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Spulenansteuerung

Diskutiere Spulenansteuerung im Motoren, Schütze und Schaltungen Forum im Bereich ELEKTROINSTALLATION; Hallo zusammen, ich weiß nicht ob ich in der richtigen Rubrik bin, habe allerdings Keine finden können die meiner Frage am näher als diese hier...

  1. #1 Apateiti, 21.08.2009
    Apateiti

    Apateiti Schlitzeklopfer

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    Hallo zusammen, ich weiß nicht ob ich in der richtigen Rubrik bin, habe allerdings Keine finden können die meiner Frage am näher als diese hier kommt (liegt vielleicht daran das ich hier neu bin). Falls ich doch falsch bin bitte ich um Entschuldigung, nun zu meiner Frage:

    Ich baue an einem (Lehr-)Elektromotor, den ich mir aus 12 ganz normalen Schülerspulen mit Eisenkernen, die um eine kreisförmige Platte mit 4
    Dauermagneten angeordnet ist. Diese Spulen sollen von einem simplen
    Microprozessor mit zwischengeschalteten Optokopplern/Interface angesteuert werden.

    Genau hier hört mein Wissen auf.

    Ich habe also 12 Signale die 1 oder 0 sein können, die 1 ist für die 4 (von den 12) Spulen die den Dauermagneten halten. Für die verbliebenen 8Spulen steht derweil eine 0 an (und jetzt wird es kniffelig) die mit 0 angesteuerten Spule sollen eine umgekehrte Polarität haben wie die Spulen die mit der 1 angesteuert werden um ein "durchrutschen Platte mit den Dauermagneten zu verhindern.
    Hier mal die Ansteuerungslogik für den Motor:

    1...0...0...1...0...0...1...0...0...1...0...0
    0...1...0...0...1...0...0...1...0...0...1...0
    0...0...1...0...0...1...0...0...1...0...0...1

    So ich offe ich habe es nicht zu kompliziert erklärt, aber falls jemand weiß, wie ich dieses Problem zwischen Optokoppler/Interface und Spule lösen kann, so würde ich mich sehr freuen und vor meinen Schülern nicht ganz so Dumm
    fühlen.

    PS: die Idee einen simplen Elektromotor für Lehrzwecke in Sachen Assemblersprachen zu bauen stammt von einem meiner Schüler
    (stolz sei) und ich würde die Jungens und Mädels ungern entäuschen.

    Vielen Dank schonmal für Eure Antworten.
     
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  3. #2 Apateiti, 21.08.2009
    Apateiti

    Apateiti Schlitzeklopfer

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    AW: Spulenansteuerung

    Achso falls Informationen zu den Daten der Spulen benötigt werden kann ich diese auch nachreichen.
     
  4. Anni

    Anni Lizenz zum Löten

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    AW: Spulenansteuerung

    Hallo,

    ich habs noch nicht ganz verstanden.

    Wenn 1 Signal dann + - an der Spule ,
    wenn 0 Signal dann - + an der Spule ?

    Das 0 Signal wäre ja dann eigentlich auch ein 1 Signal ,nur mit umgekehrter Polarität.

    Wenn die Spule weder + - noch - + bekommt , wäre das ein echtes 0-Signal ?

    Ist meine Sichtweise richtig?
     
  5. #4 kalledom, 21.08.2009
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Spulenansteuerung

    Hallo,
    im Prinzip handelt es sich um einen Schrittmotor, dessen magnetisches Drehfeld durch eine entsprechende Ansteuerung der "Spulen-Drillinge" entsteht.

    Als erstes würde ich gerne wissen, welche Leistung gewünscht wird bzw. wie hoch der Spulenstrom sein soll.

