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waffenfreak

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1

Dienstag, 23. November 2010, 23:33

spannung von 12V auf ca. 2V?

hi leute,
hab in der sufu nix gefunden also hier meine frage:
hab in meine pegasus III ein drehbares Radar eingebaut. Da der Motor bei 12V viel zu schnell dreht, würde ich ihn gern auf ca. 2-3V runter regeln.
Wie kann ich dies einfach verwirklichen? Mit einem hochlastwiderstand?

lg
Gruss


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2

Mittwoch, 24. November 2010, 00:01

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Hallo Alex,

ein Vorwiderstand ist dafür suboptimal.
Ich würde einen Transistor in Kollektorschaltung vorschlagen, mit einem Poti davor zum Einstellen der Drehzahl. Wie groß ist der Strom, wenn der Motor mit der gewünschten Drehzahl rotiert? Davon hängt die Größe des Transistors und der Aufbau (evtl. Kühlkörper) ab.

Grüße,

Thomas

waffenfreak

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3

Mittwoch, 24. November 2010, 06:42

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

hi,
leider hab ich keinen messwert. Aber ich schätze ca. 0,2 bis 0,3 A - der motor ist ja extrem klein.

lg
Gruss


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Elektroniktommi

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4

Mittwoch, 24. November 2010, 08:00

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Zitat

Original von Ottili
Hallo Alex,

ein Vorwiderstand ist dafür suboptimal.
Ich würde einen Transistor in Kollektorschaltung vorschlagen, mit einem Poti davor zum Einstellen der Drehzahl. Wie groß ist der Strom, wenn der Motor mit der gewünschten Drehzahl rotiert? Davon hängt die Größe des Transistors und der Aufbau (evtl. Kühlkörper) ab.

Grüße,

Thomas


Bei 0,3A und 10V Differenz tut es auch ein 33Ohm 3W Widerstand. (Alternativ 12 parallele 390 Ohm 1/4 Watt Widerstände)
Bei 0,2A muss der Wert 50Ohm betragen, Leistung 2W.

Die Transistorschaltung verbrät die gleiche Leistung, hat aber den Vorteil der Regelbarkeit.
Die Aufschrift "NICHT BRENNBAR" ist keine Herausforderung!
[IMG]http://www.rclineforum.de/forum/attachment.php?attachmentid=122429&sid=[/IMG]

[SIZE=4]Ströme messen nicht vergessen![/SIZE]

Chilikakaoexperte

5

Mittwoch, 24. November 2010, 08:13

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

habe wohl auf den falschen Knopf gedrückt... sorry

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »OlliW« (24. November 2010, 08:16)


6

Mittwoch, 24. November 2010, 11:37

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Zitat

Original von Elektroniktommi
Die Transistorschaltung verbrät die gleiche Leistung, hat aber den Vorteil der Regelbarkeit.


Klar - das Hauptproblem beim Widerstand sehe ich aber in einem evtl. ungleichmäßigem Motorlauf und Anlaufproblemen. Die Schaltung mit Vorwiderstand bedeutet bei der großen Spannungsdifferenz (12V -> 2V) fast, den Motor über eine Konstantstromquelle zu betreiben. Probier mal, einen E-Motor an einem Netzteil über die Strombegrenzung auf eine bestimmte Drehzahl einzustellen, das geht praktisch nicht! Und geringste Änderungen bei der Last führen zu großen Drehzahländerungen.

Grüße,

Thomas

K_Mar

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Wohnort: D-76337 Waldbronn-Reichenbach (Karlsruhe) 1988-2005 Seesen/Harz; davor Hannover Modellbau seit 1974

Beruf: Dipl.Ing./Leistungselektr.entw. mW-MW z.Z.Antriebstechn.,früher Stromvers. (incl.Treiber+Messtechn.)

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7

Mittwoch, 24. November 2010, 20:50

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Wenn Du etwas elektronisches Verständnis hast, dann such mal mal nach Simpleswitcher von National.
Ich selber würde es mit einem LM3103 realisieren.

Gruß Klaus
Fahrzeuge auf dem Wasser bewegen macht Spaß und ist ein optimaler Testbereich für Elektronikentwicklungen

Elektroniktommi

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Wohnort: MK, Sauerland

Beruf: Konstrukteur

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8

Donnerstag, 25. November 2010, 08:33

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Zitat

Original von Ottili

Zitat

Original von Elektroniktommi
Die Transistorschaltung verbrät die gleiche Leistung, hat aber den Vorteil der Regelbarkeit.


