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Hallo zusammen, ich erlebe ein Phänomen in vielen Varianten, das ich nicht verstehe. Vielleicht kennt jemand das Problem und kann mir bitte helfen. Ich habe aus zwei bzw. drei 555ern einen PWM-Generator gebaut, an den ich Servos hänge. Ich habe insgesamt 13 Stück, welche Weichen einer Modellbahn umstellen. Es sind Mikroservos, die eigentlich nicht zu viel Strom ziehen sollten. Zunächst hatte ich ein 12V Netzteil mit einem 7805-Stabi, damit die Servos und die PWM-Schaltung 5V hatten. Der erste 555er liefert 50Hz als AMV und triggert einen zweiten 555er als MMV, der dann die Pulsbreite generiert. Ich hatte das dann auf zwei MMV-555er erweitert, so daß ich zwei Signale mit ca. 1ms und 1,4ms Länge erhalte für die zwei Stellungen der Servos. Jedes Servo konnte ich dann auf eines der beiden Signale umschalten, um die jeweilige Weiche zu stellen. Da hatte ich das Problem, daß ab 6 Servos an einem Signal diese ihre Position nicht mehr sauber erreichen konnten oder gar nicht mehr erreichten, sie zuckten nur noch unkontrolliert. Also dachte ich, baue ich die Schaltung einfach mehrfach auf, dann wird das gehen. Ich kaufte auch ein Netzteil 5V und 3A zur Versorgung. Nun habe ich die Variante probiert, daß die PWM-Schaltung 1ms oder 1,4ms liefert jenachdem ob man einen Widerstand überbrückt oder nicht. Aber egal was ich mache, ab 2-3 Servos pro Ausgang finden sie ihre Position nicht mehr sauber. Sogar wenn ich jedem Servo eine eigene PWM-Schaltung aus zwei 555ern spendiere, beeinflussen sie sich beim Umschalten gegenseitig! Ich versteh das nicht mehr, vor allem, weil es mal funktionierte. Mein Verdacht ist, daß die Servos beim Umschalten so viel Strom ziehen, daß die Spannung am Netzteil absackt und daher das PWM-Signal nicht mehr sauber ist. Da ich früher mal einen Stabi aus 12V hatte, ging das vielleicht eher. Kennst sich jemand aus, wie Servos das PWM-Signal oder die Spannung beeinflussen? Ich habe da so viele Stunden reingesteckt und echt alles an Schaltungsvarianten durchprobiert, bin für jede Hilfe dankbar. Und ja, es soll Analogelektronik sein, nicht per µC... Danke!

» 555

Entkopplungskondensatoren?

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» Entkopplungskondensatoren?

wo sollte man in welcher Kapazität denn welche einbauen?

Habe eben durch Versuch festgestellt, daß ein Betrieb an einem 7805 nichts nützt. Es liegt also nicht an Schwankungen der Spannung. Angeblich sollte der 555er da auch nicht so empfindlich sein. Ich muß mich mal mit einem Schaltplangenerator auseinandersetzen oder was handgezeichnetes einscannen, falls es hilft. Es sind aber eigentlich recht triviale Schaltungen. Ein 555er als AMV mit 220kOhm/100 Ohm/100nF an Eingängen 8->6, und ein 555er als MMV mit Werten 10k/100nF bzw. 14k/100nF. Betreibt man einen Servo daran, geht es auch super. Kein Ruckeln, direktes Ansteuern der Position. Betreibt man mehrere Servos an einem Signal ODER baut sogar die ganze Schaltung mehrfach, so zucken die anderen Servos, wenn man nur eines umstellt, sogar schon mal 2 Stück!

Ich versteh das alles nicht (mehr). Wo kann man hier entkoppeln?

Danke & Gruß

» wo sollte man in welcher Kapazität denn welche einbauen?
Im Idealfall direkt am Einspeisepunkt der Platine (bspw. mit 10µF Elko) und dann an jedem 555 mit einem kleinen Kerko von 100nF.

» Habe eben durch Versuch festgestellt, daß ein Betrieb an einem 7805 nichts
» nützt. Es liegt also nicht an Schwankungen der Spannung.
Doch, schon. Diese Schwankungen sind aber so kurz, dass du sie nur mit einem Oszilloskop erkennst.

» Angeblich sollte
» der 555er da auch nicht so empfindlich sein.
In der Beziehung ist quasi jeder Schaltkreis empfindlich. Deswegen spendiert man i.d.R. jedem IC einen eigenen Kondensator.


