H bridge med to strømkilder

[belicosus]

Jeg søger hjælp til et skoleprojekt. Ja, sådan starter mange indlæg her på siden, men denne gang kan det være det har lidt ekstra interesse for folk. Jeg tager i hvert fald chancen og håber på en sund diskussion med god hjælp


Sagen er den at vi i skolen er ved at lave en xyz plotter. Altså en maskine som kan bevæge sig i x, y, og z retning. Eksempelvis en maskine til at plotte værdier ind på bestemte punkter. Dette i virkeligheden ikke så væsentligt for resten af historien.


Til dette formål skal vi benytte os af 24V DC motorer. Disse kan jo løbe både frem og tilbage. For at få dem til det vil vi benytte os af en såkaldt H-bro / H-bridge. Ideen i denne er at Transistorerne åbner 2 og 2 på tværs, hvilket gør at strømmen enten løber den ene eller den anden vej igennem motoren og får den til at løbe hver sin vej. Herunder et billede af vores design:


(Har også været lavet med dioder til sikring af tilbagevendende strøm fra motoren)

Vi har dog et problem. Hvis du finder et design på nettet som dette:

http://www.markallen.com/teaching/images/electronics/hbridge.gif

Dette design virker fint, hvis signalet som skal åbne for transistorerne kommer fra samme strømforsyning som den strøm der skal drive motoren. Det er dog ikke tilfældet for vores design.

Signalet skal nemlig kommer fra en kilde på cirka 5 volt, i form af et AVR kort kaldet ATmega 3885 hvis nogen kender til dette.

Hvordan kan dette lade sig gøre?


Spørg endelig hvis der mangler uddybelse til noget, lige fra strømkilde, til formål og signalværdi Jeg har brugt hele min dag i dag på at lede efter løsninger på dette problem og andre muligheder. Vi vil helst undgå at benytte os af motorstyringsenheder som f.eks. L298 eller lign.

[Merlin]

Hej
 Jeg læste lige dit spørgsmål, og skal prøve at give dig et svar
dine styre signaler og din " køre strøm " behøves ikke at komme fra samme kilde, du kan sagtens bruge 5 volt til din avr og 12 eller 24 til dine motore, dog skal de have fælles stel ellers kan transistorene ikke " se/mærke " styre spændingen
jeg vil dog kraftigt anbefale noget buffer imellem fek.s en uln2003/4/5
Hvis du ønsker galvanisk adskillese altså ingen " kobber imellem " imellem motore og processoren er du nød til at bruge nogle optokoplere 4n27, moc 30xx ( jeg kan ikke lige huske hvad en optokobler uden scr hedder )
Jeg ville nok vælge løsningen med optokoblere, da det beskytter din processor imod transinter,kortslutninger  og andet snavs på din motor forsyning
 mvh Tage

[belicosus]

Jamen kan man ikke argumentere for at de har fælles stel lige nu?

Altså fra mit AVR kort kommer der 5 volt som sendes ind i transistorerne. Disse åbner for 24 volt til motorene. De 24 volt løber selvfølgelig til stel i bunden af min strømforsyning. Men hvad sker der med de 5 volt? Hvor skal/kan de have stel?

[Merlin]

Dit avr kort har en form for stel - ground,  denne SKAL være fælles med 24 volt forsyningens stel
De 5 volt du sender til tip'en løber ind igennem basis ned i emmitteren og til stel derfra tilbage til avr kortet
lidt populært kan man sige at du har 2 seperate strøm kredse en med 5 volt styrestrøm og en med 24 volt kørestrøm
men sæt lige en buffer imellem , buffere er ikke særlige dyre, det er avr kort, op hvis du ved en fejl får sat 24 volt til din
avr udgang er den nok død
 Tage

[belicosus]

Altså sådan her? :


Eller skal der blot være to stel "i bunden" (af sketchen?) Så det både kan løbe til AVR kortet og tilbage til 24 volt strømforsyningen?

