Brauche 4,5V, habe nur ein 5V Netzteil

Gast #5173056
Lesenswert?

Hallo zusammen.

Ich habe hier eine Last von 4,5V zu betreiben, jedoch nur ein 5V 
Netzteil, welches 5,3V liefert. Ich bräuchte jedoch ca. 1V weniger.

Also 3x AA Batterien auf Netzteil umrüsten.

Es handelt sich hier um einen kleinen Elektromotor, dem ich nicht zu 
viel abverlangen will.
#5173102
Lesenswert?

@Guy (Gast)

>Ich habe hier eine Last von 4,5V zu betreiben, jedoch nur ein 5V
>Netzteil, welches 5,3V liefert.

Wie hast du das gemessen? Im Leerlauf?

>Es handelt sich hier um einen kleinen Elektromotor, dem ich nicht zu
>viel abverlangen will.

Naja, ein 4,5V Motor brennt bei 5,3V nicht durch. Außerdem werden deine 
5,3V unter Last einbrechen, denn dein "Netzteil" ist garantiert eine 
billige USB-Wandwarze.
Gast #5173165
Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> @Guy (Gast)
>
>>Ich habe hier eine Last von 4,5V zu betreiben, jedoch nur ein 5V
>>Netzteil, welches 5,3V liefert.
>
> Wie hast du das gemessen? Im Leerlauf?
>
>>Es handelt sich hier um einen kleinen Elektromotor, dem ich nicht zu
>>viel abverlangen will.
>
> Naja, ein 4,5V Motor brennt bei 5,3V nicht durch. Außerdem werden deine
> 5,3V unter Last einbrechen, denn dein "Netzteil" ist garantiert eine
> billige USB-Wandwarze.



Okay also ich bin fertig und ja, es war ein Handyladegerät. Der Motor 
dreht nun etwas zu schnell. Für das Spielzeug ist die Power zu groß und 
ich MUSS wirklich die Spannung reduzieren. Also eine 3 Ampere Diode 
genau zwischen die "+" Leitung klemmen?
Gast #5173170
Lesenswert?

Bin wirklich nicht so versiert wie Ihr. Ich dachte ich trenne die "+" 
Leitung und löte eine 3A Diode dazwischen. Allerdings dachte ich, man 
müsse auf die Richtung achten und bin selbst etwas verwirrt, weil ja 
innerhalb der "+" Leitung eigentlich keine Richtung vorgegeben ist...
Moderator Persönliche Seite #5173174
Lesenswert?

Guy schrieb:
> Allerdings dachte ich, man müsse auf die Richtung achten und bin selbst
> etwas verwirrt, weil ja innerhalb der "+" Leitung eigentlich keine
> Richtung vorgegeben ist...

Anode an Plus, Kathode (die mit dem Strich) an den Motor. Schließlich 
soll die Diode ja leiten.

Ohja, es gibt eine Richtung. Sobald Du die Diode dort in Reihe 
anschließt, ist am Pluspol ein höheres Potential als am Motoranschluss 
(+).
Gast #5173187
Lesenswert?

2 Dinge sind da noch, die ich nicht verstehe.

1. Wieso funktioniert das? Wieso reduziert eine Diode, die hier 
scheinbar in irgend einer Form als eine Art Widerstand dient die 
Spannung?

2. 
http://de.farnell.com/fairchild-semiconductor/s3m/diode-std-erholzeit-3a-1000v-smd/dp/9843884

Diese Diode ist angegeben mit 1,15V. Da mir bisher keiner gesagt hat, 
ich müsse auf die Spannung der Diode achten, stehen die 1,15V für etwas 
anderes? Also nicht für die Maximalspannung der Diode, mit der sie 
betrieben werden soll?
Gast #5173200
Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> @ Guy (Gast)
>
>>http://de.farnell.com/fairchild-semiconductor/s3m/...
>
> Die ist OK. Eine Diode hat einen annähernd konstanten Spannungsabfall,
> egal wieviel Strom durchfließt. Bei einem Widerstand ändert sich der
> Spannungsabfall proportional zum Strom. Deshalb kann man mit Dioden eine
> konstante Spannung von der Versorgung "subtrahieren".


Vielen Dank!

Und zur Spannung dieser Diode? Da steht ja nur 1,15V ?! Wäre das nicht 
zu wenig, da mein Netzteil ja 5,3V liefert.
Moderator Persönliche Seite #5173201
Lesenswert?

