Erarbeitet in einer Belegarbeit Schuljahr 1999/2000 Klasse 10 von René Kursawe, Axel Sachse, Steffen Sagitz, Jan Kuderski, Daniela Radtki und Thomas Lüdicke.
Mit den bisherigen Schaltungen konnten wir Motoren nur ein- und wieder ausschalten.
Wie kann man aber die Geschwindigkeit eines Motors regeln, wenn ein Anschluss nur zwei
Zustände kennt, nämlich ein und aus?
Das erste Problem bestand in der Schaltung
für den Motor.
Die Messung der Stromverstärkung
Am Anfang haben wir die maximale Stromstärke (Imax) gemessen, indem wir
ein Amperemeter in den Kollektorstromkreis integrierten. Das erste Amperemeter haben wir an
den Motor und an den Pluspol der Spannungsquelle angeschlossen. Des weiteren haben wir ein
zweites Amperemeter an einen Widerstand (R1), welcher mit der Basis des Transistors
verbunden war, angeschlossen. Wir führten den Versuch nach dem folgendem Prinzip
durch. Wir haben Imax mit jeweils verschiedenen Widerständen ausgetestet,
unter anderem mit einem Widerstand von 40W, welcher sich als zu
klein herausstellte. Später stellten wir fest, dass bei einem Widerstand
von 50W die maximale Stromstärke nicht mehr stieg. Also
musste sie ihren Hochpunkt bereits erreicht haben.
Die maximale Stromstärke betrug 300 mA. Nun erhöhten wir den Basiswiderstand.
Danach haben wir den Kollektorstrom
(IC=160 mA) und den Basisstrom (IB=78 mA) gemessen, und daraus die
Stromverstärkung errechnet.
(ß= 160 mA : 78mA; ß = ca. 2).
Der Basisstrom von 78 mA ist für eine Ansteuerung durch einen Computer viel zu
hoch. Was nun? Eine neue Schaltung muss her!!!!!!!
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Die Darlingtonschaltung dient zur Vergrößerung der Stromverstärkung,
in dem man den Kollektor des 1.Transistors an die Basis des 2.Transistors anschließt.
Die Stromverstärkung wird dadurch multipliziert und man erhält eine
größere Stromverstärkung.
Es werden 5V am Computer ausgegeben. Durch den Widerstand (R1) fließt dadurch
IB1 . Dann fließt IC1 zu IB2 und der steuert
IC2. Jetzt lag der Basiswiderstand im Bereich von 100 kW
und damit reduzierte sich der Basisstrom auf 5V : 100 kW=0,05mA,
was für den Druckerausgang unbedenklich ist. Das erste Problem ist gelöst, ein starker Verbraucher kann vom Computer geschaltet werden. |
Der Widerstand Rmin wurde von uns durch Probieren so bestimmt, dass der Motor
gerade so nicht anlief. Die Widerstände R1 bis R8 legten wir
so fest, dass sich die Stromstärke durch den Motor zwischen der minimalen und
maximalen bewegt. Da
diese 4 Widerstände parallel geschaltet sind, addieren sich diese Ströme. Ob
hierdurch jedoch ein Strom fließt, hängt davon ab, ob der zugehörige
Druckerport auf 0 oder 1 gestellt ist. Bei 4 Anschlüssen ergibt das 24
=16 verschiedene Einstellmöglichkeiten, also 16 verschiedene Basisströme, damit
16 verschiedene Stromstärken durch den Motor, also 16 verschiedene
Drehgeschwindigkeiten.
Die Dioden an den Eingängen sollen verhindern, dass ein Strom zurück in den
Computer fließt.
Diese Schaltung wurde von uns auf einer Platine 2 mal realisiert.
Das Programm dient zur zufälligen Ansteuerung von zwei Motoren, wobei die
Geschwindigkeit per Zufallsgenerator ständig variiert. Dadurch wird bewirkt, dass die
an den Motoren befestigten Spiegel per Lichtspiegelung durch einen Laser zufällige
Figuren erzeugen. Nachdem das Programm gestartet wird, erscheint das Hauptmenü. Dort
kann man zwischen den Optionen "Motortest", "Demo" oder "Beenden" wählen.
Wenn sie "Motortest" gewählt haben, können sie im jetzt erscheinenden Menü
zwischen "Motor1", "Motor2", "beide Motoren" oder "zurück" wählen. Wenn sie sich
für eine der drei Testoptionen entschieden haben, können sie durch Betätigen
der "+"- oder "-"- Taste die Geschwindigkeit der jeweils angesteuerten Motoren
verändern. Die Option "zurück" bringt sie wieder ins Hauptmenü.
Wenn Sie "Demo" wählen, startet das eigentliche Programm, welches die Funktionsweise der
Versuchsanordnung grafisch darstellt.
Wenn sie "Beenden" wählen, gelangen sie nach der Bestätigung desselben durch
einen weiteren Tastendruck zurück zu Q- Basic.