Hallo zusammen,
ich habe einen Gleichstrom-Schneckengetriebemotor, der eine Klappe
öffnen und schließen soll, die an einer Schnur befestigt ist.
Ich möchte diesen Motor gerne mit einer Sicherung absichern, wenn der
Motor aus irgendeinem Grund blockiert (z.B. wenn die Klappe klemmt),
damit er nicht zu viel Strom zieht und abschaltet.
Der Motor läuft mit 6 V und hat unter Last einen Maximalstrom von 600
mA. Beim Anlaufen und Blockieren zieht er 1800 mA.
Die Frage ist, welche Sicherung ist geeignet dafür, wenn man bedenkt,
dass ich ihn gerne schon gegen Überschreitung der 600 mA schützen will,
der Anlaufstrom aber 1800 mA beträgt?
Ich kenne mich mit Sicherungen nicht besonders aus (Thema
Auslösecharakteristik), ich weiß nur, dass es flinke und träge
Sicherungen gibt, die ein unterschiedliches zeitliches Auslöseverhalten
haben.
PS: es handelt sich um ein reines Hobbyprojekt, die Absicherung muss
daher nicht unbedingt die eleganteste, jedoch eine sichere sein.
Ich würde mich über Antworten freuen.
Gruß
Quappo
Dieter schrieb:> Schmelzsicherung duerfte zu ungenau sein. Daher schalte in Serie eine> elektrische Sicherungsschaltung.
Was meinst du genau mit elektrische Sicherungsschaltung?
Ich bin auf dem Gebiet noch nicht so lange dabei, daher kenne ich noch
nicht alle elektronischen Geräte ;)
Quappo schrieb:> Anmerkung: Der Motor wird von 4 in Reihe geschalteter AA Batterien mit> jeweils 1,5 V (zusammen also 6 V) gespeist.
Das ist doch Sicherung genug. Die sind alle, bevor der Motor abgeraucht
ist. So ist das in jedem Spielzeug realisiert.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> Das ist doch Sicherung genug. Die sind alle, bevor der Motor abgeraucht> ist. So ist das in jedem Spielzeug realisiert.
Danke für die Antwort. Ja, das glaube ich dir. Ich möchte aber auch
gleichzeitig die Elektronik drumherum schützen. Der Motor wird von einem
Arduino-ähnlichen Board und über einen Motortreiber gesteuert. Außerdem
möchte ich vermeiden, dass die Bauteile durch zu hohen Strom zu heiß
werden. (Thema Brandschutz).
Anmerkung (Gast) schrieb im Beitrag #5786685 fatalerweise Dinge wie:
> Schutzschalter loest "zu frueh" aus? Anpaßbar durch Stromteiler.
Nein! Umgekehrt: Schutzschalter hat etwas zu hohe Ausloeseschwelle?
Er loest ums Haar nicht rechtzeitig aus, Motor wird etwas zu heiß,
wuerde vielleicht sogar durchbrennen?
Ausloeseschwelle und Motor aneinander anpaßbar durch Stromteiler
(man koennte es auch "Vorbeileitung des Stromes am Motor" nennen).
Gemeint ist ein Widerstand oder auch eine Induktivitaet parallel zum
Motor, um dadurch den Gesamtstrom leicht zu erhoehen - sinnvoll ist
das nur in engen Grenzen, der Wirkungsgrad sinkt schnell/stark ab.
Also sollte durch das parallele ("Shunt-") Element nur ein kleiner
Bruchteil des Motor- bzw. Gesamtstromes fließen, die beiden Werte
sollten sich nur wenig unterscheiden.
Ich wiederhole zur Sicherheit:
Im obigen (ersten) Post schrieb ich Unsinn. Als ich das gerade noch
einmal las (Tab war noch offen, neu geladen zur Beitrags-Kontrolle),
bekam ich gleich einen Schreck.
Wuerde man die Ausloeseschwelle erhoehen wollen, so wie ich es oben
versehentlich geschrieben hatte, dann ginge das so einfach nicht.
