Hi, ich habe meine erste kleine Schaltung gezeichnet und bin für jede Kritik dankbar. Ich möchte einen kleinen DC-Motor (1V-12V) per Poti steuerbar machen. Idee ist die typische Emitterschaltung eines Transistors hinter den Motor zu hängen, damit der mögliche Stromfluß eingestellt werden kann. Ich kann leider kein Datenblatt zum Motor finden, bei Messungen habe ich eine maximale Stromaufnahme von 40mA und im Normalbetrieb von 2mA mit einem Einschaltstrom von 20mA gemessen. Als Transistor habe ich mich dann für einen BC850 entschieden, sowie für einen 50k Poti um den BC850 garantiert auf 0 zu bekommen. Die Diode soll nur gegen eine Verpolung schützen. Die Schaltung wird durch einen externen Stromwandler mit einer 5V Spannung versorgt. Kann die Schaltung so funktionieren oder habe ich irgendwo Bauteile mit falschen Dimensionen gewählt oder irgendwas anderes nicht bedacht? Danke!
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Ist es möglich, daß die bewegte mechanische Last am Motor selbigen zum Nachlaufen bewegen kann, d.h. daß er dann als Generator wirkt? Dann würde er als Stromquelle wirken, so daß man etwas vorsehen müßte, wie er den Strom geordnet loswerden kann.
Der Transistor muss die überschüssige Spannung verbrennen. 12V 40mA machen max. 480mW. Ein SOT-23, wie du es verwendest, hat 500K/W. Das habe ich folgendem Datenblatt entnommen: https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/BC849_BC850.pdf Mir kommt das recht mieselsüchtig vor. Bei den 480mW wären das 240°C Übertemperatur. Naja, so oft werden die nicht auftreten, aber trotzdem ist das recht schmächtig. Laut Datenblatt darf der arme BC850 sowieso nur 250mW. Der zweite Punkt ist, dass ein Motor einen Anlaufstrom hat. Der kann gut und gerne 10mal so groß sein, wie der Dauerstrom im Betrieb. Auch das sollte dein Transistor überleben. Dann musst du den Fall bedenken, dass dein Motor generatorisch laufen kann. Wenn du die Drehzahl reduziertst zum Beispiel. Mein Tipp wäre: Bau dir das auf dem Steckbrett auf, bevor du das als LAyout machst ;-)
Christoph W. schrieb: > Als Transistor habe ich mich dann für einen BC850 entschieden, sowie für > einen 50k Poti um den BC850 garantiert auf 0 zu bekommen. Die Diode soll > nur gegen eine Verpolung schützen. Schalte das Poti gegen Masse, dann brauchst du auch keinen so hohen Widerstandwert sondern 1k reicht und die Einstellung wird linearer, und schalte die Diode an den Motor (M).
1 | +5V --+--(M)--+ |
2 | | | |
3 | +--|<|--+ |
4 | | | |
5 | Poti----|< |
6 | | |E |
7 | GND --+-------+ |
Christoph W. schrieb: > Die Schaltung wird durch einen externen Stromwandler mit einer 5V > Spannung versorgt. Hmm, und damit willst du einen 12V Motor auf Vollgas steuern ? Ich würde zumindest einen TO92 Transistor nehmen, Poti, Diode und Stecker sind ja auch bedrahtet.
MaWin, was passiert, wenn man das Poti ganz nach oben dreht? Wie hoch ist dann der Basis-Strom?
Die Schaltung war blöd falschrum
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Christoph W. schrieb: > pyramide.sch.svg > ich habe meine erste kleine Schaltung gezeichnet und bin für jede Kritik > dankbar. Die Schaltung ist zwar klein, aber dafür das "Blatt Papier" um so größer. Meinst du nicht, dass eine anders gewählter Bildkomposition für dein Anliegen mindestens ebenso nützlich wäre? In Eagle kannst du über Menü Datei - Exportieren - Image wunderbar ein PNG in sinnvoller Auflösung mit vernünftigem Bildausschnitt exportieren.
