Exponential Moving Average Arduino

,. ,. . ,. ,. ,. USB. Aufrechtzuerhalten. USB, , . Aufrechtzuerhalten. , USB - , . , USB - . . Aufrechtzuerhalten. . ,. , (.. HD44780) (MENUSELECT, UP, DOWN, -) -,:, - (-,). Aufrechtzuerhalten. . Aufrechtzuerhalten. . Aufrechtzuerhalten. . Aufrechtzuerhalten. Aufrechtzuerhalten. . . Rigol DS1074Z,,,. Aufrechtzuerhalten. Aufrechtzuerhalten. . DS1000Z,,. Sensirion. SHTxx. . SHT-10: (, Dcoder SHT-21). Aufrechtzuerhalten. Aufrechtzuerhalten. Sensirion (SHTxx Design-Anleitung). Aufrechtzuerhalten. D. Aufrechtzuerhalten. Aufrechtzuerhalten. Aufrechtzuerhalten. Aufrechtzuerhalten. , (,,). SHT10.pdf: SHT-10 SensirionHumidityDesignGuideV1.pdf: SHTxxDesignGuidev1.0 (rus).pdf: Simatic SPS Siemens (SIMATIC S7-300S7-400C7WinAC). SIMATIC S7-1200S7-1500, TIA-Portal. Siemens PLC (Sinumerik, Simadyn,,). , Siemens (SIMATIC HMI, SIMATI NET, SIMOTION, SIMODRIVE, Profibus, Siemens). Schritt 7 IDE (S7-200, STEP 7-MicroWIN,, IDE Schritt 7). Siemens Simatic Step7. , .. Schritt 7. (Siemens). SCHRITT 7:,,,. STL (IEC) IEC61131-3 (Anweisungsliste,). AWL (Anweisungsliste), STL. Siemens. , STL IL (Anweisungsliste), ST (Strukturierter Text) Pascal-, Siemens SCL (Structured Control Language). STL, Schritt 7 KOP (Leiterdiagramm, ()) FUP (Funktionsblockdiagramm,). SCL (Pascal-), S7-GRAPH, S7-HiGraph (SIMATIC), S7-PDIAG (SIMATIC), S7-PLCSIM (SIMATIC). Siemens Schritt 7 TIA Portal. Schritt 7 (IMXO, -, -). (4,20 mA) (Limiter) () (SMA). , SMA (, Simple Moving Average), EMA (, Exponential Moving Average), WMA (, gewichteter gleitender Durchschnitt). . . . 4, STM32. ,,, Bootloader. Bootloader Stiefel Bootloader 1. Larr rarr EasyEDA: CAD. Linux, Mac, Windows, Android, PC,. ,. ,. Sumida Crossing DC Modellbahnmotoren Bis vor kurzem habe ich nie wirklich viel Aufmerksamkeit auf die Motoren in Modellbahnen verwendet. Sie waren alle das gleiche auf einem relativ modernen Modell, rechts Nun, nein, eigentlich nicht. Und die Unterschiede haben einen Einfluss auf die Leistung des Modells, so dass sie besser verstehen. Itrsquos auch nützlich, um die Tatsachen aus dem Hörensagen trennen, dass neigt dazu, im Internet zu akkumulieren. Irsquom wird auf N-Skala Motoren zu konzentrieren, da ich Modell in N, aber fast alle diese Informationen direkt anwendbar auf HO-Skala als auch. Motoren in HO werden größer sein, und ziehen mehr Strom, um mehr Gewicht zu ziehen, aber ansonsten sind ähnlich wie N-Maßstab Motoren gebaut. Wie üblich Irsquoll beginnen mit dem Disclaimer, dass ich nicht ein Elektroingenieur, nur ein interessierter Hobby, so Irsquom abhängig von den Schriften anderer zu klären (oder nicht zu klären) wichtige Punkte. Irsquove machte eine Menge Lesen über Motor Design (sowohl online und in Lehrbüchern), und gemessen viele Eigenschaften von Motoren, die ich zufällig zu haben, und ich glaube, ich verstehe sie. Aber Irsquove dachte, dass ein paar Mal in der Vergangenheit und falsch, so donrsquot nehmen whatrsquos geschrieben hier als absolute Tatsache. Diese Seite wurde Anfang 2014 erheblich aktualisiert und korrigiert einige frühere Fehlanweisungen von mir und fügte ein bisschen Geschichte hinzu. Gleichzeitig wurde das Detail der aktuellen Motoren verlagert (und erweitert) und kann nun auf der Seite Typische Motoren gefunden werden. Ab Anfang 2016 wurde das Historienmaterial früher auf dieser Seite, zusammen mit einem anderen Material, in eine gebürstete DC Motor Technologie und Geschichte Seite, die die Entwicklung von DC Motoren für den Modellzug Einsatz im zwanzigsten Jahrhundert, und einige von beschreibt getrennt Die für Bastler wichtig sind. Informationen zur Motorwartung wurden auf der Seite Modellbahnpflege im Abschnitt Modellbahnen verlagert. Ein Elektromotor ist ein sehr einfaches Gerät, insbesondere in Form von kleinen Modellbahnen. In der Masse sind sie ziemlich billig. Einige kostengünstige kosten US2 in Einzelstückmengen von Großverteilern, obwohl Yoursquoll zehnmal mehr oder weniger für einen Motor mit einem hobbyspezifischen Design und besserer Qualitätskontrolle von einem Fachhändler mit geringer Stückzahl bezahlt wird. Aber zur gleichen Zeit itrsquos ein erstaunliches Gerät, wandelt elektrische in mechanische Energie mit einem Wirkungsgrad nähert sich die eines elektrischen Transformators. Es gibt viele Details, die von einem Motor zum nächsten variieren können, wie sie in einer bestimmten Anwendung funktionieren. Im Laufe der Jahre, Modellierer haben begünstigt verschiedene Designs, in der Regel aus gesunden funktionalen Gründen, obwohl manchmal, die in einer Weise, dass didnrsquot immer wieder die Realität der verfügbaren Motoren verallgemeinert wurde. Unterscheidungen wie dreipolige versus fünf polige Armaturen, Alnico versus Ferritmagneten, schiefe gegenüber geraden Ankerschlitzen und Open-Frame versus Dosenmotoren haben alle eine solide Basis, sind aber manchmal weniger wichtig als man denkt. Wie in den meisten Ingenieurdisziplinen sind Absolute schwer zu erreichen und Kompromisse komplexer als leicht in einer Marketingbroschüre oder auf der Seite einer Modellbox zusammengefasst werden können. Diese Seite adressiert, was ich fühle, sind die wichtigsten Fragen auf einem relativ hohen Niveau, und während es wonrsquot lassen Sie