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Guten Tag liebe Herren,

hoffe mir kann hier geholfen werden, ich bin eigentlich Maschinenbauer, habe jedoch ein elektrotechnisches Problem.

Ich möchte einen Kondensator auf einen bestimmten Wert aufladen und ihn danach entladen. Auf- und Entladezeit müssen dabei verschieden sein (NE555 geht nicht, da er sich länger aufladen soll, als er sich entläd). Gibt es eine Möglichkeit, dies zu realisieren (Komparator, Schmitt-Trigger) o.ä.?

Vielen Dank vorab!

» Ich möchte einen Kondensator auf einen bestimmten Wert aufladen und ihn
» danach entladen.

Auf eine bestimmte Spannung oder eine bestimmte Zeit lang?

» Auf- und Entladezeit müssen dabei verschieden sein (NE555
» geht nicht, da er sich länger aufladen soll, als er sich entläd).

Und warum soll das nicht gehen? Zur Not 2 Stück NE555
DAS wäre aber die Version "eine bestimmte Zeit lang".

» Gibt es
» eine Möglichkeit, dies zu realisieren (Komparator, Schmitt-Trigger) o.ä.?

DAS wäre die Version "auf eine bestimmte Spannung"
Klar geht auch. Mit einem Komparator die gewünschte höchste Spannung und die gewünschte Entladespannung vergleichen - und mit den Ausgängen das Auf / Entladen umschalten.
Genau DAS macht übrigens der NE55 intern mit seinem frequenzbestimmenden Kondensator. Die Schwellen sind dazu 1/3 unbd 2/3 Betriebsspannung, lässt sich aber auch dran drehen.

WARUM soll ein Kondensator auf / entladen werden? Doch nicht so zum Spass, das Signal wird doch wohl für etwas vorgesehen sein?

Und ist auch klar, das bei verschieden langen Auf/Entladezeiten auch der Lade/Entladestrom entsprechend unterschiedlich sein muss?

hws

» » Ich möchte einen Kondensator auf einen bestimmten Wert aufladen und ihn
» » danach entladen.
»
» Auf eine bestimmte Spannung oder eine bestimmte Zeit lang?
»
» » Auf- und Entladezeit müssen dabei verschieden sein (NE555
» » geht nicht, da er sich länger aufladen soll, als er sich entläd).
»
» Und warum soll das nicht gehen? Zur Not 2 Stück NE555
» DAS wäre aber die Version "eine bestimmte Zeit lang".
»
» » Gibt es
» » eine Möglichkeit, dies zu realisieren (Komparator, Schmitt-Trigger)
» o.ä.?
»
» DAS wäre die Version "auf eine bestimmte Spannung"
» Klar geht auch. Mit einem Komparator die gewünschte höchste Spannung und
» die gewünschte Entladespannung vergleichen - und mit den Ausgängen das Auf
» / Entladen umschalten.
» Genau DAS macht übrigens der NE55 intern mit seinem frequenzbestimmenden
» Kondensator. Die Schwellen sind dazu 1/3 unbd 2/3 Betriebsspannung, lässt
» sich aber auch dran drehen.
»
» WARUM soll ein Kondensator auf / entladen werden? Doch nicht so zum Spass,
» das Signal wird doch wohl für etwas vorgesehen sein?
»
» Und ist auch klar, das bei verschieden langen Auf/Entladezeiten auch der
» Lade/Entladestrom entsprechend unterschiedlich sein muss?
»
» hws

» » Ich möchte einen Kondensator auf einen bestimmten Wert aufladen und ihn
» » danach entladen.
»
» Auf eine bestimmte Spannung oder eine bestimmte Zeit lang?

Auf eine bestimmte Spannung

» » Auf- und Entladezeit müssen dabei verschieden sein (NE555
» » geht nicht, da er sich länger aufladen soll, als er sich entläd).
»
» Und warum soll das nicht gehen? Zur Not 2 Stück NE555
» DAS wäre aber die Version "eine bestimmte Zeit lang".

Habe gelesen, dass es nur möglich ist, das ganze umgekehrt zu gestalten, also Entladezeit länger als Ladezeit.

» » Gibt es
» » eine Möglichkeit, dies zu realisieren (Komparator, Schmitt-Trigger)
» o.ä.?
»
» DAS wäre die Version "auf eine bestimmte Spannung"
» Klar geht auch. Mit einem Komparator die gewünschte höchste Spannung und
» die gewünschte Entladespannung vergleichen - und mit den Ausgängen das Auf
» / Entladen umschalten.

Das Problem wo ich da habe ist, der Komparator würde doch zu schwingen beginnen, weil ich keine Hysterese habe, nicht?

» Genau DAS macht übrigens der NE55 intern mit seinem frequenzbestimmenden
» Kondensator. Die Schwellen sind dazu 1/3 unbd 2/3 Betriebsspannung, lässt
» sich aber auch dran drehen.
» WARUM soll ein Kondensator auf / entladen werden? Doch nicht so zum Spass,
» das Signal wird doch wohl für etwas vorgesehen sein?

Ich habe eine Kleinleistungsschaltung, an der ein AKKU hängt. Die Leistung des Akkus (3,8 V, 2000 mA) alleine reicht aus, den Motor zu betreiben, hängt die Schaltung aber mit dran über die ich den DC-Motor betreiben möchte, leider nicht mehr.

Idee war nun, einen Kondensator dahinderzuschalten, der sich auflädt und dann ab erreichen einer Aufladespannung den Kondensator entlädt und den DC-Motor betreibt.

» Und ist auch klar, das bei verschieden langen Auf/Entladezeiten auch der
» Lade/Entladestrom entsprechend unterschiedlich sein muss?

Das ist ja der Sinn und Zweck der Sache, mein Kondensator soll sich langsam aufladen, um den Akku nicht leer zu ziehen und sich dann auf einmal entladen, nicht ganz, sondern nur so lange, wie der Motor laufen soll 2 s oder so. Habe mir extra diesbezüglich Ultracaps zugelegt, welche eine entsprechend hohe Kapazität besitzen.

»
» hws

» Habe gelesen, dass es nur möglich ist, das ganze umgekehrt zu gestalten,
» also Entladezeit länger als Ladezeit.

Und dann das Signal invertieren, dann ist Ladezeit länger als Entladezeit - aber für die Problemstellung ist das eh nicht die richtige Lösung.


» Das Problem wo ich da habe ist, der Komparator würde doch zu schwingen
» beginnen, weil ich keine Hysterese habe, nicht?

Glaub ich nicht, und wenn ja, lässt sich ja eine Hysterese mit einem zusätzlichem Widerstand einfügen.


» Ich habe eine Kleinleistungsschaltung, an der ein AKKU hängt. Die Leistung
» des Akkus (3,8 V, 2000 mA) alleine reicht aus, den Motor zu betreiben,
» hängt die Schaltung aber mit dran über die ich den DC-Motor betreiben
» möchte, leider nicht mehr.

Ich vermute, da stimmt irgend was anderes nicht. Z.B. Motor verursacht Störungen, die die Schaltung "ausrasten" lassen o.ä.

Wie hoch ist den der Strom des Motors (evtl auch der Anlaufstrom) und wie hoch der Strom deiner "Schaltung"?
Akkus sind recht leistungsfähig, was die Lastströme betrifft.

» Idee war nun, einen Kondensator dahinderzuschalten, der sich auflädt und
» dann ab erreichen einer Aufladespannung den Kondensator entlädt und den
» DC-Motor betreibt.

Wie lange soll denn der Motor aus dem Kondensator versorgt werden? Bei grossen Strömen dürfte der Kondensator auch riesig werden - und bei kleinen Strömen kann das auch der Akku liefern.

Ein böser Verdacht:
» (3,8 V, 2000 mA)
Das heisst NICHT, dass der Akku max 2000mA liefern kann. Der kann auch z.B. 4A liefern, nur ist der dann in 15..20 Minuten leer.

» langsam aufladen, um den Akku nicht leer zu ziehen

Das wirst du nicht hnkriegen.
Wenn es darumgeht, dass die Laufzeit des Motors mit dem Vorhandenen Aku zu kurz ist: zweiten Akku nehmen. Oder einfach den Motor alle 10 Sekunden für 2 Sekunden Einschalten. Direkt vom Akku versorgt, ohne einen Kondensator dazwischen.

» soll 2 s oder so. Habe mir extra diesbezüglich Ultracaps zugelegt, welche
» eine entsprechend hohe Kapazität besitzen.

Und? Ultracap mal aufgeladen und Motor drangehalten? Wie lange läuft der Motor?

hws

» » Habe gelesen, dass es nur möglich ist, das ganze umgekehrt zu gestalten,
» » also Entladezeit länger als Ladezeit.
»
» Und dann das Signal invertieren, dann ist Ladezeit länger als Entladezeit
» - aber für die Problemstellung ist das eh nicht die richtige Lösung.

Dachte ich mir auch schon.

» » Das Problem wo ich da habe ist, der Komparator würde doch zu schwingen
» » beginnen, weil ich keine Hysterese habe, nicht?
»
» Glaub ich nicht, und wenn ja, lässt sich ja eine Hysterese mit einem
» zusätzlichem Widerstand einfügen.
»
»
» » Ich habe eine Kleinleistungsschaltung, an der ein AKKU hängt. Die
» Leistung
» » des Akkus (3,8 V, 2000 mA) alleine reicht aus, den Motor zu betreiben,
» » hängt die Schaltung aber mit dran über die ich den DC-Motor betreiben
» » möchte, leider nicht mehr.
»
» Ich vermute, da stimmt irgend was anderes nicht. Z.B. Motor verursacht
» Störungen, die die Schaltung "ausrasten" lassen o.ä.

Denke ich eher nicht, ich habe mal zum Spass ein Netzteil statt des Akkus drangehongen und die Schaltung mit 5 V versorgt, dann läuft der Motor einwandfrei.

» Wie hoch ist den der Strom des Motors (evtl auch der Anlaufstrom) und wie
» hoch der Strom deiner "Schaltung"?
» Akkus sind recht leistungsfähig, was die Lastströme betrifft.

Der Strom des Motors liegt zwischen 0,5 - 0,6 A (Anlaufstrom eben darüber, hatte am Netzteil die Strombegrenzung auf 1 A gestellt, ab da lief der Motor immer an, also schätze ich mal so um die 1 A).

Strom der "Schaltung"? Aufnahmestrom oder was meinst du? Mmmmh, kann ich nicht genau sagen, da hängt noch ne sehr kleine Pumpe dran.

»
» » Idee war nun, einen Kondensator dahinderzuschalten, der sich auflädt
» und
» » dann ab erreichen einer Aufladespannung den Kondensator entlädt und den
» » DC-Motor betreibt.
»
» Wie lange soll denn der Motor aus dem Kondensator versorgt werden? Bei
» grossen Strömen dürfte der Kondensator auch riesig werden - und bei
» kleinen Strömen kann das auch der Akku liefern.

Nicht "lange" um die 2 s lang.

» Ein böser Verdacht:
» » (3,8 V, 2000 mA)
» Das heisst NICHT, dass der Akku max 2000mA liefern kann. Der kann auch
» z.B. 4A liefern, nur ist der dann in 15..20 Minuten leer.

Also das ganze soll so laufen, dass der Motor und die Schaltung über den Akku betrieben werden soll, fällt die Spannung des Akkus unter einen bestimmten Wert, soll er über eine externe Quelle wieder aufgeladen werden. Sprich, der Akku wird nie leer, wenn der Kondensator nur langsam genug aufgeladen wird. Anders sieht es aber beim zeitgleichen Speisen des Motors aus denke ich mal. Der zieht das Teil ruckzuck leer.

»
» » langsam aufladen, um den Akku nicht leer zu ziehen
»
» Das wirst du nicht hnkriegen.
» Wenn es darumgeht, dass die Laufzeit des Motors mit dem Vorhandenen Aku zu
» kurz ist: zweiten Akku nehmen. Oder einfach den Motor alle 10 Sekunden für
» 2 Sekunden Einschalten. Direkt vom Akku versorgt, ohne einen Kondensator
» dazwischen.

Mmmh, das dachte ich mir auch schon, aber ich weiß nicht, ob meine Schaltung dann noch genug Saft bekommt.

» » soll 2 s oder so. Habe mir extra diesbezüglich Ultracaps zugelegt,
» welche
» » eine entsprechend hohe Kapazität besitzen.
»
» Und? Ultracap mal aufgeladen und Motor drangehalten? Wie lange läuft der
» Motor?

War ein 5 F Kondensator, der Motor lief schon ein paar Sekunden. Also reicht auf alle Fälle dicke aus.

» hws

» Denke ich eher nicht, ich habe mal zum Spass ein Netzteil statt des Akkus
» drangehongen und die Schaltung mit 5 V versorgt, dann läuft der Motor
» einwandfrei.

Kanns sein, dass die 3,8V im Unterschied zu 5V was machen?

