Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nähmaschine, Umbau auf Phasenanschnittsteuerung


von Wolfgang H. (frickelkram)



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Hallo zusammen,
letzte Woche habe ich auf dem Sperrmüll eine alte Pfaff 96  gefunden.
Die Maschine funktionierte soweit wieder nachdem ich die Mechanik geölt 
habe.
Dann hat der Entstörfilter (X-Y-Kondensatoren) am Motor mit einer 
schönen Rauchwolke und unter Auslösung der Sicherung, den Geist 
aufgegeben. Da die Maschine schon etwas älter ist verwundert das auch 
nicht weiter.
Den Filter habe ich durch einen ähnlichen Filter ersetzt.
Nun habe ich gleichzeitig begonnen die "Elektronik" im Fußpedal durch 
eine Phasenanschnittsteuerung zu ersetzten. Die Alte Elektronik bestand 
aus einer Schlaterserie, gekoppelt mit einem Widerstand, mit mehreren 
Anzapfungen. Beim herunter treten des Pedals verringert sich der 
Widerstand. Das gesamte Gebilde hat folgende Widerstandswerte:
Undendlich, 590Ohm, 492Ohm, 423Ohm, 333Ohm, 238Ohm, 139Ohm, 0 Ohm
Den Motor habe ich ausgemessen:
Wicklungswiderstand ca. 180Ohm, Stromaufnahme bei 240V ca. 22mA
Auf der Maschine steht eine Lesitungsaufnahme von 80W, bei einer 15W 
Glühbirne als Beleuchtung.

Ich gehe mal davon aus das in den 80W die Glühbirne enthalten ist, 
bleiben also noch 65W für den Motor. Bei der gemessenen Stromaufnahme 
komme ich rechnerisch aber nur auf 6W. Wie erklärt sich die Differenz zu 
den 65W aus dem Typenschild? Gemessen habe ich Spannung und Strom mit 
einem einfachen Digitalmultimeter.

Als Phasenanschnittsteuerung habe ich den U2008 ausgewählt, davon habe 
ich hier noch ein paar herum liegen. Der Thyristor ist ein BT139/800. 
Der ist sicherlich viel zu groß, lag aber auch noch hier herum.

Im wesentlichen funktioniert die Schaltung. Ich kann die Geschwindigkeit 
des Motors einstellen.

Ich habe aber noch zwei Probleme, zu denen ich gerne Eure Meinung hören 
würde.

1.) Der Motor läuft nicht regelmäßig. Ich vermute das liegt an der 
falsch dimensionierter Laststromregelung. Ich habe einen 1 Ohm 
Widerstand ein gebaut. Möglicherweise ist der zu groß. Allerdings bin 
ich mir unsicher wie der Widerstand berechnet werden muss. Wenn ich 
meine Messwerte vom Motor in die Formel aus dem Datenblatt des U2008 
einsetze kommt da ein Wert von ca. 4 kOhm heraus. Das kann nicht sein. 
Der Motor läuft dann sicherlich nicht mehr. Die Messungen an der alten 
Elektronik zeigen das der größte Widerstand von 560 Ohm zu ganz 
langsamen Lauf des Motors führt. Ich werde im nächsten Schritt den 1 Ohm 
Widerstand verkleinern. Habt Ihr bessere Lösungsideen?

2.) Ich komme mit dem Regelbereich des Potentiometers nicht hin. Das hat 
mit den mechanischen Gegebenheiten des Fußpedals zu tun. Das Pedal kann 
in einem Winkel von ca. 15 Grad "durchgetreten" werden. Das Poti hat 
aber ca 270 Grad bei voller Ausnutzung des Potiweges.
Zunächst habe ich versuch mechanisch eine Übersetzung zu bauen um den 
Potiweg besser nutzen zu können. Leider entstehen durch eine Übersetzung 
solche Kräfte, das meine Konstruktionen nicht sicher funktionieren. Ich 
habe hier Kunststoffzahnräder ausprobiert. Wenn ich kräftig auf das 
Pedal trete "springen" die Zähne über, darum habe ich den Weg wieder 
verworfen und verwende jetzt eine ganz einfache, mechanische Lösung 
(siehe Bild). Leider mit der bekannten Einschränkung bezüglich des 
Drehwinkels.
Mir Fällt für diesen Punkt nur eine relativ Aufwändige Lösung ein bei 
der ich den Nullpunkt verschiebe und das Signal vom Poti verstärke. Das 
könnte ich mit einem Op-Amp machen. Dann könnte ich denn Nullpunkt und 
den Vollausschlag justieren und eventuell noch einen "Normal-" und 
"Kriech-gang" Umschalter einbauen. Gibt es eine einfachere Lösung als 
einen OP zu nehmen? Für den OP müsste ich sicherlich auch die 
Spannungsversorgung aufwändiger gestalten ...

: Verschoben durch Admin
von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang Heinemann schrieb:

> 2.) Ich komme mit dem Regelbereich des Potentiometers nicht hin.7

Kannst Du nicht einfach die alte Schaltmechanik mit ca um den Faktor
100 grösseren Widerständen verwenden?
Gruss
Harald
PS: Früher gab es sogenannte Feintriebe, spezielle Planetengetriebe
zur Montage an Potis mit einer Übersetzung von etwa 6:1. Vielleicht
kann man die auch umgekehrt einbauen.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Harald,
Danke für Deine Denkanstöße.
Ich möchte aber ja gerade von der "diskreten" Schaltung zu einer 
linearen Einstellung der Geschwindigkeit kommen. Diese Planetengetriebe 
kenne ich noch von früher, die wurden gerne genutzt um die Frequenz an 
einem Tranceiver besser einstellen zu können. So etwas habe ich hier 
leider nicht herum liegen. Ich glaube auch das das Problem der 
Kräfteübersetzung dann immernoch da wäre. Mein erster Test ohne 
Potentiometer war auch ganz ok, da gab es halt noch keine bremsende 
Kraft. Das Poti habe ich schon mit Kriechöl bearbeitet, das geht jetzt 
sehr leicht, trotzdem geht es noch zu schwer.
Ich denke mal das es mit dem aktuellen, mechanisch einfachen, Aufbau 
funktionieren muss. Ich muss nur den Nullpunkt verschieben, damit ich 
weit genug "herunter" komme und durch Anpassen des 
Widerstandsverhältnisses (68k + 100kPoti in Reihe) zum Stellpoti müsste 
auch der obere Bereich gedehnt werden können.
Im Moment skizziere ich eine geänderte Spannungsversorgung, das Poste 
ich gleich mal mit Bitte um Kommentar.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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So, hier meine Anpassung damit der Nullpunkt nach unten verschoben 
werden kann. Der U2008 wird ja mit einer negativen Spannung von ca. 13V 
betrieben. Ich möchte jetzt noch eine zusätzliche positive Spannung von 
ca. 12V erzeugen, die ich dann an das Poti lege. Die genauen Werte muss 
ich noch ausrechnen, damit auch kein Bauteil überlastet wird. Besonders 
die 12V Zener-Diode muss genug Verlustleistung ab können.

von Peter R. (pnu)


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Ich habe hier solch einen etwas moderneren "Trapper" für eine 
Nähmaschine.

Da wird durch die Bewegung der Fussplatte ein Hebel C gedreht, der über 
ein Gleitstück den Schleifer eines Linearpoti E verschiebt. Die 
Übersetzung ist etwas 1:3.
Das Linarpoti hat etwa 40mm Schiebeweg, 50 kOhm, linear.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi Peter,
ahhhh ... darauf bin nicht nicht gekommen. Ich habe hier zwar ein 
Schiebepoti, das ist aber mechanisch recht groß. Ich hatte gedacht ich 
könnte es direkt an das Pedal hängen und herunter drücken lassen, dafür 
ist es aber zu lang. Über eine solche Mechanik könnte ich es liegend 
montieren. Ich muss mal eben durch rechnen ob das Ding in das Gehäause 
passt und welchen Schiebeweg ich erreichen kann.
Das Pedal hat, wie gesagt ca. 15 Grad Drehwinkel. An der höchsten Stelle 
macht es dann zwischen 1cm und 2cm Weg. Mal sehen ob meine 
Trigonometriekenntnisse dafür noch ausreichen ;-)
Danke !

von Peter R. (pnu)


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Wolfgang Heinemann schrieb:
> Hi Peter,
> ahhhh ... darauf bin nicht nicht gekommen.

Ich ja auch nicht. Erst beim Reparieren hab ich die Mechanik gesehen und 
bestaunt.

Meine Trigonometriekenntnisse sind auch schon etwas verschimmelt. Da 
hilft nur eine maßstäbliche Skizze in den beiden Endstellunge der Platte 
A. Ich vermute: nur mit einem Poti mit kurzem Hub, also so 40mm, wird 
das klappen.

Auch muss man drauf achten, dass der Hebel C nicht senkrecht zu A stehen 
darf. Sonst ist er eine massive Stütze: Die Platte A klemmt dann.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Peter,
leider hat das Poti einen Hub von 80mm. Ich könnte das gerade so 
einbauen, mit den mechanischen Abmessungen. Leider habe ich am Ende nur 
einen Fahrweg von ca. 15mm. Das gibt mir keinen Vorteil gegenüber meine 
Potilösung ... schade. Kleinere Schiebepotis habe ich nicht. Es gibt da 
zwar noch eines aus einem alten Transistorradio aber das Teil ist so 
"wackelig" das ich es lieber nicht an Netzspannung hängen möchte.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Wolfgang!

> Den Motor habe ich ausgemessen:
> Wicklungswiderstand ca. 180Ohm, Stromaufnahme bei 240V ca. 22mA
> Auf der Maschine steht eine Lesitungsaufnahme von 80W, bei einer 15W
> Glühbirne als Beleuchtung.
>
> Ich gehe mal davon aus das in den 80W die Glühbirne enthalten ist,
> bleiben also noch 65W für den Motor. Bei der gemessenen Stromaufnahme
> komme ich rechnerisch aber nur auf 6W. Wie erklärt sich die Differenz zu
> den 65W aus dem Typenschild? Gemessen habe ich Spannung und Strom mit
> einem einfachen Digitalmultimeter.

Du hast vermutlich ohne Last gemessen. Im Leerlauf wird der Motor 
natürlich deutlich weniger Strom aufnehmen als wenn du über den Saum 
einer Jeans nähst...

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Gusti (Gast)


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Wenn du einfach ein 18 mal grösseres Poti nimmst, dann hast du den 
gleichen Widerstandsbereich auf 15° wie bei dem jetzigen auf 270°

von Udo S. (urschmitt)


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Wie wäre es wenn du ein fertiges Pedal nimmst wie man es z.B. für ein 
Keyboard kaufen kann.

von Wusel D. (stefanfrings_de)


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> Wie erklärt sich die Differenz zu den 65W aus dem Typenschild?

Die Stromaufnahme des Motors hängt sehr von der Belastung ab. Auf dem 
Typenschild steht meines Wissens nach immer die höchste Leistung, die 
der Motor für die vorgesehene Laufzeit verträgt.

Ich musste auch mal so ein Fuß-Pedal erneuern. Auch ich hatte 
Schwierigkeiten, ein normales Poti unterzubringen.

Letztendlich hatte ich zwei Photowiderstände in Reihe (wegen der 
Zulässigen Spannung) verwendet, sowie eine Glühlampe die am beweglichen 
Teil des Pedals befestigt war.

Die Widerstände kamen dann anstelle des Potentiometer in eine Dimmer 
Schaltung.

von J. H. (joho62)


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Es gibt auch kleinere Schieberegler, z.B. in KFZ-Equalizer. Gabs mal bei 
Pollin, lin.100kOhm, Schiebeweg 10mm! Kannst gern einen abhaben, sind ja 
genug drauf ;)
Jo

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Thorsten,

Thorsten Ostermann schrieb:
> Hallo Wolfgang!
>
>> Den Motor habe ich ausgemessen:
...
>> einem einfachen Digitalmultimeter.
>
> Du hast vermutlich ohne Last gemessen. Im Leerlauf wird der Motor
> natürlich deutlich weniger Strom aufnehmen als wenn du über den Saum
> einer Jeans nähst...
...

das habe ich versucht zu berücksichtigen. Ich habe den Motor während der 
Messung mit einem Stück Holz "gebremst", er war zu dem Zeitpunkt schon 
aus gebaut. Dabei habe ich im Leerlauf 20mA und mit der Bremse 25mA 
gemessen. Meine Bremse war aber auch nicht wirklich gut. Ich habe den 
Motor jetzt wieder eingebaut und werde die Messung unter realen 
Bedingungen wiederholen. Mal sehen was dann heraus kommt.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi Gusti,

Gusti schrieb:
> Wenn du einfach ein 18 mal grösseres Poti nimmst, dann hast du den
> gleichen Widerstandsbereich auf 15° wie bei dem jetzigen auf 270°

das dachte ich am Anfang auch. Darum habe ich statt einem 50kOhm poti 
ein 500kOhm Poti eingebaut. Die Widerstandsänderung liegt dann mit 
30kOhm schon nahe an den 50kOhm. Aber, leider verschieben sich die 
Widerstandsverhältnisse. Ich habe vom Schleiferabgriff des Potis aus 
folgendes gemessen:
Pedal oben: Widerstand zum Ende A 51kOhm, zum Ende B 332 kOhm
Pedal durchgedrückt: zum Ende A 20kOhm, zum Ende B 361kOhm

Dann habe ich angenommen das ich das Poti so montiere das Punkt B an Pin 
5 des U2008 liegt (also -Vs). Den Widerstand R14 (Datenblatt 2008) habe 
ich dann weg gelassen. Punkt A kann ich nicht einfach nach Masse (Pin 4 
des U2008) legen weil der verbleibende Widerstand von ca. 20kOhm zu groß 
ist und ich dann nicht auf die 0V herunter komme.

Daraus ist dann die Idee entstanden den Nullpunkt unter die 0V zu legen. 
Dazu habe ich mit eine zweite Spannung von ca. 15V erzeugt und berechnet 
wie die Widerstandsverhältnisse dann aussehen müssten. Das Ergebnis ist 
ein Widerstand R7 (Datenblatt U2008) von ca. 470kOhm. Eine Kombination 
aus 390kOhm Festwiderstand und 470kOhm Poti habe ich eingebaut.

Leider habe ich dabei etwas falsch gemacht. Der U2008 ist jetzt tot. Das 
liegt entweder an falscher Dimensionierung des Spannungsversorgung, oder 
ich habe dem Pin 3 doch eine Spannung über 0V verpasst. Laut Datenblatt 
darf man an dem Pin nur 0V bis -Vs anlegen. Ich hatte zwar eine 
Schutzdiode eingebaut aber die wirkt auch nur bis ca. 0.5V, kommt also 
nie auf 0V herunter. Möglicherweise hat das genügt um den Chip zu 
killen, immerhin war das nicht innerhalb der angegebenen Maximalgrenzen 
...

Wie "empfindlich" ist der U2008 in der Beziehung? Ich habe mit dem Teil 
schon einmal einen Sanftanlauf gebaut. Das IC ist eigentlich 
unkompliziert. Der Sanftanlauf funktioniert zuverlässig.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi Stefan, geht's Dir gut? :-)
Ich hatte Deinen Artikel bezüglich Perl gelesen ...
reine Philosophiefrage ...
Die Aussage "... veraltete Sprache ..." halte ich für Unsinn.
Provokant: "Heute wird ja auch noch in Fortran programmiert ..."

Wusel Dusel schrieb:
>> Wie erklärt sich die Differenz zu den 65W aus dem Typenschild?
>
> Die Stromaufnahme des Motors hängt sehr von der Belastung ab. Auf dem
> Typenschild steht meines Wissens nach immer die höchste Leistung, die
> der Motor für die vorgesehene Laufzeit verträgt.
>
> Ich musste auch mal so ein Fuß-Pedal erneuern. Auch ich hatte
> Schwierigkeiten, ein normales Poti unterzubringen.
>
> Letztendlich hatte ich zwei Photowiderstände in Reihe (wegen der
> Zulässigen Spannung) verwendet, sowie eine Glühlampe die am beweglichen
> Teil des Pedals befestigt war.
>
> Die Widerstände kamen dann anstelle des Potentiometer in eine Dimmer
> Schaltung.

Dann hast Du aber ein Leistungspoti verwendet und den Motor darüber 
direkt gedrosselt. Das wäre zwar auch eine Möglichkeit, aber solche 
Potis sind schon echte Trümmer und müssen natürlich auch von den Daten 
passen. Irgendwo habe ich noch so etwas herum liegen. Möglicherweise 
passet es auch von den Werten, aber ich glaube nicht das ich mir das 
antun möchte.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Nachtrag,

Wusel Dusel schrieb:
>> Wie erklärt sich die Differenz zu den 65W aus dem Typenschild?
...
>
> Letztendlich hatte ich zwei Photowiderstände in Reihe (wegen der
> Zulässigen Spannung) verwendet, sowie eine Glühlampe die am beweglichen
> Teil des Pedals befestigt war.
>
> Die Widerstände kamen dann anstelle des Potentiometer in eine Dimmer
> Schaltung.

daran hatte ich in der Tat auch schon gedacht. Einen Photowiderstand und 
dann die Beleuchtungsstärke mit dem Pedal ändern. Damit hätte man keine 
mechanische Übersetzung mehr. Ich hatte die Lösung mechanisch kurz an 
skizziert aber nicht weiter verfolgt. Ich hätte eine LED statt einer 
Glühbirne eingesetzt. Als ich diesen Gedanken hatte fand ich die 
Mechanische Übersetzung aber noch vielversprechender. Nach meinen 
letzten  Widerstands Eskapaden erscheint mir die "optische Lösung" aber 
dann doch wieder sinnvoller zu sein.

Sobald ich einen neuen U2008 habe probiere ich das mal aus ... :-)

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi Jo,

J. H. schrieb:
> Es gibt auch kleinere Schieberegler, z.B. in KFZ-Equalizer. Gabs mal bei
> Pollin, lin.100kOhm, Schiebeweg 10mm! Kannst gern einen abhaben, sind ja
> genug drauf ;)
> Jo

die sehen auch jeden Fall besser aus als die Teile die ich hier gefunden 
habe. Die 100kOhm scheinen auch ganz gut zu passen. Wie kommen wir denn 
ins Geschäft, suchst Du irgendetwas zum tauschen? Wie können wir 
Kontaktdaten austauschen?

von J. H. (joho62)


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Schreib mal kurz (jhomey bei der web punkt de ;)

von Wolfgang H. (frickelkram)


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So, der U2008 ist ja nun erst mal hinüber. Ich messe ca. 0 Ohm zwischen 
Pin 5 und Pin 4. Meine Vermutung ist das durch das Kondensator-Netzteil 
zu viel Strom geflossen ist. C1 hat ja rechnerisch nur 15kOhm, hinzu 
kommt der Einschaltstrom, der durch den 100 Ohm Serienwiderstand nur 
gering "gedämpft" wird. Es scheint mir der wahrscheinlichste Grund für 
den Ausfall zu sein. Die Schutzdiode (D3) sollte eigentlich genügen um 
zu verhindern das am Eingang Pin3 eine zu hohe, positive Spannung 
entsteht.

Sobald ich die neuen U2008 habe werde ich zunächst den Einschaltstrom 
begrenzen und dann noch einmal versuchen mit dem Widerstandsnetzwerk den 
Bereich zu treffen in dem das Pedal ordentlich arbeitet.

Die Schiebepotis von Jo erscheinen mir im Moment am 
erfolgversprechendsten zu sein. Ich bräuchte keine mechanische 
Übersetzung, lediglich einen Schiebearm, wie Peter ihn skizziert hat. 
Den Arm baue ich aber wahrscheinlich anders herum auf (Punkt E fest, 
Schiebepoti an Punkt F), weil die Elektronik so besser in das Gehäuse 
passt. Wenn das Schiebepoti gut auf den Nullpunkt justiert werden kann 
(z.B. durch ändern der Armlänge), bräuchte ich die positive Spannung 
nicht mehr und könnte den U2008 an Pin3 nicht mehr versehentlich im 
unerlaubten Bereich betreiben.

Vielleicht mache ich auch noch einen Versuch mit Stefans Idee bezüglich 
LDR und LED. Mit der Schaltung bräuchte ich auch nicht mehr die positive 
Spannung.

Erst mal ist jetzt ein paar Tage Pause bis die Chips da sind ...