sagen, ldquothis ist bestrdquo, wird es hoffentlich eine Grundlage für das Verständnis, warum eine Art über ein anderes begünstigt wird, und wenn etwas, das isnrsquot ist Dass begünstigt Design noch ein guter sein kann. Wenn Sie mehr Details wollen, schauen Sie sich meine Brushed DC Motor Technologie und Geschichte Seite. Und nie vergessen, dass ein Modellbahnmotor Teil eines Systems ist. Der beste Motor der Welt wird nicht die Grenzen der schmutzigen Spur, eine schwache oder unangemessene Stromversorgung, oder ein Getriebe, die rsquos schlecht oder falsch geschmiert zu überwinden. Sorgfältige Aufmerksamkeit auf einige grundlegende Wartung wird wahrscheinlich eine schlecht funktionierende Lokomotive Arbeit viel besser als Austauschen der Motor für eine ldquobetterrdquo ein, obwohl in einigen Fällen Motor Ersatz sinnvoll ist. Das Bild unten zeigt die Hauptcharakteristiken typischer N-Motoren: Der offene Kunststoffrahmen (grau) mit zwei Stabmagneten in einem U-förmigen Metallstück (schwarze Magnete sind oben und unten im Silbermetall) Nord-und Süd-Magnetpole, die Bürsten von Messing elektrische Kontakte (rechts grau Abschnitt oben und unten), die Wicklungen aus Schichten aus gestanzten Metall (zentrale vertikal-orientierte Schichten aus Silber Metall) mit rotem Kupfer Wicklung Drähte und die Messing Schwungräder (Enden) für einen zusätzlichen Impuls. Das einzige, was Sie sehen können, sind die Kommutatoren, auf der Welle, wo sich die Bürsten berühren, im grauen Gehäuse rechts. Flügelräder arenrsquot technisch Teil des Motors. Theyrsquore Teil der Antriebsstrang an der Motorwelle befestigt, und optional, dass. Dieser Motor hat ein großes Messingschwungrad, das an jedem Ende angebracht wird, das ziemlich häufig ist, da es die meiste Masse, die auf der Antriebswelle möglich ist, setzt, Impuls zu behalten, wenn Energie schwankt. Moderner N-Scale Open-Frame-Schrägspurmotor mit zwei auf der Motorwelle angebrachten Schwungscheiben (aus einem Atlas-Modell) Motorenarten Die meisten Motoren, die heute in Modellbahnen zum Einsatz kommen, sind gebürstete Gleichstrommotoren. Diese arbeiten mit Höchstgeschwindigkeiten von etwa 10.000 U / min (manche können mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten) mit Getriebezügen, um die Geschwindigkeit zu verringern, mit der sich die Räder drehen, und können daher ziemlich laut sein. Ältere waren auch ziemlich schlecht mit niedriger Geschwindigkeit, aber dies wurde deutlich verbessert mit neueren Designs. Der gebürstete Gleichstrom-Permanentmagnet-Motor ist ein Design, das sich seit dem 19. Jahrhundert nicht mehr verändert hat, und alle Eigenschaften von Motoren, die wir heute verwenden (z. B. typische Maximaldrehzahl, Ankerauslegung, Nennleistung von 12 V), wurden in der Modellbahn verwendet Hobby von 1946. Thatrsquos nicht zu sagen, dass alle Motoren identisch sind, noch würden wir sie wollen. Motoren mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen können für bestimmte Einsatzzwecke oder für bestimmte Antriebsstränge optimiert werden. Gleichzeitig kann vieles von dem, was mit einem anderen Motor-Design geändert werden kann, auch durch Änderungen am Antriebsstrang verändert werden, so dass viele Züge sehr ähnliche, wenn nicht ganz identische Motoren verwenden. Es gibt eine beträchtliche Veränderung der Motordrehzahl und des Drehmoments, und in den Zahnrädern, die verwendet werden, um das zum Drehen umzuwandeln, können die Räder verändert werden, um die Geschwindigkeit oder die Zugkraft zu kompensieren oder zu betonen. Ein Motor, der einen Zug viel schneller als die prototypische Geschwindigkeit bei voller Spannung macht, könnte zu einem langsamen und leistungsstarken Schaltmotor werden. Gleichermaßen hat der gebürstete Gleichstrom-Permanentmagnetmotor geringfügige Änderungen in der Leistung (Drehmoment), wenn sich die Welle dreht, und diese können zwar durch Motorauslegung oder schwere Schwungräder (oder beides) kompensiert werden. Die Motortechnologie hat sich im Laufe der Jahre weiterentwickelt, wobei moderne Motoren aufgrund der Verbesserungen in den Materialien, der Magnettechnologie und der Fertigung die gleiche Leistung in einer kleineren Form als ältere erzeugen. Eine weitere Sache, die geändert hat, war unser Verständnis innerhalb des Modells Railroading Hobby, wie Motor Designs beeinflussen Leistungsmerkmale, die wir kümmern, wie Low-Speed-Lauf-und Zugkraft. Die Entwicklung von Steuerungssystemen, von der frühen Batterie - und Rheostat-Bauweise bis hin zu komplexeren Transistor-basierten Systemen, bis hin zu heutigen Mikroprozessorsystemen (sowohl für DC - als auch DCC-Anwendungen) haben auch Einfluss darauf gehabt, wie wir Motoren und welche Aspekte angewandt haben, obwohl dies nicht immer der Fall war Klar, um einzelne Hobbyisten, die auf die Modell-Unternehmen abhängen müssen, um zu verstehen, was wersquore tun und produzieren, was wir brauchen. Dies wurde von Zeit zu Zeit durch Modellierer, die auch in den Bereichen der Technologie relevant für die Bedenken des Tages. Aber warum wir wählen, was wir wählen, ist oft auf Allgemeinheiten so vage reduziert, dass es schwer zu sagen, was noch relevant ist, und was war eine Wahl auf der Grundlage der Grenzen einer Technologie nicht mehr in