Mit GPIO Motor ansteuern, Schritt für Schritt erklären

  • Hey Leute,

    ich bins nochmal, ich bräuchte noch etwas hilfe dabei, mir einen kleinen Lüfter zubauen,
    ich habe hier bereits einen Motor(2.5 V 0.025A).

    Wie fängt man so ein Projekt jetzt überhaupt an, wie finde ich heraus welche wiederstände ich brauche??

    Also mein erstes Problem ist, welchen wiederstand zwischen pi und motor
    und danach, welche pins soll ich nutzen??

    Edited once, last by kaz22 (April 19, 2014 at 11:37 AM).

  • Mit GPIO Motor ansteuern, Schritt für Schritt erklären? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • > ich habe hier bereits einen Motor(2.5 V 0.025A).
    Das ist eine recht dumme Spannung. Ist das der einzige verfuegbare Motor ?

    Die Spannung ist zwar gut fuer den Betrieb an 3.3V geeignet, aber ob man da
    so viel ziehen kann (oder sollte) wage ich zu bezweifeln.

    Direkt an einen GPIO sollte man damit auf jeden Fall nicht.

    Wenn der Motor mit 5V betrieben werden soll, braucht es eine Schaltung die
    die gleiche Leistung verheizt wie der Motor verbraucht !
    (An die Kenner: ja ich weiss was Schaltregler sind ! Aber wer so fragt, kommt damit
    wohl kaum zurecht)

    >Wie fängt man so ein Projekt jetzt überhaupt an, wie finde ich heraus welche wiederstände ich brauche??
    Wie gesagt, an den GPIO wie eine LED ist nicht ratsam. Es braucht eine
    Schaltung mit einem Transistor oder einem Treiber.

    25mA ist nicht viel, eine einfache Transistorschaltung sollte reichen. Wenn sie mit
    3.3V betrieben werden soll ist eine Kollektorschaltung angebracht:

    Kollektorschaltung

    UB => 3.3V
    UE => GPIO
    RE => Motor
    RV => 0.7V / (25mA / Verstaerkung des Transistors)

    > welche pins soll ich nutzen??
    Das spielt keine grosse Rolle. Am besten ein GPIO ohne Sonderfunktion, damit die
    Sonderfunktionen frei bleiben fuer Erweiterungen.

  • fast richtig....

    da die Kollektorschaltung fast genau die Spannung einstellt die gebraucht wird 3,3V - 0,7 V = 2,4V für den Motor sollte man fast keinen Spannungsabfall am Basiswiderstand einstellen, ich würde 470 Ohm vorschlagen.

    Bei minimaler Verstärkung von sagen wir 100 und 25mA für den Motor haben wir 250µA Basistrom am Vorwiderstand also 250µA * 470 Ohm = 117mV am Widerstand was für die Ausgangsspannung zu verschmerzen ist. Jeder größere Widerstand würde diese Spannung am Emitter noch verringern.

    Allerdings muss der Transistor je nach versorgung 5V oder 3,3V die Differenz aufnehmen. Die 3,3V bietet sich vom PI nicht unbedingt an weil das der Regler RG2 leisten muss, die 5V gehen eher wenn am USB nicht so viel gebraucht wird. Immer im Hinterkopf behalten über die microUSB geht nur 1A der PI braucht 0,7A der Rest von 0,3A ist für USB und GPIO

    Angenommen wir gehen an 5V so muss der Transistor 2,5V x 25mA an Leistung verkraften = 63mW der typische RTHja ist am BC 546-549 im TO92 = 250K/W das würde hier 15°C über Raumtemperatur ergeben, also bei 25°C aussen würde der mit +15°C auf 40° aufheizen, durchaus im Rahmen.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • NOCH NICHT AUFBAUEN !

    Was jar und ich nicht bedacht haben: das ist ein Motor.

    Motoren haben einen hohen Anlaufstrom und darum sollte man
    die Schaltung wohl etwas anders gestalten.

    Ich ueberlege mir die Sache noch einmal ...
    (Oder vielleicht jar ?)

    Edit:

    * Stimmen die Angaben zum Motor ueberhaupt ?
    2.5V bei 25mA sind 62.5mW, das ist EXTREM wenig

    * Wenn die Angaben stimmen: wie gross ist der Ohmsche Widerstand
    der Wicklung ?

    Edited once, last by Tell (April 20, 2014 at 9:38 AM).


  • NOCH NICHT AUFBAUEN !
    Was jar und ich nicht bedacht haben: das ist ein Motor.

    das stört mich erst mal nicht, könnte ein Motor aus einem Solarspielzeug sein, der Strom und die Spannung sieht extrem danach aus.
    Aber an eine Freilaufdiode sollte man eventuell denken.


    Motoren haben einen hohen Anlaufstrom und darum sollte man
    die Schaltung wohl etwas anders gestalten.

    denkst du an Softanlauf, dann einen Kondensator an die Basis der die Spannung langsam steigen lässt.


    * Wenn die Angaben stimmen: wie gross ist der Ohmsche Widerstand
    der Wicklung ?

    gute Idee, nur der Widerstand sagt ja nur was über den maximalen Anlaufstrom.
    Wennich nicht irre, sagen wir Kurzschluß oder 1 Ohm, wären an 5V 5A und bei einer Verstärkung von 10 = 500mA an der Basis, aber der 470 Ohm begrenzt auf 3,3V / 470 Ohm = 7mA bist die Gegeninduktion einsetzt bei Anlauf und der Motorstrom sinkt.

    was denkst du TELL ?

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  • > könnte ein Motor aus einem Solarspielzeug sein
    Wahrscheinlich. Das erklaert zumindest die seltsamen Kenndaten.

    Nur foerdert das Ding sicher nicht viel Luft wenn es als Luefter eingesetzt wird :lol:

    > gute Idee, nur der Widerstand sagt ja nur was über den maximalen Anlaufstrom.
    Stimmt, aber es ist zumindest ein Anhaltspunkt.

    > bei einer Verstärkung von 10 = 500mA an der Basis, aber der 470 Ohm begrenzt
    > auf 3,3V / 470 Ohm = 7mA bist die Gegeninduktion einsetzt bei Anlauf und der
    > Motorstrom sinkt.
    Das ist eine wirre Argumentation ...

    Nehmen wir mal den 470Ohm, dann ergibt sich:

    * Spannung am Widerstand 2.6V
    * Strom durch den Widerstand (= Basisstrom) 5.5mA
    * Multipliziert mit der Verstaerkung, (minimale Verstaerkung aus Post #3) 550mA

    => Verlustleistung von 5V * 0.55A => 2.7W. Das ist mehr als ein Kleinsignaltransistor ertraegt.

    Klar, das ist bloss eine kurze Spitze, aber man sollte die Schaltungen ja nicht nur sicher,
    sondern auch mit einer gewissen Reserve auslegen.


  • Nehmen wir mal den 470Ohm, dann ergibt sich:

    * Spannung am Widerstand 2.6V
    * Strom durch den Widerstand (= Basisstrom) 5.5mA
    * Multipliziert mit der Verstaerkung, (minimale Verstaerkung aus Post #3) 550mA

    => Verlustleistung von 5V * 0.55A => 2.7W. Das ist mehr als ein Kleinsignaltransistor ertraegt.

    Klar, das ist bloss eine kurze Spitze, aber man sollte die Schaltungen ja nicht nur sicher,
    sondern auch mit einer gewissen Reserve auslegen.

    ich kann deiner Rechnung zwar folgen, aber übersiehst du evtl. nicht das Hfe oder ß sinkt an den Grenzen vom maximalen Kollektorstrom ?

    Angenommen ß sinkt und angenommen wir hätten maximal am R von 470 Ohm 3,3V/470 Ohm dann kommen wir nicht höher als 7mA Basistrom und wenn das ß sinkt dann ist auch der Kollektorstrom begrenzt. Die 2,7W sehe ich nicht aber man kann ja auf andere Transistoren ausweichen z.B. BC141 oder größer

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  • So, ich danke euch ersteinmal für eure antworten, die schaltung kann ich mir leider momentan noch nicht ansehen.
    Und der Motor stammt aus einem cd laufwerk und soll keine dauerhafte lüftung abgeben

    Edit: Und noch mal kurz zu der Transistorschaltung, mit passender Stromquelle würde die so aussehen oder??
    gpyq.png

    Edited once, last by kaz22 (April 20, 2014 at 7:42 PM).

  • wo ist dein Emitter, wo ist dein Basisvorwiderstand und wo ist die Verbindung von - zu PI GND ?

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  • Ich meinte jetzt verneinfacht, wenn die Stromquelle eine Batterie mit der benötigten Spannng Plus stromstärke ist würde das in etwa so aussehen oder??
    Also meine Vorkenntnisse sind gleich null, kann auch sein, dass das hier völlig falsch ist

    Edited once, last by kaz22 (April 20, 2014 at 9:36 PM).


  • Ich meinte jetzt verneinfacht, wenn die Stromquelle eine Batterie mit der benötigten Spannng Plus stromstärke ist würde das in etwa so aussehen oder??
    Also meine Vorkenntnisse sind gleich null, kann auch sein, dass das hier völlig falsch ist

    du willst nicht im Ernst nach einer vereinfachten Vorlage was am PI anschliessen ?
    (gabs hier nicht schon genug tote PIs ? aber wenn Geld keine Rolle spielt kurbelt die Wirtschaft an oder schrottet unseren Planeten)

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  • natürlich will ich nicht das vereinfachte an den pi anschliessen. Mir geht es hier nur um das Prinzip der Transistorschaltung. Ich will ja nebenbei auch verstehen, was ich hier aufbaue. Und wenn ich das bis jetzt richtig verstanden habe ist ein transistor ein elektrisch gesteuerter wiederstand. Diese Eigenschaft machen wir uns hier zunutzte, um die Stromzufuhr des Motors zu unterbrechen. Ist das ersteinmal soweit richtig??

    Quote


    UB => 3.3V


    Außerdem bin ich mit dieser Angabe von dir noch etwas überfordert. Auf dem von dir verlinkten Schaltplan stellt Ub einen Pfeil da, wie soll ich das jetzt mit dem 3,3V Pin verbinden?? Heißt das ich soll zwei Verbindungen zu dem Pin aufbauen??

    Edited once, last by kaz22 (April 21, 2014 at 8:31 AM).


  • Mir geht es hier nur um das Prinzip der Transistorschaltung. Ich will ja nebenbei auch verstehen, was ich hier aufbaue.

    dann nutzt es nix wenn man das Wichtigste weglässt, Emitter und Collector !

    ohne das mitzuzeichnen ist jedes weitere Wort sinnlos denn ohne dem funktioniert kein Verständnis.

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