Wieso kann man die in eine Richtung abaendern, in die andere nicht?
Kurz mal zusammengefaßt: Fuer "mehr Power" mueßte der Schutzschalter
selbst (!) mit einem R oder einer L parallel versehen werden... das
ist offensichtlich Bullsh!t, wuerde den Schaltkontakt ueberbruecken!
(Es geht nicht allein um die aktuellen bzw. akuten Folgen. PFUSCH!)
Ich bitte allgemein um Verzeihung. :(
Hallo
"Ich möchte aber auch gleichzeitig die Elektronik drumherum schützen."
dafür sind "normale" Sicherungen aber leider meist nicht gedacht bzw.
sinnvoll konfigurierbar, sondern diese dienen "nur" dafür um die
Umgebung, vor allem vor Hitzeeinwirkungen (Brand) zu schützen bei
größeren und größten Leistungen auch vor (kurzeitig extrem) starken
Elektromagnetischen Feldern, Lichtbögen, Magnetismus und eventuell auch
weiteren recht exotischen Gefahrenquellen.
Die Absicherung der Elektronik drum herum muss entweder (meist mehr
schlecht als Recht - hängt auch von der jeweiligen Elektronik ab) durch
eine (auch mehrere für unterschiedliche Schaltungsteile) eigene und vor
allem passende (und da liegt oft das Problem) Sicherung(en) erfolgen
oder aber besser durch geeignete Schutzbeschaltung.
Wie diese nun jeweils ausgelegt wird ist nicht unbedingt trivial -
welche Störgrößen sind zu erwarten, was darf im (welchen) Fehlerfall
geschehen, wie groß wird überhaupt die Schutzbeschaltung (schon bei gar
nicht mal so hohen Strömen von wenigen Ampere werden die passiven
Komponenten schnell mechanisch größer und teurer als die eigentlich
Nutzschaltung...)
Je professioneller und strikter die Vorgaben sind umso aufwendiger wird
das.
Das fängt bei einer Schaltung die durch eine Knopfzelle betrieben wird
durch den hohen Innenwiderstand derselben an und hört bei Schaltungen in
Sicherheitskritischen Bereichen und mit vielen Wandlern noch lange nicht
bei einen VDR, MOV, Schutzdiode, aktive Sicherung, Elektromechanischen
Schutzeinrichtungen usw. auf.
Jemand
Jemand schrieb:> sondern diese dienen "nur" dafür um die Umgebung, vor allem vor> Hitzeeinwirkungen (Brand) zu schützen bei größeren und größten> Leistungen
Hi, genau das ist mein Hauptanliegen. Wie gesagt, es ist "nur" ein
Hobbyprojekt, bei dem die Teile auch guten Gewissens mal den Geist
aufgeben dürfen, da diese eben nicht so teuer sind. Prinzipell möchte
ich sicher gehen, dass sich die Teile und dadurch ihre Umgebung nicht zu
stark erhitzen, dass im schlimmsten Fall ein Brand entsteht.
Und dafür ist doch die oben beschriebene rückstellbare Sicherung
geeignet, oder?
Anmerkung schrieb:> Gemeint ist ein Widerstand oder auch eine Induktivitaet parallel zum> Motor, um dadurch den Gesamtstrom leicht zu erhoehen
Das ist genau so ein Unsinn wie dein erster Beitrag, der prozentuale
Unterschied zwischen Betriebsstrom und Überstrom wird dadurch immer
kleiner, die Unterscheidung schwieriger. Vergiss beide. Quappo/Mike soll
den von Hinz vorgeschlagenen Sicherungsautomaten verwenden oder eine
0.5A Polyfuse Sicherung.
D ein Nennstrom von 0.6A heisst ja nicht, dass in Betrieb auch 0.6A
fliessen, das können je nach Last auch 400 oder 200 sein nur 800 sollten
halt nicht auf Dauer fliessen.
Alternative zu den von Hinz und MaWin vorgeschlagenen Lösungen:
Du hast ein "Arduino-ähnliches Board" und ein Motortreiber.
Was also liegt näher um damit nebenbei noch den Strom und/oder die
Temperatur des Motors zu messen. Die Logik wann man dann abschalten muss
sollte ja jetzt nicht so schwer zu realisieren sein.
Bestenfalls kann der Motortreiber sogar schon eine Strommessung,
ansonsten tut es ein 0,1 oder 0,2 Ohm Widerstand an Masse und ein OP der
Faktor 10 verstärkt.
Danke schon mal für die vielen Antworten.
MaWin schrieb:> ein Nennstrom von 0.6A heisst ja nicht, dass in Betrieb auch 0.6A> fliessen, das können je nach Last auch 400 oder 200 sein
Ja richtig. Der Motor zieht nicht 600 mA (im Datenblatt ja auch als
Maximalstrom unter Last angegeben). Ich habe den Motor schon eine Weile
in Betrieb, der zieht beim Hochfahren der Klappe ungefähr 200 mA.
Da hätte ich aber gleich noch eine Frage. Ich verwende zurzeit noch zur
Motorsteuerung eine L293D H-Brücke. Wie ihr vielleicht wisst, fällt an
dieser ziemlich viel Spannung ab. Am Motor kommen von den 6 V beim
Hochfahren der Klappe ungefähr nur 3,5 V an. Ich habe schon eine neue
Motorsteuerung im Blickfeld, bei der viel weniger abfällt (Pololu
DRV8838 Single Brushed DC Motor Driver), die effizienter in Sachen
Spannungsabfall arbeitet.
Was meint ihr: zieht der Motor mehr Strom, wenn bei ihm mehr Spannung
ankommt? Der Motor ist wie gesagt ein
Gleichstrom-Schneckengetriebemotor.
Quappo schrieb:> zieht der Motor mehr Strom, wenn bei ihm mehr Spannung ankommt?
Ja, aber nicht das x-fache. Er dreht vor allem schneller.
Der Ansteuer-IC muss den Strom aushalten, den der Motor im Anlaufmoment
zieht. Das werden sogar mehr als die 1.8A sein.
Nämlich Spannung/Motorinnenwiderstand.
hinz schrieb:> Ja, und er wird auch schneller laufen.
Okay, dann werd ich zur Sicherheit die nächstgrößere Stufe der
rückstellbaren Sicherung (1 A) gleich mitbestellen. Dann teste ich, ob
es die 0,5 A Sicherung raushaut. Wenn ja, verwende ich die größer
dimensionierte.
MaWin schrieb:> Der Ansteuer-IC muss den Strom aushalten, den der Motor im Anlaufmoment> zieht. Das werden sogar mehr als die 1.8A sein.
okay.. die DRV8838 kann durchgehend 1,7 A aushalten und im Peak 1,8...
MaWin schrieb:> Der Ansteuer-IC muss den Strom aushalten, den der Motor im Anlaufmoment> zieht. Das werden sogar mehr als die 1.8A sein.> Nämlich Spannung/Motorinnenwiderstand.
Innenwiderstand der Batterien und des Batteriehalters nicht vergessen!
hinz schrieb:> MaWin schrieb:>> Der Ansteuer-IC muss den Strom aushalten, den der Motor im Anlaufmoment>> zieht. Das werden sogar mehr als die 1.8A sein.>> Nämlich Spannung/Motorinnenwiderstand.>> Innenwiderstand der Batterien und des Batteriehalters nicht vergessen!
hmm, wird das zuviel für den DRV8838 sein?
Quappo schrieb:> hinz schrieb:>> MaWin schrieb:>>> Der Ansteuer-IC muss den Strom aushalten, den der Motor im Anlaufmoment>>> zieht. Das werden sogar mehr als die 1.8A sein.>>> Nämlich Spannung/Motorinnenwiderstand.>>>> Innenwiderstand der Batterien und des Batteriehalters nicht vergessen!>> hmm, wird das zuviel für den DRV8838 sein?
Nein.
