Analogtipp Motortreiber für Jalousien und Rollläden im Smart Home

Autor / Redakteur: Dalton Ortega * / Kristin Rinortner

Bei automatisierten Antrieben im Smart Home kommen spezielle Positionsgeber wie etwa Halleffekt-Sensoren oder optische Encoder zum Einsatz. Es geht aber auch einfacher mittels Ripple Counting.

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Analogtipp: Bei Antrieben für Jalousien, Rollläden und Vorhängen muss die aktuelle Position und die der Endstellungen erfasst werden. Das kann man über Motortreiber tun.
Analogtipp: Bei Antrieben für Jalousien, Rollläden und Vorhängen muss die aktuelle Position und die der Endstellungen erfasst werden. Das kann man über Motortreiber tun.
(Bild: Elektronikpraxis)

Zu den größten Herausforderungen bei Antrieben für Jalousien, Rollläden und Vorhängen gehört das Erfassen der aktuelle Position und der Endstellungen. Oftmals kommen hierfür spezielle Positionsgeber wie etwa Halleffekt-Sensoren oder optische Encoder zum Einsatz, die aber den Bauteileaufwand erhöhen und zusätzliche Leiterplattenfläche benötigen.

Die notwendigen Rückmeldungen über Drehzahl, Position und ein etwaiges Blockieren lassen sich jedoch auch durch Erfassen des Stroms in den Motorwicklungen gewinnen. Durch „Ripple Counting“, also das Erfassen der Welligkeit des Motorstroms (Bild 1), kann auf die Drehzahl und die relative Position eines bürstenbehafteten Gleichstrommotors geschlossen werden.

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Sie können den Motorstrom auch erfassen, um die Ruhe- und Endstellung von Jalousien, Vorhängen und Rollläden zu ermitteln. Dazu eignet sich der Treiber DRV8701. Er verfügt über einen eingebauten Strommessverstärker.

Dieser erfasst den Spannungsabfall an einem Shunt und sendet ein entsprechendes Signal an den A/D-Wandler eines Mikrocontrollers. Die Bausteine DRV8873, DRV8874 und DRV8876 besitzen mit dem IPROPI-Pin einen integrierten Current-Feedback-Mechanismus.

Antriebe werden meist in die Sonnenschutz-Einrichtungen integriert, was den verfügbaren Platz einschränkt und thermische Probleme verursachen kann. Die häufig gewünschte kabellose Integration in Smart-Home-Hubs beispielsweise per Bluetooth oder WLAN macht außerdem eine Eindämmung der elektromagnetischen Interferenzen (EMI) notwendig.

Um die Wärmeentwicklung und das EMI-Niveau zu reduzieren, muss der richtige Kompromiss für die Anstiegs- und Abfallzeiten der Schalt-MOSFETs gefunden werden. Sind diese Zeiten zu lang, nimmt die Verlustleistung und damit die Wärmeerzeugung zu, während zu steile Schaltflanken das EMI-Aufkommen erhöhen.

Die zum Steuern der Flankensteilheit meist benötigten Widerstände und Dioden führen zu Mehrkosten und beanspruchen zusätzlichen Platz.

Flankensteilheit mit intelligenten Treibern steuern

Abhilfe schaffen hier Motortreiber wie der DRV8873 oder der DRV8701, die mit ihrer IDRIVE-Funktion ein einfaches Abstimmen der Anstiegsgeschwindigkeiten ermöglichen, sodass auch ohne passive Bauelemente die passende Abwägung zwischen Platzbedarf, Wärmeentwicklung und EMI-Reduzierung getroffen werden kann (Bild 2).

Die bei den Treibern DRV8873, DRV8874 und DRV8876 vorhandene Spread-Spectrum-Taktung der internen Ladungspumpe und des Oszillators sorgen zusammen mit der IDRIVE-Funktionen für eine wirksame EMI-Minimierung.

Hilfreich ist es, wenn ein Antriebs-Design dank pinkompatibler Treiberbausteine für verschieden große Rollläden, Jalousien, Vorhänge und dergleichen genutzt werden kann.

Die H-Brücken-Motortreiber DRV8876 (38 V, 3,5 A) und DRV8874 (38 V, 6 A ) etwa eignen sich für netz- oder batteriegespeiste 12-V- und 24-V-System und bilden damit eine flexible Lösung für unterschiedlichste Ströme und Spannungen.

Der intelligente Gate-Treiber DRV8701 wiederum lässt sich mit verschiedenen MOSFETs kombinieren, um unterschiedlichen Anforderungen an das Drehmoment und den Strom gerecht zu werden. Neben dem Treiberchip DRV8701 bleiben auch das Layout, die Schutzschaltungen, die Diagnosefunktionen und die Software unverändert.

* Dalton Ortega arbeitet als Product Marketing Engineer in der Gruppe Motor Drivers bei Texas Instruments in Dallas / USA.

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