Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator schalten


von Lamby L. (casual)


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Moin, :)

also ich versorge einen kleinen Elektromotor mit ca. 12V und 250mA 
(Solarzelle). Nun möchte ich sobald die Spannung der Solarzellen abfällt 
das mein Gold-Cap 5,5V 0,1F geschaltet wird. Ich bin noch blutiger 
Anfänger. Was für eine Schaltung würde mein Vorhaben realisieren?


Danke!
mfG Lamby

von Peter S. (psavr)


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Am einfachsten mit zwei Dioden!

Aber muss Dir auch überlegen, wie der  Cap geladen werden soll

von Peter S. (psavr)


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Aber was soll der Goldcap machen? den 12 V Motor betreiben? 0.1F liefern 
eine Sekunde lang 100mA, dann ist der Kondensator leer...

von Lamby L. (casual)


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> Am einfachsten mit zwei Dioden!
 > Aber muss Dir auch überlegen, wie der  Cap geladen werden soll

Könntest du mir das bitte näher erklären. :)

von Martin S. (sirnails)


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Peter S. schrieb:
> 0.1F liefern
> eine Sekunde lang 100mA, dann ist der Kondensator leer...

Und sehr selten 12V

von Lamby L. (casual)


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> Aber was soll der Goldcap machen? den 12 V Motor betreiben? 0.1F liefern
> eine Sekunde lang 100mA, dann ist der Kondensator leer...

Der Motor ist ein kleiner Solarmotor "rf 300" (Spannungsbereich: 0,4 - 
5,9 V Anlaufstrom: 25 mA)

von Lamby L. (casual)


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Peter S. schrieb:
> Am einfachsten mit zwei Dioden!
>
> Aber muss Dir auch überlegen, wie der  Cap geladen werden soll

Könntest du mir das wirklich genau erklären wie ich das schalten soll 
oder mir einmal diese Schaltung benennen. Wäre super. Denn scheinbar hab 
ich bis jetzt viel zu kompliziert gedacht. Dachte an einen MOSFET aber 
nirgendswo finde ich einen in der Variante Verarmungstyp.

von Harald W. (wilhelms)


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Lamby L. schrieb:

> Könntest du mir das wirklich genau erklären wie ich das schalten soll
> oder mir einmal diese Schaltung benennen.

Du solltest hier Dein ganzes Konzept vorstellen und nicht einen
Teilbereich. Grundsätzlich gilt: Hat man zwei Spannungsquellen
und einen Verbraucher, so kann man von jeder Spannungsquelle
eine Diode zum Verbraucher schalten. Die Quelle mit der höheren
Spannung liefert dann die Energie an den Verbraucher. Von einer
"Schaltung" kann man bei zwei Bauelementen wohl kaum sprechen.
Gruss
Harald

von Lamby L. (casual)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Du solltest hier Dein ganzes Konzept vorstellen und nicht einen
> Teilbereich. Grundsätzlich gilt: Hat man zwei Spannungsquellen
> und einen Verbraucher, so kann man von jeder Spannungsquelle
> eine Diode zum Verbraucher schalten. Die Quelle mit der höheren
> Spannung liefert dann die Energie an den Verbraucher.

Ok, in der Hinsicht hab ich wohl tatsächlich nur einen Teilbereich 
genannt.
Naja, was hinzuzufügen wäre: Es ist ein kleines Solar-Auto was durch 
einen Tunnel fahren soll.

Also verstehe ich das richtig. Ich brauche lediglich Dioden davor zu 
schalten. Ich denke mal damit sich der Kondensator nicht in den 
Solarzellen entlädt. Und das Steuern, welche Spannungsquelle sozusagen 
beansprucht wird, passiert automatisch? Denn meine Befürchtung war, dass 
der Kondensator sich schon vor dem Tunnel entlädt, weil er ja die ganze 
Zeit angeschlossen ist. :)

von Microman (Gast)


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Hast du mal die Tipps oberhalb gelesen, wie lange denn der Kondensator 
den Strom liefern kann? Hast du das mal ausgerechnet?

Wie lang ist denn dein Tunnel, kommst du damit durch?

Ansonsten wäre es ja fast eine Überlegung wert mit einem kleinen Akku zu 
arbeiten. Aber ohne zu wissen was du machen willst wirds schwer.

Sag doch mal etwas mehr zum Rahmen des Autos... wofür weshalb warum.

von Harald W. (wilhelms)


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Microman schrieb:

> Wie lang ist denn dein Tunnel, kommst du damit durch?

Vielleicht wirds ja ein Testfahrzeug für den neuen Gotthard-Basistunnel. 
:-)

Als Schaltung würde ich den Motor einfach parallel zum Kondensator
schalten und die Solarzelle mit einer Schottkydiode in Reihe
ebenfalls parallel. Rein vom Gefühl her müsste der Kondensator
sogar bei einem kleinen Modell wenigstens um den Faktor 10 grösser
sein. Aber wie schon Microman schrieb: Ohne genauere Info kann man
die Dimensionierung nur schwer abschätzen.
Gruss
Harald

von Lamby L. (casual)


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Das ganze ist für einen Wettbewerb. Ein, am besten leichtes, Solarauto 
soll konstruiert werden. Solarzellen sind vorgegeben und auch der 
Kondensator, der benutzt werden darf. Das auto soll auf einer 10m langen 
Bahn fahren. in der Mitte befindet sich ein 1m langer Tunnel. Der 
schnellste gewinnt. :)

Aber wollte ja nur wissen, wie ich dafür sorge, dass sich der 
Kondensator nur im Tunnel entlädt.

Bild: 
http://www.conrad.de/medias/global/ce/1000_1999/1600/1640/1640/164070_SZ_00_FB.EPS_1000.jpg

Also löte ich jetzt simpel den Kondensator an 1, den Motor an 2 und die 
Solarzelle an 3 ?

Dann entlädt sich der Kondensator nicht während die Solarzellen Spannung 
liefern. Er entlädt sich er im Tunnel wenn die Solarzellen keine 
Spannung liefern. Richtig? :)

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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So:
     Diode
   +--|>|--+------+
   |       |      |
 Solar  Goldcap Motor
   |       |      |
   +-------+------+

Aber erhoffe dir nicht zu viel von so einem winzigen Kondensator, ein 
Schwungrad am Motor wäre effektiver.

von Harald W. (wilhelms)


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Lamby L. schrieb:

> Das auto soll auf einer 10m langen Bahn fahren.
> in der Mitte befindet sich ein 1m langer Tunnel.

Das wird knapp. Ich würde Beleuchtung in den Tunnel bauen. :-)


> Aber wollte ja nur wissen, wie ich dafür sorge, dass sich der
> Kondensator nur im Tunnel entlädt.

Das ist unwichtig. Wichtiger ist, das sich der Kondensator auf
9m Strecke genügend auflädt. Da eine geringe Lebensdauer des Kos
wohl keine Rolle spielt, würde ich auf die eigentlich nötige
Spannungsbegrenzung für ihn verzichten.

> Also löte ich jetzt simpel den Kondensator an 1, den Motor an 2 und die
> Solarzelle an 3 ?
>
> Dann entlädt sich der Kondensator nicht während die Solarzellen Spannung
> liefern. Er entlädt sich er im Tunnel wenn die Solarzellen keine
> Spannung liefern. Richtig? :)

Richtig. Und wo lädt er sich auf?
Gruss
Harald

von Lamby L. (casual)


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Also den Kondensator dürfen wir vorher kräftig aufladen. :)

von Lamby L. (casual)


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Danke für die Hilfe. :)

von Hansmann (Gast)


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> Danke für die Hilfe. :)

Nicht so schnell: was MaWin gezeichnet funktioniert nicht, da die 
Solarzelle 12 V liefert und der Goldcap nur 5,5 V verträgt.

von Lamby L. (casual)


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ok also wie muss ich das verbauen ? :/

von Lamby L. (casual)


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MaWin schrieb:
> So:
>      Diode
>    +--|>|--+------+
>    |       |      |
>  Solar  Goldcap Motor
>    |       |      |
>    +-------+------+
>

Beziehungsweise ergänze ich diese Schaltung noch um eine Diode zwischen 
Goldcap und Knotenpunkt. Somit fließt keine Strom von Solar durch 
Goldcap.

So jetzt aber nochmal vielen vielen Dank für eure nette Hilfe. :)

mfg Lamby

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Lamby L. schrieb:
> Beziehungsweise ergänze ich diese Schaltung noch um eine Diode zwischen
> Goldcap und Knotenpunkt. Somit fließt keine Strom von Solar durch
> Goldcap.
Und wie soll dann der Goldcap geladen werden? Und vor Allem: diese 
Diode bringt Verluste mit sich...

: Bearbeitet durch Moderator
von Harald W. (wilhelms)


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Lothar Miller schrieb:

> Und wie soll dann der Goldcap geladen werden? Und vor Allem: diese
> Diode bringt Verluste mit sich...

Die weiter oben erwähnte Voraufladung des Cs bringt jedenfalls bei
der geringen Kapazität so gut wie nichts. Und eine weitere Diode in
MaWins Schaltung bringt nur Verluste und keinerlei Vorteile.
Gruss
Harald

von Dennis K. (scarfaceno1)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Richtig. Und wo lädt er sich auf?
> Gruss
> Harald

Ich denke das ist ein Verweis auf mangelnde Vorbereitung des TE?

Sehe ich auch so.
Ich will den Wettbewerb gewinnen -> Wer baut meine Lösung?
Fehlendes Grundverständnis.

Eigene Leistung ist bei dem Wettbewerb gefragt, denke ich.

Zumindest 3 Dinge sollten mal Ansatzweise gelesen werden:
Grundlagen über Spannung / Strom
Grundlagen Kondensator
Grundlagen Diode

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ich würde sogar sowas nicht ganz abwegig finden:
1
    +-------+------+
2
    |       |      |
3
  Solar  Goldcap Motor
4
    |       |      |
5
    +-------+------+

: Bearbeitet durch Moderator
von Harald W. (wilhelms)


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Lothar Miller schrieb:

> Ich würde sogar sowas nicht ganz abwegig finden:
>
1
>     +-------+------+
2
>     |       |      |
3
>   Solar  Goldcap Motor
4
>     |       |      |
5
>     +-------+------+
6
>

Ja, man muss dann die Verluste durch den Rückstrom der Solarzelle
gegen die Verluste in der Diode abwägen.

von Frank M. (frank_m35)


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In Fällen der direkten Parallelschaltung wirst du nicht gewinnen können.
Der Goldcap wird vorgeladen, d.h. er hat 5.5V. Wenn du nun startest und 
deine Solarzelle 12V liefert, so wird die Solarzelle sowohl den Motor 
antreiben als auch den Kondensator weiter aufladen. D.h. der Motor wird 
mit 5.5V betrieben, vielleicht ein bisschen mehr.

Ohne Kondensator würde der Motor mit 12V betrieben werden, wodurch das 
Auto deutlich flotter fahren würde.

Da der Kondensator schon aufgeladen ist, musst du ihn während der Fahrt 
nicht aufladen. Im Gegenteil, es wäre dumm ihn aufzuladen, da der Motor 
vielleicht länger durch die zusätzlich gesicherte Energie fahren würde, 
aber auch deutlich langsamer.

So würde ich es vermuten. Praktisch musst du es einmal testen.


Daher würde ich den Kondensator schalten, über einen Logic Level Mosfet 
mit einem sehr geringen Widerstand.
Ob man sie Solarzelle abschalten muss, musst du testen. Idealerweise 
nicht um die Verluste, die durch einen Schalter zwangsläufig entstehen 
zu vermeiden.

Google nach 'sprut mosfet' und schau dir die Beschreibung und Auswahl zu 
Mosfets an. Am einfachsten wird es vermutlich mit einem P Kanal Mosfet 
funktionieren, da dieser Sperrt wenn die Spannung am Gate (Solarzelle) 
identisch zur Spannung an Source (Kondensator) ist und leitend wird wenn 
die Solarzelle zu wenig Spannung liefert

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ja, man muss dann die Verluste durch den Rückstrom der Solarzelle
> gegen die Verluste in der Diode abwägen.
Diese Verluste sind im hier vorliegenden Fall m.E. vernachlässigbar...

Frank M. schrieb:
> Ohne Kondensator würde der Motor mit 12V betrieben werden, wodurch das
> Auto deutlich flotter fahren würde.
Wenn das dem Motor nur nicht zu viel ist,
denn Lamby L. schrieb:
>>> Der Motor ist ein kleiner Solarmotor "rf 300"
>>> (Spannungsbereich: 0,4 - 5,9 V Anlaufstrom: 25 mA)

von Frank M. (frank_m35)


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> Frank M. schrieb:
>> Ohne Kondensator würde der Motor mit 12V betrieben werden, wodurch das
>> Auto deutlich flotter fahren würde.
> Wenn das dem Motor nur nicht zu viel ist,
> denn Lamby L. schrieb:
>>>> Der Motor ist ein kleiner Solarmotor "rf 300"
>>>> (Spannungsbereich: 0,4 - 5,9 V Anlaufstrom: 25 mA)

Ach menno.
Ja dann, mach es wie Lothar vorgeschlagen hat. Anders geht es ja gar 
nicht um die Spannung nicht zu überschreiten.

Dann musst du halt beim Aufbau des Autos tunen. D.h. geringe 
Reibungswiderstände, geringes Gewicht.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Frank M. schrieb:
> Anders geht es ja gar nicht um die Spannung nicht zu überschreiten.
Da sollte evtl. sogar noch eine Z-Diode rein, um die 6V nicht zu 
überschreiten...

Und dann würde ich den Kondensator doch einfach parallel laden (ist ja 
genug Leistung und Spannung da):
1
   .-------o-------------->|---o-----.
2
   |       |                   |     |
3
   |+      '--==---o----o->|---o     |
4
  ===       100R   |    |      |     |
5
   |              ,-   ===    ,-    Motor
6
   |               ^    |      ^     | 
7
   |               |    |      |     |
8
   '---------------o----o------o-----'
9
                  5V6         6V2
Denn damit fährt das Auto gleich bei Lichteinfall los und hat den 
Kondensator dann bis zum Tunnel hoffentlich weit genug geladen...

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