Gebrauch. Wichtige Merkmale von Motoren Motoren haben zwei verwandte Attribute: Drehzahl und Drehmoment. Die Kraft eines Motors (Arbeitsfähigkeit) ergibt sich aus dem Drehmoment und der Drehzahl. Eine ausführlichere Erläuterung dazu finden Sie auf der Seite Brushed DC Motor Technology and History. Geschwindigkeit ist direkt proportional zur Spannung: bei maximaler Spannung dreht sich der Motor bei maximaler Drehzahl für eine gegebene Last. So wird ein Motor für 16V Einsatz mit 12 Volt langsamer. Geschwindigkeit wird in Umdrehungen pro Minute (RPM) gemessen, und für die Art der Motoren, die wir kümmern, ist in der Regel rund 12.000 U / min bei maximaler Spannung mit nichts an den Motor angeschlossen (dies variiert). Die Motordrehzahl wird in den Zahnrädern des Antriebsstrangs verringert, so daß die Räder auf der Lokomotive viel langsamer drehen, aber die Lokomotordrehzahl ist direkt proportional zur Motordrehzahl für einen gegebenen Zahnradsatz. Dies ist eine Auswirkung des Übersetzungsverhältnisses. Die Übersetzungsverhältnisse variieren gering. Dampflokomotiven haben große Räder und benötigen daher ein höheres Verhältnis, um die Geschwindigkeit zu verringern, typischerweise um etwa 30: 1 oder sogar höher für eine Güterlokomotive, obwohl die tatsächlichen Modelle stark variieren. Passagierdampflokomotiven fuhren typischerweise bei höheren Geschwindigkeiten und zogen weniger Gewicht, und Modelle spiegeln oft das mit niedrigeren Übersetzungen (bis zu etwa 15: 1, aber häufiger etwas höher) wider. Diesel und elektrische Lokomotiven haben kleine Antriebsräder und benötigen daher weniger eine Reduktion und somit ein kleineres Verhältnis. Einige meiner Modelle verwenden 12: 1 Getriebe. Ein Verhältnis von 12: 1 bedeutet, dass sich die Radachse einmal für alle zwölf Windungen der Motorwelle dreht, und wenn der Motor mit 12.000 U / min läuft, drehen sich die Räder bei 1.000 U / min. Wenn Sie die Motordrehzahl auf 6.000 U / min (halbe Drehzahl) reduzieren, drehen sich die Räder dann mit 500 U / min (auch halbe Geschwindigkeit). Ich habe ein Modell mit diesem Getriebe, das 5.55 mm Durchmesser Räder mit einem Motor, der bei 14.000 RPM (unbelastet) auf 12V läuft verwendet. Bei Höchstgeschwindigkeit drehen sich die Räder bei etwa 1200 Umdrehungen pro Minute und erzeugen eine Skalengeschwindigkeit von 195 km / h im 1: 160-Maßstab. Thatrsquos ein bisschen schnell für eine Fracht, aber geeignet für einen schnellen Personenzug (nicht ldquoho-Geschwindigkeit Railrdquo schnell, aber gewöhnlich schnell). Um bei 3 km / h zu kriechen, müssen die Räder bei etwa 360 U / min drehen, etwa 2,6 der Höchstgeschwindigkeit. Das ist möglich mit einem modernen Motor, und ein Tribut an, wie gut diese konstruiert werden. Die Motordrehzahl ist abhängig von der Spannung auch von der Last beeinflusst. Die Höchstdrehzahl ist für einen unbelasteten Motor. Da der Motor mehr Last hat, wird er für die gleiche Spannung langsamer. Das Wort ldquoloadrdquo bezieht sich auf jede Kraft, die der Motor zu überwinden hat, in der Regel verschiedene Arten von Reibung. Reibung kommt von den Elementen des Antriebsstranges (weshalb gute Schmierung der Getriebe zählt) und von der Reibung im Rad der gezogenen Autos, verursacht durch die Anzahl der Räder, die Art der Achslager und das Gewicht der Autos sitzen Auf diesen Rädern, weshalb dafür gesorgt wird, dass die Autoreifen frei rollenden und nicht bindend sind. Itrsquos auch, warum Autos das NMRA empfohlene Gewicht-pro-Auto nicht überschreiten sollten, weil mehr Gewicht für mehr Reibung bildet (weniger-als-empfohlenes Gewicht wäre besser für das Erhalten der Autos bewegend, aber dann theyrsquore eher, um aus anderen Gründen zu entgleisen). Drehmoment ist die Fähigkeit, Reibung zu überwinden, und es variiert, wie die Umkehrung der Geschwindigkeit. Bei maximaler Drehzahl ist das Drehmoment Null. Bei Drehzahl Null ist das Drehmoment maximal. Denken Sie es auf diese Weise: die Spannung kann entweder Geschwindigkeit oder Drehmoment, wie Sie eine erhöhen, die andere sinkt. Mehr Leistung wird benötigt, um einen gestoppten Zug zu starten, als ihn in Bewegung zu halten. Wenn also ein Zug genug Kraft hat, sich überhaupt zu bewegen, kann er sich generell etwas schneller bewegen als ldquodead slowrdquo. Strom ist auch wichtig zu berücksichtigen, aber dies ist kompliziert durch die Tatsache, dass ein Motor in Bewegung produziert ldquoback EMFrdquo basierend auf seiner Geschwindigkeit (Back-EMF wird von einigen DCC-Decoder als eine Möglichkeit, Motordrehzahl zu messen und zu kompensieren Geschwindigkeitsreduzierungen aufgrund von Belastung). Gegen-EMK wird effektiv von dem benötigten Strom subtrahiert. Sie benötigen mehr Strom, um einen Motor auf die Geschwindigkeit zu bringen, aber sobald es weniger Strom benötigt wird, um es dort zu halten. Je mehr Last auf den Motor gelegt wird, desto mehr Strom wird benötigt. Letztlich itrsquos die aktuelle thatrsquos wird in Zugkraft. Wenn Sie mehr Gewicht ziehen müssen, verwenden yoursquoll mehr Energie. Deshalb ldquostall currentrdquo, die Menge des Stroms verbraucht durch einen Motor, wenn Sie die Welle vor Drehen und volle Spannung zu halten, ist der maximale Strom ein Motor zeichnen kann, weil der Motor tut alles, was