» Betreibt man mehrere Servos an einem Signal ODER baut sogar die ganze
» Schaltung mehrfach, so zucken die anderen Servos, wenn man nur eines
» umstellt, sogar schon mal 2 Stück!
»
» Ich versteh das alles nicht (mehr). Wo kann man hier entkoppeln?
Du kannst ja mal versuchen, das Signal der 555er gepuffert (bpsw mit einem 74HC4050 https://www.conrad.de/de/logik-ic-puffer-treiber-texas-instruments-cd74hc4050e-pdip-16-164895.html, oder ähnlichen) auf die Servos zu verteilen.

Was auch noch helfen könnte, sind getrennte Spannungsversorgungswege auf der Platine. Wenn du vom Einspeisepunkt aus sternförmig die Servos und die 555er versorgst, kann ein Spannungsabfall auf der "Servo-Seite" nicht mehr (bzw. nur sehr gedämpft) auf die 555er zurückwirken. Setzt natürlich voraus, dass das Netzteil nicht mit 0,14mm² Litze (wie es für Servos typisch ist) angeschlossen ist

» » wo sollte man in welcher Kapazität denn welche einbauen?
» Im Idealfall direkt am Einspeisepunkt der Platine (bspw. mit 10µF Elko) und
» dann an jedem 555 mit einem kleinen Kerko von 100nF.

ok, ich habe eben 100µF an Eingang Steckbrett probiert (hatte ich früher bei der Stabi-Versorgung auch, wie mir dann einfiel), das half aber nicht. 100nF vor/an jedem 555er geht noch. Ich muß die Schaltung noch mal sauber neu stecken oder löten.

Theoretisch sollte ein 555er, der das 50Hz Signal generiert und den/die MMV triggert, doch etliche MMVs sauber triggern können? Das war nämlich die Idee, um nicht so viele ICs verlöten zu müssen, wie gesagt, 13 Servos, wobei 3 Paarweise laufen, also eigentlich 10mal die Schaltung.

Wie auch gesagt, ich hatte sie einmal, wo zwei PWM-Signale rausgingen (zwei MMVs an einem AMV) und da gingen 6 Servos mit - wieso das nun mit anderen Bauteilen nicht mehr geht, keine Ahnung. Gleiche Werte, leicht anderer Typ, dachte nicht daß die Servos da so empfindlich sind.

» Doch, schon. Diese Schwankungen sind aber so kurz, dass du sie nur mit
» einem Oszilloskop erkennst.
ok, darüber verfüge ich leider nicht.

» In der Beziehung ist quasi jeder Schaltkreis empfindlich. Deswegen
» spendiert man i.d.R. jedem IC einen eigenen Kondensator.
Danke für den Tipp! Werde ich auch mal ausprobieren.

» Du kannst ja mal versuchen, das Signal der 555er gepuffert (bpsw mit einem
» 74HC4050
» https://www.conrad.de/de/logik-ic-puffer-treiber-texas-instruments-cd74hc4050e-pdip-16-164895.html,
» oder ähnlichen) auf die Servos zu verteilen.
Hatte ich mal mit einem CMOS 40160 probiert (zwei Inverter hintereinander), da gingen dann so drei Servos, aber noch mit der alten Steuerschaltung...

» Was auch noch helfen könnte, sind getrennte Spannungsversorgungswege auf
» der Platine. Wenn du vom Einspeisepunkt aus sternförmig die Servos und die
» 555er versorgst, kann ein Spannungsabfall auf der "Servo-Seite" nicht mehr
» (bzw. nur sehr gedämpft) auf die 555er zurückwirken.
Setzt natürlich
» voraus, dass das Netzteil nicht mit 0,14mm² Litze (wie es für Servos
» typisch ist) angeschlossen ist
Danke für die Hinweise!

Grüße,
Thorsten

» » wo sollte man in welcher Kapazität denn welche einbauen?
» Im Idealfall direkt am Einspeisepunkt der Platine (bspw. mit 10µF Elko) und
» dann an jedem 555 mit einem kleinen Kerko von 100nF.

Ok, ich habe die Schaltung ganz neu gesteckt, bei der Spannungsversorgung 100µF und bei jedem IC 100nF Keramikkondensator, dazu in die PWM-Leitung jeweils 1kOhm (las ich als Tipp in anderen Foren).
Half alles nichts.
Habe dann in Verzweiflung einen sehr dicken Elko (2200µF) aufs Steckbrett zwischen Pole gesteckt -> das half! Die 100nF-Keramikkondensatoren konnte ich dann wieder rausnehmen, das machte keinen Unterschied. Damit gehen 4 Servos an einem PWM-Signal und wenn ich einen umstecke, dann ruckeln die anderen nicht mehr.

