Klein 6V / 12V motortje PWM

Goedeavond,

Voor mijn "RC trein" projectje zoek ik een klein DC motortje (6V of 12V) die ik via PWM redelijk variabel kan aansturen.

Ik heb een aantal iets te grote motortjes (diameter van ongeveer 35mm) liggen die via PWM heel variabel aangestuurd kunnen worden (zeer langzaam starten) maar zoek iets kleiner.

Ik heb deze gekocht (https://opencircuit.nl/product/42x24mm-Micro-Motor-280-3-12V-DC) maar die doen een hele tijd niets en zodra ze inschakelen meet ik ongeveer 3000 toeren.

Ook als ik ze bijvoorbeeld via de labvoeding aanstuur en begin met 0V wat ik langzaam verhoog krijg ik ze niet langzamer aan het draaien dan dat.

Nu zie ik online een wirwar van motortjes maar hoe kan ik achterhalen waar het "start" toerental ligt?

Ook deze motortjes zie ik enorm veel maar om maar lukraak motortjes te kopen lijkt me ook niet handig:
https://opencircuit.nl/product/30-1-Micro-Metal-Gearmotor-LP-6V

Weet iemand hoe ik kan achterhalen of deze variabeler te regelen zijn? De overbrenging bepaalt natuurlijk ook de snelheid bij inschakelen maar bij een enorme vertraging is het max toerental wellicht te laag.

Alvast bedankt

Het beste is om de datasheet van de betreffende motor te bestuderen.
Het gedrag van de motor hangt af van de belasting en de overbrenging.
Een motor zonder gearbox zal bij enige belasting op lage spanning niet makkelijk opstarten omdat 'ie niet genoeg torque ontwikkelt...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Het grootste probleem is de cogging torque en ripple torque.

Je ziet dat motortjes die bedoeld zijn om een relatief groot vermogen uit een kleine en goedkope motor te halen, zoals bij accuboormachines en dergelijke toepassingen, de motoren een grote cogging torque hebben, en dat geeft automatisch ook een grote koppelrimpel, wat ervoor zorgt dat hij niet rustig kan starten.

Cogging torque zijn de stapjes die je voelt als je aan de as van een motor draait; bij een stappenmotor zijn de stapjes duidelijk voelbaar, en bij veel DC motoren voel je deze ook. Bij een DC motor zijn het veel minder stappen per omwenteling. De cogging torque wordt veroorzaakt door de ijzeren poolschoenen die worden aangetrokken door de magneten. Het is mogelijk om een motor te maken die hier veel minder last van heeft, en geschikt is voor toepassingen waar nauwkeurige regeling nodig is, maar dat maakt de constructie van de motor ingewikkelder, duurder, en je krijgt minder koppel uit een gegeven formaat. Als je alle details wilt weten, kun je zoeken naar "salient vs. non-salient poles".

Of een motor goed regelbaar is, kun je dus redelijk inschatten door aan de as te draaien; als dat soepel gaat, is hij waarschijnlijk goed regelbaar, maar daar heb je natuurlijk niets aan als je een motortje op afstand wilt kopen.

Op 14 januari 2022 21:38:11 schreef Arco:
Een motor zonder gearbox zal bij enige belasting op lage spanning niet makkelijk opstarten omdat 'ie niet genoeg torque ontwikkelt...

Als dat het probleem was, zou hij er na het starten niet als een malle vandoor gaan, terwijl dat precies het effect is wat ik hierboven beschreef, en wat de TS heeft geobserveerd.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op 14 januari 2022 22:00:18 (14%)]

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Tidak Ada

Golden Member

Heb je gegevens van het originele motortje, bijvoorbeeld van een vergelijkbare trein? Je moet niet alleen met het startkoppel rekening houden, maar ook met de belasting van een aantal te trekken wagons en hellingen in het traject.

Ik heb hier nog oude, zware 0-spoor Fleischmann locomotieven (van Zamac gemaakt), die nauwelijks een helling opkonden, zeker niet met een redelijke 'staart'. Waarschijnlijk is de magneet van het originele motortje (begin jaren 50) te zwak.

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op 14 januari 2022 22:02:44 (10%)]

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Bedankt voor de antwoorden.
Het motortje waar aliexpres vol van staat (inclusief "versnellingsbak") is de N20 motor.

Ik heb geen origineel motortje, het hobby projectje is een trein zelf 3d printen en via een ESP aansturen.

In principe heb ik een redelijk werkend model, echter is deze op schaal 1:45 gemaakt. Dit vind ik te groot dus wil eigenlijk kleiner proberen te maken

Ik denk dat je meer in de richting moet denken van motortjes met ijzerloos anker, ook wel klokankermotor genoemd.
Bekende merken hierin zijn Faulhaber, Maxon en Portescap.
Niet de goedkoopste motortjes, maar veruit superieur. En een veel lagere stroom dan een "gewoon" motortje van gelijk vermogen.

Ik ben bang dat dat wat te prijzig gaat worden, het is voor mijn neefje die momenteel 3 jaar is. Het moet niet al te duur worden, dan kan ik beter alles wegdoen en origineel van bijvoorbeeld Märklin kopen.

Ook zie ik dat die motortjes nogal een vrij hoog toerental hebben. 3D printen is leuk maar tandwielen printen die zo klein zijn gaat lastig worden (iig voor mij en mijn 3d printer)

Tidak Ada

Golden Member

Ha bbuster,

Ik heb hier een ESCAP® 23 motortje liggen:

Type D21-216-1

Ø 30mm
lengte zonder as 54mm
Aslengte 10mm; Ø 3mm

Kijk rustig of het bruikbaar is.

Helaas geen vertraging.
Escap gebruikt planetaire vertagingen, die ede lengte bijna verdubelen. Vertraging kun je beter zlf samenstellen i.v.m. de ruimte (Wormwiel?).

Misschien kunnen we en deal maken. (mailadres in mijn profiel) Ik wil er geen Escap prijs voor hebben.

Groet,

T.A.

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

maar die doen een hele tijd niets en zodra ze inschakelen meet ik ongeveer 3000 toeren.

Ook als ik ze bijvoorbeeld via de labvoeding aanstuur en begin met 0V wat ik langzaam verhoog krijg ik ze niet langzamer aan het draaien dan dat.

Nu zie ik online een wirwar van motortjes maar hoe kan ik achterhalen waar het "start" toerental ligt?

De motor die je daar laat ziet heet een nominaal toerental van 15000. IK houd voor mezelf aan dat je een motor ongeveer tussen 15 en 100% van dat toerental kan regelen. Dus tussen ca 2250 en 15000. Maar 15000 is erg snel.

Maar als je dus een motor zoekt die eigenlijk maar 5000 rpm moet draaien dan is deze motor die je nu hebt 3x te snel en dat schiet niet op. Terwijl een motor die gelijk 5000 rpm is je kan regelen tussen ca 750 en max.

Vaak kan een motor ook wel wat sneller draaien dan wat ze opgeven. Dus als je bv een 4250 rpm nodig mag je daar gewoon een 4000 rpm motor voor gebruiken.

Die 15% ondergrens is niet perse waar; ik kon een motortje van Maxon willekeurig langzaam laten draaien; 20 rpm ging prima (onbelast of met encoder feedback op een eigen controller), en dat was een motor die 10krpm mocht doen.

Zonder feedback en met een belasting wordt het natuurlijk een ander verhaal, maar feedback kan ook bestaan uit het meten van de spanning en stroom, en aan de hand daarvan het toerental schatten. Dat is alsnog niet zo nauwkeurig als een encoder, maar je kunt de regeling daarmee wel veel beter maken dan alleen blind een pulsbreedte opleggen.

Op 14 januari 2022 23:16:45 schreef benleentje:
Vaak kan een motor ook wel wat sneller draaien dan wat ze opgeven. Dus als je bv een 4250 rpm nodig mag je daar gewoon een 4000 rpm motor voor gebruiken.

Dan moet je natuurlijk ook iets meer spanning beschikbaar hebben.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ik denk dat het grootste probleem van de TS stictie is. Dus de boel heeft een wat grotere kracht (en dus stroom) nodig om op gang te komen en als het eenaal draait gaat het verder soepel.

Voor treinen weet ik dat heel vroeger men dan vrij trage PWM gebruikte. Dus orde-van-100Hz. De lol van snelle PWM is dat de stroom door de spoelwerking van de motor afvlakt, en de motor gedraagt zich alsof je de effectieve spanning gewoon als DC aanbiedt.

Ga je zo langzaam als 100Hz, dan heeft de motor de tijd om zich te gedragen alsof ie op de volle spanning is aangesloten. In dit geval: Los te komen van de statische frictie (stictie).

Op 15 januari 2022 01:06:39 schreef SparkyGSX:
Die 15% ondergrens is niet perse waar;

Die 15% dat is een richtlijn voor "veel motoren". Bij jou maxon: veel minder. Bij TS z'n motor: veel meer.

[Bericht gewijzigd door rew op 15 januari 2022 10:16:29 (16%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Het probleem is dat het niks mag kosten. Om goed te kunnen regelen moet je beginnen met een goed motortje. Met dat motortje van €2,50 ga je het niet redden.

Wat de PWM voor modeltreinen betreft, ik gebruik de Weistra regelaar en die begint bij 30 Hz, oplopend tot 100 Hz.
Voor TS is het misschien een optie om een lage frequentie te kiezen, dus b.v. 30 Hz, om de stictie/cogging/ankerkleef te overwinnen.

Nog een voordeel van de motor met ijzerloos anker: omdat er geen ijzer in zit kent die ook geen ankerkleef.

Tidak Ada

Golden Member

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Bedankt voor de reacties. Het probleem is niet zozeer dat het niets mag kosten maar als het duurder wordt kan ik beter voor origineel kiezen. Het moet een leuk hobby projectje blijven.

Ook bedankt voor het aanbod van de motortjes maar om treinen bij te kunnen maken zoek ik graag iets wat ik kan bij bestellen en niet telkens de trein opnieuw hoef te ontwerpen.

Als ik mij niet vergis kan ik via de ESP32 de frequentie van PWM instellen, klopt dit en kan ik dit dan op 100hz of lager instellen waardoor het misschien wel moet werken?

Ja, maar let dan wel even op welke versie van de ESP32 je neemt, ik heb recentelijk ontdekt dat de ESP32-S2 beperkte PWM mogelijkheden heeft, vergeleken met de normale ESP32.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ik gebruik idd de gewone ESP32.
Ook heb ik eens geëxperimenteerd met de PWM frequentie en ik zie dat ik het toch redelijk goed kan regelen als ik de frequentie op ongeveer 25hz zet.
Ik ga eens iets printen en kijken of hij goed genoeg werkt maar het lijkt idd een heel stuk beter te gaan dan de standaard 1khz frequentie

Die 15% dat is een richtlijn voor "veel motoren". Bij jou maxon: veel minder. Bij TS z'n motor: veel meer.

Precies gewoon een simpele vuistregel voor een snelle berekening. Als je het met 20% als ondergrens al genoeg regelbereik hebt dan weet je dat vrijwel elke motor goed is.

Bedankt voor de reacties. Het probleem is niet zozeer dat het niets mag kosten

Dat begrepen we denk ik al :). Een motor van tot zeg 25 euro is ok maar 400,- is gewoon niet leuk meer voor de hobby. Dat heeft iedereen wel.

Escap gebruikt planetaire vertagingen, die ede lengte bijna verdubelen. Vertraging kun je beter zlf samenstellen i.v.m. de ruimte (Wormwiel?).

IS wormwiel hier wel zo een goed idee ivm slijtage? Een treinje rijd denk ik wel soms uren achter elkaar. Of is zo een wormwiel niet zo duur en snel vervangbaar?

Of hij uren achter elkaar rijdt weet ik niet haha, het wordt geen modelbaan maar gewoon voor een zondag opzetten, paar uurtjes rijden en weer opruimen.

Als ze het uberhaupt leuk vinden. Het is voor mijn neefjes die nu 3 en 1,5 zijn dus misschien iets voor volgend jaar ofzo. Nu hebben ze er wellicht na 20 minuten al geen zin meer in

Tidak Ada

Golden Member

Waarom zou een wormvertraging sneller slijten?
Heeft sowieso het voordeel dat je de motor in de lengteas van de loc kunt monteren.

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Ik wil het motortje het liefst op z'n kop monteren, zo zit ik niet met de draaicirkel van de bogie in de weg

Tidak Ada

Golden Member

Wat heet "op z'n kop"?
Wat is een bogie?

(Ik ben geen modelbouwer.... :))

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op 15 januari 2022 23:35:30 (12%)]

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Een loc of wagon rijdt op twee vierwielige karretjes. Die heten bogies. Model of niet...

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 16 januari 2022 00:47:36 schreef rew:
Een loc of wagon rijdt op twee vierwielige karretjes. Die heten bogies. Model of niet...

Precies, en op z’n kop is met de uitgaande as omlaag

Bogie is een Engels woord dat in het Vlaams ook veel wordt gebruikt. In het Nederlands heet dat draaistel.

Op 15 januari 2022 21:53:29 schreef Tidak Ada:
Waarom zou een wormvertraging sneller slijten?
Heeft sowieso het voordeel dat je de motor in de lengteas van de loc kunt monteren.

Een wormwiel slijt sneller omdat de worm langs het tandwiel wrijft, in tegenstelling tot vrijwel elke andere vertraging. Echter, en ruitenwisser motor heeft ook een wormwiel vertraging, en gaat vele uren mee; met de juiste materiaalkeuze en smering kan het dus wel.

Het andere nadeel van een wormwiel vertraging is dat ze doorgaans een erg laag rendement hebben (<50%).

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken