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"Softanlauf" für kleine E-Motoren


Guest Jo_S

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Ich suche nach einer Möglichkeit, wie man kleine 12v-Getriebemotoren mit möglichst geringem elektronischen Aufwand "weich" anlaufen / auslaufen lassen kann. Hintergrund: ich will vermeiden, dass beim Einschalten der Motoren (Drehung eines Baggeroberteils) gleich das volle Anlauf-Drehmoment als heftiger Ruck auf den Drehkranz knallt. Der Motor soll also im allerersten Moment etwas langsamer hochlaufen. Vielleicht so im Zeitfenster der ersten halben bis einer Sekunde. Genauso beim abstellen - das soll ebenfalls etwas "gedämpft" werden.

 

Kann man das nicht ganz einfach mit relativ dicken Elkos machen, die man zwischen die Anschlußpole des Motors hängt? Ich habe sehr wenig Platz, aber so um die 4700 - 10.000uF kriege ich noch gerade unter. Die Motörchen werden so um die 60 - max. 120 mA an 12V ziehen. Reichen dafür die Elkos aus? Wie berechnet man das?

 

Die (teure) Alternative wären GoldCaps / Supercaps. Da kriege ich auch mehrere 1F unter. Mich irritiert nur die Spannungsfestigkeit der Supercaps: 2,5V. Heisst das, dass ich bei 12V Spannung 5 Stück seriell zwischen die Anschlußpole hängen müsste?

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Guest TeKieler

Zu den Elkos kann ich dir leider nichts sagen...

 

Aber ich habe bei meiner Schnellboot Flak einen SERVOVERZÖGERUNGSBAUSTEIN vom C vor den gehackten (jetzt 360°) Servo geklemmt.

Das Ergebnis: Butterweicher Anlauf und ein Nachdrehen. Sieht aus, wie Massenträgheit!

Ich wollte hier auch schon immer mal ein Video einstellen, aber irgendwie komme ich nie dazu :(

 

Ich weiss gar nicht so genau, wie ein Drehzahlsteller reagiert, wenn er so einen Verzögerungsbaustein vorgesetzt bekommt.

Aber vom Prinzip her müsste der Motor dann doch ähnlich reagieren, wie mein Servo?

 

Wie steuerst du den Motor an?

Ein und Aus über ein Relais am Multiswitch? Oder mit Drehzahlsteller am Propkanal?!

Bei letzterer Variante könntest du einfach gefühlvoll Schwenken ;)

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... SERVOVERZÖGERUNGSBAUSTEIN

Ich vermute mal sehr stark, dass so ein Ding anders funktioniert. Vermutlich wird die Impulsbreite langsam auf den Sollwert gefahren.

 

Wie steuerst du den Motor an?

Ein und Aus über ein Relais am Multiswitch? Oder mit Drehzahlsteller am Propkanal?!

Sowohl als auch. Drei Motoren sind an dem Spielchen beteiligt, 2 (voraussichtlich) über Steller, einer über Relais.

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Moin,

 

was richtig einfaches hab ich nicht auf Lager, bei :link: MNOP unter Projekte, Sanftanlauf für Elektromotoren gibts aber nen interessanten Schaltungsvorschlag, wenn auch mit etwas mehr Bauteilen.

 

Bei den Stellern könnte man wahrscheinlich durchaus das Verzögerungsmodul zwischen Empfänger und Regler schalten.

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Die MNOP-Schaltung (gute Seite übrigens!) sieht generell ganz interessant aus, hat für meinen Zweck aber einen entscheidenden Nachteil: so wie ich das verstehe, funktioniert sie nur mit festgelegter Polarität. Also nur eine Motordrehrichtung. Bei mir müssen alle Motoren in beide Richtungen laufen können.

Und genau an der Stelle komme ich auch mit der Elko-Überlegung ins stocken - ich kann die Dinger ja nicht umpolen. Es sei denn, dass sie nicht zwischen den Motoranschlüssen, sondern am Eingang des Polwende-Relais angelötet würden. Hat das noch niemand ausprobiert? Und läuft der Motor damit wirklich "weich" an? Wird also zuerst der Elko aufgeladen, bevor der Motor anläuft?

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Guest Joachim C.
hat für meinen Zweck aber einen entscheidenden Nachteil.

