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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gemeinsame Spannungsquelle für Schaltung und Controller


Autor: Markus M. (ai123)
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Hallo!

Ich habe in der letzten Zeit meine ersten Gehversuche mit 
Mikrocontrollern gemacht und in den letzten Monaten viel hier nur 
mitgelesen. Nun plane ich ein erstes Projekt.

Dabei stellt sich mir die Frage nach der Spannungsquelle. Der Controller 
benötigt ja bekanntlich 5 V, meine Schaltung, die zu steuern ist z.B. 12 
V.

Kann ich dann beide Spannungen mit einer Spannungsquelle erzeugen? (Also 
eine mit 12 V nehmen und durch eine Schaltung für den Controller auf 5 V 
runterregeln.)

Gruß, Markus.

Autor: Joel Jaegers (array)
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Klar geht das...

z.B mit einem 7805...

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Markus,

> Kann ich dann beide Spannungen mit einer Spannungsquelle erzeugen? (Also
> eine mit 12 V nehmen und durch eine Schaltung für den Controller auf 5 V
> runterregeln.)
Ja, das ist der übliche Weg. Um die 5V zu erzeugen, kannst Du das 
Bauteil 7805 verwenden. Das ist ein sogenannter Linearregler.

Ein Linearregler ist im Prinzip ein Transistor zwischen Ein- und Ausgang 
zusammen mit einer Regelung. Die Regelung macht den Transistor gerade so 
leitfähig, daß am Ausgang die gewünschte Spannung (5V) erscheinen.
(Ist die Ausgangsspannung zu hoch, läßt der Transistor weniger Strom 
durch; ist die Ausgangsspannung zu klein, läßt er mehr Strom durch.)
Seine Beschaltung geht so:


   12V         _________   5V
--*------*-----|         |-----*------*----
  |      |     | 7805    |     |      |
 ---    ---    |_________|    ---    ---
 ---    ---         |         ---    ---
  |      |         GND         |      |
 GND    GND                   GND    GND

100µF   100nF                100nF   100µF
(Elko)  (Keramik)          (Keramik) (Elko)

Die (12-5)=7V werden in Wärme verheizt. Die Wärmeleistung beträgt 7V*I, 
wobei I der Strom ist, den der µC benötigt. Der Strom für einen 
einfachen µC ist normalerweise nicht allzu hoch, vielleicht 30mA, so daß 
die Wärmeentwicklung meist nicht kritisch ist.

Tu Dir den Gefallen und verwende beim 7805 die Elkos auch dann, wenn sie 
nicht ausdrücklich im Datenblatt stehen. Es gibt hier im Forum zig 
Threads alleine darum, weil Leute meinten, sie könnten darauf 
verzichten.
Jedes einzelne Bauteil benötigt dann nochmal 100nF (Keramik) an der 
Spannungsversorgung.

Am wenigsten Probleme bekommst Du, wenn Du SMD-Bauteile verwendest und 
eine möglichst ununterbrochene Massefläche verwendest, je nach Anwendung 
Analog- und Digitalmasse getrennt.


Gruß,
  Michael

Autor: Michael (Gast)
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Den ELko am Ausgang kann man sich doch sparen sofern der am Eingang 
hinreichend groß dimensioniert ist.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

der Elko am Ausgang und der Elko am Eingang wissen wenig voneinander...
Bei den 78xx Reglern kann ein Elko am Ausgang das Regelverhalten 
durchaus verschlechtern.
Ich halte es meist so: wenn mit einem Steckernetzteil versorgt, die 
Zuleitungen am Eingang also relativ lang sind, dann am Eingang einen 
220-470µ Elko. Direkt am Regler die 3x 100n gegen Schwingen des Reglers.

Wenn Schlatungsteile mit größerer oder stark schwankender Stromaufnahme 
dabei sind, noch 47µ auf der Ausgangsseite. Allerdings nicht direkt am 
Regler sondern nahe des Schaltungsteils mit der Last.
So verringern sich die Schwankungen durch Laständerung, die Zuleitungen 
zwischen Regler und Last können sonst durchaus schon für zusätzliche 
Störungen sorgen.

Bisher hat das so immer zuverlässig geklappt, sowohl auf Lochraster als 
auch auf Steckbrettaugbauten.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Markus M. (ai123)
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Hallo!

Danke für die ausführliche Erklärung und Tipps.

Michael Lenz wrote:
> Die (12-5)=7V werden in Wärme verheizt. Die Wärmeleistung beträgt 7V*I,
> wobei I der Strom ist, den der µC benötigt. Der Strom für einen
> einfachen µC ist normalerweise nicht allzu hoch, vielleicht 30mA, so daß
> die Wärmeentwicklung meist nicht kritisch ist.

Der Atmega8 hat im Datenblatt im aktiven Zustand 3,6 mA stehen. Für das 
bisschen drumrum ist 30 mA vermutlich ein sicherer Annahmewert. Wären 
also 0,21 W.

> Tu Dir den Gefallen und verwende beim 7805 die Elkos auch dann, wenn sie
> nicht ausdrücklich im Datenblatt stehen. Es gibt hier im Forum zig
> Threads alleine darum, weil Leute meinten, sie könnten darauf
> verzichten.

Danke für den Beschaltungsplan. Das Datenblatt von Reichelt enthält dazu 
leider nichts.

> Jedes einzelne Bauteil benötigt dann nochmal 100nF (Keramik) an der
> Spannungsversorgung.

Also so wie man das an jedem Controller in der Grundschaltung auch 
macht, oder?

> Am wenigsten Probleme bekommst Du, wenn Du SMD-Bauteile verwendest und
> eine möglichst ununterbrochene Massefläche verwendest, je nach Anwendung
> Analog- und Digitalmasse getrennt.

Gut, erstmal wird das Lochraster mit Drahtbauteilen werden. Erstmal ätze 
ich keine eigene Platine. Ich möchte erstmal nur ein paar LEDs über PWM 
dimmen. Diese sind dann zusammengeschaltet, so dass ich dafür einen Port 
verwendet. Da muss ich mir nun mal noch den passenden Transistor suchen.

Gruß, Markus.

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