es kann, um eine Kraft größer als zu widersetzen Es kann überwinden. Stall-Strom in DCC-Decodern (und anderen Arten von Motor-Treiber-Schaltungen), weil, wenn ein Decoder canrsquot Griff ein motorrsquos Stall Strom, der Decoder ldquoburn outrdquo, wenn der Motor blockiert wird. Da itrsquos ziemlich einfach, einen Modellzugmotor zu stoppen, wenn Sie zu viele Autos hinzufügen oder ein Stückchen der Landschaft blockieren die Schienen lassen, geschieht dieses früher oder später. Probleme mit gepulsten Gleichstrom-Permanentmagnetmotoren Der gebürstete Gleichstrom-Permanentmagnet-Motor ist ein sehr gutes Design für kleine Motoren, ist aber nicht ohne Probleme. Da es nur zwei externe Magnetpole gibt (etwas, was ein ldquowound fieldrdquo-Motor vermeiden kann) gibt es mehr Drehmomentänderung über den Verlauf einer Motordrehung als bei einigen anderen Ausführungen. Einige Features, wie schiefe Wicklungen oder zusätzliche Steckplätze (ldquopolesrdquo) können dazu beitragen, dies zu reduzieren. Hinzufügen von Schwungrädern außerhalb des Motors hilft auch, da diese Speicher Momentum (mehr nützlich bei höheren Geschwindigkeiten though). Historisch gesehen gab es ein Problem, bei dem Permanentmagnete über die Zeit Kraft verlieren könnten, wodurch das vom Motor erzeugte Drehmoment verringert wird. Dieses war eher ein Thema in den älteren Motoren, die ldquoAlnicordquo Magneten verwendeten. Moderne Ferrit - und Seltenerd-Magnete sind viel weniger anfällig für dieses Problem. Obwohl dies bei einem modernen Motor unwahrscheinlich ist, hat die Ursache hierfür das magnetische Feld im Motor schnell umgekehrt, d. H. Indem der Zug in Rückwärtsrichtung geschlagen wird, ohne vorher die Drosselklappe zu reduzieren. Der Betrieb eines Zuges in einer prototypischen Art und Weise (d. h. Stoppen vor dem Reversieren) beseitigt jedes Risiko dieses Problems. Sehr alte Motoren könnten darunter leiden, und während itrsquos möglich ist, einen Alnico-Magneten zu remagnetisieren, ist es wahrscheinlich einfacher, sie durch eine moderne zu ersetzen, die stärker an erster Stelle ist, und gewinnt die Macht in gleicher Weise (mehr dazu, Siehe Abschnitt Repowering weiter unten). Andere Arten von Motor Brushed DC-Motoren donrsquot müssen Permanentmagneten auf der Außenseite zu verwenden. Wicklungen können auch verwendet werden, um ein stationäres Magnetfeld zu erzeugen, das die gleiche Funktion erfüllt. Dies ist vor allem bei größeren Motoren der Fall, wo stärkere Felder benötigt werden und die Kosten für Permanentmagnete hoch sind. Solche Motoren, beschrieben als ldquowound fieldrdquo gebürstete DC-Motoren, wurden in den frühen Tagen der Modellbahn verwendet und einige können noch in größeren Maßstäben verwendet werden. Mit Wundfeldern kann das Magnetfeld auch so aufgebaut sein, dass es mehr als nur zwei Pole aufweist, und wenn ein Motorenhersteller auf einen Motor mit ldquopoderquo bezieht, ist es üblicherweise diese stationären Pole, die im Gegensatz zu Bastlern, die den Begriff für die Anzahl der benutzen, gemeint sind Schlitze auf dem Anker (und die Verschiebungsgruppe von Polen, die von ihnen erzeugt werden). In einigen Zügen werden so genannte ldquocorelessrdquo-Motoren verwendet, die Windungen ohne Metallarmatur verwenden. Diese neigen zu einer Überhitzung, wenn sie blockiert werden (was dazu führen kann, dass sie sich selbst zerstören, ohne dass ein Metallkern Wärme abführen muss, die Rotation des Ankers ist wesentlich für die Kühlung bei höheren Strömen). Coreless Designs sind typisch für sehr kleine Motoren (die ldquopager motorsrdquo berichtet, in Katorsquos Unitram verwendet werden kann auch ein kernloses Design), obwohl sie manchmal auch in größeren Maßstäben verwendet werden. Coreless Motoren sollen besser für den Modellzug verwenden (effizienter), aber ich havenrsquot eine autoritative Quelle dafür gefunden. Sie haben weniger eine cogging Wirkung, die wahrscheinlich verbessert ihre langsamen Betrieb. Sie reagieren auch schneller auf Spannungsänderungen aufgrund fehlender Masse im Anker (kein Metallkern), aber bei Modellbahnen ist dies vermutlich ein Negativmerkmal, da sich der Motor aufgrund von Stromabnehmerproblemen schneller verlangsamt . Coreless-Motoren sollten nicht mit nicht-ultrasonischen DCC-Decodern oder anderen niederfrequenten digitalen Motorsteuerungen verwendet werden, wie z. B. dem PWM, das normalerweise von einem Arduino erzeugt wird, da dies den Motor ernsthaft beschädigen könnte (wieder aufgrund von Überhitzung gibt es mehr Hystereseverlust mit Niedrige Geschwindigkeit pulsierend, um den Motor zu erhitzen, und weniger Abkühlen, wenn es nicht schnell rotiert). Sogar viele ldquoultrasonicrdquo Decoder haben Ausgangsfrequenzen um 16 kHz, und Motorhersteller empfehlen typischerweise Frequenzen über 20 kHz für kernlose Motoren. Itrsquos am besten, um einen Decoder speziell von der Hersteller für solche Motoren bewertet. Coreless Motoren sind häufiger in Europa als Nordamerika, so dass europäische Decoder-Hersteller wie ESU (LokSound) und Zimo sind gute Entscheidungen. Motoren mit Stahlkernen (die typische Motorart) sind toleranter gegenüber niederfrequenter PWM, profitieren aber immer noch von höheren Frequenzen. PWM wird nicht nur von DCC, sondern auch von