Wenn das Zeugs mit dem 1A Netzgerät läuft, läuft es auch mit dem Akku - oder der Akku ist kaputt.

» Also das ganze soll so laufen, dass der Motor und die Schaltung über den
» Akku betrieben werden soll, fällt die Spannung des Akkus unter einen
» bestimmten Wert, soll er über eine externe Quelle wieder aufgeladen
» werden. Sprich, der Akku wird nie leer, wenn der Kondensator nur langsam
» genug aufgeladen wird.

Und wenn der Motor direkt am akku hängt, wird der Akku eben schneller / öfter von der externen Quelle wieder aufgeladen. Wo ist das Problem?

» Anders sieht es aber beim zeitgleichen Speisen des
» Motors aus denke ich mal. Der zieht das Teil ruckzuck leer.

Wenn der Motor 1A zieht, läuft er knapp 2 Stunden mit em Akku ohne wieder aufladen zu müssen.
Wenn du um die Funktion der restlichen Schaltung fürchtest: die sollte allerdings bei 3,8V sicher funktionieren. Also nix, was eigentlich für 5V vorgesehen war, aber bei 3,8V gerade noch so geht.

hws

» Wenn das Zeugs mit dem 1A Netzgerät läuft, läuft es auch mit dem Akku -
» oder der Akku ist kaputt.

Oder er enthält eine Schutzschaltung, die früher zumacht als 1A. 3,8V klingt ja auch ehr nach LiIon/LiPo, da ist das nicht ungewöhnlich.

» » Wenn das Zeugs mit dem 1A Netzgerät läuft, läuft es auch mit dem Akku -
» » oder der Akku ist kaputt.
»
» Oder er enthält eine Schutzschaltung, die früher zumacht als 1A. 3,8V
» klingt ja auch ehr nach LiIon/LiPo, da ist das nicht ungewöhnlich.

Ja, iss ein LI/Ion Akku, aber wen ich den Motor (ohne Schaltung direkt an den Akku halte, funktionierts ja, das irritiert mich etwas.

» » Denke ich eher nicht, ich habe mal zum Spass ein Netzteil statt des
» Akkus
» » drangehongen und die Schaltung mit 5 V versorgt, dann läuft der Motor
» » einwandfrei.

Habe die Schaltung gerade mit 3,8 V ausm Netzteil gespeist, der Motor läuft da auch nicht an.

» Kanns sein, dass die 3,8V im Unterschied zu 5V was machen?

Mmmmh, keine Ahnung, die Schaltung dürfte nicht so viel ziehen.
»
» Wenn das Zeugs mit dem 1A Netzgerät läuft, läuft es auch mit dem Akku -
» oder der Akku ist kaputt.
»
» » Also das ganze soll so laufen, dass der Motor und die Schaltung über
» den
» » Akku betrieben werden soll, fällt die Spannung des Akkus unter einen
» » bestimmten Wert, soll er über eine externe Quelle wieder aufgeladen
» » werden. Sprich, der Akku wird nie leer, wenn der Kondensator nur
» langsam
» » genug aufgeladen wird.
»
» Und wenn der Motor direkt am akku hängt, wird der Akku eben schneller /
» öfter von der externen Quelle wieder aufgeladen. Wo ist das Problem?


Mmmmh, stimmt eigentlich.

Wie realiser ich das am Besten?

Obwohl ich die Möglichkeit mit dem Kondensator nicht verwerfen will. Wie mache ich das denn am besten? Wie bastle ich mir meinen Komparator so, dass er mir meinen Kondensator maximal (langsam) auflädt und dann ruckartig entlädt.

Ne Idee?
» » Anders sieht es aber beim zeitgleichen Speisen des
» » Motors aus denke ich mal. Der zieht das Teil ruckzuck leer.
»
» Wenn der Motor 1A zieht, läuft er knapp 2 Stunden mit em Akku ohne wieder
» aufladen zu müssen.
» Wenn du um die Funktion der restlichen Schaltung fürchtest: die sollte
» allerdings bei 3,8V sicher funktionieren. Also nix, was eigentlich für 5V
» vorgesehen war, aber bei 3,8V gerade noch so geht.
»
» hws

» Habe die Schaltung gerade mit 3,8 V ausm Netzteil gespeist, der Motor
» läuft da auch nicht an.

Dann wärs doch sinnvoll mal die 'Schaltung' näher zu beschreiben, oder gleich einen Schaltplan zu posten.

» » Habe die Schaltung gerade mit 3,8 V ausm Netzteil gespeist, der Motor
» » läuft da auch nicht an.
»
» Dann wärs doch sinnvoll mal die 'Schaltung' näher zu beschreiben, oder
» gleich einen Schaltplan zu posten.

Ja, kann nicht schaden:D!




Also der obere Teil erzeugt Vcc, an dem wird der Akku unten aufgeladen, so stell ich mir das zumindest vor.

Im unteren Teil, da wird die Last (Motor) abgegriffen. Sehe ich doch richtig, dass der Akku direkt an den Motor geht, oder?

Hallo Frauke.
Wenn ich mir die Spannungsüberwachung des Akkus anschaue (ich kann die Widerstandswerte leider schlecht erkennen) sehe ich das die erst ab 3,92V den Akku zum Motor durchschaltet. Wenn R16 angepasst wird sollte es auch schon ab 3,7..3,8V laufen.
Gruß
Nils

» Hallo Frauke.
» Wenn ich mir die Spannungsüberwachung des Akkus anschaue (ich kann die
» Widerstandswerte leider schlecht erkennen) sehe ich das die erst ab 3,92V
» den Akku zum Motor durchschaltet. Wenn R16 angepasst wird sollte es auch
» schon ab 3,7..3,8V laufen.
» Gruß
» Nils

Oh, tut mir leid, da steht noch der alte Wert. Ich habe ihn bereits geändert, die Spannung liegt ja am Lastausgang an, aber der Motor läuft trotzdem nicht. Kann es sein, dass über diese Strecke so viel Leistung verloren geht, dass der Motor nicht mehr anläuft? Ich meine, es sind ja schon einige IC's zu versorgen, außerdem ist da ja noch eine Pumpe angeschlossen, die im Schaltplan nicht eingezeichnet ist.

Wenn ich es nun mit einem Komparator machen möchte, wie dimensioniere ich den denn so, dass er mir meinen Kondensator bis zu einem gewissen Punkt auflädt und dann bis zu einer gewissen Spannung entlädt. Die Dimensionierung des Kondesators, Lade- und Entladezeit habe ich schon berechnet, nur, wie ich dieses Switchen des Schalters hinbekommen soll, da habe ich keine Ahnung. Sagen wir, der Kondensator soll sich bis auf Uakku aufladen, in diesem Falle 3,6 V und sich bis auf 3 V entladen (RC-lade = 30 s, RC-entlade = 20 s). Das hieße, der Kondensator müsse sich nie vollständig entladen, immer nur von 3 V auf 3,6 V und umgekehrt.

- warum habe ich mir diesen Motor ausgesucht?
- warum soll der wie oft / lange laufen?
- Warum habe ich mir diese seltsame Konstruktion mit Li-Akku laden und wieder Entladen ausgedacht?
- Warum wird der Motor nicht direkt aus der Quelle versorgt, die hier den Akku wieder auflädt?

Und wenn man dann zu dem Schluss kommt, dass tatsächlich ein Akku-Pufferbetrieb notwendig ist, dann sollte man sich die entsprechenden Schaltungen überlegen.

Bei deinen Fragen vermute ich mal stark, dass die beiden Schaltungsteile nicht von dir sind.

» außerdem ist da ja noch eine Pumpe angeschlossen, die im Schaltplan nicht eingezeichnet ist.

Dann zeichne sie doch mal ein!

» Sagen wir, der Kondensator soll sich bis auf Uakku
V aufladen, in diesem Falle 3,6 V und sich bis auf
» 3 V entladen.

Dann nimmst du 2 Komparatoren - einen für 3,6V und einen für 3V. Der erste Komparator startet den Motor, der zweite stoppt ihn wieder.

» (RC-lade = 30 s, RC-entlade = 20 s).

Die Zeiten hängen von der Spannung und dem Strom (und dem Kondensator) ab. Wenn du 3,6V / 3V vorgibst, kannst du diese Zeiten nicht auch noch vorgeben.

» Das hieße, der Kondensator müsse sich nie vollständig
» entladen, immer nur von 3 V auf 3,6 V und umgekehrt.

Korrekt! Stört das irgendwo?

Ich glaube allerdings immer noch, dass nicht nur das Kondensator-laden / -entladen ein Holzweg ist, sondern die gesamte Lade/Entladesache mit dem Akku. Und man DA ansetzen sollte mit einer vernünftigen lösung.

hws