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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannung verringern leicht gemacht!?


Autor: SimJo (Gast)
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Hi Leute!
Ich habe aus einem billigen RC-(Spielzeug)-Auto einen Motor ausgebaut, 
den ich nun laufen lassen will. Das Problem ist allerdings folgendes:

Der Moter ist auf 7V ausgelegt, ich MUSS aber eine 10V Batterie 
verwenden.
Das geht zwar auch (hab's schon getestet), aber der Motor ist dann viel 
zu schnell, und sieht nicht so aus, als ob er das lange durchhalten 
könnte ;-)

Leider bin ich ein ziemelicher eTech-Noob, bin mir also nicht ganz 
sicher, was ich jetzt tun soll.

Ich hab schon versucht einen Widerstand vor den Motor zu schalten, aber 
egal wie klein ich diesen wähle kommt dennoch keine Spannung mehr beim 
Motor an (das Multimeter sagt vor dem Widerstand 10V, dahinter immer 0V) 
- obwohl der Widerstan erwiesenermaßen OK ist!

Gibt's eine einfache Möglichkeit, möglichst ohne spezielle Bauteile die 
Spannung zu verringern?
Danke!!

Autor: TravelRec. (Gast)
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Nein. Nimm einfach einen Linearregler mit Kühlkörper odere einen 
Schaltregler mit etwas Hühnerfutter, dafür ohne Kühlkörper. Linearregler 
für Deinen Fall wäre z.B. ein LM317 und für Schaltregler guckst Du z.B. 
bei Linear oder bei Maxim. Das Forum hier bietet auch etliche Themen zu 
Deiner oder ähnlichen Aufgaben.

Autor: D. W. (dave) Benutzerseite
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Je nach Stromverbrauch reichen vielleicht auch 4-5 Dioden in Reihe, denn 
so genau muss die Spannung ja auch nicht sein.

Falls der Motor aber viel Strom frisst, dann doch besser Linearregler 
mit Kühlkörper.

Autor: Ronny (Gast)
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Naja,die Sache mit den Dioden ist so eine Sache.Die Batteriespannung 
sinkt mit der Zeit recht schnell auf weniger als 10V,dann würde über den 
4-5 Dioden weiterhin die selbe Spannung verbraten werden und somit 
effektiv weniger beim Motor ankommen.Und der Linearregler müsste bei 
hohen Strömen nicht nur aufwändig gekühlt werden,auch wird es zu 
Problemen kommen sobald die Batteriespannung auf ca. 8V (je nach 
Reglertyp) sinkt,da die meisten Linearen Regler 1-2V (oder 500mV beo 
LDO-Typen) mehr Eingangsspannung benötigen.

Ich denke ein Schaltregler (Step-Down/Step-Up) ist da sicher die bessere 
Wahl.Bei linearem Regler ausreichende Kühlung nicht vergessen.

Autor: SimJo (Gast)
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Oh Gott :-(
Die Dinger erfordern ja alle noch eine externe Beschaltung mit anderen 
Bauelementen. Ich hatte irgendwie gehofft, es würde reichen irgendwas 
kleines in Reihe zum Motor zu hängen (z.B. Widerstand)...

Naja ich denke das übersteigt dann meine (doch sehr begrenzten) 
Fähigkeiten.
Danke trotzdem für eure Hilfe!

Autor: marc121 (Gast)
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Hi,
wenn keiner hinguckt kannst du vielleicht auch einen Liearregler wie den 
7808 (8V dann fährt es etwas schneller) oder den 7805 (5V langsameres 
fahren) vor den Motor schalten. Hier brauchst du eigendlich keine 
weiteren Bauteile....
Wenn du dir unbedingt einen Entstörkondensator über die Motorwicklung 
sparen willst kannst du ihn auch weglassen. Willst es ja nicht in die 
Produktion geben :-)

Bei 8V würdest du den Motor mit 14% mehr Spannung betreiben. Das wird er 
schon aushalten.

Gruß Marc121

Autor: SimJo (Gast)
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Muss das denn auch gekühlt werden?
Ich denke mal 8V wären auch voll OK...

Autor: marc121 (Gast)
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Kommt auf die Leistung des Motors an.
Zur Not muss man mal ins Datenblatt gucken. Aber ein kleiner Kühlkörper 
kann nie schaden....
Auf alle Fälle dann wenn du vom Anfassen eine Brandblase bekommst...

Autor: SimJo (Gast)
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^^ OK
Dann noch eine letzte (dumme) Frage: verbraucht das Teil irgendwie die 
überflüssige Spannung (das also die Batterie genauso schnell leer wird, 
als ob ich die vollen 10V abgreifen würde), oder "stopft es nur einen 
Korken" in die Batterie? (so, dass die dann auch länger hält)??

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Die 'überflüssige Spannung' wird in Form von Wärme verbraten.
(Deswegen wird der 78xx ja auch heiss). Wenn du das nicht willst,
dann brauchst du einen Schaltregler.

Hinten kommen 8V und 1A raus. Laut P = U*I macht das 8 Watt
Vorne rinnen aber ebenfalls 1A rein (der 78xx kümmert sich nur
um die Spannung, nicht um den Strom). Bei 10V macht das
10*1, also 10 Watt.
Wenn vorne 10 Watt reingehen und hinten 8 Watt rauskommen,
bleibt eine Differenz von 2 Watt, die irgendwo hin müssen:
Sie werden in Form von Wärme abgestrahlt.
Man kann es auch so sagen:
Bei 8 Watt Nutzleistung, hast du 2 Watt Verlustleistung.

