Windmühle, Windrad, Wassermühlen, Kran:
> Anleitung zum Skalieren in Spur N
M 1:100, muss in Spur N skaliert werden
MWGL02 Windkraftanlage+ Anleitung.doc
in Spur N
MWGL03 Wassermühle, Alter Bastelbogen.jpg
muss in Spur N skaliert werden
MWGL04 Roethenbacher Mühle.pdf
Pretzschendorfer MB, muss in Spur N skaliert und Mühlrad beweglich gestaltet werden
(c) www.wediul- kartonmodelle.de, Spur N, anspruchsvolles Modell
Modelle elektrisch motorisieren
Für die beweglichen Modelle - wie oben - eignen sich einfache kleine Miniatur-Motoren für 3-6 V ( siehe Abb. 1 - 3). Sie sind sehr günstig im Internet zu beziehen.
Man kann diese Motoren an Spannungen zwischen 3 und 6 V anschließen.
Dafür kann der Trafo als Spannungsquelle dienen (s.u. Abb. 6) oder auch ein Netzgerät für 5 V (s. Stromanschluss mit Stecker-Netzteil) oder auch ein Netzgerät mit dem verschiedene Spannungen einstellbar sind z.B 3V bis 12V(siehe auch LEDs an Netzgeräten).
Die Motoren haben unterschiedliche Drehzahlen, Leistungen und Stromaufnahmen. Der Betriebstrom kann zwischen 100mA - 1,5 A liegen, je nach Leistung und Bauart.
Bei Papiermodellen muss die Leistung und nicht so groß sein. Das Problem ist dann eher die Drehzahl.
Die Drehzahl vermindert sich z.B., wenn ein Motor an kleinerer Spannung als zulässig angeschlossen wird (z.B. an 3V statt an 6V).
Beides - Strom und Drehzahl - lassen sich mit in Reihe geschalteten veränderbaren Widerständen (siehe z.B. Abb. 5) , die die Spannung, den Strom und damit die Drehzahl vermindern und zudem kann eine bestimmte Drehzahl eingestellt werden.
Für die Bemessung der Leistung der regelbaren Widerstände sollte man den Betriebsstrom kennen oder messen!
Drehrichtungsänderung von Gleichstrom(DC)-Motoren
Die Drehrichtung der kleinen Gleichstrom- Motoren kann durch vertauschen der beiden Anschlüsse am Motor gewechselt werden. Dafür eignet sich ein 6-Pin-Kippschalter mit drei Positionen "ON-OFF-ON", der das automatisch durch Umschalten macht (siehe Abb.4). Bei Motoren sollte die Umschaltung von Rechts- auf Linkslauf immer über das Ausschalten (Position "OFF") vorgenommen werden, um die Mechanik der Motoren zu schonen und bei trägen Kontakten keine Kurzschlüsse zu produzieren.
Diese Schalter können auch Krane steuern bei der Auf- oder Ab-Bewegung der Lasten. Die Drehung des Krans kann mit einem Servomotor plus Handsteuerung (siehe Schranke mit Servo-Motor und Handsteuerung) erfolgen.
Abb. 1,
12 verschiedene Mini-Motoren für 3-6V, 9,99 EUR 1), mit Zahnrad gut geeignet für Fahrzeuge mit Schneckenwelle
Abb.4a Drehrichtungsänderung mit 6-Pin-Kippschalter über ON-OFF-ON-Positionen, 10 Stück 4,14, EUR 1)
Abb.5c
Drehzahlregler, 3-35V, 5A, 90W, ab 2,- € 1)
Abb. 2, 10 Minimotoren 3-6V, ca 25x15x20mm, 8,80 EUR, 1)
Abb. 3, 10 Minimotoren 3-6V, 0,2A, ca. 25x15x20mm, 8,99 EUR 1)
Abb.4b, 6-Pin-Kippschalter, Vollansicht
Motor- Drehzahlregelung mit veränderbarem Widerstand
BEISPIEL:
Ein Motor wird an 5 V betrieben, zum Beispiel am Trafo (mit Spannungsregler-Modul ), siehe Abb 6, oder mit Steckernetzteil für 5V, und wird über einen 6-pin-Kippschalter eingeschaltet.
Es fließen am Modell 100 mA Strom.
Nach R = U : I hat er einen Widerstand von 50 Ohm und nach P = U x I eine Leistung von 0,5 W .
Wenn ich einen regelbaren Widerstand von 50 Ohm / 0,5W
Abb.5a Abb.5b
Abb. 5, Veränderbarere Widerstande, a)"Trimmer-Poti",
50 Ohm, 0,5 W und b) TRIX-Bremswiderstand, 5W
in Reihe dazu schalte (Abb. 7) und "voll aufdrehe", werden nur noch 2,5 V am Motor liegen, da sich bei gleichen Widerstanden in Reihenschaltung die Spannung gleich aufteilt während sich der Gesamtwiderstand verdoppelt, und nach I = U : R , also 2,5 V:50 Ohm nur noch 0,05 A Strom durch den Motor fließen. Das wäre nur noch die Hälfte des Stroms, und mit der Hälfte der Spannung ergibt sich damit etwa ein Viertel der Motorleistung und damit auch ein Viertel der Drehzahl. Wenn dann an der Welle noch eine Last liegt z.B.Papp-Flügel oder Räder wird die Drehzahl noch einmal gesenkt.
