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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

» wäre es nicht einfacher, einen 12V DC-Motor zu gebrauchen ?
» Mit vielen freundlichen Grüssen vom Thomas

Ja, wäre es. Aber dieser hier ist eben schon da.
Er läuft ruckfrei bei 0,2V an, das hat schon was.
Außerdem ist er mit 12x16x30mm nicht gerade groß und trotzdem relativ durchzugsstark.
Aber Problem ist ja gelöst, die Schaltung funktioniert..

Mikee

Hallo Mikee
wäre es nicht einfacher, einen 12V DC-Motor zu gebrauchen ?
Mit vielen freundlichen Grüssen vom Thomas

Hallo!

» Du beschreibst einen
» BE-Durchbruch bei 7 V am unteren Transistor. Dieser Durchbruch kann
» eigentlich nicht stattfinden, weil sich die 7V nicht aufbauen
» können. Der Strom durch den Motor wird ja durch die Diode abgeleitet, da
» bauen sich höchstens 0,7 V auf. Möglicherweise hast du hier keinen
» Spannungsteiler, sondern
» einen bipolaren Vorwiderstand in Transistorform. Nennt mich einen Schurken,
» wenn ich falsch liege, aber solange mich niemand widerlegt, sehe ich das
» so.

Die Diode hält den Emitter auf +0.7V, richtig.
Bei 20V Eingangsspannung teilt der Spannungsteiler auf 2x 10V, also hängt
die Basis auf +10V.
Und wenn man nicht bemerkt, dass man den falschen Transistor (PNP statt
NPN) erbaut, dann liegt die BE-Diode in Sperrrichtung. So kam es zu dem Text.

Nun läuft es aber und die leichte Nichtlinearität kommt mir sogar entgegen.
Bei 14V kommen 6V raus, bei 8V aber nur 2,5V.
Die beiden Spannungsteiler habe ich duch Miniaturtrimmer 5x5mm ersetzt,
die Diode (jetzt Schottky) musste sowieso hochkant eingebaut werden, da
war der Platz nach oben sowieso gegeben.

Danke an alle, die sich Gedanken gemacht haben.

Mikee

» Hallo Leute!
»
» Die Schaltung funktioniert.
»
» Was aber keinem aufgefallen ist, mir aber einige Stunden Verzweifelung beschert hat. Der Pfeil des unteren Transistors ist falsch herum! Es müssen zwei
» identische Transistoren sein.

Ich vermute mal, dass die falsche Pfeilrichtung einigen aufgefallen ist, mir auch. Ich hatte 2 Posts dazu verfasst, bin aber jedesmal rausgeflogen, weil ich als registrierter
Nutzer uneingeloggt schreiben wollte, da hat das Forum meinen Nickname nicht akzeptiert, und da habe ich's aufgegeben. Was aber an deiner ursprünglichen Beschreibung verwirrend ist: Die beschreibst einen BE-Durchbruch bei 7 V am unteren Transistor. Dieser Durchbruch kann eigentlich nicht stattfinden, weil sich die 7V nicht aufbauen
können. Der Strom durch den Motor wird ja durch die Diode abgeleitet, da bauen sich höchstens 0,7 V auf. Möglicherweise hast du hier keinen Spannungsteiler, sondern
einen bipolaren Vorwiderstand in Transistorform. Nennt mich einen Schurken, wenn ich falsch liege, aber solange mich niemand widerlegt, sehe ich das so.

Hallo Leute!

Die Schaltung funktioniert.

Was aber keinem aufgefallen ist, mir aber einige Stunden Verzweifelung beschert hat.
Der Pfeil des unteren Transistors ist falsch herum! Es müssen zwei identische Transistoren sein.
Ich als alter Analogfan und Endstufenbauer habe natürlich nach alter Manier ein komplementäres Pärchen eingebaut
und bin daran verzweifelt, dass es in die eine Richtung ging, in die andere nicht.
Also noch einmal, falls es irgendwann jemand anderes nachbauen will: Zwei NPN Transistoren benutzten.

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 PWM wird nur Ein Aus geschalten und bei 50% Einschaltzeit ist das für den Motor sozusagen die halbe Spannung.
Problem ist halt nur aus der kleinen Spannung 3,3 oder 5V zu machen um den "Schalter" mit PWM anzusteuern.

» Ja, Modellbahn ist das Thema. Umpolen der Versorgungsspannung =
» Richtungswechsel
» Im schlechtesten Fall bleibt nur der Vorwiderstand. Der passt wenigstens
» von der Größe her.

Gleich noch eine Überlegung hinterher: Vorwiderstnd und Diode(n) parallel schalten. Theoretische Überlegung dazu: Der "Grundlastfall" wird vom Vorwiderstand abgedeckt, der fließende Strom ist relativ gering. Bei einer Lok wär's die Ebene. Beim "Hochlastfall" fällt die Spannung an den Motorpolen stark ab, die Schwellenspannung der Diode(n) wird
überschritten, die schalten sich automatisch zu und haben zudem positiv spannungsabhängige Leit-Eigenschaft. Würde heißen: Je mehr die Spannung an den Motorpolen absinkt, desto nichtlinearer steigt der Strom durch die Diode(n) an. Der Hochlastfall wäre zumindest entschärft.

» Ja, Modellbahn ist das Thema. Umpolen der Versorgungsspannung =
» Richtungswechsel
» Im schlechtesten Fall bleibt nur der Vorwiderstand. Der passt wenigstens
» von der Größe her.
»
Gegenläufig angeordnete Leistungsdioden, 3 - 4 jeweils in Reihe, wären vielleicht auch noch eine Überlegung wert. Unter Last verhalten die sich vermutlich günstiger als ein Vorwiderstand. Oder eine Kombination aus beidem. Ist aber nur mal ein Denkansatz.

Hallo an alle!

» 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?

Ja, Modellbahn ist das Thema. Umpolen der Versorgungsspannung = Richtungswechsel
Im schlechtesten Fall bleibt nur der Vorwiderstand. Der passt wenigstens von der Größe her.

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

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

Nein, nur die Eingangsspannung.
Mikee

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

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.

» 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.

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