[Merlin]

Yes

[belicosus]

Super... Mange tak. Jeg vil teste det i morgen og ellers vender jeg nok tilbage :-D

[Merlin]

Men brug nogle fet-transtistore de en meget mere samarbejdsvillige ad de(næsten) ingen styrestrøm skal have, bare en spænning den har teoretisk uendelig høj forstærkning det har en tip ikke
5 volt er fint
ifr510 er fine op til 3-4 ampære
 Tage

[Merlin]

Tip 120 e en darlington transistor med en hfe på nok 500-1000 så de er også ok
 Tage

[belicosus]

PT har vi brugt TIP120 Darlington.

Hvad var det for nogle buffers du snakkede om og hvad er formålet? Så vidt jeg ved forsinker en buffer signalet x tid, ikke??? Hvad er ideen i det?


I den skitse jeg senest lavede.. Bliver det så ikke et problem at AVR kortet skal tage imod 24 V ? Og strømforsyningen vil da ikke sende noget ud hvis den ikke får stel tilbage? Kan man fordele jord ud fa to ledninger til sidst? En til AVR kortet og en tilbage til strømforsyningen.

[Merlin]

Tip 120 er ok
Bufferne forsinker dit signal vel 1/1000000 sec, en ttl udgang er ikke det mest solide der findes , jeg vil gætte på at du har 8 bit til din tådighed på avr'en og en uln2003 har 7 noninverting buffer ( forstærkere ) disse virker også som envejsventiler
så hvis der sker en fejl på din motor styring " ser " avr'en dem ikke og overlever højst sandsynligvis uhældet bufferen, tager skraldet
avr'en " ser " ikke de 24 volt den ser kun basis på tip'en
hvis du skal imponere din lære skal du montere et relæ på over af motoren og når du har nået punktet på aksen og stoppet styrestrømmen trækker du relæet, så virker motoren som en kortsluttet generator og stopper serdeles øjeblikkeligt
og du undgård lange efterløb, men så er det kun din programering der forhindre afsvedne transistore
Hvis du har flere spørgsmål er du velkommen til at vende tilbage
 Tage

[Merlin]

Jeg havde ikke læst dit spørgsmål ordentligt
1 5volt strøm forsyning
1 24 volt strømforsyning
- lægges sammen
potentielt vil det se ud som 3 ledninger

+ 24 volt ( motore )
+ 5volt    ( avr + gemyse )
  0 volt    ( fælles )
 Tage

 er det her en ny form for chat ( griner )

[belicosus]

Jamen hvis jeg åbner to transistorer i samme "højde".. Altså f.eks. de to oppe i mod plus, så kortslutter man vel også motoren og så bremser den?

Grunden til det bliver til chat er vidst, at vi er ved at være lidt desperate :p


Anyway, sad lige og snakkede med min makker om det du har foreslået.
Så vidt vi husker har vi prøvet det seneste forslag i dag. Nemlig fælles stel. Dette gav dog det resultat at vores motor kørte MEGET langsomt, men den kørte dog. Det er dog ikke helt det ønskede resultat, for vi har jo næppe kræfter nok i motoren til at bruge motoren til noget konstruktivt.

EDIT: Derudover tror jeg vi vil se om vi ikke kan finde nogle optokoblere og eksperimentere lidt med det i stedet for

[Merlin]

Hej igen
Jeg prøver lige forefra ( jeg havde skrevet 10 linier som var blevet noget rod, jeg dårligt selv forstod )
prøv at lægge 1000 ohm i serie med hver basis, og se så hvad der sker
Tage

[belicosus]

Ny plan og denne gang ser det ud til at virke

Vi har bestilt 12 FOD617A300 optokoblerer.

Når vi modtager disse vil vi teste lidt på om de kan trække vores motorer med fuld belastning. Ellers har vi en anden plan, nemlig det at vi benytter disse til at åbne for en TIP 120 Darlington transistor som nemt kan klare 5A, og derfor snildt kan trække motorene

Nogle kommentare, yderlige forslag eller lign. ? Jeg vil selvfølgelig lave kopier af arbejdsteninger/schematicks fra EAGLE og lægge op her på forum