Kamerasteuerung / Fragen zur Motor-Elektronik

[obstriegel]

Hallo!

Ich lese schon länger hier im Forum mit, und habe eigentlich immer meine Fragen durch Suchen klären können. Nun mache ich erstmalig, nach viel Bastelei mit dem ASURO im Rahmen eines Betriebspraktikums ein komplett eigenes Projekt. Es geht um eine elektronisch bewegte Kamera, die vor einem Holzregal fahren und jeweils ein Fach mit einem Handy drin filmen soll.Teilweise vergleichbar mit diesem und diesem Projekt.

Ich habe die Pläne hier mal schnell mit Paint dargestellt, damit ihr euch ein Bild von meiner Konstruktion, so wie ich sie mir vorstelle, machen könnt. Außer der Schaltung sind alle Bauteile am Freitag bestellt worden.

Jetzt bin ich mittlerweile dabei, die Schaltung für die bewegliche Kamera zu basteln. Dazu habe ich rund um einen ATmega8 eine PWM-Schaltung aufgebaut(wie bei ASURO), die die beiden Motoren steuern, welche wiederum den Kamerawagen horizontal und vertikal bewegen sollen. Die Motoren sind für 6-9V ausgelegt(Fischertechnik). Einer davon ist etwas größer(Power Motor von FT) und nimmt bis 1,1A Leistung auf.
Die verwendeten Transistoren lassen aber nur 500mA Dauerlast zu. Nun frage ich mich, ob es möglich ist die Vorwiderstände der Transistoren zu halbieren und einfach jeweils einen 2. Transistor parallel zu schalten, sodass bei jedem Impuls mehr Strom fließen kann. Auf der anderen Seite wird die Schaltung wegen dem Mega8 mit 5V betrieben und der Power-Motor sollte dann nur maximal 0,555A aufnehmen ?! Hier bin ich mir aber auch nicht 100% sicher...

Folgende Fragen stellen sich:

• Ist es möglich/sinnvoll die Motoren mit nur 5V zu betreiben?
  Wie könnte ich die Motoren sonst noch gefahrlos schalten?

Notfalls würde ich auch komplett auf die PWM verzichten, da ich damit den Wagen lediglich sanfter bewegen wollte. Ziel ist schließlich nur eine Position anzufahren.

Ich bin noch unerfahren im Bau solcher Schaltungen, darum bitte ich euch mich ein wenig zu unterstützen und mich auf eventuelle Fehler aufmerksam zu machen.

Vielen Dank,
Pascal Klein[/list]

[Lazareth]

kommt drauf an, welche typen. mos typen lassen sich meist problemlos parallel schalten, bipolare nicht.

[obstriegel]

Hallo!
Vielen Dank für die schnelle Antwort.
Wie dem Schaltplan zu entnehmen ist, handelt es sich um bipolare Transistoren (BC327 und BC337). Also ist eine Parallelschaltung nicht möglich hm? Wäre es dann nicht sinnvoll die Schaltung so umzubauen, dass sie mit 9 Volt betrieben wird und ich vor den ATmega8 einen Spannungsteiler setze?

Mit freundlichen Grüßen,
Pascal Klein

[BASTIUniversal]

Hi!
Man könnte die NPN/PNP Transistoren durch (Logic-Level) N-/P-FET's austauschen. Damit sind weit höhere Ströme möglich bei gleicher Baugröße. Leider sind die allermeisten FET's nicht im TO-92 Format erhältlich, sonder erst ab TO-220 (oder in allem möglichen SMD-Bauformen wie SO-8 ).
Wenn du nicht auf TO-92 Transistoren angewiesen bist, sonder auch auf TO-220 umsteigen kannst, solltest du diesen Schritt in Erwägung ziehen.
Falls du keine FET's verwenden willst, könntest du auch "größere" Transistoren wie den TIP120 (NPN-Darlington) oder BD243 (hFe beachten!) verwenden.

In allen Fällen musst du beachten, dass bei deiner Beschaltung je nach Ansteuerung für kurze Zeit ein Kurzschluss zwischen den Transistor-Paaren auftreten kann (Shot-Through)!

Zu der anderen Sache mit Spannungsteiler vor den Mega: Der Mega zieht nicht ständig den gleichen Strom. Deshalb die Idee ganz schnell wieder vergessen. Du kannst den Mega mit 9Volt und mehr Betreiben, wenn du einen Spannungsregler wie den 7805 verwendest.

MfG
Basti

[Bucas]

Hallöchen.

