9V oder 6V?

[maximilian]

Ich vermute, dass diese Frage im Forum schon bestimmt hundert mal gestellt wurde, und dennoch frage ich an dieser Stelle erneut:
Inwiefern können die aus den 80ern stammende und für 6 Volt Spannung ausgelegte Elektroteile wie Motoren, Lampen, Elektromagnete, Elektronikmodule etc. die heute üblichen 9V ertragen? Das ist für mich insofern interessant, da ich je einen Motor und Getriebe sowie Elektromechanik erstanden habe und nicht bereits bem ersten Ausprobieren am Energy Set-Netzgerät einen elektrischen Exitus hervorrufen will.

[steffalk]

Tach auch!

Motoren: Ganz kurz mal (Sekunden) kannst Du sie mit 9 V betreiben, länger besser nicht, würde ich sagen.

Lampen: Definitiv nicht. Die brennen Dir sonst schnell durch.

Magnete: Können die 9V vertragen, aber auch sehr heiß dabei werden - Vorsicht also.

Elektronikmodule:

Silberlinge sind extra für 9V geglätteter Gleichspannung ausgelegt - Polung beachten! Dazu gibt es den h4-Gleichrichterbaustein, der aus 6,8 V Wechselspannung hinreichend glatte 9 V Gleichspannung (über einen Graetz-Gleichrichter und einen 1000-µF-Elko) macht. Die Silberlinge laufen aber auch fast immer mit 5 V.

80er-Jahre Elektronik (die braunen Platinen für ICs) dürfen nur mit 5 V betrieben werden, weil ihre TTL-ICs und andere Elemente das sonst übel nehmen können. Deshalb auch der Hinweis oben: Bei 5 V Versorgungsspannung kannst Du die mit Silberlingen kombinieren (Polung beachten).

Gruß,
Stefan

[maximilian]

Okay. Weißt du auch, wie weit man den Regler des Power Set-Netzteils maximal drehen darf, wenn man 6V nicht überschreiten möchte?

[Lars]

Hallo zusammen,

zur Belastbarkeit der ft-Motoren erinnere ich einen ftpedia-Artikel, außerdem gibt es im Download-Bereich der ft-Community Kennlinien für einige ft-Motoren sowie eine Rechenhilfe dazu. Aus meiner eigenen Erfahrung betrachtet können die alten Motoren (graue Mini-Motoren und graue M-Motoren) problemlos an 9 V betrieben werden, solange man sie nicht stundenlang am Rande ihrer Leistungsfähigkeit betreibt oder ständig blockiert.
Auch die alten Magnete wurden mal in einem ftpedia-Artikel betrachtet, sie waren offenbar recht großzügig dimensioniert und können problemlos an 9 V betrieben werden. Wenn ich den Artikel richtig erinnere, würden sie sogar eine 12 V-Ära überstehen. Bei diesen alten Magneten in der Größe eines 30er-Bausteins mit dem durchsichtigen Gehäuse und den beiden Wicklungen auf jedem Polschenkel (Art. 31324) gibt es technisch zwei Generationen, von denen die neuere (vermutlich Art. 32363) mehr Kraft haben soll.
Silberlinge arbeiten problemlos an 9 V, auch mit ihren Birnchen.

