Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drehzahl eines DC Motors regelbar?


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von Borislav B. (boris_b)


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Hallo,
hier eine (zugegeben dumme) Anfängerfrage zum Thema Motoren:
Ich habe hier eine fertige Platine zur Ansteuerung von 
Gleichstrommotoren. Bei dieser kann man laut Beschreibung die 
Drehrichtung und Drehzahl eines Motors sehr leicht per Mikrocontroller 
einstellen.
Nun habe ich mich ein bisschen nach kleinen DC Motoren umgesehen. Dort 
ist immer eine feste Drehzahl angegeben (z.B. Getriebemotor mit 60 RPM). 
In wie weit ist diese aber nun regelbar? Soll das die maximale 
Umdrehungszahl sein?

Das datenblatt zu dem Motor war übrigens absolut unleserlich (100x 
Eingescannt und wieder ausgedruckt). Außerdem wüsste ich vermutlich auch 
nicht so genau wie das zu lesen wäre...

Ich hoffe ihr könnt mich aufklären ;-)

PS:
Das Projekt um das es geht ist ein recht simples sich drehendes Licht.

von Udo S. (urschmitt)


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Boris B. schrieb:
> Nun habe ich mich ein bisschen nach kleinen DC Motoren umgesehen. Dort
> ist immer eine feste Drehzahl angegeben (z.B. Getriebemotor mit 60 RPM).
> In wie weit ist diese aber nun regelbar? Soll das die maximale
> Umdrehungszahl sein?

Ja ist die maximale Drehzahl bei Nennspannung.
Ob deine Platine für einen Motor geeignet ist hängt von den Daten ab. 
Ist sie für normale oder BLDC Motore? Welchen Strom verträgt sie. Der 
Anlaufstrom/Blockierstrom des DC Motors darf nicht höher sein, bzw. wenn 
muss die Platine über eine Stromregelung/Begrenzung verfügen.

Stell einfach die Daten der Platine/Link/Datenblatt und des Motors den 
du überlegst zu kaufen hier rein und dir wird geholfen.

: Bearbeitet durch User
von Michael K. (Gast)


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DC Motore (mit Bürsten) drehen je nach Sapnnung und Motorbelastung 
unterschiedlich schnell.

Für eine einfache Geschwindigkeitsregelung wird nur die Spannung 
verändert, z.B. über eine PWM.
Je nach komplexität kann man die tatsächliche Drehzal des Motors auch 
messen (Sensor oder back-EMF) und nachregeln.

von Borislav B. (boris_b)


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Udo Schmitt schrieb:
> Stell einfach die Daten der Platine/Link/Datenblatt und des Motors den
> du überlegst zu kaufen hier rein und dir wird geholfen.

Die Platine kommt von SainSmart. Sie ist zwar für Arduinos konzipiert, 
lässt sich aber natürlich auch mit einem "normalen" µC verwenden:

http://www.sainsmart.com/sainsmart-l293d-motor-drive-shield-for-arduino-duemilanove-mega-uno-r3-avr-atmel.html

Beim Thema Motoren bin ich gerade auf Folgenden gestoßen (kleine 
Spannung, wenig Stromverbrauch):

http://www.pollin.de/shop/dt/MjE1OTg2OTk-/Motoren/DC_Getriebemotoren/DC_Getriebemotor_IGARASHI_2732_0141_2434_16.html

Ggf. lässt sich dieser auch mit 4 normalen AA-Akkus betreiben (zieht ja 
nur max. 250mA bei 5V)???

von Ich (Gast)


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Michael Knoelke schrieb :
> wird nur die Spannung verändert, z.B. über eine PWM.

Spannung verändert über PWM ?

von MaWin (Gast)


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Ja, mit einem L293 lässt sich ein Gleichstrommotor vor- und rückwärts 
drehen und in der Geschwindigkeit drosseln.

GEREGELT wird da aber nichts, da die reale Drehzahl nicht erfasst wird. 
Es kann also sein, dass schon bei "halber Power" der Motor einfach 
stehen bleibt, vor allem wenn er alt und dreckig wird.

Ob dein Board auch für den Motor taugt, ist zweifelhaft. Das Board 
enthält KEINEN Überstromschutz, es wird also erwartet, daß der Motor 
nicht mehr als 600mA zieht. Die 250mA bei normalem Lauf sind nicht die 
Messlatte, sondern die Stromaufnahme beim Anlaufen = Blockieren = 
Betriebsspannung/Innenwiderstand, und die liegt leicht beim 5-fachen. 
Elektronik geht schnell kaputt, die Datenblattgrenzwerte überschreitest 
du aber ziemlich sicher.

