Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik kleinen Motor an Solarzelle betreiben


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von Stefan S. (schulzki)


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Hallo zusammen,

ich möchte ein kleines, hängendes Deko Objekt bauen, dass sich bei 
Sonnenschein dreht.
Das Objekt, das am Motor hängt wiegt etwa 500g und soll sich mit ca 1 
U/min drehen. (dazwischen eine Kette/Band um die Anfahrspannung 
niedriger zu halten)

Ich habe diesen Gleichstrom-Getriebemotor gefunden:
Betriebsspannung: 12 V- (5...15 V-)
Stromaufnahme: max. 180 mA bei 12 V-
https://www.pollin.de/p/gleichstrom-getriebemotor-tdy-12-12-v-0-18-a-1-u-min-310760

Und dieses Panel mit 2W 12V:
https://www.amazon.de/Bedler-Polykristallines-Stra%C3%9Fenlaternen-Gartenlampenl%C3%BCfterpumpe-Sonnenkollektor/dp/B08B4R963X/

Wird das funktionieren, wenn ich das einfach zusammenschließe, oder 
brauche ich da noch etwas?
Was passiert, wenn bei weniger Licht weniger Spannung vom Panel kommt, 
läuft der Motor dann ggf. langsamer?

Vielen Dank für eure Hilfe!

von MaWin (Gast)


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Stefan S. schrieb:
> Wird das funktionieren

Nein.

Du kannst in Innenräumen mit 1/100 der beworbenen Solarzellenleistung 
rechnen.

Es gibt aber genügend Solarbausätze mit passender Auswahl

https://www.conrad.de/de/p/sol-expert-40260-40260-solar-hubschrauber-191591.html

Stefan S. schrieb:
> Das Objekt, das am Motor hängt wiegt etwa 500g und soll sich mit ca 1
> U/min drehen.

Hautsache die Masse ist austariert, denn heben kann so ein Solarmotor 
praktisch nichts.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


Angehängte Dateien:

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MaWin schrieb:
> Du kannst in Innenräumen mit 1/100 der beworbenen Solarzellenleistung
> rechnen.

Ich habe mal ein Windrad aus einem konisch gedrehten Besenstiel und 
Balsaholz gebastelt. 4 Volt Solarzelle (40mm x 80mm) an einem 
Glockenankermotor. Läuft aber auch nur auf der Fensterbank und nicht in 
Innenräumen! Dafür aber sehr schnell.

Um die Drehzahl zu reduzieren und konstant zu halten, ist da noch ein 
100R Widerstand vorgeschaltet und zwei in Serie geschaltete Dioden 
1N4148 parallel zum Motor gelötet.

von MaWin (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Ich habe mal ein Windrad aus einem konisch gedrehten Besenstiel und
> Balsaholz gebastelt

Du meinst, wenn man dagegen pustet leuchtet die Solarzelle ?

Du hast einen Ventilator gebaut. Na ja, wenn der Propeller Profil hätte.

Mit dem zur Solarzelle passenden Motor hättest du dir die Verlust 
bringenden Bauteile sparen können.

Aber dein Motor sieht gut aus, läuft bestimmt leichter als das Modell 
von Stefan.

von Stefan S. (schulzki)


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Hey, das ging schnell, vielen Dank!

> Du kannst in Innenräumen mit 1/100 der beworbenen Solarzellenleistung
> rechnen.

es wird direkt im Fenster hängen. Ich hab gelesen, dass auch das nicht 
optimal ist, aber nicht ganz so drastisch (Winkel und Beschattung ist da 
wohl entscheidender als das Glas)

> Es gibt aber genügend Solarbausätze mit passender Auswahl
>
> https://www.conrad.de/de/p/sol-expert-40260-40260-solar-hubschrauber-191591.html

Das stimmt. Im Prinzip gibt's auch das was ich will schon fertig 
(https://www.amazon.de/Solar-Windspiel-Motor-Drehwindspiele-Wasserdichte/dp/B08DRP31B2/) 
aber die drehen alle viel zu schnell (Deko erzeugt Reflektionen, da 
flippt bei 50 U/min die Katze aus).

