Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC motor durch drehen einschalten


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von Felix (Gast)


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Hallo! Ich möchte einen kleinen DC motor( 1,5v) so regeln, dass er Strom 
bekommt, wenn seine Achse gedreht  wird und er sich abschaltet, wenn 
sich die Achse länger als eine Sekunde nicht dreht. Hat jemand Ideen wie 
ich ( relativ unerfahren) so was hinbekomme. Das ganze sollte auch noch 
so kompakt wie möglich sein und ganz optimaler weise nicht mehr als 1,5v 
brauchen. Is sowas überhaupt machbar? Danke im voraus! LG, Felix

: Verschoben durch Moderator
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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logischer Fehler  :-), dreht sich immer wenn er mal läuft

von Paule, Bademeister (Gast)


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H.Joachim S. schrieb:
> dreht sich immer wenn er mal läuft

Nicht, wenn er blockiert wird. Dazu braucht es bei einem üblichen 
1,5V-Motor nicht viel...

von Mani W. (e-doc)


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Und jetzt kommt natürlich meine Frage:

Wozu soll das dienen?

von Felix (Gast)


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Zum zaubern. Es soll ein dünner Faden unter Spannung gehalten werden. Es 
gibt sowas auch zu kaufen, "spider pen pro", (120€) hab ich und 
funktioniert, ich will aber etwas experimentieren dafür ist mir das 
original aber dann doch zu teuer.

von Felix (Gast)


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Der Motor soll einen Faden unter Spannung halten, d. h. Er wird 
blockiert.

von Guest (Gast)


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Mit Encoder / Hallsensor Drehung feststellen und starten. Bei Blockieren 
eben stoppen. Wenn du einen Faden unter Spannung halten willst wirst du 
ihn aber weiter bestromen müssen von daher ist das mit dem anhalten 
fraglich. Haltestrom muss natürlich nicht der Blockier Strom sein da 
reicht vermutlich weniger.

Felix schrieb:
> optimaler weise nicht mehr als 1,5v
> brauchen.

Das wird schwierig, die meiste Logik läuft mit minimal 1,8V bzw. eher 
3,3V.

von Max D. (max_d)


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Solange du nicht schon Magie bei der Erkennung der Drehung betreiben 
willst (viel rnd mit erkennung der Stromänderungen wenn der Rotor sich 
dreht), dann wirst du kaum um eine Sensorik für die Motorwelle 
herumkommen.

von Felix (Gast)


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Vielen Dank! Werd mal googeln was ein halsensor ist!   Optimaler weise 
wird erst Strom verbraucht nachdem der kleine Mini Impuls von dem Motor 
kommt, weil der Faden auf der Spule abgewickelt wird, d. h. Der Motor 
sich dreht. Wenn keine Bewegung mehr erkannt wird sollte sich das ganze 
mit einer Sekunde Verzögerung abschalten. Ich dachte mir schon dass die 
1,5v Schwierigkeiten machen könnten. Im Orginal ist alles in einem 
Kugelschreiber verbaut- so klein wird in Eigenbau sowieso nicht möglich 
sein. Trotzdem interessiert es mich und ich bin dankbar für Anregungen 
von Leuten die sich mit Elektronik auskennen..

von Paule, Bademeister (Gast)


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Max D. schrieb:
> wirst du kaum um eine Sensorik für die Motorwelle
> herumkommen.

Guest schrieb:
> Mit Encoder / Hallsensor Drehung feststellen und starten.

Quatsch. Das macht ne ganz primitive analoge Schaltung problemlos.


Felix schrieb:
> Ich dachte mir schon dass die
> 1,5v Schwierigkeiten machen könnten

Machen sie nicht, ganz im Gegenteil. Es geht um kaum (Verlust-)Leistung, 
da kann man so ziemlich alles missachten, das man üblicherweise 
berücksichtigen muss.

Wie hoch ist denn die aus dem Zug resultierende Drehzahl im Vergleich 
zur Nenndrehzahl des Motors? Sprich, welche Spannung generiert der Motor 
in etwa, wenn du am Faden ziehst?
Ziehst du nur einmalig raus, wobei der Faden gespannt bleiben soll, oder 
ziehst du und der Motor abwechselnd hin und her?
Wie lange in etwa muss der Faden gespannt blieben? Ich meine jetzt nicht 
die eine Verzögerungs-Sekunde, sondern die Zeit davor.

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von Jörg R. (solar77)


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Felix schrieb:
> Ich möchte einen kleinen DC motor( 1,5v) so regeln, dass er Strom
> bekommt, wenn seine Achse gedreht  wird und er sich abschaltet, wenn
> sich die Achse länger als eine Sekunde nicht dreht.

Hast Du den Motor schon? Daten, Foto?

Erst dachte ich was dass soll? Aber dann dachte ich dass es eine 
interessante Aufgabe ist. Hallsensor wurde ja schon genannt. Da der 
Motor Strom erzeugt wenn man ihn dreht könnte dies ausgenutzt werden um 
eine Elektronik zu aktivieren die ihn dann mit Strom versorgt. Den 
Stillstand könnte über die dann erhöhte Stromaufnahme ausgewertet 
werden.
Eine Lochscheibe die durch eine Gabellichtschranke läuft wäre auch eine 
Möglichkeit. Das passt aber nicht in einen Kugelschreiber;-)


Felix schrieb:
> Im Orginal ist alles in einem
> Kugelschreiber verbaut- so klein wird in Eigenbau sowieso nicht möglich
> sein.

Weißt Du wie es dort funktioniert?

: Bearbeitet durch User
von A. S. (achs)


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Für sowas kannst Du auch einen Mini DC/DC mit einbauen oder 2 Knopfzelle 
nehmen, muss ja nur Minuten laufen. (Ist zu Anfang einfacher, die 
Bauteile sind seltener)


Erkennung über die Spannung die der Motor induziert, die schaltet einen 
mosfet. Danach nur Strombegrenzung , soll ja weiter ziehen. Und. Ein 
wegpa Ken ganz abschaltet. Oder abschalten bei Strom größer X für Zeit 
Y. Oder nur Zeit, das kann man ja timen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ich hatte mal ein winziges Plastikmodell einer JU-52, da waren 
Kleinstmotoren drin, die man immer anwerfen musste. Wimre waren das 
Motoren mit 2-poligem statt 3-poligem Anker.
Von Drehmoment konnte man bei den winzigen Dingern aber nicht sprechen. 
Vorteil - keinerlei externe Bauelemente bis auf die Versorgung.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Felix schrieb:
> Is sowas überhaupt machbar

Das geht schon.

Felix schrieb:
> Das ganze sollte auch noch so kompakt wie möglich sein

Elektronik ist so winzig, mach dir darüber keine Sorgen, ich zweifle 
eher dass du die winzigen Chips überhaupt verarbeiten kannst. Deine 
Fähigkeiten sind das Limit.

Felix schrieb:
> optimaler weise nicht mehr als 1,5v brauchen

Obwohl das geht, braucht man dafür Sub1V Elektronik, das schränkt die 
Auswahl ein, vor allem der MOSFET der mehr als 1A schalten kann wird 
schwierig.

Besser nur für die Elektronik ein Spannungswandler wie LT1073 sagen wir 
auf 3.3V und nur den Motor an 1.5V, die am Ende der Batterie vor allem 
unter Belastung nur noch 0.9V bringt.

Ein abgeklemmter Motor erzeugt beim Drehen eine Spannung, da du nicht so 
schnell drehen wirst wie die Leerlaufdrehzahl bei 1.5V ist nur wenig, so 
50mV. Das muss ein Komparator wie TLC3702 erkennen. Er setzt damit ein 
FlipFlop wie TLC555 welches über einen MOSFET wie IRF7401 den Motor 
schaltet. Der braucht Strom, sagen wir 0.5A und wenn er blockiert wird 
es mehr Strom, sagen wir 2A, was man als Spannungsabfall an einem Shunt 
Widerstand in der Motorzuleitung erkennt, sagen wir 0.05 Ohm und 0.05V, 
wieder mit TLC3702. Dauert der Überstrom 1s, wird der TLC555 
zurückgesetzt, das kann ein RC Glied zwischen Komparatorausgang und 555 
Eingang bewirken.
Eventuell sollte der Motorshunt einen grösseren Widerstandswert haben, 
damit der blockierende Motor die Batterie nicht überlastet, dann wird 
aber die Unterscheidung ob er läuft oder blockiert schwerer.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die Servo Antriebe, die man für die Lenkung von Modellbau-Motoren 
verwendet können genau das, was du brauchst. Die ganze nötige 
Steuer-Elektronik ist da bereits drin.