Das bedeutet, daß die Servos tatsächlich die Spannung einbrechen lassen, so daß das PWM-Signal nicht mehr sauber ist. Da helfen dann auch keine Entstörkondensatoren an den ICs mehr. Jetzt muß ich hoffen, daß diese Maßnahme auch für den Betrieb von 13 Servos reicht. Zum Glück habe ich noch viele große Elkos, kann durch parallel stecken leicht auf 10000µF oder so aufstocken.

Vielen Dank schonmal für die Antworten.

Gruß,
Thorsten

» viele große Elkos,

Ein Elko, aber mit Vorwiderstand von der Spannungsquelle her. Aber so nur die 555er versorgen!

» Die 100nF-Keramikkondensatoren konnte ich dann wieder rausnehmen
Mag sein. Wenn du das ganze auf eine Platine lötest, solltest du sie aber wieder einbauen. Sie kosten ja quasi nichts und verbrauchen auch praktisch keinen Platz.

» kann durch parallel stecken leicht auf 10000µF oder so
» aufstocken.
Das ist viel zu viel. Du willst ja keine 100A H-Brücke bauen

Bei ungünstiger Leitungsführung helfen dir selbst 10mF u.U. reichlich wenig.

Wie hast du denn das Netzteil an das Steckbrett angeschlossen?

» » viele große Elkos,
»
» Ein Elko, aber mit Vorwiderstand von der Spannungsquelle her. Aber so nur
» die 555er versorgen!

Ok, also +/- direkt an die Servos, und über Vorwiderstand und Elko die 555er Platine - wie groß sollte der denn dann sein? Zumindest so in etwa? 1kOhm schon zu viel?

sorry meine Anworten werden mit Datenbankfehlermeldung abgewiesen, versuche es morgen noch mal.

» Ok, also +/- direkt an die Servos, und über Vorwiderstand und Elko die
» 555er Platine - wie groß sollte der denn dann sein? Zumindest so in etwa?
» 1kOhm schon zu viel?

Sicher zu viel. Miss die Stromaufnahme (ohne Servos), und berechne den Widerstand auf 0,5V Spannungsabfall.

Keramikkondensatoren an ICS:

werde ich berücksichtigen, auch wenn es eng auf der Platine wird. Danke für den Tipp, an solche Sachen denkt man ja zuerst nicht

Wie hast du denn das Netzteil an das Steckbrett angeschlossen?

Kabel abgeschnitten von Netzteil, Enden an Breadboard-Steckkabel gelötet. Aber ob das Unterschied macht? Wenn ja, wieso helfen dann die großen Elkos?

(Anders zitiert, damit der Datenbankfehler hoffentlich mal weggeht)

» auch wenn es eng auf der Platine wird.
Rückseite


» Kabel abgeschnitten von Netzteil, Enden an Breadboard-Steckkabel gelötet.
» Aber ob das Unterschied macht? Wenn ja, wieso helfen dann die großen
» Elkos?
Je länger und dünner die Anschlussleitung (großer Widerstand), desto größer der Spannungsabfall unter Last. Ein Elko kann diesen transienten Spannungsabfall etwas abfangen. Wenn du dafür allerdings 10mF benötigst, stimmt etwas bei deinem Aufbau nicht.

» » auch wenn es eng auf der Platine wird.
» Rückseite
es ging auch an der Vorderseite, habe jetzt zwei Schaltungen für 2 bzw. 5 Weichen fertig, schonmal halbe Miete.


» Je länger und dünner die Anschlussleitung (großer Widerstand), desto größer
» der Spannungsabfall unter Last. Ein Elko kann diesen transienten
» Spannungsabfall etwas abfangen. Wenn du dafür allerdings 10mF benötigst,
» stimmt etwas bei deinem Aufbau nicht.
Ich habe die Schaltungen nun nahe bei den Servos platziert, die Zuleitung 5V vom Netzteil ist lang, das ist aber egal. Dann kommt jede der Schaltungen mit 2200µF aus (weniger habe ich nicht mehr probiert).
Ich muß zum Umschalten der Servos allerdings das stabilisierte 4,5V Signal (Vorwiderstand) von der Schaltung weg zum Stellpult und zurück führen, mit 5V Umschalten geht nicht, da diese Spannung ungepuffert und nicht stabil ist, aber was soll's.

Vielen Dank für Eure Hilfe!