Gibt es eine Möglichkeit die Umdrehungszahl zu vermindern ohne einen 
zusätzlichen Verbraucher (Widerstand) einzusetzen? So, dass die gesamte 
Leistung des Panels genutzt werden kann und dann ggf. auch hinter Glas 
funktioniert (nur eben langsamer)?

>
> Stefan S. schrieb:
>> Das Objekt, das am Motor hängt wiegt etwa 500g und soll sich mit ca 1
>> U/min drehen.
>
> Hautsache die Masse ist austariert, denn heben kann so ein Solarmotor
> praktisch nichts.

ok, verstanden. Das kann ich einrichten.

von Ralf X. (ralf0815)


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Stefan S. schrieb:
> Das stimmt. Im Prinzip gibt's auch das was ich will schon fertig
> 
(https://www.amazon.de/Solar-Windspiel-Motor-Drehwindspiele-Wasserdichte/dp/B08DRP31B2/)
> aber die drehen alle viel zu schnell (Deko erzeugt Reflektionen, da
> flippt bei 50 U/min die Katze aus).
>
> Gibt es eine Möglichkeit die Umdrehungszahl zu vermindern ohne einen
> zusätzlichen Verbraucher (Widerstand) einzusetzen? So, dass die gesamte
> Leistung des Panels genutzt werden kann und dann ggf. auch hinter Glas
> funktioniert (nur eben langsamer)?

Bei angestrebten 1 U/min kommst Du selbstverständlich um einen 
Getriebemotor nicht drumrum.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Getriebe hat immer "große" Verluste und Losreißmoment Eine Ladungspumpe 
als Spannungshalbierer oder ein guter Buckregler vielleicht?

von MaWin (Gast)


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Stefan S. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit die Umdrehungszahl zu vermindern ohne einen
> zusätzlichen Verbraucher (Widerstand) einzusetzen?

Getriebe, am einfachsten, effizientesten, leichtgängigsten und leisesten 
2 Rollen deutlich unterschiedlichen Durchmessers und ein Gummiband.

So wird aus geringem Drehmoment des Motors gleich mehr Kraft.

von Stefan S. (schulzki)


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ok, ich hab mal nach "Solar" Motoren gesucht (ich nehm an, die laufen 
beosnders leichtgängig). Die geringste U/min die ich finden kann sind 
1600
https://www.pollin.de/p/gleichstrommotor-solarmotor-m2513r-11440-310555
die ich dann irgendwie runterregeln müsste.

Abdul K. schrieb:
> Getriebe hat immer "große" Verluste und Losreißmoment Eine Ladungspumpe
> als Spannungshalbierer oder ein guter Buckregler vielleicht?

oha, das sind Bauteile mit Füßchen (hab's gegoogelt), damit kenne ich 
mich nicht aus... ist die Drehzahl direkt proportional zur Spannung? 
Dann wird's vermutlich auch schwierig im Bereich von 1000steln, oder?

MaWin schrieb:
> Getriebe, am einfachsten, effizientesten, leichtgängigsten und leisesten
> 2 Rollen deutlich unterschiedlichen Durchmessers und ein Gummiband.

ok, das verstehe ich! :-) Das könnte ich auch hinbekommen. Allerdings 
hätte der Teller dann gut 45cm Durchmesser... (bei 1cm Umlauf am 
Antrieb).
Ich denke ich probiere mal ein paar Sachen aus.
Vielen Dank schon Mal für eure Antworten!

von Stefan S. (schulzki)


