Kurz ma ne frage (die sparte für Denkstützen)

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Bahmtec

24.05.13 03:11

hm, ist zwar vielleicht nicht genau das was du brauchst,
aber ich würde fürs erste Servos aus dem Modellbaubereich vorschlagen.
Dazu gibts sicher einige Datenblätter mit Leistungsdaten.
Hab jetzt um die Uhrzeit nichts genaueres, aber falls es was hilft google halt mal in die Richtung.
-edit: ah sorry wegen dem Doppelpost, ist mir erst hinterher eingefallen:




Zuletzt bearbeitet: 24.05.13 03:25 von Bahmtec

Bahmtec

24.05.13 03:22

Nicht gerade als Denkstütze aber trotzdem ein Versuch:
Kommt irgendjemand aus dem Raum Baku (Aserbaidschan) und kann mir eine Erdölprobe von dort schicken?
..probierern kann mans ja mal. Findet Google eigentlich sowas?
Somebody out there able to send me crude oil from baku / aserbaidschan?

hehe.. gehört vielleicht unter interesante Bilder etc, aber wo ich schonmal dabei bin:

In Naftalan kann man in Erdöl baden. Sollte ich mal das Geld und die Zeit haben wäre das auf jedenfall einen Urlaub wert!
-edit: achso der Link:
http://3.bp.blogspot.com/--DWLdHQD33c/UYfQQteZCFI/AAAAAAABRHo/gMYGK4MZ4lY/s640/naftalan-crude-oil-baths-5%255B7%255D.jpg
-hilft wohl bei Hautblabla u.s.w.
-editII: kommt irgendjemand überhaupt irgendwie an Erdöl?
Ich wäre da schwerstens interessiert!


Zuletzt bearbeitet: 24.05.13 03:33 von Bahmtec

Bastelbruder

24.05.13 03:25

...bin ja schon da!

Ich weiß zwar nicht die Originalschaltung, aber der Ansatz mit Aufstocktransistor und der Komplementär-Darlingtonendstufe ist ok.
Ich habe solche Konstruktionen auch gern gebaut und manchmal festgestellt, daß manchmal irgendwo ein Störsender schwingt. Basis-Längswiderstände wie R4 verhindern solch subversive Aktionen.
Die Diode und der "lange" Emitterwiderstand R0 sind vermutlich Ergebnis eines Versuchs, Schwingungen durch die enorm gesteigerte Verstärkung zu unterbinden. Das Regelverhalten ist aber, gelinde gesagt, bescheiden.
Wenn man den Emitter von Q0 an einen Spannungsteiler zwischen Ausgang und Masse hängt, ist der Fehler behoben.

Überschlägig berechnet:
Gewünscht werden 45V, der Ausgang vom 741er kann 10V, davon muß noch 1,5V für die beiden Diodenstrecken abgezogen werden, also Bemessung des Spannungsteilers auf 8,5V. Damit der nicht so niederohmig dimensioniert werden muß, da fließt ja auch noch der Treiberstrom, wird D0 durch einen BC558 ersetzt, Basis zum Spannungsteiler, Kollektor nicht an Masse sondern mit 1k nach -12V, dazu später mehr. Jetzt sollte ein Spannungsteiler 3k9 : 1k funktionieren.

Weiter sollte man darauf achten, daß der Treibertransistor nicht in die Sättigung geraten kann, der verzögert sonst eventuelle Überstromabschaltungen auf die destruktive Art. Eine klassische Baker-Clamp, bestehend aus zwei Dioden 1N4148, eine zur Basis und eine an den Kollektor, die beiden Kathoden zum Vortreiber. Dort läßt sich auch eine "Überlast-LED" einfügen. Die Strombegrenzung (10..20mA) erledigt der neu hinzugekommene Transistor mit seinem Kollektor-Vorwiderstand. So wird verhindert daß die CE-Spannung kleiner 0,7V werden kann.
Dann sollte man die Endstufe so weit aufstocken, daß ein Kurzschluß am Ausgang die zulässige Verlustleistung nicht überschreiten kann, auch das Derating bei hoher Betriebstemperatur beachten. Speziell mit höheren Spannungen kommt der zweite Durchbruch mit Riesenschritten näher, es geht also weniger um den Kühlkörper sondern um kurzfristige Überlastung. Dicke Endtransistoren sind nur beim ersten Kauf teuer, Emitterwiderstände nicht vergessen, ich verlege gern mehrere gleichlange, dünne Drähte zum Ausgang.

