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Topic: Back-EMF eines Bürstenmotors mit PWM-Signal per sample&hold auslesen (Read 1 time) previous topic - next topic

uwefed

Ich würde jetzt dazu tendieren einen oder 2 Magneten irgendwo auf ein Zahnrad zu kleben und mit einem Magnetsensor die Drehzahl abzuhenmen.
Scheint mir einfacher.
Grüße Uwe

postmaster-ino

Hi

P-FET braucht ebenfalls 0V zwischen S und G um zu sperren - DAS wäre aber Vcc an G - und Das ist wohl keine 5V mehr.
Wenn Du 5V an G anlegst, aber 12V schalten willst, hast Du '-7V' an G und damit leitet der FET bereits - zumindest sperrt Er nicht zuverlässig.
Da brauchst Du eine Negierung, ginge mit 08/15 N-FET, Der das Gate entlädt oder eben nach +12V hoch ziehen lässt (der P-FET braucht also einen PullUP oder eine Gegentakt-Stufe) - Alles in Allem um Einiges komplizierter, Vcc zu schalten als bei GND.

MfG

Tomato0815

@postmaster-ino
Deshalb hatte ich es zuerst mit einem Pull-Up N-Channel vor dem Gate gemacht, wie im Anhang in meinem Post Nr. 23... Wäre das also doch der richtige Weg?

postmaster-ino

Hi

Wenn Du den dortigen M5 meinst (warum eigentlich M??), dann hast Du einen satten Kurzschluss, sobald der FET leitet - Der wird Dir in der ersten Millisekunde dahinsterben :)
Zwischen Vdd und FET fehlt der PullUP-Widerstand - dann könnte zumindest Das so klappen.

MfG

*Edit*
Vorschau rules ... dann wäre mir das DU aufgefallen, Welches ich jetzt in ein Du gewandelt habe

Tomato0815

Schu dir bitte den Schaltplan von einer beliebigen H-Brücke und vergleiche mit deiner H-Brücke ...
Hehe, habe ich schon tagelang. Deshalb hatte ich schon x verschiedene Varianten, die ich woanders her übernommen hatte. Irgendwo war jedesmal etwas drin, was Anlass zur Kritik gab.
Daher ja mein Hinweis, dass die H-Brücke so in dem KomboESC-Ding schon existiert und evtl. bestehende Fehler in meinem Schaltplan großzügig ignoriert werden können. Die will ich ja nicht nachbauen, die ist ja schon da. Ich könnte auch eine Blackbox malen, wo eben die 4 Steuersignale reingehen und nur den Motor darstellen, an dem ich mit meiner Mini-Schaltung andocken will zum Back-EMF messen. ;-)


Tomato0815

Ich würde jetzt dazu tendieren einen oder 2 Magneten irgendwo auf ein Zahnrad zu kleben und mit einem Magnetsensor die Drehzahl abzuhenmen.
Scheint mir einfacher.
Grüße Uwe
Da bin ich auch bald. Die Getriebe sind aber alle zu und da ist wenig Platz. Dachte auch schon an Lochscheibe o.ä., aber wie gesagt, kaum Platz in dem kleinen Ding. Daher mein Versuch, es mit einer Schaltung hinzubekommen. Das kann doch nicht so schwer sein, oder? ;-)

Tomato0815

Hi

Wenn Du den dortigen M5 meinst (warum eigentlich M??), dann hast Du einen satten Kurzschluss, sobald der FET leitet - Der wird Dir in der ersten Millisekunde dahinsterben :)
Zwischen Vdd und FET fehlt der PullUP-Widerstand - dann könnte zumindest Das so klappen.

MfG

*Edit*
Vorschau rules ... dann wäre mir das DU aufgefallen, Welches ich jetzt in ein Du gewandelt habe
Danke für den Hinweis, wird ergänzt. Was macht denn da Sinn? 10k, 47k, 300k (einfach mal so, vollkommen unbegründet geraten :-D)? Wie ist das mit den Größen von C1, R10 und R13 für den geschilderten Zweck? Zwieblum meinte ja, eher 10x - 50x so große Widerstände, weil C1 sonst zu schnell entladen wird.

postmaster-ino

Hi

Als PullUp kannst Du genau Einen davon nehmen - ist unkritisch - also eigentlich kannst Du Die auch mischen - der µC hat 10...30kΩ intern, wenn's 100kΩ werden, ist's auch wurscht.
Ist im Endeffekt auch 'nur' ein R-C-Glied, der Kondensator ist die Kapazität des Gate (siehe Datenblatt).
Zum Tiefpass - Da bin ich überfragt - Dry&Error wäre meine Devise - gucken, was hinten raus kommt, wenn der Wert zu sehr wackelt, größer/langsamer machen, wenn der Wert sich nur schnarch lahm anpasst, kleiner/schneller machen.
(Also Kleiner=C kleiner oder R größer und umgekehrt)

