Potenza dissipata dall'L923D (Ponte H)

Buongiorno, come dal titolo del post, mi servirebbe calcolare la potenza dissipata dal ponte h (l923d), il cui datasheet è a questo indirizzo: https://www.arduino.cc/documents/datasheets/H-bridge_motor_driver.PDF. Nel mio caso ho: Vss = 5V, Vs = 9V, V(enH) = 5V (Tensione per il pin enable 1). Come potrei calcolarmi la potenza dissipata?! Grazie in anticipo!

La potenza dissipata dipende esclusivamente dalla corrente sul carico e dalla caduta di tensione sul ponte, che non è valore fisso, dipende dalla corrente. In linea di massima con un carico che richiede 600 mA hai una caduta di tensione massima di 1.8V (come specificato sul data sheet) pertanto la potenza da dissipare è 0.6 * 1.8 = 1.08 Watt per ogni ponte, dato che sono due per ogni IC nella peggiore delle ipotesi devi dissipare 2.16 Watt che sono tantissimi per quel tipo di case, senza gli opportuni accorgimenti per dissipare il calore l'ic si frigge in tempi brevi.

astrobeed: La potenza dissipata dipende esclusivamente dalla corrente sul carico e dalla caduta di tensione sul ponte, che non è valore fisso, dipende dalla corrente. In linea di massima con un carico che richiede 600 mA hai una caduta di tensione massima di 1.8V (come specificato sul data sheet) pertanto la potenza da dissipare è 0.6 * 1.8 = 1.08 Watt per ogni ponte, dato che sono due per ogni IC nella peggiore delle ipotesi devi dissipare 2.16 Watt che sono tantissimi per quel tipo di case, senza gli opportuni accorgimenti per dissipare il calore l'ic si frigge in tempi brevi.

Io devo gestire un Servo NXT della Lego, il cui datasheet dovrebbe essere questo: http://digilander.libero.it/Valter_NXT/kitnxt.html. Dovrei plottare i valori della potenza dissipata dal ponte h in real time, con MATLAB. Dunque dovrei riuscire a calcolare istante per istante la potenza dissipata dal ponte h in questione. Grazie comunque! :)

I servomotori della Lego richiedono fino a 2A, non ti basta un L293, come minimo ti serve un L298. Se devi plottare la potenza dissipata devi misurare, in tempo reale, sia la corrente che scorre su i motori sia la caduta di tensione sul ponte.

astrobeed: I servomotori della Lego richiedono fino a 2A, non ti basta un L293, come minimo ti serve un L298. Se devi plottare la potenza dissipata devi misurare, in tempo reale, sia la corrente che scorre su i motori sia la caduta di tensione sul ponte.

Nel link del datasheet del servo leggo: "[u]Assorbimento a 9V 0,55A[/u]", infatti utilizzando una batteria da 9 V per l'alimentazione, tramite l'L293D riesco a farlo funzionare. Come potrei misurare la caduta di tensione del ponte h e la corrente che scorre sul motore (utilizzo solo un Servo, non due)?

misuri sia la tensione sul un polo del servo che sull altro rispetto massa e fai la differenza. Ciao Uwe

uwefed: misuri sia la tensione sul un polo del sevo che sull altro rispetto massa e fai la differenza. Ciao Uwe

Ci avevo pensato, ma non c'è il rischio di bruciare Arduino se la tensione dovrebbe essere troppo alta?

Se la tensione é troppo alta (maggiore dell alimentazione del Arduino) devi usare un partitore resistivo per abbassare la tensione.
Ciao Uwe

uwefed: Se la tensione é troppo alta (maggiore dell alimentazione del Arduino) devi usare un partitore resistivo per abbassare la tensione. Ciao Uwe

Qui (https://www.arduino.cc/documents/datasheets/H-bridge_motor_driver.PDF) leggo che la corrente in uscita per ogni pin di output è di 600mA, quindi dovrei fare un partitore con un resistore tale per cui la corrente che vado a misurare sia inferiore a 40mA, che sarebbe la corrente massima che il pin analogico può ricevere in ingresso, giusto?!

docsavage: Stai scambiando corrente con tensione

A parte quello, ti serve proprio calcolata?

Voglio dire: è una prescrizione il calcolata o ti basta conoscerla?

Eventualmente con che precisione?

Mi basta conoscerla!

arnest96:
Nel link del datasheet del servo leggo: “Assorbimento a 9V 0,55A

Quello è l’assorbimento alla massima efficienza elettrica, quello di picco che sono 2A, “Corrente di stallo 2 A”, e quei 2A il motore li prende anche come spunto quando parte o cambia velocità, inoltre nel punto di massima potenza meccanica si prende tranquillamente 1A.
Devi usare un L298, il 293 non regge quelle correnti, sul 298 puoi montare una Rsense, tipicamente da 0.3 ohm, che ti permette di misurare la corrente assorbita dal motore.
Nota la corrente e nota la tensione di caduta sul ponte, puoi mettere in tabella 2-3 valori in funzione della corrente, ti calcoli la potenza dissipata semplicemente con il prodotto della corrente e della tensione con un errore < 10%, se ti basta hai risolto, se ti serve maggiore precisione allora devi misurare in tempo reale anche la caduta di tensione sul ponte, misura che non è semplice da fare, serve hardware aggiuntivo.

astrobeed:
Quello è l’assorbimento alla massima efficienza elettrica, quello di picco che sono 2A, “Corrente di stallo 2 A”, e quei 2A il motore li prende anche come spunto quando parte o cambia velocità, inoltre nel punto di massima potenza meccanica si prende tranquillamente 1A.
Devi usare un L298, il 293 non regge quelle correnti, sul 298 puoi montare una Rsense, tipicamente da 0.3 ohm, che ti permette di misurare la corrente assorbita dal motore.
Nota la corrente e nota la tensione di caduta sul ponte, puoi mettere in tabella 2-3 valori in funzione della corrente, ti calcoli la potenza dissipata semplicemente con il prodotto della corrente e della tensione con un errore < 10%, se ti basta hai risolto, se ti serve maggiore precisione allora devi misurare in tempo reale anche la caduta di tensione sul ponte, misura che non è semplice da fare, serve hardware aggiuntivo.

