Schritt für Schritt testen
Hallo raicer,
Jedes mal wenn der Motor einen Schritt weiter ging hat die
Tachonadel geschwankt, beim testen im Keller nur recht leicht,
beim Test im Auto jedoch um 20-30km/h!
Ebenso hat die Nadel stärker geschwankt wenn man z.B. den
Blinker setzte.
Es sieht danach aus, dass die Schwankung der Tachonadel durch einen Spannungseinbruch infolge einer recht hohen Strombelastung stattgefunden hat. Um zu testen, ob die Ansteuerung des Schrittmotors diese Strombelastung verursacht hat, klemme den Schrittmotor ab und teste die Schaltung dann nochmal. Wenn die Tachonadel dann nicht mehr schwankt, stimmt etwas mit der Ansteuerung des Schrittmotors nicht. Vielleicht hast Du da einen Verdrahtungsfehler.
Wenn die Tachonadel im Auto durch Betätigung des Blinkers immer noch schwankt, dann ist die RC-Stabilisierung nicht ausreichend, bzw. dann schalte nach dem 33Ohm-Widerstand des Eingangsspannungsfilters noch eine 1N4148 (Kathode an 47µF) und vergrößere den Pufferkondensator von 47 auf 150µF.
Betreibe die Schaltung eine Zeit lang ohne Schrittmotor, und prüfe, ob sie einwandfrei arbeitet. Wenn „ja“, liegt das Problem wirklich am Schrittmotor-Teil der Schaltung.
Ach ja: getestet habe ich im Keller mit hilfe eines 12V-Trafos
mit Gleichrichter. Dabei wurde die Gleichspannung hinter dem
Gleichrichter (ungeglättet) für die Spannungsversorgung
verwendet
Keine Elektronik kann vernünftig arbeiten, wenn sie mit ungeglätteten Gleichspannungspulsen versorgt wird!
Schalte also unbedingt einen Glättungskondensator nach dem Brückengleichrichter. Da ein 1000µF-Kondensator in Reihe zum Motor liegt, sollte der Glättungs-Elko mindestens 2000µF besitzen, besser 4700µF.
Beim 2. Test nachdem ich festgestellt hatte das die Tachonadel
sehr stark schwankt hat der Motor nach einigen Sekunden keine
sauberen Schritte mehr gemacht, sondern ist teilweise
hängengeblieben und hat gebrummt, kurz darauf hat er dann gar
nichts mehr gemacht.
Prüfe neben der Verdrahtung des Schrittmotors, ob seine Welle vielleicht mechanisch schwergängig ist, bzw. ob der Tageskilometer nur schwer zu drehen ist. Ein Schrittmotor brummt nämlich dann, wenn er sich infolge einer zu hohen Last nicht mehr drehen kann.
In Deinem neuen Schaltplan zieht der Treiberausgang an Pin 12 die Schrittmotorphase über die Diode 1N4148 zu gegebener Zeit auf Masse. Dies bewirkt in Kombination mit dem 1000µF-Kondensator in Reihe zum Schrittmotor, eine Stromumpolung in der Wicklung des Schrittmotors und dadurch dreht sich der Schrittmotor weiter. Wenn der 1000µF-Kondensator voll geladen ist, dann fließt kurze Zeit ein sehr hoher Entladestrom in den Pin 12 hinein. (Anmerkung nebenbei: Da Pin 12 und Pin 2 vom IC niemals gleichzeitig eingeschaltet werden - siehe Figur 4 im Datenblatt - findet auch kein Kurzschluss der 12V-Spannung statt.) Um den Treiberausgang vor diesem hohen Spitzenstrom zu schützen, wäre es vorteilhaft, ebenfalls einen PNP-Transistor an diesen Treiberausgang wie bei Pin 2 zu schalten. Der Emitter des PNP-Transistors muss dann natürlich an die Schrittmotorphase angeschlossen werden, der Kollektor an Masse.
Im Grunde genommen ist die hier beschriebene Schrittmotoransteuerung mit Kondensator eine zwar recht einfache, aber ziemlich undefinierte Methode, eine Stromumpolung im Motor zu erzeugen. Elektronisch korrekt wäre der Aufbau einer H-Brücke mittels zweier PNP-Transistoren und zweier N-Kanal-MOSFETs. Zusätzlich wären noch 2 Freilaufdioden erforderlich und insgesamt 4 Widerstände. Allerdings dürfte Dein IC dann nie mehr wegen Überlastung der Treiberausgänge kaputt gehen. Schreibe mir eine Mail, wenn Dich der Aufbau so einer H-Brücke interessiert.
Eine andere Möglichkeit warum mein IC den Dienst quittierte
könnte auch sein:
Evtl. liefert der Trafo im Keller Spitzenspannungen die mein
IC auf Dauer nicht verträgt, Induktion beim ausschalten?
Das IC hält laut Datenblatt 40V an den Treiberpins 2 und 12 aus, ebenso an Pin 3. Es ist richtig, dass im Auto evtl. höhere Spannungsspitzen entstehen können. Mit einer H-Brücke verlagerst Du das Problem der Spannungsfestigkeit vom IC auf die Transistoren, was jedoch den Vorteil hätte, dass Du dann die freie Wahl hast, wie viel Spannung Du diesen zumuten möchtest. Pin 3 (Taximeter-Impuls) lässt Du einfach unbeschaltet, dann können dort auch keine hohen Spannungsspitzen anliegen.
Achtung vor Spannungsspitzen am Tachosignal:
Du hast an Pin 9 zwar eine 12V Z-Diode angeschlossen plus 680nF-Kondensator, doch bedenke, dass jede Z-Diode eine gewisse Zeit braucht um eine Überspannung abzubauen. In Deinem Fall gelangt die Überspannung ungehindert an Pin 9 und wird dann erst von der Z-Diode abgebaut. Doch dann ist es bereits zu spät. Der 680nF-Kondensator hilft in diesem Falle auch nicht, sofern der Innenwiderstand der Tachosignalquelle entsprechend klein ist.
Meine Empfehlung: Schalte einen Vorwiderstand zwischen Tachosignal und der Schutzbeschaltung. Vielleicht reichen 56 Ohm.
Gruß, Hilarion