Meinst du es reicht wenn du eine Schnecke verwendest?Weil es doch gut möglich wäre, das sich wenn die Cam hochfahren soll das sich die Cam nur auf einer stelle dreht oder??

mfg Michi

[ranke]

@ obstriegel:

Zusätzlich zu dem, was BastiUNIVERSAL schon gesagt hat:

Wenn Du den ATmega mit einer kleineren Spannung als die Motoren (HBrücke) betreibst, dann bekommst Du Probleme mit der Ansteuerung der PNP Transistoren. Die wollen dann nämlich nicht mehr sperren.
Als Abhilfe könnte man beispielsweise die Transistoren über ein Gatter treiben, den Gatterbaustein würde man dann mit der Betriebsspannung der HBrücke betreiben.

Natürlich kann man den Motorstrom auch durch einen Vorwiderstand bändigen, naturgemäß sinkt dann die mechanische Leistung entsprechend. Wenn das nicht als Nachteil empfunden wird, wäre das die einfachste Lösung. Bei geeigneter Plazierung kann man den Shot-through Strom damit auch begrenzen.

Im Schaltbild fallen mir auch 2 parallelgeschaltete LEDs auf, das ist ungünstig, weil sich der Strom typischerweise nicht gleichmäßig auf die LEDs verteilt. Am besten, jede bekommt einen eigenen Vorwiderstand.


@ Bucas:

In der Skizze sieht man angedeutete Führungen links und rechts vom Kameraschlitten. Diese verhindern dann wohl die Drehung des Schlittens.

[obstriegel]

Hallo nochmal!
Zunächst muss ich mich für die tollen Antworten bedanken. \/
Ich habe mir inzwischen das Simulationsprogramm Elektra 2000 zugelegt(Pspice erscheint mir zu komplex). Dort werde ich den Schaltplan einmal einfügen und das Ganze simulieren.
Ich habe nochmal im Wiki gestöbert und überlege nun etwas zu Bauen, was auf dieser Schaltung basiert. Leider habe ich zu wenig Ahnung von den einzelnen Bauteilen um zu beurteilen was die beste Lösung ist.

@BASTIUniversal: Es spricht eigentlich nichts dagegen größere Bauelemente zu verwenden(TO-220), solange die Beinchen duch das Lochraster der Platine passen. Könntest du mir geeignete Bauteile von Reichelt nennen? Ich finde mich zwischen den Kategorien IRFB, IRFI, IRFU, IRFZ usw. nicht zurecht.

@ranke: Du meinst also, zusätzlich zu einem Spannungsregler vor dem Mega sollte ich dann die Transistoren/FETs über einen Gatterbaustein ansteuern. Der Gatterbaustein bekäme auch die 9/12V und würde vom Mega mit 5V angesteuert?

Bitte korrigiert mich, wenn ich etwas falsch verstanden habe.

Zum Projekt:
Ich beschäftige mich heute mit dem Webinterface, auf dem später der Nutzer das zu filmende Handy aussuchen soll. Hier werde ich schneller Erfolg verbuchen können als bei der Hardwaregeschichte

Mit freundlichen Grüßen,
Pascal Klein

[ranke]

Du meinst also, zusätzlich zu einem Spannungsregler vor dem Mega sollte ich dann die Transistoren/FETs über einen Gatterbaustein ansteuern. Der Gatterbaustein bekäme auch die 9/12V und würde vom Mega mit 5V angesteuert?

Das wird sicher nicht mit beliebigen Spannungen und allen Gattern gehen. Ideal wären da open-Collektor Ausgänge. Einige TTL Bausteine haben so etwas. Alternativ auch einen zwischengeschalteten NPN Transistor statt dem Gatter.
Aber mal ganz ehrlich: Ich würde da einen fertigen Motortreiber (L 298 oder ähnlich) einsetzen, Du sparst Dir vermutlich einiges an Frust, Zeit und Bauteilen, die aus unerfindlichen Gründen abrauchen.

[BASTIUniversal]

Hi!
Als FET sollte ein IRF4905 (P-Kanal) und ein IRF1404 (N-Kanal) das Optimum darstellen. TO220 passt einwandfrei in eine 2,54mm Platine!

Ansonsten solltest du vielleicht doch gleich über den L298 oder L6205 nachdenken, da ist alles in einem Baustein, und du musst dir keine Sorgen über die Hardware mehr machen!

MfG
Basti

[obstriegel]

Hallo! Die Idee mit den Motortreiber ist super! Ich mache mich daran den Schaltplan so zu ändern, wie vorgeschlagen. Der L6205 ist bei Reichelt nicht zu finden, kommt ein L6202 auch in Frage? Die Bauteile sind übrigens schon angekommen und das Grundgerüst steht auch. Ich bin mir nun sicher, dass ich 9-12V an den Motoren benötigen werde, damit das Ganze sich bewegt. Ich mache heute auch mal ein paar Fotos von dem was ich schon gebaut habe.

Wenn ich mit dem Schaltplan nicht zurecht komme, habe ich an das RN-miniControl Board gedacht, da müsste ich doch nur noch einen L298 an die Universalanschlusspins anschließen.

Grüße,
Pascal Klein