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi zusammen,
noch eine Sache die mich nachdenklich stimmt.
Der XY-Kondensator am Motor war original nicht so an geschlossen wie es 
sein sollte. Die Nähmaschine hat ein Gußgehäuse aus Metall. Wenn ich 
mich nicht Irre fordert die VDE-0100 das solche Gehäuse geerdet werden 
müssen, wenn zum Betrieb Netzspannung verwendet werden. Das Gehäuse ist 
aber nicht geerdet. Die Maschine stammt wohl aus einer Zeit in der das 
noch nicht unbedingt notwendig war.
Der Fußschalter, aus Metall, ist geerdet, was mich sehr beruhigt.

Ein Anschluß des XY-Entstörkondensators wird normalerweise mit Erde 
verbunden damit die Störsignale nach Erde abgeleitet werden können. Da 
die Maschine aber keine Erde hat war dieser Pol des Kondensators an die 
Phase (L1) angeschlossen. Die anderen beiden Pole an den Nulleiter (N) 
und an den Motorschalter, wie erwartet.

Aus meiner Sicht macht diese Schaltung nicht viel Sinn. Es wird ja nur 
zu dem 1. Kondensator ein weiterer parallel geschaltet. Zusätzlich hat 
man den Effekt das ein weiterer Kondensator über dem Ausgang des 
Fußpedals liegt (L1 nach Motorschalter). Im Fußpedal ist aber sowieso 
schon ein Entstörkondensator über dem Schalter eingebaut (habe ich auf 
der Zeichnung vergessen).

Als ich den XY-Kondensator ersetzte habe ich den Erdanschluß einfach 
offen gelassen. Ihn an das Metallgehäuse zu legen wäre sicherlich keine 
gute Idee, das hätte wohl nur zu "kribbligen" Erfahrungen führen können 
;-)

Gibt es einen triftigen Grund warum ich den Erdanschluß des 
XY-Kondensators doch an L1 anschließen sollte?

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi zusammen,
Jo hat mir freundlicher Weise ein paar seiner Schiebepotis geschickt.
Das Poti ist nahezu Ideal. 100kOhm, ca. 1cm Schiebeweg. Ich habe mich 
entschlossen keine komplizierte Mechanik zu bauen sondern das Poti über 
einen Federstahl direkt an das Pedal zu hängen. Vom fertigen Aufbau, 
inklusive dem Mikroschalter zum ein Schalten der Maschine, schicke ich 
später.
Die neuen Chips sind gestern angekommen. Die Platine habe ich wieder um 
gebaut auf die vorherige Schaltung. Die Spannungserzeugung für die 
positive Spannung ist wieder raus. Der Eingangskondensator wieder durch 
die Widerstände ersetzt.

Im Moment habe ich Probleme den U2008B. Aus dem Datenblatt kann ich 
nicht erkennen wie ich die Bauteile genau berechnen muss.
Es gibt einmal den Widerstand zum Messen des Motorstroms an Pin 1. Im 
Datenblatt finde ich wirklich nicht viele Angaben. Im Diagramm auf der 
ersten Seite steht etwas von +-250mV. In der Tabelle auf Seite 7 steht 
etwas von 300 - 400mV. Ich habe jetzt den Widerstand zwischen 0,39 und 
2,2 Ohm verändert und Spannungen zwischen 125 und 900 mV je nach 
Widerstand und Motorbelastung gemessen. Wenn der Motor in Mittlere 
Drehzahl läuft "pumpt" er. Er ist also mal langsam und mal schnell. Ich 
schiebe das mal auf die Stromregelung, bin mir aber nicht sicher.

Den 330kOhm Widerstand zwischen Pin 5 und Pin 6 habe ich durch eine 
500kOhm Trimmer ersetzt um den Phasenwinkel einstellen zu können.

Leider komme ich mit meinen Einstellungen nicht parat.

Hat jemand von Euch Erfahrungen mit dem IC, dem Abgleich und der Nutzung 
an Motoren? Ich habe mal eine Glühbirne damit eingestellt, das war kein 
Problem. Dabei ging es auch um Softstart und Hellikeit. Nicht um 
"Regelung" bei erhöhter Motorlast.

Gibt es irgendwelche Formeln, auch wenn es nur Näherungsformeln sind, 
mit denen ich in der Lage bin ein paar Bauteile zu berechnen? Im Moment 
sind einfach zu viele Stellschrauben in der Schaltung, die sich 
wechselseitig beeinflussen.

Was brauche ich?
 - die Motorlast-Regelung einstellen
 - die minimale Anlaufgeschwindigkeit des Motors einstellen
 - die maximale Geschwindigkeit auf Wunsch herab setzten (z.B. mit einem 
Schalter.

Außer dem Datenblatt und einigen Aufbaubeispielen finde ich im Netz 
nichts. Bei ATMEL habe ich auch keine Application Note zu dem Chip 
gefunden.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo zusammen,

das Poti von Jo ist montiert. Ich habe noch einen Mikroschalter dazu 
gefügt, damit das Ganze erst eingeschaltet wird wenn das Pedal gedrückt 
wird. Ich habe mal den aktuellen Schaltplan angehängt.

Eigentlich ist an dem Schaltplan nichts ungewöhnliches mehr. Die 
Bezeichnungen der Bauelemente entsprechen weitestgehend den 
Bezeichnungen in der Beispielzeichnung im Datenblatt.
Besonders ist nur der Widerstand RL. Der Widerstand ist über den Motor 
geschaltet und sorgt dafür das ein gewisser Haltestrom fließt damit der 
TRIAC durch geschaltet bleibt. Das musste ich leider so machen weil der 
kleine Motor der Nähmaschine maximal 26mA zieht. Das ist für den großen 
TRIAC zu wenig. Darum hatte ich das instabile Laufverhalten.

Mit dem zusätzlichen Lastwiderstand läuft der Motor gleichmäßig, die 
Steuerung funktioniert auch gut. Nur der Steuerbereich der 
Motor-Geschwindigkeit passt mit den angegebenen Widerständen noch nicht.

Allerdings habe ich nun ein Problem mit dem U2008B. Der Chip ist wieder 
gestorben. Das Fehlerveralten ist wie beim ersten Chip, zwischen Pin 4 
und Pin 5 ist der Chip niederohmig. Irgendwie macht das keinen Spaß. Ich 
kann nicht erkennen woran der Chip stirbt. Ich glaube auch nicht das ich 
irgendwelche Grenzwerte verletzt habe. Ich habe noch kein 
Snubber-Netzwerk zum Schutz des TRIAC verbaut, kann mir aber auch nicht 
vorstellen, das das ein Problem für den U2008B sein soll.

Hat jemand von Euch Erfahrung mit dem U2008B? Habe ich einen Fehler den 
ich nicht sehe? Fehlt eine Schutzschaltung?
Im Moment hätte ich nicht übel Lust das Teil in die Ecke zu werfen ...

von oszi40 (Gast)


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Wahrscheinlich hast Du mindestens 5 Baustellen:
Elektrosicherheit,Snubber,richtigen Triac-Haltestrom und Deinen 
Schaltkreis sowie den mechanischen Aufbau. Es würde mich wundern, wenn 
Du in 20 Minuten Erfolg melden kannst.

Im Nähmaschinen-Handel gibt es komplette Motoren mit Fußpedal.
od. "Anlasser" z.B. 
http://www.naehtechnik-muenchen.de/index.php?/austausch-fussanlasser.html

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Wie kommst Du darauf das ich in 20 Minuten fertig sein möchte? Mir ist 
klar das es nicht schnell gehen wird. Am Ende gibt es noch eine Platine, 
der aktuelle Aufbau auf Lochraster ist sicher nicht ideal.
Die Baustellen, die Du genannt hast sind mir bekannt. Die Frage bezog 
sich auf den Chip. Hast Du eine Idee warum er nicht überlebt?

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Wolfgang Heinemann schrieb:
> Allerdings habe ich nun ein Problem mit dem U2008B. Der Chip ist wieder
> gestorben. Das Fehlerveralten ist wie beim ersten Chip, zwischen Pin 4
> und Pin 5 ist der Chip niederohmig. Irgendwie macht das keinen Spaß. Ich
> kann nicht erkennen woran der Chip stirbt. Ich glaube auch nicht das ich
> irgendwelche Grenzwerte verletzt habe. Ich habe noch kein
> Snubber-Netzwerk zum Schutz des TRIAC verbaut, kann mir aber auch nicht
> vorstellen, das das ein Problem für den U2008B sein soll.

Doch, mach mal das Snubber-Netzwerk rein. Wenn beim Abschalten noch ein 
Reststrom fließt, hast du ruckzuck hohe Spannungen über dem Thyristor 
und damit zwischen Pin 1 und Pin 8. Und wenn Pin 1 unter Null abtaucht, 
wird das ganz schnell unangenehm für den Baustein.

Dass der Defekt sich dann woanders zeigt, ist bei ICs nicht so 
ungewöhnlich.

Max

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Max,

danke für den Hinweis! Du ermutigst mich es noch einmal mit dem Chip zu 
versuchen. Ich komme aus der Digitaltechnik und habe mit TRICS und 
induktiven Lasten keine Erfahrung.

Ich habe mir noch einmal das Datenblatt angeschaut.
Der Pin 1 darf Eingangsspannung im Bereich von -VS bis +2V sehen. Für R6 
hatte ich einen 2,2 Ohm Widerstand gewählt, viel höher als im Datenblatt 
angegeben, da ja der Motorstrom gering ist. Allerdings würden ca. 1A 
Spitzenstrom genügen um die 2V abfallen zu lassen.

Als 1. Maßnahme würde ich den Widerstand verkleinern, allerdings 
funktioniert dann wahrscheinlich die Lastregelung nicht mehr so gut.
Im Datenblatt steht auch das an R6 +-250mV abfallen soll. Selbst mein 
2,2 Ohm Widerstand war da schon zu klein ... Um den Motor vernünftig 
steuern zu können muss der Chip aber die Phasenverschiebung zwischen 
Betriebsspannung und Strom erkennen, das geschieht auch über Pin 1 und 
das Signal muss ausreichend groß sein.
Spricht eigentlich etwas dagegen Schutzdioden zwischen Pin 1 und Pin 4 
zu legen? Zwei schnelle Dioden, antiparallel ...

Das Snubber Netzwerk kommt rein. Ich entwerfe gerade eine Platine, weil 
ich nicht zum 3. mal das Lochraster ändern möchte und weil auf dem 
Lochraster der Hauptstrompfad schlecht gewählt ist. Pin 4 vom U2008B 
liegt da mitten auf dem Weg zwischen JP1/Pin1 und R6. Der Motorstrom 
geht also über die GND-Versorgung des Cips, drüber könnten auch Spitzen 
eingeschleift werden.

Parallel experimentiere ich mit einem anderen Motor und einer 
Gleichspannungssteuerung. Hier im Thread wurde auch schon auf diese 
Möglichkeit hin gewiesen. Ich würde einen kleinen Prozessor zur 
Steuerung nehmen und hätte dann die Möglichkeit die Steuerkennlinie des 
Pedals und die minimale und maximale Geschwindigkeit einfacher fest zu 
legen.

von StefanK. (Gast)


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Diese ICs sind normalerweise recht robust, wir verwenden die U210 und 
U211.

Was mir aufgefallen ist: Du hast den C1 falsch gepolt, der muß mit Plus 
an Masse und Minus zeigt zur Diode. Diese  U2xxx funktionieren mit 
negativer Versorgungsspannung. (Zündverhalten der Triacs).

Stefan

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Stefan,
ja das mit dem C stimmt. Ich habe den Zeichenfehler korrigiert. Auf der 
Platine ist er aber bisher immer richtig herum eingebaut gewesen.

Wenn Du sagst, der ist normalerweise robust, wie setzt Ihr das IC denn 
ein? Benutzt Ihr den auch für Motorsteuerungen? Wenn ja, für welche 
Leistungen? Benötigt man für kleine Motoren einen wesentlich größeren R6 
oder genügt ein Spannungsabfall der deutlich kleiner als 250mV ist damit 
die Schaltung sicher arbeitet?

Ich habe im Internet schon einige Beschreibungen gefunden. Die setzten 
alle mehr oder weniger die Schaltung aus dem Datenblatt ein.

von StefanK. (Gast)


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Hallo Wolfgang,

wir verwenden den U210B in Drehzahlregler bis 1200W bzw. 2000W. R6 ist 
bei uns 0.1R bzw. 0.01R, damit die Verlustleistung im Rahmen bleibt. Der 
U210 hat allerdings dafür noch eine Verstärkerstufe eingebaut.

Snubber wurde ja schon genannt.

Wie sieht Dein Probeaufbau aus, fließt der Motorstrom auch z.B. in der 
Masseleitung zum IC?

Stefan

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Stefan,

StefanK. schrieb:
> Hallo Wolfgang,
>
> wir verwenden den U210B in Drehzahlregler bis 1200W bzw. 2000W. R6 ist
> bei uns 0.1R bzw. 0.01R, damit die Verlustleistung im Rahmen bleibt. Der
> U210 hat allerdings dafür noch eine Verstärkerstufe eingebaut.

ok, ich schaue mir das Datenblatt vom U210B mal na um zu sehen woe die 
Unterschiede sind.

>
> Snubber wurde ja schon genannt.
>
> Wie sieht Dein Probeaufbau aus, fließt der Motorstrom auch z.B. in der
> Masseleitung zum IC?

Ja, ich denke schon. Da das IC mitten zwischen Motor und Stromversorgung 
liegt, ist das so. Darum auch das Redesign mit geäzter Platine.

>
> Stefan

von StefanK. (Gast)


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Wolfgang Heinemann schrieb:
> Pin 4 vom U2008B
> liegt da mitten auf dem Weg zwischen JP1/Pin1 und R6. Der Motorstrom
> geht also über die GND-Versorgung des Cips, drüber könnten auch Spitzen
> eingeschleift werden.

Sorry, habe ich überlesen.

In einem Datenbuch von Telefunken! von 1984 steht, dass keine hohen 
Ströme über die Leitungen von GND zum IC fließen sollen, also Dein 
Redesign ist eine gute Idee. Den U210B wirst Du am Markt nicht mehr 
finden, der ist abgekündigt.

Diese ganzen U2xxx sind von Telefunken aus den 80er Jahre. Atmel hat 
damals Telefunken in Heilbronn aufgekauft und die Power-ICs übernommen. 
Eine Zeit lang hieß es noch Atmel-Telfunken, dann ist Telefunken ganz 
verschwunden.

Stefan

von heißlöter (Gast)


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leistungsechtheitsbedarf
umspulen 0,1 watt (zugkraft nur gramms mit solarmotor o.ä.)
die nähmaschine braucht aber 70-80watt mit voller drehzahl

nähen 5-7watt mit rollstuhlmotor 24v 100watt und nur 8volt und 0,6 
ampere
die nähmaschine braucht aber 40-60watt
leistung wird im motor verheizt
wer sparen will kann mit akkubohrmaschine nähen

von heißlöter (Gast)


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spanungsmessung am motor vermeiden weil digimeter fliegt beim motoraus 
in die ewigen jagdgründe.
ohmmessung auch weil motor hat entstörkondi drin und der anlasser viell. 
auch.
entstörkondi klein halten aus liebe zum triac nur 10nano.dazu 
motoindukt. noch ausmessen und entstörkondiaufladespannung ausrechnen.
poti mit leitsilber stellbereich einengen. wenn empfindlichkeit nicht 
passt
dann anderes poti berechnen oder getriebevorsatz nehmen.
poti mit parallelwiderstand an herstellersprünge (220-500ohm) anpassen.
ohmmessung nicht über die relaiskontakte sondern direkt die r`s messen.
nullpunktverschiebung mit differenz(subtrahierer) opv schaltung machen.
230vac motor auf 24v dc umbauen ginge notfalls auch.dazu statorspulen an 
9- ca.15volt dc und rotor an ca.24vdc und stator thermisch 
überwachen.den anlasser dann für 24v trafo benutzen.
motorleichtlauf mit 1gramm genauer waage testen band um keilrad wickeln 
und waage nullen, kraft alle 20°messen.
freilauf für 2. langsamlaufmotor einbauen umgeht anfahrproblem.
den u210b mit sanftanlauf und einer 2.drehzahlreg danach bringt kraft 
beim langsamlauf
einen neue chinamaschine hat etwa 9-12nachteile und 7vorteile.darunter 
der am metallchassis liegende motor der mit tüv genehmigung einen 
akuraten stromschlag über den nähfuß oder den fadentrenner liefert.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Heißlöter,

sorry, aber ich habe ein paar Probleme alles auf zu nehmen was Du 
schreibst. Ich werde aber versuchen Deine Hinweise zu berücksichtigen 
und umzusetzen. Den Snubber berechne ich gerade. So wie ich es 
verstanden habe ist ein C im Bereich 1nF - 10nF für diesen, kleinen, 
Motor eine gute Idee.
Die Induktivität der Motorwicklungen muss ich noch messen.

Danke für Deinen Beitrag. Wieso kennst Du Dich mit dem Thema so gut aus? 
Hast Du in dem Bereich schon viel Experimentiert?

von heißlöter (Gast)


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bei meinem sanftanlauf mit u210b steht das lastnachregelpoti (nicht 
drehzahlreglerpoti) bei einem durchmesser von 8mm etwa 1mm vor der 
mittelstellung.bei regelleistung bis 600w
erst mit kleinem motor testen dann einen 400watt typ und evtl ein 600w 
typ.
alles mit kohlebürsten natürlich.
evtl. ist schon ein 24v motor drin und der triac verträgt den trafo 
nicht.
das kann sein weil 22mA bei230v ziemlich spanisch vorkommen.
dann einen 250w heizer oder lampe immer parallel mit anschließen oder 
den alten schalter benutzen 590ohm...492ohm.

von heißlöter (Gast)


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der tyristor sollte aber ein triac sein und der zündstrom muss stimmen 
bzw rvor ändern,sonst ist alles für den sarg.
eine led als nählicht ist etwa 2x heller und sticht aber im farbton, 
braucht aber nur 1watt.
es gibt pocketnähmaschinen mit 2 oder 4 mignonbatterien aber wohl ohne 
nahtauswahl.
die motorohms nochmal direkt am motor messen und vergleichen.(ist trafo 
drin? böse für triac!)
im langsamlauf wird alle energie über den anlasser verheizt der rest ist 
dann auch noch blindleistung im motor.
einen effizienznachweis braucht natürlich kein hersteller und mehrbedarf 
an material wie cu fe und magnete ist out.
die chinamaschine hat zahnriemenantrieb am motor und von 17 merkmalen 
sind 9 schlecht.
bei der motorinduktivität gilt: imotor x imotor x L/2=ukondi x ukondi x 
ckondi/2.        also 1nf wären bistimmt zu klein.

von Michael_ (Gast)


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Wolfgang Heinemann schrieb:
> Eben habe ich einen Kaputten Winkelschleifer aus dem Keller genommen und
> werde an dessen Motor mal ausprobieren wie das Ganze funktioniert.

Und warum nimmst du nicht einen Regler von einer "besseren" Bohrmaschine 
o.ä., wo man mit dem Finger die Drehzahl regeln kannst?
Falls der Winkelschleifer mehr als Ein/Aus kann, hast du doch alles.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi Michael,

Michael_ schrieb:
> Wolfgang Heinemann schrieb:
>> Eben habe ich einen Kaputten Winkelschleifer aus dem Keller genommen und
>> werde an dessen Motor mal ausprobieren wie das Ganze funktioniert.
>
> Und warum nimmst du nicht einen Regler von einer "besseren" Bohrmaschine
> o.ä., wo man mit dem Finger die Drehzahl regeln kannst?
> Falls der Winkelschleifer mehr als Ein/Aus kann, hast du doch alles.

Leider hatte der Winkelschleifer nur ein/aus. Aber da fällt mir ein das 
ich eventuell noch eine Bohrmaschine mit Getriebeschaden habe ... da 
muss ich mal im Keller suchen.

von Michael_ (Gast)


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Bei Netzgeräten hat man oft so ein Rädchen zur Hubbegrenzung.
Da muß man basteln.
Und links/rechts Lauf geht da evtl. auch.
Und da man keinen Finger frei hat, muß man eben den Schuh ausziehen um 
am Hebel mit dem Zeh zu ziehen :-).
Von der Sache her sollte auch die Elektronik eines Akkuschraubers gehen.
Ein anderes Triac, spannungsfestere C usw. sollten es schon sein.

von J. H. (joho62)


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Genau das mit dem Regler hab ich Damals(tm)auch so gemacht. Der war aus 
einem alten AEG-Bohrhammer. Die Schraube ist wegen der Höhe drin.
Jo

von heißlöter (Gast)


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es bräuchte eigentlich einen schrittmotor zum nähen.
was zum anlaufen noch ginge wären einige kondis mit insgesamt 2-3µF in 
reihe zum motor aber 630vac typ(3x 0,68µ 1000vdc ca.a 2.50eu)
die neue chinamaschine hat nur noch ca. 4vorteile,2-3 sind gleich und 10 
sachen schlechter.darunter die anleitungsskizzen als kritzelzeichnung.
die nähmotoren laufen zeitweise in der eigenresonanz das heißt ihre 
welle verbiegt sich und sie haben eine schwere stelle.formel gibt es.
man kann die schwere stelle der maschine mit einem rs flipflop und opto- 
lichtschranke über elektr. lastrelais 600volt (auch entstören) und 
widerstand vor motor entschärfen.
wenn einem dr motor zu weit unten beim anlassertreten anläuft
die motorindukt für den entstörkondi ermitteln:
(rOhm zum Quadrat - r ac zum Quadrat)wurzel= durch 2durch pi=induktiv.L

von leluno (Gast)


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Ich habe eine Sattler-Nähmaschine Singer k29 von 1895 und habe sie mit 
einem 70Watt-Motor ausgerüstet. Da sie sehr langsam laufen soll, möchte 
ich sie mit einer Drehzahlbegrenzung ausstatten. Ich möchte dazu einen 
Mosfet IRF 730 - 400V/5A - über einen atmega8 ansteuern. der atmega soll 
die Stichzahl der Nähmaschine über einen Reed-Kontakt messen und den 
Mosfet dann über pwm entsprechend ansteuern. Wäre für Hinweise dankbar, 
ob das ganze so funktionieren kann.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo,

leluno schrieb:
> Ich habe eine Sattler-Nähmaschine Singer k29 von 1895 und habe sie mit
> einem 70Watt-Motor ausgerüstet. Da sie sehr langsam laufen soll, möchte
> ich sie mit einer Drehzahlbegrenzung ausstatten. Ich möchte dazu einen
> Mosfet IRF 730 - 400V/5A - über einen atmega8 ansteuern. der atmega soll
> die Stichzahl der Nähmaschine über einen Reed-Kontakt messen und den
> Mosfet dann über pwm entsprechend ansteuern. Wäre für Hinweise dankbar,
> ob das ganze so funktionieren kann.

den Thread habe ich vernachlässigt weil ich ein paar Tage im Krankenhaus 
war, ich arbeite aber immernoch an dem Projekt und habe ein 
Platinen-Layout fertig. Jetzt muss ich die Platine fertig machen, 
bestücken und testen.

Prinzipiell sollte das so funktionieren, wie Du es vorhast. Du kannst 
den motor mit Gleichspannung betreiben und dann mit einem einzigen 
Transistor steuern. Die Last geht stark in die Drehzahl ein. Ich würde 
darum auch den Motorstrom messen und für die Steuerung auswerten.
Das Reed-Relais sollte für kleine Drehzahlen ok sein. Ich würde aber 
einen Hall-Sensor oder eine IR-Lichtschranke verwenden, die sind 
verschleißfrei und auch bei höheren Drehzahlen brauchbar.
Den ATMega8 kannst Du natürlich nehmen. Ich persönlich würde aber einen 
kleinen AT-Tiny nehmen, einfach wegen den Bauteilabmessungen. Du wirst 
ja nicht so viele I/O Leitungen benötigen, aber wenn der Mega8 gerade 
rum liegt ...
Es "kann" funktionieren, ob es funktioniert hängt aber stark von Deinem 
Design ab.

Poste doch mal Deinen Schaltungsentwurf ...

von leluno (Gast)


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anbei der erste Schaltungsentwurf. Der Atmega muss später 
selbstverständlich galvanisch getrennt werden.

von MaWin (Gast)


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> anbei der erste Schaltungsentwurf.

Der Weg ist offenkundig noch weit. Verdammt weit.

Fange damit an, Gleichspannung und Wechselspannung zu verstehen.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Tja,
<
MaWin schrieb:
>> anbei der erste Schaltungsentwurf.
>
> Der Weg ist offenkundig noch weit. Verdammt weit.
>
> Fange damit an, Gleichspannung und Wechselspannung zu verstehen.

das sehe ich auch so ... Diese Andeutung einer Schaltung wird Dir um die 
Ohren fliegen. Wenn Du Glück hast wirst Du nicht verletzt.

von Dietrich L. (dietrichl)


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leluno schrieb:
> anbei der erste Schaltungsentwurf. Der Atmega muss später
> selbstverständlich galvanisch getrennt werden.

Nach den 2 Negativantworten (die durchaus richtig sind!) mal eine 
konstruktive:

Nimm ein SSD (Solid State Relais) mit Thyristor. Das kann 
Wechselspannung und hat Potentialtrennung.

Gruß Dietrich

von leluno (Gast)


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ich gehe mal davon aus, dass der IRF als Halbleiter den Strom nur in 
einer Richtung durchlässt, damit hätte man dann einen gepulsten 
Gleichstrom. Ansonsten müsste noch eine Gleichrichter-Diode davor.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi,

leluno schrieb:
> ich gehe mal davon aus, dass der IRF als Halbleiter den Strom nur in
> einer Richtung durchlässt, damit hätte man dann einen gepulsten
> Gleichstrom. Ansonsten müsste noch eine Gleichrichter-Diode davor.

auch ich möchte nicht nur unken, aber so wie Du es gezeichnet hast ist 
erst mal nicht erkennbar das es funktionieren wird.
Wenn Du nur eine Halbwelle nutzt verschenkst Du Leistung und reduzierst 
die Steuergenaugigkeit für den Motor, gerade im unteren Drezahlbereich.
Wenn Du Wechselstrom verwendest solltest Du beide Halbwellen nutzen und 
benötigst entweder ein bauteil welches beide Halbwellen schalten kann 
(TRIAC) oder eine Brückenschaltung mit zwei Transistoren, oder das von 
Dietrich angesprochenen SSD.
Du solltest auch die Steuerlogik (µC) von der Leistungselektronik 
galvanisch trennen. Das kannst Du z.B. mit einem Optokoppler selbst 
bauen oder ein SSD nehmen.
Wenn Du mit Gleichstrom arbeitest, dann baue eine Vollweggleichrichtung, 
damit Du beide Phasen nutzen kannst und glätte die Gleichspannung mit 
einem geeigneten Elko. Du kannst dann im wesentlichen Deine Schaltung, 
verwenden, allerdinsg trenne bitte auch hier galvanisch zwischen 
Leistungselektronik und Steuerelektronik.
Prinzipiell brauchst Du das in dem fertigen Geröt nicht zu tun, aber 
zumindest so lange Du entwickelst solltest Du die Teile trennen, sonst 
zerstörst Du unter Umständen Deinen Computer, ewnn Du mal vergisst den 
Programmieradapter vor dem Test ab zu ziehen. Es wäre in meinen Augen 
äußerst Riskant ohne galvanische Trennung zu entwickeln!

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Ach so, hatte ich vergessen.

leluno schrieb:
> ich gehe mal davon aus, dass der IRF als Halbleiter den Strom nur in
> einer Richtung durchlässt, damit hätte man dann einen gepulsten
> Gleichstrom. Ansonsten müsste noch eine Gleichrichter-Diode davor.

Du würdest dann due Schutzdiode im IRF "nutzen". Und zwar nicht als 
Schutzdiode sonden als Gleichrichter ... kann man machen. Schau mal ins 
Datenblatt was der von Dir favorisierte IRF aushält.
Ich würde aber lieber eine extra Gleichrichtung spendieren, kostet ja 
nicht viel ...

von leluno (Gast)


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vielen dank für die Hinweise. ich habe die IRFs bestellt und werde die 
Schaltung einfach mal ausprobieren. Da der 70 Watt Motor für meine 
Nähmaschine viel zu schnell ist, reicht wahrscheinlich die Leistung 
einer Halbwelle. Wenn es nicht funktioniert, ist es wohl am einfachsten, 
den 220 Volt-Motor durch einen 12 Volt-Motor zu ersetzen, der dann über 
Mosfet und PWM angesteuert werden kann.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo,

leluno schrieb:
> vielen dank für die Hinweise. ich habe die IRFs bestellt und werde die
> Schaltung einfach mal ausprobieren. Da der 70 Watt Motor für meine
> Nähmaschine viel zu schnell ist, reicht wahrscheinlich die Leistung
> einer Halbwelle. Wenn es nicht funktioniert, ist es wohl am einfachsten,
> den 220 Volt-Motor durch einen 12 Volt-Motor zu ersetzen, der dann über
> Mosfet und PWM angesteuert werden kann.

vielleicht darf ich Dir noch einmal anraten die "Schaltung" nicht 
einfach, wie skizzert auf zu bauen und in Betrieb zu nehmen. Wenn Du nur 
eine Halbwelle nutzt und das so anschließt wird etwas kaputt gehen. Ich 
sehe z.B. keine Schutzbeschaltung für das Gate des MOS-FET. Du darfst 
dort maximal +-20V rein geben, da Du aber Wechselstrom anlegst musst Du 
zumindest noch dafür sorgen das die Gatespannung nicht zu negativ wird 
... ich bin immernoch davon überzeugt das es so nicht funktionieren wird 
und dir das Ganze um die Ohren fliegt.

Bitte zeichne noch einmal einen neuen Schaltplan, der auch wirklich alle 
Teile enthält, die Du einsetzen möchtest und genau so wie Du die 
verdrahten möchtest. Ich wette mit Dir das hier im Forum einige Menschen 
Hinweise geben können die Dich davor schützen viel Siliziunm zu 
verbrennen und Deinen Sicherungsausautomaten zu überanstrengen!

Diese konkreten Hinweise kannst Du aber erst dann erhalten wenn Du einen 
detailierten, finalen Schaltplan postest ...

von leluno (Gast)


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bei ebay gibt es das solid state relais n4825d für unter 5€. Das enthält 
im Prinzip exakt die Schaltung wie ich sie brauche. Damit ist der 
Elektronik-Teil praktisch erledigt. Basteln lohnt da nicht mehr.  Danke 
für den Hinweis von Dietrich. Nächster Schritt ist das Programm für die 
Erfassung der Drehzahl und die PWM-Steuerung.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo,

leluno schrieb:
> bei ebay gibt es das solid state relais n4825d für unter 5€. Das enthält
> im Prinzip exakt die Schaltung wie ich sie brauche. Damit ist der
> Elektronik-Teil praktisch erledigt. Basteln lohnt da nicht mehr.  Danke
> für den Hinweis von Dietrich. Nächster Schritt ist das Programm für die
> Erfassung der Drehzahl und die PWM-Steuerung.

sieht gut aus. Damit bist Du dann auf der sicheren Seite. 5€ scheint ja 
ein super Preis zu sein. Poste doch mal den Link auf die Angebotsseite.

von leluno (Gast)


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von spess53 (Gast)


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Hi

>Nächster Schritt ist das Programm für die
>Erfassung der Drehzahl und die PWM-Steuerung.

Was willst du mit PWM? Das ist für Gleichspannung. Bei Wechselspannung 
brauchst du eine Phasenanschnittssteuerung.

MfG Spess

von MaWin (Gast)


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leluno schrieb:
> bei ebay gibt es das solid state relais n4825d für unter 5€. Das enthält
> im Prinzip exakt die Schaltung wie ich sie brauche. Damit ist der
> Elektronik-Teil praktisch erledigt.

Was für ein Blödsinn.

Das N4825D eignet sich nicht zum dimmen per Phasenanschnitt,
es ist also keineswegs die Schaltung die du brauchst,
es ist nicht das random-phase Modell N4825D-L
(welches du kaum bekommen wirst, sicher nicht für 5 EUR).


http://www.ebay.de/itm/2000W-Spannungsregler-Dimmer-Speed-Temperatur-Controller-Volt-Regler-Regulator-/370871587975

http://www.ebay.de/itm/Motorregler-Lampen-Dimmer-Motor-Regler-Leistungsregler-/150324506695?pt=Dimmer&hash=item230009f047

von Wolfgang H. (frickelkram)


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leluno schrieb:
> 
http://www.ebay.de/itm/SSR-Elektronisches-Solid-State-Relais-Halbleiterrelais-/181173455451?pt=Elektromechanische_Bauelemente&hash=item2a2ec78a5b

Danke.
Ich habe mal ein wenig im Datenblatt geschnüffelt. Ich kenne mich mit 
SSRs nicht so aus, aber so wie ich es verstehe kannst Du nicht ein PWM 
beliebiger Frequenz da daruf setzen. Das Relais schaltet nur im 
Nulldurchgang.
Im Datenblatt steht etwas von maximal einer Halbwelle Ein- bzw. 
Aus-Schaltzeit. Das klingt so als wäre ein Triac verbaut der sich im 
Nullduchrgang löscht. Wenn dann noch eine Nulldurchgangserkennung für 
den Einschaltmoment dazu kommt, und das scheint so zu sein, schaltet das 
Teil immer nur komplette Halbwellen.

Mir stellt sich die Frage ob Du überhaupt ein PWM mit 100Hz bauen 
kannst, also Quasi eine Phasen An-/Ab-schnittsteuerung.
SSR ist nicht gleich SSR. Es gibt Relais ohne Nulldurchgangserkennung 
die aber trotzdem für Wechselstrom eingesetzt werden können.

Was mir bei dem Konzept auch nich fehlt ist die Messung des 
Motorstromes, damit Du bei Belastung hoch regeln kannst um eine 
konstante Stichzahl zu erreichen. Es kann sein das das für Deine 
Maschine keine Rolle spielt. Merkst Du im Momemnt einen Leistungsabfall 
wenn Du unterschiedlich dicke Matterialien nähst?

von Wolfgang H. (frickelkram)


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spess53 schrieb:
> Hi
>
>>Nächster Schritt ist das Programm für die
>>Erfassung der Drehzahl und die PWM-Steuerung.
>
> Was willst du mit PWM? Das ist für Gleichspannung. Bei Wechselspannung
> brauchst du eine Phasenanschnittssteuerung.
>
> MfG Spess

Das sehe ich nicht so. Warum nicht PWM mit Wechselspannung?

von Wolfgang H. (frickelkram)


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MaWin schrieb:
> leluno schrieb:
...
> Was für ein Blödsinn.
>
> Das N4825D eignet sich nicht zum dimmen per Phasenanschnitt,
> es ist also keineswegs die Schaltung die du brauchst,
> es ist nicht das random-phase Modell N4825D-L
> (welches du kaum bekommen wirst, sicher nicht für 5 EUR).
...
Leistungsregler-/150324506695?pt=Dimmer&hash=item230009f047

Ok, drastisch ausgedrück, aber MaWin teilt da meine Bedenken ...

von leluno (Gast)


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ich gehe erstmal davon aus, dass der Motor auch langsamer läuft wenn er 
phasenweise an und abgeschaltet wird. Das mit dem Triac-Nulldurchgang 
dürfte dann kein Problem sein, wenn die Schaltphasen länger sind als die 
Intervalle der Nulldurchgänge. Da ich das SSR nun einmal bestellt habe, 
werde ich es einfach ausprobieren. Wenn es dann wirklich Blödsinn ist, 
hab ich eben Pech gehabt und werde etwas anderes probieren.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi,

leluno schrieb:
> ich gehe erstmal davon aus, dass der Motor auch langsamer läuft wenn er
> phasenweise an und abgeschaltet wird. Das mit dem Triac-Nulldurchgang
> dürfte dann kein Problem sein, wenn die Schaltphasen länger sind als die
> Intervalle der Nulldurchgänge. Da ich das SSR nun einmal bestellt habe,
> werde ich es einfach ausprobieren. Wenn es dann wirklich Blödsinn ist,
> hab ich eben Pech gehabt und werde etwas anderes probieren.

Du kannst dann halt nicht so fein einstellen. Du hast ja nur diesen 
100Hz Takt in dem Du Halwellen weg lassen kannst. Ich gehe mal davon aus 
das der Motor ein wenig "stottern" wird. Ausprobieren kannst Du es auf 
jeden Fall.
Die Genauigkeit kannst Du ja mal überschlagen. Du hast genau ein bit 
Auflösung pro 100Hz ... bei nur 10 Schritten bist Du schon bei einer 
10tel Sekunde ... klingt nicht gut.

Wenn Du ein "random phase" SSR nimst kannst Du dutrchaus eine PWM 
Steuerung bauen. Das dürfte mit dem kleinen Motor funktionieren. Ich 
glaube nur das das relativ viel "Schmutz" (Störsignale) auf der 
Stromleitung erzeugen würde. Du müsstest auf jeden Fall noch einigen 
Aufwand in die Entsörung der Schaltung stecken.

Dein Motor frisst ja noch nicht einmal ein halbes Ampere. Du kannst also 
mit einem wesentlich kleineren SSR an die Sache heran gehen. Das Teil, 
weilche Du da gekauft hast, kann ja die Stromversorgung von Deinem 
gesamten Haus schalten, ist also etwas überdimensioniert.

Laut Datenblatt braucht das Relais übrigens einen minimalen Haltestrom 
von 40mA. Bei meinen Versuchen hatte ich Probleme, weil der Strom meines 
Motors zu klein ist und darum in der ersten Schaltung die Steuerung 
nicht richtig funktioniert hat. Der Triac hat entweder zu spät ein oder 
zu früh aus geschaltet was zu unruhigem Lauf des Motors geführt hat.
Es könnte Dir also helfen auch eine Grundlast parallel zum Motor zu 
schalten (kleine Glühlampe oder dicker Widerstand). Diese Grundlast darf 
natürlich nicht über dem 40mA Haltestrom liegen sonst schaltet Dein SSR 
nicht mehr ab.

Für eine Phasenanschnittsteuerung könntest Du einen MOC nehmen
https://www.mikrocontroller.net/part/MOC3020
Die waren schon öfter Thema hier im Forum. Der 3020 dürfte zu klein 
sein, aber es gibt sicher welche die mehr Strom abkönnen. Mit dem 3020 
kannst Du dann wieder nur eine Phasen-anschniiit oder -abschnitt 
Steuerung Bauen, weil es ein TRIAC ist. Zusammen mit einem Shunt und 
einer Null-Durchgangserkennung könntest Du dann eine Steuerung bauen die 
auch die Phasenverschiebung berücksichtigt und Lastwechsel ausregeln 
kann.

Wenn ich weiterhin Probleme mit den U2008B habe, werde ich auch so etwas 
aufbauen. Im Moment möchte ich aber einfach diesen U2008 stabil ans 
laufen bekommen.

Ich habe jetzt noch eine alte japanische Nähmschine aus dem Keller 
gesucht, bei der der Motor fehlt. Ich hatte ein paar Versuche mit einem 
alten Motor eines kaputten Schwingschleifers gemacht und werde den mal 
an die alte Nähmschine basteln. Wenn es die Mechanik dann halbwegs tut 
baue ich noch eine neue Steuerung, diesmal mit Mikroprozessor ...

von Dietrich L. (dietrichl)


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leluno schrieb:
> Wenn es dann wirklich Blödsinn ist,
> hab ich eben Pech gehabt und werde etwas anderes probieren.

Hier mal als Vorschlag mein Drehzahlregler mit "echter" 
Phasenanschnitt-Steuerung:
Beitrag "Vorstellung Drehzahlregler mit Triac in Steckergehäuse"

Gruß Dietrich

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Danke Dietrich,

Dietrich L. schrieb:
> leluno schrieb:
...
> Hier mal als Vorschlag mein Drehzahlregler mit "echter"
> Phasenanschnitt-Steuerung:
> Beitrag "Vorstellung Drehzahlregler mit Triac in Steckergehäuse"
>
> Gruß Dietrich

wenn ich leluno bisher richtig verstanden habe ist es genau das was er 
braucht, sogar mit ATMega8 ;-)

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo Dietrich,

Dietrich L. schrieb:
...
> Hier mal als Vorschlag mein Drehzahlregler mit "echter"
> Phasenanschnitt-Steuerung:
> Beitrag "Vorstellung Drehzahlregler mit Triac in Steckergehäuse"
>
> Gruß Dietrich

wo setzt Du den Drehzahlregler ein? Benutzt Du den nur für den Lüfter, 
oder hast Du den inzwischen auch an anderen Geräten benutzt?

