H-Brücke funktioniert nicht

  • Hi Leute,

    Ich baue mir im Rahmen eines Workshops einen mobilen Roboter auf Basis des RP5-Chassis von Arexx.
    Der Workshop geht über ein halbes Jahr, wir treffen uns alle paar Wochen, aber der Großteil wird zuhause erledigt. Was ich vielleicht noch sagen sollte: Ich bin 13, macht euch also auf dumme Fragen gefasst ;)
    SO, jetzt zu meinem Problem: Nachdem ich meine anfänglichen Schwierigkeiten mit MOSFETS überwunden habe und inzwischen auch weiß, wo Gate, Drain und Source liegen und wofür die zuständig sind, habe ich die H-Brücke in zwei Wochen Arbeit soweit gebracht, dass sie mit 5V vom Pi und zwei parallel geschalteten LEDs, die in verschiedene Richtungen zeigen, funktioniert, aber nicht mit 7,2V von der Batteriebox und nicht mit dem Motor funktioniert.
    Bauteile:
    Rückflussdiode:1n4007 DO41 (Datasheet)
    PFET: IRF9530NPBF (Datasheet)
    NFET:IRF540NPBF (Datasheet)
    Motoren und Batteriefach: mitgeliefert beim Chassis
    Batterien: 6x Eneloop 1,2V NIMH Akku, zusammen 7,2V
    Was ich wahrscheinlich noch brauche:
    einen hochohmigen Widerstand vom Gate zum Ground
    einen Vorwiderstand vom GPIO zum Gate (hab da irgendwas gelesen mit zu hohen Umschaltströmen oder so)
    Ich wäre echt dankbar wenn ihr mir helfen könntet!

  • Hallo JuliansPi,

    herzlich Willkommen in unserem Forum!

    Vielen Dank für die Infos - ich vermisse aber noch die Schaltung. Vermutlich liegt hier der erste Fehler.

    Ein gutes Programm ist Fritzing, das Du Dir mit

    Code
    sudo apt-get install fritzing

    auf Deinen Pi oder einen Linux-PC installieren kannst. Fritzing ist recht selbst erklärend und erlaubt es, innerhalb kürzester Zeit, Deine Schaltung zu zeichnen.

    Und bitte poste DEINE SCHALTUNG - nicht die aus einer Vorlage / Tutorial. DEINE Schaltung hat wohl einen Fehler.


    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.


  • Ein gutes Programm ist Fritzing, das Du Dir mit

    Code
    sudo apt-get install fritzing

    auf Deinen Pi oder einen Linux-PC installieren kannst. Fritzing ist recht selbst erklärend und erlaubt es, innerhalb kürzester Zeit, Deine Schaltung zu zeichnen.
    Und bitte poste DEINE SCHALTUNG - nicht die aus einer Vorlage / Tutorial. DEINE Schaltung hat wohl einen Fehler.

    aber bitte nicht im Steckbrettmode, sondern als Schaltung

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Auf Fritzing bin ich schon gestoßen, als ich mir nen Schaltplaneditor gesucht hab. Mein Pi will das leider nicht - oder ich bin zu blöd dafür... jedenfalls hab ich es jetzt auf meinem Windows-PC installiert. Beim Erstellen des Planes ist mir aufgefallen, dass Fritzing leider sehr schlecht darin ist, aus einer Breadbaordschaltung einen Schaltplan zu machen und umgekehrt :( . Deshalb habe ich einmal die Schaltung auf dem Breadboard aufgebaut, wie sie bei mir aussieht und einmal als Schaltplan, wie ich glaube, dass sie als Schaltplan aussieht.
    Noch was: brauch ich die Rückflussdioden überhaupt? In den Datasheets steht doch, dass die bereits im MOSFET verbaut sind, oder?

  • Hallo JuliansPi,


    Noch was: brauch ich die Rückflussdioden überhaupt? In den Datasheets steht doch, dass die bereits im MOSFET verbaut sind, oder?


    Suche mal nach

    Code
    Raspberry Pi Freilaufdioden


    Dann kannst Du Dir Deine Frage selber beantworten.
    Die richtige Antwort lautet: JA, du brauchst Freilaufdioden beim Betrieb von Motoren, egal in welcher Form.