> 4 normalen AA-Akkus

Falls du es noch nicht gewusst haben wolltest: Akkus verlieren beim 
Entladen an Spannung. Diese von 4.8V bis 3,6V. Der L293 kostet auch 
etwas Spannung, 2.7V bei 600mA, da bleibt von deiner niedrigen 
Akkuspannung kaum was übrig. Für einen 5V Motor sollte man eher 7.2V 
Versorgung nehmen.

von Borislav B. (boris_b)


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MaWin schrieb:
> Die 250mA bei normalem Lauf sind nicht die
> Messlatte, sondern die Stromaufnahme beim Anlaufen = Blockieren =
> Betriebsspannung/Innenwiderstand, und die liegt leicht beim 5-fachen.

OK, verstehe. Ist es denn üblich diese 250mA als "max." zu kennzeichnen? 
Ist ja eigentlich eine freche Lüge ;-) Scheint aber bei allen Webseiten 
so zu sein...
Sowas wie "typical: 250mA, max. 1250mA" wäre ja dann wohl sinnvoller, 
oder?

MaWin schrieb:
> b dein Board auch für den Motor taugt, ist zweifelhaft. Das Board
> enthält KEINEN Überstromschutz, es wird also erwartet, daß der Motor
> nicht mehr als 600mA zieht.

Hättest du zufälligerweise einen Tipp für ein geeigneteres Board? Also 
quasi ein all-in-one DC-Motor-Treiber, der was taugt? Ich traue mir 
leider nicht zu sowas selber zu designen und zu fertigen, und würde 
daher gerne auf was Fertiges zurückgreifen.

MaWin schrieb:
> Falls du es noch nicht gewusst haben wolltest: Akkus verlieren beim
> Entladen an Spannung. Diese von 4.8V bis 3,6V. Der L293 kostet auch
> etwas Spannung, 2.7V bei 600mA, da bleibt von deiner niedrigen
> Akkuspannung kaum was übrig. Für einen 5V Motor sollte man eher 7.2V
> Versorgung nehmen.

OK, wieder was gelernt. Dann wäre vermutlich ein Bleigel-Akku mit etwas 
mehr Bumms die bessere Wahl? Kostet ja auch nicht die Welt...

von MaWin (Gast)


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> Ist es denn üblich diese 250mA als "max." zu kennzeichnen?

Ja. Das ist die dauerhafte Stromaufnahme die der Motor haben darf ohne 
zu überhitzen. Mehr Belastung (bis hin zum blockieren) mehr Strom -> auf 
Dauer unzulässig.

> Hättest du zufälligerweise einen Tipp für ein geeigneteres Board? Also
> quasi ein all-in-one DC-Motor-Treiber, der was taugt

Da niemand weiß, was du machen willst, kann das niemand nennen.
Brauchst du eigenständige DrehzahlREGELUNG oder macht das dein uC mit 
einem Drehzahlsensor oder ist das egal ?
Nimmt dein Motor auch beim anlaufen weniger Strom auf als das Board 
kurzzeitig aushält, denn muss auch keine Strombegrenzung rein.
Kommt eine Strombegrenzung rein, dann kann sie den PWM Puls verkürzen 
(was sinnvoll ist), oder die Spannung am Motor nicht weiter erhöhen (was 
zu hohen Verlusten im Motortreiber führt, also dicke Kühlkörper 
erfordert).
Eine Strombegrenzug, die den Puls verkürzt, kann der Arduino machen, 
oder man will das auf dem Board. Dann erfährt der Arduino aber eventuell 
nicht, daß der Motor blockiert ist.

Es ist also alles eine Frage der Anforderungen und ein "Shield" schützt 
einen nicht vor Verständnis (wie das scheinbar die Käufer so gerne 
glauben, dein Board wird nicht mal mit Schaltplan ausgeliefert, denn so 
was müssen ge-shield-ete ja nicht mehr wissen).

http://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-motor-shield.pdf

von Hubert G. (hubertg)


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Auch hier gibt es verschiedene Versionen von Treiber:
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/index.php?cPath=65

von U. B. (pasewalker)


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> GEREGELT wird da aber nichts, da die reale Drehzahl nicht erfasst wird.

Das System DC-Motor (mit Dauer- bzw. Fremderregung) hat gewissermassen 
P-Regler-Verhalten:

Mit der angelegten Spannung wird eine Drehzahl vorgegeben, und zwar die 
"ideelle" Leerlaufdrehzahl.
Also die Drehzahl, die sich ohne Drehmoment durch Reibung und ggf. 
angetriebene Last auch einstellen würde, und zwar ohne Ankerstrom.

Die wirkliche Drehzahl ist niedriger
-beim hier angenommen 1. Quadrant der Drehzahl/Drehmomentkennlinie-,
daher regelt der dann fliessende Strom die Drehzahl nach, und das umso 
genauer, je geringer der Ankerwiderstand ist.

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