Wenn ich die NE556-Schaltung richtig deute, die ich mal in einem geöffneten Gehäuse des Power Set gesehen habe, findet darin keine Spanungsregelung, sondern eine Pulsweitenmodulation (PWM) statt. Sie ist auch bei Controllern Standard, ob nun denen von ft oder den "Motorshields" für Arduino, RaspberryPI u.ä., ebenso bei den ft-Fernsteuerungen "IR Control Set" oder "BT Control Set". Dabei wird der Strom in so schneller Folge ein- und ausgeschaltet, daß der Motor nicht stottert, sondern durch die mechanische Trägheit seines Läufers gleichmäßig dreht. Dabei bestimmt das sog. Tastverhältnis die Leistung, also das Verhältnis zwischen Ein- und Ausschaltzeit. Steht der Regler auf Null, fließt kein Strom; im Vollausschlag erfolgt keine Unterbrechung mehr. Daraus folgt: Diese Art von Schaltung eignet sich nicht dazu, eine Versorgungsspannung von 9 V auf 5 V oder andere Werte zu reduzieren.
Der Vorteil besteht im besseren Langsamlauf - der Motor läuft auch bei kleiner Leistung an - als bei einem Spannungssteller und im preiswerteren Aufbau. Da der Leistungshalbleiter bei der PWM nur vollständig sperrt oder vollständig öffnet, fällt nur wenig Leistung bei ihm ab und man braucht keinen oder nur einen kleinen Kühlkörper. Bei einem echten Spannungssteller wird der Leistungshalbleiter dagegen wie ein Widerstand in Reihe zum Motor geschaltet und in den Zwischenstellungen muß er dementsprechend Wärme abführen. In das klobige Power Set würde sich ein hinreichender Kühlkörper noch gut einpassen lassen, aber die ft-Controller oder die Empfänger der ft-Fernbedienungen würden erheblich größer ausfallen.
Dennoch sind die neueren Motoren - Faustregel: Schwarzes Gehäuse und natürlich alles, was danach kam - bessere Langsamläufer, d.h. sie drehen sich schon bei deutlich kleineren Leistungen als die alten grauen. Ihr Läufer ist wohl nicht mehr nur dreipolig, sondern mindestens fünfpolig. So läßt sich beispielsweise ein ferngesteuertes Fahrzeug deutlich besser steuern.

Glühlämpchen sind viel empfindlicher. 6 V-Lämpchen schwärzen bald ihren Glaskolben und fallen dann schnell aus. Die hellen Linsenbirnchen sind noch empfindlicher als die seinerzeit normalen, spitz zulaufenden Birnchen. Du mußt sie für einen 9 V-Betrieb ersetzen.

Mit freundlichen Grüßen
Lars

[maximilian]

Laut der ftpedia-Ausgabe 4/2012 ist der Ur-Elektromotor für 6,8 Volt ausgelegt. Nur müsste ich jetzt noch die Stromstärke oder elektrische Leistung von dem Teil rausfinden.

[MANBOY]

Hallo ,ft-Fans,

ich betreibe seit Jahren 5 graue M-Motoren mit 9 Volt an meiner Containerbrücke aus den 80er Jahren.Bislang ohne Probleme auch im Dauerbetrieb auf der Ausstellung in Münster im November dieses Jahres.

Gruß Heinz

[H.A.R.R.Y.]

Hallo,

das Beispiel mit der Containerbrücke ist einerseits ermutigend und deutet auf die Robustheit der Motoren hin. Andererseits muss man aber auch bedenken, dass hier sogenannter Kurzzeitbetrieb vorliegt. Der Motor wird zwar gefordert, steht dann aber wieder und kann abkühlen. Im Dauerlauf (also den ganzen Tag lang dauernd etwas antreiben lassen) sähe das eventuell anders aus.

Die erwähnten Kennlinien im ftc-Bereich sind nur für einige moderne 9V-Motore aufgenommen. Die alten 6V-Motore sind da nicht bei.

Gruß
H.A.R.R.Y.

[maximilian]

Allerdings sind die M-Motoren auch leistungsfähiger als der klassische Elektromotor. Das eben dieser Motor bei den Kenndaten nicht erwähnt wird ist mir auch schon aufgefallen. Das ändert leider nichts an den Fakten.
Noch eine Frage: Die früheren, matten Steckleuchtkappen passen doch auf moderne Leuchtsteine, die eigentlich für die semitransparenten Rastleuchtkappen ausgelegt sind, oder?

[Lars]

Hallo maximilian,

Allerdings sind die M-Motoren auch leistungsfähiger als der klassische Elektromotor.

Die heute als M-Motor bezeichnete Bauform ist in grau die älteste, d.h. die erste, die ft überhaupt auf den Markt brachte. Im Inneren werkelten im Laufe der Jahre dann verschiedene Motoren, beispielsweise solche von Bühler. FFM zeigt die Motore, die er im Laufe der Zeit in M-Motoren gefunden hat: http://www.fischerfriendsman.de/normalos/6000u.jpg. Der Vollständigkeit halber auch die im Mini-Mot: http://www.fischerfriendsman.de/normalos/6008u.jpg.

Das ändert leider nichts an den Fakten.

Einfache Elektromotore für kleine Leistungen werden nicht für eine einzige Spannung dimensioniert, noch dazu mit Nachkommastelle. Verbreitete Spannungsbereiche sind u.a. 3-6 V, 5-9 V, 6-12 V, sogar 3-24 V habe ich schon gesehen.

Noch eine Frage: Die früheren, matten Steckleuchtkappen passen doch auf moderne Leuchtsteine, die eigentlich für die semitransparenten Rastleuchtkappen ausgelegt sind, oder?

Ja, alte Kappen passen auch auf neue Fassungen.

Mit freundlichen Grüßen
Lars

[MasterOfGizmo]

Ich wäre mir nichtmal so sicher, ob die alten Motoren nicht sogar damals schon mit 9V betrieben wurden. Das alte graue Netzteil hatte imho offiziell 6.8 Volt Wechselspannung. Wenn man das gleichrichtet und glättet z.B. mit dem Gleichrichtersilberling, dann kommt man ggf. locker bei 9V an. Und ich bin sicher nicht der einzige, der damals seine grauen Motoren genau so betrieben hat.

[Lars]

Hallo MasterOfGizmo,

Ich wäre mir nichtmal so sicher, ob die alten Motoren nicht sogar damals schon mit 9V betrieben wurden.

... mit ft-Versorgungen sicherlich nicht. Und zwei Batteriestäbe in Reihenschaltung - das dürfte wohl kaum jemand regelmäßig praktiziert haben. Trafos für Modelleisenbahnen dürften da deutlich häufiger zum Einsatz gekommen sein. Blöde war nur, daß man aufpassen mußte, die 9 V mit dem Steller möglichst nicht zu überschreiten. War genauso zuverlässig wie die Verhütung durch "Aufpassen". In einer Anleitung warnte ft deshalb auch expressis verbis vor dem Gebrauch von Eisenbahntrafos.

Das alte graue Netzteil hatte imho offiziell 6.8 Volt Wechselspannung.

... an dem Ausgang an der Seite.

Wenn man das gleichrichtet und glättet z.B. mit dem Gleichrichtersilberling, dann kommt man ggf. locker bei 9V an. Und ich bin sicher nicht der einzige, der damals seine grauen Motoren genau so betrieben hat.

Der Energieerhaltungssatz gilt auch hier. Du mußt zwischen effektiver und Scheitelspannung unterscheiden, auch wenn sich aus 6,8 V Effektivspannung eine Scheitelspannung von ca. 9,6 V ergibt. Das lernte auch der Kollege aus meiner Schulzeit, der ca. 1985 den Fehler beging, erst die Stromversorgung und dann die Schrittmotore für sein Plotter-Projekt zu beschaffen. Webshops gab es nicht und der Einzelhandel bot bei Schrittmotoren nur wenig Auswahl; es wird damals wohl generell weniger Typen als heute gegeben haben. Er glaubte, die schließlich erforderlichen 24 V einfach durch einen hinreichend großen Glättungselko am Brückengleichrichter aus 12 - 15 V gewinnen zu können. Klappte so natürlich nicht.

Das Problem kann u.U. durch eine Spannungsverdoppler- oder -vervielfacherschaltung aus Dioden und Kondensatoren gelöst werden, wenn die verbleibende Stromstärke für den gewünschten Verbraucher ausreicht. Mit solchen Schaltungen wurden teilweise sogar Hochspannungen erzeugt.

Mit freundlichen Grüßen
Lars