Anstelle der Fernbedienung schließt du einen sogenannten Servotester an. 
Den stellst du so ein, dass der Servo die Schnur gerade eben spannt. 
Wenn du weiter an der Schnur ziehst, wird er automatisch dagegen halten 
(wie beim Tauziehen).

Allerdings wird er dabei die ganze Zeit zumindest ein bisschen Strom 
aufnehmen, nicht nur wenn das Seil seine Spannung verliert. Und die 
Stromversorgung wäre nicht 1,5V sondern vier Zellen mit 6V.

Was ich mich frage: Warum verwendest du nicht ganz einfach eine Feder?

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Lösung A:

Wenn für Dich eine Lösung mit einem Prozessor in Ordnung wäre, dann 
würde ich Dir den ATtiny 43U empfehlen.
Beitrag "AVR für Batteriebetrieb ab 0,7V: ATtiny43U"

Der interne Wandler kann noch an einem Ausgang abgegriffen werden so 
dass damit ein LowLevelLogic MOSFET angesteuert werden kann. Der interne 
AD-Wandler kann noch herangezogen werden den Strom zu messen über einen 
schwachen Shunt. Bei 10bit Auflösung reicht das noch zur Erkennung des 
Leerlaufstromes.

Lösung B:

Eine höhere Betriebsspannung für die kleine analoge Elektronik kann 
erzeugt werden über einen Schaltungstrick namens "ewiger Blinker". Der 
"Joule Thiev" als Schaltwandler ginge auch.

von Moteur (Gast)


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Felix schrieb:
> Hallo! Ich möchte einen kleinen DC motor( 1,5v) so regeln, dass er
> Strom
> bekommt, wenn seine Achse gedreht  wird und er sich abschaltet, wenn
> sich die Achse länger als eine Sekunde nicht dreht. Hat jemand Ideen wie
> ich ( relativ unerfahren) so was hinbekomme. Das ganze sollte auch noch
> so kompakt wie möglich sein und ganz optimaler weise nicht mehr als 1,5v
> brauchen. Is sowas überhaupt machbar? Danke im voraus! LG, Felix

Das ist recht einfach zu bewerkstelligen und es braucht keine Sensorik 
an der Motorwelle. Der Motor  selbst ist der Sensor. Vermutlich wird der 
Selbstbau aber deine Elektronikkenntnisse überfordern. Zumindest 
entsteht dieser Eindruck durch deine Fragen.

Die Motorsteuerung ist eine bistabile Schaltung, da gibt es mehrere 
Möglichkeiten, ein Flipflop aus hauptsächlich 2 kreuzweise 
rückgekoppelten Transistoren wäre zum Beispiel einfach zu realisieren. 
Im Aus - Zustand wird die Spannung an den Motoranschlüssen detektiert. 
Wenn der Motor extern mechanisch angedreht wird, entsteht dort eine 
Spannung, die die Steuerung einschaltet. Dadurch dreht der Motor weiter. 
Im Ein - Zustand wird der Motorstrom detektiert. Wenn dieser einen 
Schwellwert nahe dem sogenannten Blockierstrom überschreitet, schaltet 
die Steuerung auf aus. Falls nötig kann man hier noch eine Verzögerung 
einbauen. Wenn man die Motorwelle extern mechanisch stark abbremst, 
erhöht sich die Stromaufnahme des Motors bis zur genannten 
Schaltschwelle. Die Steuerung stoppt dadurch den Motor und das Spiel 
kann von Neuem beginnen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich glaube nicht, dass das so einfach geht. In dem Moment, wo der Motor 
aus geschaltet wird, verliert das Seil an Spannung. Dann muss er wieder 
einschalten. Dadurch entsteht eine Schwingung. Er wird immer wieder 
abwechselnd an und aus gehen.