Pyromane

24.05.13 15:32

Bahmtec:
hm, ist zwar vielleicht nicht genau das was du brauchst,
aber ich würde fürs erste Servos aus dem Modellbaubereich vorschlagen.
Dazu gibts sicher einige Datenblätter mit Leistungsdaten.


Erst einmal müsste ich wissen wie viel Kraft/Drehmoment der Motoraufwenden können muss.

Hobbybastler

24.05.13 15:40

Das ist ja gerade einmal ne Tafel Schokolade, die du um ein paar cm verschieben willst.
Hast du nicht ein paar Motoren rumliegen zu testen?

Oder muss das Ganze miniaturisiert sein, d.h. soll der Motor so klein wie möglich sein?

Name_vergessen

24.05.13 16:01

Bastelbruder:
...bin ja schon da!


Danke für die detaillierte Antwort, ich hoffe, daß ich das richtig umgesetzt habe. Einige Fragen habe ich allerdings noch dazu:


Bastelbruder:
Wenn man den Emitter von Q0 an einen Spannungsteiler zwischen Ausgang und Masse hängt, ist der Fehler behoben. (...) Damit der nicht so niederohmig dimensioniert werden muß, da fließt ja auch noch der Treiberstrom, wird D0 durch einen BC558 ersetzt, Basis zum Spannungsteiler, Kollektor nicht an Masse sondern mit 1k nach -12V, dazu später mehr. Jetzt sollte ein Spannungsteiler 3k9 : 1k funktionieren.
Der BC558 ersetzt also die Diode, weshalb er durch den Spannungsteiler immer offengehalten wird (sind R0 und R1 so richtig?).

Allerdings hängt der zwischen 48V und -12V, also max. 60V... ist das egal, weil der ja nie sperrt und deshalb auch nie diese Spannung zu sehen bekommt?
Über die Steuerung der Basis von Q3 vom Ausgang her hat man eine Rückkopplung, aber so recht nachvollziehen kann ich das noch nicht.
Bastelbruder:
Weiter sollte man darauf achten, daß der Treibertransistor nicht in die Sättigung geraten kann, der verzögert sonst eventuelle Überstromabschaltungen auf die destruktive Art. Eine klassische Baker-Clamp, bestehend aus zwei Dioden 1N4148, eine zur Basis und eine an den Kollektor, die beiden Kathoden zum Vortreiber.
OK, das habe ich immerhin verstanden. Zur Baker Clamp habe ich gefunden, daß man zum Leerräumen der Basis ggfs. noch eine dritte, antiparallele Diode benutzen soll, ist das hier nicht nötig (ie Alternative wäre eine Schottky- oder Germaniumdiode über BE)?
Bastelbruder:
Dort läßt sich auch eine "Überlast-LED" einfügen.
Ääh... wo genau, und wessen Überlast zeigt die dann an? (Der Gesamtstrom soll später durch einen zweiten UA741 geregelt werden, der am positiven Eingang von U0 zerrt.)

Bastelbruder:
Dann sollte man die Endstufe so weit aufstocken, daß ein Kurzschluß am Ausgang die zulässige Verlustleistung nicht überschreiten kann, auch das Derating bei hoher Betriebstemperatur beachten. Speziell mit höheren Spannungen kommt der zweite Durchbruch mit Riesenschritten näher, es geht also weniger um den Kühlkörper sondern um kurzfristige Überlastung. Dicke Endtransistoren sind nur beim ersten Kauf teuer, Emitterwiderstände nicht vergessen, ich verlege gern mehrere gleichlange, dünne Drähte zum Ausgang.

Wäre das nicht ein guter Anwendungsfall für NF-Litze?

Allerdings möchte ich im Zuge dieses Aufbaus von dem "großen Heizen" wegkommen, daher soll vor dieser ganzen Geschichte noch der TL494-Schaltvorregler kommen, der hier ja schon durch Messergebnisse aufgefallen ist ^^ (da ich keinen Differentialtastkopf habe und die Differenzberechnung in dem Oszi mal so gar nicht funktioniert (aber wie soll man da ein Firmware-Update machen, wenn es das gäbe...), bin ich damals allerdings nicht weitergekommen ).

