3D Drucker + Schubladenschrank = Ordnung

Wenn lange erwarteter Kleinkram endlich ankommt, ist dies ein guter Grund, mal wieder neu zu sortieren und Ordnung zu schaffen ;-)

 

 

 

 

Nicht ganz zufällig ist es dann günstig, wenn man sich einen kleinen Schubladenschrank gedruckt hat….

 

 

 

 

 

… und (mal wieder) damit beginnen kann, den Teilebestand auf einen aktuellen Stand zu bringen.

Der nächste Schrank ist schon im Druck, ich fürchte, da werden noch einige unzählige folgen :mrgreen:

 

 

 

 

 

 

 

Mein 1:87-Car-System-Getriebeträger

Dann und wann gibt es das eine oder andere Automodell nicht im Angebot der Händler. Oft ist mir der Preis auch zu hoch oder, und das vor allem, mich reizt einfach der Eigenbau. Wie auch immer, mit einem 3D-Drucker auf dem Tisch sollte da einiges an Möglichkeiten offenstehen ;-) Lange Rede kurzer Sinn – ich habe mir mal eine Bodengruppe erstellt, welche Zahnrad, Motor, Ladebuchse, Reedschalter und Hauptschalter aufnehmen kann.

Zum Einsatz kommen der M700 Motor, das 30er Faller Zahnrad nebst Schnecke und einige sonstige Bauteile, welche ich hier noch im Vorrat habe. Die Aufnahme für die Lenkung kann einfach vorne angesetzt werden, ist aber noch in der Vorbereitung.

Die ersten Varianten funktionieren besser als erwartet, ich denke mit Hilfe einiger Karosserieteile aus einem Standmodell wird da ein fahrtüchtiger LKW draus. Das weiße ist übrigens kein Schimmel, da ist das PLA-Material mit Akitvatorspray in Berührung gekommen.

Der komplette Aufbau ist recht einfach gestaltet, in Fahrtrichtung rechts eine Aussparung für einen Reedschalter, gegenüber für einen kleinen SMD-Schiebeschalter. Die Rundung in der Mitte dient der Motoraufnahme, in das hintere Loch passt das Zahnrad, dahinter eine 3-polige Ladebuchse mit 2,54mm Lochabstand. Die Lücken für die Achse sind so bemessen, dass 0,5mm² Adernendhülsen mit dem entsprechenden 1mm Innendurchmesser als Achslager dienen können.

Bei der ersten Versuchsversion habe ich aktuell die Bauteile noch verklebt, in kommenden Varianten soll alles reversibel sein.

Wer sich die Datei im .STL Format mal ansehen möchte:

cs_traeger_m700

Mit etwas Bastelfieber kann das Ganze schon eingesetzt werden, wie immer keine Garantie von mir für irgendeinen Erfolg :-D

Je nachdem, mit welchen Teilen bestückt werden soll, kann recht einfach Material ausgefräst werden. Ich habe mich noch nicht entschieden, welche Teile ich in Zukunft im Standard nutzen werde, derzeit soll erst der Vorrat verbraucht werden.

 

 

Hier geht’s zu den anderen Beiträgen zum und vom Colido D1315 ;-)

 

 

Open-Collector / Offener Kollektor / Open-Drain

Schaltbild Transistor

Es gibt ja so einige Schaltungen, die man oft und gern nutzt, über die man aber nie groß darüber nachdenkt. So geht es bestimmt auch dem ‚offenen Kollektor‘ oder ‚Open Collector‘, über den das Elektronik Kompendium mal ein paar Zeilen erstellt hat:

Open-Collector / Offener Kollektor / Open-Drain

Der gestandene Elektroniker wird über so einen Bericht vielleicht schmunzeln, der Gelegenheitsbauteilzusammenbauer ( ;-) man verzeihe mir den Ausdruck ) oder besser Hobbyelektroniker kann mit dem Tipp bzw. Artikel vielleicht aber etwas anfangen. Auch im Modellbau- und Modellbahnbereich und bei den Mikrocontrollern kommt die Schaltung immer wieder als Schalter zum Einsatz, kann man u. a. doch mit einer kleinen Leistung eine wesentlich größere steuern. Auf jeden Fall ein Beitrag für die Tipps & Tricks :-)

 

 



 

 

Elektronische Lasten am Mikrocontroller / Offener Kollektor / Transistor als Schalter

Foto-AmpelImmer wenn ich einen Beitrag zum Mikrocontroller (wenn der eine größere Last schalten muss) schreibe, kommen Anfragen zum ‚womit und wie?‘. Im Prinzip bediene ich mich aber immer der gleichen Schaltung, nur mit angepassten Bauteilen.

 

Die meisten Controller arbeiten irgendwo zwischen 2,5 und 5V. Pro Pin sind meist weniger als 20mA maximaler Strom möglich, induktive Lasten sind auch so eine Sache. Wird ein ganzer Port benutzt, kann es noch enger sein. Meist kann dieser, i. d. R. 8 Ausgänge, nur mit max. 40mA belastet werden, diese müssen auf die einzelnen Pins verteilt werden. Einige LEDs kann man so vielleicht noch direkt über einen Vorwiderstand ansteuern, spätestens bei Motoren oder zahlreicheren Leuchtdioden ist aber Schluss. Hilft also alles nichts, es muss ein Verstärker eingesetzt werden, im einfachsten Fall ein Transistor. Um es nicht unnötig kompliziert zu gestalten halte ich mich in diesem Beitrag an die einfachsten Formen, sicherlich sind noch etliche Verfeinerungen möglich.

Hier und hier habe ich ja schon ein paar Worte zum Transistor auf das virtuelle Papier gebracht, die dort beschriebenen Vorgänge sind Grundvoraussetzung zum Einsetzen der folgenden Schaltungsform.

 

Ich nehme mal folgendes als gegeben an:

  • Betriebsspannung 12V DC.
  • zu versorgender 12V / 0,5A Motor, nur in eine Richtung laufend.
  • Ein beliebiger Mikrocontroller, der mit 5V versorgt wird, welche angenommen bereits vorhanden sind.
  • Maximaler Ausgangsstrom des Controller 20mA.
  • Ein NPN-Transistor mit B=100 und max. 1,5A Belastbarkeit (BD139 o. ä.).

Realisiert werden soll eine Schaltung, die bei einem ‚H‘-Pegel am Kontrollerausgang den Motor startet, bei ‚L‘ soll er eben einfach wieder stehen bleiben.
µC-Treiber--Im Bild die Prinzipschaltung.

+12V zum Motor, diese werden bei ‚H‘ am Controllerausgang (und somit der Basis des Tranistors) über den Motor nach GND durchgeschaltet – der Motor dreht sich. Die Freilaufdiode (rot) dient dazu, induzierte Spannungen vom Motor kurzzuschließen. Bei rein ohmschen Lasten wie LEDs oder ähnlichem braucht man sie nicht. Es genügt in diesem Falle übrigens eine Standard 1N400X oder ähnliches, bei höheren Strömen/Spannungen/Frequenzen kann etwas spezielleres erforderlich werden.

Besonderes Augenmerk liegt auf R1 bzw. R2.

R1

Ich habe die Erfahrung gemacht, dass es Umstände gibt, unter denen es besser ist, die Basis eines Transistors sicher auf Masse bzw. GND zu legen. Der Wert ist nicht kritisch, es soll ja auch nicht unnötig viel Strom vom Controller geliefert werden müssen. Es geht eben darum, das im ‚L‘-Zustand des Controllerausganges die Basis vom Transistor auf GND liegt damit er nicht durchschalten kann. Im Alltagsgebrauch bin ich mit 10-100k gut ausgekommen.

R2

Sein Wert ist  abhängig vom B (Verstärkungsfaktor) des Transistors. Ist ‚B‘ im Datenblatt nicht zu finden, auch mal nach ‚hFE‘ sehen. Sinnvollerweise sollte der Transistor so weit aufgesteuert werden wie möglich. Man möchte ja die Energie optimal im Motor umsetzen, nicht in der Schaltung. Ausgehend von +5V am Controllerausgang bei „H“ und einer UBE von 0,7V stehen 4,3V an der Basis des Transitors zur Verfügung. Der Motor will 500mA an Strom, dies ist also das Minimum, was fließen soll. Es wäre allerdings Unsinn, jetzt den Stromfluss auf den Motorstrom zu begrenzen, die Spannung UCE würde ja auch wieder unnötig ansteigen und der Motor als Verbraucher bestimmt in diesem Fall sowieso den maximalen Strom. Um nun den minimalen Basisstrom zu errechnen, muss der Strom den der Controller liefern soll mit dem Verstärkungsfaktor multipliziert werden.

