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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Nachlaufschaltung DC-Motor


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Autor: Rüdiger B. (rdiger_b)
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Hallo,

ich hoffe hier auf Hilfe bei einem kleinen Problem, das mein arg 
beschränktes Wissen leider weit übersteigt.

Ich benötige eine Möglichkeit einen kleinen DC-Motor (7,5V, ca. 0,2 - 
0,3 A Stromaufnahme, so etwas wie z.B. BOSCH 1397220467 bei Pollin) nach 
dem Ausschalten der Stromquelle noch für ca. 10 Sekunden laufen zu 
lassen. Ich habe da an die Nutzung eines Goldcap gedacht, bin mir aber 
nicht sicher, ob und wie das gehen würde.
Der Motor sollte beim Ausschalten des Stromkreises anlaufen, vorher 
läuft er Arduino gesteuert per Relais (derzeit) an oder wird 
ausgeschaltet, es ist also nicht sicher, das er bereits läuft oder nicht 
läuft, wenn der Stromkreis ausgeschaltet wird.
Alternativ wäre es natürlich auch möglich, den Arduino noch weiter am 
Leben zu erhalten, allerdings müsste der dann über Strom aus informiert 
werden und dementsprechend agieren.

Vielen Dank im voraus für jede brauchbare Hilfe.

Viele Grüße

Autor: Elektrofurz (Gast)
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Der Goldcap könnte etwas knapp werden. Ein Akku wäre ideal.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Rüdiger B. schrieb:
> allerdings müsste der dann über Strom aus informiert
> werden und dementsprechend agieren.

Sollte ja wohl die leichteste Übung sein,

wenn dir schon das Zauberkunststück gelingt, einen Motor
laufen zu lassen, obwohl die Stromversorgung ausgeschaltet ist.

VERGISS ES (Akkus sind sehr Lebensdauerbegrenzt).

Lass die Stromversorgung an, und lass den Schalter nur einen 
Arduino-Eingang steuern.

Autor: Daniel U. (daniel_22)
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Wird die Spannungsversorgung des Motors auch abgeschaltet oder nur die 
des Arduinos?

Autor: Rüdiger B. (rdiger_b)
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Derzeit bin ich noch sehr offen für jede Idee, also es ginge wohl auch 
die Spannungsversorgung noch so lange wie nötig leben zu lassen, nur 
müsste der Arduino dann mitbekommen, das die Spannung ausgeschaltet 
werden soll und danach dann die Spannung endgültig abbauen.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Rüdiger B. schrieb:
> nur müsste der Arduino dann mitbekommen, das die Spannung ausgeschaltet
> werden soll
Wer kann ihm das sagen?
Wie könnte er "merken", dass die Spannung ausgeschaltet werden soll?

Lies mal deine Beschreibung so, wie wenn du deine Hardware und dein 
Problem nicht kennen würdest. Schreib dann das dazu, was an 
Informationen zum Verstehen der Aufgabe noch fehlt.
Wenn du es nicht abschaätzen kannst, dann beschreibe das Problem ruhig 
mal ein wenig mehr. Denn meist ist es einfacher, Informationen zu 
ignorieren, als sie zu erraten...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Rüdiger B. (rdiger_b)
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Ich denke, die Kritik ist berechtigt!

