Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler (3V-12V DC) selber bauen oder kaufen?


von Christian P. (dracocephalus)


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Moin!

Zuerst mal bin ich blutiger Anfänger. Ich kann zwar die Bauteile 
erkennen, bin in Physik gar nicht so übel und auch Löten etc. ist 
handwerklich kein Problem. Bisher hab ich mich aber noch nicht mit der 
tatsächlichen Funktion der einzelnen Bauteile innerhalb einer Schaltung 
beschäftigt, von den ganzen Variationen mal ganz zu schweigen. Also seid 
gnädig, wenn ich hier etwas sonderbar formuliere ;-)

Ich wollte mir eine langsam rotierende Achse für ein Laborgerät basteln. 
Hab mich dafür auch brav bei Conrad etwas beraten lassen und bin jetzt 
bei einem Getriebemotor aus dem Modellbaubereich mit 12 V/DC 
Nennspannung. Da der Motor nicht direkt regelbar ist, ich den aber 
zumindest ein wenig regeln würde, hab ich mich auf die Suche begeben.
Ein regelbares Netzteil wäre natürlich schön und da dachte ich gleich an 
meinen alten Eisenbahntrafo. Aber irgendwie sind die wohl nicht mehr so 
in Mode, daher gibt es sie selten und/oder sie sind teuer. Ich wollte da 
eigentlich so bei 20€ rauskommen und nicht bei 50€+. Selbst die ganz 
simplen regelbaren Netzteile sind recht teuer. Und da dachte ich mir: 
Ein 12V-Netzteil hab ich noch rumliegen und einen Regler werde ich doch 
wohl für ein paar Euro finden.
Leider wieder falsch gedacht. Für 20€ gibt es einen bei Conrad. 
Naja...da bin ich dann ins Netz und hier hängengeblieben.^^

Nach dem vielen Gerede hier also meine Frage: Lohnt es sich überhaupt - 
vom Lerneffekt und geistig-handwerklichem Anspruch mal abgesehen - so 
einen Spannungsregler selber zu bauen? Oder kosten die Einzelteile mehr 
als ein simples, regelbares Netzteil?

Bin da, wie gesagt, recht unbedarft.

Sollte sich das deutlich günstiger bauen lassen, würde ich mich 
entsprechend schlaumachen, wie man das zusammenbaut und was man braucht. 
Das will ich also noch gar nicht wissen. Bei mir dauert sowas aber etwas 
länger und wenn ich dann nach 3 Tagen Recherche feststelle, dass das 
auch nicht billiger wird, würde ich mich etwas ärgern.

Chris

PS: Falls ich hier das falsche Forum erwischt habe, bitte einfach ins 
richtige schieben.

von Ich (Gast)


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Wie viel Strom brauchst du denn? Spielt der Wirkungsgrad eine Rolle?

von Christian P. (dracocephalus)


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Der Motor verträgt einen max. Laststrom von 2,1A 
(http://www.conrad.de/ce/de/product/227560/GETRIEBEMOTOR-RB-35-1100/SHOP_AREA_19781&promotionareaSearchDetail=005)

Mein Netzteil hat 12V/500mA. Oder wäre es dann besser einen Motor zu 
verwenden, dessen max. Laststrom näher am Nennstrom des Netzteils liegt? 
Es gibt noch einen mit max. Laststrom von 530mA. Der hat dann natürlich 
etwas weniger Drehmoment, aber selbst 0,45Nm sollten mir reichen.

Der Wirkungsgrad ist nicht ganz so wichtig, da die Achse gelagert sein 
wird und das zu bewegende Gewicht eher gering ist. Es soll eine 
langsame, gleichmäige Bewegung werden. Das Gerät wird dann so 12h am 
Stück vor sich hindrehen.

Ich möchte einfach die Drehzahl des Motors regeln, damit der mal auf den 
max. 60 U/min dreht, aber auch mit 20 U/min laufen kann.

