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Majuz(R)

22.01.2007,
14:32
(editiert von Majuz
am 22.01.2007 um 14:35)
 

Bistabiler Hubmagnet mit ICs ansteuern (Elektronik)

Hallo Zusammen
Ich brauche eure Hilfe bei der Schaltungsentwicklung zur ansteuerung eines bistabilen Hubmagnetes.
Der bistabile Hubmagnet hat zwei Endlagen, die selbstständig gehalten werden. Zum Unschalter braucht er nur einen kurzen Spannungsimpuls. Je nach Polung der Spannung wechselt er die Endlage, oder verbleibt an Ort und Stelle. Es ist der Huabmagnet BI34 aus diesem Datenblatt: http://www.kuhnke.com/kuh/docman/images/524876Huma_BI.pdf
Zur Ansteuerung habe ich folgende Schaltung entworfen:

Diese gibt am Ende Spannungspulse von +15V oder -15V aus, wenn "IST" im Fenster des Fenterkomparators liegt. "Soll_Mitte" liegt bei etwa 2,5V (Kann durch Poti leicht verändert werden).
Nun meine Frage: Wie kann ich eine Endstufe realisieren, die mir die +15V oder -15V leistungsmässig verstärkt, so dass ich den Hubmagnet ansteuern kann. Wie es ginge, wenn ich nur pos. Spannungen hätte weiß ich, aber wie geht das wenn pos. UND neg. Spannungen verstärkt werden müssen?

Vielen Dank für eure Hilfe!!

Dieter(R)

22.01.2007,
23:01

@ Majuz

Bistabiler Hubmagnet mit ICs ansteuern

» http://www.kuhnke.com/kuh/docman/images/524876Huma_BI.pdf
» Zur Ansteuerung habe ich folgende Schaltung entworfen:
» (http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20070122142726.jpg)

Das sieht mir sehr nach deutlichem Irrweg aus. Mit was für einem Signal willst du denn überhaupt ansteuern, und welche Spannung auf Leistungsseite steht zur Verfügung?


Gruß Dieter

Majuz(R)

23.01.2007,
09:17

@ Dieter

Rest der Schaltung

Hallo.
Ich poste hier mal noch den Rest die zugehörige Regelung. Gestern abend ist mir noch eingefallen, dass die Schaltung umgebaut werden muss, aber dazu später mehr...

Das System besteht aus einem Linearantrieb mit eingebautem 10k Potentiometer. Weil das Poti aber auch für Linearantriebe mit längerem Verfahrweg verwendbar ist, kann der Widerstandswert zwischen Schwarz und Violett nur bis max. 3,2k verändert werden. Mit diesem Linearantrieb sollen 3 Positionen mittels Tastendruck angefahren werden können: Eingefahren, Ausgefahren und die Mittelstellung. Die Mittelstellung muss am Anfang ein mal Kalibriert werden. Für die Ansteuerung des Motors habe ich eine vorgefertigte Platine. An dieser müssen zum Aus- und Einfahren 5V an den jeweiligen Eingang angelegt werden. Ist die Mittelstellung erreicht soll der bistabile Hubmagnet in einer bestimmten Endposition sein, ist die Mittelstellung nicht erreicht, entsprechend in der anderen.

Die Regelung sollte so funktionieren, nur mit dem Hubmagnet hab ich noch meine Probleme. Ich habe nun gemerkt, dass ich den auch an die Regelung dranhängen muss, weil sonst könnte es passieren, dass die Mittelstellung erreicht wurde, aber der Magnet nicht angezogen hat, oder andersrum. Deshalb fehlt jetzt noch der Teil, einen positiven Spannungsimpuls auszugeben, wenn der Antrieb in den Bereich der Mittelstellung kommt, und einen negativen Spannungsimpuls, wenn der Antrieb den Mittelstellungsbereich wieder verlässt.

Die komplette Schaltung ist füe einen Prototyp, deshalb auch die vielen Potis. Die können später evtl. durch Festwiderstände ersetzt werden.

1. Frage: Funktioniert die Regelung eurer Meinung nach?

2. Frage: Wenn ich einen pos. oder neg. Spannungspuls durch einen Differentiator erzeugt habe, wie kann ich den entsprechend verstärken? Laut Datenblatt müsste der Magnet bei 15V etwa 2,5A ziehen.

Vielen Dank für eure Antworten.


