Ich bin ein absoluter Neuling in der Elektronik, also bitte ich die Community freundlich, meinen Schaltplan zu überprüfen. Dies ist mein fortschrittlichstes Projekt, das ich je gemacht habe, und ich bin mir über bestimmte Punkte in meinem Schema und über das Gesamtdesign wirklich unsicher.
Was ich mache, ist eine mehrkanalige DC-Motorsteuerung mit externer Stromversorgung. Die Motoren werden kleine 5-V-DC-Motoren mit einer Stromaufnahme von einigen hundert mA sein.
Was ist hier, ich bin mir nicht sicher:
Ist es richtig, ULN2803 parallel zu schalten, um mehr maximalen Strom pro Kanal zu erreichen? Ist es in meinem speziellen Schema richtig?
Reicht es aus, einfach einen Kondensator parallel zu jedem Motor zu schalten, um eine Tiefpassfilterung durchzuführen? Oder sollte ich zusätzliche Widerstände für einen expliziten RC-Filter hinzufügen? Wenn Widerstände erforderlich sind, wo sollte ich sie platzieren: an die Vcc-Leitung an den Pin von ULN2803?
Vielleicht sollte ich einen RC-Filter zwischen MCU und Eingang des Darlington-Paares schalten?
Benötige ich eine zusätzliche Rücklaufdiode oder würde die interne Diode des ULN2803 ausreichen?
Wie gut ist der "USB-Teil"? Brennt es nicht den Port meines PCs? Wird es überhaupt funktionieren o_O? Muss ich Widerstände zwischen tx-rx- und rx-tx-Leitungen schalten? Funktioniert es gut mit externer Stromquelle?
Ich habe einen Gleichrichter hinzugefügt, um eine polaritätsunabhängige Platine herzustellen. Wie lahm ist es?
Wie erstelle ich einen Überstromschutz? Muss ich es überhaupt tun?
Ist es in Ordnung, dass sich keine Widerstände in der Nähe des J1-Ports befinden (ISP-Programmierung)?
Sollte ich unbenutzte MCU-Stifte herunterziehen (heraufziehen?), Oder ist es in Ordnung, sie in der Luft zu lassen?
Wie wichtig für die USART-Zuverlässigkeit ist die Verwendung einer Quarzfrequenz von 11,0592 MHz oder mehreren? Funktioniert es mit 16 MHz einwandfrei?
Ist es richtig, ULN2803 parallel zu schalten, um mehr maximalen Strom pro Kanal zu erreichen?
Siehe Tonys Kommentar unten.
Sie haben jedoch ein anderes Problem: ULN2803 hat einen hohen VCEsat, sodass Ihr 5-V-Motor nur etwa 3 V empfängt (dh er wird funktionieren ... aber nur geringfügig).
Ich würde mehrere Dual-MOSFETs in SO8-Gehäusen verwenden. Diese kosten jeweils 50 Cent, sie sind klein und einfach zu fahren, aber Sie müssen die Dioden hinzufügen.
Alternative Lösung: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpic6b595.pdf
Reicht es aus, einfach einen Kondensator parallel zu jedem Motor zu schalten, um eine Tiefpassfilterung durchzuführen?
Nein. Die Kappe filtert das HF-Rauschen ein wenig ... Die Motorinduktivität reicht aus, um Ihre PWM zu glätten.
Ich habe einen Gleichrichter hinzugefügt, um eine polaritätsunabhängige Platine herzustellen. Wie lahm ist es?
Es ist nutzlos, stecken Sie den Stecker einfach richtig herum!
Betreiben Sie Ihre Motoren auch nicht mit geregeltem Gleichstrom. Versorgen Sie sie mit der Eingangsspannung ... Der arme 7805 wird in Schwierigkeiten geraten, wenn alle Motoren eingeschaltet sind.
Wie erstelle ich einen Überstromschutz?
Sie haben es bereits, da 7805 überhitzt und abschaltet, wenn ein Motor stehen bleibt.
Dies würde normalerweise mit einem kleinen Strom-Shunt in Reihe mit jedem Motor erfolgen und mit dem ADC Ihres Mikros abgetastet werden.
Persönlich: Verzichten Sie auf den teuren FTDI-FT-Chip, verwenden Sie einfach einen Mikrocontroller mit integrierter USB-Funktionalität; Diese sind normalerweise billiger als ATMega 328. Fahren Sie den Mikrocontroller von USB und versuchen Sie, die zwischen der Versorgung, die die Motoren antreibt, und der USB-Spannung übertragene Energie so gering wie möglich zu halten.
Wie gesagt, eine Reihe billiger MOSFETs wird hier viel besser abschneiden. ULN280X sollte nicht parallel geschaltet werden.
Vielleicht sollte ich einen RC-Filter zwischen MCU und Eingang des Darlington-Paares schalten?
Normalerweise: nein. Wenn überhaupt, möchten Sie, dass Ihre Transistoren so hart wie möglich schalten - wenn sie "halb" eingeschaltet sind, haben sie einen großen Widerstand und werden ziemlich warm. WENN Sie filtern müssen (dh wenn Ihre Motoren Ihre PWM nicht ausreichend "glätten"), tun Sie dies LC-gefiltert nach den Treibertransistoren.
Es gibt berechtigte Gründe, die Transistoren tatsächlich nicht vollständig ein- und auszuschalten, sondern sie in einem niedrigen Widerstandsbereich zu betreiben – aber dann achten Sie darauf, dass Sie Kühlkörper kaufen, die groß genug sind, um die Energie loszuwerden, die nicht in den Motoren, sondern in den Motoren verbraucht wird Transistoren.
Ich habe einen Gleichrichter hinzugefügt, um eine polaritätsunabhängige Platine herzustellen. Wie lahm ist es?
nicht sehr lahm, aber ziemlich nutzlos - es ist schwer, einen Hohlstecker falsch herum einzustecken, und die allermeisten Hohlstecker haben + in der Mitte, - am Außenleiter. Wer einen Hohlstecker einer Versorgung einsteckt, die dieser Konvention nicht folgt, ist gelinde gesagt ein bisschen sorglos. Es könnte immer noch sinnvoll sein, Ihre Schaltung vor diesem Fehler zu schützen – aber eine einzelne Diode mit niedriger Durchlassspannung oder ein MOSFET in einer geeigneten Konfiguration für diese Aufgabe könnte dies auch tun, ohne die zweifache Durchlassspannung der Diode zu verbrennen, nur damit Sie hypothetisch einstecken können in sogar seltsamen 5-V-Netzteilen.
Wie erstelle ich einen Überstromschutz? Muss ich es überhaupt tun?
Hängt davon ab, wen oder was Sie schützen müssen. Ich bin sicher, Sie können sogar Motortreiber-ICs kaufen, die Ihr gesamtes System überflüssig machen würden (suchen Sie jedoch nicht nach ihnen), die so etwas wie eine Strombegrenzung pro Kanal enthalten.
Wenn Sie es selbst tun möchten: Fügen Sie Low-Side-Shunt-Widerstände hinzu (typischerweise einige hundert mΩ) und verwenden Sie die Spannung an diesen, um den MOSFET in dem einzelnen Kanal auszuschalten, wenn der Strom zu hoch wird (dh wenn die Spannung über dem Shunt wird zu hoch). Benötigt möglicherweise zusätzliche analoge Elektronik.
Alternativ können Sie Ihre MOSFETs auf der niedrigen Seite Ihrer Motoren verwenden und die Spannung über den MOSFETs überwachen – sie sollte entweder (fast) Vcc (MOSFET aus) oder sehr niedrig sein (MOSFET solide, kein Überstrom). Wenn die Spannung am MOSFET ansteigt, schalten Sie ihn aus. Könnte zu einer viel einfacheren analogen Elektronik führen, da es sich je nach Verfügbarkeit geeigneter MOSFET-Typen im Grunde nur um einen Widerstand vom Gate zur Motorseite des MOSFET handeln könnte. Simulieren Sie zB mit LTSpice.
In Ihrem Schaltplan ist ein LM7905 dargestellt - das ist ein negativer Spannungsregler.
Beachten Sie, dass sich die Pinbelegung von einem LM7805 unterscheidet.
Sie haben nicht gezeigt, welchen Wert C1 hat. Erwarten Sie, die Schaltung mit Wechselstromeingang zu verwenden? Wenn dies der Fall ist, benötigen Sie einen Kondensator mit großem Wert - wahrscheinlich 1000 Mikrofarad.
Wie viel Strom benötigen die Motoren - im Brückengleichrichter (U1) kann eine erhebliche Verlustleistung auftreten - benötigen Sie einen AC-Eingangs- oder Verpolungsschutz?
Wenn Sie keine USB-Software erstellen möchten, würde ich empfehlen, den FTDI-Ansatz zu verwenden, anstatt diese Funktion im Mikro auszuführen.
Rohr
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David Tweed
Trevor_G
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Autistisch