Io ho usato finora un L293D, non c’è il rischio che si sia rovinato? Inoltre cos’è una Rsense? Poi la tensione di caduta la dovrei trovare sul datasheet del ponte h giusto? Grazie :slight_smile:

Ehm, quelle sarebbero le basi ...

Non so se sia il caso di consigliarti di usare un ponte mosfet gia pronto ...

Etemenanki: Ehm, quelle sarebbero le basi ...

Non so se sia il caso di consigliarti di usare un ponte mosfet gia pronto ...

Non ho capito! ahahah scusami

Nel senso di usare una schedina di quelle, o simili, per pilotarci il motore ... monta un ponte H a mosfet, quindi piu efficente, con minori cadute di tensione, e che alla fine scalda meno, e' gia pronta, e non dovrebbe causarti problemi ...

... ma le basi dell'elettronica sarebbero da studiare lo stesso ... ;)

Etemenanki: Nel senso di usare una schedina di quelle, o simili, per pilotarci il motore ... monta un ponte H a mosfet, quindi piu efficente, con minori cadute di tensione, e che alla fine scalda meno, e' gia pronta, e non dovrebbe causarti problemi ...

... ma le basi dell'elettronica sarebbero da studiare lo stesso ... ;)

Ho capito.. invece per quanto riguarda questo?!

arnest96: Io ho usato finora un L293D, non c'è il rischio che si sia rovinato? Inoltre cos'è una Rsense? Poi la tensione di caduta la dovrei trovare sul datasheet del ponte h giusto? Grazie :)

Se fosse rovinato non funzionerebbe piu (ma non e' detto che duri ancora a lungo, se sovraccaricato) ... la Rsense non ' altro che la resistenza usata per rilevare la corrente, in genere la si mette o in serie alla massa di potenza, o in serie al positivo di potenza ... nel tuo caso e' un po piu complicato, il 293D ha le masse in comune con la logica, quindi per misurare la corrente del carico andrebbe in serie a VCC2 ... in ogni caso, dato che quel chip non ha masse e positivi di potenza separati per i ponti, la corrente che potresti misurarci e' solo quella complessiva, non indipendentemente per ogni motore ... la caduta la trovi sui datasheet, se non e' chiamata "caduta", sara' indicata come VCEsat dei transistor di uscita, ed ovviamente va raddoppiata, perche' i transistor coinvolti in un ponte durante il suo funzionamento sono due ...

Etemenanki: Se fosse rovinato non funzionerebbe piu (ma non e' detto che duri ancora a lungo, se sovraccaricato) ... la Rsense non ' altro che la resistenza usata per rilevare la corrente, in genere la si mette o in serie alla massa di potenza, o in serie al positivo di potenza ... nel tuo caso e' un po piu complicato, il 293D ha le masse in comune con la logica, quindi per misurare la corrente del carico andrebbe in serie a VCC2 ... in ogni caso, dato che quel chip non ha masse e positivi di potenza separati per i ponti, la corrente che potresti misurarci e' solo quella complessiva, non indipendentemente per ogni motore ... la caduta la trovi sui datasheet, se non e' chiamata "caduta", sara' indicata come VCEsat dei transistor di uscita, ed ovviamente va raddoppiata, perche' i transistor coinvolti in un ponte durante il suo funzionamento sono due ...

Tra l'L298(consigliatomi sopra) e questo (https://www.adafruit.com/product/3190) che differenze ci sono? Quale sarebbe più indicato?

Il ponte con il DRV8871 è migliore del L298, sia per corrente massima che, sopratutto, efficienza, però quella board di Adafruit è progettata male, non è assolutamente in grado di lavorare a 2A continui come affermato sul sito, non c’è abbastanza area ramata per dissipare il calore, a 2A con 0.556 ohm di Rdson la potenza da dissipare sono circa 2.2 Watt (Rdson * I2), al massimo si può lavorare a 1A continuo, 2A di picco, e comunque l’IC diventa bello caldo.
però il DRV8871 non permette la misura della corrente assorbita dal carico in modo semplice, a differenza del L298 che lo prevede esplicitamente, basta montare l’apposita Rsense, vedere data sheet per i dettagli.

In effetti guardando poi il retro di quella schedina ho notato anch'io una cosa strana ... dove dovrebbe esserci saldato il chip, oltre a metterne poche, hanno pure isolato termicamente proprio alcune delle vias che avrebbero dovuto contribuire a dissipare il calore, il che secondo me e' un controsenso ...

Si puo parzialmente rimediare incollando sia sopra (sul chip) che sotto (sul PCB, subito sotto al chip) un paio di piccoli dissipatori in rame (tipo quelli che davano per montare sulle vecchie ram dei PC, ad esempio), ma non credo che poi regga comunque i 3A ... forse giusto i due ...

Oppure si riprogetta la schedina in modo migliore, il componente di per se' non e' proprio completamente malvagio ...