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Hallo!

Heute habe ich mal ein Problem.
Ich möchte einen 6V Spielzeugmotor einstellbar von etwa 0-6V an 0-14V betreiben.
Im Prinzip würde ein Spannungsteiler reichen, wenn der Motor einen konstanten Widerstand hätte.
Die Stromaufnahme schwankt aber zwischen etwa 50mA und 100mA.

Idee: Ich nehme einen Emitterfolger wie im Bild gezeigt.





Das klapptwunderbar.
Nur: Der Motor soll mit Umpolen der Betriebsspannung auch andersherum laufen.
Also habe ich die Schaltung ergänzt:



Auch das funktioniert soweit erst mal.
Zwei Fragen habe ich:

Der nicht benötigte Transistor wird falsch herum betrieben und bricht bei U_BE ca. 7V durch.
Wenn oben Plus ist, dann halbiert der Spannungsteiler die 14V auf 7V, dann folgt die in Speerrichtung betriebene BE-Diode des unteren Transistors und dann die 1N4001 nach Minus. Die 14V sind effektiv bei pulsierender Gleichspannung, der Spitzenwert liegt also deutlich höher.
Kann man das geschickt lösen?

Kann ich mir einen der beiden Spannungsteiler sparen oder übersehe ich etwas?
Platz ist knapp und jedes Bauteil weniger ist besser.

Mikee

» Hallo!
»
» Heute habe ich mal ein Problem.
» Ich möchte einen 6V Spielzeugmotor einstellbar von etwa 0-6V an 0-14V
» betreiben.
» Im Prinzip würde ein Spannungsteiler reichen, wenn der Motor einen
» konstanten Widerstand hätte.
» Die Stromaufnahme schwankt aber zwischen etwa 50mA und 100mA.
»
» Idee: Ich nehme einen Emitterfolger wie im Bild gezeigt.

Hallo Mikee,»
Eventuell könntest du die Elektronik an einer Graetz-Brückenschaltung betreiben, dann kommst du mit der einfachen Schaltungsvariante hin, sparst dir
platzmäßig den zweiten Transistor, hast dafür 4 Dioden, z.B 1N4148. Die Motor-Umpolung müsste dann eben hinter der Elektronik stattfinden.

Hallo!

» Eventuell könntest du die Elektronik an einer Graetz-Brückenschaltung
» betreiben, dann kommst du mit der einfachen Schaltungsvariante hin, sparst
» dir
» platzmäßig den zweiten Transistor, hast dafür 4 Dioden, z.B 1N4148.
» Die Motor-Umpolung müsste dann eben hinter der Elektronik stattfinden.

Platzmäßig ist bei etwa einem Würfelzucker Schluss.
Wie soll die Motor-Umpolung funktionieren?
Mir fällt da nur ein Relais ein, das in der einen Polungsrichtung anzieht, in der anderen nicht.
Wird aber schwierig für den gesamten Bereich von 2-14V zu realisieren,

Mikee

» Wie soll die Motor-Umpolung funktionieren?
» Mir fällt da nur ein Relais ein, das in der einen Polungsrichtung anzieht,
» in der anderen nicht.
» Wird aber schwierig für den gesamten Bereich von 2-14V zu realisieren,

Wie war die Umpolung bisher angedacht oder vorgegeben? Allgemein ist es auch schwierig, Motoren über Widerstände zu betreiben, weil unter Belastung
ziemlich schnell die Leistung einbricht, und ein Transistor ist ja auch ein Widerstand. Ein Lüfterchen oder sowas ginge natürlich. Könnte richtig zur Knobelei
werden . . . Die Spannungsregelung als solche ginge ggf. über einen LM317 mit Begrenzung nach oben, aber eine lineare Drehzahlregelung wird man da
nur bedingt hinbekommen. Der LM317 ist allerdings etwas empfindlich bei Abreißfunken usw. Mit meiner Kleinbohrmaschine (die allerdings einige A ziehen kann),
habe ich da schon welche geschrottet.

» » Wie soll die Motor-Umpolung funktionieren?

indem die Spannung an den beiden Eingängen vor der Elektronik umgekehrt wird.
Im Prinzip wie langsame Wechselspannung mit entsprechend wechselnder Drehrichtung.

» » ein Transistor ist ja auch ein Widerstand.
Aber der Emitterfolger hängt ziemlich stabil an dem Spannungsteiler solange der Querstrom groß genug ist.

» Lüfterchen
Viel zu groß. Wie gesagt ein Würfelzucker, mehr Platz ist nicht. Die vorgesehen BDxxx sind TO126 also deutlich kleiner als TO220 Gehäuse.