    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
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  • Ich weiß was Freilaufdioden sind und wozu sie da sind, ich wollte nur wissen, ob du auch der Meinung bist, das die schon in den MOSFETs sind (siehe datasheets)

  • Hallo JuliansPi !

    1.) Die MosFets beginnen erst bei einer (Gate-)Spannung ab knapp unter 5 V durchzuschalten
    2.) Am Gate liegt überhaupt keine Spannung an und Strom (hier Gate-Source bzw. Source-Gate, wodurch Source-Drain durchgechaltet l=leitend] wird fliesst nur dann, wenn der Kreis geschlossen ist. Im Steckbrett laufen die Gate-Leitungen aber links aus dem Bild raus.
    3.) Geh mal mindestens einen Schritt zurück und überlege (oder suche): Wie funktioniert ein MosFet (bzw. ein Transistor). Und dann versuche den Strommfluss in eine H-Brücke nachzuvollziehen.


    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

    Einmal editiert, zuletzt von RTFM (21. April 2017 um 16:17)


  • Hallo JuliansPi !

    1.) Die MosFets beginnen erst bei einer (Gate-)Spannung ab knapp unter 5 V durchzuschalten
    2.) Am Gate liegt überhaupt keine Spannung an und Strom (hier Gate-Source bzw. Source-Gate, wodurch Source-Drain durchgechaltet l=leitend] wird fliesst nur dann, wenn der Kreis geschlossen ist. Im Steckbrett laufen die Gate-Leitungen aber links aus dem Bild raus.
    3.) Geh mal mindestens einen Schritt zurück und überlege (oder suche): Wie funktioniert ein MosFet (bzw. ein Transistor). Und dann versuche den Strommfluss in eine H-Brücke nachzuvollziehen.


    Servus !

    1.) Bei 5V Sourcespannung schalten sie also logischerweise ab knapp unter 3V durch - was erklärt, wieso es mit den LEDs bei 5V funktioniert, aber nicht bei 7V. Außerdem funktioniert es, auch mit Motor, wenn man es manuell mit den 5V vom Pi schaltet, darüber muss ich mich jetzt auch nicht mehr wundern. :danke_ATDE: Aber kannst du mir sagen, wo genau in dem Datasheet das steht? Dann muss ich euch das nächste mal nicht wieder fragen.
    2.) Das hatte ich wohl vergessen zu schreiben: Dort kommt natürlich der Pi hin!
    3.) Ich habe mich ja schon intensiv damit beschäftigt und weiß, wie MOSFETs und eine H-Brücke funktionieren. Und Schaltungen mit bipolaren Transistoren habe ich schon vor 5 Jahren mit dem KOSMOS Easy Electronic set aufgebaut...

    Zusammenfassend: Sollte ich die 5V vom Pi über einen bipolaren transistor mit den 3.3V vom Pi steuern, damit die 5V die MOSFETs steuern?

    Einmal editiert, zuletzt von JuliansPi (21. April 2017 um 17:07)


  • Deshalb habe ich einmal die Schaltung auf dem Breadboard aufgebaut, wie sie bei mir aussieht

    der dööfste Fehler ist wenn in der Breadboardansicht die Pinbelegung nicht stimmt, beim Schaltbild ist es eindeutig und man sieht Schaltungsfehler sofort, bei der Breadboardarstellung nicht, wer kennt schon alle Pinbelegungen auswändig?


    Noch was: brauch ich die Rückflussdioden überhaupt? In den Datasheets steht doch, dass die bereits im MOSFET verbaut sind, oder?

    ja aber sind die stark genug und mit der Lage am Ende vomKabel nicht zu weit weg vom Motor?
    So eine Induktionsspannung muss ja erst mal bis zum Transistor laufen und kann auf dem Weg schon schön stören.

    Ich bin eher bei Störungen da bekämpfen wo sie auftreten also Freilaufdioden am Motor, aber da steiten andere drüber.

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  • jar: Was genau meinst du mit Pinbelegung? Wo Gate, Drain und Source liegen oder was? Aber egal, ich habs ja auch als Schaltplan gepostet. Und wie genau soll ich die Dioden an den Motor machen? Also zum Einen kommt man extrem schlecht an die Motoren dran, und zum Anderen hab ich keine Ahnung wie das Schalttechnisch funktionieren soll...

    fred0815: Ich finds nicht... die einzigen Sachen, die da in Volt angegeben sind, sind Drain-to-Source Breakdown Voltage und Gate Threshold Voltage.