Dieter(R)

23.01.2007,
11:05

@ Majuz

Rest der Schaltung

Du hast bereits drei Schalter für die drei möglichen Positionen? Was soll dann der Quatsch mit der D/A- und anschließenden A/D-Wandlung? Du brauchst dann doch nur zwei Monoflops die eine H-Brücke ansteuern, sowie ggf eine Interlockschaltung.


Gruß Dieter

Majuz(R)

23.01.2007,
11:19
(editiert von Majuz
am 23.01.2007 um 11:21)


@ Dieter

Rest der Schaltung

» Du hast bereits drei Schalter für die drei möglichen Positionen? Was soll
» dann der Quatsch mit der D/A- und anschließenden A/D-Wandlung? Du brauchst
» dann doch nur zwei Monoflops die eine H-Brücke ansteuern, sowie ggf eine
» Interlockschaltung.
»
»
» Gruß Dieter
Ah, ok, Monoflops + H-Brücke sagt mir was, aber was ist eine Interlockschaltung?
Um die Monoflops anzusteuern, brauche ich ja aber auch Spannungsimpulse. Und wie soll ich die erzeugen?
Sprichst du von der gesamten Schaltung, oder nur vom Teil für den Magneten?
Könntest du das bitte etwas genauer erklären.
Vielen Dank.

Dieter(R)

23.01.2007,
11:40

@ Majuz

Rest der Schaltung

» Ah, ok, Monoflops + H-Brücke sagt mir was, aber was ist eine
» Interlockschaltung?

Die verhindert, dass die H-Brücke auf beiden Zweigen gleichzeitig geschaltet wird.


» Um die Monoflops anzusteuern, brauche ich ja aber auch Spannungsimpulse.
» Und wie soll ich die erzeugen?

RC-Glied als Differenzierer, oder gleich flankengetriggerte Monoflops.


» Sprichst du von der gesamten Schaltung, oder nur vom Teil für den
» Magneten?

Vom Rest weiß ich ja gar nichts.


» Könntest du das bitte etwas genauer erklären.

Du solltest erstmal richtig erläutern was du da machen willst, ganz ohne vorgefasste Ideen zur Lösung.


Gruß Dieter

Majuz(R)

23.01.2007,
11:59

@ Dieter

Rest der Schaltung

» » Ah, ok, Monoflops + H-Brücke sagt mir was, aber was ist eine
» » Interlockschaltung?
»
» Die verhindert, dass die H-Brücke auf beiden Zweigen gleichzeitig
» geschaltet wird.
»
Ok. gibt es da auch einen deutschen Namen dafür? Über Google und ELKO-Suche hab ich nix gefunden :-(
»
» » Um die Monoflops anzusteuern, brauche ich ja aber auch
» Spannungsimpulse.
» » Und wie soll ich die erzeugen?
»
» RC-Glied als Differenzierer, oder gleich flankengetriggerte Monoflops.
»
ok, dann werd ich mir die flankengetriggerten Monoflops mal genauer anschauen
»
» » Sprichst du von der gesamten Schaltung, oder nur vom Teil für den
» » Magneten?
»
» Vom Rest weiß ich ja gar nichts.
»
Ich habe weiter oben den Regelungsteil gepostet. Mehr schaltung gibt es nicht.
»
» » Könntest du das bitte etwas genauer erklären.
»
» Du solltest erstmal richtig erläutern was du da machen willst, ganz ohne
» vorgefasste Ideen zur Lösung.
»
OK: Es soll ein Linearantrieb angesteuert werden. Dieser hat, wie oben beschrieben, ein 10k Poti eingebaut, dessen 3 Anschlüsse nach außen geführt sind und allerdings nur von 0 bis 3,2k verstellt werden kann. Das System soll über 3 Tasten gesteuert werden: Ausfahren, Einfahren, Mittelposition. Die Mittelposition muss geregelt werden und kalibrierbar sein. Das Ausfahren und das Einfahren müssen begrenzt werden, da der Linearantrieb noch weiter fahren könnte und dann mechanisch etwas zerstören würde.
Ist die Mittelstellung erreicht, muss ein bistabiler Hubmagnet ausgefahren werden (über pos. Spannungsimpuls). Verlässt der Antrieb die Mittelstellung, muss der Hubmagnet eingefahren werden (über neg. Spannungsimpuls).
Zur Ansteuerung des Motors steht eine Platine zur verfügung, die folgende Eingänge hat, welche mit 5V oder GND (per Jumper auf Platine änderbar) angesteuert werden müssen: Ausfahren, Einfahren, Stop. Wobei Stop eine Priorität gegenüber Einfahren und Ausfahren besitzt.