    Es gibt Bausteine zur Ansteuerung von Schrittmotor-Spulen, die durch Anlegen von digitalen Informationen die Polarität an den Ausgängen bestimmen und dabei den Strom begrenzen.
    So ein Baustein ist der PBL3717A, den ich selber benutze.
    Einen Schaltplan dazu gibt es unter KHD Download , alles unter SMOST (SchrittMOtorSTeuerung).
    Allerdings ist die Steuerung der Motor-Phasen bei SMOST mehr auf die Hardware-Seite verlagert. Der µC erzeugt nur die Taktimpulse, sowie die Drehrichtung. Außerdem berechnet er die Rampen und Anzahl Impulse bis zum Endpunkt, verwaltet die Positionen, fragt Sensoren ab, etc..
    Wenn bei euch die Steuerung der Phasen direkt vom µC erfolgen soll, dann sind die GALs in meiner Schaltung überflüssig und der PBL3717A wird direkt mit den Ausgängen angesteuert.
    Die Schaltung mit dem 74HC123 zur Reduzierung des Spulenstroms bei Motor-Stillstand würde ich allerdings weiter verwenden, damit Spule un Treiber nicht zu warm werden.
     
  6. #5 Apateiti, 27.08.2009
    Apateiti

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    AW: Spulenansteuerung

    Anni,

    Du hast im Prinzip recht, in beiden fällen also bei 0 und bei 1 wird die Spule angesteuert es wechselt lediglich die Polarität der Spannung an der Spule.
    In der Digitaltechnik beschreibt 0 und 1 nicht immer nur "an" oder "aus"
    es geht auch "links" oder "rechts" bzw "auf" oder "ab" ich hoffe Du verstehst was ich meine. Man nutzt beide Zustände 0 und 1 um Informationen abzufragen oder anweisungen zu erteilen man könnte sagen es handelt sich um ein "Einbitsystem". Wenn Du zB ein "Zweibitsystem" nutzen würdest könntest Du sogar 4 Zustände (Infos/Anweisungen) definieren. Einfacher gesagt ein PC mit einem 32Bit System ist im Vergleich zu einem PC mit einem 64Bit-System ein ein Dumkopf zu einem Genie zumindest in der Menge an Informationen und Anweisungen die möglich sind. Haeh :):):)

    Kalledom,

    Ich kenne mich Leider in der Elektrotechnik nicht so gut aus (warum ich auch diese Frage gestellt habe) aber ich habe einfach mal die Daten der Spule abgelesen, die auf dem Typenschild stehen:

    1600Wdg.
    45 Ohm
    max0,25 A
    50 mH

    Wie gesagt es sind Spulen die für den Laborbedarf in Bildungseinrichtungen
    gedacht sind.
     
  7. #6 kalledom, 27.08.2009
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    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Spulenansteuerung

    Die Spulendaten sind erst einmal nicht besonders wichtig.
    Sie besagen, daß Sie an 12V Gleichspannung einen Strom von: I = U / R = 12V / 45Ohm = 0,267A aufnehmen; 0,25A sind als Maximalstrom angegeben.
    Also etwas weniger als 12V anschließen und alles ist ok.

    Bei dem von mir verwendeten Baustein PBL3717 kann der Maximalstrom z.B. auf diese 0,25A eingestellt werden. Es würde selbst bei Kurzschluß oder einer Spule mit wesentlich weniger Widerstand maximal 0,25A fließen.
    Der PBL3717 hat bei einer 0 am Eingang "PH" am Ausgang z.B. Plus - Minus, bei einer 1 am Eingang entsprechend umgekehrt Minus - Plus.

    Du kannst auch eine H-Brücke verwenden, die aber u.U. keine Strombegrenzung hat und dann nicht an jede beliebige Spule angeschlossen werden kann. Bei Kurzschluß ist die H-Brücke sofort hinüber.

    Was ist denn jetzt Dein konkretes Problem ?
    Ich hatte Dir einen Link zu einem Schaltplan gegeben.
    Der Baustein ist also bekannt und er kann direkt mit TTL-Pegel (0 oder +5V) angesteuert werden. Die Versorgungs-Spannung für die Spule ist separat anzuschließen.
     
  8. #7 Apateiti, 27.08.2009
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    AW: Spulenansteuerung

    Danke Kalledom ich werde diesen Baustein verweden, der Drucker hatte etwas gebraucht bis ich alles in der Hand (Datasheets etc) hatte. Vielen Dank nochmal.

    MFG Apateiti
     
  9. #8 Apateiti, 27.08.2009
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    AW: Spulenansteuerung

    Mist ich werde aus den Datasheets mit der Belegung nicht richtig schlau hast Du einen Link in dem es vllt auf Deutsch beschrieben wird?
     
  10. #9 Apateiti, 14.09.2009
    Apateiti

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    AW: Spulenansteuerung

    OK ich verstehe hier die Belegung der Pins des PBL3717A nicht.
    Wenn ich das richtig verstehe benötige ich für jede Spule einen
    PBL3717A-Baustein. Ich benötige Meine 11V Versorgungsspannng
    an Vs(a) und an Vs(b) (benötige ich einmal +11V und dann -11V Spannungsquelle?)
    Die Spule wird dann zwischen Out(a) und Out(b) angeklemmt?
    An Phase kommt meine Output vom Microcontroller (0 oder 1).

    Für was all die anderen Pins sind und wofür und ob ich Sie benötige weiß ich nicht, müssen die dann auf GND verbunden werden.

    Ich bin leider kein Elektroniker, vllt könntest Du mir sagen, ob das was ich mir aus den Datasheets zusammengereimt habe richtig ist oder mir
    eine Beschreibung geben wie ich die Pins belegen muß.

    vielen Dank schonmal für die Hilfe.

    PS: der mechanische Aufbau des Motor steht schon, sieht echt toll aus was die, da gebaut haben, meine Kollegen aus der Physik haben schon
    anspruch auf den Versuchsmotor erhoben sollten wir es wirklich zum laufen bekommen. :)
     
  11. #10 kalledom, 14.09.2009
    kalledom

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    AW: Spulenansteuerung

    Wenn das Datenblatt des PBL3770A von ST, Figure 2 ( http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/1430.pdf ) und mein Schaltplan, Seite 3 ( http://www.domnick-elektronik.de/download/smost.pdf ) zugrunde liegen, dann ist:
    Pin 1 : Output B / MB = MotorAnschluß bzw. Spule B
    Pin 2 : Pulse Time = CT & RT / T = R3 & C3
    Pin 3 : Motor Supply Vs (B) / UMA = SpannungsVersorgung für Ausgang A (10...46V)
    Pin 4 : GND
    Pin 5 : GND
    Pin 6 : Logic Supply Vss / UCC = SpannungsVersorgung Logik (5V)
    Pin 7 : Logic Control Input I1 / I1 = Stromstärke Bit 1
    Pin 8 : Logic Control Input Phase / PH = Phase = SpannungsRichtung am Ausgang
    Pin 9 : Logic Control Input I0 / I0 = Stromstärke Bit 0
    Pin 10 : Comparator Input / C = C2 & R2
    Pin 11 : Referenz Voltage Vr / UR = SpannungsReferenz (5V)
    Pin 12 : GND
    Pin 13 : GND
    Pin 14 : Motor Supply Vs (A) / UMB = SpannungsVersorgung für Ausgang B (10...46V)
    Pin 15 : Output A / MA = MotorAnschluß bzw. Spule A
    Pin 16 : Sense Resistor / E

    Bei Pin 3 und 14 ist gegenüber der Firma ST ein Verdreher mit A und B, weil meine Information aus dem Datenblatt des PBL3770A der Firma Ericcson stammt. Das hat absolut keine Bedeutung.

    Mit den Logik-Eingängen I0 und I1 wird die Stromstärke bestimmt, mit dem Phase-Eingang die Polarität am Ausgang (an der Spule).

    Pin 7 (INPUT 1): This pin and pin 9 (INPUT 0) are logic inputs which select the outputs of the three comparators to set the current level. Current also depends on the sensing resistor and reference voltage. See truth table.
    TRUTH TABLE
    Input 0 (pin 9) Input 1 (pin 7)
    H ..................... H .................. No Current
    L ..................... H .................. Low Current
    H ..................... L .................. Medium Current
    L ..................... L .................. High Current

    Wenn sich der Motor dreht, wird der höchste Strom eingeschaltet, im Stillstand wird der Strom abgeschaltet und zum "Festhalten" der kleinste Strom gewählt.
    Der mittlere Strom ist für langsame Drehzahlen z.B. bei der Suche nach dem Nullpunkt.
     
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