Chris

von Floh (Gast)


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Einen Motor steuert (nicht regelt :-)) man am besten über PWM.
Das heist du stellst eine mittlere Spannung über ein und Aus-Schalten 
ein.
M = Motor an, - = Motor aus

MMMM----MMMM----  die Spannung mittelt sich auf ca die 50%

M-------M-------  gaaaanz langsam

MMMMMM__MMMMMM--  etwa 75%

Zu erreichen ist das Ganze mit einem Transistor/Mosfet für den Motor und 
einen im Tastverhältnis einstellbaren Taktgenerator (Rechteck-Dreieck 
z.B.).
:-)

von Olaf (Gast)


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> Einen Motor steuert (nicht regelt :-)) man am besten über PWM.

Das ist richtig wenn man den Wirkungsgrad optimieren will oder
einen Motor auch in Bereichen nahe des Stillstands gut regeln will. 
(Losbrechmoment)
Aber wie jeder ehemalige Besitzer einer Carrera-Bahn weiss, es tut zur 
not auch einfach ein regelbarer Widerstand und irgendwie klappt es 
schon.

Olaf

von Floh (Gast)


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Olaf schrieb:
> Carrera-Bahn

Irgendwann sind die Drücker halt heiß geworden,
Dann wars Zeit für Kaffeepause. :-)

von Christian P. (dracocephalus)


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Ja, bitte etwas einfaches^^ Irgendwas mit Poti und Widerstand und 
fertig. Soll gaaaanz simpel sein. Soviel Last hängt ja nicht dran. 
Solange das Ganze nicht zur Selbstentzündung neigt oder sich durch die 
Tischplatte schmilzt, kann das auch ein altertümlicher Schiebewiderstand 
sein.

Muß auch nicht im 0,1V-Bereich genau regeln...äh...steuern. Hmm, müßte 
mal sehen, was in der alten Küchenmaschine drin war. Wobei das 
vermutlich eher auf 220V gelaufen ist... Naja, mein Fundus ist begrenzt, 
bei mir halten die Sachen immer lange und wenn sie kaputtgehen, dann 
richtig ;-)

Chris

von Frank Gerlach (Gast)


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Einen simplen Spannungsregler kann man mit einem 2n3055 (o.ä. - je nach 
Leistungsbedarf) als "Längsregler" machen. Die Ausgangsspannung ist dann 
immer ca 0,7V kleiner als die Basisspannung des 2N3055.

Für die Erzeugung der Basisspannung nimmt man ein Potentiometer, dessen 
Spannung man mit einem OpAmp "verstärkt".

Wer es perfekt machen möchte baut einen Regelkreis vom Ausgang in den 
OpAmp (negatives Feedback) ein. Zudem benutzt man für die Versorgung des 
Potentiometers eine Zener-Diode als Spannungsreferenz.

Dann kann sogar die Quellspannung schwanken (Automobil...) und der 
Ausgang ist trotzdem sehr stabil.

Wichtig: Maximale Verlustleistung des 2N3055 beachten (P = U*I, wobei U 
die zwischen Kollektor und Emitter abfallende Spannung ist). P kann 
größer sein, wenn ein guter Kühlkörper bzw Metallgehäuse dranhängt.

von Frank Gerlach (Gast)


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Natürlich kann man die Referenzspannung auch aus Zener+DAC holen und 
dann mittels eines Mikroprozessors (RPI, Arduino, PIC,...) die 
Ausgangsspannung einstellen.

Damit hat man dann schon ein einfaches programmierbares Netzteil für 
Laborzwecke.

Zum Schutz des 2N3055 dann noch eine Sicherung oder eine 
Software-Stromüberwachung einbauen...

von Frank Gerlach (Gast)


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Ein programmierbares Netzteil kann dann sogar einen Signalgenerator für 
Signale bis in den Bereich einige hundert kHz "ersetzen". Dafür sollte 
der uC dann allerdings harte Echtzeit können, was mit RPI so einfach 
nicht geht.

Ein C-Programm auf irgendeinem uC (ohne Betriebssystem) kann das aber 
spielend.

von Erich (Gast)


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@ Frank Gerlach

Ob "(dracocephalus)" das jetzt noch wissen will, nach gut 7 Jahren ???

