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Thema: einfachste PWM Motorsteuerung (für Drehscheibe)

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Lächeln einfachste PWM Motorsteuerung (für Drehscheibe)

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    Hallo Leute,

    ich möchte eine langsam (<10 rpm) drehende Scheibe, wenn es geht ohne Getriebe und möglichst geräuschlos.
    Habe mal geschaut was ich noch an Bauteilen da habe und dadurch ist folgendes entstanden.

    Wenn jemand von euch Profis die Güte hätte einen kurzen Blick darauf zu werfen ob das so passt (oder ob sonst mein MC sich verabschiedet), wäre ich sehr dankbar

    Noch paar Daten:
    - Motor: Standart DC Motor (irgendwo einem alten Drucker oder Floppy oder sowas entnommen)
    - Scheibe: dreht dauerhaft , es fließt also nur kurz beim Anfahren ein höherer Strom, danach dürfe der Motor meiner Meinung nach kaum noch belastet sein
    - Genauigkeit (von der Geschwindigkeit) spielt keine Rolle


    Wofür das ganze:
    Ich baue einen Sternenhimmel als Weihnachtsgeschenk und möchte einen Funkeleffekt dadurch erzeugen, dass sich eine Lochplatte zwischen Lichtleitern und Leuchtmittel dreht.

    lg Jo
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken motor.png  

  2. #2
    Neuer Benutzer Öfters hier Avatar von JARVIS85
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    Hi

    also zum einen würde ich die spule(motor) samt freilaufdiode lieber an die high side legen. also sprich direkt an die 9V
    Der BC141-10 erlaubt 1A maximum an current, wenn du ihn also durchschaltest (leitend), dann hast du 9V/R_motor was sicher mehr is als er abhalten kann. (eventuell strombegrenzung durch widerstand in reihe)
    da das ganze sicher gepulst ist, ist dieser DC maximum wert wohl nicht sehr lange aktiv... wie sieht denn die pulsdauer aus?
    Bei dem motor fehlen ein paar angaben, vor allem was lastmoment usw angeht. von daher bin ich mir auch nicht ganz sicher ob du bei niedriger drehzahl, also kurzer impulsdauer auch den motor überhaupt dazu bekommst das er sich dreht...

    beste grüße!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Zitat Zitat von JARVIS85 Beitrag anzeigen
    Hi

    also zum einen würde ich die spule(motor) samt freilaufdiode lieber an die high side legen. also sprich direkt an die 9V
    Der BC141-10 erlaubt 1A maximum an current, wenn du ihn also durchschaltest (leitend), dann hast du 9V/R_motor was sicher mehr is als er abhalten kann. (eventuell strombegrenzung durch widerstand in reihe)
    Also meinem elektrotechnischen Verständnis nach ist das eine Reihenschaltung, wo I=I egal ob der Motor "vor" oder "nach" dem Transistor kommt

    Ich weis net ob mein Motor wirklich 9 V hat da kann man leider nix mehr drauf lesen, hab auch verschiedene hier rumliegen. Es geht um so einen kleine E-motor eben der aus irgend einem alten Elektroschrott kommt. Jedenfalls bei ner 9 V Blockbatterie läuft das Gerät und stinkt noch nicht

    Zitat Zitat von JARVIS85 Beitrag anzeigen
    da das ganze sicher gepulst ist, ist dieser DC maximum wert wohl nicht sehr lange aktiv... wie sieht denn die pulsdauer aus?
    Bei dem motor fehlen ein paar angaben, vor allem was lastmoment usw angeht. von daher bin ich mir auch nicht ganz sicher ob du bei niedriger drehzahl, also kurzer impulsdauer auch den motor überhaupt dazu bekommst das er sich dreht...

    beste grüße!
    Also getaktet ist mein MC mit 8 mhz und ich habe wenn ich mich nicht irre einen 8 Bit timer. Ich hätte einfach mal wenn das teil angeschlossen ist die pulsweite solange verlängert, bis sich der Motor dreht. Belastet ist er nicht wirklich. ist nur ein ganz dünnes blech mit ca 20 mm durchmesser das vorne direkt auf der motorachse befestigt ist.
    Ich mein ich kann ja auch das ganze via Rampe anfahren, falls der Anlaufstrom zu groß ist. ...ODER?

  4. #4
    Neuer Benutzer Öfters hier Avatar von JARVIS85
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    Zitat Zitat von jo_robot Beitrag anzeigen
    Also meinem elektrotechnischen Verständnis nach ist das eine Reihenschaltung, wo I=I egal ob der Motor "vor" oder "nach" dem Transistor kommt
    also...
    das mit der positionierung war unabhängig von dem punkt mit dem maximalen strom durch den motor. klar, ungeachtet dem biasstrom ist Ie=Ic
    es ging ehr darum, ob der transistor auch sauber schalten kann...

    wie sieht es denn aus mit dem realen R der spule? wenn du den mal misst, kannste zumindes den strom definieren der maximal fließen wird.
    wenn du die möglichkeit hast, an den motor ein einfaches poti anzuschließen, dann kannst du ja mal so lange den R des poti so lange verändern, bis sich der motor gewünscht schnell (langsam) dreht.
    dann den strom ermitteln der dafür nötig war/ ist...
    dann kannst du die pwm so einstellen, dass der gemittelte strom dem entsprechen sollte, wie er nötig ist.
    die rampe ist eine sehr gute idee! wenn du den strom so langsam an das soll bringst, vermeidest du auch ein ruckelndes anfahren (möchte ich meinen).
    kann aber auch sein, dass durch das lastmoment des motors das drehen erst ab einem gewissen strom bzw pwm verhältnis überhaupt etwas bringt... so lange du aber nicht die maximalen werte (stromspitzen usw) des transistors und des motors überschreitest, sollte das auch alles funktionieren... oder eben gleich einen widerstand einbringen der von vorn herein den strom begrenzt, das sollte dann auch das problem mit dem anlassstrom beheben (ein ntc widerstand is sicher nicht nötig...)

    beste grüße

  5. #5
    Benutzer Stammmitglied Avatar von JonnyBischof
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    Bei einem Bipolartransistor (wie dem BC141) ist es egal, ob er vor oder nach dem Motor zwischengeschaltet wird. Der Bipolartransistor wird über den Strom gesteuert, welcher aus dem Mikrokontroller-Pin in die Basis des Transistors fliesst.
    Anders wäre das bei einem MosFET (N-Kanal), welcher spannungsgesteuert ist. Dieser schaltet nämlich, wenn die Spannung zwischen Gate und Source des Transistors einen genug hohen Wert erreicht. Somit sollte der Source-Pin eines N-Kanal MosFETs immer auf Ground gelegt werden, dann kann man das Gate ohne Probleme ansteuern.


    Wenn du ein Multimeter hast, einfach mal den Strom messen, welcher fliesst, wenn du den Motor direkt an die 9V Batterie hängst. Der Transistor verträgt 1A (ziemlich viel), ein kleiner Motor wie aus nem Floppy oder DVD-Laufwer dürfte weniger Strom ziehen... Ansonsten kannst du sicher gehen, indem du den Motor als Kurzschluss ansiehst (wenn er bestromt wird, sich aber nicht dreht, dann ist er relativ nahe an nem Kurzschluss) und den Strom dann auf 1A begrenzt. Das machst du mit einem Widerstand, nämlich:

    R = U / I = 9V / 1A = 9 Ohm -> 9.1 Ohm ist der nächstgelegene Widerstandswert.

    Beachte die Leistung: P = I^2 * R = 1 * 9.1 Ohm = 9.1 Watt (etwas ungenau da du nicht mehr ganz 1A hast). -> da brauchst du einen ziemlich dicken Widerstand...

    Wenn du kein Multimeter hast, aber einen Widerstand der in der Grössenordnung um 10 Ohm ist (5 - 30 oder so), kannst du auch eine "Strommessung" machen, indem du den Widerstand in die Schaltung einfügst (zwischen 9V und Kollektor des Transistors) und schaust, ob der Widerstand heiss wird. Wird er nicht heiss, so fliesst nicht viel Strom
    mfG
    Jonny

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von JonnyBischof Beitrag anzeigen
    Bei einem Bipolartransistor (wie dem BC141) ist es egal, ob er vor oder nach dem Motor zwischengeschaltet wird. Der Bipolartransistor wird über den Strom gesteuert, welcher aus dem Mikrokontroller-Pin in die Basis des Transistors fliesst.
    Na ja, das mit dem Basisstrom ist schon richtig, aber wenn der Emitter in der Gegend von 9V liegt (der Transistor also durchgeschaltet ist) und der µC so 3 bis 5V liefert, wird wohl kaum ein Strom in die Basis fließen. Die Basis muß so ca. 0,7V höheres Potential als der Emitter haben.

    Und zum Motor: ich würde erst mal am Labornetzteil ausprobieren, wie langsam er überhaupt laufen kann, bevor ich eine Schaltung entwickle.

    MfG Klebwax
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Danke für die Antworten werde mal probieren und berichten.

    @ Klebwax: ich denke der Motor kann aber noch langsamer Drehen mit PWM als mit einer niedereren Spannung oder liege ich da falsch?
    Geändert von jo_robot (21.11.2012 um 10:47 Uhr)

  8. #8
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    Zitat Zitat von jo_robot Beitrag anzeigen
    @ Klebwax: ich denke der Motor kann aber noch langsamer Drehen mit PWM als mit einer niedereren Spannung oder liege ich da falsch?
    Ja.

    MfG Klebwax
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  9. #9
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    Meine Erfahrung mit DC-Motoren und PWM:
    Alle DC-Motoren haben eine Losbrechspannung, unter der sie sich gar nicht erst bewegen. Diese ist oft für beide Drehrichtungen sogar unterschiedlich hoch. Stellt man die PWM gerade so über dieser Spannung ein, dann dreht sich der Motor auch nicht gleichmäßig langsam, sondern ruckt sich immer kurz los, dreht sich ein Stück und hängt dann wieder kurz an derselben Stelle. Einen gleichmäßigen Lauf wirst du so also kaum ohne Regelung realisiert bekommen. Wie wäre es denn mit einer Übersetzung mit Zahnriemen (ziemlich leise) und den Kasten mit dem Motor nochmal extra gegen Schall dämpfen?

  10. #10
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    Zitat Zitat von Geistesblitz Beitrag anzeigen
    Meine Erfahrung mit DC-Motoren und PWM:
    Alle DC-Motoren haben eine Losbrechspannung, unter der sie sich gar nicht erst bewegen. Diese ist oft für beide Drehrichtungen sogar unterschiedlich hoch. Stellt man die PWM gerade so über dieser Spannung ein, dann dreht sich der Motor auch nicht gleichmäßig langsam, sondern ruckt sich immer kurz los, dreht sich ein Stück und hängt dann wieder kurz an derselben Stelle.
    Und diese Spannung wird auch noch von allerlei mechanischen Gegebenheiten abhängen, wie Schmutz im Lager, Alter des Öls, Zustand der Bürsten etc.

    Ohne Getriebe wird das nichts. Nimm einfach einen solchen Motor.

    MfG Klebwax
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