Benutzung von Endschaltern

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Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 28 Mai 2017, 19:59

Mich interessiert, wie ihr einen Endschalter benutzt.
Dabei geht es nicht um Modelle, die einen TXT oder Ähnliches enthalten, wo man den Endschalter einfach als Eingangssignal nutzen kann.

Es geht im Grundsatz einfach um direkt angesteuerte Motoren, deren Spannungsversorgung unterbrochen werden soll, wenn die Endposition erreicht ist.
Mit dem Taster von ft als Öffner verschaltet kann man einfach den Stromkreis unterbrechen, Problem ist dann nur, vor und zurück geht beides nicht.
Meine Idee ist, einfach eine Diode in Sperrrichtung parallel zu dem Öffner einzubauen. Wenn der Taster betätigt wird, dann geht es nicht mehr weiter, zurück (wg. der Diode dann in Durchlassrichtung) geht es dann wieder.
Was für Dioden würdet ihr dafür nehmen?
Von FT gibt es die 36926, das ist eine 1N4001. Die Gefällt mir nicht so gut, weil die Durchlassspannung bei <1,1V liegt, bei 1A.
Ich würde gerne eine SB320 oder SB330 nehmen, das ist eine Schottky-Diode. Die Haben eine Durchlassspannung von <0,5V bis zum Nennstrom von 3A.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon davidrpf » 28 Mai 2017, 21:09

Im Jahr 2011 hat Stefan Falk an einer ft:pedia Reihe zum Thema Motorsteuerung gearbeitet. Ich verwende seither diesen Aufbau. In ft:pedia 3/2011 wurde die Endlagenabschaltung über Dioden beschrieben: https://ftcommunity.de/ftpedia_ausgaben ... 2011-3.pdf

Allerdings empfiehlt Stefan auch hier die 1N4001 mit den besagten elektrischen Eigenschaften. Allerdings ist der verwendete Motor auch nur ein Mini-Motor mit geringer Stromaufnahme.

Ich bin Stefans Empfehlung gefolgt und habe seither keine anderen Dioden ausgetest. Bei der Verwendung von Powermotoren, Magnetventilen und anderen Aktoren konnte ich bis jetzt keine Probleme erkennen.

Gruß
David
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 28 Mai 2017, 21:36

Ja klar, die 4001 sollten problemlos funktionieren, in dem Artikel steht ja auch, dass die mehr als 9V abkönnen und mehr als 1A -> reicht.
Die SB330 erfüllt das auch, Spannung bis 30V, Strom bis 3A.

Ist eher so ne Prinzipsache, Richtung Schaltungsoptimierung, dass mir die 4001 nicht gefallen. Mal angenommen, wir betreiben den Motor am ft-Akku mit 8,4V Nennspannung, wenn die Diode dann 1,1V frisst, wären das ~13% Spannungsabfall. Mit der Schottky-Diode nur die Hälfte.
Diese Angaben sind allerdings bei Strömen gemacht, die deutlich über dem liegen, was ft-Motoren ziehen. Wenn die 4001 bei 500mA auch nur 0,5V Spannungsabfall hätte (unwahrscheinlich), dann hätte die SB330 keinen Vorteil, denke ich.

Muss dazu sagen, ich benutze selbstgebaute LiIon-Akkus mit 11,1V Nennspannung, hab die extra für mehr Power, vor allem bei Fahrzeugen. (Mehr Speed!)
Deswegen lege ich da Wert drauf, die extra hohe Spannung/Leistungsabgabe nicht wieder zu verplempern.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon davidrpf » 28 Mai 2017, 22:09

13 % Verlustspannung ist zugegebenermaßen heftig. Deshalb verwende ich die Schaltung in der Regel nur bei leichtgängiger Mechanik (-> weniger Stromaufnahme) oder Minimotoren (z.B. Waschanlage, Endschalter der vertikalen Walzen: https://ftcommunity.de/details.php?image_id=45919).

