ich benötige Hilfe bei der Auswahl von Komponenten und der richtigen Stromversorgung zum Betrieb folgender Hardware an einem selbstgemachten Shield, welches ich mit Fritzing plane...
Hardware:
-Arduino UNO R4
-6x 9g Servos
-1x 8,5mmx20 - 3,7-5V DC Motor (ca. 300mA)
Betrieb:
-alle paar Minuten max. 2 Servos gleichzeitig für ein paar Sekunden
-der Motor soll sich NACH dem sich die Servos bewegt haben für 1-2 Sekunden kurz drehen
-Stromversorgung ggf. über Powerbank (Nebenwirkung mit dem automatischen Abschalten der Powerbank ist mir bewusst)
Servos und DC Motoren habe ich schon einzeln betrieben mit entsprechenden Shields.
Diesmal möchte ich beides auf ein eigenes Shield bringen.
Ich plane die Servos ohne zusätzliche Controller direkt anzusteuern, was auf den Steckbrett schon läuft und genug Pins sind ja vorhanden.
Den DC-Motor möchte ich über einen Transistor oder Mosfet mit entsprechendem Vorwiderstand und Sperrdiode schalten.
Problem:
Servos und Motor sollte man ja nicht über den Arduino versorgen.
Der USB vom Arduino könnte das gerade so schaffen, aber das ist mir zu knapp.
Also muss die Spannungsquelle an das Shield und ich könnte von da den Arduino mit speisen.
Am liebsten wäre mir ich komme mit 5V von einem USB-Netzteil aber am VIN brauche ich ja mindestens 7V.
Fragen:
Welche Möglichkeiten hätte ich noch das rein mit 5V umzusetzen?
Welchen Komponenten könnt ihr mir für den Betrieb des Motors empfehlen?
Ich habe mehrere Beispielschaltungen gesehen, wo sich in den Kommentaren aber teilweise widersprochen wird.
Das 5V Pin des Arduino kannst Du auch als Eingang benutzen. Dann darfst Du aber nicht gleichzeitig USB anschließen.
Ansosnsten 5V vom Netzteil in ein USB Kabel (zb kabel abschneiden) und in den USB Stecker des Arduino).
hat funktioniert und ich habe für den Lüfter statt einem Transistor und Sperrdiode einen L293D genommen, den ich noch rumliegen hatte. Ist zwar etwas "overkill" aber er hat schon den Schutz integriert, auch wenn er für 2 Lüfter reichen würde...
Hast recht, der Lüfter dreht zwar, wie ich es haben will aber scheinbar bricht die Spannung zusammen!?
Ich habe eh einen groben Fehler eingebaut. Der Arduino bekommt 12V über den Netzteilanschluss und am Vin zieh ich die 12V für den kleinen Lüfter (<300mA) aber fälschlicherweise greift mein Shield die 5V für die Servos am 5V am. Das schafft der nicht.
Funfact...Versorge ich den Arduino über PC-USB beim Programmieren. Laufen die Servos komischerweise einwandfrei. Sie werden ja einzeln und nacheinander bewegt. Ich habe nur mal ganz kurz 2 gleichzeitig aber die bewegen alle keine Last.
Die Powerbank, die ich einsetze hat 2 Ausgänge. 3A USB und 2A USB-C.
Am USB-C habe ich mit dem Adapterkabel für den Arduino 12V.
Ich würde jetzt die 2 konfektionierten Kabel am Ende kappen und 2 Anschlüsse an das Shield machen. Vom USB die 5V und vom USB-C die 12V und parallel auf Vin um den Arduino zu speisen. Die Massen müsste ich sicher verbinden.
Zum L293...ich habe im Verein noch einige Transistoren rumliegen. Und Dioden müssten auch da sein. Ich schau mal, ob was passendes dabei ist.
Viele Powerbanks haben auch 12V. Das hängt vom Kabel ab. Da ist dann was drin, was 12V anfordert statt 5. Ich habe so einen Adapter von USB-C auf den Netzteil-Port vom Arduino in der 12V Variante. Wenn ich an der Buchse messe, kommen auch 12V an.
Ja, ich könnte ihn gleich über den 5V-Pin über das Shield versorgen, wo ich die 5V aus der Powerbank habe. Dann darf ich nur nicht vergessen das zu trennen bevor ich ihn zum Programmieren an USB stecke.
Aber wenn ich richtig überlege, geht das auch nicht.
Ich nehme ja den Netzteileingang um die 12V auf das Shield zu bekommen.
Denn Adapter kann/will ich nicht zerschneiden.
EDIT: Ich glaube, dass mach ich so. Ich schneide den 12V-Adapter und reiche vom Shield die 5V an den Arduino durch. Die 12V direkt nur für den Lüfter und die Massen verbinden.
Im Kabel befindet sich ein PD-Senken-Aushandlungschip. Wenn es an einen geeigneten PD-Typ-C-Adapter angeschlossen ist, der 12 V liefern kann, chattet es mit dem PD-Quellchip im Netzteil, Sie erhalten 12 V an der DC-Fassbuchse.
Allerdings muss man aufpassen wie rum man ihn ansteckt. 180 Grad gedreht wechselt er zwischen 5 und 12V. Ab das der Adapter macht oder Teil vom USB-C Standard ist, weiß ich nicht.
Hatte mich nur gewundert, dass der Lüfter mal geht und mal die PWM nur leicht pfeift.
Der sollte eigentlich 20V liefern und nicht 12V oder 5V.
Nein, es ist egal wie man den USB C Stecker einsteckt; die PD Funktion muß immer die gleiche Spannung liefern.
