Elektronik im Modellbau

Hallo!
Nachdem ich einen Regler mit Relais aufgebaut habe und der wunderbar funktioniert, suche ich jetzt nach Möglichkeiten, die ganze Sache ohne Relais hinzubekommen. Claus hat ja schon erwähnt, dass man eine H-Brücke mit Mosfets verwenden muss. Wenn man nur N-Kanal-Mosfets verwenden möchte, ist die ganze Sache schon recht kompliziert, denn dann müssten die oberen Mosfets mit einer aufgestockten Spannung angesteuert werden. Diese Möglichkeit habe ich erst mal verworfen. Also N- und P-Kanal Mosfets verwenden. Die brauchbarsten P-Kanal Mosfets, die ich gefunden habe sind die IRF 4905. Die sind bei einem R DS von 0,02 Ohm ohne Kühlung (1 Watt Verlustleistung) mit 7 Ampere belastbar. Mit Kühlung natürlich weitaus mehr.
Jetzt meine Frage: Hat sich schon jemand damit beschäftigt? Wie kann man die Mosfets ansteuern? Meine Idee wären MOS-Logikschaltkreise. Angesteuert dann über zwei Optokoppler. Das Ganze für 12 Volt, denn wenn man höhere Spannungen verwenden möchte, wirds schon wieder schwieriger. Die MOS-IS vertragen ja nur max. 15 Volt. Soweit meine Überlegungen.
Bauelemente sind bestellt und wenn ich die und auch Zeit habe, werde ich mal ein wenig basteln. Eventuell hat jemand Vorschläge ...

Hallo Andreas,

diese Überlegungen kommen mir sehr bekannt vor :)

Vor ein paar Monaten wollte ich auch schon mal das Relais durch eine Brückenschaltung ersetzen, aber ich bin damit noch nicht fertig geworden (und werde es wohl in absehbarer Zeit auch nicht ...)

Die high side Treiber könnte man mit dem Umpolsignal ansteuern (kein PWM), die low side Treiber mit dem bereits vorhandenen PWM Signal. Am besten noch durch Gatter verriegelt, damit bei einem Softwarefehler oder einer Störung kein Kurzschluss entstehen kann.

Meine bisherigen Gedanken kann ich im angehängten Schaltplan zur Verfügung stellen, Kommentare sind willkommen, aber eine Warnung: keine Garantie auf den Schaltplan, davon existiert nicht mal ein Testaufbau, vielleicht gibt es darin also noch dicke Fehler !

Grüße
Claus

Hallo Claus, Hallo Sumpfboot

Hatte mir auch schon Gedanken gemacht wegen einer H-Brücke und beim aufräumen ein TC4469 (Motortreiber) gefunden. Ein Versuchsaufbau gesteckt der Funktioniert und danach einen Platine gemacht regelt gut. :D
Bin mir aber nicht sicher ob man für die Endstufe nach was machen muss um die Sicherheit zu erhöhen :confused: .
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Der Schaltplan ist unter vorbehalt zusehen da kein dauertest. :mad:

Mfg
Jürgen

Hallo!
Ich habe mir mal die beiden Schaltpläne angesehen und festgestellt, dass der von Claus mit meinem zu 80 Prozent übereinstimmt. Allerdings ist mein Schaltplan bisher auch nur theoretischer Natur. Ich habe für die logischen Funktionen UND-Gatter (4081) vorgesehen. Deshalb denke ich, dass beim Plan von Claus die beiden Gatter die die unteren Mosfets steuern NAND-Gatter sein müssten. Denn es darf ja nur jeweils ein Gatter das PWM-Signal weitergeben.
Die Idee mit einem Motortreiberschaltkreis ist mir auch schon gekommen. Es gibt eben immer mehrere Möglichkeiten. Ich denke, praktische Versuche werden mich demnächst weiterbringen.
Grüße aus Eisleben ...

Ich habe bereits mit der Schaltung von Claus einen funktionierenden Fahrtregler mit H-Brücke aufgebaut (Siehe Galerie Krabbenkutter TÖN), diese jedoch kann nur bis maximal 9V betrieben werden. Eine weitere H-Brückenschaltung (auch mt 12V) habe ich in der Testversion fertig, und werde sie, wenn Interesse besteht demnächst hier veröffentlichen. Die Version von Rennkutter allerdings scheint wirklich gut zu sein, weil sie wirklich klein und kompakt ist.