The Rob hat geschrieben:Wenn die 4001 bei 500mA auch nur 0,5V Spannungsabfall hätte (unwahrscheinlich)

Ich habe vor längerer Zeit einmal nachgemessen: Der Spannungsabfall ist ab 100mA nahezu konstant (0,9 bis 1,1V). Mit dem ft Netzgerät (9,5 Volt: [gemessen]) erhalte somit noch knapp die 8,4 Volt, was bei leichtgägniger Mechanik noch ausreichen ist.

Ich stimme zu, dass die Schottky Diode bei Fahrzeugen oder leistungsstarken Motoren einen Mehrwert besitzt. Gerade beim Anfahren sind die Ströme hoch und ein Spannungsabfall würde nur der Beschleunigung schaden. Dann würde ich auf jeden Fall auch zur Schottky greifen.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 29 Mai 2017, 00:30

Also ich denke, dass es ein unwahrscheinlicher Grenzfall ist, dass die 0,5V den entscheidenden Unterschied machen.
Mir geht's da wirklich eher ums Prinzip.
Und da ich eh erst zu Conrad muss, um mir Dioden zu holen, ist es kein Mehraufwand die SB330 zu nehmen. Kosten sind in dem Bereich <1€ für so ein Bauteil mit geringer Stückzahl eh irrelevant, finde ich.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 29 Mai 2017, 01:10

Habe gerade nochmal die SB Serie durchgeschaut. Erste Ziffer ist der zulässige Vorwärtsstrom, die nächsten beiden sind die Vorwärtsspannung.
Hab mal geschaut welche von denen überhaupt vorrätig sind in meiner Filiale und bin dann bei SB540 von Vishay gelandet. 5A und 40V sollten absolut ausreichen. Uf ist mit 0,48V angegeben.
Das entspräche 5,7% Verlustspannung bei 8,4V.
Das wär okay.
Mein Akku schaltet bei 9V ab, also maximal 5,3% Verlust. Bei 12,3V voll geladen sogar nur 3,9%.
Das klingt doch gut. :D
Und der Preis von 0,29€ überzeugt auch. (Günstigste 4001 liegt bei 12ct)
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Karl » 29 Mai 2017, 11:30

Ohne Halbleiter:

Bild

Denke mal ..., es funktioniert.

In der unteren Schaltung könnte man doch den S3 einsparen oder ?
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Karl » 29 Mai 2017, 12:15

Bild
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 29 Mai 2017, 19:26

Sieht auf den ersten Blick aus, wie die Schaltung aus der verlinkten ft-pedia.
Die ist natürlich komplett verlustfrei (ohmsche Verluste vernachlässigt).
Funktioniert aber glaube ich nicht, wenn es keine feste Versorgungsspannung gibt, sondern die Steuerung über eines der Fernsteuerungsmodule erfolgt.
Bei mir zumindest geht es um die Ansteuerung meines mobilen Krans, der per Fernbedienung laufen soll.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Karl » 29 Mai 2017, 19:35

Hallo,

Im ersten Beitrag:

Es geht im Grundsatz einfach um direkt angesteuerte Motoren, deren Spannungsversorgung unterbrochen werden soll, wenn die Endposition erreicht ist.


Dann bitte von Anfang an korrekte Infos liefern. Hätte mir die Arbeit sparen können. :x

Mal schauen wer mir ab jetzt wieder "am Thema vorbei" vorwirft. 8-)
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 29 Mai 2017, 22:26

Oh, keineswegs am Thema vorbei!
Mir ging es tatsächlich um eine Grundsatzdiskussion, was für Möglichkeiten es gibt.
Für ein mechanisches Modell, ich denke da an die Seilbahn von Thanks for the Fish, ist die Tasterverschaltung sicher super.
Ich wäre ehrlich gesagt gar nicht darauf gekommen, eine Variante rein mit Tastern zu machen.

Für das Modell was ich gerade baue geht das zwar leider nicht, aber als Anregung für die Zukunft auf jeden Fall gut.
Und genau darum ging es mir.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Rolf B » 29 Mai 2017, 22:58

Moinsen,

da will ich mal meinen elektro-Senf dazu geben...
Siliziumdioden (wie die 1N4001) haben typischerweise einen Laststromunabhängigen Spannungsabfall von 0,7V in Durchlassrichtung.
Im Unterschied dazu ist der Spanungsfall am Widerstand Stromabhängig.

