PWM-kennis vragen

ST maakt in z'n datasheet melding van 25kHz. Maar voor het sturen van een DC-motor heb je zo'n hoge frequentie niet nodig.

Op 27 februari 2010 16:41:45 schreef pros:...heb je zo'n hoge frequentie niet nodig.

Integendeel. Ik hou het zelf meestal ergens tussen de 500 en de 1500Hz

Als je 12V voeding hebt, en je motor op ongeveer 5V moet draaien (ongevere 40%), dan kan je er eentransistor tussen zetten die met z'n basis op 5.6V zit. Het vermogen wat de motor niet gebruikt komt in de tor te zitten. Stel dat de motor bij 5V 1A gebruikt is dat 7V * 1A = 7W in de transistor.

ALs je gaat PWM-en, is 40% van de tijd de spanning over de motor 12V en de spanning over de tor bijna nul. het vermogen in de tor is dan bijna nul. De andere 60% van de tijd is de spanning over de motor ongeveer nul, de stroom ook en de spanning over de tor is weer vrijwel nul.

Door snel te schakelen tussen die twee heeft de motor toch z'n 5W vermogen, maar heb je bijna nul vermogen in de tor.

Waarom bijna nul, en niet helemaal? Ten eerste de geleidingsverliezen. Als er stroom loopt, dan is de spanning over de tor niet precies nul, maar wel bijna. Verder zijn er schakelverliezen: De overgang van "wel stroom, geen spanning" naar "geen stroom, wel spanning" is niet instantaan. In de tussentijd verstook je vermogen in je tor. Dat gebeurt eigenlijk gewoon iedere keer dat je aan of uitschakelt hetzelfde. Dus maak je de frequentie 10x hoger, heb je van dit soort verliezen, 10x zo veel last..... Vandaar dat wat GJ zegt handig is: 500-1500Hz is voldoende snel dat de motor niet gaat draaien/stoppen/draaien/stoppen, maar gewoon soepel loopt, en verder zo laag mogelijk om de verliezen zo laag mogelijk te houden.

In de praktijk werkt het met lagere frequenties --100Hz bv.-- ook nog goed. Dat hangt voornamelijk van de motor af. Sommigen gaan wat brommen bij 100Hz, anderen gaan dan weer zingen bij 1000Hz.
Experimenteren is dus de boodschap...

Hogere frequenties (20kHz en meer) worden ook gebruikt. Hierbij zorgt de zelfinductie van de motor-wikkelingen er voor, dat de motor geen gepulste gelijkspanning maar een nette gelijkstroom (met een beetje rimpel) "ziet". Het is alsof je de motor met een analoge spanning stuurt.
Doe dat niet met een L298 - die is daar veel te traag voor. En dan gaan de schakelverliezen, die rew beschrijft, de boel verzieken.

Wat ook een reden kan zijn om een lage schakelfrequentie te kiezen, zijn overgangsweerstanden. Denk daarbij aan rails en wielen van een miniatuur-trein, maar ook aan de weerstand tussen koolborstels en collector. Als je de motor met een lage frequentie stuurt, is hun invloed even klein bij een kleine puls/pause-verhouding als bij een grote puls/pause-verhouding. Ga je echter met een hoge frequentie sturen --waarbij de wikkelingen de stroom beperken-- dan is de invloed van die overgangsweerstanden veel groter bij een kleine puls/pause-verhouding.

Tijdens het schakelen verlies je wat. Maar bij fets valt dat toch behoorlijk mee. De reden van 20KHz is dat dit boven de gehoorgrens komt. Hierdoor hoor je de schakeling niet meer fluiten.

Daarbij komt dat een hogere frequentie beter is voor een schakelende voeding. Hierdoor kunnen de overige componenten kleiner worden uitgevoerd maar dat is weer heel andere theorie.

De reden van 20KHz is dat dit boven de gehoorgrens komt.

Daar heb ik enige twijfels over, heer MAH. Dan moet je toch ergens een motor-onderdeel hebben, dat nog wil resoneren op hogere frequenties (en geluid produceert dat boven het normale motor-geluid uitkomt)? Dat zie ik nog niet snel gebeuren.

Nou ja, van frequenties boven 10kHz merk je toch al niet veel, eens je de 60 voorbij bent...

Alle RC motorcontrollers doen PIEP als je ze aanzet. En d'r zit geen luidspreker in, hoe kan dat?

In '87 moest ik voor een bedrijf de software voor een printer maken. Van de baas mocht ik niet "piep" doen als er wat mis was.

D'r zit altijd wel een spoeltje een beetje los, zodat als je er 2kHz op zet, je een nette piep hoort.

excuses vor de wat late respons...

eerste post van pros beantwoord mijn tweede vraag. ik denk dat ik iets ga kiezen van 1-10Khz.

Op 27 februari 2010 19:50:51 schreef pros:
Experimenteren is dus de boodschap...

nou was dus mijn tweede vraag, waar in de 298 moet ik de PWM invoeren. ik dacht zelf de enable-pin.
inmiddels heb ik alle voor en nadelen van het PWM-men gehoord, ik heb er veel van geleerd (bedankt jongens), maar waar ik het moet invoeren, blijft mijn vraag:)

ook nog ( maar die heeft geen pwm-functie-deze stuurt wat kleine motortjes aan) zoek ik een type h-brug, het liefst 2x een full bridge in een behuizing, met enable( mag per brug, ook voor het hele IC mag) en ongeveer 500-600mA current per brug. dit is eenzelfde project, maar de originele vraag ging over de hoofdmotoren. misschien weten de veelgebruikers een geschikt type, wat niet te duur is, ik moet er 2x6 aansturen dus ik dacht 6 IC's.

bedankt!

Mr google is uw vriend.

Figuur 6, pagina 6, http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1773.pdf

Let er wel op dat je frequentie niet onder de 600Hz komt, als je HPWM gebruikt. Dit ligt aan het gebruikte kristal, even in de datasheet kijken van je pic.

Ik weet niet met wat je het gaat aansturen, met een spanning of via een potmeter. Als je twee HPWM signalen gebruikt en die inverteer je tenopzichte van elkaar dan staat de motor stil als bvb de potmeter in het midden staat, en als je dan naar links of naar rechts draaid veranderd het toerental en de draairichting. Dat signaal kan je op de ingangen IN1 en IN2 zetten.

Je kan het pwm signaal wel op de enable zetten, maar dan verliest de driver wel iets vermogen.

ok. maar waar de potmeter zou komen, kan ik niet bij dus het wordt de enable. dankuwel.

iemand nog een tip voor een 500mA full-bridge met enable?
zoniet, dan ben ik klaar. bedankt!

Op 4 maart 2010 13:55:56 schreef TechnOoB12:
ok. maar waar de potmeter zou komen, kan ik niet bij dus het wordt de enable. dankuwel.

Wat bedoel je hier mee.

1) er zou blijkbaar een potmeter in moeten
2) hier heb ik geen ruimte voor, waterdichte sandwich-behuizing.

Op 3 maart 2010 19:43:20 schreef Lambiek:
....of via een potmeter.

Hoe wil je her toerental dan gaan regelen, met een signaal van 0 T/M 5VDC.? Of..........

De keuze van de werkfrequentie heeft veel invloed op het regelgedrag van de motor.

Bij een hoge frequentie zal de stroom door de motor niet nul worden en de gemiddelde stroom is evenredig met de belasting. De gemiddelde spanning is het product van de voedingsspanning en de duty-cycle. hiermee is het toerental zeer goed regelbaar en weinig afhankelijk van de belasting.
Een hoge frequentie is bijvoorbeeld 20 kHz voor kleine motortjes en bij grotere motoren mag deze lager zijn.

Bij lage frequenties wordt de stroom periodiek nul. De gemiddelde stroom is min of meer evenredig met de belasting waardoor juist het koppel regelbaar wordt. De gemiddelde spanning is over de motor is wel evenredig met het toerental maar beiden hebben geen of weinig relatie met de duty-cycle. De spanning en het toerental zijn dan bij lage frequenties zeer afhankelijk van de belasting.

Als je (nog) niet weet hoe je het verhaal aansluit, kijk dan hier.
Alle pin aansluitingen op de pic mogen verplaatst worden behalve port B.3.

omdat portb.3 uit mijn hoofd gezegd de enige HPWM van de 16F628 is.
en ik hoef ook niet te raden dat "hier"de link naar Picbasic.nl van frits is.

maargoed, alles is mijna opgelost en zelfs de proefopstelling staat al. nou hoopte ik nog steeds op

Op 3 maart 2010 18:51:57 schreef TechnOoB12:
een type h-brug, het liefst 2x een full bridge in een behuizing, met enable en ongeveer 500-600mA current per brug.

ik kom erbij farnell niet uit, datasheet-zoekmachines willen ook niet( tot 1000-en hits..die ga ik niet allemaal doorzoeken, en dan ok nog eens de makkelijk leverbare vinden) en mijn plaatselijke beurs heeft vast vele drivers in hun stock, maar op hun site( zodat ik om typenummer kan betsellen) vind ik allen de 298 en die is 4xoverkill.

Zo overkill is dat niet hoor, kan je het lekker compact houden zonder koelblok op de L298.