Wenn du das wirklich so brauchst, wie es der Spider Pen macht, dann 
kaufe den einfach. Ein ähnlich kompakter Nachbau wird die mehr Zeit und 
Geld kosten.

: Bearbeitet durch User
von Charly B. (charly)


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ein ATTiny10 ein MosFet in SOT523 f. den Motor in PWM
anzusteuern und 3V aus 2 Knopfzellen sollte alles dann
auch in einen Kugelschreiber passen, noch etwas Software,

Fertig!
 
 

vlG
Charly

von Christian U. (chriull)


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Felix schrieb:
> Hallo! Ich möchte einen kleinen DC motor( 1,5v) so regeln, dass er Strom
> bekommt, wenn seine Achse gedreht  wird und er sich abschaltet, wenn
> sich die Achse länger als eine Sekunde nicht dreht. Hat jemand Ideen wie
> ich ( relativ unerfahren) so was hinbekomme. Das ganze sollte auch noch
> so kompakt wie möglich sein und ganz optimaler weise nicht mehr als 1,5v
> brauchen. Is sowas überhaupt machbar? Danke im voraus! LG, Felix

Felix schrieb:
> spider pen pro

Der spider pen pro verwendet 3 AAA Batterien...

Beim "spp" bekommt der Motor nicht Strom wenn seine Achse gedreht wird 
(Schnur abgerollt), sondern er "bekommt Strom" sobald der Abrollvorgang 
beendet wird! "Bekommt Strom" bedeuted in diesem Fall, dass der Motor so 
angesteuert wird, dass er die Achse in der gleichen Drehposition hält 
und somit das kleine Gewicht (Geldschein, Ring, Strohhalm,..) am Ende 
der Schnur hält. (Eventuell ist diese Regelung/"Haltekraft" schwach 
genug, dass sie durchgehend wirken kann und die Schnur während des 
Abrollens vernünftig vorspannt?)

Dann hat er noch die zweite Funktion, dass er die Schnur wieder 
einholt(aufrollt). Das wird wahrscheinlich durch eine kurze Laständerung 
ausgelöst? (kurz an der Schnur ziehen?)
Die Aufrollfunktion wird man wohl auch am Ende des Tricks benötigen um 
die Schnur aus dem Sichtbereich (in die Hand/den Ärmel?) zu bekommen?

Bei meiner (kurzen) Suche hatte ich keine genaue Beschreibung gefunden, 
nur ein paar vorgeführte Tricks und Werbe/Verkaufsvideos - nach denen er 
mit Abstand das tollste und beste am Markt befindliche Produkt und die 
100€ mehr als wert ist ;)

von sid (Gast)


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naja du kannst durch drehen ne spannung induzieren,
die messen und damit was schalten..
zum Beispiel den Motortreiber.
den kanns Du dann "überwachen" und ab einer bestimmten Stromstärke
wieder abschalten.
dazu brauchts n kleinen mikrocontroller

Charly B. schrieb:
> ein ATTiny10 ein MosFet in SOT523 f. den Motor in PWM
> anzusteuern und 3V aus 2 Knopfzellen sollte alles dann
> auch in einen Kugelschreiber passen, noch etwas Software,
>
> Fertig!

exakt so.. noch ein paar kondensatoren und widerstände aber ja
ich glaub der 10 könnte fast etwas klein sein aber auch ein Attiny13 
passt noch spielend in nen Kugelschreiber und man hat ein bisschen mehr 
Platz notfalls falls man auf-, abwickel und schiselameng möchte ;)

von Dieter (Gast)


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Und mit einer Zelle 1,5V würde ich Dir den ATtiny 43U empfehlen.
Beitrag "AVR für Batteriebetrieb ab 0,7V: ATtiny43U"

von Rainer V. (a_zip)


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Felix schrieb:
> Es
> gibt sowas auch zu kaufen, "spider pen pro", (120€) hab ich und
> funktioniert, ich will aber etwas experimentieren dafür ist mir das
> original aber dann doch zu teuer.