Guy schrieb:
> Wieso funktioniert das? Wieso reduziert eine Diode, die hier scheinbar
> in irgend einer Form als eine Art Widerstand dient die Spannung?

Ich versuchs mal ganz einfach zu erklären.

Du hast mit der Diode einen Spannungsteiler:
1
      -------+
2
             |
3
            Diode
4
             |
5
             |
6
          Verbraucher
7
             |
8
      -------+

Bei ohmschen Spannungsteilern teilt sich die Spannung gemäß der 
Widerstandswerte und dem ohmschen Gesetz auf: U = U1 + U2.

Die Diode ist aber kein ohmscher Widerstand. Für sie gilt die Regel: 
Unterhalb der Sperrspannung sperrt sie, oberhalb leitet sie (im 
Idealfall). Damit muss sich die Spannung an einer Silizium-Diode auf 
0,7V einpendeln, denn darüber leitet sie ja (ideal mit 0 Ohm).

Also: U = 0,7V + U2

Damit ist U2 (die Spannung am Verbraucher) um 0,7V erniedrigt.
Gast #5173207
Lesenswert?

Guy schrieb:
> 1. Wieso funktioniert das?

Weil die Diode, weitgehend unabhängig vom Strom, einen konstanten 
Spannungsabfall hat. Er schwankt zwar etwas, ist aber nur bei sehr 
kleinen Strömen unter 0.65V und ist bei großen Strömen etwas höher, bei 
deiner kann es wohl je nach Temperatur beim maximalen Spitzenstrom 1.2V 
betragen.
Das ist eine physikalisch bedingte Eigenschaft einer Siliziumdiode.

> 2.
> 
http://de.farnell.com/fairchild-semiconductor/s3m/diode-std-erholzeit-3a-1000v-smd/dp/9843884
Du hast nur die Möglichkeit, ein Si-Diode oder eine Schottky-Diode zu 
kaufen.
Der wesentliche Unterschied sind die Spannungsabfälle an ihr für einen 
gegebenen Strom. Ansonsten sind die Unterschiede innerhalb der beiden 
Familien sehr gering. Da es aber viele verschiedene Dioden gibt, haben 
manche einen leicht geringeren Spannungsabfall, andere einen sehr 
geringen Sperrstrom und wieder andere eine besonders kleine 
Sperrschichtkapazität, und anderes. Man kann danach für seine Anwendung 
leicht optimieren, aber generell kannst du keine Dioden nach 
Durchlassspannung sortiert kaufen - nach Sperrspannung  schon.

Wir kennen die Stromaufnahme des Motors nicht, ist wohl <3A.
Also ist die Diode verwendbar, die 1000V Sperrspannung sind nicht 
notwendig, ist aber kein Nachteil und keine Einschränkung.
Der Wert von 1.2V bei 3A ist der Maximalwert, den der Hersteller für 
alle seine Dioden dieses Typs bei 25° garantiert. Typisch dürfte die bei 
0.9V liegen und wenn dein Motor weniger als 3A benötigt, auch noch 
darunter. Das mag eben chargenweise etwas schwanken.

Bei einfachen Betrachtungen, gültig für fast alle Fälle, auch hier, 
rechnet und redet man einfach von 0.7V.
Gast #5173208
Lesenswert?

Peter II schrieb:
> Marc V. schrieb:
>> Und so ziemlich die schlechteste Lösung sein...
>
> und warum bei einem Motor?

Weil ein Motor bei den allermeisten Anwendungen eine möglichst flache 
Drehzahl-Drehmoment Kurve haben soll. Und mit einem Vorwiderstand machst 
du diese Kurve wunderbar steil.

Das ist im Prinzip genauso sinnvoll wie an den Ausgang einer 
Spannungsreferenz einen Reihenwiderstand zu schalten.
Gast #5173212
Lesenswert?

