Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12V auf 11,2 V reduzieren bei wechselnder Polarität


von Axel S. (lernwillig)


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Hallo zusammen! Ich bin elektronik Einsteiger und benötige Hilfe für 
mein aktuelles Projekt. Ich versuche gerade einen TV Lift zu bauen. 
Hierzu habe ich zwei Linearmotoren mit jeweils 80cm Auszug im Morgenland 
gekauft und eine Motorsteuerung
Die Hubsäulen sollten jeweils mit 20mm/s ausfahren. Tatsächlich ist eine 
aber schneller als die andere. 37s zu 39s bis zum Vollauszug. Die Säulen 
müssen aber synchron laufen. Ich habe mal mit verschiedenen Spannungen 
experimentiert. Wenn die langsamere Säule mit 12 V läuft und ich die 
schnellere mit 11,3 Volt betreibe kommen sie gleichzeitig an.

Mit welchem Bauteil kann ich die Spannung für einen Linearmotor 
runterregeln? Ich habe mir einen LM2596 DC-DC adjustable 
Step-Down-Schaltregler besorgt. Was ich nicht bedacht habe -aufgrund der 
wechselnden Polarität funktioniert dieser natürlich nur in eine 
Richtung. Das gleiche Problem mit einer Diode. Aber der TV sollte ja 
aus- und eingefahren werden...
Ich hoffe ich konnte das Problem einigermaßen verständlich erklären und 
bin sehr dankbar über einen Tip.


Hier die bisherigen Bauteile:

Linear Aktuatoren:

https://de.aliexpress.com/item/Beste-schwere-Linearantrieb-12-V-24-V-800mm-Hub-1500N-last-80-mm-s-geschwindigkeit-antrieb/32839785309.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.362udx

Motorsteuerung:

https://www.ebay.de/itm/DC12-24V-Wireless-Positive-Inversion-Remote-Motorsteuerung-für-Linear-Actuator/371330722501?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2057872.m2749.l2649

1 Stück LM2596 DC-DC adjustable Step-Down-Schaltregler with 
LED-Voltmeter

von Christian K. (Gast)


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Koppel die Antriebe mit einem Zahnriemen. Alles andere ist Murks und 
wird eher früher wie später Klemmen.

von Falk B. (falk)


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@ Axel S. (lernwillig)

>Die Hubsäulen sollten jeweils mit 20mm/s ausfahren. Tatsächlich ist eine
>aber schneller als die andere. 37s zu 39s bis zum Vollauszug. Die Säulen
>müssen aber synchron laufen.

Dann muss man sie WIRKLICH synchronisieren. Entweder durch mechanische 
Kopplung (Zahnriemen, Getriebe) oder elektrisch durch einen Drehgeber 
auf den Achsen und eine (Schritt)motorsteuerung.

>Mit welchem Bauteil kann ich die Spannung für einen Linearmotor
>runterregeln? Ich habe mir einen LM2596 DC-DC adjustable
>Step-Down-Schaltregler besorgt.

Kann man machen.

> Was ich nicht bedacht habe -aufgrund der
>wechselnden Polarität funktioniert dieser natürlich nur in eine
>Richtung.

Das reicht doch. Man regelt erst runter und macht DANACH die 
Polaritätsumschaltung.

>>https://de.aliexpress.com/item/Beste-schwere-Linea...

Da muss man irgendwie versuchen, einen minimalen Sensor anzubauen, der 
die Umdrehungen im Getriebe mißt. Man kann es VIELLEICHT auch mit einer 
einstellbaren Spannung hinfrickeln, aber das ist wahrscheinlich nicht 
stabil. Das geht ne Weile und wenn ein Motor schwergängiger wird, klemmt 
es wieder.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Das gleiche Problem mit einer Diode.

Nimm 2

von Axel S. (lernwillig)


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Hey Christian, danke für deine schnelle Antwort. Die Idee ist toll. Die 
Antriebe liegen etwa 1,5m auseinander. Die Zahnräder sind - zumindest 
für mich -  leider unzugänglich. Ich fürchte da reicht leider mein 
Know-How nicht aus.
Gibt es andere - zur Not "Murks" Ideen?

von Falk B. (falk)


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Man könnte versuchen, beide Motoren mit konstantem Strom statt 
konstanter Spannung zu betreiben. Das könnte dem Gleichlauf entgegen 
kommen.

Deutlich aufwändiger und nix für "Maker" wäre eine sensorlose 
Drehzahlmessung über den schwankenden Motorstrom (mechanischer 
Kommutator).
Das wäre allerdings im Endeffekt stabiler.

von Falk B. (falk)


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von Axel S. (lernwillig)


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Falk B. schrieb:
> Das reicht doch. Man regelt erst runter und macht DANACH die
> Polaritätsumschaltung.

Erstmal vielen Dank für die Ideen! Die Motorsteuerung steuert beide 
Motoren.
Wenn ich davor runter Regel sind beide Motoren betroffen. Ich vermute 
die Steuereinheit ist eigentlich nur für einen Motor konzipiert. Er hat 
auch nur einen Ausgang den ich teile.

Falk B. schrieb:
> Man könnte versuchen, beide Motoren mit konstantem Strom statt
> konstanter Spannung zu betreiben. Das könnte dem Gleichlauf entgegen
> kommen.

Das Überfordert mich gerade. Wie könnte das Schaltungs- bzw. 
Bauteiltechnisch aussehen?

von Falk B. (falk)


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@Axel S. (lernwillig)

>> Das reicht doch. Man regelt erst runter und macht DANACH die
>> Polaritätsumschaltung.

>Erstmal vielen Dank für die Ideen! Die Motorsteuerung steuert beide
>Motoren.

Das kann man ändern. Relais sind einfach und billig. Hmm. Das Ding hat 
schon sämtliche Logik eingebaut.

>die Steuereinheit ist eigentlich nur für einen Motor konzipiert. Er hat
>auch nur einen Ausgang den ich teile.

Das muss man halt aufbohren.

>> Man könnte versuchen, beide Motoren mit konstantem Strom statt
>> konstanter Spannung zu betreiben. Das könnte dem Gleichlauf entgegen
>> kommen.

>Das Überfordert mich gerade. Wie könnte das Schaltungs- bzw.
>Bauteiltechnisch aussehen?

Man braucht eine Konstantstromquelle. Aber ich bin mir nicht so 
sicher, ob Konstantstrombetrieb hier wirklich die Lösung ist.

Versuchen wir es lieber mit der getrennten Spannungssteuerung.
Der Ansatz hier ist einfach und einen Versuch wert.

Beitrag "Re: 12V auf 11,2 V reduzieren bei wechselnder Polarität"

Damit werden einem Motor polaritätsunabhänig ca. 0,7V geklaut. Wenn das 
nicht reicht, nimm man nochmal 2 Dioden mehr. Einfach 3A Dioden sind 
ausreichend.

https://www.reichelt.de/1N-UF-AA-Dioden/1N-5400/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=1745&GROUPID=2987&artnr=1N+5400&trstct=pol_1

von MaWin (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Man könnte versuchen, beide Motoren mit konstantem Strom statt
> konstanter Spannung zu betreiben. Das könnte dem Gleichlauf entgegen
> kommen.

Nein, gerade bei Gleichstrommotoren nicht, Spannung = Drehzahl und Kraft 
= Strom, man will gleiche Drehzahl, braucht also gleiche Spannung.

Trotzdem drehen sie nie genau gleich, der Pfusch mit Spannungsreduktion 
taugt also nicht.
Zahnriemen finde ich auch am einfachsten.
Synchronisierung der Motoren durch Indeximpuls pro Umdrehung und PLL zur 
Gleichlauferzwingung übersteigt sicher Axels Fähigkeiten.
Da ware ein Schrittmotorantrieb einfacher, aber was machen 
Portalfräsenbauer die dummerweise 2 Motoren verwendet haben mit den 
unvermeidlich Schrittfehler (der eine links, der andere rechts) beim 
Abschalten, die das Portal im Laufe der Zeit schräg verziehen bis es 
klemmt: Sie nehmen Zahnriemen

von Axel S. (lernwillig)


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Falk B. schrieb:
> Oder die Mechanik umbauen und nur einen Motor mittig nutzen.

Das wäre mir die liebste Lösung. Der Lift wird allerdings in eine 12cm 
dicke Wand eingebaut. (Wenn der TV unten ist wird's zum Fenster) Der TV 
ist auf einer Multiplexplatte mit flacher Wandhalterung montiert. Zwei 
Linearführung sorgen dafür dass er nicht wackelt. Mittig ist einfach 
kein Platz mehr und eine Säule außen wahrscheinlich zu schwach.

von Axel S. (lernwillig)


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MaWin schrieb:
> Sie nehmen Zahnriemen

Jetzt mal im ernst. Kann ich diese kleinen "Motor-Tuben" aufmachen und 
die Zahnräder irgendwie mit einem 1,5 m langen Zahnriemen verbinden? Ich 
kann mir das gerade speziell mit diesen Linear-Motoren überhaupt nicht 
vorstellen. Hat hier jemand so ein ding schon mal aufgeschraubt und das 
gemacht?

von Falk B. (falk)


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@Axel S. (lernwillig)

>    TV-Lift.jpg

>> Oder die Mechanik umbauen und nur einen Motor mittig nutzen.

>Das wäre mir die liebste Lösung.

Sollte eigentlich leicht machbar sein. Der Motor ist nur 40mm breit. 
Wenn man den am oberen Rand des TVs angreifen läßt, wie der Nagel bei 
einem Bild, hat man keine Probleme mit der Statik. Viele TVs (alle) 
haben ja auch schon Aufhängepunkte und diverse Mechaniken auf der 
Rückseite.

>ist auf einer Multiplexplatte mit flacher Wandhalterung montiert.

Das ist zwar einfach, aber wahrscheinlich auch eher dick. Da muss man 
was anders machen.

> Zwei
>Linearführung sorgen dafür dass er nicht wackelt.

Naja, das kriegt man mit Know How auch mit einer Säule hin. Es gibt ja 
auch Einarmhalterungen für Motoräder.

> Mittig ist einfach
>kein Platz mehr

Den muss man finden. Z.B. indem man die Trägerplatte halbiert und in der 
Mitte Platz für den Motor läßt. Du brauchst ja keine Platte, 
wahrscheinlich reicht ein Querträger aus Vierkant oder L-Profil.

> und eine Säule außen wahrscheinlich zu schwach.

Dann musst du das Kippmoment abfangen. Das wird häßlich. Rein von der 
Hubkraft ist es gleich. Das Ding schafft 130kg! Da kannst du 10 
Flachbildschirme anheben!

von Falk B. (falk)


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@ Axel S. (lernwillig)

>Jetzt mal im ernst. Kann ich diese kleinen "Motor-Tuben" aufmachen und
>die Zahnräder irgendwie mit einem 1,5 m langen Zahnriemen verbinden?

Nicht wirklich.

von Axel S. (lernwillig)


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Falk B. schrieb:
> Beitrag "Re: 12V auf 11,2 V reduzieren bei wechselnder Polarität"
>
> Damit werden einem Motor polaritätsunabhänig ca. 0,7V geklaut. Wenn das
> nicht reicht, nimm man nochmal 2 Dioden mehr. Einfach 3A Dioden sind
> ausreichend.
>
> 
https://www.reichelt.de/1N-UF-AA-Dioden/1N-5400/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=1745&GROUPID=2987&artnr=1N+5400&trstct=pol_1

Danke dir! Das probiere ich auf jeden Fall aus.

von Hajo Koller (Gast)


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Axel S. schrieb:
> eine Säule außen wahrscheinlich zu schwach.

Ja, vielleicht auch - wenn es sich nicht eh verklemmen würde dann. Um 
dem Verklemmen entgegenzuwirken, müßte schon eine Führung her - also 
eine überlange Führungsstange mit zwei gleitenden Fixpunkten. Vergiß es 
vielleicht lieber ganz (also noch mehr... :), eine außen zu machen.

Aber das mit Svens antiparallelen Dioden sieht doch gut aus - man muß 
nur welche finden, die bei Nennstrom die gewünschten 0,7 (oder waren es 
0,8?) Volt Vorwärtsspannung haben.

"Über die Zeit aufschaukeln" kann sich dabei ja nichts - es sind ja 
Endschalter verbaut, oder?

von Hajo Koller (Gast)


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Oh - zu spät, hast Dich eh schon entschieden. Gut! :)

von Falk B. (falk)


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Bastler mit McGyver-Faible würden trotzdem das Getriebe öffnen und an 
das Ritzel vom Motor einen kleinen induktiven Geber bauen um die 
Umdrehungen zu zählen. Das ist aber deutlich aufwändiger und 
überschreitet deinen Kenntnisstand.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Beitrag "Re: 12V auf 11,2 V reduzieren bei wechselnder Polarität"
>>
>> Damit werden einem Motor polaritätsunabhänig ca. 0,7V geklaut. Wenn das
>> nicht reicht, nimm man nochmal 2 Dioden mehr. Einfach 3A Dioden sind
>> ausreichend.
>>
>>
> 
https://www.reichelt.de/1N-UF-AA-Dioden/1N-5400/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=1745&GROUPID=2987&artnr=1N+5400&trstct=pol_1
>
> Danke dir! Das probiere ich auf jeden Fall aus.

Und täglich grüßt das Murmeltier.

von Falk B. (falk)


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@der schreckliche Sven (Gast)

>Und täglich grüßt das Murmeltier.

Wieso? Ich hab nicht "gegutenbergt" sondern auf deinen Beitrag verlinkt.

von Axel S. (lernwillig)


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Falk B. schrieb:
> Den muss man finden. Z.B. indem man die Trägerplatte halbiert und in der
> Mitte Platz für den Motor läßt. Du brauchst ja keine Platte,
> wahrscheinlich reicht ein Querträger aus Vierkant oder L-Profil.

Ein Vierkantrohr ist oben auf die Multiplexplatte aufgeschraubt und 
steht auf beiden Seiten 5cm über um die Hubsäulen aufzunehmen.

Falk B. schrieb:
>>ist auf einer Multiplexplatte mit flacher Wandhalterung montiert.
>
> Das ist zwar einfach, aber wahrscheinlich auch eher dick. Da muss man
> was anders machen.

Das würde sicher anders, einfacher und leichter gehen. Die Rückwand hat 
nur auch die Funktion die fehlende Wand zu ersetzen.

Ich hätte hier auch noch einen Raspberry Pi samt Raspirobot V3. Meint 
ihr man könnte das Grundproblem auch Softwaretechnisch lösen?

von Alex G. (dragongamer)


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Hast du die Linearantriebe eigentlich unter Last gemessen, oder einfach 
so freistehend?
Das kann nämlich einen deutlichen Unterschied in Sachen Hubzeit 
bedeuten.

von Falk B. (falk)


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@ Axel S. (lernwillig)

>Ein Vierkantrohr ist oben auf die Multiplexplatte aufgeschraubt und
>steht auf beiden Seiten 5cm über um die Hubsäulen aufzunehmen.

Dann hast du doch schon fast alles.

>Das würde sicher anders, einfacher und leichter gehen.

Siehe Anhang!

>Ich hätte hier auch noch einen Raspberry Pi samt Raspirobot V3. Meint
>ihr man könnte das Grundproblem auch Softwaretechnisch lösen?

Nein, dazu braucht man die oben genannten Sensoren.

von Axel S. (lernwillig)


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Hajo Koller schrieb:
> "Über die Zeit aufschaukeln" kann sich dabei ja nichts - es sind ja
> Endschalter verbaut, oder?

Ja, Endschalter sind verbaut.

der schreckliche Sven schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Das gleiche Problem mit einer Diode.
>
> Nimm 2

Lieber Sven, danke! :-)Das Murmeltier hat geschlafen

von Axel S. (lernwillig)


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Falk B. schrieb:
> Siehe Anhang!

:-) Ok, überzeugt! Werde den Plan nochmals überdenken und überarbeiten!

Vielen Dank für die vielen hilfreichen Ideen!

von lernwillig (Gast)


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Alex G. schrieb:
> Hast du die Linearantriebe eigentlich unter Last gemessen, oder einfach
> so freistehend?
> Das kann nämlich einen deutlichen Unterschied in Sachen Hubzeit
> bedeuten.

Auch noch ein guter Punkt. Habe sie tatsächlich noch nicht unter Last
gemessen.

von Dieter (Gast)


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Wenn alles nicht geht, dann hilft nur noch ein ARDUINO UNO mit 
Winkelsensor, und steuersr damit die beiden Motoren unterschiedlich.


https://www.voelkner.de/categories/13149_13262_14014/Bauelemente/Sensoren/Neigungssensoren-Winkelsensoren.html

von Klaus (Gast)


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Eigentlich geht es ja nicht darum, die Antriebe gleich schnell laufen zu 
lassen. Sondern es geht darum, daß der Fernseher waagerecht bleibt und 
der Lift nicht verkantet und sich verklemmt. Ob der Fernseher 
waagrerecht ist, läßt sich mit einem Accelerometer leicht feststellen. 
Ne Wasserwaagen-App tut das. Module dazu gibt massig.

https://www.ebay.de/sch/i.html?_from=R40&_trksid=p2380057.m570.l1311.R1.TR2.TRC0.A0.H0.Xaccelerom.TRS0&_nkw=accelerometer&_sacat=0

Dann noch einen Arduino, zwei Motortreiber und ein wenig Software. Da 
kann dann auch das Fett in Lagern langsam ranzig werden, der TV sollte 
immer waagerecht sein.

MfG Klaus

von Stefan F. (Gast)


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> Ob der Fernseher waagrerecht ist, läßt sich mit einem
> Accelerometer leicht feststellen.

Ich fürchte, dass diese Methode nicht feinfühlig genug ist. Durch 
wiederholtes hin und her biegen der TV Halterung wird diese womöglich 
geschädigt oder der ganze Mechanismus verklemmt sich.

Ich hätte den Fernseher an Seile mit einer gemeinsamen Winde 
aufgehangen.

von Klaus (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ich fürchte, dass diese Methode nicht feinfühlig genug ist.

Schon mal die Wasserwaagen-App auf dem Blödfone probiert? Jeder 
Quadkopter regelt 4 Motore um das Teil waagerecht zu halten selbst bei 
Querbeschleunigungen.

MfG Klaus

von Thomas (kosmos)


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Wenn die Führungen und das Teil welches darin läuft nicht zu kurz ist 
verkantet sich auch nichts. Ich würde aber nur einen Antrieb nehmen der 
in der Mitte wirkt. Dann hast du dieses Gleichlaufproblem nicht. Pakt es 
auch ein Antrieb?

von MaWin (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Das probiere ich auf jeden Fall aus.

Warum Leute zielgenau immer von der einfach erscheinenden Lösung 
überzeugt werden auch wenn hinreichend oft darauf hingewiesen wurde dass 
die nichts taugt...

von Alex G. (dragongamer)


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MaWin schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Das probiere ich auf jeden Fall aus.
>
> Warum Leute zielgenau immer von der einfach erscheinenden Lösung
> überzeugt werden auch wenn hinreichend oft darauf hingewiesen wurde dass
> die nichts taugt...
Die Antwort ist ganz eifnach. Nicht jeder hat Lust und Zeit, DInge 
perfekt zu machen.

Also ein Versuch ist das auf alle Fälle wert.

Man könnte die Verbindung zum Fernseher auch etwas flexibel machen, 
damit es nicht gleich auf den Millimeter ankommt.

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