 

Nicht unbedingt. Du kannst ja zwischen der MNOP Schaltung und dem Motor ein Umpolrelais einbauen.

 

 

Gruß

Joachim

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Hallo,

 

die Idee mit Elkos würde ich schnell wieder vergessen, das braucht ziemlich viel platz...

Wenn Du Steller verwendest, ist das ganze ja eh kein Problem, einfach langsam anfahren :) wenn Du das nicht jedes Mal von Hand machen möchtest, gibt es dafür günstige "delay"-Module.

 

vl. kann ich Dir auch weiterhelfen, hatte mal vor einiger Zeit eine kleinen (Platinenabmessungen: 16,5x11mm) Schaltung gebaut, aus nem ATTiny und einer 1A-H-Brücke, da hab ich glaub noch Platinen rumliegen, die Bauteilkosten dürften unter 10Eu liegen.

Wie wolltest Du den das ganze ansteuern? Per RC-Kanal, oder über Schaltausgänge?

Die Software da drauf sollte sich ziemlich einfach an die Gegebenheiten anpassen lassen.

 

bei Interesse kannst Du Dich gerne mal per PN melden.

 

viele Grüße,

Hermann

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Hi Jo,

 

da Du ja durchaus vom Fach bist, würde ich mal über PWM-Steuerung per Microprozessor mit entsprechenden Endstufen nachdenken... ein Käfer könnte problemlos sämtliche Signale einsammeln, die Motörchen verwalten, und das Servo auch gleich noch mit.

 

Ein schneller Blick über den Tellerrand, nette TTL-kompatible H-Brücken findest Du z. B. im Schaltplan des Asuro-Roboters.

 

Grüße

 

Torsten

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Guest fraesmax

Wieviel nimmt der Motor Strom auf?

 

Für den Sanftanlauf würde sich evtl. ein NTC Widerstand eignen.

Für den Sanftauslauf darfst du auf ein nachlaufendes Getriebe hoffen...

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Hallo

 

Ich würde auch keine Elko, weil dies sind ja gepolte Kondensatoren und bei falscher polung explodieren sie gerne, andere Kondensatorne (zb: Kunstoff-Folien) sind bei so großen Kapazitäten sehr groß.

 

die idee aber mit den Kondensatoren find ich gut, beim einschalten des Motors steigt erst langsam die Spannung an und beim Ausschalten langsam ab.

 

berechnung T=R*C

T=auflade zeit

R= hier der Motorwiderstand

C= kapazitat des Kondensators

 

und nach 5*T hast due die volle Betriebsspannung am Motor

 

gruß Manuel

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Danke für die Antworten. Wenn ich das richtig interpretiere, hat bisher noch niemand simple Kondensatoren ausprobiert. Ich finde die Einfachheit einer solchen Lösung eigentlich unschlagbar sexy. Und wenn das funktioniert, sehe ich eigentlich nur Vorteile gegenüber elektronischen Lösungen.

 

@Manuel: ganz genauso denk' ich mir das - unaufwändig, praxistauglich, unkaputtbar. Ich bin ein Fan von robusten Alltagslösungen. ;-)

Also, versteh ich das richtig: bei 1Ohm Innenwiderstand und 1F Kapazität habe ich eine Aufladezeit von 1 Sekunde?

Und wie kommst du auf die 5T?

 

Das liesse sich dann ja ganz problemlos mit Goldcaps machen. Ich brauche für die kleinen Motörchen ja nur rund eine Wattsekunde Energie für die Anlauf- Auslaufphase. Müsste ich nur noch wissen, wie man die 5,5V-Goldcaps schaltet, damit sie 12 V vertragen?!?!

 

@Torsten: "vom Fach" ist zu hoch gegriffen. Ich würde sagen: ich kriege eine Schaltung nachgebaut, die dann - mit etwas Glück - meistens sogar funktionert. :D

Aber mit Tinys, Pulsweitenmodulation, H-Brücken... das ist mir für diese Primitivanwendung zu komplex.

 

@hoppla: ein Platzproblem sehe ich eigentlich nicht. Ein Goldcap 330.000uF / 5,5V hat gerade mal 10mm Durchmesser und 5mm Höhe. Bei max. 120mA Stromaufnahme sollte sich da doch schon einiges machen lassen?!

 

@joachim: du hast völlig Recht, da hab ich nicht wirklich nachgedacht. Ganz einfach vor den Polwender setzen und fertig.

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Nach 1s wäre der kondensator erst auf 63% der Betriebsspannung aufgeladen

man sagt das der kondensator nach 5T auf volle Betriebsspannung aufgeladen(99%)

 

mir ist gerade eingefallen das beim einschalten vor dem motor und vor dem Kondensator ein widerstand sein muss sonst hast du ja kein widerstand der beim aufladen die Ladezeit begrenzt, wenn du kein widerstand hast ist der kondensator sofort aufgeladen.

 

beim ausschalten ist dann der Motor der Widerstand

 

nach deinen angaben hat dein Motor ein Widerstand von 100ohm bis 200ohm

wenn du ein widerstand von 20ohm vorschaltes liegt an deinem motor eine spannung von 10-11V an

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Frankenmatrose
Müsste ich nur noch wissen, wie man die 5,5V-Goldcaps schaltet, damit sie 12 V vertragen?!?!

Meineswissens drei mal parallel drei in Serie. (Bei Serienschaltung wird die Gesamtkapazität kleiner als die Einzelkapazitäten, 1/Cgesamt=1/C1+1/C2...)

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Hallo,

 

leider hat die Kondensator-Lösung den ein oder anderen Pferdefuß...

Das erste und wichtigste Problem:

Der Akku ist in erster Näherung keine Strom-, sondern eine Spannungsquelle...

Der Akkuwiderstand ist gegeben, und ziemlich niedrig (was passiert, wenn man einen Akku kurzschließt, wissen wir ja :) ).

Bei moderaten Strömen (die der Akku also verträgt) sinkt die Ausgangsspannung des Akkus nicht soweit, um den gewünschten Sanftanlauf zu realisieren.

->ohne Vorwiderstand für den Motor funktionierts auf keinen Fall.

Wenn man das ganze nun mit Vorwiderstand betrachtet:

bei 10Ohm Vorwiderstand fällt bei 100mA (Normalbetrieb) schon mal ein Volt Spannung ab. Kann man wohl verschmerzen, elegant find ichs zumindest nicht..

 

Wie sieht den allerdings dann der nötige Kondensator aus?

Er muß ja beim Anschalten ca. 1A Strom aufnehmen, mit Gold-Caps ist das zumindest kritisch, müßte man mal in die Datenblätter schauen, ob die überhaupt so viel Strom vertragen.

 

Tau = 0.5s -> Der Kondensator müßte ca. 50mF haben. (0.5/10Ohm), ohne Supercaps platztechnisch wohl nicht möglich.

soweit mal eine grobe Überschlagsrechnung...

 

viele Grüße,

Hermann

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Wenn Dir die Prozessor-Lösung nicht so liegt, wäre DIESE SCHALTUNG eventuell tauglich. Sieht eigentlich gar nicht schlimm aus...

 

Die Umpolung könnte man über ein Relais realisieren, wenn man die Schaltung nicht entsprechend aufbrezeln will.

 

Grüße

 

Torsten

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Wie wäre es denn mit einer mechanischen Lösung, einer Schwungmasse? Schliesslich ist das ja der Grund warum das Anlaufen/Abbremsen nicht abrupt erfolgt. Müßten aber wohl dann schon recht große Massen sein, vielleicht geht das ja aus Platz oder Stabilitätsgründen nicht?

 

Cheers

Chris

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Auf die nachfolgende Mechanik wirkt eine Schwungmasse auf der Motorwelle zweifellos "besänftigend". Von der elektrischen Seite wirkt die Schwungmasse eher gegenteilig, d. h. der Motoranlaufstrom wird höher.

Bei Modell-Lokomotiven wurden früher (vor den Digitalsystemen) Schwungscheiben angewendet, um ein realistischeres Anfahren und Abbremsen zu erreichen.

 

Grüße

Richard

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Wie wäre es mit einem kleinen Microprozessor und einem leistungs FET ?

Der Prozessor gibt immer länger anhaltende Impulse und taktet so den Motor hoch.

Wäre doch ne schöne Sache für unsere elektronik Fuzzies

 

Gruß

Günter

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