Gruß Rolf
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 30 Mai 2017, 00:56

Rolf B hat geschrieben:Moinsen,

da will ich mal meinen elektro-Senf dazu geben...
Siliziumdioden (wie die 1N4001) haben typischerweise einen Laststromunabhängigen Spannungsabfall von 0,7V in Durchlassrichtung.
Im Unterschied dazu ist der Spanungsfall am Widerstand Stromabhängig.

Gruß Rolf

Also bei der idealen Diode ist das so. Bei einer realen Diode ist der Anstieg das Stromes ausreichend steil ab erreichen der Durchlassspannung, aber nicht komplett vertikal.
Daher schwankt die Spannung je nach Strom um wenige 0,x V.

Aber schon richtig, kein Vergleich zum proportionalen Anstieg von U/I eines (idealen) Ohmschen Widerstandes.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon H.A.R.R.Y. » 30 Mai 2017, 12:56

Hallo zusammen,

leider werden von meinem gegenwärtigen Netzanschluß aus die Bilder von karl geblockt :(
Es kann also sein, dass er die Lösung schon skizziert hat ... ich bitte für diesen Fall um Verständnis.

The Rob hat geschrieben:Funktioniert aber glaube ich nicht, wenn es keine feste Versorgungsspannung gibt, sondern die Steuerung über eines der Fernsteuerungsmodule erfolgt.

Doch, das geht. Ohne Dioden, mit variabler Spannung, Motorausgängen und PWM. Warum auch nicht?
Schau mal bitte hier:
Endschalter2.png
Endschalter2.png (1.73 KiB) 1998-mal betrachtet

Oben quer sitzt der Polwendeschalter ("1" = Linksrum, "2" = Aus, "3" = Rechtsrum). Kann man auch synonym für Motorausgänge für nehmen. In der gezeigten Schalterstellung läuft der Motor linksrum bis der linke Endschalter S2 betätigt wird. Der Motor wird durch den entstehenden Kurzschluß gebremst. Mit Motorausgang passiert auch nix wegen der Schutzdioden in der Elektronik. Erst Umschalten des Polwendeschalters auf "3" läßt den Motor, rechtsrum diesmal, wieder loslaufen. S2 wird freigegeben und irgendwann erreicht die Mechanik den rechten Endtaster S1. Jetzt schaltet der um und bremst den Motor bis der Polwender auf "1" geschaltet wird.

V- ist absichtlich hergenommen, da elektronische Ansteuerungen normalerweise die V+ über Verpolschutzdioden laufen lassen. Das gibt Komplikationen.

Jetzt denkst Du Dir anstelle des Polwendeschalters da die Motorausgänge vom Fernsteuermodul hin (M+ und M-). ;)

Ansonsten würde ich der Schottky-Diode auch den Vorzug gegenüber den 1N400x geben. Weniger Verlustleistung = mehr Power für den Motor - völlig richtig gedacht.

Gruß
H.A.R.R.Y.

PS: Der Polwendeschalter ist der einzige Schalter, den ich mit drei Stellungen im CAD finden konnte. Ich denke man kann trotzdem erkennen um was es geht.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Karl » 30 Mai 2017, 14:36

Hallo, habe umgemalt:

Bild

S3 evtl. ein Relais welches parallel zum Fahrregler - Fahrsteller umgeschaltet wird, gleich ob per Controller oder
Fernsteuerung.
Möglichkeiten gibt es viele, diese Möglichkeit als Vorschlag.

