Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elektromotor, Poti und keine Ahnung


von Dire T. (dire)


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Ich habe einen kleinen Elektromotor gefunden dessen bezeichnung ich 
nicht beim Hersteller finden kann. Die Standard Motor FP 180 Serie 
braucht meist 1,2V und 0,01A könnte auch passen.
Ich hab mir also gedacht ich häng einen 10K Poti davor, häng das ganze 
an 9V. Dann als der Poti zu rauchen anfing hab ich mir gedacht ich hab 
eigentlich keine ahnung wie man sowas berechnet.

Wie würde ich das denn angehen, wenn ich vom Motor nicht besonders viel 
Information habe?

Was hab ich dem Poti angetan? (Ist ein recht großer aus Metall)

danke im voraus

von Der Andere (Gast)


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Dire T. schrieb:
> Wie würde ich das denn angehen, wenn ich vom Motor nicht besonders viel
> Information habe?

Widerstand messen
An einem strombegrenzenden Netzteil vorsichtig betreiben
Motor wegwerfen oder auf ebay verkloppen an jemand der ihn vieleicht 
wirklich brauchen kann

Da gibt es einige Möglichkeiten

von Dire T. (dire)


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Den Wiederstand vom Motor?

von ws (Gast)


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Schade um das Poti, das ist sicher Toast. Vermutlich braucht der Motor 
doch etwas mehr als die vermuteten 10mA.

Was man mindestens am Basteltisch haben sollte, ist er auch noch so 
klein oder auch nur eine Schublade im Schreibtisch:

- Multimeter: ein "Schätzeisen" wie das PM110 von Pollin (gibt auch 
andere Geschäfte mit ähnlichen Angebot) für keine 7 Euro ist 1000x 
besser als gar nichts zum Messen zu haben (und man wirft es auch nicht 
weg, wenn man mal was besseres kauft, denn dann ist es noch immer gut 
genug in der Gartenütte um die Batterien diverser Geräte nachzumessen).

- Netzteil dass möglichst von 0V weg regeln kann: für 0-30A/0-3A Geräte 
zahlt man auch auch etwa 40-50 Euro, und auch das kann man immer 
brauchen. Billige Geräte darf man halt nicht unbedingt lang bei voller 
Last betreiben und erzeugen nicht die "sauberste" Spannung (ich habe 
aber auch schon das Gegenteil gesehen, Preis ist nicht alles), aber auch 
hier besser als gar nichts zu haben und Potis zu verheizen :-)

Mit diesen beiden Dingen kann man schon arbeiten.


Wie man sowas misst ist eine gute Frage, Beim Motor ist es eigentlich 
gar nicht so kritisch, bei einem Halbleiter (z.B. Transistorkennlinie) 
könnte man das nicht ganz so einfach machen (da sollte man auch noch mit 
Vorwiderständen arbeiten - hier ist das eher kontraproduktiv, wenn man 
die Leistungsverhältnisse nicht kennt - die ja aufgrund der bisherigen 
Rauchzeichen ja scheinbar höher waren als gedacht...).

1) Multimeter auf Ohmmeter stellen und Klemmenwiderstand des Motors 
messen - wenn das Ding ein Kurzschluss zeigt (fast 0 Ohm) könnte das ein 
Zeichen sein, dass der Motor bereits abgebrannt ist und Wicklungen sich 
gegenseitig kurzschließen. Das heisst also auch besondere Vorsicht bei 
Punkt 2.

2)  Motor an das Netzteil hängen (Netzteil aus und auf 0V gedreht), das 
Multimeter auf Amperemeter im 10A Bereich in Serie dazu schalten. 
Netzteil einschalten und die Spannung von 0V weg langsam erhöhen, bis 
sich der Motor dreht. Dabei immer auf den Strom achten. Wenn der Strom 
zu klein ist, in einem kleineren Messbereich nochmal machen. Vermutlich 
kann man dann ohnehin schon in den 100mA oder 200mA Bereich wechseln 
(Achtung, muss man meist das Gerät wieder umstecken).

Wenn mal auf 100mA oder so bist, würde ich auch mal versuche, die Welle 
per Hand etwas anzuschubsen, sollte der Motor noch immer nicht drehen. 
Normalerweise sinkt der Strom auch wieder etwas, sowie sich der Motor 
drehen anfängt.

Wenn das auch nichts nützt ist vermutlich der Motor bereits kaputt (wenn 
die Wicklungen abbrennen können sie sich gegenseitig kurzschließen).

In dem Fall brauchst keine Strombegrenzung oder Vorwiderstände, wenn die 
Spannung LANGSAM erhöht wird und das Amperemeter nicht mehr anzeigt, als 
das Netzteil sicher Strom liefern kann (und das Amperemeter erlaubt). 
Ansonsten sofort das Netzteil wieder abschalten bzw. auf 0V drehen.

von ws (Gast)


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Ach ja, die Motordrehzahl dabei ist dann auch noch eher eine 
Gefühlssache, aber auch die könnte man ja messen, wenn man es genau 
wissen will. Ohne Datenblatt kann man aber auch schwer sagen, für welche 
Drehzahl (bzw. Drehzahlbereich) der Motor überhaupt gebaut wurde...

Die Kenndaten ergeben sich dann natürlich aus dem gemessenen Strom und 
der angelegten Spannung bei der erreichten "Wunschdrehzahl".

von Resistor (Gast)


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Dire T. schrieb:
> Den Wiederstand vom Motor?

Nein, den Widerstand vom Motor!

von Dire T. (dire)


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Danke WS!
Ich hab tatsächlich noch kein Multimeter, ist aber schon bestellt. 
Netzteil hab ich bis jetzt noch nicht bedacht. Ja bisher konnte ich 
immer alles durchrechnen. Und LEDs ziehen eben nicht viel. Ich muss mich 
jetzt wirklich mal um Ströme kümmern.

lg

Ps: Danke auch für den Hinweis zur Rechtschreibung.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Dire T. schrieb:
> Ich hab mir also gedacht ich häng einen 10K Poti davor, häng das ganze
> an 9V. Dann als der Poti zu rauchen anfing hab ich mir gedacht ich hab
> eigentlich keine ahnung wie man sowas berechnet.

Da du vom "normalen" Motor ausgehst, gehe ich mal von einem "normalen" 
Poti aus,
https://www.conrad.de/de/dreh-potentiometer-mono-01-w-100-k-potentiometer-service-gmbh-9321-1-st-450045.html
das hat eine Belastbarkeit von 0.1 Watt. Bei 10k erlaubt es also 3.3mA.

Und du schickst 10mA durch, sagst du (obwohl ich dir die Stromangabe 
nicht glaube, trotzdem) ist klar daß dein Poti abraucht.

Am sinnvollsten wäre für einen 1.2V Motor an 9V eine PWM Schaltung aus 
einem NE555.

Am einfachsten ist es, den Strom aus deinem Poti zu verstärkern, und zur 
Stromverstärkung tun es Bipolartransistoren wie BD137 am besten:
1
+9V --+-----+
2
      |     |
3
    Poti---|< BD137
4
      |     |E
5
      |    (M)  Motor
6
      |     |
7
GND --+-----+

von ws (Gast)


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Denken und rechnen ist immer besser als nur das Messgerät planlos 
reinzuhängen, das ist richtig - war keinesfalls ein Vorwurf. Ein paar 
Geräte - auch wenn sie nicht sehr teuer sind - machen halt viele Dinge 
deutlich einfacher ;-)

Auch die Widerstands-Methode kann man machen, besser ist halt dann 
Drahtwiderstände mit 1W oder so zu nehmen - die halten eben was aus. Ein 
paar von denen können in der Bastelkiste auch nicht schaden, eben auch 
als "Schutzwiderstand" bei ersten versuchen mit einer neuen Schaltung...

Widerstände ähnlich dem Poti in Serie zum Motor schalten und von großen 
Werten zu kleineren variieren: 1k, 470, 100 8ev. auch noch dazwischen).

Der kleinste Wert (100 Ohm) wird schon für ordentliche Wärme sorgen, 
wenn der Motor wirklich einen Kurzschluss hat. (Der 9V Block wird auch 
schon in die Knie gehen, aber 3/4W wird es schon noch sein wenn die 
Batterie neu ist - daher Vorsicht, nicht die Finger verbrennen).

Da war vermutlich auch das Problem am Poti, dass die Verlustleistung des 
Poti-Widerstandes beim Drehen hin zu kleineren Werten dann schon weit 
über dem gewesen sein muss, was so normale Potis aushalten...

Ein Problem bleibt aber, dass der Strom nach wie vor eine unbekannte 
Größe ist auch wenn R bekannt ist, d.h. die Spannung am Widerstand 
und/oder Motor zu messen ist dennoch nötig. Zumindest wäre das eine 
Alternative zum einstellbaren Netzgerät - mit ein paar Widerständen und 
der gemessenen Spannung dazu kann man alles dazwischen interpolieren 
oder darunter dann eben extrapolieren.

von W.A. (Gast)


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Dire T. schrieb:
> Den Wiederstand vom Motor?

Den Wieder-was?

Dire T. schrieb:
> Dann als der Poti zu rauchen anfing hab ich mir gedacht ich hab
> eigentlich keine ahnung wie man sowas berechnet.

Da hast du das Poti wohl auf 0 gedreht und dann ist der winzige 
Bahnfitzel und die Kontaktierung heiß geworden, weil die 0 nun sooh 0 
auch wieder nicht ist.

Für das Dimensionierung hilft dir das Ohmsche Gesetz, die Berechnung der 
Verlustleistung und die Fähigkeit, ein Datenblatt zu lesen.

von ws (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Dire T. schrieb:
>> Ich hab mir also gedacht ich häng einen 10K Poti davor, häng das ganze
>> an 9V. Dann als der Poti zu rauchen anfing hab ich mir gedacht ich hab
>> eigentlich keine ahnung wie man sowas berechnet.
>
> Da du vom "normalen" Motor ausgehst, gehe ich mal von einem "normalen"
> Poti aus,
> https://www.conrad.de/de/dreh-potentiometer-mono-0...
> das hat eine Belastbarkeit von 0.1 Watt. Bei 10k erlaubt es also 3.3mA.
>
> Und du schickst 10mA durch, sagst du (obwohl ich dir die Stromangabe
> nicht glaube, trotzdem) ist klar daß dein Poti abraucht.
>

Naja, so klar ist das überhaupt nicht, dass das Poti abbrennt.

Sorry, die Rechnung und der Schluss daraus, dass das Poti "generell" 
abraucht, ist total falsch. Ich finde es nicht gut, Anfänger so zu 
verunsichern, anstatt ihnen eine korrekte Rechnung zu präsentieren. Wie 
soll man so was Vernünftiges daraus lernen...

Also doch noch mal ordentlich Rechnen, mit korrekten Zahlen und schön 
langsam, damit auch die Frage dahingehend korrekt beantwortet ist  ;-)

I = U/R = 9V/10k = 0.9mA - sagen wir die Batterie ist noch sehr gut und 
hat 10V Leerlaufspannung, dann werden es bestenfalls 1mA sein. 3.3mA 
sind bei 10k also gar nicht möglich. Auch wenn der Motor ein kompletter 
Kurzschluss ist (ansonsten zieht man diese Spannung bei diesem Strom von 
der Batteriespannung ab).

P = U*I = 10V*1mA = 10mW

Das wird ein 100mW Poti in dieser (10k) Stellung also sicher noch nicht 
rauchen - also noch kein Problem.

Das Limit für angenommene 100mW und 9V Batteriespannung (und keinem 
Spannungsabfall am Motor) liegt bei 11mA und da ist das Poti bis ca. 
820Ohm heruntergedreht.

I = P/U = 100mW/9V = 11mA
R = U/I = 9V/11mA = 818Ohm

Oder zur Sicherheit, mit 10V gerechnet:

I = P/U = 100mW/10V = 10mA
R = U/I = 10V/10mA = 1kOhm

Bei einem linearen 10k Typ ist das also 90% des Drehwinkels (!). Wenn 
der Motor selbst auch noch einen Abfall zeigt und die Batterie auch noch 
in die Knie geht, geht sogar etwas mehr...

Wenn der Motor mit 10mA laufen würde (wie angenommen) und selbst auch 
1.2V Abfall hat, würde das Poti noch am Leben bleiben, da:

P = U*I = (10V-1.2V)*10mA = 88mW

Erst wenn man das Poti noch weiter herunterdreht (weil sich z.B. der 
Motor noch immer nicht dreht oder kurzgeschlossen ist) - also nur in den 
letzten 10%, beginnt das Poti irgendwann zu rauchen...

D.h. würde der Motor tatsächlich nur 10mA brauchen, könnte man die Sache 
mit einem 820 Ohm Widerstand und einem 10k Poti in Serie durchaus 
betreiben. Nur wird das so nicht viel Spaß machen, weil man den Motor 
nur in ein paar % des Drehwinkels stellen kann. Daher gehört dann eher 
ein 100 Ohm Poti her, Leistung braucht es nicht viel (in diesem Beispiel 
mit 810 Ohm Vorwiderstand keine 10mW, das geht locker).

Aus technischer Sicht nicht so abwegig, macht(e) man auch durchaus in 
der Praxis so.

--> Das ist der Grund, warum die Sache mit dem Poti "direkt" nicht geht:
a) man braucht die Leistungsbegrenzung mit einem Fixwiderstand (der 
braucht auch nur 100mW können, da sollte man dann aber schon einen 1/4W 
Typ nehmen)
b) die Regelung mit Poti ist nicht so gut (wie gesagt ein 100 Ohm Poti 
oder so wäre vermutlich besser)
c) die Verlustleistung an sich (da ist die Variante mit 
Transistorverstärker um nichts besser - ganz im Gegenteil)
d) wenn man die Motor Daten nicht kennt, kann man die Sache nicht 
richtig dimensionieren können (auch nicht mit Transistor)

Michael B. schrieb:
> Am einfachsten ist es, den Strom aus deinem Poti zu verstärkern, und zur
> Stromverstärkung tun es Bipolartransistoren wie BD137 am besten:
> +9V --+-----+
>       |     |
>     Poti---|< BD137
>       |     |E
>       |    (M)  Motor
>       |     |
> GND --+-----+

Auch zur Schaltung kann ich nur sagen, so einfach sollte man das auch 
nicht machen, sonst raucht statt dem Poti nämlich der Transistor als 
nächstes...

Der Basisstrom beim Anschlag zu 9V ist nur mehr vom Spannungsabfall am 
Motor abhängig. Je nach Motor wird das der Transistor so auch nicht 
überleben.

Vor allem wird mit dem npn in dieser Schaltung die Spannung geregelt, 
nicht der Strom. Damit wird der Transistor spätestens bei einem 
Motorkurzschluss oder höher überlast ggf. abbrennen, wenn man den 
Basisstrom (bzw. Ube) nicht korrekt limitiert.

Daher muss zwischen Poti und 9V Leitung oben noch ein Serienwiderstand 
rein, der so dimensioniert werden muss, dass der maximale Basisstrom 
durch diesen Widerstand und 9V minus kleinster Motorspannung minus Ube 
abgesichert wird, selbst wenn man das Pori voll "aufdreht".

Für diese Zwecke reicht es vermutlich auch, den Widerstand einfach 
zwischen Basis des Transistors und Poti-Schleifkontakt zu hängen. Ganz 
generell muss man sich auch da dann Ib*Ube + Ic*Uce ausrechnen, ob man 
nicht trotzdem ein Problem bekommt oder zumindest den Transistor kühlen 
muss.

Den Basisstrom kann man sich aber nur ausrechnen, wenn man auch weiss, 
welchen Strom der Motor überhaupt im schlimmsten Fall "ziehen" kann 
(denn Ib ist etwa Ic durch den Stromverstärkungsfaktor des Transistors). 
Daher ist das Wichtigste mal die Motordaten nachzumessen.

Der Nachteil gegenüber der "reinen" Poti-Lösung ist, dass hier das Poti 
ständig Strom zieht, weil es ja immer auf 9V liegt), also immer den 
Strom von 10V/10k = 1mA zieht. Komisch auch, dass es diesmal nämlich 
auch nicht abbrennt ;-)

Ist auch möglich, dass ein 10k Poti ohnehin zu hochohmig ist (hängt 
nämlich vom Motorstrom und der Stromverstärkung des Transistors ab), das 
macht es nicht besser.

D.h. man hat hier die Verlustleistung am Transistor, die grob gleich 
groß ist wie die Verlustleistung in der Schaltung davor PLUS die 
Verlustleistung durch den Poti-Spannungsteiler. Wenn man es richtig 
dimensioniert, braucht die Schaltung überschlagsmäßig 
5*Motorstrom/Beta_Transistor mehr als die reine Potischaltung (dieses 
"Mehr" geht direkt in Verlustleistung). Der Grund ist, dass der Querpfad 
mindestens mal 5 mal dem Basisstrom ziehen sollte, da dieser ja vom 
Spannungsteiler abgezweigt werden kann. Wenn man das Stellverhalten 
nicht so wichtig nimmt, sind es dennoch immer mehr als 
Motorstrom/Betra_Transistor. Darunter geht es nicht.

Also die Schaltung geht, verbessert aber nichts wirklich, braucht mehr 
Bauteile und verbraucht mehr Strom.

Michael B. schrieb:
> Am sinnvollsten wäre für einen 1.2V Motor an 9V eine PWM Schaltung aus
> einem NE555.
>

Da stimme ich zu, damit verhindert man die Verlustleistung ordentlich.

Dennoch gilt das nur dann, wenn diese PWM-Schaltung nicht erst recht 
wieder einen signifikanten Anteil am Stromverbrauch im Vergleich zum 
Motor hat (!).

Mit PWM-Geber ist es aber besser, den npn "unten" reinzuhängen und auch 
hier den Basisstrom durch den Vorwiderstand korrekt zu dimensionieren. 
Und eine Freilaufdiode + Entstörkondensator am Motor (und auch zwischen 
9V und GND) kann auch nie schaden, AFUs werden es danken ;-)


         Rs
 +9V --+-##--+---------+---+
       |     |         -   -
       |    (M)  Motor ^   -
       | Rb  +---------+---+
     PWM-##-|< BD137
       |     |E
 GND --+-----+


Auch hier ist der Vorwiderstand Rb am Transistor wichtig, um den Strom 
durch den Motor korrekt zu begrenzen. Wenn man ganz sicher gehen will, 
kann man auch zum Motor noch einen Widerstand Rs als Strombegrenzung in 
Serie geben (braucht natürlich wieder Verlustleistung). Gute 
Motorsteller machen das natürlich anders und können im Fehlerfall 
korrekt abschalten.

Statt dem 555 kann man auch gleich richtige Motor-Controller-IC 
verwenden, sind auch nicht teurer. Bekommt man vor allem für wirklich 
kleines Geld schon als Bausatz oder Fertigmodul (hängt natürlich von der 
Anwendung ab).

Oder natürlich gleich einen uC mit PWM verwenden, wenn es den ohnehin 
schon in dem Projekt gibt.

Fazit:
======

Wenn es wirklich nur um Motorströme mit 10...50mA geht und so einfach 
wie möglich die Drehzahl gestellt werden soll, ist es durchaus eine 
Überlegung, bei Vorwiderstand + Poti zu bleiben. Habe jetzt ja gezeigt, 
wie man das berechnen kann um zu sehen, ob es sich ausgeht.

von Joe F. (easylife)


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Manchmal frage ich mich auch, ob es z.B. so Fußballerforen gibt, in 
denen dann zu lesen ist:
"Hallo, ich habe neulich im Keller so ein schwar-weisses rundes Ding 
gefunden, und dachte mir das könnte ein Fußball sein. Ich habe das Ding 
dann nach draussen genommen, und kräftig dagegen getreten. Es ist dann 
mit hoher Geschwindigkeit in ein Fenster geflogen, das dabei kaputt 
gegangen ist.
Jetzt frage ich mich, was habe ich falsch gemacht? Wie macht ihr das, 
dass der Ball in die richtige Richtung fliegt?"

von Paul B. (paul_baumann)


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Joe F. schrieb:
> Manchmal frage ich mich auch, ob es z.B. so Fußballerforen gibt....

Wenigstens ein schöner Beitrag heute!

:-))
Dafür bekommst Du von mir einen Freistoß. Aber Du hast ja auch so schon 
Volley angenommen und direkt verwandelt!

MfG Paul

von Jojo S. (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Wenigstens ein schöner Beitrag heute!

Ist ja auch Freitag :-)

Das Poti bekommt man aber auch zum Rauchen wenn man es falsch 
anschließt, also Spannung an Schleifer und einem Endanschlag.

von Michael B. (laberkopp)


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ws schrieb:
> Wenn der Motor mit 10mA laufen würde (wie angenommen) und selbst auch
> 1.2V Abfall hat, würde das Poti noch am Leben bleiben, da:
>
> P = U*I = (10V-1.2V)*10mA = 88mW

Blödsinn. Es ist eine ziemliche Frechheit, hier zuerst zu behaupten:

> Sorry, die Rechnung und der Schluss daraus, dass das Poti "generell"
> abraucht, ist total falsch. Ich finde es nicht gut, Anfänger so zu
> verunsichern, anstatt ihnen eine korrekte Rechnung zu präsentieren.

und dann so einen Scheiss vorzurechnen. Du hast die Grundlagen nicht 
verstanden.

Damit der Motor mit 1.2V bei 10mA läuft, müsste man das 10k Poti auf 780 
Ohm stellen, also 8%, und nutzt damit nur 8% der Widerstandsschicht und 
darf damit auch nur 8% der 0.1 Watt, also nur 8mW umsetzen (zumindest 
konservativ gerechnet), setzt aber real 78mW, fast das 10-fache, um.

SO rechnet man richtig, meine Rechnung vorher machte dasselbe, auf 
schnellerem Weg über den Maximalstrom der Widerstandsschicht.


Bei einem 10mA Motor braucht man den 200mA liefernden NE555 bei PWM 
übrigens nicht mit einem Transistor zu verstärken, das nur am Rande.

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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Und jetzt gibst du noch ein bischen mehr Gas, bei 2V zieht der Motor 
schon 17mA, und Zack ist das Poti schon 28-fach überlastet...
Und bitte nicht auch noch auf die Idee kommen die Motorachse 
abzubremsen.

von Dire T. (dire)


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Danke an alle die einen konstruktiven. Ich werde das in den nächsten 
Tagen und Wochen abarbeiten.

Und ja, ich glaube nicht das es verwerflich ist wenn ich die 5€ die ich 
bisher für Bauteile ausgegeben oder aus alten Geräten rausgelötet habe 
in Rauch verwandeln werde. ;-)

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