nieuw project: Verkenner robot met armen

Eventuele vuiligheid van de motor wordt door D1 t/m 4 weggewerkt richting voeding. Ik zou wel een flinke low-esr elko over die 18V voeding plaatsen...

Edit: Ik zie nu dat je 1N4007's hebt genomen. Dat is ver onder de maat wat betreft stroomsterkte en snelheid.
Maar zitten er in die Mosfets niet al diodes ingebouwd?

Die 4 weerstandjes van 470 Ohm zou ik 220 Ohm van maken

Op 27 september 2007 19:54:27 schreef Zonnepaneeltje:
Eventuele vuiligheid van de motor wordt door D1 t/m 4 weggewerkt richting voeding. Ik zou wel een flinke low-esr elko over die 18V voeding plaatsen...

Niet alle vuiligheid wordt met die diodes weggewerkt.
En niet alleen de motor geeft ruis. De mosfet geeft ook voldoende ruis en oscillatie (de zgn bons techniek)
En dit kan je heel duidelijk zien met een scoop.

Edit: Ik zie nu dat je 1N4007's hebt genomen. Dat is ver onder de maat wat betreft stroomsterkte en snelheid.
Maar zitten er in die Mosfets niet al diodes ingebouwd?

Je moet ultra fast recovery time diodes gebruiken. De ingebouwde diodes in de mosfets zijn meestal niet zo snel.

mvgr uzion

hallo,

• dus even op een rijtje:
• D1-D4 moeten veranderd worden in ultra fast recovery time diodes. zou een BYV 28-200 hier geschikt voor zijn, welke anders?
  
• De weerstandjes veranderen in 220 Ohm
  
• de voeding is een batterij, moet er dan nog steeds die low ESR aan?

Op 27 september 2007 21:09:13 schreef uZion:
[...]
Niet alle vuiligheid wordt met die diodes weggewerkt.

wat haald dan wel alle troep weg?, of is dat niet te doen

alvast bedankt,

Gr. Rik

Op 27 september 2007 21:46:46 schreef Rikkepic:

• D1-D4 moeten veranderd worden in ultra fast recovery time diodes. zou een BYV 28-200 hier geschikt voor zijn, welke anders?

Ze zijn snel genoeg, maar aan hoeveel ampères zit je wat de motor betreft te denken?

• de voeding is een batterij, moet er dan nog steeds die low ESR aan?

Jazeker, de ESR van een batterij is niet bijster laag, een (Low ESR elco scheelt een pak vreemde effecten op de voedingslijn.

toch meer richting de 2-4 ampere ofzo. ik weet niet zeker hoeveel mijn motoren trekken als ik ze tegenhoudt. Als de mijne niet goed zijn, welke zouden dan beter zijn?

ik zal eens kijken naar low ESR condensator(tje)s

bedankt voor de adviezen, klopt het schema (aansluiting en onderdelen) wat ik als laatsts getekend heb wel?

Gr. Rik

zou een BYV 28-200 hier geschikt voor zijn, welke anders?

Ik denk van niet.
1).Weet je al hoeveel stroom je motors trekken bij een grote koppel?
Dan neem je een ultra fast schotky diode die vrij boven die waarde ligt.

De bovenste weerstanden hoefden niet zo klein te zijn, je gaat de bovenste mosfets toch niet PWM.

de voeding is een batterij, moet er dan nog steeds die low ESR aan?

Ja heel verstandig zeg ik. 4700uF zal wel goed zijn.

wat haald dan wel alle troep weg?, of is dat niet te doen

Doordat je seriele data gaat sturen, zal het heel verstandig zijn om een clean voeding te hebben. Bij het uitschakelen ga je motors een EMK opwekken die begrensd zal worden door de diodes op de voeding. Jou voeding is 10V dus de begrensing zal zijn 10V- 0.3V -0.3V=9.4V Dit vindt ik niet mooi. Dit krijgt je als beide Mosfets aan het schakelen zijn en sperren. bv M1 en M4. Door M1 continue aan te laten (alleen bij PWM van M4) en M4 te schakelen wordt het effect bijna naar nul weggewerkt. Want bij het sperren van M4 hebt je D2 parallel op de motor Hierdoor moet M1 wel een tijdje aan blijven na het sperren van M4. De EMK kan dan niet hoger dan 0.3V (schotky diode spanning). Mooi he!!
Maar niet alleen de EMK is het probleem. Bij het uitschakelen krijgt je ook hogere harmonischen door de mosfet (M1 en M2) samen met de motors, en die kunnen de ultra fast diodes niet verwerken. Hiervoor gebruikt je de snubbers. De snubber is niets anders dan een RC kringetje over de diode D3 en D4. Voor de exacte waarde moet je wel experimenteren doordat parasitaire capaciteit en ook andere zaken aan de orde komen. Maar ik ga kijken of ik je toch een waarde in de buurt kan geven voor dezen. (Je zal een scoop moeten hebben). Verder merkte ik in jou schema ook een tekortkoming. En dit is namelijk dat de transistoren T3 en T4 in emmiter volger staan. En jou Pic die geeft alleen 5V af. Dus dan zal de gates van de FET M3 en M4 minder dan 5V krijgen. En dat is een beetje te weinig. Dus eigenlijk moet je daar of PNP transistoren gebruiken of een push pull schakeling maken.