Die Geschwindigkeit misst Du mit einer Hall-Sonde, dadurch hast Du die 
Möglichkeit einer Lastregeleung.
Bei meiner Nähmaschine wollte ich die ursprünglichen Stecker nicht 
ändern. Bisher habe ich nur in dem Fußpedal Änderungen vor genommen und 
ein neues Kabel an das Pedal gebaut um den Null-Leiter mit rein zu 
bekommen.
Eine Drehzahlmessung habe ich nicht geplant. Statt dessen möchte ich 
Lastwechsel über die Änderung der Stromaufnahme des Motors messen und 
ausgleichen.
Für die zweite Nähmaschine ist das aber total egal. Da ist eh keine 
Elektrik mehr dran und ich könnte da einen Sensor auf den Motor bauen, 
oder gleich die Nadelstiche zählen ...

von Dietrich L. (dietrichl)


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Wolfgang Heinemann schrieb:
> wo setzt Du den Drehzahlregler ein? Benutzt Du den nur für den Lüfter,

Ja, nur bei meinem "Cinni". Und der war in den letzten Wochen auch sehr 
aktiv ;-))

Gruß Dietrich

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Dietrich L. schrieb:
> Wolfgang Heinemann schrieb:
>> wo setzt Du den Drehzahlregler ein? Benutzt Du den nur für den Lüfter,
>
> Ja, nur bei meinem "Cinni". Und der war in den letzten Wochen auch sehr
> aktiv ;-))
>
> Gruß Dietrich

das kann ich mir vorstellen! Auf jeden Fall danke ich Dir das Du das 
Projekt mit allen geteilt hast. Das ist wirklich gut!

von MaWin (Gast)


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> Hier mal als Vorschlag mein Drehzahlregler mit "echter"
> Phasenanschnitt-Steuerung:
> Beitrag "Vorstellung Drehzahlregler mit Triac in Steckergehäuse"

Der verfolgt natürlich den soliden Ansatz, die Drehzahl echt zu erfassen 
und zu regeln.

Allerdings sind Kondensatormotoren aus Lüftern nicht wirklich für 
Phasenanschnitt geeignet, sei froh wenn das SSR nicht kaputt geht.

Der Universalmotor der Nähmaschine passt aber gut.

Die Platine mit dem uC hätte ich mit Abstandsbolzen auf die 
Leistungsplatine gesetzt, dann hat man keine Schrauben in der 
Frontplatte.

von Wolfgang H. (frickelkram)


Angehängte Dateien:

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Hallo zusammen,

nach einer Zwangspause beschäftige ich mich wieder mit der 
Phasenanschnittsteuerung mit U2008B.

Ich habe den Schaltplan um Schutzschaltungen erweitert. Zum einen gibt 
es ein Snubber-Netzwerk, einen Varistor und zwei Schutzdioden.
Die Schutzdioden habe ich eingebaut damit die Spannung über Pin1 des IC 
nicht über die 1V Maximalspannung, die an dem Pin erlaubt ist, steigen 
kann.

Allerdings kommen mir Zweifel an der Konstruktion. Durch die 
Schutzschaltung für den Triac können ohe Ströme durch R8 auftreten. 
Dadutch kann dort eine hohe Spannung abfallen. Die kann ich mit den 
Dioden wider töten. Allerdings sind das kurze Spannungsspitzen. Zum 
Einen könnte es ein das ich hier schnellere Dioden brauche, als die 
eingezeichneten 1N4007. Shottky-Dioden wären wohl angebracht, die haben 
aber eine geringere Durchlassspannung. 250mV brauche ich mindestens an 
Pin1 damit die Stromregelung funktionieren kann, laut Datenblatt.

Ich könnte jeweils zwei Shottky-Dioden in Serie schalten.

Ich glaube aber ich denke zu kompliziert. Ist es möglich durch einen 
anderen Aufbau die Schaltung zu vereinfachen und trotzdem einen sicheren 
Betrieb zu garantieren, also das die Spannung an Pin1 nicht über die 1V 
gehen kann?

Das Snubber-Netzwerk ist übrigens noch nicht dimensioniert. Nach dem ich 
viel zu dem Thema gelesen habe muss ich wohl erst einmal die 
Induktivität des Motors bestimmen um ein Netzwerk berechnen zu können. 
Es geht natürlich auch mit Try-And-Error und Messungen mit dem 
Oszilloskop. Das mache ich aber erst dann wenn ich die Induktivität des 
Motors nicht messen kann.

von MaWin (Gast)


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R11 und R4 kommen an X2-2,
RL, RL1, D2 und D3 sind möglich aber überflüssig.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo MaWin,

danke. Die Dioden möchte ich in der Tat gerne weg lassen.
Das man R11 und R4 über T und R6 legen kann habe ich mir auch schon 
gedacht. Das Problem wäre dann aber das der Strom, der über den 
Schutzkomponenten entsteht trotzdem zu einem Spannungsabfall über R6 
führen würde.

Ist das nicht genau so schädlich? Pin 1 verträgt maximal +-1 Volt 
gegenüber Pin 4, laut Datenblatt.

Mein eigentliches Problem ist das der Motor eine geringe Stromaufnahme 
hat und deshalb der Haltestrom des Tricas zu früh unterschritten wird, 
darum die RLs. Die erzeugen eine Grundlast. Ich habe mir noch BT134W 
besorgt. Mit denen brauche ich keine Grundlast, die habe ich aber noch 
nicht in der Schaltung getestet.

Die Dioden habe ich drin weil R6 relativ groß ist um einen genügend 
großen Spannungsabfall für die Kompensation der Lastwechsel zu haben. 
Durch den großen R6 handle ich mir dann aber wieder das Problem mit den 
Spannungsspitzen ein ...

von leluno (Gast)


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anbei die funktionierende mosfet-Schaltung für eine Halbwelle. Mit einem 
zweiten Mosfet in Gegenrichtung statt der Diode könnte man sicher auch 
Wechselstrom schalten. Die Ansteuerung erfolgt über LDR/LED und ist 
damit galvanisch getrennt.

von leluno (Gast)


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die Motorsteuerung funktioniert: Die Drehzahl wird über einen Taster 
mittels Timer gemessen und auf rund 5 sec je Stich eingeregelt. Dabei 
werden auch unterschiedliche Belastungen beim Nähen halbwegs 
ausgeglichen.

Die Singer Class29 ist knapp 120 Jahre alt. Sie vernäht 10er Fäden (10m 
Faden wiegt ein Gramm). Die Mechanik ist wegen Quetschungsgefahr 
offensichtlich nicht ganz ungefährlich und mit Vorsicht zu handhaben.

Nächste Schritte sind die Umstellung von ARM auf ATMEGA und eventuell 
die Regelung des Motors über TRIAC statt MOSFET.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo,

leluno schrieb:
> die Motorsteuerung funktioniert: Die Drehzahl wird über einen Taster
> mittels Timer gemessen und auf rund 5 sec je Stich eingeregelt. Dabei
> werden auch unterschiedliche Belastungen beim Nähen halbwegs
> ausgeglichen.

Super! Kannst Du mal Details zu dem Aufbau posten ... das interessiert 
mich. Ich habe ja noch die zweite, alte Nähmaschine, die möchte ich 
nicht mehr mit dem U2008 bauen, sondern auch mir Mikroprozessor. Bei der 
zweiten Nähmaschine muss ich mir erst einen Motor dran bauen, so wie Du 
es bei Deiner Singer auch gemacht hast.

>
> Die Singer Class29 ist knapp 120 Jahre alt. Sie vernäht 10er Fäden (10m
...
> Nächste Schritte sind die Umstellung von ARM auf ATMEGA und eventuell
> die Regelung des Motors über TRIAC statt MOSFET.

Warum möchtest Du auf TRIAC wechseln? Wen Du zwei MOSFETs verwendest 
kannst Du das doch genau so gut aufbauen.
Wie hast Du das Problem der Induktionsspitzen gelöst? Es treten beim 
Schalten des Motors ja recht hohe Spitzen auf, die man irgendwie (z.B. 
Snubber Netzerk) von der Elektronik fern halten muss. Was setzt Du da 
ein und wie hast Du es dimensioniert?

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Neuer Zwischenstand ...

Inzwischen habe ich den Schaltplan noch einmal leicht geändert. Der 
Snubber hängt jetzt, nach MaWins Empfehlung direkt an der Last. Es macht 
natürlich doch einen Unterschied. Die Spitzen werden jetzt direkt 
gekappt und der Spitzenstrom, der durch R6 fließen kannst ist deutlich 
geringer als wenn der Snubber unmittelbar über dem TRIAC liegen würde.

Es gibt eine alternative Bestückung mit zwei verschiedenen TRIACs. Mit 
dem BT139 habe ich bisher immer experimentiert. Der ist aber für meinen 
Motor überdimensioniert, was erst mal nicht stört. Nur erfordert der 
auch einen hohen Haltestrom, den mein Motor gar nicht liefern kann. Eine 
Grundlast erzeugen für den Fall RL1 und RL2.
Der zweite TRIAC, BT134W, hat einen sehr viel kleineren Haltestrom. Wenn 
ich den bestücke können RL1 und RL2 entfallen.

Damit der DRC nicht meckert sind beide TRIACS im Schaltplan enthalten. 
Bestückt wird aber immer nur einer, nie beide Gleichzeitig.

Die Platine ist geätzt und Bestückt, aber noch nicht getestet, weil ich 
immer noch nicht den Snubber final berechnet habe. Mit fehlt noch die 
Motorinduktivität. Die angegebenen Werte sind aber als grober Daumenwert 
wohl erst mal ok.

Der erste Aufbau ist mit BT134W bestückt, ohne Grundlastwiderstände. 
Fotos vom finalen Aufbau folgen nach den Tests.

von c.m. (Gast)


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leluno schrieb:

> Die Singer Class29 ist knapp 120 Jahre alt. Sie vernäht 10er Fäden (10m
> Faden wiegt ein Gramm). Die Mechanik ist wegen Quetschungsgefahr
> offensichtlich nicht ganz ungefährlich und mit Vorsicht zu handhaben.

auf so einem ding hab ich ledermanschetten für prothesen genäht… damals 
ohne motor nur mit pedalantrieb. ein wirklich feines teil :)

von leluno (Gast)


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Das rechte Foto zeigt meinen Aufbau. Ich habe allenfalls Grundkenntnisse 
in Halbleitertechnik. Dieses ist meine erste Mosfet- Schaltung. Die von 
Dietrich vorgestellte Drehzahlsteuerung ist wahrscheinlich perfekt, aber 
hardwaremäßig von mir nicht zu realisieren. Auch die Schaltung mit dem 
U2008 übersteigt meine Möglichkeiten, da ich nur mit 
Streifenrasterplatinen arbeiten kann. Je weniger Bauteile, umso besser.

Die oben dargestellte linke Schaltung arbeitet über Veränderung der 
Spannung. Es kommt zu keinem Spannungsabbruch und daher wohl auch nicht 
zu Spannungsspitzen durch Induktion. Das Problem ist, dass der Mosfet 
trotzdem noch recht heiß wird. Ich nehme an, dass die Motorleistung 
durch den Widerstand des Mosfets gesteuert wird.

Die rechte Schaltung arbeitet mit konstanter Spannung und PWM über 
Optokoppler. Der Verschleiß an Mosfets war recht hoch. Ursache sind 
wahrscheinlich die Induktionsströme beim Spannungsabriss. Die Schaltung 
ist so leider unbrauchbar.

Das Foto in der Mitte zeigt einen zerlegten Schalter einer Bohrmaschine 
mit Triac. Er besteht auch nur aus 6 Bauteilen, erfüllt die 
Anforderungen an eine Drehzahlsteuerung bei nur geringer 
Wärmeentwicklung perfekt, und ist gegenüber der von mir verwendeten 
Mosfet-Schaltung eine professionelle Lösung. Dies ist der Grund, warum 
ich das ganze noch einmal mit einer Triac- Schaltung probieren will.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi,

leluno schrieb:
> Das rechte Foto zeigt meinen Aufbau. Ich habe allenfalls Grundkenntnisse
...
> U2008 übersteigt meine Möglichkeiten, da ich nur mit
> Streifenrasterplatinen arbeiten kann. Je weniger Bauteile, umso besser.

Die Testversion habe ich auch auf Lochraster aufgebaut. Das Problem 
dabei ist nur der geringe Abstand zwischen den Pads. Da muss man mit 
230V ein wenig vorsichtig sein. Mit Streifenraster ist das unter 
Umständen noch kritischer. Das musst Du sauber arbeiten.

> Die oben dargestellte linke Schaltung arbeitet über Veränderung der
> Spannung. Es kommt zu keinem Spannungsabbruch und daher wohl auch nicht
> zu Spannungsspitzen durch Induktion.

Es wird trotzdem zu Induktionsspitzen kommen weil Du nicht auf die 
Netzfrequenz Synchronisierst und den FET zu beliebigen Zeiten an und aus 
schaltest. Es kann sein das die Spitzen bisher nicht zum Tod des FET 
geführt haben weil er ziemlich groß dimensioniert ist.

> Das Problem ist, dass der Mosfet
> trotzdem noch recht heiß wird. Ich nehme an, dass die Motorleistung
> durch den Widerstand des Mosfets gesteuert wird.

Das glaube ich nicht. In Deiner Schaltung ist das Problem das Du den FET 
zu hochohmig ansteuerst. Die Steuerspannung steigt viel zu langsam an. 
Damit zwingst Du den FET in den Linearbetrieb, was er überhaupt nicht 
mag. In dem Betrieb fällt viel Leistung im FET ab und er wird heiß.
Abhilfe schafft hier nur eine bessere Ansteuerung, am Besten mit 
speziellen Steuerbausteinen für FETs. Auf jeden Fall musst Du die 
Gatespannung mit einem Komparator "rechteckig" machen. Dabei ist es auch 
wichtig das es nicht zu Schwingungen kommt.

> Die rechte Schaltung arbeitet mit konstanter Spannung und PWM über
> Optokoppler. Der Verschleiß an Mosfets war recht hoch. Ursache sind
> wahrscheinlich die Induktionsströme beim Spannungsabriss. Die Schaltung
> ist so leider unbrauchbar.

Nein, auch bei der Schaltung sehe ich das Problem in der 
Gate-Ansteuerung. Es kann sein das Du sehr ungünstige 
Spannungsverhältnisse gewählt hast und der FET wieder in den 
Linearbetrieb gezwungen wurde. Die Ansteuerung ist wieder sehr hochohmig 
was zu Problemen führt da die Schaltflanken durch die Gate-Kapazität des 
FET abgeschliffen werden. Ausserdem begrenzt due die Gatespannung nicht. 
Zu viel Gatespannung killt einen FET recht schnell. Ans gate solltest Du 
auf jeden Fall eine Z-Diode hängen damit die Spannung nicht über die 
maximal erlaubte Gatespannung steigt.
Auf das Gate kannst Du auch Induktions-Spannungen vom Motor bekommen 
haben.

Wenn Du selbst eine Ansteuerschaltung entwirfst wird das sehr schnell 
komplex. Am Besten ist da wirklich ein Ansteuer-IC zu verwenden.

> Das Foto in der Mitte zeigt einen zerlegten Schalter einer Bohrmaschine
> mit Triac. Er besteht auch nur aus 6 Bauteilen, erfüllt die
> Anforderungen an eine Drehzahlsteuerung bei nur geringer
> Wärmeentwicklung perfekt, und ist gegenüber der von mir verwendeten
> Mosfet-Schaltung eine professionelle Lösung. Dies ist der Grund, warum
> ich das ganze noch einmal mit einer Triac- Schaltung probieren will.

Diese Steuerungen sind recht einfach aufgebaut. Was die nicht können 
ist, die Motorgeschwindigkeit bei Laständerung nach zu steuern. In einer 
Aldi-Nähmaschine habe ich solch eine Schaltung gefunden, die natürlich 
auch funktioniert, siehe angehängtes Bild.

von MaWin (Gast)


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> Das rechte Foto zeigt meinen Aufbau. Ich habe allenfalls Grundkenntnisse
> in Halbleitertechnik. Dieses ist meine erste Mosfet- Schaltung.

Kompletter Schrott.

Der Motor bekäme auch bei "Vollgas" nur 50% der Leistung und wird mit 
Gleichstrom betrieben, was seine Spulenmagnetisierung gar nicht mag.

Vergiss das schnell, bau was ordentliches, beispielsweise die U2008 
Schaltung mit TRIAC.

von leluno (Gast)


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Kommentare von MaWin machen keinen Spaß. Sie sind arrogant und 
überheblich. Die Reduzierung auf halbe Leistung ist gewollt, weil mir 
die Nähmaschine bei voller Leistung um die Ohren fliegt. Ersetzt man die 
Diode durch einen Brückengleichrichter, hat man nahezu die volle 
Spannung. Das ist aber nicht gewollt weil das vorgegebene Ziel ist, die 
Maschine so langsam wie nur möglich laufen zu lassen.

Der Nähmaschinenmotor muss als Universalmotor damit leben, dass er 
sowohl mit Wechselstrom wie auch mit Gleichstrom betrieben werden kann. 
Ob er diese Betriebsarten mag, ist völlig egal. Wahrscheinlich mag er 
überhaupt keine Beanspruchung, weil schließlich nur seine Kohlen 
abgenutzt werden.

Im übrigen habe ich Zweifel, ob die abgeschnittene Halbwelle sich in 
Bezug auf den Magnetismus überhaupt wie "Gleichstrom" verhält.


Die von mir vorgestellte Regelung funktioniert und ist schon deswegen 
kein Blödsinn. Mann kann über Vor- und Nachteile diskutieren. Nachteil 
ist die Wärmeentwicklung im Mosfet. Vorteil ist der  äußerst geringe 
Schaltungsaufwand. Weiterer Vorteil ist, dass die Steuerung über einen 
avr noch ganz andere Möglichkeiten eröffnet als der U2008. Man kann die 
Motorleistung nach der tasächlichen Beanspruchung der Nähmaschine 
regeln. Beim Anheben des Nähfußes wird eine starke Eisenfeder 
beansprucht. Sinnvollerweise wäre dann die Motorleistung größer als beim 
Absenken des Nähfußes.

Frage an alle - außer MaWin - Kann ich die Belastung des Mosfets durch 
Induktion dadurch reduzieren, dass ich zwei Mosfetts "parallel" 
(D-S-D-S) hintereinander schalte und die Gates verbinde?  Damit müßte 
sich die Belastung des Mosfets auf einfache Weise halbieren lassen.

von leluno (Gast)


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inzwischen ist das ssr angekommen. Über pwm angesteuert läuft der Motor 
nach Ausprobieren verschiedener Frequenzen inwischen ausreichend rund. 
Leichte Unregelmäigkeiten werden durch die Trägheit der angetriebenen 
Masse ausreichend ausgeglichen. Die vorgegebene Stichsequenz wird durch 
das Regelprogramm gut eingehalten. Das SSR hat trotz 25A Nennleistung 
mit dem 70-Watt-Motor keine Probleme. Das Hardwareproblem ist für mich 
damit ausreichend gelößt.

von Wolfgang H. (frickelkram)



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Hallo zusammen,

nach langer Zeit möchte ich ein Fazit des Projektes abgeben.
Letztendlich habe ich einge Bauteile vernichtet und dabei gelernt dass 
es wichtig ist richtig zu Entstören. Ohne das Entstörnetzwerk bestehend 
aus C2, C6, R11 und L1 gibt nach kurzer Betriebszeit das IC den Geist 
auf. Inzwischen habe ich einiges genäht und bin mir sicher das die 
Schaltun stabil arbeitet.

Mit der Motorregelung bin ich immer noch nicht zufrieden. Ich habe 
eigentlich erwartet dass die Stromregelung des U2008 dafür sorgt dass 
der Motor sanft anläuft. Das funktioniert zwar einigermaßen, das 
Fußpedal reagiert in einem gewissen Lastbereich allerdings recht 
Sprunghaft. Ich werde wohl noch ein wenig mit den Widerstandswerten in 
der Schaltung herumprobieren müssen.

Alles in Allem finde ich, gemessen am Aufwand, das Ergebnis nicht 
befriedigend. Wenn ich das Ganze gleich mit einem Mikroprozessor 
aufgebaut hätte wäre ich vermutlich schneller zum Ziel gekommen und 
könnte das Stellverhalten besser auf das Lastverhalten des Motors 
abstimmen.

Mit dem Layout bin ich ebenfalls noch nicht zufrieden. Die Leiterbahnen 
liegen an einigen, kritischen Stellen zu nahe zusammen. Es ist wohl 
sinnvoller mit Drahtbrücken zu arbeiten als unbedingt alles auf einer 
einseitigen Platine unterzubringen. Mechanisch bin ich bei der 
Platinengröße und der Anordnung einiger Bauteile eingeschränkt (z.B. dem 
Fußschalter).

Zum Schluss möchte ich mich bei allen Bedanken, die mir Hinweise für den 
Aufbau gegeben haben. Jo danke ich besonders für das Schiebepoti ... das 
Teil funktioniert gut und der mechanische Aufbau ist durch die 
Verwendung dieses Potis sehr einfach geworden.

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