Verschiedene FET's ?

[maxman1506]

Moin moin,

ich hab da n Problem. Und zwar bastel ich gerade etwas rum. Ich bin quasi Einsteiger und hab noch nicht sooo viel Erfahrung, dehalb bitte ich um etwas nachsicht ;)

Also ich hab erst n bisschen mit nem Arduino Mega Board rumgefuchtelt und n paar LED's angesteuert etc.... ganz nett, aber da musste mehr kommen :) . Also TFT gekauft, ITDB02 shield und n Menü entwickelt....wunderbar....war schon voll begeistert, schön bunt und bewegt sich etc....toll. Dafür, dass mir gesagt wurde, als Anfänger muss ich erst das Buch und dann hier was lesen und das studieren...klappte das ganz gut.

Also war der Anfang geschafft. Das ganze Konzept stand und jetzt konnte es an die Mechanik gehen....höhö...nächstes Problem:

Wie bekomme ich alles angesteuert? Also wie ich die Signale auf dem Board ausgebe und auslesen, das ist ja keine hohe Kunst und klappt auch, jedoch brauch ich mehr Power :).

Warum? Ganz einfach, ich will einen Getriebemotor (230V, ca. 200W), ein Heizelement (230V, 1200W) und 6 Servos (á 6V) steuern.

Jetzt hab ich mich ja schon n bisschen informiert, aber hätte trotzdem gern die hilfe von ein paar kompetenten Forumsmitgliedern, da ich mich nicht unbedingt bei Strom auf mein angelesenes Wissen verlassen will. Strom sieht man halt nicht und tut im besten fall einfach nur scheisse weh ;).

(Bitte keine Kommentare wie: Mach erstmal ne Elektrotechnikausbildung, oder lass die Finger davon. Ich mach das sowieso :))


Also ich wollte die Servos über Mosfets steuern. Die 5V die vom Board kommen, wollte ich als Signal nehmen. Die Energie für die Servos kommen über ein seperates Netzteil mit ca. 6V Spannung. Das heißt doch, dass ich keine Vorwiderstände für die Servos brauche,oder? Wenn sich der Servomotor nachdreht, können ja keine Spannungsspitzen aufs Board übertragen werden, oder sehe ich das falsch?

Den Getriebemotor wollte ich ebenfalls so ansteuern, nur halt mit einer höheren Spannung von 230V.

Bei dem Heizelement bin ich mir garnicht sicher, da dieses soviel Leistung benötigt.

Kann mir da jemand vielleicht helfen und sagen welche FET's ich für die Servos brauche und welche für den Getriebemotor und das Heizelement?

Für die Servos hatte ich an BS 170 gedacht. Oder ist der UDS Wert von 60V zu hoch? Gibt es da so ne Faustregel wieviel Prozent man ungefähr so n FET überdimensionieren sollte?

Ich weiß, ist viel auf einmal, aber wenn ihr mir helfen könntet wäre das echt super! Hab bisher nur sehr gute Erfahrungen gemacht, deswegen --> =D>

Gruß,
maxman

[021aet04]

Du brauchst garkeinen Fet. Warum? Ganz einfach.

Servos, wenn du die Modellbauservos mit 3 Anschlüssen meinst, brauchen nur die Versorgung und das Signal. Das Signal hat einen Eingang wie ein µC (hochohmig). Dadurch nimmt dieser fast keinen Strom auf. Fet ist überflüssig. Spannungsspitzen hast du keine, das einzige sind Stromspitzen wodurch die Spannung einbricht (im schlimmsten Fall) und dadurch der µC resettet. Dies kannst du verhindern indem du eine Versorgung für die Steuerung (µC, Sensoren,...) verwendest und einen für die Verbraucher mit höherer Leistung (z.B. Servos). Eine Möglichkeit wäre, wenn du nur eine Versorgung verwenden willst, den µC mit einer Diode von der Spannungsquelle entkoppeln und mit einem Kondensator puffern.

Bei den 230V Verbrauchern (vermutlich 50Hz) kannst du keinen Fet verwenden da du Wechselspannung hast und der Fet nur Gleichspannung schalten kann (der Fet wird nach spätestens 30ms kaputt sein). Das Heizelement kannst du mit einem Relais schalten, dann brauchst du noch eine Treiberstufe für das Relais (z.B. mit Fet) oder du nimmst gleich ein SSR (Solid State Relais) und schaltest die Heizung. Am Signaleingang haben diese eine Led (arbeiten wie ein normaler Optokoppler, nur für Wechselspannung). Als Beispiel die S201 Serie (z.B. http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=15437;SEARCH=S201 S06). Achte aber auf den Strom. Bei Heizungen kannst du den Strom einfach mit I=P/U ausrechnen.

Ist der Getriebemotor für 230V 1 Phasig oder 3 Phasig? Es gibt SSR für eine Phase (z.B. den von mir geposteten) oder aber auch für 3 Phasen (Drehstrom). Es gibt verschiedene Varianten, auch für die Drehrichtungsumkehr (z.B. http://www.support-carlogavazzi.se/downloads/-Datablad/RR2A(090806)2.eng.pdf => dieser ist aber für 10-40VDC am Signaleingang).

Die UDS Spannung bei den Fets ist die maximale Spannung die an der DS Strecke des Fets anliegen darf (Fet sperrt). Wird diese Überschritten ist der Fet defekt.

Auch wenn du geschrieben hast das man nichts über Sicherheit schreiben soll mache ich es. Diese Spannung ist sehr gefährlich. Pass genau auf wo du bei Messungen,... hingreifst bzw wo deine Messspitzen,... sind. Ich habe schon eine Messspitze eliminiert weil ich an das Metallgehäuse gekommen bin. Ich würde dir raten das du dich etwas informierst (z.B. http://www.elektro-wissen.de/Tipps/wirkung-des-stroms-auf-den-Menschen.html)

MfG Hannes

[Kampi]

Grundsätzlich brauchst du für Servos so gut wie kaum Zusatzelektronik, da alles im Servo integriert ist. Der Servocontroller dient auch gleich als Treiber für den Motor.
Beim Servo brauchst du nur eine Versorgungsspannung und ein Signal. Den Rest macht der Servo von ganz alleine. Auch son kram wie Freilaufdiode usw. braucht ein Servo nicht, da du mit dem µC keine Induktive Last schaltest sondern dem Servocontroller im Servo nur den Befehl gibst "Dreh dich so und so weit nach Links".
Für die Heizung kannst du im Endeffekt mehrere Methoden verwenden, nur halt kein FET. FETs und normale Bipolartransistoren sind NUR für Gleichspannungen da (siehst du auch wenn du dir die Halbleiterschichten eines Transis mal anschaust).
Für die Heizung kannst du dann entweder, wie oben schon erwähnt, ein Relais nehmen. Der Vorteil ist halt das es sehr leicht anzusteuern ist (du brauchst halt eine Transistorvorstufe am Controller, weil der Controller kann kein Relais alleine treiben :) ).
Oder was auch gehen sollte, ist eine Phasenanschnittssteuerung. Diese verwendet man normalerweise bei Lampen um die Helligkeit zu dimmen, aber da eine Heizung eine Ohm´sche Last ist (ebenso wie eine Glühlampe) sollte das auch funktionieren (da bin ich mir aber nicht so sicher, da ich bisher sowas noch nicht realisiert habe, weil ich sowas nur ungerne ohne Trenntrafo mache.....). Falls es nicht stimmen sollte möge man mich bitte korrigieren :).
Für genauere Infos über die Motorsteuerung wären mehr Infos vom Motor sehr hilfreich :)

Und wie oben geschrieben....VORSICHT BEI NETZSPANNUNG! LEBENSGEFAHR!
Verwende am besten einen Trenntrafo. Wenn du keinen hast such dir irgendwo einen und teste es. Wenn du keinen findest sein lassen....eine nicht erprobte Schaltung an Netzspannung zu testen ist in meinen Augen tödlicher Leichtsinn! :)

[maxman1506]

Hallo,

erstmal danke für die guten und raschen Infos.
Vorab sei erwähnt, ich bin sehr vorsichtig und hab auch n gesunden respekt vor der ganzen sache. Bevor ich sowas in Angriff nehme (also aufbau und testen) wollte ich halt gern alles theoretisch geklärt haben. Und damit ich nicht einfach drauf losbaue, frag ich ja lieber hier.


Also die Servos wollte ich ja sowieso mit einer eigenen Stromversorgung betreiben, nur halt das Signal vom µC. Als ich eure beiträge gelesen habe, fiel mir sofort auf wie schwachsinnig das mit den Servos und FETs ist :). Ich schließe ja nur das Signalkabel an. Okay, also haben wir das schonmal geklärt ;).

Das mit dem Motor gestaltet sich da schon etwas schwieriger. Auf dem verdammten dingen steht nur 230V, hat aber nur 2 Kabel. Müsste der dann nicht mit Gleichstrom laufen? Das muss ich noch in Erfahrung bringen.

Die Heizung benötigt eine Stromstärke von rund 5,21 A. Das ist jenseits von gut und böse, ich weiß. Deshalb wollte ich auch eine Sicherung einbauen, wäre vielleicht keine schlechte Idee,oder?
Könnte ich für die Heizung auch dieses SSR benutzen? http://www.reichelt.de/Solid-State-Relais/RA-2425-D06/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=22691;GROUPID=32 98;artnr=RA+2425-D06;SID=11To1a5H8AAAIAAD0Jufkc010e36b461377b031cbf 213c66f16f8
Da kann ich bis 25 A gehen, was ich nicht brauche, aber hab halt keine gefunden bis 8A oder so.

[021aet04]

Du kannst das verwenden. Wenn du aber eines für die Printmontage willst kann ich dir die S201/S202 Serie anbieten http://www.reichelt.de/Solid-State-Relais/16/16/index.html?;ACTION=2;LA=2;SORT=artnr;GROUPID=3298; SHOW=1;START=16;OFFSET=16;SID=12To699n8AAAIAAAohO1 06f3f031dcbd6a859202f36ca57e8fb18
Das Datenblatt http://www.reichelt.de/index.html?;ACTION=7;LA=3;OPEN=0;INDEX=0;FILENAME= C300%252FS201S06-DB.pdf;SID=12To699n8AAAIAAAohO106f3f031dcbd6a85920 2f36ca57e8fb18
Bei Reichelt gibt es 3A,8A und 16A Versionen. Achte aber darauf das die Spannung (200V Version) passt. Solltest du andere nehmen achte auch darauf das diese eine 0-Spannungsschaltug integriert haben (Zero Crossing Unit), wenn soetwas nicht dabeisteht achte darauf das diese Wechselspannung schalten.

5A ist für einen Anfänger in Sachen Elektrik/Elektronik viel. Ich arbeite mit weit mehr Strom. Viele Motoren und Trafos an der Sekundärseite die wir in der Firma haben haben Ströme zwischen 100 und 1000A. Da merkt man schon wenn man mit der Stromzange um den Leiter fähr wie die Zange vibriert.

Zum Thema Absicherung. Du solltest immer absichern, egal ob du mit 1A, 10A oder 100A arbeitest. Absicherung ist immer nötig. Man sollte speziell am 230V alles absichern (Trafo, Motoren,...). Bei Motoren sollte man Motorschutzschalter (mit richtig eingestellten Strom) verwenden. Wenn man Thyristoren o.Ä. verwendet sollte man Sicherungen mit flinkem Ansprechverhalten einsetzen. Ansonsten Sicherungsautomaten, mittelträge/träge Sicherungen,...

MfG Hannes

[maxman1506]

Ah danke!
Ich werd dann nochmal nach den SSR schauen.

Ich habe noch ein 2 Channel 5V Relais Modul gefunden. Das könnte ich doch auch nutzen,oder?

http://www.ebay.de/itm/Neu-2-Channel-Kanal-5V-Relais-Relay-Module-Modul-Arduino-DSP-AVR-PIC-ARM-/320855071713?pt=DE_Haus_Garten_Heimwerker_Sicherhe itstechnik&hash=item4ab473dbe1

Wäre vielleicht einfacher für mich. Schaltet ja anscheinend auch 250V bis 10A und ist quasi fertig zum anschließen an nen µC.

Über die Sicherungen werd ich mir noch gedanken machen und mal ein Schaltungschema zeichnen. Dann könnt ihr wahrscheinlich besser erkennen was ich gemacht habe und wo meine Fehler liegen.

Schonmal vielen dank!

Das hat mich alles schon ein großes Stückchen weiter gebracht. Und das beste ist: keine blöden Kommentare von irgendwelchen Nerds die einen immer nur anpflaumen und ihr wissen nicht weitergeben können/wollen! Danke Danke Danke!

[Kampi]

Also die Relaiskarte sieht gut aus.
Die würde ich auch nehmen. Der Vorteil ist, dass du durch die Optokoppler am Eingang auch eine Galvanische Trennung hast. Das sichert dir schonmal deinen µC ab.
Und da ist auch alles drauf was du brauchst. Transistorverstärker für die Relais und Freilaufdiode. Du musst nur noch für eine 5V Spannungsquelle sorgen. Und für 6€ ist es ein schönes Teil :)
Damit hat sich das Thema Heizung auch erledigt. Bleibt nur noch der Motor.
Hast du vielleicht eine Typenbezeichnung auf dem Motor stehen?

[maxman1506]

Ha,

ich glaub ich lernen dazu ;)

Der Motor hat leider keinerlei Werte, Daten, Seriennummern etc. Leider. Ich müsste auch nicht unbedingt den Motor nehmen. Ich brauch halt nen Getriebemotor der leise ist und ordentlich bums entwickelt. Aber dafür werd ich wahrscheinlich doch eher einen 230V Motor nehmen, ein eigenes Getriebe und in ein schallgedämpftes Gehäuse einbauen. Brauch halt so ungefähr 2-3 U/sec. bzw. ca. 120-180 U/min. Die Getriebemotoren die ich kenne mit entsprechender Leistung sind leider zu laut. Würde ja auch Piezomotoren nutzen,aber die sind mir dann doch etwas zu teuer ;-)

Kennt den jemand nen leisen, starken Getriebemotor?

Wie wärs denn mit nem Motor aus nem Dremel oder aus ner Bohrmaschine? Richtiges Getriebe dran, vllt. in Öl, Motor dämmen, gescheite Lager etc. dann müsste das doch funzen,oder?

[021aet04]

Die Relaiskarte kannst du verwenden. Der Optokoppler ist zwar sinnlos aber schadet auch nicht. Man hat einfach eine doppelte galvanische Trennung.

Wenn du keine Werte des Motors hast könntest du eventuell ein Bild posten.

Piezomotor und viel Leistung passt nicht zusammen. Ein Piezomotor wird zur Verstellung von Potis, Spiegeln, Ventile bei z.B. Druckern,... genutzt. Da wird keine Leistung benötigt.

Bohrmaschine, Dremel o.Ä. mit Getriebe würde ich nicht machen. Die Flucht zwischen Motor und Getriebe muss exakt passen. Ansonsten geht die Kraft auf die Lager oder der Riemen, die Kette,... springt ab, je nachdem wie du das Getriebe aufbauen willst/wolltest.

MfG Hannes

[maxman1506]

Also ich komm aus dem Bauwesen und hab meine Bachelorarbeit über bleifreie Piezos geschrieben und daher kenne ich zb. Piezoemotoren die es schaffen ganze Etagen von Wohnhäusern zu drehen. Es kommt immer drauf an wie der Aufbau ist, denn Kraft ist bei Piezos eigentlich nicht so das Problem, nur die ansteuerung komplexer Motoren wird einfach zu aufwendig. Ich mein, wenn man bedenkt das Piezos in nem dusseligen Feuerzeug eine maximale Spannung von bis zu 15kV erreicht wird,... aber halt nur kurzeitig. Naja, wie dem auch sei, ich werd n Getriebemotor nehmen.

Beim Getriebe dachte ich eigentlich eher an Standardkomponenten wie die Zahnräder. Das Getriebe würde ich dann mit diesen Komponenten in SolidWorks konstruieren und simulieren. Das exakte bauen ist eher weniger das Problem.
Riemen hab ich auch schon dran gedacht, aber dann hat man wieder das Problem, dass man den Riemen spannen muss. Ich denke auch das ein Getriebe mit Zahnrädern platzsparender zu kontruieren ist.

Ansonsteb hatte ich auch schon an einen Getriebemotor aus dem Modellbau gedacht, aber da bin ich bisher nur auf 12V und 24V Motoren gestoßen.

Habt ihr vielleicht ne andere Idee für den Getriebemotor?

[021aet04]

Getriebemotoren aus dem Modellbau haben im Normalfall 12-24V. Die werden direkt von den Akkus versorgt. Es gibt auch kleinere Motoren, die auch sehr verbreitet sind, aber meist kein Getriebe aufweisen. Diese arbeiten von ca. 1-6V (meistens). Teilweise sind diese Motoren auch für Solarzellen (niedrige Spannung) ausgelegt.

Welche Spannung würdest du suchen?

Für was brauchst du den Motor? Welche Drehzahl brauchst du und welche Leistung brauchst du?

MfG Hannes

[maxman1506]

Also der Motor sollte für eine Mühle sein, deshalb ja das Getriebe und ein ausreichendes Drehmoment zu erzeugen. Die Geschwindigkeit ist hier nicht so ausschlaggebend. Nach dem Getriebe liegt die Geschwindigkeit bei so 5-8 U/sec. bzw. ca. 300-480U/min. Der Verbaute Motor läuft ja wie gesagt bei einer Spannung von 230V. Man würde wahrscheinlich schon die Daten des Motors rausbekommen, aber die Anordnung des Getriebes und der Aufbau sagen mir nicht so zu. Kraftschlüssig ist anders und nur 2 Zahnräder machen die ganze Angelegenheit sehr sehr klobig.

Der Motor sollte möglichst klein sein. Um das Getriebe, falls keins vorhanden ist, kümmere ich mich, d.h. welche Untersetzung etc.. Das sollte kein Problem darstellen. Der Motor ist nicht als Dauerläufer gedacht, d.h. er ist im Höchstfall mal 15 sec. an und das in nem Abstand von mindestens 45 sec., was aber eher sehr unwahrscheinlich ist.

MfG

[021aet04]

Oben hast du geschrieben das du ca. 120-180U/min brauchst und jetzt sind es schon 300-480U/min. Könntest du eventuell messen welche Drehzahl und Kraft du benötigst? Viel Drehmoment ist sehr relativ. Viel Drehmoment kann sein 10Nm aber auch 10kNm.
Eventuell kannst du auch den vorhandenen Motor umbauen(Getriebe). Damit man weiß was das für ein Motor ist kann man auch nachsehen wie der Motor angeschlossen ist und ob eventuell noch ein Kondensator vorhanden ist.

MfG Hannes