Klar - das Hauptproblem beim Widerstand sehe ich aber in einem evtl. ungleichmäßigem Motorlauf und Anlaufproblemen. Die Schaltung mit Vorwiderstand bedeutet bei der großen Spannungsdifferenz (12V -> 2V) fast, den Motor über eine Konstantstromquelle zu betreiben. Probier mal, einen E-Motor an einem Netzteil über die Strombegrenzung auf eine bestimmte Drehzahl einzustellen, das geht praktisch nicht! Und geringste Änderungen bei der Last führen zu großen Drehzahländerungen.

Grüße,

Thomas


Stimmt, die Spannungsdifferenz bei der Transistorschaltung ist auch unabhängig vom Strom.
Die Aufschrift "NICHT BRENNBAR" ist keine Herausforderung!
[IMG]http://www.rclineforum.de/forum/attachment.php?attachmentid=122429&sid=[/IMG]

[SIZE=4]Ströme messen nicht vergessen![/SIZE]

Chilikakaoexperte

9

Donnerstag, 25. November 2010, 13:12

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

also, bevor ich das Bauen anfangen würde, würde ich erstmal grundsätzlich irgendwie, und ich meine irgendwie, testen was bei 2-3V passiert... denn ich würde das befürchten:

ich denke dass ein Motor der auf 12V ausgelegt ist bei 2-3V mehr als unbefriedigend läuft bzw. nicht die nötige Leistung zum Drehen aufbringen kann. Um trotzdem auf die gewünschte kleine Drehzahl zu kommen könnte man vielleicht ein bischen mehr Spannung als gedacht anlegen, aber ich würde erwarten dass der Motor (bei gleicher Last!) dann ziemlich gestresst wird weil er in einem falschen Arbeitspunkt betrieben wird... die einzige vernünftige/mögliche Lösung wäre dann eine PWM... von 12V auf 2V runter ist schon ne ganze Menge

10

Donnerstag, 25. November 2010, 14:02

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Servus,

der Wirkungsgrad wird so oder so unter aller Sau sein, denn ich nehme bei der beschriebenen Anwendung (Drehen eines Radar-Reflektors) stark an, daß der Motor praktisch kein Drehmoment und damit keine Leistung abgibt. Seine Hauptarbeit wird die Überwindung des Reibungswiderstands im Getriebe und im Motor selbst sein, damit liegt der Arbeitspunkt wohl bei knapp über Leerlauf, mit Wirkungsgrad naturgemäß gegen 0 - völlig egal, welcher Aufwand bei der Spannungswandlung betrieben wird.
Effiziens dürfte bei dieser Anwendung sowieso eher eine untergeordnete Roll spielen, deshalb würde ich zu "keep it simple" plädieren - 2 Bauteile für ein paar Cent = Transistor und Poti, sind insgesamt nur 6 Beinchen, die irgendwie zu verlöten sind...
Allerdings sollte für eine vernünftige Auslegung der Motorstrom tatsächlich mal festgestellt, nicht nur vermutet, werden.

Grüße,

Thomas

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Ottili« (25. November 2010, 14:04)


waffenfreak

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11

Donnerstag, 25. November 2010, 18:09

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

hi,
vielen dank für die antworten!
der motor ist nicht für 12 V ausgelegt, ist für 4-6V ausgelegt.
Werde aber mal den Strom messen....
lg
Gruss


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waffenfreak

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12

Donnerstag, 25. November 2010, 19:08

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Alssooooo,
der Motor verbraucht bei einer Spannung von 1,3V ca. 75 mAh.
Jedoch läuft er immer noch ein wenig zu schnell. Deshalb würde ich gern die Spannung auf 1V runter pegeln. Geht das?

lg
Gruss


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RudiRolf

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13

Donnerstag, 25. November 2010, 19:31

Hallo
das eifachste wäre es eine 1.2 Volt NC Zelle zu benutzen und wenn nötig eine normale Diode oder eine Shotky Diode in Reihe schalten
Mfg
Rudi

14

Donnerstag, 25. November 2010, 21:48

@Thomas: bin mir nicht sicher ob du meinen Punkt verstanden hast, liegt aber vielleicht auch daran dass ich's nicht allzu gut formuliert habe

aber da der Motor anscheinend auch bei 1.2V läuft ist meine Bemerkung eh egal... :)

15

Freitag, 26. November 2010, 01:12

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Hallo Alex,

mit dem Transistor und einem Poti kannst Du die Spannung bis auf 0 einstellen. 75 mA (ohne "h") sind auch leicht zu beherrschen. Kann man dann z.B. mit einem BD135 und einem 1k Poti machen. Am Transistor als Kühlung noch ein kleines Blech anbringen, oder den Transistor an ein Metallteil anschrauben. Notfalls wird er die Verlustleistung von knapp unter 1W aber auch ohne extra Kühlung verkraften.
Das Poti sollte nicht zu hochohmig sein - 1kOhm müsste passen. Besser vielleicht sogar ein 100 Ohm Poti und ein 470 Ohm Festwiderstand in Reihe zum (+)-Pin. Damit lässt sich die Spannung feinfühliger einstellen, da der Stellbereich dann nur bis ca. 1,5V geht.