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Eine Frage noch: Wenn ein Motor weniger Stromaufnahme unter Last hat, 
kann ich dann annehmen, dass er dann leichtläufiger ist (also eher 
funktionieren wird)?
Der hier z.B. hat nur 100mA (im Vergleich zu 180mA bei dem Pollin Motor)
https://wittko.eu/product-dc-getriebemotor-50-mm-12-v-4-w-1-rpm

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Stefan S. schrieb:
> Wenn ein Motor weniger Stromaufnahme unter Last hat, kann ich dann
> annehmen, dass er dann leichtläufiger ist

Ja, bei gleicher Spannung, aber auch weniger Kraft.

von Schlaumaier (Gast)


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Stefan S. schrieb:
> ich möchte ein kleines, hängendes Deko Objekt bauen, dass sich bei
> Sonnenschein dreht.

Gibt es fertig für 10 Euro bei Müller (Drogeriemarkt) da wo sie Revell 
Teile haben.

von Ralf X. (ralf0815)


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Abdul K. schrieb:
> Getriebe hat immer "große" Verluste und Losreißmoment

"Gross" ist relativ und Verluste fallen bei jeder Wandlung an.
Das Losreismoment ist auch grundsätzlich gegeben, aber gerade bei einer 
so hohen Untersetzung, die dem TE vorschwebt sehr wenig ins Gewicht 
fallen.

> Eine Ladungspumpe
> als Spannungshalbierer oder ein guter Buckregler vielleicht?

Seit wann transformieren Ladungspumpen eine Spannung auf einen 
niedrigeren Wert?
Und jeder Wandler ist verlustbehaftet, je weiter die Speiseleistung 
unter der Nennleistung liegt, desto mehr.

Gerade bei dem vom TE bisher angedachten Motor (aber auch vielen anderen 
denkbaren) kommt der TE nicht um ein eximentieren drumrum, ab welcher 
Spannung bei welchem Strom der seine Anwendung anfängt zum Drehen zu 
bringen.
Und dann kann man überlegen, bei welcher Einstrahlung sein angedachtes 
Solarmodul das schafft.

Eine sehr kostenintensive Spielerei ist es auf diese Weise auf jeden 
Fall.

von Ralf X. (ralf0815)


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Schlaumaier schrieb:
> Stefan S. schrieb:
>> ich möchte ein kleines, hängendes Deko Objekt bauen, dass sich bei
>> Sonnenschein dreht.
>
> Gibt es fertig für 10 Euro bei Müller (Drogeriemarkt) da wo sie Revell
> Teile haben.

An sich lassen sich die Artikel von Müller online abrufen.
So ein Artikel allerdings nicht.
Was man findet, ist ein Solar-Dreh-Presenter von Metal Earth (502698), 
der nicht mehr lieferbar ist für ehemals 12,99.
Woanders im Abverkauf ab 7,50.
https://wagners24.de/bausatze-aus-metall/metalearth-solar-drehscheibe-ss1-0032309001013-36079.html
Welche Leistung traust dem Solarmodul und Motor/Getriebe zu?
Die Grundfläche des Teils ist übrigens knapp 10 x 10 cm. :-)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ralf X. schrieb:
> Seit wann transformieren Ladungspumpen eine Spannung auf einen
> niedrigeren Wert?

Seit über 40 Jahren. ICL7660 DB.
Und damals gab's auch Solarmotoren, die waren tellerartig und schwarz. 
Vielleicht gibt's die noch.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Vielleicht solltest du über die Verwendung eines kleinen (!) 
Schrittmotors nachdenken.

Die steuernde Elektronik kann zwischen den Schritten Energie sammeln 
(Goldcap?) und man kann die Schritte beliebig langsam auslösen, ohne 
dass man ein Getriebe braucht.
Wenn der Motor klein genug und die Schritte selten genug sind, kann man 
diesen evtl. auch gleich direkt aus den Pins eines MC, ohne extra 
Treiber speisen ...

