<<

#108 ; Rapida enkonduka provo kun du etaj DC-motoroj

>>

Kiel simpla ex tempore eksperimento ni iom testu du malgrandaj DC-motoroj. Kiel fonto de elektra energio mi uzas du iom malnovaj AA-baterioj po nominale 1,5 voltoj da tensio.

Principe la tensio de 2 baterioj kune en serikonekto estus ĉirkaŭ 3 voltoj, sed peza kargo povas iom faligi la tension suben (pro interna rezisto de baterioj), precipe kiam la baterioj estas jam iom malnovaj.

Unue ni testu la saman motoron kion ni uzis en la antaŭa artikolo kun PWM-signalo. Ĉifoje ni tamen uzas la motoron rekte, sen Arduino Uno kaj sen MOSFET. Do la cirkvito estas nun tre simpla.

Ni mezuras la kurenton tra la motoro kaj samtempe la tension en la kontaktaĵoj de motoro, sen interrompo de kontakto. Ni ankaŭ mezuras la tension per simpla osciloskopo.

La tensio de baterioj ne estis konstanta, sed falis dum ĉi tiu eksperimento. La valuoj do estas neakurataj, sed proksimume la unua motoro konsumis 95 mA aŭ 0,095 amperoj da kurento kiam la (ekstera) tensio de baterio estis 2,6 V. La unua motoro turnis libere, sen ekstera kargo. Mi kredas ke la motoro fakte estas konstruita por tensioj proksimume 5 aŭ 6 V. Ĝi tamen funkcias bone per ĉi tia malalta tensio, almenaŭ sen kargo.

En la supra foto la kurento estas proksimume 90 mA aŭ 0,09 amperoj kaj la tensio samtempe 2,67 voltoj. La mezuriloj indikas iom variaj valuoj.

Osciloskopo montras ke la tensio de tiu motoro rapide iom varias, eble ĉirkaŭ ±0,5V, ĉar unu rektangulo vertikale estas 2V. La nula nivelo de tensio estas ĉe la suba rando de dua rektangulo, same kiel antaŭe.

Unu rektangulo horizontale estas 5 ms en la skalo de osciloskopo. Unu ciklo ŝajnas daŭri proksimume 4 ms aŭ T = 0,004 sekundoj kaj la frekvenco do estas proksimume f = 1 / T = 1 / 4·10-3s = 250 Hz.

Sendube la rotacio povus esti pli rapida kun pli alta tensio kaj ekstera kargo povus rimarkinde faligi la rotacian rapidon de akso.

La tensio de baterio restas principe tute konstanta dum mallonga intervalo de tempo. La kialo de rapida vario de tensio pro la motoro estas la bobenoj en la rotacianta motoro kaj rompiĝo de kontakto kiam la motoro turnas. La osciloskopo montras nur la tension.

Mi kredas ke la kurento rompiĝas kaj la bobenoj en la motoro kaŭzas negativan tensian "pikilon", sed ĉi tiu provo ne pruvas tion. Se ni havus apartan reostaton en la vojo de kurento, ni povus mezuri la perdon de tensio en la reostato kaj kalkuli la kurenton. Osciloskopo povus indiki la rompiĝon de kurento dum tempo malrekte aŭ pere, tiel ke ĝi indikas la perdon de tensio trans la reostato kiun (tension) la elektra kurento kaŭzas.

Ni ankoraŭ ne scias la veran formon de kurento dum tempo por tiuj motoroj. Mi devas daŭrigi la esploradon.

Ĉifoje ni ne havas delikataj elektronikaj partoj en la cirkvito kaj tial ni ne bezonas protekti la cirkviton kontraŭ negativaj tensioj. La baterio facile konsumas la varion de tensio kiun la motoro kaŭzas. Normale la baterio funkcias samtempe ankaŭ kiel granda kondensilo kiu "suĉas" la "tensiajn pikilojn".

Escepto por la regulo estas tia ke oni eble volas protekti la sensitivan elektronikan cirkviton kontraŭ malĝusta direkto de norma uza kurento. Tiam oni lokas diodon sur vojo de norma uza kurento, tiel ke eblas uzi la aparaton nur kun ĝusta direkto de baterio. Ekzemple Arduino Uno havas tian aranĝon kiam oni uzas ĝin kun ekstera baterio de ekzemple 9V tensio.

Malavantaĝo de tia iom speciala aranĝo estas ke por negativa kurento, kiu eble originas ene en la "bone protektita" cirkvito, ne plu eblas pasi tra la baterio - pro la diodo - kaj tiam la sensitiva elektroniko povas mem submetiĝi por danĝeraj negativaj tensioj. Oni do neniam lasu tiaj tensiaj problemoj enen en Arduino Uno.

Alia motoro (maldekstra foto) klare konsumas pli da kurento. La alia motoro ne turnas libere, sed la kargo estas simpla ventumilo.

Ĉi tiu motoro postulis eĉ 0,55 A aŭ 550 mA da kurento kiam la tensio de baterio estis proksimume 2 V. La tensio de malgranda baterio komencis rapide fali kun ĉi tiu ebriulo. Certe tiaj malgrandaj AA-baterioj estas tro malfortaj por tia terura manĝegulo.

En la apuda foto la elektra kurento tra la motoro estas 0,52 A kaj samtempe la tensio 1,47 V.

Ĉi tiu motoro ja devas labori, sed mi kredas ke ĝi ĉiuokaze konsumas relative multe da elektra kurento. Ĉu mi eĉ kuraĝos eksperimenti kun pli alta tensio 5V de pli bonaj fontoj de elektra kurento? Elektra kurento je 1 ampero estas iom granda por miaj intencoj kaj kurento pli granda ol 2 A ŝajnas jam danĝere granda.

Osciloskopo indikas tre alian bildon por la tensio de ĉi tiu alia DC-motoro. La skalo de osciloskopo tamen estas la sama kiel antaŭe, rektangulo estas vertikale 2V da tensio kaj horizontale 5 ms da tempo.

Ni vidas tre rapidan varion de tensio en ĉi tiu osciloskopa foto. Mi kredas ke la tempo de ciklo estas nur ia parto de millisekundo kaj frekvenco sekve estas kelkaj kHz aŭ kelkaj miloj da Hz. La kialon de ĉi tiu diferenco inter la DC-motoroj mi ne scias. Ekstere la motoroj ne estas tre malsimilaj.

Do okazis ke interna rezisto de baterio faligis la tension proksimume per 1,5 voltoj kiam la kurento estis proksimume 0,5 amperoj. Do la grando de interna rezisto de malnova baterio estis fine R = U / I = 1,5V / 0,5A = 3 Ω . Rezisto de 3 omoj estas surprize granda. Mi kredas ke la baterio ankoraŭ havas tiuj originaj 3 voltoj ie en sia interno, sed pro interna rezisto ili estas nur malfacile uzeblaj.

La skemo de ĉi tiuj provoj estis tute simpla baza mezurado de cirkvita kurento (signo I en la bildo) kaj tensio (signo U en la bildo), kiel en la apuda desegnaĵo. La motoro estas markita per signo M.

Estas ja esence ke la mezurilo de tensio (signo U) estas paralele kun la kargo. La interna rezisto de mezurilo de tensio estas granda kaj tial ĝi estas facila kargo por la cirkvito. La kurento tra la mezurilo de tensio estas nur malgranda.

La tuta kurento pasas tra la mezurilo de kurento (signo I). La perdo de tensio estas nur malgranda. La interna rezisto de mezurilo de kurento estas malgranda. Tial oni nepre ne kuplu ĝin paralele kun la baterio.

La mezurilo de kurento paralele kun la fonto de elektra energio estus kurta cirkvito! Tiu estus tre granda kargo por la baterio! Oni ĉiam tre forte kaj decideme evitu kurtan cirkviton, precipe se ne ekzistas flandaĵoj aŭ aliaj gardiloj por protekti la cirkviton.


Ankoraŭ eĉ la tria DC-motoro por kritiki

Mi tamen poste iom daŭrigis la praktikan studadon de ecoj de malgrandaj DC-motoroj.

Heroo de ĉi tiu artikolo estas la elektra dentobroso Braun Oral-B. Tre bona ideo. Bona por la dentoj kaj por la gingivo. Ĝi funkcias per malgranda akumulatoro sendrate. Mia unua tia elektra dentobroso tamen rompiĝis. Ĝi ne plu ŝargiĝis.

Ĉi tie mi iom eksperimentas kun la elektra motoro de tiu malnova dentobroso.

La testa cirkvito estas iom alia ol antaŭe. Mi provis trovi pikilojn en tensio kaj kurento, sed la sukceso ne estis tre bona.

Mi uzis diodon kaj reostaton de nominala valuo 1 omo. Nominale la baterio estis 3 V sed jam iom malnova. La tensio iom falas en diodo kaj reostato.

La kurento tra la motoro estis proksimume 0,3 A kaj por la motoro restis proksimume 0,88 V da tensio. La tensio estis tro malalta. La motoro startis nur malfacile.

Estis nenia vera bezono por la diodo, sed mi pensis ke eble ĝi helpus trovi pikilojn en tensio kaj kurento.

La motoro de Braun Oral-B dentobroso tamen kondutas tre civilizite.

La diodo konsumas tension 0,7 V kaj la reostato kun la kurento 0,3 A eble konsumas proksimume 0,5 V ĉar ĝi estis fakte iom pli ol 1 Ω

Unu rektangulo estas nun vertikale nur 0,2 V kaj horizontale 2 ms. La daŭro de ciklo estis proksimume 3 ms. Estas iom pikoj en la tensio de motoro kaj en la kurento tra la reostato, sed pli malmulte ol dezirate.

Mi devas denove konstati ke normaj DC-motoroj ne estas tre interesaj. La formo de tensio en motoro kaj la tensio tra la reostato tamen ŝajnas iom malsimilaj. La osciloskopo ja havas nur unu "kanalon" kaj la mezuradoj ne estas samtempaj, sed la elektra kurento tra la cirkvito ŝajnas atingi sian plej grandan valuon pli malfrue ol la tensio tra la motoro.

Kaj ĉu vi hazardas tion eĉ dubi .......... NI VENKOS!

La Ambasadoro en Pori
de sendependa nacio
Mueleja Insulo


Menuo
Ĉefa paĝo (finna lingvo)