Schaltung also:
(+12V) --- 470 Ohm --- Poti --- (Minus),
Poti-Schleifer an Basis vom Transistor, Collektor vom Transistor an (+12V), Motor zwischen Emitter und (Minus).

@Olli: das mit dem "Stress" habe ich in der Tat nicht verstanden, und in Punkto Laufverhalten bringt PWM gegenüber einem "Linearsteller" sicher auch keinen Vorteil, höchstens bei der Verlustleistung.

Grüße,

Thomas

16

Freitag, 26. November 2010, 07:52

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Zitat

das mit dem "Stress" habe ich in der Tat nicht verstanden
naja, ein Elektromotor kann bei einer gegebenen Sapnnung nicht beliebig Drehmoment entwickeln, und man kommt bei zu grossen Lasten in einen Bereich wo der Motor eher besser als "Tauchsieder" zu benutzen ist. Das passiert typisch wenn der Motor einfach unterdimensioniert ist (ich kann da nur das tolle Skript von Helmut Schenk empfehlen). Du gehst oben davon aus dass der Motor völlig überdimensioniert ist, dann sollte das tatsächlich kein Problem sein, aber mir scheint es nicht selbstverständlich dass in einem komerziellen Produkt die Motoren immer völlig überdimensioniert sein sollten (eigentlich eher umgekehrt).

Zitat

und in Punkto Laufverhalten bringt PWM gegenüber einem "Linearsteller" sicher auch keinen Vorteil
doch, ganz ehrheblich, klassisches Beispiel ist Modelleisenbahn (bzw. war es vor 20 Jahren zumindest :D), es geht um das Drehmoment das man erzeugt (was ja das ist was den Motor etwas antreiben lässt). Gerade das, bei den Modellbahnen (vor 20 Jahren) würde man sagen, Anfahrverhalten, ist bei kurzen aber dafür kurzzeitig hohen Drehmomenten einfach viel besser... man entwickelt sozusagen auch schon bei kleinen Spannungen ein ordentliches Durchzugsvermögen des Motors und kommt auch bei kleinen Spannungen überhaupt erst vorwärts.

Gerade bei kleinen Drehzahlen könnte man erwarten dass es einen Drehzahlbereich gibt den man mit einer reinen Spannungssteuerung nicht anständig eingestellt bekommt. Nach dem Moto, um das Ding sich selbstständig andrehen zu lassen braucht man eine rel hohe Spannung aber wenn das Ding sich dann dreht dann dreht es sich zu schnell...

Aber wie gesagt, wenn es auch so ohne Probs funktioniert ist ja alles Bestens...

(ich wollte nur darauf hinweisen dass ich mir an Eurer Stelle nur nicht nur so sicher gewesen wäre dass das tatsächlich auch so funktionieren würde weil es keinesfalls so sein hätte müssen, ist alles worauf ich hinweisen wollte :)).

17

Freitag, 26. November 2010, 13:35

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Hallo Olli,

dem kann ich immer noch nicht so ganz folgen. Wo soll denn plötzlich eine Überlastung des Motors herkommen, wenn das Ganze System bei 12V (ohne Überlastung des Motors) funktioniert? Bei Betrieb mit nur 2V muß er doch sicher nicht mehr Drehmoment aufbringen, als bei 12V - nur die Drehzahl ist bei 2V viel geringer.
Oder meinst Du mit "Überlastung" nur, daß der Motor ggf. bei zu geringer Spannung nicht mehr anläuft? Dadurch wird im Motor absolut aber auch nicht mehr Energie verheizt, als im normalen Betrieb.

Zitat

Original von OlliW

Zitat

und in Punkto Laufverhalten bringt PWM gegenüber einem "Linearsteller" sicher auch keinen Vorteil
doch, ganz ehrheblich, klassisches Beispiel ist Modelleisenbahn (bzw. war es vor 20 Jahren zumindest :D), es geht um das Drehmoment das man erzeugt (was ja das ist was den Motor etwas antreiben lässt). Gerade das, bei den Modellbahnen (vor 20 Jahren) würde man sagen, Anfahrverhalten, ist bei kurzen aber dafür kurzzeitig hohen Drehmomenten einfach viel besser... man entwickelt sozusagen auch schon bei kleinen Spannungen ein ordentliches Durchzugsvermögen des Motors und kommt auch bei kleinen Spannungen überhaupt erst vorwärts.