Beispiel: 
https://www.amazon.de/ESden-Micro-Stepper-Digitalkameras-Phasen-Durchmesser/dp/B07Z7NDQYZ

von MaWin (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Vielleicht solltest du über die Verwendung eines kleinen (!)
> Schrittmotors nachdenken

NORMALERWEISE brauchen Schrittmotore dauernd Strom, sind also bei 
geringer Drehzahl das blödeste was man energiewirtschaftlich tun kann.

Du möchtest aber den Motor nur in Impulsen bestromen, wie einen 
Quartzuhrmotor.

Du erwartest, dass das Haltemoment des unbestromten Motors reicht um das 
zu bewegende an einem Platz zu halten. Du erwartest dass das zu 
bewegende leicht genug ist, um durch die Energie eines Impulses 
beschleunigt werden zu können um dann in der nachsten Schrittposition 
einzurasten. Und du erwartest, dass dann bei 200 Schritten pro Sekunde 
weniger Strom braucht als ein dauerlaufender DC Motor mit Getriebe der 
nicht beschleunigen muss sondern nur ein rastmomentenfreies Drehen 
aufrechtzuerhalten.

Ich befürchte, die Rechnung geht nicht auf sondern ist Wunschdenken.

von Schlaumaier (Gast)


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Ralf X. schrieb:
> Was man findet, ist ein Solar-Dreh-Presenter von Metal Earth (502698),
> der nicht mehr lieferbar ist für ehemals 12,99.

Genau DAS Teil meinte ich.  Falschrum montiert, dachte ich, es wäre eine 
Alternative.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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MaWin schrieb:
> Frank E. schrieb:
>> Vielleicht solltest du über die Verwendung eines kleinen (!)
>> Schrittmotors nachdenken
>
> NORMALERWEISE brauchen Schrittmotore dauernd Strom, sind also bei
> geringer Drehzahl das blödeste was man energiewirtschaftlich tun kann.

Nur, wenn sie (gegen)halten müssen. Wenn etwas senkrecht dranhängt, 
spielt das keine Rolle.

> Du möchtest aber den Motor nur in Impulsen bestromen, wie einen
> Quartzuhrmotor.

Ja.

> Du erwartest, dass das Haltemoment des unbestromten Motors reicht um das
> zu bewegende an einem Platz zu halten.

Welches Haltemoment? s. Oben ...

> Du erwartest dass das zu
> bewegende leicht genug ist, um durch die Energie eines Impulses
> beschleunigt werden zu können um dann in der nachsten Schrittposition
> einzurasten.

Dieses "Etwas" hängt an einem Band, Seil, Schnur ... welches zunächst 
elastisch (Torsion) die Bewegung des Schrittmotors aufnimmt. Die Last 
folgt nach Überwindung des Trägheitsmoments nach ...

> Und du erwartest, dass dann bei 200 Schritten pro Sekunde
> weniger Strom braucht als ein dauerlaufender DC Motor mit Getriebe der
> nicht beschleunigen muss sondern nur ein rastmomentenfreies Drehen
> aufrechtzuerhalten.

Wo nimmst du die 200 Impulse/Sekunde her? Der TO wollte m.W. keinen 
Ventilator bauen, sondern ein Deko-Objekt langsam (!) drehen.

> Ich befürchte, die Rechnung geht nicht auf sondern ist Wunschdenken.

So wie du mir WUnschdenken vorwirfst, werfe ich dir übermäßiges 
Bedenkentragen vor. Ausrechen oder auspropbieren.

von MaWin (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Wo nimmst du die 200 Impulse/Sekunde her?

Er wollte 1 Umdrehung pro Minute, da hätte ich 200 Impulse/Minute 
schreiben sollen, denn der übliche Schrittmotor hat 200 Positionen.

Frank E. schrieb:
> Ausrechen oder auspropbieren.

Ingenieuermässiges Ausrechnen wäre gut, bevor man Geld in Kauf und Mühe 
in Aufbau steckt

Kann hier nur leider keiner der Schwurbler und Wünscher.

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