Motor Treiber Stufe für den Mikrocontroller

[vohopri]

Hallo,

jetzt ist mir noch eine Idee in die Quere gekommen: man könnte die Pegel auch ganz klassisch durch Spannungsteiler anpassen. Das folgende ist dabei raus gekommen.

Bild hier  

Auch nicht übel. Wie man sieht, verliert man beim Spannungsteiler etwas Anstieg in der Kennlinie gegenüber einer Lösung mit Z-Diode oder Ähnlichem.
Hier mit Darlingtons in der Schaltstufe nachhelfen zu wollen, wäre NICHT sinnvoll. Das kann man eventuell bei einer Liearendstufe machen, bei einer Schaltstufe vergrössert man damit unnötigerweise die Sättigungsspannung. Bei 5V Betriebsspannung tut das weh.

grüsse,
Vohopri

[vohopri]

Hallo,

wenn schon nachhelfen, dann besser mit einer Vorverstärkerstufe:

Bild hier  

Auch diese Variante wurde gründlich getestet. Sie funktioniert gut.


grüsse,
vohopri

[vohopri]

Hallo,

jetzt hab ich mir die rechnerischen Zusammenhänge in der Schaltung zusammen gesucht und nach dimensioniert:

Bild hier  

Dabei ging es um sicheres Vermeiden eines shoot through, um Kurzschlussfestigkeit und um sicheres Übersteuern (sättigen) der Schalttransistoren an der Schaltschwelle. Damit hab ich eine begründbare Dimensionierung, die auf mehr, als auf Intuition, Experimentieren und dem gerade verfügbaren Inhalt der Bastelkiste beruht.

Als nächstes ist das Einkaufen von Widerständen angesagt.

grüsse,
vohopri

[vohopri]

Hallo,

meine Berechnungen sehen wie folgt aus:

Dimensionierungsrechnungen Motorbrücke mit Vorstufe
Für die Brückenstufen
=====================
Ziel: stromlos im Übernahmepunkt
Ue = 2.5 V
Lt Datenblättern Ub ca 0.5 V
Ut ca 0.5 V (Spannung Teiler)
Vt = Ut / Ue
Vt ca 0.2 (Verhältnis SpannungsTeiler)
Ziel: Kurzschlussfestigkeit
Ubat = 5 V
Usat = .1 V lt Datenblatt bei geringem Strom der Vorstufe
Ue = Ubat - 2 * Usat
Ue = 4.8 V
B = 460 lt Datenblättern
Ub = 0.8 V lt Datenblatt vorsichtige Annahme für den Bereich
Kurzschlussstrom
Ic ca 80 mA
Ib = Ic / B
Ib ca 174 µA
Ut ca 960 mV
Utb ca 160 mV
Innenwiderstand Spannungsteiler
Rti = Utb / Ib
Rti ca 920 Ohm
Rp / (Rp + Rs) = 0.2
Rs = 4 * Rp
Rti = Rs * Rp / (Rs + Rp)
Rti = Rp * 0.8
Rp = 1053 / 0.8 = 1316 Ohm ~>1k5
Rp = 1k5
========
Rs = 5265 ~> 5k6
Rs 5K6
======
Vt = 0,211
----------
Ut = 1,014 V
Utb = 214 mV
Rti = 1183 Ohm
Ib = 181 µA
Ic = 83 mA
==========
das ist kurzschlussfest
=======================
Ue = 2.5 V
Ub = 528 mV
===========
das ist stromlos
================
Rges = 7k1
It = 0.4 mA
2 * It = 0.8 mA
Ziel: Normalbetrieb in Sättigung
Imot = 10 mA
Ic = 10 mA
B = 180
Ibsoll = 55.6 µA
Ue = 4.8 V
Ut = 1.014 V
Ub = 0.7 V
Utb = 0.314 V
Rti = 1183 Ohm
Ibist = 265 µA
Ü = Iist / Isoll
Ü = 4.8
=======
das ist ausreichend gesättigt
=============================
Für die Vorstufe
================
Ziel: Ausreichende Aussteuerung an der Schaltschwelle
Usat = 0.2 V
Rc = 5k6
Ubnext = 0.7 V
Urc = 4.1
Irc = 732 µA
B = 180
Ib = 4.1 µA
Ü = 10
Ibü = 41 µA
Ue = 3.7 V
Vt ca 0.20
Ut ca 0.740 V
Utb = 40 mV
Rti = 976 Ohm
Rti = 0.8 * Rp
Rp = Rti / 0.8
Rp = 1220 ~>1k2
Rp = 1k2
========
Rs = 4880 ~>4k7
Rs = 4k7
========
Vt = 0.203
Ue = 3.7 V
Ut = 751 mV
Utb = 51 mV
Rti = 956 Ohm
Ib = 53 µA
Ü = 13
======
das ist ausreichend gesättigt
=============================

Ziel: stromlos im Übernahmepunkt
Ue = 2.5 V
Lt Datenblättern Ub ca 0.5 V
Ub = 508 mV
============
das ist stromlos
================
Rges = 5k9
It = 0.4 mA
2 * It = 0.8 mA
Strom durch Z-diode 2 * 6.8 antiparallel ist nicht messbar

grüsse,
vohopri

[vohopri]

Hallo,

jetzt hab ich die Motor Elektronik im Manhattan Style aufgebaut, um Messungen und Veränderungen komfortabel durchführen zu können.

Durch die ungekürzten Bauteildrähte kann alles anschliessend wieder verwendet werden. Wenn man darauf achtet, dass man nicht zu kleine Abstände verwendet, geht das recht gut .

Bild hier  

Mit den Messungen hab ich schon begonnen und bisher schauts gut aus.


grüsse,
vohopri

[vohopri]

Hallo,

die Messwerte können sich sehen lassen:

21:30 18.05.2012
Messungen Motor Treiber Stufe
Eingang offen
1 mA
Umot 0.00V
Uvers 4.97
Eingang Lo
Ileerl 5.2 mA
IBlock 37 mA
Ikurz 38 mA
das ist kurzschlussfest
Idisabled 2 mA
Umot 4.90 mA
am mcb
Umot 4.90 mA
das ist gute Sättigung
Eingang Hi
Ileerl 4.9 mA
Iblock 40 mA
Ikurz 41 mA
das ist kurzschlussfest
Idisabled 2.4 mA
Umot 4.90 mA
am mcb
Umot 4.89 mA
das ist gute Sättigung


grüsse,
vohopri

[vohopri]

Hallo,

Das Layout hab ich noch ein wenig verändert, aber wie gesagt, soll es ein schulmässiges sein.

Bild hier  

grüsse,
vohopri