Quappo schrieb:> warum meinst du?
Weil schon der Blockierstrom bei 6V nur 1,8A beträgt, mit den Verlusten
kommen aber am Motor nur noch geschätzte 4,5V an, also wird der
Blockierstrom nur noch 1,4A betragen.
MaWin schrieb:> Das werden sogar mehr als die 1.8A sein.
achso, dann hab ich den Satz wohl falsch verstanden. Habe ihn so
interpretiert, dass er durch den Motorinnenwiderstand,
Batterieinnenwiderstand und Widerstand des Batteriehalters mehr Strom
zieht. Ihr habt gemeint, dass durch diese Komponenten mehr Spannung
abfällt, oder?
Quappo schrieb:> MaWin schrieb:>> Das werden sogar mehr als die 1.8A sein.>> achso, dann hab ich den Satz wohl falsch verstanden. Habe ihn so> interpretiert, dass er durch den Motorinnenwiderstand,> Batterieinnenwiderstand und Widerstand des Batteriehalters mehr Strom> zieht.
MaWin ging von üblichen Motoren aus, die ziehen mehr als den dreifachen
Nennstrom im Blockierfall.
> Ihr habt gemeint, dass durch diese Komponenten mehr Spannung> abfällt, oder?
Ja.
hinz schrieb:> MaWin ging von üblichen Motoren aus, die ziehen mehr als den dreifachen> Nennstrom im Blockierfall.
und mein Motor gehört nicht zu den "üblichen" Motoren?
Quappo schrieb:> hinz schrieb:>> MaWin ging von üblichen Motoren aus, die ziehen mehr als den dreifachen>> Nennstrom im Blockierfall.>> und mein Motor gehört nicht zu den "üblichen" Motoren?
Offensichtlich nicht.
hinz schrieb:> Quappo schrieb:>> hinz schrieb:>>> MaWin ging von üblichen Motoren aus, die ziehen mehr als den dreifachen>>> Nennstrom im Blockierfall.>>>> und mein Motor gehört nicht zu den "üblichen" Motoren?>> Offensichtlich nicht.
alles klar, danke :)
Hi, ich mal wieder, der TE ;)
Ich habe die 0,5 A Sicherung eingebaut und das funktioniert ohne
Probleme (Danke hier nochmal für den Tipp). Jetzt musste ich jedoch bei
einem Test feststellen, dass der Motor im Stillstand nur 700 mA zieht
(klar, die Sicherung hat einen Wiederstand, die AA Batterien auch). Laut
Spezifikationen hat der Motor einen maximalen Strom unter Last von 600
mA und bei Blockieren 1800 mA.
Ich gehe mal davon aus, dass die Spezifikationen stimmen. Die 0,5 A
Sicherung ist bei Kurzschluss sehr effizient, würde beim Blockieren
ziemlich lange brauchen.
Die Frage ist jetzt, ob der Motor die 700 mA abkann (habe auch schon
beim Verkäufer/Hersteller angefragt, jedoch keine Rückmeldung)
Die ganze Geschichte wäre kein Problem, man beim Betrieb des Motors
anwesend wäre. Die Schaltung ist aber eine Automatisierung und läuft
auch, wenn niemand da ist...
Gruß
Quappo
Die Idee der Temperatursicherung wurde ja schon übergangen. Aber für den
Motorschschutz genau das richtige. Es gibt zB für Kaffeeautomaten
Temperatursicherunen mit denen die Hersteller die
Wasserpumpe/Termoelemente vor Übertemperatur schützen (zu finden unter
dem Begriff STB-Litze). Die kommt einfach in Reihe zur Zuleitung und
wird Hochohmig bei Übertemperatur. Lässt sich einfach auf den Motor oder
die Elektronik klemmen.