Ich hoffe nun ist es klarer.
Gruß
Marius

» Gruß Dieter

Majuz(R)

23.01.2007,
15:21

@ Majuz

Neuer Schaltungsentwurf.

Ich habe jetzt eine neue Schaltung entworfen.



Die Regelung ist die gleiche geblieben, nur ist sie jetzt nur noch für die Nullstellung zuständig. Auf und Ab werden jetzt direkt an die Motortreiberplatine angeschlossen. Für die Endlagen sorgen die zwei komparatoren die am STOP-Eingang angeschlossen sind.
Die Regelung läuft immer mit, wird aber nur auf den Ausang durchgeschaltet, wenn der Taster für die Mittelstellung gedrückt wird.
Die beiden Ausgänge der Komparatoren der Regelung werden über ein UND-Gatter logisch verknüpft und anschließend auf zwei Monoflops geschaltet. Eines reagiert auf pos. Flanken und eines auf neg. Flanken. Die Ausgänge der Monoflops treiben eine H-Brücke, die den Magneten versorgt.

nun meine Fragen:
1. Ist diese Schaltung jetzt besser, und würde die so funktionieren?
2. Müssen vor die H-Brücke noch Vorwiderstände?
3. Ist die H-Brücke so richtig, mit 4 n-Kanal-MOS-FETS?

Vielen Dank für eure Hilfe!
Gruß
marius

Dieter(R)

23.01.2007,
18:03

@ Majuz

Rest der Schaltung

» » » Interlockschaltung?

» Ok. gibt es da auch einen deutschen Namen dafür?

Fällt mir gerade nicht ein.


» OK: Es soll ein Linearantrieb angesteuert werden. Dieser hat, wie oben
» beschrieben, ein 10k Poti eingebaut, dessen 3 Anschlüsse nach außen
» geführt sind und allerdings nur von 0 bis 3,2k verstellt werden kann. Das
» System soll über 3 Tasten gesteuert werden: Ausfahren, Einfahren,
» Mittelposition. Die Mittelposition muss geregelt werden und kalibrierbar
» sein. Das Ausfahren und das Einfahren müssen begrenzt werden, da der
» Linearantrieb noch weiter fahren könnte und dann mechanisch etwas
» zerstören würde.
» Ist die Mittelstellung erreicht, muss ein bistabiler Hubmagnet ausgefahren
» werden (über pos. Spannungsimpuls). Verlässt der Antrieb die
» Mittelstellung, muss der Hubmagnet eingefahren werden (über neg.
» Spannungsimpuls).
» Zur Ansteuerung des Motors steht eine Platine zur verfügung, die folgende
» Eingänge hat, welche mit 5V oder GND (per Jumper auf Platine änderbar)
» angesteuert werden müssen: Ausfahren, Einfahren, Stop. Wobei Stop eine
» Priorität gegenüber Einfahren und Ausfahren besitzt.
»
» Ich hoffe nun ist es klarer.

Ist es, und da würde ich einen Microcontroller empfehlen, einer mit A/D-Wandler kann den ganzen Klumpatsch auf einmal erledigen, incl Ansteuerung der H-Brücke. Das nötige Programm muss du dir halt selber schreiben, so schwierig ist das aber nicht.


Gruß Dieter

Dieter(R)

23.01.2007,
18:06

@ Majuz

Neuer Schaltungsentwurf.

» (http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20070123151357.jpg)

Die H-Brücke geht so nicht, mach die ruhig mit bipolaren Transistoren, z.B. BD135/136. In den dse-FAQ solltest du auch eine entsprechende Beschreibung finden.


Gruß Dieter

Majuz(R)

23.01.2007,
20:07

@ Dieter

Neuer Schaltungsentwurf.

» » (http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20070123151357.jpg)
»
» Die H-Brücke geht so nicht, mach die ruhig mit bipolaren Transistoren,
» z.B. BD135/136. In den dse-FAQ solltest du auch eine entsprechende
» Beschreibung finden.
»
»
» Gruß Dieter

Ok, werd ich mir mal anschauen. Vielen Dank!

zum µ-Controller:
Ich würde gerne ohne auskommen, da ich das recht kurzfristig brauche und für die ganze Einarbeitung in die µC programmierung keine Zeit habe. Das ganze soll nur eine "Machbarkeitsstudie" werden, ob der Motor das schafft und wie genau der arbeitet, wie viele Zyklen pro Akku gefahren werden können usw. Wenn es dann funktioniert wird es sicher in einen µC integriert, aber vorerst mal nicht.

