L298N gaat steeds defect

Dag iedereen.

De bedoeling van het project is simpel. Een motor op afstand links/rechts laten draaien dmv PWM. Ik gebruik daarvoor een arduino, deze motor http://benl.rs-online.com/web/p/dc-motors/2532537/?searchTerm=253-2537… en deze H-brug.https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/MD1.3_2A_Dual_Motor_Controller_… Met het volgende schema http://image.dfrobot.com/image/data/DRI0002/DF-MDv1.3SCH.pdf

Het heeft al gewerkt maar soms gaat de LN298N stuk. De eerste twee keer bij het omschakelen van de polariteit en de derde maal gewoon op het einde van het gebruik.

Zoals je op het schema kan zien zijn er shotky diodes ter bescherming van de LN298N maar ik vermoed toch dat ik het daar moet gaan zoeken.. De stroom van de motor gaat nooit boven de 1,5A. Er zitten twee zekeringen in plus ik controleer het continu.

Zie ik iets over het hoofd? Kan ik de LN298N beter beschermen? Of moet ik het totaal anders aanpakken? Veel vragen maar ik zit momenteel met mijn handen in mijn haar..

flash2b

Special Member

De koeling van die print is wel aan de kleine kant.

De LN298N kan alleen 25W verstoken als die op 25°C wordt gehouden volgens de datasheet. Met zo'n klein koel lichaam gaat dat niet lukken. Leuk dat ze het erbij zetten in de specs van dat bordje, maar dat zijn de specs van de chip niet zoals uitgevoerd op de print.

KGE

Golden Member

Piekspanning ?

De diodes kunnen er voor zorgen dat je voedingsspanning tijdens afremmen misschien hoger wordt dan 46V (abs.max is 50V).

In het schema zie ik ook geen elco over de 'power' voeding (pin 4 en 15) van de L298 zitten, dit zou al kunnen helpen.

Ik heb die ook eens gebruikt, 1A is het max met die module, worden dan al heet.

Even belangrijk is wat KGE schreef, zoniet belangrijker.

[Bericht gewijzigd door MGP op donderdag 9 maart 2017 13:03:10 (28%)

LDmicro user.

Controllertje is inderdaad wat aan de lichte kant voor zo'n 100 W motor. De aanloopstroom van die motor is een veelvoud van 2A. Schottky's als vrijloop is misschien ook niet ideaal, Schottky's kunnen maar weinig hebben in sper.

Mijn echte naam: Joris | Mijn elektronica website: Fuzzcraft.com

Op 9 maart 2017 12:54:48 schreef flash2b:
De koeling van die print is wel aan de kleine kant.

De LN298N kan alleen 25W verstoken als die op 25°C wordt gehouden volgens de datasheet. Met zo'n klein koel lichaam gaat dat niet lukken. Leuk dat ze het erbij zetten in de specs van dat bordje, maar dat zijn de specs van de chip niet zoals uitgevoerd op de print.

Koeling is al aangepast. Deze is nu minstens 5x groter.

Op 9 maart 2017 13:02:50 schreef Fuzzbass:
Controllertje is inderdaad wat aan de lichte kant voor zo'n 100 W motor. De aanloopstroom van die motor is een veelvoud van 2A. Schottky's als vrijloop is misschien ook niet ideaal, Schottky's kunnen maar weinig hebben in sper.

Aanloop valt mee, en de zekering blijft goed dus..? Dat van de shottky klopt, die op het bord tot 40V. Maar de diodes blijven goed.

Op 9 maart 2017 12:58:38 schreef KGE:
Piekspanning ?

De diodes kunnen er voor zorgen dat je voedingsspanning tijdens afremmen misschien hoger wordt dan 46V (abs.max is 50V).

In het schema zie ik ook geen elco over de 'power' voeding (pin 4 en 15) van de L298 zitten, dit zou al kunnen helpen.

Hoe kan een diode daar voor zorgen? En die elco zou dit tegenhouden? Gewoon parallel over de voeding?

Ik gebruik maar één motor en volgens de datasheet van de LN kan ik de output parallel schakelen zodat ik tot 3,5A kan gaan. Ik zal dit ook maar doen voor alle zekerheid.

Kruimel

Golden Member

Op 9 maart 2017 12:50:32 schreef sdpoorte:
[...]deze motor http://benl.rs-online.com/web/p/dc-motors/2532537/?searchTerm=253-2537…

Machtig mooi motortje, prijs is er ook naar zie ik. :)

Op 9 maart 2017 12:54:48 schreef flash2b:
De koeling van die print is wel aan de kleine kant.

