Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kollektorschaltung für Motorsteuerung


von Thomas B. (thomas_b688)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Zusammen,
im Anhang ein Auszug aus einer fahrtreglerschaltung, die ich vor ca. 40 
Jahren zweimal  gebaut und einige Jahre genutzt habe. Damals war ich mit 
der Funktion zufrieden. Jetzt habe ich Sie wieder aktiviert und 
festgestellt, dass die Ausgangsspannung bereits im Leerlauf unter 12 V 
ist. Leerlaufeingangsspannung ca. 19 V. Spannungsquelle ist ein alter 
Modellbahntrafo 12V, 1,2 A. Mir ist klar, dass bei einem Emitterfolger 
die Ausgangsspannung nicht höher als die Eingangsspannung sein kann, 
aber so wenig hatte ich nicht erwartet. Ca. 2 V fallen über 
Basis-Emitter-Dioden der Darlington-Kombination ab. Was müsste ich tun, 
um eine Verbesserung zu erreichen. Die Darlingtonschaltung hat ja eine 
gewaltige Stromverstärkung von ca.450000.
Vielleicht kann mir jemand helfen., dann danke dafür.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Thomas B. schrieb:
> Hallo Zusammen,
> festgestellt, dass die Ausgangsspannung bereits im Leerlauf unter 12 V
> ist. Leerlaufeingangsspannung ca. 19 V. Spannungsquelle ist ein alter
> Basis-Emitter-Dioden der Darlington-Kombination ab. Was müsste ich tun,
> um eine Verbesserung zu erreichen. Die Darlingtonschaltung hat ja eine
> gewaltige Stromverstärkung von ca.450000.
> Vielleicht kann mir jemand helfen., dann danke dafür.

gekürzt....

Poti Kontaktprobleme oder ein Basistransistor kaputt

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Thomas B. schrieb:
> Was müsste ich tun, um eine Verbesserung zu erreichen.

Derzeit hast du 5 Diodenspannungsabfälle in Reihe von dem Poti bis zum 
Ausgang, aus 12V werden also ca. 8.5V.

Angetrieben wird offenbar eine Gleichstrom-Modelleisenbahn.

Dafür braucht es keine lineare Ausgangsspannung bei der der Rest als 
Verlust verheizt werden muss, sondern man kann PWM nutzen.

Thomas B. schrieb:
> ein alter Modellbahntrafo 12V, 1,2 A.

Allerdings kann es sein, dass deine Eingangsspannung gar keine 12V= 
sind, sondern pulsierende 19V durch Gleichrichter ohne Siebelko.

Wenn du C1 mit seiner Diode VOR den 100 Ohm Poti schaltest und dieses 
Poti zumindest auf 1k erhöhst, kannst du schon etwas Spannung 
gewinnen,noch etwas mehr wenn der Kollektir des ersten Transistors auch 
an den Elko geht.

Aber ich weiss nicht, wie deine E-Si, wohl elektronische Sicherung, 
darauf reagiert.

Im Endeffekt schlage ich vor, alles auf PWM umzustellen, einfach mit 
einem NE555 und einem MOSFET:
1
   +---------------+--+-----------+--+Ub 
2
   |               |  |           |
3
   |          +----(--(--10k--+   |
4
   |          |    |  |       |   |
5
   |          |  +------+     |   |S
6
1kPoti<--18k--+--|2    3|-----+--|I IRF4905
7
   |          |  |LMC555|         |
8
   |          +--|6    4|--+      +-- Gleis
9
   |          |  +------+  |     _|_
10
   |         1uF    |    100nF   /_\ SB360
11
   |          |     |      |      |
12
   +----------+-----+------+------+--Masse
aber diese Schaltung verträgt keine 19V pulsierend, man bräuchte auch 
ein ordentliches 12V Netzteil.

Ein PWM Regler der mit pulsierenden 19V klarkommt wurde wohl 
stabilisierte 5V daraus ableiten und damit den Ausgangs-MOSFET Teile der 
pulsierenden 19V durchschalten lassen. Die Schaltung müsste sich drum 
kümmern, was sie macht, wenn die pulsierenden 19V weniger als 5V 
bringen, damit der MOSFET nicht verhungert. Aber die Schaltung müsste 
man noch entwickeln.

von Thomas B. (thomas_b688)


Lesenswert?

Danke für die Antwort. An die Potis habe ich auch gedacht und bereits 
neue besorgt. Die sind auch 40 Jahre alt. Beim Durchmessen gab es 
Aussetzer und Sprünge. Die Transistoren wurden ebenfalls geprüft, 
einschl. Verstärkung. I. O

von Thomas B. (thomas_b688)


Lesenswert?