» Die Spannungsregelung als solche ginge ggf. über einen LM317
Ich will ja gar nicht regeln, vor allem wie beschaltet man denn einen LM317 damit
er immer die halbe Eingangsspannung am Ausgang rausgibt?
Und was sagt der beim kompletten Verpolen?

Mikee

Steht eine Hilfsspannung von 2..6V zur Verfügung?

Also ich würde mich mal mit PWM an diese Aufgabe heran wagen.
Solche Aufgabenstellungen findet mal hauptsächlich im Bereich Modellbahn. Stummiforum o.ä. wäre ein Anlaufpunkt für passende Schaltungen.

Bei Analoger Spannungsvernichtung:
Anstatt eines Spannungsteilers aus Widerständen eine Z-Diodenschaltung verwenden.
Die Leistung muss eh in Verlustwärme umgewandelt werden.

Gruß
Ralf
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» Heute habe ich mal ein Problem.
» Ich möchte einen 6V Spielzeugmotor einstellbar von etwa 0-6V an 0-14V
» betreiben.
» Im Prinzip würde ein Spannungsteiler reichen, wenn der Motor einen
» konstanten Widerstand hätte.
» Die Stromaufnahme schwankt aber zwischen etwa 50mA und 100mA.
»
» Idee: Ich nehme einen Emitterfolger wie im Bild gezeigt.
»
»
»
»
»
» Das klapptwunderbar.
» Nur: Der Motor soll mit Umpolen der Betriebsspannung auch andersherum
» laufen.
» Also habe ich die Schaltung ergänzt:
»
»
»
» Auch das funktioniert soweit erst mal.
» Zwei Fragen habe ich:
»
» Der nicht benötigte Transistor wird falsch herum betrieben und bricht bei
» U_BE ca. 7V durch.
» Wenn oben Plus ist, dann halbiert der Spannungsteiler die 14V auf 7V, dann
» folgt die in Speerrichtung betriebene BE-Diode des unteren Transistors und
» dann die 1N4001 nach Minus. Die 14V sind effektiv bei pulsierender
» Gleichspannung, der Spitzenwert liegt also deutlich höher.
» Kann man das geschickt lösen?
»
» Kann ich mir einen der beiden Spannungsteiler sparen oder übersehe ich
» etwas?
» Platz ist knapp und jedes Bauteil weniger ist besser.
»
» Mikee

» Also ich würde mich mal mit PWM an diese Aufgabe heran wagen.
» Solche Aufgabenstellungen findet mal hauptsächlich im Bereich Modellbahn.
» Stummiforum o.ä. wäre ein Anlaufpunkt für passende Schaltungen.

Der THEORETISCHE Ansatz wäre ein bipolar funktionierender Zerhacker mit Tastverhältnis 50/50. Da wäre alles unter einem Dach: Leistungsreduzierung
auf 50 %, Analogie zwischen Eingangs- und reduzierter Ausgangsspannung (wenn man vom arithmetischen Mittelwert ausgeht), sowie Platzersparnis, soweit
man die Sache mit SMDs aufbaut. Allerdings weiß ich nicht, ob es bipolar arbeitende Transistoren oder Steuerelemente gibt. Vielleicht kleine MOSFETs?
Ohne ein wenig "Murks" wird man so etwas nicht hinbringen. Das ganze Ansinnen erinnert etwas an die Quadratur des Kreises.

Dieser theoretische Ansatz wurde bereits in die Praxis umgesetzt.
Es gibt kleine Spannungswandler
https://www.reichelt.de/de/de/shop/suche/spannungswandler?GROUPINDEX=0&search=spannungswandler&PAGE=5

und natürlich auch die betreffenden ICs dazu von verschiedenen Herstellern.
DIY ist natürlich die zunächst billigste Variante, wenn man den eigenen Entwicklungsaufwand nicht mit einpreisen muss.
Aber fertige Wandler sind einfacher mal eben einzusetzen.

Gruß
Ralf


» Der THEORETISCHE Ansatz wäre ein bipolar funktionierender Zerhacker mit
» Tastverhältnis 50/50. Da wäre alles unter einem Dach:
» Leistungsreduzierung
» auf 50 %, Analogie zwischen Eingangs- und reduzierter Ausgangsspannung
» (wenn man vom arithmetischen Mittelwert ausgeht), sowie Platzersparnis,
» soweit
» man die Sache mit SMDs aufbaut. Allerdings weiß ich nicht, ob es bipolar
» arbeitende Transistoren oder Steuerelemente gibt. Vielleicht kleine
» MOSFETs?
» Ohne ein wenig "Murks" wird man so etwas nicht hinbringen. Das ganze
» Ansinnen erinnert etwas an die Quadratur des Kreises.

» Dieser theoretische Ansatz wurde bereits in die Praxis umgesetzt.
» Es gibt kleine Spannungswandler

An sich kenne ich die schon. Die Anforderung hier ist eben nur, dass es in beiden (eingehenden) Polaritäten funktionieren muss, die Ausgangsspannung
der Eingangsspannung "halbiert" folgen muss und die ganze Sache nur würfelzuckergroß sein darf. Die einfachste Lösung wäre ein simpler Widerstand.
Der würde alle Anforderungen erfüllen, nur die eine halt nicht: Das Motörchen muss wohl ein wenig Leistung bringen. Man hätte lediglich die Wahl zwischen
halbierter Drehzahl oder halbiertem Drehmoment, und das auch nur annähernd und je nach Widerstandswert. Beides unter einem Hut geht m.E. nicht.

» Steht eine Hilfsspannung von 2..6V zur Verfügung?
oder +/-15V, dann würde ich einen TDA2030 nehmen

» An sich kenne ich die schon. Die Anforderung hier ist eben nur, dass es in
» beiden (eingehenden) Polaritäten funktionieren muss, die Ausgangsspannung
» der Eingangsspannung "halbiert" folgen muss und die ganze Sache nur
» würfelzuckergroß sein darf. Die einfachste Lösung wäre ein simpler
» Widerstand

... was Energie verbrennt und damit Wärme erzeugt und die Speisung doppelt belastet. Ich kenne die konkrete Anwendung halt nicht - außer dass es sich um einen Motor handelt.
An den TO: ist weshalb die Versorgung umpolen um die Drehrichtung des Motors zu ändern? Kannst Du mal konkreter beschreiben was die Motivation hierfür ist?
Servos zB gibt es mit Mitte Null-Stellung. vielleicht gibts die auch elektronisch.
Womöglich gibt es solche Wandler auch mit AC-Eingang. Kann es sein, dass in Flugzeugen ein 400Hz AC-Netz existiert? Vielleicht hilft dies beim "finden" eines passenden Miniwandlers.
Im Modellbau gibt es immer wieder interessante Entwicklungen. Siehe auch Miniatur-Wunderland u.ä.

Gruß
Ralf

» Der würde alle Anforderungen erfüllen, nur die eine halt nicht: Das
» Motörchen muss wohl ein wenig Leistung bringen. Man hätte lediglich die
» Wahl zwischen
» halbierter Drehzahl oder halbiertem Drehmoment, und das auch nur annähernd
» und je nach Widerstandswert. Beides unter einem Hut geht m.E. nicht.

Vielleicht jeweils eine Diode in die Basisleitung. Dann müsste ein Spannungsteiler reichen und die BEs sind auch geschützt.

Oder Nimm statt BD zwei MOS. Die Bodydioden können dann deine Dioden komplett ersetzen.

Ist halt die Frage, wann dreht der Motor überhaupt los. Bei 0,1V geht der sicher noch nicht. Für jeglichen anderen Kram braucht man halt 2-3V um es zu betreiben. Als (Schalter für PWM könnte man z.B. gut ein Photomos Relais nehmen. z.B.
https://www.conrad.de/de/p/panasonic-aqy212gh-photomos-relais-1-st-1-schliesser-60-v-dc-60-v-ac-1100-ma-polzahl-4-504873.html
Das schaltet beide Richtungen. zum ansteuern braucht es aber min. die 1,5V für die Infrarot Diode Und da die Spannung wechselt, muss man die Hilfsspannung ja auch noch gleichrichten. Ich denke mal unter 3 V wird also nichts funktionieren und selbst da braucht man sicher einen Buck Boost Converter wie z.B. diesen
https://www.ebay.de/itm/406153346973?
Und dann noch z.B. einen Picaxe 08M2

» Steht eine Hilfsspannung von 2..6V zur Verfügung?

Nein, nur die Eingangsspannung.
Mikee

» Also ich würde mich mal mit PWM an diese Aufgabe heran wagen.

Welcher Baustein läuft schon ab 2V und erzeugt dann 0.5V ... 075V?

» Bei Analoger Spannungsvernichtung:
» Anstatt eines Spannungsteilers aus Widerständen eine Z-Diodenschaltung
» verwenden.
Die Z-Diode erzeugt einen Totbereich bis zur Z-Spannung, d.h. von 0 bis 8V
würde gar nichts passieren, das geht nicht. Die Eingangsspannung sollte
schon in etwa immer halbiert werden. Ein oder zwei Diodenstrecken mit 0,7V als
Totbereich sind nicht das Problem.

Mikee