei einer PWM mit -9V würde doch gar nix passieren, oder?

[BMS]

Wie soll das denn funktionieren? Sollen die +-9V an den beiden Eingängen oder wie? Bei einer PWM mit -9V würde doch gar nix passieren, oder?
Ich gehe davon aus, dass der NXT eine "normale" H-Brücke als Motorausgang hat.
Die Ausgänge liefern gegen Masse gemessen also +9V oder 0V. Solange die Masse auch zugänglich ist (scheint der Fall zu sein), sollte die Schaltung verwendbar sein.
Lediglich die Differenz der Ausgangsspannungen kann +9V oder -9V sein.

Man kann das ganze natürlich auch galvanisch getrennt mit Optokopplern machen (z.B. wenn die Masse nicht zugänglich ist).

[Geistesblitz]

Ah, sorum wird ein Schuh draus^^
Allerdings wird dann, wenn die Rückwärts-PWM (also die mit den -9V) interpretiert werden soll, das Tastverhältnis umgedreht. Sowas kann man zwar in der Software berücksichtigen, wirklich günstig wärs aber nicht.

[Ford Prefect]

es gibt eine 3., unabhängige, reine Masseleitung,
bei den 2 Motorpins wechselt wie gesagt die Masse und die pwm an den Pins:
vorwärts: pin1=+9Vpwm, pin 2=GND, pin3=GND
rückwärts: pin1=GND, pin2=+9Vpwm, pin3=GND

Aber ich verstehe eure Diskussion auch nicht, ich brauche bitte einen Schaltplan um es zu verstehen und umzusetzen.

[Ford Prefect]

ps,
und welche "Software"? es gibt keine MCU mit Software, es muss so analog verarbeitet werden, wie es kommt:
die pwms aus einer der beiden Motor-Anschlusspins (1 oder 2, je nach Drehrichtung) und Masse meinetwegen aus pin3.
Den Rest muss die Schaltung erledigen, damit man es an diese oder eine ähnliche H-Bridge dann mehr oder weniger direkt anschließen kann:
http://i.ebayimg.com/t/LMD18200T-H-Bridge-DC-Motor-Antreiber-Platte-Platine-Motorantrieb-fuer-Arduino-/00/s/MTAyNFgxMDI0/z/fo8AAOSwFAZTs8pc/$_57.JPG

[Ford Prefect]

also wie wäre jetzt das komplette Schaltbild?

[BMS]

also wie wäre jetzt das komplette Schaltbild?
Meinen Vorschlag habe ich bereits auf der vorigen Seite gepostet (ganz unten mit Schaltplan).
Habe mir das nochmal überlegt - die PWM beim Rückwärtsfahren wird nicht umgedreht.

[Ford Prefect]

aaah - super, danke !!!
komisch, habe ich gar nicht gesehen!

https://www.roboternetz.de/community/attachment.php?attachmentid=28553&d=1404422985

Was sind jetzt Zenerdioden? Und welche Typen soll ich nehmen, da gibts doch sicher nicht nur 1 Sorte..?

Und was sind IN4148? normale Dioden? Silicium? oder Germanium? Oder ist der typ hier nicht so wichtig?

[BMS]

Was sind jetzt Zenerdioden? Und welche Typen soll ich nehmen, da gibts doch sicher nicht nur 1 Sorte..?
Zenerdiode: Verhält sich in Durchflussrichtung wie eine normale Diode, in Sperrrichtung fällt an ihr ungefähr die Zenerspannung ab. Wird hier in Sperrrichtung verwendet, begrenzt also die Spannung an den Richtungspins auf etwa 5V. Typen: Such welche mit einer Zenerspannung von 5,1V oder 4,7V (oder in dieser Größenordnung).

Und was sind IN4148? normale Dioden? Silicium? oder Germanium? Oder ist der typ hier nicht so wichtig?
Die 1N4148 ist eine oft eingesetzte, billige Silizium-Diode.

[Ford Prefect]

ok, super, danke, dann kann's jetzt los gehen :)