Hast du den roten Warntext nicht gesehen:
   Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.

Alternativ könntest du dich im Forum anmelden und dracocephalus deine 
Info als private Nachricht schicken. Denn bekommt er sie auch (falls 
seine Mailadresse noch besteht) und ist nicht darauf angewiesen, den 
Hinweis evtl. zufällig zu finden.

Gruss

von MiMa (Gast)


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Christian P. schrieb:
> Moin!
>
> Zuerst mal bin ich blutiger Anfänger. Ich kann zwar die Bauteile
> erkennen, bin in Physik gar nicht so übel und auch Löten etc. ist
> handwerklich kein Problem. Bisher hab ich mich aber noch nicht mit der
> tatsächlichen Funktion der einzelnen Bauteile innerhalb einer Schaltung
> beschäftigt, von den ganzen Variationen mal ganz zu schweigen. Also seid
> gnädig, wenn ich hier etwas sonderbar formuliere ;-)
>
> Ich wollte mir eine langsam rotierende Achse für ein Laborgerät basteln.
> Hab mich dafür auch brav bei Conrad etwas beraten lassen und bin jetzt
> bei einem Getriebemotor aus dem Modellbaubereich mit 12 V/DC
> Nennspannung. Da der Motor nicht direkt regelbar ist, ich den aber
> zumindest ein wenig regeln würde, hab ich mich auf die Suche begeben.
> Ein regelbares Netzteil wäre natürlich schön und da dachte ich gleich an
> meinen alten Eisenbahntrafo. Aber irgendwie sind die wohl nicht mehr so
> in Mode, daher gibt es sie selten und/oder sie sind teuer. Ich wollte da
> eigentlich so bei 20€ rauskommen und nicht bei 50€+. Selbst die ganz
> simplen regelbaren Netzteile sind recht teuer. Und da dachte ich mir:
> Ein 12V-Netzteil hab ich noch rumliegen und einen Regler werde ich doch
> wohl für ein paar Euro finden.
> Leider wieder falsch gedacht. Für 20€ gibt es einen bei Conrad.
> Naja...da bin ich dann ins Netz und hier hängengeblieben.^^
>
> Nach dem vielen Gerede hier also meine Frage: Lohnt es sich überhaupt -
> vom Lerneffekt und geistig-handwerklichem Anspruch mal abgesehen - so
> einen Spannungsregler selber zu bauen? Oder kosten die Einzelteile mehr
> als ein simples, regelbares Netzteil?
>
> Bin da, wie gesagt, recht unbedarft.
>
> Sollte sich das deutlich günstiger bauen lassen, würde ich mich
> entsprechend schlaumachen, wie man das zusammenbaut und was man braucht.
> Das will ich also noch gar nicht wissen. Bei mir dauert sowas aber etwas
> länger und wenn ich dann nach 3 Tagen Recherche feststelle, dass das
> auch nicht billiger wird, würde ich mich etwas ärgern.
>
> Chris
>
> PS: Falls ich hier das falsche Forum erwischt habe, bitte einfach ins
> richtige schieben.

Wie Floh schon gesagt hat steuert man die Drehzahl von DC Motoren am 
besten über PWM.
Am besten suchst du auf ebay nach "pwm regler" und kaufst irgendeinen 
beliebigen da bei deinen Anforderungen JEDER passen sollte.
Zum Beispiel dier hier:
https://www.ebay.at/itm/Speed-Controller-Drehzahlregler-Regler-10A-PWM-Motor-12V-40V-DC-Deutsche-Post/272471376261?hash=item3f708f4185:g:8owAAOSw4GVYQSLk

Da kannst du dir glatt 17€ von deinem Budget für dein nächstes Projekt 
sparen. :-)
Die aus Deutschland sind in 3 anstatt in 30 Tagen bei dir, kosten aber 
auch etwas mehr Geld

Gruss, MiMa

von MiMa (Gast)


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Der Beitrag ist zwar schon alt (habe ich zu spät gesehen) aber jetzt ist 
er auch abgeschlossen :-)

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