Volgens de datasheet is hij tegen oververhitting beschermd. Het is nog steeds aan te raden de koeling niet te klein te dimensioneren, maar de effecten zouden dan in elk geval langer op zich moeten laten wachten.

Op 9 maart 2017 12:58:38 schreef KGE:
Piekspanning ?

De diodes kunnen er voor zorgen dat je voedingsspanning tijdens afremmen misschien hoger wordt dan 46V (abs.max is 50V).

Je zou dit eventueel kunnen testen met een Zener over de voeding die net een paar volt boven de normale voedingsspanning zit. Als je bord stuk gaat zou in elk geval de zener ook defect moeten zijn. Ik gebruik voor dit doeleinde soms deze typen. Ze zijn redelijk bestendig en hebben dikke aansluitingen die voor koeling zorgen tijdens korte overbelastingen.

Welke spanning komt er uit een Arduino? Zou het kunnen dat dit 3.3V is? Die 74HC00 werkt op 5V in dit schema en als de spanning op die poorten in de buurt van de threshold blijft hangen kan gaan klapperen en in combinatie met de zelfinductie van zo een motortje best nog wel eens problemen opleveren. Welke PWM frequentie gebruik je? Ik heb weinig verstand van Arduino's en schiet hier maar wat ideeën, waarschijnlijk heb je deze dingen al gecontroleerd.

Groet,
Kruimel

Een C van >4700µF op de voedingsspanningsconnector van die module zou verbetering moeten brengen maar 32V is volgens mij teveel voor die module.
Er mag niks misgaan of ze is terug defect.

Een 100V/ 6A module gebruiken zou er beter op trekken als ze veel gebruikt wordt. ;)

LDmicro user.
flash2b

Special Member

Op 9 maart 2017 13:33:14 schreef Kruimel:
Je zou dit eventueel kunnen testen met een Zener over de voeding die net een paar volt boven de normale voedingsspanning zit. Als je bord stuk gaat zou in elk geval de zener ook defect moeten zijn. Ik gebruik voor dit doeleinde soms deze typen. Ze zijn redelijk bestendig en hebben dikke aansluitingen die voor koeling zorgen tijdens korte overbelastingen.

Een zenerdiode BZW03-C33 gebruiken zonder voorschakelweerstand als een soort soort zekering? Gebruik dan gewoon een echte TVS diode die kunnen meestal >200A aan (voor korte tijd).

Op 9 maart 2017 13:33:14 schreef Kruimel:
[...]Machtig mooi motortje, prijs is er ook naar zie ik. :)[...]Volgens de datasheet is hij tegen oververhitting beschermd. Het is nog steeds aan te raden de koeling niet te klein te dimensioneren, maar de effecten zouden dan in elk geval langer op zich moeten laten wachten.[...]Je zou dit eventueel kunnen testen met een Zener over de voeding die net een paar volt boven de normale voedingsspanning zit. Als je bord stuk gaat zou in elk geval de zener ook defect moeten zijn. Ik gebruik voor dit doeleinde soms deze typen. Ze zijn redelijk bestendig en hebben dikke aansluitingen die voor koeling zorgen tijdens korte overbelastingen.

Welke spanning komt er uit een Arduino? Zou het kunnen dat dit 3.3V is? Die 74HC00 werkt op 5V in dit schema en als de spanning op die poorten in de buurt van de threshold blijft hangen kan gaan klapperen en in combinatie met de zelfinductie van zo een motortje best nog wel eens problemen opleveren. Welke PWM frequentie gebruik je? Ik heb weinig verstand van Arduino's en schiet hier maar wat ideeën, waarschijnlijk heb je deze dingen al gecontroleerd.
Groet,
Kruimel

Motor is inderdaad in orde ;)
De spanning is 7,5V, een externe voeding naast de arduino.
De basis frequentie van de arduino is 31250 Hz. Deze deel ik afhankelijk welke positie ik zit. En de start is van 0 - 31250 Hz.

Op 9 maart 2017 13:34:30 schreef MGP:
Een C van >4700µF op de voedingsspanningsconnector van die module zou verbetering moeten brengen maar 32V is volgens mij teveel voor die module.
Er mag niks misgaan of ze is terug defect.

Een 100V/ 6A module gebruiken zou er beter op trekken als ze veel gebruikt wordt. ;)

Ik gebruik een voeding van 24VDC. Bestaan er zo modules dan? Ik zoek het eens op..

Alleen de elco of samen met de TVS?