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Vielen Dank für das viele Feedback. Noch kurz zur Erklärung: es handelt sich zwar um einen 12V-Motor, er soll aber als Langsamdreher (20 U/min) laufen > Hmm, und damit willst du einen 12V Motor auf Vollgas steuern ? > Ich würde zumindest einen TO92 Transistor nehmen, Poti, Diode > und Stecker sind ja auch bedrahtet. Der Motor soll nur am unteren Geschwindigkeitsende laufen. Dann fallen (gemessene) 1V-2V ab. Der Transistor muss dann die verbleibenden 4V*2mA=8mW verkraften. Beim Anlaufen sollte doch entsprechend mehr Spannung am Motor abfallen, so dass Q1 mehr Strom bei weniger Spannug bekommt, also etwa 1V*40mA=40mV, selbst bei 4V*40mA=160mW bin ich ja noch innerhalb der Spec. Habe ich da einen Denkfehler? > Schalte das Poti gegen Masse, dann brauchst du auch keinen so hohen > Widerstandwert sondern 1k reicht und die Einstellung wird linearer, > und schalte die Diode an den Motor (M). Könntest Du bitte kurz erklären, warum das helfen würde. Der abgegriffene Widerstandswert wird doch durch das gegen Masse schalten des Poti nicht verändert. Den R1 hatte ich so gewählt, damit der BC850 auf alle Fälle in Sättigung läuft, wenn der Poti widerstandsfrei ist. > Die Schaltung ist zwar klein, aber dafür das "Blatt Papier" um so größer. Ich habe bei KiCAD noch nicht herausbekommen, wie man nur die Schaltung plotten kann. Ich habe jetzt mal die Schaltplangröße geändert, ich hoffe, das ist besser so. > Bei dem kleinen Pippifurzmotorstrom von 40mA kannst Du statt der > 1N4007 auch eine 1N4148 einsetzen. Im Plan steht eine 1N4004. Die hab ich halt wie alle anderen Teile schon vorrätig. Daher die Mischung aus MELF, 0603 und bedrahteten Teilen.
Habe noch vergessen zu schreiben, dass Diode jetzt als Freilaufdiode parallel zum Motor liegt.
"Ach du grüne neune" hat Dir vor gemacht, wie ein übersichtlicher Schaltplan aussieht. > Könntest Du bitte kurz erklären, warum das helfen würde. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm > Der abgegriffene Widerstandswert... Du sollst und willst eine Spannung abgreifen.
stromboli schrieb: > Könntest Du bitte kurz erklären, warum das helfen würde. Der > abgegriffene Widerstandswert wird doch durch das gegen Masse schalten > des Poti nicht verändert. Die Spannung am eingestellten Schleifer kannst Du direkt mit dem Transistor impedanzwandeln und auf dem Motor geben (Kollektorschaltung). Das 1k Poti ändert zwar beim Drehen der Potiachse nicht seinen Gesamtwiderstand, aber die so eingestellte Spannung am Schleifer vom Poti ändert sich und das auch noch relativ niederohmig um den Transistor auch bei niedrig eingestellter Spannung und 'relativ' hohem Motoranlaufstrom (400mA) noch gut durchschalten zu können (hohes Anfahrdrehmoment). Du verwendest eine hoch stromverstärkende Emitterschaltung da muss man schon einen hohen Widerstand vorschalten damit der Motor langsamer wird, dafür hat der Motor bei niedrigen Drehzahlen kein nennenswertes Drehmoment mehr. Das Einstellen wird zu einer Zitter-Party.
stromboli schrieb: > Vielen Dank für das viele Feedback. Noch kurz zur Erklärung: es handelt > sich zwar um einen 12V-Motor, er soll aber als Langsamdreher (20 U/min) > laufen Getriebe Motor? Wenn nein, so wird das nichts, keine Chance! Er hat ja dann kaum Kraft um sich selbst anzutreiben, die geringste Laständerung, und sei es nur im Lager kleine Unregelmäßigkeiten, ändern (stoppen) die Upm um >100%. Eventuell noch mit PWM! Ohne Last geht da durchaus auch Zeitlupe.