Ja, aber gut festkleben :D (Thermisch gekoppelt am besten). Die
Überstromsicherung würde ich aber trozdem noch vorsehen. Die kannst du
dann größer als den Maximalen Blockierstrom wählen. Die schützt dich
dann vor Kurzschlüssen innerhalb des Motors oder der Elektronik. So bist
du überall hinreichend abgesichert, selbst wenn du die AA-Baterien mal
durch einen niederspannungsfusionsreaktor ohne Messbaren Innenwiderstand
ersetzt.
Gruß
hinz schrieb:> Nimm ganz normalen 2K-Epoxykleber. Wenns ganz edel sein soll, dann geh> zur Apotheke und hol dir etwas Zinkoxid. Davon dem Epoykleber so viel> untermischen bis er gerade noch nicht zu zäh ist. Üblicher> Wärmeleitkleber ist nichts anderes. Wichtig ist noch, dass die> Kleberdicke nicht unnötig groß ist, 50µm reichen meist.
Ich bin mir sicher, dass das sehr gut funktioniert - will ich gar nicht
anzweifeln. Aber würd es die normale Paste nicht auch tun?
hinz schrieb:> Ist übrigens nichts anderes als die Zinksalbe vom Apotheker.
schon erstaunlich... und in den Elektroläden wird das dann teuer
verkauft...
Drei Ideen dazu:
- INA 226 als Shunt Monitor einsetzen. Lässt sich super mit Arduino
koppeln und speichert bei Stromüberschreitung entsprechende Flags ->
Auswertung per Software
- Fully Protected Hiside Treiber nehmen, also Mosfet mit integriertem
Überstromschutz. Die lösen aber thermisch aus.
- Polyfuse (die ist sehr träge und selbstrückstellend). Im Fehlerfall
würde sie so oft auslösen und wieder abfallen, bis die AA leer sind.
Hej,
die gewählte 0,5A-Sicherung hat einen Innenwiderstand von 5,2 Ohm (Seite
3 Datenblatt). Das zusammen mit dem Innenwiderstand des Motors im
Stillstand begrenzt den Kurzschlußstrom auf die von Quappo gemessenen
0,7A. Mehr wird´s nicht und laut Datenblatt braucht die Sicherung dann
mehr als 50 sec zum Auslösen.
Quappo sollte m.M.n.nach einer anderen Lösung Ausschau halten.
Gruß
Martin S. schrieb:> Drei Ideen dazu
Danke, werde ich mir anschauen.
Innenwiderstand schrieb:> die gewählte 0,5A-Sicherung hat einen Innenwiderstand von 5,2 Ohm (Seite> 3 Datenblatt). Das zusammen mit dem Innenwiderstand des Motors im> Stillstand begrenzt den Kurzschlußstrom auf die von Quappo gemessenen> 0,7A.
ja genau, das hab ich dann auch festgestellt. Ich habe aber nochmal nur
den Motorstrom gemessen (zuvor nämlich ausversehen die ganze Schaltung,
bei der der Mikrocontroller auch einiges aufnimmt). Der Motor nimmt im
Blockierfall 600 mA auf. Laut Datenblatt ist der maximale Nennstrom bei
600 mA. Das heißt doch, dass der Motor mit diesem Strom dauerhaft
belastet werden darf, oder? Oder gelten diese Regeln im Blockierfall
nicht (kann ja sein, kenne mich da nicht 100%ig aus).
Innenwiderstand schrieb:> Quappo sollte m.M.n.nach einer anderen Lösung Ausschau halten.
Ich werde wahrscheinlich an der letzten Lösung festhalten, d.h.:
Motor und Motortreiber sind mit mit der eingebauten 0,5 A Sicherung
gegen Kurzschluss abgesichert. Zusätzlich sitzt auf dem Motor ein
Temperaturschalter (60 °C), der im Blockierfall und eventueller
Überhitzung auslösen würde (ich weiß nicht mal, ob der Motor so heiß
wird, vor allem, weil er ja mit maximal 600 mA beaufschlagt wird).
Den Mikrocontroller sichere ich zusätzlich mit einer 0,63 A flinken
Feinsicherung ab. Danach war aber im Thread eigentlich gar nicht
gefragt. Die Stränge Mikrocontroller und Motor/Motortreiber werden von
den selben 4 AA Batterien parallel gespeist.