Ik denk dat ik ook al beter denk aan zelf een module maken want 100V 6A (of in die buurt) vind ik niet direct.

Een TVS is niet geschikt om de oplopende spanning van een remmende motor op te vangen.
Die 200A is maar enkele mS, er mag maar een paar 100mA voor langere tijd lopen.

Je kunt proberen met een elko, 24V is geen 32V

En probeer van de motor beter te regelen, niet omkeren al draaien en niet te vlug afremmen.

[Bericht gewijzigd door MGP op donderdag 9 maart 2017 15:53:12 (18%)

LDmicro user.
Kruimel

Golden Member

Op 9 maart 2017 13:44:10 schreef flash2b:
[...]Een zenerdiode BZW03-C33 gebruiken zonder voorschakelweerstand als een soort soort zekering? Gebruik dan gewoon een echte TVS diode die kunnen meestal >200A aan (voor korte tijd).

Meer als een indicator dan een zekering, de zekering moet er ook zijn natuurlijk.

Op 9 maart 2017 15:50:40 schreef MGP:
Een TVS is niet geschikt om de oplopende spanning van een remmende motor op te vangen.
[...]

En probeer van de motor beter te regelen, niet omkeren al draaien en niet te vlug afremmen.

Ligt een beetje aan de traagheid van de motor en (vooral) wat daar op aangesloten is, lijkt me sterk dat een TVS de energie van de rotor alleen niet hebben kan. Dit is geen grote motor (35mm doorsnede) met een bijzonder lichte rotor (ijzerloos, zie specsheet)

Wat voor meetinstrumenten heb je? Ik zou zeggen: gooi een elco en een voltmeter over de voeding en een oscilloscoop op de uitgang. Zet ook een shunt/stroommeter in de leiding naar de motor en kijk of je wat raars ziet. Thermometer op het koellichaam kan helpen, maar als hij overleden is door temperatuur dan had je dat ook wel gevoeld denk ik. Een chipje van meer dan 100°C kan je met je vingertoppen ook wel vaststellen.

Groet,
Kruimel

benleentje

Golden Member

De diodes kunnen er voor zorgen dat je voedingsspanning tijdens afremmen misschien hoger wordt dan 46V (abs.max is 50V).

In het schema zie ik ook geen elco over de 'power' voeding (pin 4 en 15) van de L298 zitten, dit zou al kunnen helpen.

Hoe kan een diode daar voor zorgen? En die elco zou dit tegenhouden? Gewoon parallel over de voeding?

In een draaiende motor + de massa van de load zit veel energie. Als je de motor ineens stil zet door de H-brug uit te schakelen dan moet die energie van die motor ergens heen. De motor werk dan als een generator waarbij de spanning veel hoger kan worden dan de voedingsspanning. Hoe hoog dat word hangt van de beveiligingen af. Via de diodes wat de eerste beveiliging is komt de spanning bovenop de voedingsspanning te staan. Een voeding kan maar een klein deel van deze energie opnemen en doe dat vanwege de benodigde bedrading vrij traag. Door nu een elco direct over de diodes te zetten kan de elco deze energie snel opnemen. De elco moet dan zo groot zijn dat het deze energie ook kan opnemen.

Een overspanning beveiliging als een TVS of zener diode kan als allerlaatste veiligheid ingezet worden maar zou in een de normale situatie nooit moeten worden aangesproken.

Dus belangrijk is als eerst een goede keuze van onderdelen en deze L298 is gewoon ongeschikt voor deze situatie. Voor hobby gebruik zou het tijden wat testen nog net moeten kunnen maar voor langdurig gebruik is het sterk af te raden.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Op 9 maart 2017 15:50:40 schreef MGPJe kunt proberen met een elko, 24V is geen 32V

En probeer van de motor beter te regelen, niet omkeren al draaien en niet te vlug afremmen.

Deze twee stappen ga ik sowieso ondernemen. Ik heb nooit gesproken over 32V toch? Motor werkt perfect op 24VDC.

Op 9 maart 2017 17:56:30 schreef benleentje:
[...]
[...]
Een overspanning beveiliging als een TVS of zener diode kan als allerlaatste veiligheid ingezet worden maar zou in een de normale situatie nooit moeten worden aangesproken.

Dus belangrijk is als eerst een goede keuze van onderdelen en deze L298 is gewoon ongeschikt voor deze situatie. Voor hobby gebruik zou het tijden wat testen nog net moeten kunnen maar voor langdurig gebruik is het sterk af te raden.

Bedankt voor de uitleg, na een nachtje helder denken was ik er ook opgekomen. En ik vrees dat je gelijk hebt ivm de L298N...

Ik kan zelf wel een H brug maken met mosfets maar dan mag in de meeste gevallen de Gate Source spanning niet hoger dan 20V en zit ik met hetzelfde probleem..

Lambiek

Special Member

Op 10 maart 2017 10:07:18 schreef sdpoorte:
Ik kan zelf wel een H brug maken met mosfets maar dan mag in de meeste gevallen de Gate Source spanning niet hoger dan 20V en zit ik met hetzelfde probleem..

Lees dit eens door, misschien wordt er dan het één en ander duidelijk.

https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/41

Bij verdere onderwerpen staat een H_brug.

En de L298 is voor jou motor inderdaad te ligt, maar je kan met losse darlington transistoren ook prima een H_brug maken, hier heb je een voorbeeld.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/eind%20-%20trap.jpg

Deze gebruik ik vaak in combinatie met omgebouwde ruitenwissermotoren.

De diode's die er instaan zijn niet goed, dat moet een snel type zijn en aangepast aan het motor vermogen. Als transistor kun je ook de MJ11015 en de MJ11016 gebruiken. En voor jou motor kun je dan nog een tweede elco van 2200uF toevoegen. En als je de motor goed regelt (dus rampup en rampdown gebruiken in je software) dan remt de motor keurig af en kun je de opgewekte energie goed kwijt.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
EricP

mét CE

Aanloop valt mee, en de zekering blijft goed dus..? Dat van de shottky klopt, die op het bord tot 40V. Maar de diodes blijven goed.

Dat zegt helemaal niks. Kijk eens naar de datasheet van een zekering. Om dat ding in zeg 0.5 sec door te krijgen, moet ik 6xInom trekken in de eerste datasheet die ik voor een 'medium' exemplaar pak.

Verder gok ik inderdaad ook op danwel een stroom piek, danwel een mooie piek in de spanning. Die dioden zijn mooi, maar zoals hier reeds eerder opgemerkt: er moet wel een bepaalde hoeveelheid energie je voeding in. En ja, het is volgens datasheet.

Overigens is het niet zelden handig om juist een wat slechtere diode te nemen. De energie moet gedissipeerd worden, zo doet die diode ook mee. Uiteraard als het kan mbt. de spanningen die ontstaan en het vermogen wat in de diode gaat zitten.
Zijn je dioden snel genoeg?

Zelf maken met losse componenten kost best veel tijd en geld. Er zijn tegenwoordig mooie H-brug chips, o.a. de BTS****

Als je zo'n kant en klare module uit China haalt en de voedingselko vervangt door een fatsoenlijke elko heb je voor weinig ook wat leuks.

https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-High-power-smart-car-mot…

Kruimel

Golden Member

Ok, ik heb weer geslapen en lees de topic opnieuw en zie dat ik een redeneringsfout heb gemaakt.

Het betreft een permanente magneetmotor. Dat wil zeggen dat die zich gedraagt als een gyrator. Dat wil zeggen dat de snelheid in het mechanische domein evenredig is met de spanning in het elektrische, en de kracht evenredig is met de stroom. Er zijn wel verliezen die zich uiten in equivalente weerstanden, maar die zullen niet heel groot zijn bij een goede kwaliteit motor. Dat heeft als (belangrijke) consequentie dat de motor zich door de dominante mechanische traagheid gedraagt als een condensator. Als je dan spanning op de motor zet zal die dan proberen instantaan de snelheid te bereiken die overeenkomt met die spanning, wat dus een grote stroompiek zal veroorzaken.

Bij dit type motor zal de spanning echter niet oplopen zolang de motor niet extern versneld wordt tot boven het initiele toerental. Het is dus niet mogelijk zonder externe energiebron of complexe inertiemodulerende vliegwielen de voedingsspanning op te tillen! In theorie kan teruglevering aan de voedingrails wel plaatsvinden als je de transistoren los aanstuurt en de motor als het ware in serie zet met de voeding. In jouw schema is dat echter niet mogelijk.

De zelfinductie van de motor zou het bovenstaande hypothetisch wel kunnen doen. We gaan er nu echter van uit dat die heel groot is, maar gegeven de constructie van deze motoren zonder ijzeren kern is die waarschijnlijk best klein. Er is dus geen effect dat de stromen gladstrijkt zoals bij veel "normale" motoren. Dat maakt dus dat bij jouw PWM frequentie de motor best wel eens een dominant capacitief karakter zou kunnen hebben wat een drama is voor een PWM sturing.