Ich habe 10000 schon mikroF als Glättung vor der Schaltung. Wenn alles 
nicht hilft, werde ich wohl über einen Neubau mit PWM oder Neukauf 
nachdenken. Wie wird den der Emitterwiderstand dimensioniert? Eigentlich 
fließt da ja nur der Basisstrom. Könnte man den nicht erhöhen, dann wird 
der Spannungsabfall an der Basis kleiner. Basiswiderstand zwischen 
Schleifer und T2-
Basis beträgt einschl. Diode 730 k.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Thomas B. schrieb:
> Wie wird den der Emitterwiderstand dimensioniert?

R5 ? R9 ?

Im Normalbetrieb brauchst du gar keine, R5=0 Ohm, R9=unendlich.

Der Basiswiserstand R5 begrenzt eventuell den Ausgangsstrom bei 
Kurzschluss (auf einen Strom kleiner als der 3773 verträgt). Aber dein 
Trafo hat nur 1.2A, der liefert sowieso zu wenig.

Nur

Thomas B. schrieb:
> Ich habe 10000 schon mikroF als Glättung vor der Schaltung

der Riesen-Siebelko kann ordentlichen Kurzschlussstrom liefern.

R9 führt zum schnelleren Abschalten, bei dir egal, und zum rigoroseren 
Abschalten, sonst wurde der Leckstrom des ersten Transistors ggf. 
1000-fsch verstärkt aus dem Ausgang kommen, aber selbst das wäre nur 1mA 
an 3k3 also 3.3V, damit läuft keine Lok.

Er kann drinbleiben.

Wozu deine Halbwelle Hilfsschaltung und E-Si dient, weiss aber niemand. 
Pulsierende Motorspannung führt zum einfacheren Anlauf, ebenso wie PWM.

Eventuell schaltest du hinter deinen 10000uF Siebelko, durch den 
wirklich Gleichspannung rauskommt, an statt deiner Schaltung einfach

https://www.ebay.de/itm/375977026464

Dann gibt es noch eine schöne Anzeige dazu.

von Kurt A. (hobbyst)


Lesenswert?

C1 prüfen. Eventuell hat der nach 40Jahren einen zu hohen Leckstrom oder 
gar einen Kurzschluss.
Hat das Poti R1 wirklich nur 100 Ohm? Der verbrät bei 12V ca 120mA.

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thomas_b688)


Lesenswert?

Das Poti hat wirklich nur 100 Ohm. Über den Elko habe ich auch schon 
nachgedacht und den versuchsweise ausgelötet. Das hat aber absolut 
nichts bewirkt. Ich habe aber neue bereits da. Ich habe damals den 
vorhandenen Trafo genutzt, es könnte auch ein kräftigeres Netzteil 
verwendet werden. Die E-Si geht bis 3A und könnte mehrere Regler 
sichern. R9 ist eine Mitkopplung zur Stabilisierung. Dieser unendlich 
hat auch nichts bewirkt. Die positive Halbwelle ist eine Vorspannung und 
soll den Totbereich zwischen 0V und Losfahrspannung verkleinern zur 
Verbesserung der Regelbarkeit.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)



Lesenswert?

Thomas B. schrieb:
> Was müsste ich tun,
> um eine Verbesserung zu erreichen.

Ersetzen durch eine doppelte Komplementärdarlingtonschaltung wäre eine 
Maßnahme zur Verbesserung im Kleinen.

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Thomas B. schrieb:
> Das Poti hat wirklich nur 100 Ohm.

Wenn das kein Leistungspoti ist, dann musste das ja kaputt gehen.

von Marcel V. (mavin)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Aber ich weiss nicht, wie deine E-Si, wohl elektronische Sicherung,
> darauf reagiert.

Was soll die E-Sicherung überhaupt bewirken, wenn sie parallel zur 
Spannungsversorgung geschaltet ist?

von Thomas B. (thomas_b688)


Lesenswert?

Ich habe fehlerhaft skizziert, der Meßwiderstand ist natürlich in der 
Spannungsversorgung.

Beitrag #7895945 wurde vom Autor gelöscht.
von Lutz (lutz66)


Lesenswert?

Wenn du über eine Neuentwicklung nachdenkst ein paar anregungen wenn du 
weiter die modellbahn analog steuern willst

Als leistungsendstufe kann man einen PNP als emitterschaltung in die 
plusleutung setzen oder mal ein board mit dem L 298 nehmen
Zur steurung, pwm geht das mit einem ne555, alternativ kannst du dir 
aber auch mal gedanken machen so etwas mit einem arduino uno zu streuern
Damit kann man dann über einen analogeungang den strom überwachen und 
die ein und ausgangsspannung
Man könnte beschleunigungsrampen implementieren, evtl. Die back emf des 
motors messen und anfahrpulse implementieren für langsamfahrt ect.

Was ich sagen will, mit wenig hardware kann man per software das schritt 
für schritt erweitern

Alternativ umbau auf digital, ist aber bei besonders alten loks etwas 
azfwändiger wie z.b fleuschmann, da ist ein motorpol mit chasis 
verbunden, benötigt umbausätze.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.