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Ach Du grüne Neune schrieb: > Die Spannung am eingestellten Schleifer kannst Du direkt mit dem > Transistor impedanzwandeln und auf dem Motor geben (Kollektorschaltung). Vielen Dank "Ach Du grüne Neune" für den Plan und die Erklärung. Ich habe meine Idee verworfen und Deinen Plan mal auf dem Steckbrett nachgebaut. Damit funktionierte die Einstellung in der Tat deutlich besser. > Das 1k Poti ändert zwar beim Drehen der Potiachse nicht seinen > Gesamtwiderstand, aber die so eingestellte Spannung am Schleifer vom > Poti ändert sich und das auch noch relativ niederohmig um den Transistor > auch bei niedrig eingestellter Spannung und 'relativ' hohem > Motoranlaufstrom (400mA) noch gut durchschalten zu können (hohes > Anfahrdrehmoment). Das das Anfahrverhalten deutlich besser ist war sehr auffällig. Selbst bei minimaler Einstellung lief der Motor immer problemlos an. Angehängt ist ein Versuch der Umsetzung der Schaltung in KiCAD. Auf der Platine habe ich eine GND-Plane benutzt (um mehr von KiCAD auszuprobieren). Macht das in diesem Kontext Sinn oder spricht etwa dagegen? > Getriebe Motor? Ja, es ist ein Maxon mit Stirnradgetriebe.
Schon viel besser. Noch ein paar Tipps zum Schaltpläne zeichnen: Links gehören möglichst die Eingänge, rechts die Ausgänge. Darum tausche den Motoranschluss und die Diode. Den R1 kannst du vertikal spiegeln. Die beschriftung vom Motoranschluss kannst du mit der Taste "r" rotieren und dann mit "m" verschieben, um sie besser auszurichten. Das GND Symbol am Eingang sollte idealerweise nach unten zeigen, so wie alle anderen auch. Die Diode 1N4004 ist eine ziemlich träge Diode (das gilt für alle 1N400x Modelle). Sie eignet sich gut für Gleichrichter, aber eher schlecht als Freilaufdiode. In deinem Fall mag sie genügen. Doch falls Du später mal andere Induktive Sachen mit Frequenzen über 100Hz schaltest, denke daran. Es ist nämlich so, dass Dioden immer eine Gewisse "Erholzeit" brauchen, um nach einer Leitenden Phase in die nicht leitende zu kommen. Wenn Du den Stromfluss zu schnell auf und wieder ein schaltest, bekommst du in diesem Moment durch die Diode einen satten Kurzschluss. Wie gesagt wird das aber erst bei Frequenzen über 100Hz relevant.
Christoph W. schrieb: > kleinen DC-Motor (1V-12V) Christoph W. schrieb: > Vielen Dank "Ach Du grüne Neune" für den Plan und die Erklärung. Ich > habe meine Idee verworfen und Deinen Plan mal auf dem Steckbrett > nachgebaut. Damit funktionierte die Einstellung in der Tat deutlich > besser. ist aber falsch, am Motor kommt immer weniger als 4,3V an. (5V - Ube) Ach Du grüne Neune schrieb: > Bei Autor: Ach Du grüne Neune (Gast) Emitterfolger-Kollektorschaltung ist da nicht gut! https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm Der Motor muss schon in den Kollektorkreis! https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
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Christoph W. schrieb: > Macht das in diesem Kontext Sinn Nein. Besser gewöhnt man sich gleich an, Masse explizit und zuerst zu routen. Dickere Leiterbahnen mit mehr Freiraum drunrum wären leicht zu löten, und warum man das Poti nicht in einer Frontplatte Montieren kann weil dort Befestigungsbohrungen sind, ist unklar. Na ja, kann man absägen.
Joachim B. schrieb: > Emitterfolger-Kollektorschaltung ist da nicht gut! Sie ist bei dem Problem sehr angemessen. > Der Motor muss schon in den Kollektorkreis! Sicher nicht, das ergibt eine ganz üble Ansteuerkennline. > ist aber falsch, am Motor kommt immer weniger als 4,3V an. (5V - Ube) Nicht schlimm.
Michael B. schrieb: > Joachim B. schrieb: >> Emitterfolger-Kollektorschaltung ist da nicht gut! > > Sie ist bei dem Problem sehr angemessen. das erkläre mal wie man bei Poti an 5V siehe Beitrag vom TO Beitrag "Re: Schaltungskritik für noob" am Emitter bis 12V rausbekommen soll! Das Ach Du grüne Neune schrieb: > Bei Autor: Ach Du grüne Neune (Gast) es richtig machte war mein Fehler sorry an "Ach Du grüne Neune (Gast)" Der TO hatte das nur falsch übernommen so führte es zur leichten Verwirrung. Wer ahnt denn schon das der TO es richtig von "Ach Du grüne Neune" vorgelegt bekommt sich bedankt und es dann doch falsch übernimmt!