Der Rest der Schaltung (Bis auf die H-Brücke) sollte so ja funktionieren, oder?

Harald Wilhelms

24.01.2007,
07:59

@ Dieter

Rest der Schaltung

» » » » Interlockschaltung?
»
» » Ok. gibt es da auch einen deutschen Namen dafür?
»
» Fällt mir gerade nicht ein.

Verriegelung.
:-)
Gruss
Harald

Majuz(R)

24.01.2007,
11:26

@ Majuz

Neuer Schaltungsentwurf mit L298

Hallo zusammen
Ich hab jetzt für die H-Brücke einen vorgefertigten Baustein genommen, den L298. Um auf der sicheren Seite zu sein, habe ich die beiden Kanäle parallel geschaltet, somit kann der Baustein bis zu 4A verkraften. Das sollte reichen. Außerdem sind es ja nur peaks. Den Rest der Schaltung habe ich so gelassen.

Funktioniert diese Schaltung nun? Was ist eure Meinung dazu?

Viele grüße aus dem total verschneiten Baden
Marius

Majuz(R)

25.01.2007,
11:32

@ Majuz

Neuer Schaltungsentwurf mit L298

Warum antwortet denn niemand mehr?

Harald Wilhelms

25.01.2007,
16:10

@ Majuz

Bistabiler Hubmagnet mit ICs ansteuern

» Hallo Zusammen
» Ich brauche eure Hilfe bei der Schaltungsentwicklung zur ansteuerung eines
» bistabilen Hubmagnetes.
» Der bistabile Hubmagnet hat zwei Endlagen, die selbstständig gehalten
» werden. Zum Unschalter braucht er nur einen kurzen Spannungsimpuls. Je
» nach Polung der Spannung wechselt er die Endlage, oder verbleibt an Ort
» und Stelle. Es ist der Huabmagnet BI34 aus diesem Datenblatt:
» http://www.kuhnke.com/kuh/docman/images/524876Huma_BI.pdf
» Zur Ansteuerung habe ich folgende Schaltung entworfen:
»
» Diese gibt am Ende Spannungspulse von +15V oder -15V aus, wenn "IST" im
» Fenster des Fenterkomparators liegt. "Soll_Mitte" liegt bei etwa 2,5V
» (Kann durch Poti leicht verändert werden).
» Nun meine Frage: Wie kann ich eine Endstufe realisieren, die mir die +15V
» oder -15V leistungsmässig verstärkt, so dass ich den Hubmagnet ansteuern
» kann. Wie es ginge, wenn ich nur pos. Spannungen hätte weiß ich, aber wie
» geht das wenn pos. UND neg. Spannungen verstärkt werden müssen?
»
» Vielen Dank für eure Hilfe!!

Ich würde mit dem NOR-Gatter des Fensterkomperators
direkt einen mit 15V betriebenen Leistungsverstärker
z.B. den TDA 2040 ansteuern. Den Hubmagnet schliesst
Du dann über einen grösseren Elko, dessen Grösse Du
ausprobieren musst, an den Ausgang des Verstärkers an.
Beim Einschalten des Verstärkers bekommst Du dann
einen positiven Impuls auf den Magneten, der solange
dauert, bis der Elko geladen ist. Beim Ausschalten
sorgt dann die im Elko gespeicherte Energie für das
Rücksetzen des Magneten mit einem negativen Impuls.
Gruss
Harald

Majuz(R)

25.01.2007,
16:33

@ Harald Wilhelms

Bistabiler Hubmagnet mit ICs ansteuern

» Ich würde mit dem NOR-Gatter des Fensterkomperators
» direkt einen mit 15V betriebenen Leistungsverstärker
» z.B. den TDA 2040 ansteuern. Den Hubmagnet schliesst
» Du dann über einen grösseren Elko, dessen Grösse Du
» ausprobieren musst, an den Ausgang des Verstärkers an.
» Beim Einschalten des Verstärkers bekommst Du dann
» einen positiven Impuls auf den Magneten, der solange
» dauert, bis der Elko geladen ist. Beim Ausschalten
» sorgt dann die im Elko gespeicherte Energie für das
» Rücksetzen des Magneten mit einem negativen Impuls.
» Gruss
» Harald

Hallo
Von dieser Lösung bin ich ja schon längst wieder weg, und hab sie anders aufgebaut. Siehe dazu die anderen Posts.

Trotzdem Danke!