Sanftanlauf für DC Motor (Kindertrike)

[Involut]

Hallo Zusammen,
meine Tochter (3) hat ein Kindertrike mit dem sie rumfahren kann und das von einem DC Motor angetrieben wird.

Ich habe das Trike auf dem Flohmarkt gekauft, es war defekt und ohne Elektrik. Ich habe dass dann repariert bzw neu verkabelt.
Wenn ich den Schalter (Fußpedal) mit einer Batterie und dem Motor verbinde und das Pedal drücke dann fährt es auch ganz gut los.

Das Problem ist dass, da der Stromkreis ja abprupt geschlossen wird, das Trike sobald das Fußpedal gedrückt wird ziemlich plötzlich loslegt und meine Tochter (fast) hinten runterfliegt (wenn ich sie nicht gehalten hätte).

Nun meine Frage:
Kann man mit Standard-Bauteilen (ELkO, Widerstand etc.) also ohne uc und Treiber, eine (einfache) Schaltung aufbauen die:

a) Beim Schließen des Schalters den Motor "sanft" anlaufen lässt, aber

b) Beim öffnen des Schalters den Motor direkt (also so schnell wie möglich) stoppt.

?

Wenn ich mich nicht irre würde ein ELKO zwar dafür sorgen dass der Motor sanft anläuft aber er würde dann auch sanft stoppen, oder?

[5Volt-Junkie]

Hallo,

so spontan fällt mir keine Lösung ein, wie man mit einfachen Bauteilen wie Elko und Widerstand das Problem beheben könnte. Ich meine da fließt doch relativ hoher Strom oder? Man könnte aber natürlich Hochlastwiderstände nehmen. *kopfkratz*

Zum Anhalten könnte man die Motorwicklung kurzschließen. Dieses Verfahren wird zumindest bei einigen Elektrorädern benutzt.

Ich finde die Aufgabenstellung ziemlich interessant :)

EDIT: theoretisch wird Elko langsam geladen, wenn man ein Widerstand davor setzt. Wenn nach dem Elko der Motor kommt, wird Elko fast schlagartig entladen.

[joar50]

Hallo,
wenn es komplizierter als ein Elko sein darf.
PWM Regelung. Ein / Aus - Verhältnis in ca. 2s (Anlaufphase) auf 100% bringen.
Ich weiß, es sollte mit einfachen Mitteln sein, aber eine andere Lösung fällt mir nicht ein.
Es fehlen auch noch Angaben zum Motor. Spannung, Leistung? Ohne diese Angaben ist
alles nur raten.

[BMS]

Hallo,
ich hab mal kurz was skizziert im Anhang :)
Der Hintergedanke war der: Beim Anfahren wird der Motor über einen Leistungswiderstand versorgt, der dann nach einer gewissen Zeit überbrückt wird. Hier zum Beispiel mit einem Relais. Zu Beginn ist der C1 leer und es fließt dann bei betätigtem Schalter Strom durch das Relais bis der Elko voll ist. Solange bleiben die Schaltkontakte im offenen Zustand. Irgendwann fließt so wenig Strom, dass das Relais abfällt und der Widerstand somit überbrückt wird. Tadaa! ;)
Nicht sehr effizient, aber einfach!

(Evtl. braucht der C1 noch einen Widerstand parallel zum Entladen; und eine Freilaufdiode für den Motor wäre noch sinnvoll)

Wenn der Fußschalter nicht mehr gedrückt wird, fließt quasi kein Strom mehr zum Motor (außer aus C1 durch Rel1, R1 zum Motor, aber das dürfte vernachlässigbar sein)

Muss man nur noch dimensionieren, C1 wird vmtl. noch höhere Kapazität brauchen.
Grüße, Bernhard

[Geistesblitz]

Wie wäre es mit einem RC-Glied, das einen Transistor langsam hochschaltet, worüber der Motor läuft? Bräuchte man halt einen entsprechend dimensionierten Transistor, der die Ströme abkann und wo die BC-Spannung passt. Da könnte man es aber so bauen, dass das Pedal über das RC-Glied nach + schaltet, nach - aber direkt kurzschließt. So wäre dein gewünschtes Verhalten denk ich mal realisierbar, wird nur schwerer, wenn das Teil auch einen Rückwärtsgang hat.

[Involut]

Hi

Vielen Dank für die Antworten!!

Wenn das richtig sehe komme ich wohl ohne ein Relais (BMS) oder ohne einen Transistor (Geistesblitz) oder PWM (joar50) nicht hin.

Das Trike hat übrigens keinen Rückwärtsgang und nur einen Vorwärtsgang. Es wird von einem 12V Bleigel Akku oder einem 4s (14,4V) Lipo mit Strom versorgt.
Ursprünglich war es ein 6v Bleiakku aber damit war das Teil meiner Tochter zu langsam.

Wenn es also nur mit etwas mehr "Aufwand" geht dann werde ich mal überlegen welche Lösung ich da probieren werde.