Ik heb een keertje een H-Brug gemaakt met push pull. Beneden is een link v.d. tekening dan krijgt je een idee van de push pull en ook de snubber.
Verder zie je ook een kleine weerstand in de source dit is gebruikt als stroom sensor.
Verder denk ik dat het heel verstandig zou zijn om aparte zekeringen te gebruiken voor beide motoren.
Hebt je een scoop bij je of kan je eentje lenen.??

H-Bridge
verder veel Succes!!

mvgr uzion

hallo,

ik heb geen scope thuis, en kan er ook niet echt een aankomen denk ik. wat ik misschien wel kan is met de robot hier op de TU meten, maar ik vrees dat dat wat onhandig is, omdat ik namelijk thuis thuis bouw (woon in Demen, regio oss)

welk typenummer diode kan ik dan gebruiken?

mijn tweede schema leek al aardig op dat van jouw. ik moet dus alleen de transistor opstelling iets veranderen, en de snubbers toevoegen.
bedankt alvast

Gr. Rik

Nog een paar opmerkinkjes:
R1, R2, R5 en R6 staan verkeerd. Deze moeten vanaf de push-pull trap naar de gate van de MOSFET staan. Deze limiteren je stroom naar de gates, hiermee kan je dus de schakeltijden van je MOSFETS veranderen. Hoge di/dt geeft veel storing, lage di/dt veel warmteontwikkeling/doorgebrande mosfets.
Een waarde waar je ongeveer in de buurt wilt zitten is tussen de 0 en 100 ohm.

R3, R4 R7 en R8 zijn overbodig, de transistors zijn als collector en emiittervolger geschakeld en limiteren zelf hun stroom al. (heb ik misschien verkeerd voor je uitgetekend).

Met de 10V op T1 en T2 krijg je de gates van de P-MOSFETS nog niet gesloten, die moet varieren van 18V (PFETS dicht) tot 18V-V_saturatie, wat een volt of 8 zal zijn. (dus 12V).

Diodes intern in de mosfets zijn niet geschikt voor deze stromen/spanningen. Ten eerste zijn ze onderbemeten en traag (not sure!). Ten tweede helpen ze mee aan de warmteontwikkeling van je mosfet, iets wat je niet wilt vanwege de de-rating

Ohwja, snubbers: dat zijn serie schakelingetj van een weerstandje en een condensator. Kunnen snelle pieken in de spanning tegengaan.

hallo,

van het weekend weer druk bezig geweest. nieuwe foto's op putfile

ook heb ik aan t schema gewerkt.
De dingen die nu nog onberend/niet zeker zijn:

• De weerstanden R1-R10
• De condensators C3,C4
• De Diodes D1-D4 (welke typenummers?)

ik heb het circuit weer gewijzigd, het zou nu moeten kloppen. Ook heb ik nu alles aan 18V gehangen, vanwege wat elmowww zei, en het feit dat ik dan geen 10V meer hoef te maken.

klik hier.

Hoop dat t nu klopt

Gr. Rik

De weerstanden R1-R10
R1&R2-470ohm
R3&R4 R7& R8 mag jij zelf berekenen(in de buurt van 1K a 2K)
R5&R6 tussen 22-33 ohm
R9&R10 tussen de 10 en 47 ohm (je hebt een scoop nodig om te kijken wat het beste zou zijn) Anders kies maar 22ohm 3W) En dit is trouwens bij een PWM van 19.200Khz (mooi frequentie en ook niet hoorbaar voor het menselijk gehoor)
[*] De condensators C3,C4 0.1uF mylar
[*] De Diodes D1-D4 (welke typenummers?)