Martin S. schrieb:> - Polyfuse (die ist sehr träge und selbstrückstellend). Im Fehlerfall> würde sie so oft auslösen und wieder abfallen, bis die AA leer sind.
Wie ist das denn bei so einer Polyfuse? Kühlt die sich nach Erreichen
des Trip Stroms wieder ab?
Quappo schrieb:> Martin S. schrieb:>> - Polyfuse (die ist sehr träge und selbstrückstellend). Im Fehlerfall>> würde sie so oft auslösen und wieder abfallen, bis die AA leer sind.>> Wie ist das denn bei so einer Polyfuse? Kühlt die sich nach Erreichen> des Trip Stroms wieder ab?
Die Polyfuse ist ein PTC. Kalt hat sie einen geringen Innenwiderstand,
je wärmer sie wird, umso höher wird dieser. Es tritt ein Lawineneffekt
beim Auslösen auf, weil die Erwärmung mit steigendem Widerstand größer
wird. Irgendwann macht sie dann ganz auf, und es fließt nurnoch der
Haltestrom, der um einiges niedriger ist, als der Nennstrom.
Schlussendlich fließt also nurnoch so viel Strom, wie die Polyfuse
braucht, um selbst so heiß zu bleiben, dass der Gleichgewichtszustand
erhalten bleibt. D.h. sie trennt nicht auf, aber verheizt im Grunde so
viel Strom und hat dabei einen so hohen Innenwiderstand, dass kaum Strom
mehr fließt.
Kühlt die Polymersicherung ab, so sinkt ihr Innenwiderstand wieder.
Was man bei der Polyfuse aber auf jeden Fall berücksichtigen muss, ist
die Tatsache, dass sie im ausgelösten Zustand altert. Der
Innenwiderstand wird größer. Irgendwann (wenn die Sicherung faktisch tot
ist), ist der Innenwiderstand so hoch, dass sie bei schon sehr kleinen
Strömen auslöst. Der Prozess ist also nicht zu 100% reversibel.
Ich habe dazu mal eine Versuchsreihe gemacht. Nach ca. 100 Auslösungen
ist die Sicherung defekt. Nach 10-20 Auslösungen steigt der
Innenwiderstand schon um 20-30% (war eine Sicherung von Littlefuse).
Diese Sicherung ist also nur ein Notfallmechanismus die einige
Auslösungen problemlos überlebt, aber eben nicht als dauerhafte
Strombegrenzung gedacht ist.
Diesen Fall hast Du aber nicht, denn wenn der Störfall auftritt, dann
wirst Du ohnehin die Mechanik nacharbeiten. Und im schlimmsten Fall
tauscht man dann halt nach ein paar Monaten oder Jahren die Sicherung
aus.
Ich bin mir aber auch nicht sicher, ob drei AA-Batterien wirklich so
viel Energiemenge abgeben, dass die Sicherung im Störfall wirklich
ernsthaft schaden nimmt. Wenn die Sicherung ausgelöst 2-3W verheizt,
dann sind die Dinger sehr schnell leer.
Danke für die ausführliche Antwort. Ich habe nur etwas Bedenken, dass
die Sicherung halt dann 130 °C heiß wird und unbeaufsichtigt bleibt
Schadet das der umliegenden Elektronik oder den an der Sicherung
angeschlossenen Kabeln nicht?
Die Schaltung (Mikrocontroller Boards, RTC, Motortreiber, viele Kabel)
befindet sich auf einer Lochrasterplatine in einer ABS Box (nicht
belüftet) und viel Platz für Luft ist in der Box auch nicht vorhanden...
Na das musst Du natürlich selbst wissen, in wie weit das schadet. Da so
eine Sicherung aber nur 2 Euro kostet, wäre es einen Versuch wert,
einfach mal eine testweise an drei AA-Batterien kurzzuschließen und zu
gucken, wie warm das schlussendlich drumherum wird.