Soll also heißen:

Ich will min. 500mA für den Motor, besser ohne Begrenzung.

Der Transistor verstärkt x100, also müssen min. 5mA vom Controller kommen.

U=R*I -> die oben errechneten 4,3V / 5mA = 860 Ohm

Die ist also der maximale Wert, den der Widerstand R1 haben darf. Da aber der Transistor voll offen sein soll, muss der Basistrom noch höher sein. In diesem Falle spricht man im Allgemeinen vom Übersteuern, es wird mehr Basisstrom zugeführt, als für ein komplettes öffnen nötig wäre, z. B. +200%, also das Doppelte. Hier ist ein Blick ins Datenblatt des Transistors unerlässlich! Einmal für den Verstärkungsfaktor, zum anderen für den maximal zulässigen Basisstrom, ruinieren will man das Bauteil ja auch nicht. In der Praxis nehme ich immer einen Wert zwischen 220 und 470 Ohm, hat bisher funktioniert. Wichtig ist auch, dass der Transistor bei Übersteuerung langsamer wird. Das kann man aber getrost vernachlässigen, wenn man sich nicht im MHz Bereich bewegt. Bei allem, was das Auge erfassen kann allemal.

Ist (bei kleineren Strömen) der maximale Stromfluss erreicht, kann es sogar möglich sein, den Transistor ohne zusätzliche Kühlung zu betreiben. Bei den Universaltypen liegt die UCE übersteuert so um die 300mV. Fließen nun wirklich nur 500mA Motorstrom, sind das nach P=U*I 500mA*300mV= 150mW.

Dieser Schaltungstyp (Open Collector) eignet sich für sehr viele Anwendungen, in denen mit kleinem Steuersignal eine größere Last geschaltet werden soll. Man kann das ganze noch verbessern, indem statt des Transistors ein FET eingesetzt wird oder mit einer Brückenschaltung auch eine Umpolung ermöglicht oder ein Special-IC einsetzt oder, oder, oder… Die Frage ist einfach, wie viel Aufwand man für ein bestimmtes Ziel treiben möchte. Um ein paar LEDs blinken zu lassen, würde ich so simpel wie möglich planen, wenn Geschwindigkeit oder Präzision gefragt ist, entsprechend aufwändiger.

Fazit:

So ganz einfach kann ich das alles auch nicht beschreiben. Aber wenn man sich in den üblichen Hobbyanwendungen bewegt, führen ein BD139 oder BC548 (bei kleinen Strömen), R1=10k, R2=220 Ohm und bei Motoren eine 1N4007 als Freilaufdiode eigentlich immer zum Ziel. Bezogen auf 5V am Controller und 12V Versorgungsspannung für die Last. Evtl. möchte ein Motor auch noch einen Kondensator an seinen Anschlüssen sehen. Sollen LEDs angesteuert werden, die entsprechenden Vorwiderstände nicht vergessen, wie überhaupt natürlich darauf achten, dass Bauteile immer innerhalb ihrer Spezifikationen eingesetzt werden. Und wie immer VORSICHT bei elektrischen Basteleien bzw. wenn man experimentiert! ;.-)

 

 

Anwendungsgebiete für Fußschalter

Verschiedene Anwendungsgebiete für Fußschalter

Wozu ein Schalter gebraucht wird, verrät eigentlich direkt schon sein Name. Wir Menschen setzen damit Funktionen in Bewegung bei denen Verbindungen getrennt oder hergestellt werden. Der herkömmliche Schalter wird mit der Hand bedient, doch es gibt eine Ausnahme, nämlich den Fußschalter, der immer dann zur Anwendung kommt, wenn eine Betätigung von Hand gerade nicht in Frage kommt, also wenn der Betätigende beide Hände bereits beschäftigt. Es gibt zahlreiche Anwendungsgebiete für Fußschalter, die in den unterschiedlichsten Bereichen auftreten und wie bereits erwähnt aber dieselbe Funktion haben. Nämlich die Betätigung eines Schalters, ohne dabei die Hände benutzen zu müssen.