Voor de diodes neemt maar een 16A fast diode dit zal misschien een voorbeeld zijn http://www.nteinc.com/specs/6200to6299/pdf/nte6248.pdf

Het circuit ziet er beter uit nu. Maar de push pull die staat nog steeds in emittervolger dus de N-ch mosfets die krijgen niet meer dan 5V aan hun Gates aangeboden ( niet goed). Tweede probleem wanneer je de pic aan zet wordt het circuit eerst gereset door de PIC hierdoor wordt alle uitgangen een "1" waardoor je een kortsluit zal krijgen door je mosfets. Die oplossing is door een NPN transistor de push pull te laten besturen. In mijn schema heb ik de IC CD7407 die is ook een opencollector. En dan is alles opgelost. Als je deze IC niet wil gebruiken dan moet je 4 NPN transistor gebruiken. Met dit IC vondt ik het toch handiger. Dan moet je alleen opletten nu dat jou besturing van de M3 en M4 nu inverse zijn. Dus een "0" maken ze actief en een "1" laten ze sperren.(Hiermee bedoel ik de uitgang van de PIC)
Het zal heel verstandig zijn om de schema nu nog een keer helemaal te tekenen. Ook zal het heel verstandig zijn om de 16V naar de schakeling via een relais te laten gaan die de PIC kan besturen (aan en uit)

mvgr uzion
Verder veel succes.

hallo,

bedankt voor de snelle response

even wat uitgezocht:

• voor de diodes, kan ik dan ook deze gebruiken?: conrad bestnr 160072 - 89
  
• voor R9 en R10: conrad bestnr 401935 - 89 ?

verder wat jij noemde:

• mylar condensators, mogen dat ook wima's zijn?
  
• voor de CD7407, mag dat ook een SN7407 zijn? (conrad bestnr 170089 - 8A)
  
• over de push pull, deze heb ik toch hetzelfde als jouw schema? kan ik M3 en M4 uit inverse halen door tussen de basissen en de aarde te "binden"?

Gr. Rik

Op 1 oktober 2007 15:37:24 schreef Rikkepic:
hallo,

bedankt voor de snelle response

voor de diodes, kan ik dan ook deze gebruiken?: conrad bestnr 160072 - 89

Stroom lijkt te klein. Gebruik dan beter dit BYV 32 E-200

[*]voor R9 en R10: conrad bestnr 401935 - 89 ?

It's ok!

[*]mylar condensators, mogen dat ook wima's zijn?

Yep!!

[*]voor de CD7407, mag dat ook een SN7407 zijn? (conrad bestnr 170089 - 8A)

Het is hetzelfde alleen andere merk.

[*]over de push pull, deze heb ik toch hetzelfde als jouw schema?

Nee, dat is niet hetzelfde. Jij hebt de onderste Fets direct op de PiC aangesloten. Ik heb de 7407 ertussen.

kan ik M3 en M4 uit inverse halen door tussen de basissen en de aarde te "binden"?

Volgens mij hebt je me niet zo goed begrepen. De bedoeling is niet om ze te veranderen van een "inverse" besturing. Met "inverse" bedoeld ik tegengestelde ( sorry voor mij engelse termen).
De bedoeling is niet dat je alles "na aap". Maar dat je het eigenlijk goed begrijp. Ik ga toch even uitleggen. Basis van T5 en T3 zitten aan elkaar vast dus een "0" van de pic. Spert de T5 en zet T3 in geleiding, maar doordat ze in serie staan is dit circuit in sper (doordat T5 in sper is). Wanneer nu je PIC een "1" uitgeeft dus een 5V dan krijgt T5 een 5V aan zijn basis, hierdoor geleidt transistor . Maar hij laat toch niet het complete 16V van de collector naar de emitter. De emitter echter zal niet hoger worden dan 4.4V . Want dan hebt je natuurlijk tussen de basis emitter (Vbe) 0.6 volt kan je me volgen.
De gate van de mosfet krijgt dus 4.4V. T3 die spert natuurlijk. Dus de spanning naar de Gate is te klein. En dit kan verholpen worden door een npn transistor te gebruiken om deze push pull te besturen of de IC 7407. En ik heb al eerder gezegd dat deze twee voordelen hebt.
De schakeling zal dus alsvolgt uit zien. De push pull schakeling blijft hetzelfde alleen sluit je nog een transistor netals die T1 op die R1 maar nu op die R7.
Ik gebruikt wel liever de 7404.
En door dit te doen hebt je aan de basis van T5 16V. Dit krijgt je als de 7407 (open collector) spert. Dus dan krijgt de gate ook 15-0.6v =14.4 volt en dit is heel goed. maar je merkt wel dat dit net het tegengestelde gaat werken als de bovenste Fets. En dat noemde ik inverse. Dus om de onderste fets te schakelen moet je een "0" geven en de bovenste krijgen wel een "1". Dit is toch heel gunstig als je extra beveiligt secure wil werken.

