DC MotorsteuerungMarius Oskamp, Christian Meisel

DC Motorsteuerung

● Einsatzgebiete

● Funktionsweise von Gleichstrommotoren

● Aufbau eines Motortreibers

● Ansteuerung und Pins

● Praktikumsaufgabe

2 Marius Oskamp, Christian Meisel

Inhalt

DC Motorsteuerung

● Modellbau

● Lüfter / Kühlung

● Drohnen / Quadcopter

● Antriebstechnik

● Robotik

3 Marius Oskamp, Christian Meisel

Einsatzgebiete

DC Motorsteuerung

● Stator

● Rotor

● Kommutator

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Funktionsweise von Gleichstrommotoren

„Gleichstrommaschine“ von Honina aus der deutschsprachigen Wikipedia (CC BY-SA 3.0 über Wikipedia Commons)

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DC Motorsteuerung5

Funktionsweise von Gleichstrommotoren

„Kommutator universalmotor stab“ von Sebastian Stabinger Paethon (CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons)

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DC Motorsteuerung

● Wheatstonesche Messbrücke H-Brücke

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Aufbau eines Motortreibers

„H bridge operating" by Cyril BUTTAY (CC BY-SA 3.0 über Wikipedia Commons)

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DC Motorsteuerung

● L293D

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● Aufbau eines Motortreibers

Datenblatt L293, L293D - Texas Instruments

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DC Motorsteuerung

● Pulsweitenmodulation

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Ansteuerung und Pins

Der zeitliche Mittelwert der Spannung

Charakterisiert durch Frequenz und Tastverhältnis (duty cycle)

„Pulse wide wave“ von MatthiasDD - own work , based on Square wave.svg. (CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons)

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DC Motorsteuerung

● Pulsweitenmodulation mit induktiver Last– Motor = induktive Last

– Es werden Freilaufdioden benötigt.

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Ansteuerung und Pins

„Selbstinduktion-im-gleichstromkreis-zeitverlauf“ von Stündle - Eigenes Werk. (CC0 über Wikimedia Commons)

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DC Motorsteuerung

● Schaltplan

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● Ansteuerung und Pins

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DC Motorsteuerung

● wiringPi

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Ansteuerung und Pins

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DC Motorsteuerung12 Marius Oskamp, Christian Meisel

Ansteuerung und Pins

DC Motorsteuerung

● Implementieren einer Motorklasse

● Implementieren einer PWMMotorklasse

● Programmieren einer Controllerklasse

● Messen des Duty-Cycle (optional)

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Praktikumsaufgabe

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DC Motorsteuerung

● Motorklasse– Methoden

● setDirection (einstellen der Drehrichtung)● setPins (festlegen der Pins)● start● stop

– Attribute● pinA (char)● pinB (char)● direction (enum {cw, ccw})

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Praktikumsaufgabe

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DC Motorsteuerung

● PWMMotorklasse – erweiterung der Motorklasse– Methoden

● setSpeed (festlegen des PWM-DutyCycle)

– Attribute● pinPWM (char)● speed (int)

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Praktikumsaufgabe

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DC Motorsteuerung

● Controllerklasse– Enthält einen Motoren

– Interpoliert einen Pfad zwischen zwei Punkten

– Steuert Beschleunigungs- und Bremsvorgänge

– Umrechnen von Strecke zu Betriebsdauer (Motor)● Duty Cycle: 100%,

●

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Praktikumsaufgabe

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DC Motorsteuerung

● Controllerklasse (optional)– Zuweisen verschiedener Beschleunigungsmuster

● Linear● Exponentiell

– Zuweisen verschiedener Bremsmuster● Linear● Degressiv

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Praktikumsaufgabe

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DC Motorsteuerung

● Messen des Duty-Cycle (optional)– Messen mit und ohne induktive Last (Motor)

– Kurve aufnehmen Duty-Cycle Geschwindigkeit

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Praktikumsaufgabe

Marius Oskamp, Christian Meisel

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Marius Oskamp, Christian Meisel

DC Motorsteuerung

● „Gleichstrommaschine“ von Honina aus der deutschsprachigen Wikipedia (CC BY-SA 3.0 über Wikipedia Commons)

● „Kommutator universalmotor stab“ von Sebastian Stabinger Paethon (CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons)

● „H bridge operating" by Cyril BUTTAY (CC BY-SA 3.0 über Wikipedia Commons)

● „Blockdiagramm L293D” (Datenblatt L293, L293D - Texas Instruments)

● „Pulse wide wave“ von MatthiasDD - own work , based on Square wave.svg. (CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons)

● „Selbstinduktion-im-gleichstromkreis-zeitverlauf“ von Stündle - Eigenes Werk. (CC0 über Wikimedia Commons)

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Quellen

Marius Oskamp, Christian Meisel