MfG

DrDiettrich

@DrDiettrich + @uwefed
Wer von euch beiden nun richtig liegt, kann ich zwar nicht sagen, allerdings ist in dem bereits von mir geposteten Link in dem Abschnitt Sensorless Analogue Motor Speed Measurement beschrieben, wie über den Strom die Back-EMF ermittelt werden kann, wenn man den Motor als eine Seite eines Spannungsteilers verwendet.
Ganz grundsätzlich: es gibt keine Back-EMF Spannung, nur einen Strom. Dieser Strom ist gleich groß wie der zuvor (im eingeschalteten Zustand) fließende Strom. Man muß also garnicht erst versuchen, im abgeschalteten Zustand einen Strom zu messen, das kann man jederzeit z.B. in der Ableitung nach Minus/Masse. Eine Spannung ergibt sich erst, wenn man den Strom durch einen Widerstand fließen läßt. Ohne Widerstand steigt die Spannung ins astronomische, bis irgendwo ein Lichtbogen oder menschlicher Körper für einen Stromfluß sorgt (Weidezaun...).

Es gibt also auch keinen Spannungsteiler zwischen Motor und Shunt-Widerstand, am Shunt fällt lediglich die dem Strom entsprechende Spannung ab.

Tomato0815

Vielen Dank für die ganzen Rückmeldungen. Ich werde wohl doch erstmal probieren, ob ich nicht doch irgendwo eine Gabellichtschranke reingequetscht und direkt die Drehzahl gemessen bekomme. :-D

uwefed

Ganz grundsätzlich: es gibt keine Back-EMF Spannung, nur einen Strom. Dieser Strom ist gleich groß wie der zuvor (im eingeschalteten Zustand) fließende Strom. Man muß also garnicht erst versuchen, im abgeschalteten Zustand einen Strom zu messen, das kann man jederzeit z.B. in der Ableitung nach Minus/Masse. Eine Spannung ergibt sich erst, wenn man den Strom durch einen Widerstand fließen läßt. Ohne Widerstand steigt die Spannung ins astronomische, bis irgendwo ein Lichtbogen oder menschlicher Körper für einen Stromfluß sorgt (Weidezaun...).

Es gibt also auch keinen Spannungsteiler zwischen Motor und Shunt-Widerstand, am Shunt fällt lediglich die dem Strom entsprechende Spannung ab.
Deine Betrachtung ist die einer Induktivität.
Ein Motor verhält sich andres. Wenn sich der Bürsten -, permanentmagneterregte Gleichstrommotor dreht dann funktioniert er als Generator und produziert darum an den Klemmen eine Gleichspannung. Diese Gleichspannung ist im unbelasteten Zustand proportional zur Drehzahl.
Stichwort Tachogenerator.
Grüße Uwe

zwieblum

Kleine Verständnisfrage: Wie soll im ausgeschalteten Zustand (FET sperrt) ein Strom fließen?

postmaster-ino

Hi

Genau deswegen brauchst Du eine Freilauf-Diode - weil sonst die Spannung so weit ansteigt, BIS der Strom fließt - und dann ist was kaputt.

MfG

DrDiettrich

Ein mit PWM betriebener Motor läuft wie ein Motor/Induktivität, da die Pausen i.d.R. zu kurz sind, um das induzierte Magnetfeld und damit den Strom völlig zusammenbrechen zu lassen. Sonst würde der Motor bei PWM heftigst stottern. Will man den Motor nur als Drehzahlmesser/Generator betreben, braucht man keine Elektronik zur Stromversorgung etc.

In den Pausen fließt der Strom weiter über die Klemmdioden. Dann kann sich natürlich auch keine Generatorspannung aufbauen, weil der Motor über diese Dioden kurzgeschlossen ist. Läßt man die Dioden weg, werden die FETs etc. durch die Back-EMF zerschossen. Es bleibt also dabei, daß ständig ein Strom fließt, der (lt. Artikel) ein Maß für die Drehzahl ist. Für die Messung reicht es nicht, nur eine Diode (für eine Richtung) über den Motor zu legen, da dann der Strom durch diese Diode nicht mitgemessen wird. Es müssen mindestens zwei Dioden für jede Richtung genommen werden, die den Strom durch die Stromversorgung des Motors ableiten.

Zudem ist die Überprüfung der Physik extrem einfach: Man nehme ein Treibermodul, ein Amperemeter (DMM) und einen Drehzahlmesser, stelle die PWM auf ein ungefährliches Tastverhältnis, bremse den Motor mit den Fingern oder sonst einer Last (Lederriemen...) und notiere dann die angezeigten Drehzahlen und Ströme. Ergibt sich nicht der postulierte Zusammenhang, kann man dieses Verfahren zur Drehzahlmessung bei PWM getrost vergessen.

Im Nachhinein bin ich mir bei der Schaltung nicht mehr sicher. Am besten nimmt man ein Treibermodul mit eingebautem Stromsensor, oder mißt direkt den Strom durch den Motor. Sonst könnte der Back-EMF Strom vom Betriebsstrom abgezogen werden und die Messung je nach Tastverhältnis unterschiedlich verfälschen.

zwieblum

Nu ja, aber in der Schalting fehlen die Freilaufdioden, oder seh' ich da was falsch?

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