Autor: Ein anderer (Gast)
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Wenn du ein Multimeter hast kannst du so vorgehen:
Messe den Strom von deinem Motor bei 7V Betriebsspannung.
Der Widerstand den  brauchst berechnet sich so: 3V (der erwünschte 
Spannungsabfall) geteilt durch den gewünschten Strom (R =U/I).
Was für einen Widerstand du verwenden kannst hängt von der  Leistung (P) 
ab (also was in Wärme umgewandelt wird).
P = I  U also der gewünschte Strom  3 V ergibt wie viel Leistung in 
Wärme umgesetzt wird (in Watt). Leistungswiderstände  bis 17 Watt gibt 
es bei Reichelt. Die sind auch nicht so teuer aber die brauchen Platz. 
Zudem mußt du mit der Wärme aufpassen - nicht das dir dein Plastikauto 
wegschmilzt.
Gruß

Autor: SimJo (Gast)
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:-) Danke für die Erklärungen!
Nun aber wirklich die letzte Frage: in allen Schaltungen mit einem 78XX 
sind noch von INPUT und OUTPUT kleine Kondensatoren zu GND eingebaut.
Das dient vermutlich dazu, um Spannungsschwankungen auszugleichen?
Ist das wirklich notwendig? Kann es ernsthafte Probleme geben, wenn man 
die DInger weglässt?

Danke nochmal!

Autor: Ein anderer (Gast)
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P.S du kannst den gewünschten Strom auch bei 10V Betrieb messen und dann 
30 % abziehen.
Mit dem Spannungswandler würde ich aufpassen die hassen induktive Lasten 
wie z.B. Motoren. Weglassen soltest du die kleinen C's auf keinen Fall. 
Eher noch eine Freilaufdiode zusätzlich einbauen.

Autor: SimJo (Gast)
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"du kannst den gewünschten Strom auch bei 10V Betrieb messen und dann
30 % abziehen."
Ich bin mir nicht ganz sicher, wie du das meinst...

"Mit dem Spannungswandler würde ich aufpassen die hassen induktive 
Lasten"
Whaaa! ihr macht mich total fertig ^^
Also doch kein 7805???

Autor: Roland (Gast)
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Lass dich nicht beirren! Lese dir alle Tipps noch einmal genau durch und 
probiere einfach mal die verschiedenen Möglichkeiten aus. So kommst du 
schnell dahinter was am besten ist. Also, learning by doing.

Autor: Ein anderer (Gast)
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„Lass dich nicht beirren!“ Sehe ich auch so.
Deine erste Idee war schon gut.
Ein normaler Spannungswandler macht auch nichts anderes als der 
Widerstand - Leistung in Wärme umwandeln.  Dafür sind die 
Spannungswandler aber empfindlicher.
Schaltregler verheizen den Strom nicht so - das würde aber zu aufwendig 
für den Anfang. Ich würde auch erst einmal einen Widerstand dafür 
nehmen.

Normale Widerstände vertragen aber oft nur 1/8 Watt, wenn sie mehr 
bekommen brennen sie durch. Ich vermute das ist bei dir passiert.
Messe doch erst einmal den Strom - Damit kannst du dann auch einschätzen 
wie viel Leistung du in Wärme umwandelst (Spannungswandler können auch 
nur einen begrenzten Strom und regeln wenn sie zu heiß werden die 
Spannung runter).

Gruß

Autor: Sonic (Gast)
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Du kannst auch einen 7805 mit Kühlkörper verwenden, die Masse (mittlerer 
Pin) mit 3 Dioden (1N4148 reicht, fließt kein Strom drüber) um ca. 1.8V 
hochsetzen (Anoden zum Pin), dann biste ungefähr bei den 7V mit 
minimalem Aufwand!

Autor: Ein anderer (Gast)
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minimalem Aufwand!
??? Und was wenn der Motor 1 A oder mehr braucht ?
Und wozu der Aufwand – wo liegt der Vorteil – klingt der Motor dann 
besser ?
Kühlkörper gibt es übrigens auch für Widerstände.

Benötigt wird:
1 Multimeter  + 1 Widerstand.
Aufwand : etwas messen + etwas rechnen = etwas lernen.
Gruß

Autor: Sonic (Gast)
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Wenn er 7V braucht, dann heißt das für mich 7V konstant. Spannungsregler 
gibt's auch bis 5A. Er will aber wohl keine Heizung bauen, die 
unvernünftigerweise den Akku leersaugt, sondern so lange wie möglich mit 
dem Teil fahren, deshalb bedarf es einigen Aufwandes. Am Besten wäre 
immer noch PWM mittels MOSFET (gibt's auch als DIP-8), da wäre die 
Verlustleistung nahezu null, ist aber mehr Aufwand.

Autor: Ein anderer (Gast)
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@Sonic
Ein Motor ist kein IC. Deine erste Lösung war aber auch nur eine 
(komplizierte) Heizung.
Das mit PWM und MOSFET eine bessere Lösung machbar ist, ist allerdings 
war - ist aber mehr Aufwand.-)
Gruß

Autor: Sonic (Gast)
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Na sag' ich doch!

Autor: Winfried (Gast)
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Wenn das ganze nicht sonderlich optimiert sein soll, reichen doch 
wirklich 3-4 Dioden in Reihe aus. Widerstand in Reihe dagegen ist 
nonsens, weil je nach Belastung eine andere Spannung daran abfällt.

Wenn das überhaupt not tut. Ich habe jahrelang einen Mabuchi 6 V Motor 
auf 12 Volt laufen lassen, ohne Probleme.

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