PS: Vor gefühlten tausend Jahren gab es einfach keinen Laden wo man Dioden, geschweige Schottky-Dioden, kaufen konnte.
Spulen - Schalter - Widerstand, auch variabel, konnte man schon auftreiben und etwas zurechtbasteln. Diesen gewaltigen
Rückschritt ermöglicht FT eigentlich sehr gut.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 30 Mai 2017, 19:54

Oh, die Schaltung muss ich mir später nochmal genauer anschauen. Vielen Dank!
Jetzt bin ich gerade dabei Zahnräder anzuschnipseln, weil ich will dass die schön ineinander Rutschen (zwei Z14 nebeneinander, eines auf einer sich axial bewegenden Achse)
Ich habe von Conrad 4002, SB140 und SB540 geholt. 4001 hatte er angeblich nicht da und wollte er auch ohne Bestellnummer nicht raussuchen. Wozu gibt's das Teiletresen, wenn man vorher selbst im Internet nachschauen muss, was da ist. :roll:
Jedenfalls habe ich alle drei Dioden mal an einen Power-Motor (ohne Last) geklemmt und dabei die Spannung gemessen.
An der 4002 fallen 0,77V ab, an der SB140 sind es 0,3V und an der SB540 sogar nur 0,26V.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Rolf B » 30 Mai 2017, 21:08

Moin,
@TheRob: Sorry, aber ich wollte nicht so tief in die Theorie abwandern...
Wenn du denn von idealer Diode schreibst, der Motor ist sicher auch keine ideale ohmsche Last, das kann auch für den 10% höheren Spannungsfall verantwortlich ein. Die Messreihe wäre mit einer rein ohmschen Last nochmal interessant ;)
Gruß Rolf
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Karl » 30 Mai 2017, 21:28

Die Messreihe wäre mit einer rein ohmschen Last nochmal interessant ;)


Och...., machen die Hersteller schon seit Jahrzehnten - Datenblätter mit Diagrammen,
oft große Toleranzen inbegriffen.
Schlimmer sind die Motore mit den unterschiedlichsten elektrischen und mechanischen
Verhaltensweisen, dann wer misst, misst Mist.
Ft ist doch Experimental oder... ? Konkurrenz zu den wissenschaftlichen Labors sieht, meine
Meinung, anders aus.
Laßt euch den Mut am Spaß nicht verderben!
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon The Rob » 30 Mai 2017, 23:00

Ähh ja, meine Messung war ja auch nur ein Anhaltspunkt. ;)
Ich habe eine PN bekommen, mit einer nicht ganz trivialen Info: Die Verlustspannung existiert natürlich nur, solange der Taster noch in Endlage betätigt ist, also extrem kurz.
Bei mir ist allerdings exakt das auch der Moment, wo das höchste Drehmoment benötigt wird.

Da war auch der Tipp, auf leichtgängige Mechanik zu achten. Ich hab hier allerdings ein Getriebe mit sechs 90°-Verbindungen (Kegelzahnräder) und ca. 10-12 (nicht Z14) Z10 auf (nicht Z14) Z10. Und das ist zentral angetrieben und betätigt vier Stützen, die meinen gesamten Kran hochheben. Der wird ca. 3-5kg wiegen. Da hat es keinen Zweck mehr, auf leichtgängige Mechanik zu achten. :D
In einem ähnlichen Aufbau hat das mit einem 50:1 Powermotor bereits funktioniert, hier werde ich einen 125:1 nehmen, der sollte damit keine Schwierigkeiten haben. :D
Zuletzt geändert von The Rob am 31 Mai 2017, 10:33, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Benutzung von Endschaltern

Beitragvon Karl » 31 Mai 2017, 00:05

Glaube, die 0,5 V "Verlustspannung" durch die Dioden bedingt haben hier wohl den kleinsten Einfluß.

Größeren Einfluß, wenn nicht den größten Einfluß, sehe ich in dem besch.ssenen Anlaufverhalten der
Gleichstrom-Motore bei Gleichstrom.
Am Anfang kaum Leistung an der Welle um das Losbrechmoment
der Mechanik zu überwinden.
Habe selbst 16 neue S-Motore, könnte schon 14 vom Anlaufverhalten her in die Tonne kloppen.
Hoffe mit einer Impulssteuerung von um die 200 Hz und Spannungshöhe je nach konstantem Tastgrad
werden diese wohl besser nutzbar. Leider leiden dann Kollektor und sog. Motorkohlen darunter.
Klar, Motore mit 125er Übersetzung lassen den Anker schon mal einige Umdrehungen zum Anlaufen mit
geringem Drehmoment.
Wie schaut es denn mit der Klemmenspannung des Akkus oder Netzeiles beim Anlaufen des Motors aus?
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