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Joachim B. schrieb: > Der TO hatte das nur falsch übernommen so führte es zur leichten > Verwirrung. Könntest Du bitte erklären, was ich falsch übernommen habe? Danke.
Stefan U. schrieb: > Die Diode 1N4004 ist eine ziemlich träge Diode (das gilt für alle 1N400x > Modelle). Sie eignet sich gut für Gleichrichter, aber eher schlecht als > Freilaufdiode. Hier im speziellen Anwendungsfall ist sie sogar völlig unnötig, weil es gar keinen Freilauf gibt. Und wenn beim Ausschalten noch 2mA einmalig rückwärts durch die BE-Diode fließen, dann passiert auch nichts Schlimmes. Christoph W. schrieb: > Könntest Du bitte erklären, was ich falsch übernommen habe? Halb so wild, du hast es ja noch korrigiert...
Christoph W. schrieb: > Könntest Du bitte erklären, was ich falsch übernommen habe? > > Danke. erkenne den Unterschied richtig von "Ach du grüne neune" Poti nach 12V https://www.mikrocontroller.net/attachment/356449/Motorsteller.PNG Christoph W. schrieb: > Vielen Dank "Ach Du grüne Neune" für den Plan und die Erklärung. Ich > habe meine Idee verworfen und Deinen Plan mal auf dem Steckbrett > nachgebaut. Damit funktionierte die Einstellung in der Tat deutlich > besser. falsch übernommen Poti nach 5,1V https://www.mikrocontroller.net/attachment/356511/schalt.PNG Christoph W. schrieb: > Ich möchte einen kleinen DC-Motor (1V-12V) war die Forderung, wie soll da über 4,3V rauskommen? Lothar M. schrieb: > Christoph W. schrieb: >> Könntest Du bitte erklären, was ich falsch übernommen habe? > Halb so wild, du hast es ja noch korrigiert... und warum ist das nicht zu sehen?
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Joachim B. schrieb: > erkenne den Unterschied > richtig von "Ach du grüne neune" Poti nach 12V Joachim B. schrieb: > falsch übernommen Poti nach 5,1V > https://www.mikrocontroller.net/attachment/356511/schalt.PNG Joachim B. schrieb: >> Ich möchte einen kleinen DC-Motor (1V-12V) > > war die Forderung Das ist ein Missverständnis. Die 12V sind die maximale Spannung für den Motor. Die Schaltung soll aber mit 5V laufen, da der Motor als Langsamdreher nur 1-2V braucht. Daher habe ich in meiner Schaltung weiterhin nur die 5V drin. (Die 5V1 ist die Bauteilbezeichnung und nicht die Spannungsangabe und nur wegen meiner fehlenden KiCAD-Kenntnisse noch im Plan) Michael B. schrieb: > Nein. Besser gewöhnt man sich gleich an, Masse explizit und zuerst zu > routen. Hast Du einen Link für mich, wo das beste Vorgehen für Routing erklärt wird? Warum wäre es in diesem Falle denn besser GND direkt zu routen? Sollte man die 5V als Plane nutzen? > Dickere Leiterbahnen mit mehr Freiraum drunrum wären leicht zu löten, > und warum man das Poti nicht in einer Frontplatte Montieren kann weil > dort Befestigungsbohrungen sind, ist unklar. Na ja, kann man absägen. Die Schaltung soll in den Sockel einer Weihnachtspyramide wandern und der Poti schaut dann hinter einer Kalendertür des Sockels durch die Rückwand. (https://www.damasu.de/css/AUTOMATIKBILDER/BS_PYUB10_A.JPG). Die Montage ist da etwas tricky, weil nur wenig Platz zur Verfügung steht.
Joachim B. schrieb: > Christoph W. schrieb: >> Ich möchte einen kleinen DC-Motor (1V-12V) > war die Forderung Ein paar Posts drunter kommt der Knackpunkt: stromboli schrieb: > Der Motor soll nur am unteren Geschwindigkeitsende laufen. > Dann fallen (gemessene) 1V-2V ab. Christoph W. schrieb: > Sollte man die 5V als Plane nutzen? Ziemlich einfach: du brauchst keine Plane. Mach stattdessen die Leiterbahnen etwas breiter, dann hat der Kleber mehr Fläche und du hast nicht gleich das Pad an der Spitze hängen...
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Christoph W. schrieb: > Hast Du einen Link für mich, wo das beste Vorgehen für Routing erklärt > wird? https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-389.pdf http://www.ti.com/lit/an/szza009/szza009.pdf > Warum wäre es in diesem Falle denn besser GND direkt zu routen? Weil man dann merkt, wie lang die Leitungen werden, und sie kurz hält. > Sollte man die 5V als Plane nutzen? Nein, natürlich nicht, man sollte GND udn PLUS aber parallel führen, bei empfindlichen Schaltungen vom Sternpunkt bis zum Verbraucher.
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Ich habe nochmal versucht eure Hinweise in den Plan und das Layout einzuarbeiten und habe hoffentlich nicht wieder irgendwelche dummen Fehler drin. Vielen Dank für die Hilfe!
Lothar M. schrieb: > Ziemlich einfach: du brauchst keine Plane. Mach stattdessen die > Leiterbahnen etwas breiter, dann hat der Kleber mehr Fläche und du hast > nicht gleich das Pad an der Spitze hängen... Du musst den Punkt von Lothar beachten! Leiterbahnen dicker
Verzweifelt an PIC schrieb im Beitrag #5314076: > Du musst den Punkt von Lothar beachten! Leiterbahnen dicker Was bedeutet dick in diesem Kontext? Die Bahnen sind jetzt 0.35mm.
stromboli schrieb: > Was bedeutet dick in diesem Kontext? "So breit wie möglich" Wie gesagt: dabei geht es um die mechanische Stabilität, nicht um den Strom. > Die Bahnen sind jetzt 0.35mm. Oder in Zahlen: du kannst sie (abgesehen von einer einzigen) locker 1mm breit machen. Und ich würde eher die Diode eine Nummer kleiner und den Transistor größer machen. Denn die Diode hat nie, der Transistor aber immer was zu tun... Ich würde auch nochmal kontrollieren, was die Schaltung macht, wenn du den Motor anhältst.
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Lothar M. schrieb: > Ich würde auch nochmal kontrollieren, was die Schaltung macht, wenn du > den Motor anhältst. Es könnte sein, dass Dir der Transistor dann zu warm wird. Ein BD135 würde stehend hinter dem Poti passen, ohne dabei Platz zu verbrauchen. Leiterbahnen würde ich immer versuchen auf 0,5mm Breite zu machen, in Deinem Fall kannst Du sie sogar 0,7mm breit machen, Du hast ja genug Platz. Die Lötpads vom Poti können locker einen Durchmesser von 2,5mm oder mehr vertragen und dazu noch in ovaler- und / oder oktaler Form, wegen dem maximalen Biegemoment an genau dieser Stelle. Das gleiche gilt für die Steckerleisten (1,5 x 3mm). Wenn Du unbedingt bei Deinem BC850 bleiben willst, kannst Du ja die Lötpads etwas größer machen, dann hat der kleine Minifurztransistor etwas mehr Kühlfläche. Vielleicht kannst Du sogar eine kleine Vcc-Insel routen (so eine Art Kollektorinsel als Kupferkühlkörper). Damit nicht soviel Kupfer weggeätzt werden muss, kannst Du auch beim Routen die Automasse eingeschaltet lassen, auch wenn weiter oben etwas anderes behauptet wurde. Die Aura kann ja ruhig 0,5 oder sogar 0,7mm breit sein, dann sparst Du Dir die Masseleiterbahnen (Thermalpads verwenden) und Du hast weniger Induktivität und bei komplexeren Schaltungen evtl. weniger Störungen.
Vielen Dank wieder für die vielen Hinweise und Tipps. Ich habe die Bahnen alle stark verbreitert und die Pads vergrößert. Nun warte ich auf die Platinen von Oshpark. Bin schon gespannt, ob das alles so funktioniert wie gedacht.
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