Mein Ratschlag: schaue was genau auf dem Power-Pack steht. Die 20V muß das Power Pack produzieren (können), nicht der Kabel/ Adapter.
Kann das POWER Pack nur 12V liefern rate ich Dir den Kabel / Adapter nicht zu verwenden. Wenn Dir oder irgendjemanden mal einfällt ein PD Netzteil zu verwenden, da der Poweerpack leer ist dann hast Du 20V auf dem Arduino.
Und am USB-C ist es definitiv so, dass wenn ich den USB-C Stecker vom Adapterkabel drehe die Spannung zwischen 5V und 12V wechselt. Ich habe mir eine Markierung angebracht, damit ich den Lüfter auch mit 12V versorge.
Wie ich bereits schrieb würde ich mir einen Anderen Adapter zulegen. Einen für 12V oder besser 9V und einen der in beiden möglichen Einsteckpositionen die gleiche Spannung abgibt.
Außerdem auf der Powerpack sind 9V und 12V auf dem USB A (nicht USB C) Ausgang nicht zulässig. Das macht Dir jedes Gerät kaputt.
[EDIT] Es gibt an USB A noch Quick Charge, da ist eine höhere Spannung ok [/EDIT]
Wenn ich das jetzt nochmal neu designe aber bei der Powerbank bleiben will...
Versorgung hätte ich also entweder 5V/3A oder 12V/1,5A.
Variante 1:
5V Anschluss am Shield, Arduino 5V auf den 5V Pin abzweigen und einen Step-Up auf 12V in die Schaltung aufnehmen um den Lüfter für die 2-3s zu betrieben.
Variante 2:
12V am Schild. Lüfter direkt abgreifen und mit LM7805 oder Ähnlichem runter auf 5V für den Rest. Ist vermutlich einfacher wie Variante 1 umzusetzen, wenn man die Schaltung selber machen will aber man verbruzzelt halt viel zu Wärme.
@uwefed Das ich nur einen Anschluss und nicht beide gleichzeitig nutzen kann hatte ich übersehen, danke!
LM7805 ist nicht gut. Der verheizt die Differenzleistung.
Besser "Ähnlichem": einen Step Down Wandler.
Woher kommt jetzt der 12V Lüfter?
Am anfang waren es 6 Servo und ein kleiner Dc Motor 3-5V max 300mA
Ein Lüfter verbraucht nicht so viel Strom, da kann auch ein 5V Versorgung und ein Step up für den Lüfter sinnvoll sein. Außer man nimmt gleich einen 5V Lüfter.
Wie bereits gesagt; wenn Du per PD eine höhere Spannung an USB C haben willst, dann nimm ein 12V PD und nicht einen 20V PD an einem Powerpack der kein 20V sondern nur 12V kann.
Der Lüfter ist mein Motor ;-). Ich hätte schreiben müssen 6 Servos + 1 Lüfter.
Ich brauche die 12V weil der Lüfter genug pusten muss um Seifenblasen zu erzeugen.
Es ist eine kleine Skulptur. Ich bin in einem Makerspace in Chemnitz und wir brauchten noch ein Gimmick mit Bezug zu Kulturhauptstadt 2025 für unseren Messestand.
Da hab ich das Karl-Marx-Monument in max. Größe auf meinem X1C rausgelassen und eine Mechanik konstruiert. Das Projekt heißt "Das Geheimnis des Sockels".
Hier sind die Augen noch nicht bemalt aber man sieht, wie dich Mechanik mit der jetzigen Schaltung läuft...
2 Servos drehen die Augen (0 Last)
1x Servo Zunge rein/raus, minimaler Widerstand (läuft butterweich)
1x Servo fährt die Schublade raus (zieht gemessen mit ca. 300mA am meisten)
2 Servos brauche ich für die Hebel um den Arm vor den Mund zu bekommen, 0 Last*
Nur die Augen bewegen sich gemeinsam. Alle anderen Servos nacheinander.
1x Lüfter mit 12V/0,15A (AV-F7530MB)
*da ich die Proportionen vom Sockel nicht verändern will brauchte ich eine Art Scherenmechanik, sonst komme ich nicht vor den Mund.
Also doch besser Variante 2.
Was wäre denn eine sinnvolle Alternative?
Den LM7805 hatte ich in früheren Projekten schon mehrfach verbaut.
Aber halt immer mit Netzteil, da war mir das egal, dass er war wird ;-).
Für den Lüfter liebäugle ich aktuell mit dem IRLZ44N. Da bräuchte ich weniger Bauelemente.
Ginge sicher auch ein kleinerer.
Hatte sowas Ähnliches im ersten Entwurf. So einen kleinen Drohnenmotor 3,7-5V.
Da hatte ich alles auf 5V. Der war aber viel zu laut und saugte auch ordentlich Strom. Dann hatte ich einen von den 9g Servos geschlachtet und da den Lüfter ran. Der hatte zu wenig Bums.
Zu dem Drohnenmotor (8,5x20mm) waren 8 Propeller, jeweils 4 links-, 4 rechtsdrehend).
Vielleicht sollte ich das nochmal mit einem anderen 5V Motor und Propeller ummodeln.
Die Luftausbeute ist definitiv besser. Den Luftkanal (die ersten 8 cm vom "Turm") kann ich neu drucken. Die Teile im "Turm" sind alle einzeln und können getauscht werden.
Achtung bei Seifenblasen.
Der Luftstrom darf auch nicht zu stark sein, da ansonsten die Seifenmembran in dem Pustering zu schnell weggeblasen wird. Ein beherztes blasen ist da besser. Damit kann man bei einem 42g Pustefix Pustering schon über 15 Seifenblasen mit einem eintauchen generieren.
grüße Uwe