Na egal, der soll die Eingangsspannung jedenfalls immer 2,8V-3,5V über Ua halten (genauer wird's wegen dem ultrasimpel-Addierer nicht ^^). Da der Maximalstrom nur 5A betragen muß, müßte aber trotzdem ein einzelner 2N3055 reichen, oder?

Pyromane

24.05.13 17:42

Hobbybastler:
Das ist ja gerade einmal ne Tafel Schokolade, die du um ein paar cm verschieben willst.
Hast du nicht ein paar Motoren rumliegen zu testen?

Oder muss das Ganze miniaturisiert sein, d.h. soll der Motor so klein wie möglich sein?


Sollte möglichst leicht, da das ganze später dann selbst wieder bewegt werden soll. Von daher möchte ich gerne einen Motor einsetzen der möglichst genau dafür ausgelegt ist.

Bastelbruder

24.05.13 18:41

D0 nicht an E sondern an C von Q1.*

Die LED in die Kollektorleitung von Q0, eventuell mit 1k gebrückt, dann fängt sie erst an zu leuchten wenn der Treiber über 2mA zieht. Das kommt dann ziemlich aprupt.

Der Spannungsteiler ist korrekt.

Q3 bekommt allerhöchstens die Betriebsspannung des OpAmps zu sehen, abzüglich der mindestens drei Diodenstrecken und dem Spannungsabfall am Begrenzerwiderstand R5. Daher auch die 12..20mA.

*Zur Baker Clamp gibt jede Menge Bilder in Google und einen Wikipedia-Eintrag. Und im GE Transistor Manual von 1964 (habenmuß!) auf Seite 169ff findet sich noch mehr Aufklärung.

achja, es macht wirklich keinen Sinn, die Möglichkeit der besonders geringen Sättigungsspannung der Komplementär-Darlingtons ausnutzen zu wollen. Genauso wenig wie Schottkydioden im Brückengleichrichter und maßlos überdimensionierte Ladekondensatoren. Die Verlustleistung wird bloß an andere Stellen verschoben, z.B. in den Trafo.

oh, nochwas, das linke Ende von R2 an die Basis von Q1.


Zuletzt bearbeitet: 24.05.13 18:56 von Bastelbruder

Hobbybastler

24.05.13 21:43

@ Pyromane:

Schonmal vorweg: besonders genau wird man das so ohne Weiters nicht ausrechnen können, aber probieren wirs mal:

Also wir möchten wissen, wieviel Kraft wir aufwenden müssen:

Zu Beginn muss erstmal die Haftreibung überwunden werden.
F = µ_H * F_N = µ_H * m * g
Da ich nicht weiß, wie groß der Haftreibungskoeffizient ist, schätze ich jetzt einfach mal: µ_H = 0,8
=> F = 0,8 * 0,1kg * 9,81m/s^2 = 0,8 N
Wie man sieht hängt es sehr stark vom Koeffizienten ab.

Wenn sich das Ding mal bewegt, kommt die Gleitreibung ins Spiel. Zusätzlich wollen wir die Masse auch noch beschleunigen. Ich nehme jetzt einfach mal an, dass es sich um eine konstante Beschleunigung aus der Ruhelage handelt und dass der Gleitreibungskoeffizient 0,6 ist.
Also gilt für den Weg: s = 0,5 * a * t^2
=> a = (2s)/t^2

F = F_a + F_R = m * a + µ_G * m * g
F = m * (a + µ_G * g) = m * ((2s)/t^2 + µ_G * g)
F = 0,1kg * ((2*0,14m)/4s + 0,6 * 9,81m/s^2)
F = 0,6 N

Wie man sieht (wenn man es einzeln ausrechnet), benötigt man so gut wie keine Kraft für die Beschleunigung des Körpers, sondern die meiste Kraft geht für die Haftreibung bzw. Gleitreibung drauf.
Fürs Drehmoment benötigt man dann noch die Hebellänge.
Wenn du jetzt noch die mittlere Leistung (bei konstanter Kraft) haben möchtest, dann können wir das auch noch ausrechnen:
P = (F*s)/t = (0,6N * 0,14m)/2s = 42 mW (ist nicht sonderlich viel).

Fazit:
Wie du siehst musste ich sehr viele Annahmen treffen, deshalt darf man die Ergebnisse natürlich nicht zu genau nehmen.
Spontan würde ich sagen, der Motor sollte ca. 1N Kraft aufbringen können und schon deutlich mehr Leistung haben als ausgerechnet.