Gerade bei kleinen Drehzahlen könnte man erwarten dass es einen Drehzahlbereich gibt den man mit einer reinen Spannungssteuerung nicht anständig eingestellt bekommt. Nach dem Moto, um das Ding sich selbstständig andrehen zu lassen braucht man eine rel hohe Spannung aber wenn das Ding sich dann dreht dann dreht es sich zu schnell...

Der Zusammenhang zwischen Spannung, Strom, Drehzahl und Drehmoment ist doch beim Gleichstrommotor relativ einfach:
- Das Drehmoment ist Proportional zum Strom (abzgl. Leerlaufstrom, der weitgehend konstant ist)
- Die Leerlaufdrehzahl ist proportional zur angelegten Spannung,
- Das Absinken der Drehzahl unter gegebener Last bei konstanter Klemmenspannung ist im Wesentlichen durch den Innenwiderstand des Motors bestimmt. Der vom Motor aufgenommene Strom (und damit das Drehmoment) stellt sich entsprechend ein = ca. (Klemmenspannung - Generatorspannung)/Ri

Dadurch lässt sich die Drehzahl bei gegebener Last im Grunde nur durch die Höhe der angelegten Spannung einstellen. PWM ändert prinzipiell nichts daran, da das auch nur eine andere Form der Spannungseinstellung ist. Erst, wenn die PWM-Steuerung nicht als simpler Steller, sondern als Regler realisiert wird (d.h. Generatorspannung in den Impulspausen messen und PWM nachregeln), kann die Drehzahl ggf. besser stabilisiert werden. Das würde ich dann aber weniger der PWM, als dem Regelkreis zuordnen.

Grüße,

Thomas

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Ottili« (26. November 2010, 13:36)


18

Freitag, 26. November 2010, 17:38

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Hey Thomas,
also, ich weiss nicht wie ich das jetzt noch anders erklären soll, eigentlich meine ich das recht genau beschrieben zu haben.
Deine Motoreigenschaften sind schon richtig (3 könnte präziser sein), aber die Konsequenzen sind IMHO nicht ganz zu Ende gedacht. Es ist so dass wenn die Last so gross ist dass die Drehzahl geringer als die Hälfte der Leerlaufdrehzahl wird dann kommt man in einem Bereich in dem der Motor die Last nicht mehr auffangen kann und einfach nur viel Strom verbrät (soweit ich sehe der Hauptgrund für heiss werdende Motoren). Nun ist bei 2V die Leerlaufdrehzahl ca 6mal kleiner als bei 12V, die Last bleibt aber die Gleiche...
Im Prinzip ist es nicht falsch PWM einfach mal als mittlere Spannung zu interpretieren, aber daraus zu schliessen das damit alles gesagt ist ist auch zu kurz gedacht. Es ist z.B. so dass die Haftreibung grööser als die Gleitreibung ist, dadurch kommt es zu dem von mir oben beschriebenen Effekt. Diesen Unterschied kann man vermindern oder aufheben indem man anstatt eines kontinuierliches "schwachen" Drehmoments kurze aber kräftige Drehmomentpulse anlegt.
Das ist sicher eine interessante Diskussion, aber ich habe den Eindruck dass die für diesen Thread etwas sehr OT ist.
Olli

19

Freitag, 26. November 2010, 21:56

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Hi Olli,

kommt drauf an, ob man unter "Last" nur das Drehmoment oder die aufzubringende Leistung versteht - das Drehmoment mag bei dieser Anwendung gleich bleiben, die Abgabeleistung geht aber entsprechend mit der Drehzahl zurück, d.h. sinkt die Spannung und damit ungefähr proportional die Drehzahl (bei gleichbleibenden Drehmoment) auf 1/6, wird auch nur noch 1/6 der Leistung abgegeben, also der Motor wird nur noch mit 1/6 der ursprünglichen Last belastet.
Aber das schweift wohl in der Tat etwas weit vom Thema ab, daher sollten wir das hier vielleicht wirklich nicht weiter vertiefen...

Grüße,

Thomas

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Ottili« (26. November 2010, 22:10)


waffenfreak

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20

Montag, 29. November 2010, 21:58

RE: spannung von 12V auf ca. 2V?

Hey leute,
ich hab mir jetzt alle teile besorgt und auch gleich zusammengelötet.
Verwende Teile vom großen C:
445063
418218
150983
Ich glaube aber da stimmt etwas nicht, ich bin zwar nicht so der Lötfreak jedoch glaube ich hab ich es richtig angeschlossen. Der Motor ist aber wie irre los gelaufen bei 12V und das Poti hat nach ner kurze Zeit angefangen zu rauchen :)

Was passiert?
Anbei 2 Bilder von meinem Bauteil.

danke für eure hilfe!
»waffenfreak« hat folgendes Bild angehängt:
  • IMG_0202.jpg
Gruss


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