Veel succes!!
mvgr uzion

ik snap je punt

ik zie nu ook dat dit nog steeds niet goed is. we zijn inmiddels bij versie 4 aangekomen:
versie 4

(er staat trouwens 18V)

Op 1 oktober 2007 18:50:34 schreef Rikkepic:

ik zie nu ook dat dit nog steeds niet goed is. we zijn inmiddels bij versie 4 aangekomen:

(er staat trouwens 18V)

Straks ga je wel juichen als het goed werkt.

Prima nu ziet het schema wel deftiger uit.
Klein vraagje waarom zoveel verandering van de voeding?? En waarom kan dit niet gewoon op 12V of 15V. De motoren zijn toch 12V. Als je toch met te hoge spanning (18V) gaat werken dan moeten we de schema weer aanpassen. Doordat die 18V te dicht bij de Vgs max staat. ( maximale gate to source Voltage) Bij deze Mosfet is dat +/- 20V.

Let me know!!!

mvgr uzion

de motoren lopen lekker op 18 V, ik wil kracht + snelheid, vandaar 18 V
de motoren zijn getest bij de fabrikant tot 15V, maar ze kunnen toch wel iets meer aan, zo nee, what's the prob doc ?

anders kan ik het voltage op de gate toch verminderen? 7812 ertussen

bedankt uZion (en de rest natuurlijk)
jullie hebben me al echt ver geholpen met dit project

Gr. Rik

[Bericht gewijzigd door Rikkepic op maandag 1 oktober 2007 21:33:52 (15%)]

Op 1 oktober 2007 21:25:06 schreef Rikkepic:
de motoren lopen lekker op 18 V, ik wil kracht + snelheid, vandaar 18 V

Met welke BAT. Ga je 18V maken??

de motoren zijn getest bij de fabrikant tot 15V, maar ze kunnen toch wel iets meer aan, zo nee, what's the prob doc ?

The problem is that your supply voltage is to close to the mosfet Vgs.

anders kan ik het voltage op de gate toch verminderen? 7812 ertussen

It's not that simple. vergeet niet je bent bezig aan het PWM. Dus jou componenten moeten het ook kunnen. BTW. Wat is jou PWM frequentie.
Zie je wel, we hebben over veel dingen gepraat en het belangrijkste zelfs niet

mvgr uzion

haha, dat is waar

18 volt wil ik met 15 subC accu's gaan maken (racingpack modelbouw). die kunnen snel op/ontladen

mijn PWM frequentie weet ik nog niet zeker, eigenlijk wil ik van dat ie net begint met rijden, tot op vol vermogen. kan ik dat berekenen?

Gr. Rik

Op 1 oktober 2007 22:02:54 schreef Rikkepic:
haha, dat is waar

18 volt wil ik met 15 subC accu's gaan maken (racingpack modelbouw). die kunnen snel op/ontladen

Dus dan ook een speciale lader dan.

mijn PWM frequentie weet ik nog niet zeker, eigenlijk wil ik van dat ie net begint met rijden, tot op vol vermogen. kan ik dat berekenen?

Dat is iets ander. Dat noemen we Duty cycle. En dat is de verhouding tussen de on time en je periode. Maar de frequentie die blijft vast.
Ik raad je 19.2Khz aan. beneden deze freq. wordt het piepen van de motors hoorbaar en dan niet leuk meer. Boven deze frequentie kan altijd maar niet boven de 40khz , kern verzadiging kan toetreden. Met de gevolgen dat je niet wil horen. Het kan wel altijd, maar dan moeten we wel echt gaan bereken en dan wordt een scoop een "must".

mvgr uzion

Gr. Rik[/quote]

20 kHz lijkt mij ook een mooie frequentie, omdat de servo's ook hierop zitten. (sommige mensen horen nog wel tot 20 kHz, ik bijvoorbeeld )
ik heb al een speciale NiMh/lipo lader, dus dat is geen probleem (computerlader van graupner ultramat 10)

volgende week krijg ik als het goed is mijn GPS, compass en acceleratie module binnen, dan kan ik daar weer mee verder

eerst dit weekend mijn motorsturing maar eens maken

Gr. Rik

Succes!!!
Ik moet wel toevoegen dat ik niet van die 20KHz houdt. Die wekt te veel even harmonischen. En die roept voor problemen.

mvgr uzion

dan wordt het 19.2kHz

thanks

Gr. Rik

Wat dacht je van de constructie van de H-brug. Hoe ga je dat maken??

ik dacht het gewoon op een printplaat te maken met connectortjes voor de motoren, en gaatjes erin voor de bevestiging, of hoe bedoel je?

Gr. Rik

Ik bedoel koelplaat konstructie en fet plaatsing.