Also, ich habe eine Schaltung, da hängen an einem Arduino Nano 2 
Sensoren und 3 Relais (später wohl besser Mosfets). Das ganze dient zur 
einfachen Steuerung eines Prototypen für einen Ethanolbrenner. An 2 
Relais hängen die beiden Zündungen (müssen 2 getrennte sein!) und an dem 
dritten Relais hängt ein kleiner Ventilator, der bei Bedarf die Flamme 
wieder "ausbläst". Im Normalbetrieb läuft das sehr zuverlässig (Zündung 
und Ausblasen per "Knopfdruck" oder sensorgesteuert), nur suche ich 
jetzt einen einfachen Weg für den Fall des Ausschalten der 
Stromversorgung (7,5V! hängt mit der Zündung zusammen) das der 
Ventilator noch ca. 5-10 Sekunden nach Stromaus läuft, um sicher die 
Flamme zu löschen. 5 Sekunden haben bisher immer gereicht, aber etwas 
mehr ist natürlich besser. Strom soll über einen ganz normalen Schalter 
geschaltet werden, aber das ist keine Bedingung.
Der Ventilatormotor ist wie oben beschrieben ein kleinen DC-Motor (7,5V, 
ca. 0,2 - 0,3 A Stromaufnahme, so etwas wie z.B. BOSCH 1397220467 bei 
Pollin).

Das hardwaretechnische des Brenners an sich liegt nicht in meiner Hand, 
daher kann ich da keine Angaben machen und möchte und kann das auch 
nicht erläutern.

Ich hoffe das klärt die Lage ein wenig.

Autor: Thorsten W. (hologram73)
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Hi,
was ist denn, wenn ein Stromausfall auftritt und der Brenner dann 
unkontrolliert weiterläuft(brennt)?

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ich würde mich da voll&ganz auf Hardware verlassen: wenn die "normale" 
Spannung da ist, wird ein Umschaltrelais auf den bisherigen 
Lüfterausgang geschaltet. Wenn die Versorgung abgeschaltet wird, dann 
fällt das Relais ab und versorgt den Lüfter aus einem Ultracap/Supercap. 
Dieser wird in den ersten paar Sekunden nach dem Einschalten aufgeladen.

Damit wird dann ggfs. auch ein Stromausfall abgedeckt. Lediglich eine 
kleine Zeit der "Ungewissheit" verbleibt, bis der Kondensator 
ausreichend geladen ist. Am einfachsten wäre es, wenn während dieser 
Ladezeit einfach die Flamme nicht gezündet wird...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: m.n. (Gast)
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Rüdiger B. schrieb:
> Ventilator noch ca. 5-10 Sekunden nach Stromaus läuft, um sicher die
> Flamme zu löschen. 5 Sekunden haben bisher immer gereicht,

Das Konzept ist verkehrt.
Du kannst nicht sicherstellen, daß der Lüfter tatsächlich anläuft bzw. 
funktioniert.

Sicher wird die Sache erst so, daß der Lüfter erst laufen muß und dann 
gezündet werden darf. Der Lufstrom zum Löschen muß im Betrieb aktiv 
unterbrochen sein und bei Stromausfall sicher passiv freigegeben werden. 
Der Nachlauf könnte durch eine passende rotierende Masse (Schwungrad) 
erfolgen.
Nur so als grober Ansatz, ohne die Details zu kennen.

Autor: Rüdiger B. (rdiger_b)
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Das schaut nach einer guten Lösung aus, erst einmal Danke dafür.

Die Ladezeit des Supercap kann ich ja dadurch absichern, das ich nach 
dem Einschalten (Boot des Arduino) und einer gewissen Sicherheitsspanne 
keine Zündung programmtechnisch zulasse. So wie ich den technischen 
Prozess der Zündung verstehe, dauert der eh ein paar Sekunden und das 
sollte ja für das Laden des Supßercap reichen.

Wäre z.B. so ein Supercap 
(https://www.reichelt.com/de/en/supercapacitor-0-5f-6v-8-5x17x15-5mm-hy-cap-0-5f-6v-p195673.html?&trstct=pol_0) 
für einen Weiterbetrieb des o.g. DC Motors für ca. 5 Sekunden 
ausreichend?

Autor: äxl (Gast)
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Beitrag "Re: Berechnung Goldcap 1F"

Mit 4Stück (2xparallel und das 2x in Reihe), also 2S2P liegen am Motor 
dann noch 5Volt nach 10 Sekunden an. Der Spannungsabfall am 
Innenwidertsand des Gldcaps ist vernachlässigbar (>80mV).
der angebotene Goldcap kann nur 6Volt!

Autor: äxl (Gast)
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Hier erklären Sie auch nochmal, wei man das ausrechnen kann. Muss ich ja 
nicht abtippen...

https://www.elv.de/elektronikwissen/goldcap-ueberbrueckungszeit-berechnen.html

Autor: Elektrofurz (Gast)
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Parallel zu dem Ladewiderstand vom Cap kann man noch einen Widerstand 
mit einer Optokoppler LED schalten, die erst beim Ausgehen dem Arduino 
sagt, dass der Motor an gehen darf.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Rüdiger B. schrieb:
> nur suche ich
> jetzt einen einfachen Weg für den Fall des Ausschalten der
> Stromversorgung (7,5V! hängt mit der Zündung zusammen) das der
> Ventilator noch ca. 5-10 Sekunden nach Stromaus läuft, um sicher die
> Flamme zu löschen

Klingt sicherheitskritisch, denn was passiert, wenn die Flamme 
unbeaufsichtigt weiter brennt.

Da sollte man auch den totalen Stromausfall und Absturz des uC 
berücksichtigen. Aber der tritt ja nicht immer auf, sondern eigentlich 
nur 1 Mal: Meistens ist beim Ausblasen der Flamme noch Netzstrom da. 
Also kann man eine Batterie nehmen, die auch nach 10 Jahren unbenutzt 
warten noch genug Energie hat, den Motor lange genug laufen zu lassen, 
z.B. einen 9V Block oder ein 23A 12V Batterie.

Normalerweise steuert also der Arduino mit dauernder Netzversorgung 
alles, auch Einschalten des Ventilators zum ausblasen.

Nur wenn der Strom ausfällt, wird auf alle Fälle (also unabhängig ob der 
Arduino abgestürzt ist) der Ventilator aktiviert aus der Batterie. Es 
muss nicht mal ausgeschaltet werden, er könnte laufen bis die Batterie 
alle ist, denn man sollte sie nach so einem Einsatz sowieso wechseln.

Ein Relais, Ruhekontakt verbindet Ventilator mit Batterie, 
Umschaltkontakt mit verstärktem Arduino Ausgang, ist alles was man 
braucht. Das Relais wird aus der Stromversorgung verstorgt und schaltet 
damit automatisch auf Batteriebetrieb, wenn der Strom ausfällt.

Autor: Tany (Gast)
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Michael B. schrieb:
> wenn dir schon das Zauberkunststück gelingt, einen Motor
> laufen zu lassen, obwohl die Stromversorgung ausgeschaltet ist.

Der hat's nicht geschafft, aber:

m.n. schrieb:
> Der Nachlauf könnte durch eine passende rotierende Masse (Schwungrad)
> erfolgen.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Elektrofurz schrieb:
> Parallel zu dem Ladewiderstand vom Cap kann man noch einen Widerstand
> mit einer Optokoppler LED schalten, die erst beim Ausgehen dem Arduino
> sagt, dass der Motor an gehen darf.
Ich würde da einfach die Spannung am Kondensator mit einem ADC 
messen...

äxl schrieb:
> Mit 4Stück (2xparallel und das 2x in Reihe), also 2S2P liegen am Motor
> dann noch 5Volt nach 10 Sekunden an.
Oder 3 von denen in Reihe: 
https://www.reichelt.com/de/en/supercapacitor-3-3f-3v-8x20mm-hy-cap-3-3f-3v-p195665.html
Parallel dazu noch jeweils einen 2k2 fürs Balancing. Fertig.

Und dann könnte man sich auch vorstellen, mit einem kleinen Steupup die 
Kondensatoren auf 9V zu laden. Dann gibt es beim Ausschalten noch einen 
richtigen Luftschub und die Flamme ist sicher aus.

: Bearbeitet durch Moderator

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