Sei mir nicht bös, aber bis du so weit bist, dass du deinen eigenen 
Kugelschreiber zum Experimentieren gebaut hast, dann ist die Welt längst 
untergegangen...kauf dir noch einen und zerlege den und verstehe, wie 
der funktioniert! Dann kannst du möglicherweise eigene Versuche starten. 
Und dann kannst du natürlich jederzeit hier im Forum nachfragen...
Gruß Rainer

von Charly B. (charly)


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sid schrieb:

> exakt so.. noch ein paar kondensatoren und widerstände aber ja
hatte ich als selbstverstaendlich angenommen

> ich glaub der 10 könnte fast etwas klein sein .....
der hat 1Kb Flash, da bekommt man viel rein (hab damit einen
ganzen µBeep gebaut), mein ZX80 hatte auch nicht mehr hihihi

vlG
Charly

von sid (Gast)


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Charly B. schrieb:
> mein ZX80 hatte auch nicht mehr hihihi
Ach ja der olle Sinclair...
ich glaub ich hab noch irgendwo n spectrum
(meinen ZX80 hielt leider nicht lange)
und das tapelaufwerk... die Bücher liegen noch auf dem Dachboden...
seufz... man sind wir alt :D

Aber ja, deswegen das "könnte" (ich hab schon mehr als einmal auf etwa 
1050 byte geguckt und mich geärgert dass ich sie nicht weiter reduzieren 
konnte ohne Funktionsverlust...)
und dann n Ausweichchipling liegen zu haben (kost ja nix zum Glück)
ist dann ganz bequem :D

von Felix (Gast)


Angehängte Dateien:

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Puh also vielen Dank für den den ganzen input. Ist doch recht komplex. 
Ich hab mal Bilder vom original reingestellt. (nur die Steuerungen 
Einheit) der Motor ist wirklich klein, wie ein Mini drohnenmotor. Hab 
verschiedene zur Auswahl, momentan denk ich an einen der ist nicht 
länger als ein cm und ca. 5-6mm breit. (ich mach gern noch fotos und 
genauere Angaben, geht aber im moment schlecht..)  zum thema servo, 
feder ect. bei dem Faden handelt es sich um einen etwas stärkeren 
'unsichtbaren faden' der aber nicht viel mehr oder ähnlich viel aushält 
wie ein Haar. Der Faden ist auf eine kleine Spule gewickelt und hat am 
anderen eine ein Stück klebwachs. Mit Hilfe des zwischen Körper und 
Wachs gespannten Faden können dann Dinge scheinbar schweben.
Dabei ist es Hilfreich einen arbeitsradius von mindestens 2 Metern zu 
haben, es gibt Methoden die Gummis verwenden die sich einwickeln, die 
Spannung muss aber sehr präzise passen.
Ich muss also die Kraft des Motors so wählen, dass der Faden gut 
gespannt ist, möglichst "viel" (einen  Ring, eine Spielkarten) trägt 
aber möglichst nicht reißt.
Das zum besseren Verständnis der Anwendung. Ich möchte außerdem mit 2 
Motoren experimentieren die jeweils ein Ende des selben faden halten.

von Felix (Gast)


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Noch zu den bildern: innerhalb des Runden metallteils ist der Motor, die 
Spule schaut dann oben heraus. (hab sie aber zum fotografieren 
abgesteckt, weil der Faden sonst sehr leicht verheddert)

von Felix (Gast)


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Lieber Rainer! Du hast vermutlich recht. Ich sollte mich wahrscheinlich 
einfach mit dem original begnügen--besonders auch deswegen weil sich 
meine Fähigkeiten sehr in Grenzen halten. Getrieben durch mein 
beginnende Verständnis für arduino und Elektronik hab ich mich getraut 
mal hier ins Forum zu schreiben. Besonders um ein besseres Verständnis 
zu bekommen und eventuell fähig zu sein etwas ähnliches zu bauen. Das 
zerlegen des Originals würde mich vermutlich nicht viel weiter bringen. 
Ich bin euch dankbar für eure tollen Tipps- es handelt sich um eine 
Spielerei also möchte ich niemand zu sehr involvieren- mich reizt das 
Rätsel und mit der Perspektive von jemandem der mehr Ahnung hat als ich 
mach ich einen Sprung in meinem Verständnis. Vielen Dank dafür!

von Felix (Gast)


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Lieber Monteur! Genau wie du das beschreibst stell ich mir das vor. 
Werde mal die flip flop Sache recherchieren.

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