Dit zou je kunnen constateren door een scoop over de shuntweerstand te zetten. Zit de piekstroom meer dan een factor anderhalf boven de gemiddelde stroom, dan heb je al een probleem, want dat betekent dat de PWM de motor 30000 keer per seconde probeert af te remmen en te versnellen. Dit zal ook gebeuren bij een disreet opgebouwde H-brug. Een oplossing zou zijn een LC filter te implementeren (of alleen een seriespoel).

Het blijft natuurlijk feit dat je met deze motor en frequentie de L298 een zware taak geeft, maar hij is wel beveiligd tegen temperatuur, dus de defecten komen waarschijnlijk niet door overbelasting maar doordat de transistoren elke keer dat ze de polariteit omkeren de snelheid van de motor proberen om te keren. Een zwaardere H-brug gaat het dus ook moeilijk krijgen met deze motoren als je aanstuurmethode gelijk blijft.

Het bovenstaande blijft theorie zonder enige meetresultaten, maar deze motoren zouden geen hogere spanning dan de voedingsspanning moeten kunnen leveren, wat deze foutsituatie uitsluit. Dat verklaart ook dat de dioden nog heel zijn, maar de schakeltransistoren niet. Die moeten dan immers de volle stroom schakelen terwijl ze de volledige voedingspanning over zich hebben staan.

Groet,
Kruimel

Dat was een goede nacht precies :)

Ik heb hier een schema liggen van het origineel waar de motor uit komt en daar staat geen LC filter over maar wel een RC filter.

"Het blijft natuurlijk feit dat je met deze motor en frequentie de L298 een zware taak geeft, maar hij is wel beveiligd tegen temperatuur, dus de defecten komen waarschijnlijk niet door overbelasting maar doordat de transistoren elke keer dat ze de polariteit omkeren de snelheid van de motor proberen om te keren. Een zwaardere H-brug gaat het dus ook moeilijk krijgen met deze motoren als je aanstuurmethode gelijk blijft."

Dit begrijp ik niet goed?

Dit is (een deel van) een origineel schema.

http://oi66.tinypic.com/sl1ev7.jpg

Ik gebruik dezelfde voeding maar de sturing daar kon ik jammer genoeg niet aan geraken.. Het eindresultaat is hetgeen wat ik wil. Een softstart, vertraging op het einde en in twee richtingen. Maar hoe dit werkt met dit schema weet ik toch niet goed.

Ik ben verre van een specialist.

Lambiek

Special Member

Op 10 maart 2017 14:57:41 schreef sdpoorte:
Dit is (een deel van) een origineel schema.

Wil je dat gaan gebruiken, of wil je een eigen besturing maken?

Het eindresultaat is hetgeen wat ik wil. Een softstart, vertraging op het einde en in twee richtingen.

Als je een eigen besturing maakt kan dat via rampup en rampdown, (zoals ik al eerder zei) dat kan je makkelijk doen met een microcontroller en een stukje software.

Maar hoe dit werkt met dit schema weet ik toch niet goed.

De standaard besturing werkt met een power opamp die gevoed wordt met plus 24VDC en min 24VDC, de uitgang van de opamp hangt aan de ene kant van de motor en de andere kant van de motor hangt aan de GND (0VDC). Als de opamp een positief signaal uitstuurt loopt de motor bijv. rechtsom, en als de opamp een negatief signaal uitstuurt loopt de motor linksom. Het toerental van de motor wordt bepaalt door de uitgestuurde spanning van de opamp, hoe hoger de spanning hoe hoger het toerental.

Dit is een analoge regeling, en heeft niets met pwm te maken.

Voor de rest valt er niet veel over te zeggen, het schema is niet compleet.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 10 maart 2017 14:57:41 schreef sdpoorte:
Dit is (een deel van) een origineel schema.

http://oi66.tinypic.com/sl1ev7.jpg

Ik versta dat niet goed, je toont een schema die helemaal niet doet wat jij in je startpost schrijft.

Dat is een analoge regeling met een DAC en poweropamp en geen pwm.

Very strange...

LDmicro user.

Op 9 maart 2017 12:50:32 schreef sdpoorte:
Het heeft al gewerkt maar soms gaat de LN298N stuk.

De motor kan 3A aan en zal bij het opstarten (even) rond de 30A trekken.

Je LN298 kan 4A aan, maar dat is "totaal". Stuur beide kanten aan via de LN298, dan kan ie maar 2A motorstroom aan.

Je overschrijd de "asolute maximum" ratings van de chip, dan heeft de chip het "recht" om ieder moment dat het hem uitkomt kapot te gaan.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/