Hallo ustreitz,

jetzt weiss ich endlich wer den Kutter mit dem umgebauten Fahrtenregler gebaut hat. :D
Ich bin schon oft in der Gallerie beim Kutter hängengeblieben
und dachte mir, so einen Regler hätte ich auch gerne ! ! !
Also ich wäre schon sehr an der 12V Version interessiert.
Danke schonmal im voraus ;)

Gruss

Dusan

Hier nun eine Beschreibung der H-Brücken Schaltungen:

Die Schaltung für den Krabbenkutter verwendet einen Steuer-IC 74LS26, leider schalten die verwendeten FETs bei 10V Versorgungsspannung durch, d.h die gesamte Brücke wird heiß. Wie zu sehen ist wird die PIC-Mikrocontrolerschaltung von Claus direkt an die Brücke angeschlossen, auch die Software bleibt unverändert. Diese Schaltung wird aber im Kutter mit 7,2V bei Stromaufnahmen zwischen 0,2 und 2A betrieben und funktioniert störungsfrei. Bei diesen Bedingungen ist auch nach langen Betriebseinsätzen (mit mehrfach gewechselten Akkupacks) keinerlei Erwärmung festzustellen, so dass ich zumindest für dieses Exemplar sagen kann, dass es funktioniert.

Ich habe vor längerer Zeit eine 12 Volt Version mit einem PIC 12F683 mit eigener Software aufgebaut. Allerdings hatte das PIC Programm einen Softwarefehler, so dass ich versuche diese H-Brücke mit dem Regler von Claus zu betreiben. Das habe ich allerdings noch nicht probiert. Ich kann nur so viel sagen, dass die H-Brücke selbst einwandfrei funktionierte (der Softwarefehler bestand darin, dass die im Eprom gespeicherten Einstellungen irgendwie verloren gingen) und auch einen größeren Motor 12V und 0,5 bis 8A problemlos steuerte.

Bild: PIC12F683Regler

Allerdings betrug die PWM-Frequenz etwa 800 Hz (nerviges Brummen), eine höhere PWM-Frequenz erzeugte doch sehr warme FETs, so dass ich über den Betrieb mit dem hier im Forum verwendeten Controller noch nichts weiß. Ich habe auch erst einmal eine Testschaltung aufgebaut, um die Brücke mit mehreren PIC-Controllersteuerungen auszuprobieren.
Dabei ist die Belegung wie folgt: Vom Empfänger:
SV2 1.. Impuls 5V 2.. Plus 3.. Minus

Die Steckleiste an der der Microcontroller angeschlossen werden soll:
SV1 1.. Impuls(Pin6 PIC) 2.. (Pin9 PIC PWM) 3.. (Pin10 PIC Richtung)
6.. Minus (Pin5 PIC) 7.. Plus (Pin14 PIC)

Hier die Schaltung HBrueckeTest.pdf


Der Motor wird bei K1-2 und K1-3 angeschlossen, die K1-1 Minus (Masse) K1-4 Plus 12 Volt

Ich hoffe Ihr steigt durch meine Beschreibung durch :rolleyes:

Ulli

Hallo Zusammen

Der Regler geht von 5-15V habe aber nur bis 12V ausprobiert. Bin mir nicht sicher ob ich noch ein paar Schutzdioden spendieren muss. :confused:
Die Größe der Platine ist 74mm x 42mm. :D

Mfg
Jürgen

Hallo Claus und alle Anderen!
Ich habe nach einigen Versuchen nun einen Speedcontroller fertiggestellt, der ohne Relais auskommt. Mit ihm habe ich schon einige Akkupacks leergemacht. Als Last habe ich einen Speed 600 8,4V mit einer Luftschraube 9x4,5 Zoll betrieben. Bei einem 7-zelligem Akku fließen dabei etwa 18 Ampere. Dabei wird der Regler nicht mal richtig handwarm. Alles funktioniert zu meiner vollsten Zufriedenheit.
Ich habe festgestellt, dass man auf keinen Fall die Schottky-Dioden weglassen sollte, denn der Induktionsstrom des Motors vor allem bei Halbgas ist enorm. Ich dachte erst, es fließt ein Querstrom, da die gesperrten Mosfets auch warm wurden. Dann habe ich die Mosfets ausgelötet und eine Schottky-Diode an deren Stelle eingelötet. Selbst die 5-Ampere Diode wurde warm. Am meisten bei Halbgas, da dann der Induktionsstrom am größten ist. Die Revers-Dioden, die im Mosfet mit drin sind, waren mir allein nicht sicher genug. Am stärksten betroffen sind dabei die P-Kanal Mosfets, deren Revers-Diode ist offenbar nicht so leistungsstark. Das alles habe ich mit nur einem Mosfet je Brückenzweig ausprobiert, bei mehrerem parallel sollte die Sicherheit groß genug sein.
Bei voll bestückter Platine und 18 Ampere jedenfalls wird nur der Akku und der Motor heiß.
Zur Steuerung der Mosfet-Brücke habe ich die logischen Funktionen des Motortreiber-Schaltkreises TC 4469 mit acht Gattern nachgebildet. Das funktioniert jedenfalls wunderbar und ist billiger, als der TC 4469.
Für Interessierte befinden sich im Anhang der Schaltplan, das Layout, der Bestückungsplan und zwei Bilder vom Regler.
Wenn noch Fragen auftauchen sollten, einfach schreiben.
Und viel Spaß beim Basteln...