Ich hoffe, dass ich keine Fehler gemacht habe.

Hoerbi

24.05.13 22:45

Anzeige:

4000 Counts
was hat es eigentlich mit dieser angabe bei multimetern aufsich?


bastelheini

24.05.13 22:58

Google? "Multimeter Counts" bringt schon im ersten Ergebnis die Lösung!

Hoerbi

24.05.13 23:00

Danke (Hätte auch selber draufkommen können )

Pyromane

25.05.13 12:55

Hobbybastler:
Fazit:
Wie du siehst musste ich sehr viele Annahmen treffen, deshalt darf man die Ergebnisse natürlich nicht zu genau nehmen.
Spontan würde ich sagen, der Motor sollte ca. 1N Kraft aufbringen können und schon deutlich mehr Leistung haben als ausgerechnet.

Ich hoffe, dass ich keine Fehler gemacht habe.

Vielen vielen Dank!
Dann mache ich mich mal ans Werk(wird ein längerfristige Angelegenheit werden), von den Zwischenergebnissen gibt es selbstverständlich dann Bilder

Hobbybastler

25.05.13 13:27

Da fällt mir gerade noch ein, dass du es eigentlich auch sehr einfach ausprobieren kannst:



Zur Überwindung der Haftreibung gilt:


Und danach (für die von dir gewünschte Beschleunigung):


Du müsstest jetzt zunächst die Masse m_2 so lange erhöhen, bis die Haftreibung überwunden wird (also dass es sich überhaupt erstmal bewegt) und mit der ersten Formel die Kraft ausrechnen.
Falls dabei das Gewicht (aus der Ruhelage) die 14 cm in 2s zurücklegt, dann hast du schon die nötige Kraft und falls es noch zu lange dauert, dann musst du die Masse m_2 noch weiter erhöhen und dann die zweite Formel zum berechnen nutzen.

Ausschlaggebend ist dann natürlich der größere Wert.

Das Ergebnis ist dann die Kraft, die dein Motor mindestens aufwenden können muss (bei konstanter Beschleunigung).

Edit: Jetzt müsste es stimmen


Zuletzt bearbeitet: 26.05.13 13:59 von Hobbybastler

Name_vergessen

26.05.13 03:52

Danke für die Hinweise bzw. Korrekturen!
Bastelbruder:
D0 nicht an E sondern an C von Q1.*
Ärks. Diese Version war die, die ich aus dem Wikipedia-Eintrag abgepinnt hatte, bevor mir beim Durcharbeiten der Schaltung aufgefallen ist, daß das ja der PNP-Transistor ist und darum C und E gespiegelt sind. Im Projekt hatte ich es schon geändert, aber den neuen Screenshot vergessen. Sorry! Aber das Manual hebe ich mir gezogen, danke für den Link!
Bastelbruder:

Q3 bekommt allerhöchstens die Betriebsspannung des OpAmps zu sehen, abzüglich der mindestens drei Diodenstrecken und dem Spannungsabfall am Begrenzerwiderstand R5. Daher auch die 12..20mA.
Ich sehe irgendwie nur minimal zwei (über R1, D1 und Q0), aber Q0 schaltet ja ab, wenn die Spannung zu stark steigt. Ich hatte ursprünglich an den Einschaltmoment gedacht, aber höher als die Betriebsspannung kann der OP ja auch dann nicht gehen.

Bastelbruder:

achja, es macht wirklich keinen Sinn, die Möglichkeit der besonders geringen Sättigungsspannung der Komplementär-Darlingtons ausnutzen zu wollen. Genauso wenig wie Schottkydioden im Brückengleichrichter und maßlos überdimensionierte Ladekondensatoren. Die Verlustleistung wird bloß an andere Stellen verschoben, z.B. in den Trafo.
Ergäbe das nicht eine etwas höhere Maximalspannung? In diesem Fall ist da zwar noch der Vorregler mit seinen Verlusten, aber so grundsätzlich?
Was die Elkos angeht, ich habe vor, die doppelte Mittelpunktschaltung mit 2* 2200µF zu benutzen. Dahinter dann der Vorregler mit 10000µF und dann das hier. An den Ausgang kommen dann noch ein paar µF, 22µF habe ich mal irgendwo als Maximum gelesen, also lieber nur 10µF, wenn das für die Stabilität reicht.

Egal, dann müßte das jetzt stimmen?



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