anderen digitalen Motorsteuerungen verwendet, wie sie bei Arduinos und ähnlichen Hobby-Elektronik verwendet werden. Es kann auch von erweiterten DC-Drosseln verwendet werden, obwohl ich havenrsquot laufen über alle, die es verwenden. Die gepulste Leistung, die bei einigen Gleichstrom-Drosseln verwendet wird, funktioniert ähnlich und hat die gleiche Art von Heizproblemen bei niedrigen Drehzahlen (siehe die Seite DC-Zugsteuerung für mehr über die gepulste Leistung). Ein anderer Entwurf ist der ldquobrushlessrdquo Motor. Diese setzen den Permanentmagneten auf den Anker und die Wicklungen auf der Außenseite. Weil sie donrsquot verwenden Bürsten oder ein Kommutator sie arenrsquot anfällig für Verschleiß (keine Lichtbogenbildung auf den Bürsten unter Last bedeutet auch weniger Wärme). Jedoch benötigen sie ein Steuersystem, um die Leistung zu drehen, wenn sich der Motor dreht, was typischerweise komplexer wird. Solche Motoren wurden offensichtlich nur als Ersatzmotoren und nicht als Originalausrüstung verwendet. Diese erfordern eine spezielle Steuerung (es gibt DCC-Decoder, die diese), so dass sie arenrsquot nur Drop-in Ersatz. Sogar bei herkömmlichen gebürsteten Gleichstrom-Permanentmagnetmotoren, die der Rest dieser Seite abdecken wird, und die Diskussion auf die typischerweise in dem Hobby verwendeten Typen zu beschränken, gibt es eine wesentliche Veränderung des Designs. Das Verständnis, was diese Merkmale sind und warum sie können oder nicht, ist nützlich beim Lesen von Herstellerbeschreibungen von Modellen. Denken Sie nur daran, dass Qualität mehr mit der Aufmerksamkeit auf Details von Designer und Erbauer des Modells und seine Motor als jedes Feature eines solchen Motors behaupten kann. Eine schlechte Qualität Motor mit jedem Feature kann jeder fragen, für noch isnrsquot wahrscheinlich gut laufen, oder weiterhin gut laufen. Alte Motoren, neue Motoren und Repowering Motortechnologie hat sich in den letzten 80 Jahren in vielerlei Hinsicht verändert, obwohl die grundlegenden Aspekte des Designs 1946 bekannt waren. Der Motor in jedem guten Modellzug heute ist wahrscheinlich wesentlich besser, in Viele verschiedene Wege, als man vor dreißig oder mehr Jahren gekauft hat. Ein billiges Modell, das heute gekauft wird, hat vermutlich einen billigen Motor und einen billigen Antriebsstrang und kann schlechter sein als jene älteren Modelle. Aber angesichts der relativen Kosten, den Kauf eines billigen Modells und das Hinzufügen eines besseren Motors und die Verbesserung der Getriebe wahrscheinlich doesnrsquot machen eine ganze Menge Sinn im Vergleich zu nur den Kauf eines neuen Modells mit hochwertiger Farbe und Detaillierung, sowie ein moderner Motor und Antriebsstrang. Itrsquos eine andere Geschichte, wenn yoursquore kaufen (oder haben) ein älteres Modell, weil itrsquos die einzige Möglichkeit zu bekommen, was Sie wollen, aber immer noch wie es so viel wie ein modernes wie möglich laufen. Hier können die Kosten ein zweitrangiges Problem sein. Irsquoll bemerkt jedoch, dass Irsquove nicht in der Lage war, das Äquivalent der offenen Rahmenmotoren zu finden, die in modernen N-Modellmodellen verwendet werden, die separat verkauft werden (außer von Kato, wie unten angegeben). Das Renovieren eines älteren N-Maßstabs erfordert vermutlich die Verwendung von kleinen Dosenmotoren, die arenrsquot zwangsläufig schlechter als die gegenwärtigen offenen Rahmenkonstruktionen sind, aber es ist schwierig, sie so klein zu finden, wie die 9 mm × 13 mm × 24 mm Größe, die in einigen modernen N-Maßstäben verwendet wird Modellen. Wenn Sie diese Route gehen möchten, verkauft NorthWest Short Line eine Reihe von kleinen Dosenmotoren für HO-Waagen und größer, obwohl ihre kleinsten Motoren (bei 10 mm x 12 mm x 15 mm bis 10 mm x 12 mm x 25 mm) in einer N-Skala verwendbar sein können Lokomotive je nach Ausführung. Kato USA verkauft Motoren (in ihrem Online-Ersatzteilkatalog) für ihre GG1MP3H, aber nicht andere Modelle (andere können auf Anfrage erhältlich sein), und Kato Japan verkauft Ersatzmotoren für viele japanische Designs, aber nur, wenn Händler und Verfügbarkeit unberechenbar zu sein scheinen ( Irsquove nie versucht, ein zu kaufen). Typische Kosten sind um US30. Modellbauer mit wirklich alten Open-Frame-Motoren aus den 1960er Jahren haben noch eine weitere Option: Magnet Ersatz. Wie auf dieser Seite beschrieben. Itrsquos möglich, Alnico-Magneten in diesen älteren Modellen durch seltene Erden-Neodym-Magneten zu ersetzen. Dies erhöht das Drehmoment, bei geringeren Höchstgeschwindigkeiten und erhöhten Leistungsanforderungen (und diese alten Motoren benötigen oft rund zwei Ampere, so dass Sie ein gutes Netzteil oder einen wirklich heftigen DCC-Decoder benötigen). Sie können canrsquot wirklich die gleiche Sache mit einem Dosenmotor oder einem modernen Open-Frame-Design, weil der Magnet so geformt ist, um die Dose (oder ldquoyokerdquo in einem offenen Motor) und den Anker, anstatt rechteckig. Motor Design und PWM Pulse Frequency Obwohl normalerweise nicht ein Problem in ldquoDCrdquo-Steuerungen, DCC-Decoder verwenden hochfrequente Pulse-Width Modulation (PWM) zum Antrieb von Motoren. Motoren sind elektrisch ein ldquoSeries RL Circuit rdquo, was bedeutet, dass sie als Kombination aus einem Induktor und einem Widerstand in Serie beschrieben werden können. Eine Wirkung davon ist, dass Strom, obwohl der Motor die Anlegung der Spannung auf den Motor um eine Zeit verzögert, die durch die ldquotime-Konstante bestimmt wird. Da das Anlegen von Spannung ist, was der Start eines Pulses tut, und Strom ist, was macht den Motor, therersquos eine offensichtliche Notwendigkeit für den Puls auf lange genug zu bleiben, um den motorrsquos Strom bis zum vollen Wert zu fahren und halten es dort für eine Zeit . Dies ist vor allem ein Problem bei niedrigeren Geschwindigkeiten, da dies, wenn Pulse die kürzeste sein wird. Das zugrundeliegende Verhalten ist ldquoexponentialrdquo in der Natur, so itrsquos nicht ein einfaches ldquoafter X Mikrosekunden voller Strom erreicht wird. Stattdessen wird nach einer Zeit T gleich der ldquotime constantrdquo (die etwa 100 Mikrosekunden für einen typischen Motor ist) der Strom bei 63,2 derjenigen liegen, die nach dem Ohmschen Gesetz für einen einfachen Widerstand mit demselben Wert vorhergesagt wird. Nach 2T (200 usec in diesem Beispiel) itrsquos bei 86,5 und bei 5T itrsquos bei 99,3 von vollem Strom (dies ist in der Regel die Zeit für den vollen Strom gegeben, obwohl es isnrsquot ziemlich voll ist). Aber ldquofull currentrdquo isnrsquot alles, was interessant, weil wersquore nicht mit dem Antrieb des Motors am Stall Strom (was ist ldquofullrdquo bedeutet). Wersquore besorgt über das Fahren des Motors bei einem relativ kleinen Bruchteil des Stallstroms (typischerweise weniger als die Hälfte, möglicherweise so niedrig wie ein Drittel). Es stellt sich heraus, um etwa 0,4 T zu erreichen ein Drittel der Stall-Strom zu nehmen. So erzeugt für eine typische Langsamfahrt sogar eine Verzögerung von T (die für die meisten Motoren eine Frequenz von 8 bis 12 kHz ausmacht) etwas in der Nähe des vollen Stroms, das sich auf dem Spannungspegel befindet. Ich komme in die Details dieser auf meiner PWM-Seite, und beschreiben T (die ich nennen die ldquominimum DCC-Frequenzquadrat) für eine Reihe von Motoren Irsquove gemessen auf meiner Seite Typical Motors. Wenn der Motor niemals den vollen Strom erreicht, erzeugt er nie eine volle Gegen-EMK (was den effektiven Strom verringert), und daher ist der durchschnittliche Strom (und die Wärme) für die gleiche Energiemenge höher. Dies kann zu einer Überhitzung mit anhaltenden niedrigen Geschwindigkeiten führen, was nicht gut ist. Die Quintessenz ist, dass Überschalldecoder (typischerweise bei 15 kHz oder höher) für Motoren gut sind. Sie können etwas Drehmoment (maximale Geschwindigkeit oder Zugkraft) von diesem im Vergleich zu einem nicht-Überschall-Decoder verlieren, aber thatrsquos wahrscheinlich ein Preis wert, wenn Sie über die Langlebigkeit Ihrer Modelle kümmern. Break-In und betriebliche Überlegungen Ein umstrittenes Thema ist das Thema ldquobreaking inrdquo ein neues Modell. Die meisten Modellierer werden dies als notwendige Praxis, mich eingeschlossen. Einige sind hartnäckig gegen die Idee, denn die Gründe, die von ldquoit abweichen, können nichtsdestoweniger zu ldquoit das Modell beschädigen, um es für ein verlängertes timerdquo laufen zu lassen. Sogar unter der Annahme, dass es einen Vorteil bietet, genau wie es so ein Thema der weiteren Unsicherheit ist. Sie könnten natürlich nur warten, für Ihre erste Betriebs-Session, um das Modell in. Aber wouldnrsquot Sie lieber haben das Modell läuft reibungslos, wenn yoursquore tatsächlich mit es würde ich, und ich denke, eine kleine Menge von Einbruch ist von Vorteil. Es gibt viele Dinge, die Brechen in einer neuen Lokomotive beeinflussen könnte. Die Dinge, die Irsquove gesehen hat, sind: das Abnutzen der Bürsten, um die Kurve des Kommutators anzupassen, das Polieren und das Schmieren des Kommutators von der Wirkung der Bürsten, die darauf reiben, das Glätten von rauen Kanten von Kunststoffzahnrädern und Zahnradlagern und das Verteilen von werksseitig aufgebrachtem Schmiermittel Obwohl das Getriebe und Motorlager. Vielleicht haben alle diese haben einige Wirkung, obwohl Bürsten tragen ganz langsam, so zehn Minuten isnrsquot gehen, viel dort zu tun. Eine Anmerkung: NorthWest Short Line (NWSL), ein Reseller von Motoren und zugehörigen Teilen für Modelleisenbahnen, stellt in ihrem Katalog fest, dass ldquobreaking in den Zahnrädern für gute Zahnradsysteme nicht erforderlich ist. Ich denke thatrsquos richtig, aber Irsquoll beachten, dass die anderen Gründe (Verteilung Schmiermittel, die Schaffung eines ersten Verschleiß auf Bürsten) sind wahrscheinlich noch wahr. Auf jeden Fall ist meine Erfahrung, dass die neuen Lokomotiven besser laufen nach weniger als einer halben Stunde Einbruch als die do ldquoout des boxrdquo. Irsquoll beachten Sie, dass NWSL doesnrsquot verkaufen Ersatzmotoren geeignet für meine üblichen Kato oder Tomix Modelle, so I havenrsquot getan viel Geschäft mit ihnen. Sie haben einen Ruf für das Wissen, was theyrsquore reden. Meine übliche Einbruchmethode ist, eine Lokomotive oder ein Auto um eine kreisförmige Spur auf meinem Layout in einer Richtung mit einer mittleren Geschwindigkeit (nicht die langsamste geht es, aber nicht zu schnell) für 15-30 Minuten laufen und dann laufen Es die andere Richtung für eine ähnliche Zeit (vor allem um sicherzustellen, dass jeder Verschleiß gleichmäßig verteilt ist). Die meisten der Vorteile ist in den ersten zehn Minuten sichtbar. Irsquove versuchte, eine Stunde lang in jede Richtung zu laufen, aber ich habe keinen bemerkenswerten Vorteil davon gesehen. Dies hat auch den Vorteil der sofort Hervorhebung eines operativen Probleme auf ein neues Modell, wie ein Lastwagen, der nicht sitzt Irsquove neue Modelle entgleisen auf einem Schalter aufgrund von LKW Probleme. Ein gutes, modernes Modell shouldnrsquot irgendeinen Schaden von ausgedehntem Betrieb auf DC nehmen, solange Sie arenrsquot, das es überläßt, indem man einen sehr langen Zug oder mit dem Drosselkurbeln bis zum Maximum kurbte oder es das ganze Wochenende an einer Zugerscheinen laufen ließ. Irsquove laufen Züge für ein paar Stunden ununterbrochen ohne offensichtliche Schwierigkeiten, obwohl es zweifellos eine kumulative Wirkung. Irgendwann wird das Schmiermittel verschmutzt und es wird eine gute Idee sein, den Mechanismus zu reinigen und erneut zu schmieren, um den Verschleiß zu minimieren. Aber Irsquod erwarten, dass aus Dutzenden von Stunden der Operation, nicht ein Paar kommen. Motorbürsten werden im Laufe der Zeit abnutzen, aber moderne sollten sehr langlebig sein, wenn sie gut behandelt werden. Ein DC-Motor wird verschleißen, aber es dauert Hunderte von Stunden der Operation, dies zu tun. Bürstenverschleiß ist das häufigste Problem (nachdem Schmierung erneuert werden muss) und Sie können Ersatzbürsten für einige Motoren kaufen (Kato verkauft sie für ihre). Der Permanentmagnet kann auch itrsquos Magnetfeld im Laufe der Zeit verlieren, obwohl thatrsquos weniger von einem Problem mit modernen. Wenn das passiert, benötigen Sie wahrscheinlich einen neuen Motor, obwohl es möglich sein könnte, einen Ersatz-Magnet zu bekommen. Es war einmal möglich, ldquoremagnetizerdquo einem Motor, aber Irsquom nicht bewusst, dass jemand, der diesen Dienst heute, zum Teil, weil es viel schwieriger für moderne hochfeste Magnete zu tun. Ein Kommentar zum Motorabrieb: Bürsten und Kommutatoren verschleißen mehr, wenn Strom zunimmt, und Strom steigt mit Last an. Wärme im Motor kann auch ein Problem bei höheren durchschnittlichen Spannungen sein. Ein Hersteller von kleinen Gleichstrommotoren (MicroMo) empfiehlt, Motoren bei der Hälfte des maximalen ldquostall torquerdquo oder weniger zu verwenden, um übermäßigen Verschleiß zu vermeiden. Das bedeutet, dass, wenn Ihre Lokomotive maximal 50 Pkw mit Vollgas fahren kann, die normale Zuggröße unter 25 PKW oder Doppelpfeil halten (zwei Lokomotiven ähnlicher Bauart im Zug benutzen). Geschwindigkeit isnrsquot wirklich ein Faktor hier: eine unbelastete Lok mit voller Geschwindigkeit zeichnet sehr wenig Strom, dank der Wirkung von Back EMF. Irsquove gesehen andere Empfehlungen, um bei einem Drittel laufen die Strömung oder weniger, aber die grundlegende Anleitung ist die gleiche: Arbeit der Motor so hart wie Sie können und es wird viel schneller abgenutzt, als wenn Sie es leichter arbeiten. Spannung und die Form der Spannung auch wichtig. Running an N-scale model designed for 12 volts on a 20 volt system (as some HO systems are) isnrsquot doing the motor any favors. Likewise, using a thirty-year-old power pack with a ldquopulserdquo switch may be doing things to the motor that really arenrsquot good for it, as older systems often used a half-wave pulse that produces more heating. Voltage and Current Motors have a maximum voltage rating, although this isnrsquot normally published for model train original motors. Instead yoursquoll often see a nominal voltage limit (like ldquo12Vrdquo for N scale) mentioned, but the motor is probably safe to operate at slightly higher voltages. Fundamentally, the limit is based on the motorrsquos ability to withstand the current flowing in it, and to dissipate the heat produced from that current and mechanical friction within the motor. The maximum current a motor will draw for a given voltage is relatively easy to determine, but it does vary with voltage. Note that this wonrsquot tell you what current will harm the motor. However, a good rule of thumb to use is that at the rated voltage for the motor, the maximum continuous current should not exceed one-third to one-half the maximum possible current. In other words, for a 12 Volt motor, measure stall current at 12 volts, and keep operating current (which will vary with load and speed) below half of that regardless of what voltage you run the train with. The maximum current drawn at a given voltage is the stall current for that voltage, the current drawn when the armature is not turning (is ldquostalledrdquo). This term is familiar to anyone whorsquos converted a motor to DCC use, but it is equally applicable to DC power. The stall current will be drawn when the motor is just starting, but only for a very brief time. It will be drawn for an extended time if something causes the mechanism to jam so that the motor isnrsquot turning. A train pulling a very heavy load could approach stall current, and if it were to stall out on a grade at full throttle without spinning its wheels, it would be drawing the stall current. Stall current can be measured by putting a loco on a piece of track, wiring up a DC power supply at a known voltage which is capable of producing the necessary current, with an ammeter in series with one of the wires from the rail to the power supply (an RRampMeter is good for this, as it will give current and voltage) and pressing the loco down firmly so the wheels canrsquot move, before turning on the power. The Amps reported on the meter are the stall current at that voltage. To get the stall current at another voltage, divide the measured current by the measured voltage, then multiply by the desired voltage. For example, to convert a motor measured at 12V to the stall current at 18V (a reasonable ldquoworst caserdquo DCC environment): 500 mA at 12 V would be (500 12) x 18 750 mA stall current at 18 volts. Note: if using an RRampMeter without an internal battery, voltage must be at the right polarity and higher than 7 volts for anything to display on the meter. If you are measuring stall current for a DCC conversion, keep the ldquodepends on voltagerdquo aspect in mind. If your DCC system uses a Zephyr (14 Volt DCC), itrsquos stall current at 14V that matters. If you plan to run the model on a friendrsquos or club layout with 18V DCC, itrsquos the stall current at 18V that matters. Measuring stall current at 12V would cause you to undersize the decoder for both of these situations, and could result in a blown decoder. For the best accuracy, do the following: - measure when the windings are cool (i. e. the motor has not been in use), as resistance changes with temperature can be quite large, and will produce misleading results. - measure multiple times with the motor turned slightly between measurements and average the results (stall current can vary depending on the position of the windings). On a DC layout, the voltage experienced by the motor depends on what the throttle is set to. If you are concerned that your pack puts out 18V, but the motor might be limited to 12V, you can hook up a voltmeter and not turn the pack up beyond 12V. However, this can be harder to do with more sophisticated packs which use pulsed power, as this can trick voltmeters into misreading. Likely what shows on the meter when set to DC will be higher than whatrsquos actually on the track, so staying below your ldquosaferdquo voltage will still be safe. On a DCC layout, the voltage depends on the voltage of the DCC command station or booster and the ldquoduty cyclerdquo of the PWM output. At 100 throttle the motor will experience the full voltage. If you are concerned about limiting the voltage, you could use a speed table in the decoder. Z. B. 12V is 60 of 20V, so if you wanted to limit to 12V on a 20V system, you could write a speed table with a maximum value of 153 (60 of 255). However, yoursquod need to turn off BEMF or other features that could raise the motor power even if you didnrsquot raise the throttle value. Even so, using a DCC system with a high track voltage produces a high peak voltage, and although average voltage matters for speed, peak voltage will affect heating of the motor (due to hysteresis loss in the pulse, not due to resistive heating which depends on the average voltage). Thus DCC systems with high track voltages arenrsquot good for lower-rated motors, no matter what you do with the power. Ideally, you should avoid these problems by choosing a power supply suited to your scale. For N-scale, thatrsquos ideally something under 14 volts, for HO itrsquos ideally something under 18 volts. But in both cases there is often a large safety margin, so it may be possible to use higher voltage supplies at a relatively minor cost in longevity of motors. But at some point, higher voltage will start to cause more serious wear on the motor. Best to plan ahead and avoid that by selecting an appropriate power supply. References: Basic Motor Theory - a fairly detailed description of the principles of operation of electric motors. Brushed DC Motors - a motor manufacturerrsquos product overview (note the lack of mention of ldquopolesrdquo). DC Motors: Principles of Operation - a very clear description of how the magnetic fields interact. Mabuchi Motor page on their Motor Designations and their Meanings. which includes information on number of poles. This website also has additional technical info about DC motors. (link thanks to a reader reference thanks Victor). Magnet Guide and Tutorial (PDF ), Alliance, LLC. Model Railroader Magazine 75th anniversary DVD back issue collection (issues cited in the text). Modern Permanent Magnets for Applications in Electro-Technology, by Karl J. Strnat. Proceedings of the IEEE, Volume 78, Number 6, June 1990 Permanent Magnet Motor Technology, Third Edition, by Jacek F. Gieras, CRC Press. The Simple DC Motor: A Teachers Guide. Kristy Beauvais - not the clearest explanation of principles, but a great ldquobuild it yourselfrdquo tutorial on making a very simple motor out of a loop of wire. How Stuff Works: Electric Motors - a nice, if simplistic, explanation of brushed DC motor operation. Model Railroad Technical Information - a site with lots of info, some of it about replacing model motors. The ldquoremotoring rdquo page in particular has a lot of detail about motor types.