Sollte die Drehzahl dann zu niedrig sein, oder der Motor nicht anlaufen, weil die Spannung (2,5V statt mindestens 3V) zu klein ist, kann sie durch Absenken des regelbaren Widerstands wieder erhöht werden. Dabei darf der veränderbare Widerstand nicht auf 0 Ohm gestellt werden, da dann der maximale Strom über ihn fließt, und er zu stark belastet werden könnte. Sollte mit einem maximal 50 Ohm Widerstand nicht die gewünschte Drehzahl eingestellt werden können, kann ein größerer Widerstand bis 100 Ohm (falls der Motor dann noch anläuft) oder kleinerer ca. 30 Ohm genommen werden. Wenn die gewünschte Drehzahl gefunden ist, kann der veränderbare Widerstand auch durch einen Festwiderstand (s. Abb.5.b) ausgetauscht werden.
Abb. 5.b, Festwiderstand, 50 Ohm, 5W, 10 Stück 2,50 EUR 1)
Ist der Betriebsstrom doppelt so groß (s. Abb.3), ist der Widerstand des Motors nur noch halb so groß. Z.B an 5V, 200mA --> Widerstand = 25 Ohm, Leistung = 1W.
Ein veränderbarer Widerstand mit 30-50 Ohm bei 0,5-1W könnte dann funktionieren (siehe jedoch oben). Es können auch zwei 50-Ohm-Fest Widerstände parallel davor geschaltet werden, so dass ein Gesamtwiderstand von 25 Ohm entsteht oder ein Festwiderstand von 50 Ohm parallel zu einem veränderbaren von 50 Ohm mit einem Einstellbereich von 0 - 25 Ohm (s. Abb. 8), ohne 0 Ohm jedoch aus Sicherheitsgründen einzustellen (siehe oben).
Einfacher ist ein elektronischer Drehzahlregler (s. Abb. 5c), kann an 3 - 35 V betrieben werden, der jedoch Motoren mit 3V und weniger Betriebs-Spannung evtl. nicht mehr regeln kann, da er für die eigene Funktion am Eingang des Reglers einen Teil der Betriebs-Spannung abzweigt.
Für weitergehende Infos zu elektrotechnischen Grundlagen und zur Analogtechnik empfehle ich u.a. die Seiten von k.f.geering.info/modellbahn/technik/grundlagen, und weitere Links.
Motor-Drehzalregelung mit Dioden
Die Dioden-Schaltungen von Bremsschaltungen für eine Fahrtrichtung (s. Bremsschaltungen mit Dioden) können auch zum Einstellen von Drehzahlen bei kleinen Motoren mit 3-6V Betriebsspannung, die Papiermodelle antreiben, genutzt werden. Dafür sind dann nur wenige Dioden erforderlich, da an jeder Diode 0,7V der eingespeisten Gleichspannung abfallen.
Wenn z.B. 2 Dioden in Reihen-Schaltung vor einen 3V-Motor geschaltet werden, bei 3V vom Spannungsregler, bleiben nur noch 1,6 V Betriebsspannung für den E-Motor und ca. die halbe Drehzahl. Es könnte natürlich auch sein, dass der Motor bei dieser geringen Spannung nicht anläuft. Das Anlaufproblem kann man beheben, wenn man einen kleinen Extra-Schalter parallel zu einer Diode anschließt, so dass der Schalter beim Anlauf des Motors eine Diode überbrückt und der Motor 2,3V Spannung erhält. Anschließend kann der kleine Extra-Schalter wieder "aus"-geschaltet werden und der Motor mit 1,6V laufen. Siehe dazu die Bremsschaltungen mit Dioden (und Schaltern), deren Varianten hier Anwendung finden könnten.
Motor-Drehzahlregelung mit Getriebe
Wenn das Regeln der Drehzahl so nicht gelingt, bleibt noch die Möglichkeit auf ein einfaches Getriebe (Abb.9) zurückzugreifen, zum Beispiel etwas Klebeband um die Motorwelle gewickelt und eine Papp- oder Kunststoffscheibe (z.B. Wellpappe ebenfalls am Rand mit Klebeband bestückt), die an der Welle zum Modell (z.B. Zahnstocher) angebracht wird.
Je weniger Klebeband an der Motorwelle und je größer das Getrieberad, um so geringer die Drehzahl an der Welle des Getrieberads.
Durch den Schlupf der dann vorhanden ist ( je nach Andruck von Motorwelle und Getrieberad bei dieser recht geringen Konnektivität in der Verkettung beider Wellen), wird die Drehzahl noch mal erheblich kleiner.
Hat man einen Motor mit Zahnrad an der Motorwelle (s. Abb.1), können größere Zahnräder aus Kunststoff (Abb.10) als "Getrieberad" genutzt und auch mit weiteren verbunden werden, um eine gewünschte Drehzahl zu erreichen.
Formeln zur Berechnung von Strom, Spannung, Widerstand und Leistung:
Strom = Spannung : Widerstand
I = U : R (Ampere = Volt : Ohm)
Spannung = Strom x Widerstand
U = I x R (Volt = Ampere x Ohm)
Widerstand = Spannung : Strom
R = U : I ( Ohm = Volt : Ampere)
Leistung = Spannung x Strom
P = U x I (Watt [oder VA] = Volt x Ampere)
Abb. 6, Schaltung Mini-Motor am Trafo
Abb. 7, Schaltung Mini-Motor am Trafo mit veränderbarem Widerstand
Abb. 8, Parallelschaltungen von Vorwiderständen am Motor
Abb. 9, Skizze Einfaches Motor-Getriebe
Abb.10, Zahnräder, Set mit 58 St. ab 2,99 EUR 1)
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