Ich wollte aber vorher sicher gehen das es nicht eine einfach Lösung gibt.

Nochmals vielen Dank!

[meddie]

Hallo, ich würde Dir sehr raten, das möglichst bald zu machen. Den das Getriebe ist aus Plastik, und bei verdoppeln der Betriebsspannung verdopelst Du auch die Antriebskräfte.
Ich habe das schon mal bei dem Traktor von Sohn eines Kumpels, da wared die Zahnräder schon nach sehr kurzer Zeit an den Spitzen rund und das Getriebe hat durch gedreht. Ich habe sie dann mit Heißluft gerade biegen können und mit 6 V ist er dann auch wieder gegangen.
Aber nur als guter Tip, wäre schade wenn Du eh schon Reparieren hast müssen, dann noch ein Getriebescahden bekommst.

[BMS]

Probier's mal mit einer (Auto-)Glühlampe in Reihe zum Motor ;) Dient auch als Sicherung^^

[PsiQ]

Mahlzeit!
Also mal folgender Vorschlag:
Besorg dir im Baumarkt einen Akkuschrauber im Bereich 15 - 25 Euro.
Den nimmst du auseinander, und erhälst ein "Drück-Poti" + passenden Motortreiber-Mosfet. Der Finger-Regler spuckt direkt PWM aus.

Dieses PWM kannst du dann selber über den original vorhandenen Motor-Mosfet benutzen, um zwei oder drei to220 Mosfets anzusteuern (irl3803, N-Fets), über die dann die Motorleistung läuft.
Anschließend montierst du den Fingerdrücker unter das Gaspedal, oder schöner angesteuert und geschützt montiert per Bowdenzug.

Falls du möchtest, kann ich dir auch die Ansteuerelektronik von einem 20,4V Akkuschrauber zusenden, die hab ich irgendwo hingeräumt "für spätere Verwendung" (muss ich suchen, irgendeine Kiste).
Das besteht aus dem "Abzug mit PWM Elektronik", dem Leistungsfet mit kleinem Kükö, und anstelle vom Motor müsstest du halt noch ein oder 2 Leistungsfets dazu anbauen, und dahinter dann den Motor.

Die PWM Lösung z.B. mit NE555 ist auch sehr schön, das Problem daran ist immer der "teure" Poti über den das angesteuert wird, bzw die Umlenkmechanik von "drück" auf "dreh".
Natürlich muss das Kind dann erstmal üben, bis es Gefühlvolles anfahren draufhat, aber es ist mehr als 0 oder 1 möglich.

(Andere simple Lösung: mach einen zusätzlichen Mikroschalter unters Pedal, der bei Vollgas per FET einen Vorwiderstand überbrückt.)

[Involut]

Hi,
also ich muss sagen dass ich froh wäre wenn ich einfach den 6v Akku drin lassen könnte, aber meiner Tochter ist das leider echt zu langsam und sie spielt dann nicht damit.

Ich habe noch bestimmt 2 bis 3 halb kaputte Akkuschrauber im Keller liegen (aber trotzdem Danke für das Angebot).

Kann ich die "Ansteuerelektronik" aus dem Schrauber nicht direkt ausbauen und nutzen?

Alles was vllt mal an ICs im dem Teil war ist nicht mehr vorhanden.

[PsiQ]

Ja natürlich kannst du die Ansteuerelektronik auch direkt+komplett nutzen (inklusive rückwärtsgang),
allerdings solltest du dann zumindest den Leistungs-FET auf ein deutlich größeres und dickeres Blech schrauben, damit der bei der höheren Last nicht zu heiß wird.

Und nicht direkt von vorwärts auf rückwärts schalten, sonst gibts gebruzzel und der Umschalter ist hin, das sind bei den billigen dinger keine Getriebeumschalter sondern ein mechanischer doppelkontakt wechsler, der den Motor umpolt.

Die schönere und Leistungsmäßig "unbegrenzte" Variante wäre, über den alten Mosfet die neuen Mosfets (Gates) anzusteuern, damit hat der nur minimalen Strom zu schalten (400mA reichen locker für 4 dicke Fets) und braucht kein Kühlblech mehr,
und die neuen Fets kannst du Motornah verbauen. (die neuen Fet-Gates über einen widertsand ,z.B. 1k-ohm entladen).
Je nach Frequenz der Elektronik, kannst du die Entladewiderstände größer oder kleienr machen, damits schneller schaltet.
Ein Gate Treiber nach + und - ist eigentlich überflüssig, da die Teile im hörbaren oberen Frequenzbereich takten/schalten.(das pfeiffen was man hört) Du brauchst also keine so hohen Stöme zum (schnellen) Umladen der Mosfet Gates.

Bei Bedarf mal ich dir heute abend oder morgen ne verschaltung dazu in eagle.

(edit: wenn getriebe und motor hin sind, kann man auch nen anderen einbauen... scheibenwischermotor z.B.)