Tim_Patterson

 

 

 

 

 

 

 

 

Bild von  Tim Patterson, Informationen zum Copyright

Eines der bekanntesten Beispiele für die Verwendung eines Fußschalters ist zum Beispiel bei einem Gitarristen auf der Bühne oder im Studio, der mit seiner E-Gitarre und einem Effektgerät arbeitet. Durch ein solches können unterschiedliche Effekte mit dem Klang der Gitarre erzielt werden, so dass diese beispielsweise verzerrt klingt oder verzögert eingesetzt wird. Das Problem, das man ganz klassisch schon vom Notenblätterumdrehen bei Klavierspielern kennt, trifft auch in diesem Fall zu. Denn der Gitarrist hat im Normalfall keine Hand dafür frei, noch regelmäßig einen Schalter zu betätigen. Die eine Hand ist für die Griffe am Gitarrenhals zuständig, die andere zum Anschlag oder Zupfen der Saiten. Man stelle sich einmal vor, wie sehr der Rhythmus eines Lieds auf der Bühne aus dem Gleichgewicht kommen würde, wenn der Gitarrist damit beschäftigt wäre, nebenbei sein Effektgerät mit der Hand einzustellen. Deshalb wird für solche Zwecke ein praktischer Fußschalter installiert, der betätigt werden kann, ohne dass das Publikum überhaupt etwas davon merkt und sich wahrscheinlich nur darüber wundert, warum die Gitarre plötzlich so anders klingt. Mehr über Effektgeräte gibt es hier zu lesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Effektger%C3%A4t_%28Musik%29.

Wie bereits erwähnt, wird der Fußschalter aber in mehreren und ganz unterschiedlichen Bereichen angewendet. So beispielsweise auch im Sanitärbereich für Menschen mit Bewegungseinschränkungen, die möglicherweise beim Duschen beide Hände dazu benötigen, sich festzuhalten oder ihre Arme nicht richtig bewegen können. Hier kann ein Wasserstrahl in der Dusche oder am Waschbecken mit einem praktischen Fußschalter eingestellt werden. Für Menschen mit eingeschränkter Mobilität ist das tägliche Leben so sehr viel einfacher, wenn sie sich nicht darüber Gedanken machen müssen, wie der tägliche Gang in die Dusche bloß bewältigt werden soll.

Des Weiteren kennt man das Fußpedal mit Schalter aber unter anderem auch von der guten alten Nähmaschine. Wer schon einmal ein solches Gerät bedient hat, wird wissen, dass es unmöglich wäre, die Nähfunktion hier voranzutreiben, wenn man mit der Hand ständig einen Schalter betätigen müsste. So kann man beide Hände locker an der Maschine und am Stoff lassen, der genäht werden soll, und mit dem Fuß dafür sorgen, dass der Antrieb der Maschine funktioniert. Das Bedienen eines Fußschalters ist für Anfänger wahrscheinlich erst einmal schwieriger als das Betätigen eines Schalters mit der Hand, denn den Fuß an sich können wir von Natur aus nicht so einfach steuern wie die Hand. Doch mit der gewissen Übung kriegt man auch dies hin, sonst würde es ja auch der Gitarrist auf der Bühne kaum hinbekommen, ein Lied sauber mit Hilfe des Effektgerätes zu spielen.

 

 

Versuch’s mal mit Konzentration…

Eigentlich könnte die Überschrift auch (mal wieder) ‚Boah bin ich doof‘ lauten…

Ich beschreibe es mal in Bildern:

Dumm gelaufen - www.michael-floessel.de

 

Für eine weitere LED Beleuchtung will ich jetzt dann endlich das PS2 Netzteil nutzen. Dieses hat ja blöderweise keinen Netzschalter.

 

 

Dumm gelaufen - www.michael-floessel.de

 

Also ist es am einfachsten, in die Zuleitung einen Schalter einzubauen.

Dumm gelaufen - www.michael-floessel.de

 

 

 

 

Zwischen diese Elemente soll der Schalter.

DAS hier will ich also bauen!

 

 

Dumm gelaufen - www.michael-floessel.de

 

Dies habe ich gebaut…

Adapter Eurostecker auf Eurostecker, AUA :mrgreen:

Zum Glück kein Problem, aber klassisches Beispiel dafür, dass man so etwas mal nicht eben nebenher macht (und zuviel Kram auf dem Tisch hat).

Wenn Murphy es richtig anstellt, ist so ein Teil ja auch nicht ganz ungefährlich :shock: