Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Märklin MM 16-24 VAC auf 5VDC für PWM und RC Servo


von Stefan (Gast)


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Mal sehen ob ich als Elektroniklaie mit gegoogeltem "Wissen" meine 
Fragestellung fachgerecht formulieren kann...

Ich möchte für meinen Sohn an die Schienen einer Märklin Eisenbahn mit 
digital (Delta/Motorola) Steuerung einen Motor anklemmen, der bei 
minimalem Stromverbrauch einen leicht laufenden H0 (1:87) 
Windmühlenflügel mit 10 U/Min dreht. Das Ganze soll sicher nicht mehr 
als 10 Euro kosten.

Nun habe ich nach google Ergebnissen zuerst alte 1,2 V 
Zahnbürstenmotoren mit NE555 PWM Schaltung versucht. Die sind bei PWM 
Mindestspannung (DC Labornetzteil als Schaltkreis-Testspeisung) noch zu 
schnell, zu schlapp und ziehen beim Festhalten auch noch bis zu 2 A 
wobei der Transistor (TIP31) ordentlich warm wird. Ich weiß auch nicht 
ob ein Brückengleichrichter (ggf. mit Glättungselko)  überhaupt schon 
eine brauchbare Eingangsspannung für die NE555 Schaltung liefern würde 
(ohne die MS2 Digitalsteuerung zu töten) ?
Ein Schaltregler mit Synchrongleichrichtung wäre vielleicht zum 
Stromsparen bei einem Motor (mit Freilaufdiode) eher angesagt ?

Ich dachte, wenn man einen 2 € RC-Servomotor (SG90/ S3003) zum frei 
drehenden DC Getriebemotor hackt könnte man mit 5 VDC und einem NE 555 
(TLC 555 CMOS in http://www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/servo3.htm) als 
Pulsgeber arbeiten, und hätte eine Lösung für die 10 U/min bei frei 
geschätzten < 100 mAh.

Wie bekomme ich aber billig und einfach aus dem 16 V 
Märklinrechtecksignal (mit 21-24V Schaltimpulsen) die 5V DC 
Versorgungsspannung für die NE555 Schaltung ?

Muß ich per AC Trafo erstmal die Spannung reduzieren, gleichrichten und 
ggf. DC seitig noch ne Zehnerdiode einsetzen ? Brauche ich noch eine 
Freilaufdiode und eine rückstellende PCT Sicherung (vielleicht sogar ne 
Limitor P82 Temperatursicherung) falls der Flügel mal angehalten wird 
(Kleinkinder !) ?

Oder kann ich einfach an einen Brückengleichrichter einen effizienten 
P3596 L 5 Schaltregler (reicht der Motor Strom <0.2A ?; oder was sonst ? 
z.B. einen µA 7805 oder LM 2576 T5,0...) hängen und fertig ?

Schonmal Danke falls jemand bereit ist eine Lösung zu skizzieren....

Stefan

von Ulrich (Gast)


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Der Motor aus einem billigen Servo ist nicht unbedingt die beste 
Qualität, aber was will mehr verlangen fürs Geld.
Ein alternativer Motor wäre der Motor als einem alten tragbaren 
Kassettenspieler - die sind recht klein und sparsam. Als Getriebe reicht 
dann ggf. ein Gummiband und ein passendes Rad.
Alternativ zum Recyclen könnte auch der Schrittmotor aus einer alten 
3,5" Floppy gehen - braucht aber noch einen einfachen Treiber, aber 
sollte dafür ohne Getriebe auskommen.

Um auf die DC Spannung zu kommen reicht ein Gleichrichter und dann ein 
Schaltwandler dahinter (z.B. LM2574 oder MC34063  könnte schon reichen). 
Je nach Regler hat man da auch schon eine Strombegrenzung.  Für den Fall 
eines Defekts im Regler wäre eine Schmelzsicherung eventuell ratsam, 
aber auch die Versorgung wird vermutlich schon kurzschlussfest sein.

von Stefan (Gast)


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Hallo Ulrich, Danke schonmal..... Gibt es noch eine einfache Schaltung 
mit weniger Verlustleistung ? Der Märklintrafo hat nicht soviel Leistung 
und jedes mA fehlt dann ggf. bei den Loks.
Gruesse Stefan

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan schrieb:
> Hallo Ulrich, Danke schonmal..... Gibt es noch eine einfache Schaltung
> mit weniger Verlustleistung ?

Ja, nimm ein altes Handynetzteil.
Gruss
Harald

von Stefan (Gast)


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Hallo Harald, den Tipp verstehe ich nicht. Ein USB Handyladeteil würde 
zwar zwischen 4 und 5,25 V "DC" liegen und 100 mA liefern, aber ich will 
ja nicht von 230 VAC ausgehen. Selbst ein Handynetzteil verbrät auch 
ohne Verbraucher immer noch ein halbes Watt weshalb es ja neue EU Regeln 
gibt oder ? Gibt es in Handynetzteilen besondere Spannungsregler oder 
was kann ich damit für meine Aufgabenstellung anfangen ?

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan schrieb:
> Hallo Harald, den Tipp verstehe ich nicht. Ein USB Handyladeteil würde
> zwar zwischen 4 und 5,25 V "DC" liegen und 100 mA liefern, aber ich will
> ja nicht von 230 VAC ausgehen. Selbst ein Handynetzteil verbrät auch
> ohne Verbraucher immer noch ein halbes Watt weshalb es ja neue EU Regeln
> gibt oder ? Gibt es in Handynetzteilen besondere Spannungsregler oder
> was kann ich damit für meine Aufgabenstellung anfangen ?

Nun, einen ähnlich guten Wirkungsgrad wirst Du beim Selbstbau
Deines Netzteils kaum erreichen. Und da Du sowieso schon Strom-
knappheit bei Deinem Haupttrafo hast, ist es ja wohl das beste,
wenn Du ein völlig getrenntes Zusatznetzteil benutzt.
Gruss
Harald
PS: Gibt es nicht mehr diese direkt am Bahnwechselstrom betriebenen
Einfachmotore ohne Getriebe, die man schon vor vierzig Jahren für
den Antrieb von Wind- und Wassermühlen benutzt hat?

von Stefan (Gast)


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Hallo Harald, ich wollte ja einen zusätzlichen Stromkreis vermeiden.
Die alten Wechselstrommotoren laufen als Synchronmotoren und brauchen 
die 50Hz. Ich dachte man könnte mit einem Brückengleichrichter (oder 
gibts was effizienteres ?) und vieleicht einem LM2672-5.0 (geht schon ab 
20 mA) arbeiten. Allerdings bräuchte ich dazu ne Schaltung. Im 
Datenblatt stehen drei Kondensatoren (10 nF Ceramic, 68 µF und 100 µF 
low ESR ELKO ?)eine Spule (Ringkerndrossel mit 500 mA oder reicht auch 
eine 80 mA SMD ?) und dann eine Schottkydiode, die aber leider keine 
Werte hat. Was nimmt man da ? Brauche ich zum Betrieb eines E-Motors 
überhaupt die Spule und wäre die Schottky gleichzeitig die Freilaufdiode 
?

von Stefan (Gast)


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UUPs sehe gerade die Layout guidelines in der spec auf 
mikrocontroller.net.
CIN - 22 μF, 50V Tantalum, Sprague “199D Series”
COUT - 47 μF, 25V Tantalum, Sprague “595D Series”
D1 - 3.3A, 50V Schottky Rectifier, IR 30WQ05F
L1 - 68 μH Sumida #RCR110D-680L
CB - 0.01 μF, 50V Ceramic bzw
passt nicht ganz zu Seite 2 typical application ?!
Cin statt 100 µF jetzt 22 µF Cout statt 68 µF jetzt 47 µF, als 
Induktivität statt 48 µH jetzt 68 µH (1,35 A) und eine 3.3 A (!) 
Schottky.
die Fragen bleiben....

von Qwerty (Gast)


Angehängte Dateien:

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Bei Pollin gibt es diesen Ladeadapter SEC-0500 für Euro 0,45:

http://www.pollin.de/shop/dt/NzU5OTQ2OTk-/Stromversorgung/Ladegeraete/Spezielle_Lader/Ladeadapter_SEC_0500.html

Dabei handelt es sich um einen LM2575 mit kompletter Peripherie 
(Gleichrichter, Spule, Kondensatoren etc.). Man muss nur Gehäuse und 
Kabel entfernen und hat einen vielseitig verwendbaren 5V Schaltregler 
auf einer Platine, die man verschrauben kann.

von Stefan (Gast)


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Also Ladeadapter und gehackter Servomotor. Der Rest läuft über 
Transmissionsscheiben und Gummiband. Hört sich gut an. Bin mal auf die 
Stromaufnahme gespannt, aber der LM2575 soll typischerweise bei 88 % 
liegen....Danke und guten Rutsch !

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