Anwendung Grundlagen - Vorwiderstand / Leistung

Hallo,

ich habe eine Frage zu folgender Situation:

  • Netzteill mit 12V DC und 1 A
  • Pumpe mit 5V DC und 2,3 W

Sind die folgenden Gedanken dazu richtig?

Strombedarf für die Pumpe:
P=U*I
I=P/U = 2,3 W/5 V = 0,46 A

Netzteil ist von der Leistung her ausreichend (12V*1A=12W).

Das Netzteil mit 12V besitzt für die Pumpe zur direkten Ansteuerung zuviel Spannung, dU=7V zuviel.
Jetzt könnte man, analog zum Vorwiderstand einer LED, einen Widerstand einsetzen:

dU=7V bei einem Strom von 0,46A
U=R*I
R=U/I =7V/0,46A =15 Ohm

Wenn man also theoretisch solch einen Aufbau vornimmt:
Vcc - 15 Ohm - Pumpe - GND
würde die Pumpe den korrekten Spannungsabfall haben.

Allerdings muss man nun noch die Verlustleistung des Widerstandes betrachten:
P=UI = 7V0,46 = 3,22W

Der Widerstand wird also sehr warm.

Ist das alles so korrekt? Gibt es irgendwo fehler? Vermutlich wird durch den 15 Ohm Widerstand auch der Strom kleiner, da sich der Gesamtwiderstand erhöht. Somit sind die unteren Betrachtungen nicht ganz korrekt, oder? Kann ich den neuen Strom ausrechnen?

Wenn jemand einmal darüberschauen könnte, wäre ich euch dankbar!

Gruß!

Nein, die Rechnung ist nicht korrekt!

Die Pumpe ist ein dynamischer Widerstand. Damit ist das Verhalten der Schaltung dynamisch.

Vorschlag 1: Setze einen StepDown Wandler dazwischen. Der kann es ausregeln. Nur ca 20% Verluste.

Vorschlag 2: Verwende PWM zur Ansteuerung.

Hallo,

danke für die Antwort.

Wäre die Rechnung für einen konstanten Widerstand korrekt, bzw. der Grundgedanke richtig?

Ist die Pumpe ein dynamischer Widerstand, da ich durch unterschiedliche Last- bzw. Stromaufnahme intern andere Widerstände erhalte?

Gruß!

Ja, deine Rechnung scheint mir korrekt zu sein.

Aber halt eben die Dynamik....

Ich gehe mal davon aus, dass das ein Motor mit Permanetfeld und Bürsten ist

Der Motor wirkt auch als Generator.

Im Loslaufmoment ist der Generator noch aus. Der Motor zieht ca das 10fache seines nenn Betriebsstromes.

Mit steigender Drehzahl, wird der Generator leistungsfähiger und die Stromaufnahme sinkt. Es wird sich ein Gleichgewicht einstellen. Zumindest sollte es so sein! Aber dein Widerstand wird das wirksam verhindern. Im Leerlauf geht der Motor bis in die Selbstzerstörung. Denn die 12V sind zuviel

Spannungsteiler aus 2 Glühbirnen?

6V wären Für den Motor bestimmt noch ok.

+12V I I Birne I_____+6VMotor_GND I Birne I I GND

Birnen könnte man mit jeweils etwa 20W probieren. Oder hab ich da jetzt n Denkfehler?

Die bessere Lösung wäre natürlich ein Stepdown.

Zuerstmal ist zu klähren welchen Motor die Pumpe hat. Es kammt ein Gleichstrommotor mit Bürsten und ein bürstenloser Gleichstrommotor in Frage. Die U/I Charakteristiken sind sehr verschieden.

Den Bürstenmotor kenne ich besser. Der Anlaufstrom ist durch den Wicklungswiderstand und die Spannungsverluste an den Bürsten/Kollektor gegeben. Diesen Widerstand kann man einfach mittels Ohmmeter an den Klemmen messen. Er ist aber wahrscheinlich zu klein um ihn mit einem normalen Multimeter genau genug zu messen. Der gleiche Widerstand ist zuständig für den Kurzschlußstrom (Rotor blockiert und Nennspannung an klemmen) Das Netzteil muß den Anlaufstrom aufbringen können. Durch die Drehung wird eine Gegenspannung induziert (der Generator den combie nennt) und so verringert sich dier Strom.

Bürstenlose Motore verhalten sich anders weil die Motorelektronik die Wicklungen ansteuert. Zu diesen kann ich wenig sagen.

Ein Vorwiderstand ist eine Möglichkeit den Motor an einer höheren Spannung anzuschließen, auch wenn am Widerstand viel mehr Leistung verloren geht als der Motor auf der Achse abgibt. Deine Rechnug basiert daß der Motor mit nennleistung beaufschlagt wird. Ist das wirklich der Fall?

PWM mit einer höheren Spannung rate ich ab.

Betreibe den Motor/Pumpe mit Nennspannung.

Grüß Uwe

schUk0: Spannungsteiler aus 2 Glühbirnen?

Glühbirnen sind auch wieder nicht konstante Widerstände sondern Kaltleiter. Die angegebene Leistung gilt wenn sie leuchten. Darum funktioniert Dein Vorschlag nicht richtig.

Grüße Uwe

uwefed: Bürstenlose Motore verhalten sich anders weil die Motorelektronik die Wicklungen ansteuert. Zu diesen kann ich wenig sagen.

in dem Fall wäre zu prüfen, welche Spannung die Elektronik aushält. Sie könnte bei 12V statt 5V durchbrennen.

Anstelle eines Widerstandes könnte man einen lin. Spannungsregler (7805) nehmen. Der verbrät auch die Leistung wie der Vorwiderstand, hält aber die Spannung unabhängig von der Last konstant. Besser ist noch ein Spannungswandler, da er wesentlich geringere Verluste hat. Das sind für mich die einzig wirklich sinnvollen Optionen.

theev: - Netzteil mit 12V DC und 1 A - Pumpe mit 5V DC und 2,3 W

Warum so ein unpassendes Netzteil? Warum nicht ein 5V/2A Netzteil?

Wie steuerst Du die Pumpe an? Über Relais?

Wenn nicht, wäre die Lösung mit einen Step-Down besser. Die meisten Step-downs haben ein Chip mit einem Enable-pin, das vom Arduino gesteuert werden kann. So spart man sich viel Bauteile. Das Pin wird meistens nicht herausgeführt, es ist aber kein große Hexerei daran zu kommen.

Hallo,

ich habe leider grad kein 5V Netzteil zur Hand und wollte mir anders helfen. Werde mir Montag ein 5V/1A Netzteil kaufen, dann lasse ich die Experimente und mache es lieber "sauber".

@uwefed: Ich habe einfach die Nennleistung angenommen, da mir das Netzteil groß genug erschien und mir das Typenschild die Betriebspunkte verraten hat. Gemessen habe ich es nicht.

Ich danke Euch allen für die Antworten!

Gruß!

Kauf ein 5V 2A Netzteil. Grüße Uwe

Hallo,

wie kommt ihr auf ein 2A Netzteil?

2,3W/5V=0,46A - 1A wäre ausreichend und doppelt so stark. Warum hier ein 2A Netzteil vorsehen?

Vielen Dank!

Überlesen?

combie: Im Loslaufmoment ist der Generator noch aus. Der Motor zieht ca das 10fache seines nenn Betriebsstromes.

Und zehnfach, ist noch optimistisch. Kann auch gut das zwanzigfache sein. Aber du hältst ja das Datenblatt deiner Pumpe geheim.....

Das Netzteil muss soviel Power haben, dass der Motor auf Drehzahl kommen kann.

Hallo,

den Kurzschluss zum stärken Netzteil habe ich nicht gezogen.

Dankeschön für die Informationen.

Ein Datenblatt direkt habe ich nicht, nur den Amazon-Artikel: https://www.amazon.de/gp/product/B01FTL6H8S/ref=oh_aui_detailpage_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

"Bürstenlose, Permanentmagnet -Rotor"

Danke Euch!

Gruß!

"Bürstenlose, Permanentmagnet -Rotor"

Tja.... (warum nicht sofort so?) Dann ist alles was ich gesagt habe hinfällig.

Bis auf: Dein Widerstand hat höchstwahrscheinlich eine tödliche Wirkung auf die Pumpe.

Ins besondere, auf die Elektronik da drin. Offensichtlich ein Mehrphasiger Synchonmotor. Hat also eine Art "Drehstrom erzeugende Elektronik" eingebaut.

Nein, über das Anlaufverhalten "dieser" Pumpe kann ich dir nichts sagen.

theev: Hallo,

Ein Datenblatt direkt habe ich nicht, nur den Amazon-Artikel: https://www.amazon.de/gp/product/B01FTL6H8S/ref=oh_aui_detailpage_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

Du hast aber immer noch nicht verraten, wie du den Motor ansteuern willst.

Ich kann mich combie nur anschließen. Auch ich habe keine Erfahrung mit bürstenlosen Motoren. Der Anlaufstrom müßte aber sehr viel kleiner sein als bei Bürstenmotoren. 1A müßten reichen.

Das Angebot dieses Marktplatzes ist erwartungsgemäß kanusrig mit Infos und vor allem Daten. Hab aber "USB-Schnittstelle," in der Beschreibung gefunden, was wenn es richtig ist, in jedem Moment auf einen Strom von unter 05,A schließen läßt.

Grüße Uwe

Vom gleichen Hersteller gibts die DC30E, für 12V. Mehr Leistung, weniger Aufwand, fürs gleiche Geld.

Ja, witzig, mit dem "USB Pumpe" ...

Ob da wohl ein einfacher Händi Lader reicht? Ich denke mal ja...

Hallo,

die Ansteuerung erfolgt über einen L298N-Treiber. Das funktionier soweit auch alles 1a - benötige nur noch ein neues Netzteil am Montag.

Danke Euch!

die Ansteuerung erfolgt über einen L298N-Treiber

. Nicht, dass das nicht funktionieren würde... :o Aber eine Vollbrücke, wo doch schon eine Halbbrücke zuviel wäre. :o Eine 1/4 Brücke reicht dicke!