    Und mit den 100V: Ja, wahrscheinlich hast du recht... Ich bin zum Conrad, hab das Chassis gekauft und dem Mitarbeiter gesagt, ich will das Ding mit einem Pi ansteuern und mir selber ne H-Brücke bauen, welche MOSFETs ich da nehmen soll, da hat er mir Die gegeben. Als ich ihn dann noch fragte, ob Die auch stark genug seien, meinte er, das Teil hat 7V, und die Teile halten 100V aus, das reicht locker.


  • Und wie heißt das auf englisch? Sprich wo in dem Datenblatt steht das?

    Das steht so für 3,3 V, oder 5 V V(GS) niergens, weil Standardtypen üblicherweise mit 10 - 15 V (GS) betrieben werden. Sonst würde es als LL-FET, oder Kleinsignal-FET bezeichnet und verkauft werden.

    Dazu erzeugt die "Gate Threshold Voltage" manchmal für Verwirrung. Das ist die Gatespannung, bei der das MOSFET minimalst leitend wird, hier bei 2,0 - 4,0 V (GS), aber auch nur bei gleicher V (SD) und nur mit einem Strom von 250 micro-Ampere ! (lt. Spalte Conditions)

    Indirekt kann man aus den Dateblatt-Grafiken die Spannung nur erahnen, bei der ein Standard- MOSFET beginnt durchzuzünden. Zb. Fig.6, 13, zumindest bei kleiner Last.


    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

    Einmal editiert, zuletzt von RTFM (21. April 2017 um 22:40)

  • man sollte schon genau logic level FETs wählen und dann auch die Ugs Kennlinie zum Strom oder Rds on begucken

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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Hi jar,
    würdest Du das


    ... die Ugs Kennlinie zum Strom oder Rds on begucken


    ein bisschen ausfürlicher erklären?

    Stimmt denn meine Annahme


    ... ich würde sagen, dass Du das daran erkennst, dass die Kennlinie bei Gate-to-Source Voltage (V) auf Seite 3 erst zwischen 7 und 8 Volt linear wird ...

    Interessiert mich selber ... Du weisst ja, ich bin Softie und kein Elektroniker. Und gerade MOSFETs sind mir nach wie vor unheimlich :-/
    //EDIT: zum besseren Verständnis bitte AKüFi abschalten ;)

    cu,
    -ds-


  • Hi jar,
    würdest Du das
    ein bisschen ausfürlicher erklären?

    hmmm meine Zeit ist auch begrenzt, ich bot dir ja schon mal an Privatunterricht gegen SW, aber meine SW willst du ja nicht debuggen oder optimieren.


    Interessiert mich selber ... Du weisst ja, ich bin Softie und kein Elektroniker. Und gerade MOSFETs sind mir nach wie vor unheimlich :-/

    und ich bin kein Softie und quäle mich deswegen endlose Stunden für geringste Fortschritte ;)

    so muss wohl jeder selber durch......

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    Einmal editiert, zuletzt von jar (21. April 2017 um 23:17)

  • Naja ... =( ... aber so ist das dann wohl ...
    ciao und richte "unser aller Mutti" bei Gelegenheit !&%§=/(*!° Grüsse aus ... :lol:

    //EDIT aber OT: ich misch' misch grundsätzlich nur ungern in anderer Leute SW-Projekte ein, indem ich sie "verschlimmbessere". Ich bin halt der Meinung, dass jeder das mit "seinen eigenen Worten" machen muss um es zu verstehen. Deswegen wirst Du hier auch keine bis kaum scripte oder sourcen von mir in Beiträgen der Fragesteller hier finden. Das sehen andere hier vielleicht anders, aber es macht in meinen Augen keinen Sinn jemandem meine Denke aufzuzwingen ;)
    Deshalb: sei froh, dass ich Dir Deinen Kram nicht überarbeite ... da würde vermutlich kein Stein auf dem anderen und kein Auge trocken bleiben :lol:

    Ok, genug OT ...

    -ds-

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