Frank M. schrieb:
> Guy schrieb:
>> Wieso funktioniert das? Wieso reduziert eine Diode, die hier scheinbar
>> in irgend einer Form als eine Art Widerstand dient die Spannung?
>
> Ich versuchs mal ganz einfach zu erklären.
>
> Du hast mit der Diode einen Spannungsteiler:      -------+
>              |
>             Diode
>              |
>              |
>           Verbraucher
>              |
>       -------+
>
> Bei ohmschen Spannungsteilern teilt sich die Spannung gemäß der
> Widerstandswerte und dem ohmschen Gesetz auf: U = U1 + U2.
>
> Die Diode ist aber kein ohmscher Widerstand. Für sie gilt die Regel:
> Unterhalb der Sperrspannung sperrt sie, oberhalb leitet sie (im
> Idealfall). Damit muss sich die Spannung an einer Silizium-Diode auf
> 0,7V einpendeln, denn darüber leitet sie ja (ideal mit 0 Ohm).
>
> Also: U = 0,7V + U2
>
> Damit ist U2 (die Spannung am Verbraucher) um 0,7V erniedrigt.



Perfekt erklärt und kann ich mit Abi sogar nachvollziehen! Damit sollte 
eine Diode aber im Prinzip auch immer Wärme / Verlustleistung abstrahlen 
oder?

Ich muss nur trotzdem noch mal nerven.

Statt einer 1N4001 nehme ich ja jetzt die hier:

http://de.farnell.com/fairchild-semiconductor/s3m/diode-std-erholzeit-3a-1000v-smd/dp/9843884

Ich kann nur mit den Werten wenig anfangen.

Eigentlich ist sie bis zu 1kV ausgelegt, da steht aber auch Vf max: 
1,15V

Ich habe mit der 1N4001 verglichen und die Specs sind hier bei meiner 
SMD einfach etwas höher... trotzdem ist meine Diode ebenso geeignet, um 
die Spannung um 0,7V zu reduzieren?
Gast #5173223
Lesenswert?

Guy schrieb:
> trotzdem ist meine Diode ebenso geeignet, um
> die Spannung um 0,7V zu reduzieren?

Die Erklärung findest du im Datenblatt auf Seite 3
(Diagramm Figure 2 "Forward Voltage Characteristics").

Da siehst du die Abhängigkeit von Vf vom fließenden Strom.
Das siehst du, bei größerem Strom hast du mehr Spannungsabfall als bei 
kleinerem Strom.

Zum Beispiel bei 0,1A beträgt der Spannungsabfall ca. 0,75V
und bei 1A beträgt er ca. 0,9V.
#5173225
Lesenswert?

Hallo Guy,

> Also ist eine Diode stromunabhängig...

Nein, ist aber in deinem Fall nicht weiter relevant

> ...und schluckt die 0,7V fast ohne Verlust.

Nein, der Verlust beträgt Durchlassspannung mal Strom, ist aber in 
deinem Fall nicht weiter relevant.

UND JETZT BAUE DAS DING ENDLICH EIN!

rhf
Gast #5173233
Lesenswert?

Guy schrieb:
> Also ist
> eine Diode stromunabhängig und schluckt die 0,7V fast ohne Verlust. Denk
> ich mal!?

nee, so stimmt das auch nicht.

Die Wärmeleistung (und Verluste) in der Diode entsteht durch das Produkt 
Durchlassstrom mal Durchlasspannnung.

Da jede Diode eine stark von Strom, Temperatur usw. abhängige 
Durchlassspannung hat, vereinfacht man auf 0,7V bzw.0,4V je nach 
Diodentyp.
An der Grenze des möglichen Durchlasstroms muss man halt auch mal 1V und 
mehr annehmen.

Wenn Dein Motor allerdings ein einfacher Typ ohne große Elektronik 
sondern nur mit Dauermagnet und Schleifbürsten versorgtem Anker besteht, 
sind die 10% Überspannung überhaupt kein Problem. Da läuft der Motor 
halt etwas schneller.Die Isolation und die Lagerung vertragen diese 
Mehrbelastung locker.
Gast #5173238
Lesenswert?

Peter R. schrieb:
> Da läuft der Motor
> halt etwas schneller.Die Isolation und die Lagerung vertragen diese
> Mehrbelastung locker.

Es geht ihm aber nicht darum, ob der Motor auseinanderfliegt oder nicht!
Er will schlicht und einfach die Drehzahl reduzieren...

Guy schrieb:
> Der Motor
> dreht nun etwas zu schnell. Für das Spielzeug ist die Power zu groß und
> ich MUSS wirklich die Spannung reduzieren.
#5173285
Lesenswert?

Guy schrieb:

> Es handelt sich hier um einen kleinen Elektromotor, dem ich nicht zu
> viel abverlangen will.

"Zuviel abverlangen" wirst Du dem Motor, wenn Du Ihm zuviel Last
zumutest. Die höhere Spannung wird nur eine etwas höhere Leerlauf-
drehzahl ergeben. Die 0,7V weniger wirst Du ohne Drehzahlmesser
kaum merken. Grundsätzlich wichtig ist, ob sowohl Dein Netzteil
als auch Deine Diode den Nennstrom des Motors vertragen. Wobei der
Anlaufstrom nochmal typisch sechsmal so hoch ist. Falls Du keine
näheren Angaben zum Nennstrom hast, solltest Du diesen messen.
Wenn Du die Drehzahl wirklich nach Deinen Wünschen einstellen
willst, solltest Du eine PWM-Schaltung verwenden. Passende Schal-
tungen findest Du u.a. in den DSE-FAQ.
Gast #5173301
Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> Guy schrieb:
>
>> Es handelt sich hier um einen kleinen Elektromotor, dem ich nicht zu
>> viel abverlangen will.
>
> "Zuviel abverlangen" wirst Du dem Motor, wenn Du Ihm zuviel Last
> zumutest. Die höhere Spannung wird nur eine etwas höhere Leerlauf-
> drehzahl ergeben. Die 0,7V weniger wirst Du ohne Drehzahlmesser
> kaum merken. Grundsätzlich wichtig ist, ob sowohl Dein Netzteil
> als auch Deine Diode den Nennstrom des Motors vertragen. Wobei der
> Anlaufstrom nochmal typisch sechsmal so hoch ist. Falls Du keine
> näheren Angaben zum Nennstrom hast, solltest Du diesen messen.
> Wenn Du die Drehzahl wirklich nach Deinen Wünschen einstellen
> willst, solltest Du eine PWM-Schaltung verwenden. Passende Schal-
> tungen findest Du u.a. in den DSE-FAQ.



Danke, aber ich bin mit 4,4V statt 5,2V sehr zufrieden und die Drehzahl 
hat sich DEUTLICH reduziert, sodass mir die kleine Rennbahn nun nicht um 
die Ohren fliegt, wenn Autos darauf durch den Motor beschleunigt werden. 
Für mich war die Diode perfekt in allen Belangen.
Gast #5192440
Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> @Guy (Gast)
>
>>Ich habe hier eine Last von 4,5V zu betreiben, jedoch nur ein 5V
>>Netzteil, welches 5,3V liefert.
>
> Wie hast du das gemessen? Im Leerlauf?
>
>>Es handelt sich hier um einen kleinen Elektromotor, dem ich nicht zu
>>viel abverlangen will.
>
> Naja, ein 4,5V Motor brennt bei 5,3V nicht durch. Außerdem werden deine
> 5,3V unter Last einbrechen, denn dein "Netzteil" ist garantiert eine
> billige USB-Wandwarze.

Genau...... Der Motor verträgt auch 6 Volt: Und wenn er es schlau 
anstellt und keine Bastelscheu hat, gibts auch ne elektronische Lösung, 
indem man den Motor über einen NPN-Transistor ansteuert mit 
Vorwiderstand 10 Ohm im KollektorZweig zur Versorgung. Und nen Poti an 
der Basis zur Versorgung erledigt dann gleich och noch ne 
Drehzahlreglung, sofern man die benötigt. Dazu einfach parralel zum 
Motor eine 5V1-Z-Diode einfügen, die 2 Aufgaben erfüllt: 
Induktionsspannungen verhindern, die den Transistor zerstören köönen und 
zum anderen: Begrenzung der Motorspannung auf max 4,4  Volt. (5,3V UB+ 
minus 0,7 V Sättigungs-Abfall am Transistr minus ca 0,3 V ader 
Rückführ-Diode zur UB+ = ??? Steuerspannung fürn Motor, der sogar 
regelbar wird, wenns gewünscht ist. EInfachste Schaltung - in vielen 
alten Kasettenwalkmans is das so ... An die Basis kommt in Reihe zum 
4k7-Poti ein 10 kohm-Widerstand und eine Rückdiode (1N4002 o.ä) um 
Überspannung am Transtistor zu verhindern. Is einfach. Wenn er es 
kompliziert regeln will.................................

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren