A kerti műhelyem ajtaja egy háromméteres, síneken futó tolóajtó. Szeretem, de télen, amikor a sín kicsit megfagy, két kézzel kell rángatni. Egy decemberi reggelen, kezemben bögrével, újra nekifeszültem – és eldöntöttem, hogy ezt motor fogja csinálni helyettem.
Az első ötlet: egy régi ablaktörlő motor
Mint minden barkácsoló, én is a fiókban kezdtem. Volt egy bontott ablaktörlő motorom, 12 voltos, beépített csigahajtással. Pár óra után az ajtó megmozdult – és tizedik nyitásnál a motor háza már forró volt. Akkor ismertem meg egy fogalmat, amit addig soha nem néztem: az üzemmódot.
S1 vagy S2? Ezen múlt minden
A motorok adattábláján szerepel, hogy milyen üzemre tervezték őket. Az S1 folyamatos üzemet jelent: a motor a névleges teljesítményt akár órákig is leadhatja túlmelegedés nélkül. Az S2 rövid idejű üzem: például „S2 15 perc” azt jelenti, hogy a megadott, magasabb teljesítményt 15 percig bírja, utána hűlnie kell. Egy kapunak vagy ajtónak ez tökéletes – egy nyitás néhány másodperc. Az ablaktörlő motorom viszont nem erre készült, és a túl kicsi teljesítmény miatt folyamatosan a határán dolgozott.
Miért egyenáram?
A műhely nincs a hálozatra kötve, egy napelem tölt egy 12 V-os akkumulátort. Az egyenáramú, állandó mágneses kefés motor ide ideális:
- nagy az indítónyomatéka, így a megfagyott sínen is elindítja az ajtót,
- a forgásirány egyszerű polaritáscserével megfordítható – egy dupla relé elintézi,
- a fordulat egyszerű PWM-szabályzóval változtatható, így az ajtó a végpontok előtt lelassíthat.
A kefe nélküli (BLDC) motor hosszabb életű és csendesebb lett volna, de ehhez elektronikus vezérlő kell, ami egy hétvégi projektnél túl sok új ismeretlent jelentett volna.
A számolás, amit előbb kellett volna
Megmértem egy poggyászmérleggel, mekkora erő kell az ajtó elindításához: hidegben kb. 15 kg-nyi húzóerő. A fogaslécet hajtó fogaskerék sugara 3 cm, így a szükséges nyomaték nagyjából 150 N × 0,03 m = 4,5 Nm. Ezt egy néhányszáz wattos DC motor lassító hajtóművel kezelt áttétellel bőven tudja, tartalékkal. Ekkor jöttem rá, hogy valójában motor-hajtómű kombinációt keresek, nem csupán motort.
A választás
Végül ipari, hengeres kialakítású, 12 V-os egyenáramú motor mellett döntöttem, amelyhez hajtómű is szerelhető. A legtöbb ilyen sorozatnál a teljesítmény néhány tucat wattól több száz wattig terjed, 12 és 24 V-os kivitelben. Én a választékot a Pall Ant webshopjában néztem át, ahol táblázatban látszik minden típus feszültsége, áramfelvétele, nyomatéka és S1/S2 teljesítménye – pontosan azok az adatok, amelyek az első kísérletnél hiányoztak.
Ami a végén kijött
Az ajtó ma egy távirányító gombnyomására nyit, két végálláskapcsolóval és egy olvadóbiztosítékkal. A motor egy nyitás után éppen csak langyos. A legfontosabb tanulság nem a bekötés volt, hanem az, hogy egy motort nem a fiókban lévő készlet alapján kell kiválasztani, hanem a feladat alapján: mennyi erő, milyen sebesség, milyen gyakran. Ha ezt a három kérdést előre megválaszolom, egy délután alatt kész lettem volna.
