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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsabfall Flachbandkabel


Autor: Bernd (Gast)
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Hallo,

weiß jmd von euch ob es eine Berechnung für den Spannungsabfall auf 
einem normalen Flachbandkabel gibt und wie diese lautet?

Kann man aus dieser Formel anschließend auch berechnen welche 
Stützkodensatoren man benötigt, um Spannungseinbrüche auszugleichen?

In meinem Fall wird über ein 15cm Flachbandkabel die Spannung übertragen 
(2-Adern) an eine weitere Platine, welche kontinuierlich 250mA an Strom 
zieht und 200mA in Abhängigkeit ob die Leds an sind oder nicht. Sprich 
auf dieser Platine befinden sich einige Leds die mit unterschiedlichen 
Frequenzen flackern und somit die Stromaufnahme verändern.

Kann man vereinfacht sagen, dass diese 200mA von den Stützkodensatoren 
auf der Platine abgefangen werden, sprich gespeichert werden müssen, 
damit man keine Spannungseinbrüche erleidet?

Gruß
Bernd

Autor: Wegstaben Verbuchsler (wegstabenverbuchsler)
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> ob es eine Berechnung für den Spannungsabfall auf
> einem normalen Flachbandkabel gibt und wie diese lautet?

ja, gibt es. Nennt sich Ohmsches Gestz. In die Berechnung des 
Widerstands geht der spezifische Widerstand des Materials (vermutlich 
Kupfer), die Leitungslänge sowie der Leitungsquerschnitt mit ein.

Autor: RainerK (Gast)
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Wegstaben Verbuchsler schrieb:
>> ob es eine Berechnung für den Spannungsabfall auf
>> einem normalen Flachbandkabel gibt und wie diese lautet?
>
> ja, gibt es. Nennt sich Ohmsches Gestz. In die Berechnung des
> Widerstands geht der spezifische Widerstand des Materials (vermutlich
> Kupfer), die Leitungslänge sowie der Leitungsquerschnitt mit ein.

Na da haste wohl die Wegstaben U R I des ohmschen Gesetzes mit den 
Wegstaben R L A ρ / ϰ verbuchselt.

Es grüßt RainerK

Autor: Bernd (Gast)
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vielen Dank für die Formel....

wenn ich grob von 500mA ausgehe, hab ich einen Spannungsverlust von 
16,39mV auf dem Flachbandkabel. Hört sich für mich nicht sonderlich hoch 
an in Bezug auf die Tatsache, dass alle ICs zwischen 3.3V und 3V ohne 
Probleme arbeiten sollten.

Oder übersehe ich hier etwas?

Gruß
Bernd

Autor: citb (Gast)
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Fuehre die Versorgung fuer die Controller extra vom Netzteil zur 
fraglichen Platine.

citb

Autor: Paul2 (Gast)
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>In meinem Fall wird über ein 15cm Flachbandkabel die Spannung übertragen
>(2-Adern) an eine weitere Platine, welche kontinuierlich 250mA an Strom
>zieht und 200mA in Abhängigkeit ob die Leds an sind oder nicht.

Naja, das geht schon noch über das Flachbandkabel, wenn man eine 
breiteres (mehrpoliges) verwendet (z.B. 20 polig anstatt 16 polig) und 
die Masse + Betriebsspannung mehrfach darüber führt, mind. je 2x bei 
deinen Angaben, würde ich sagen, besser 4x.
UND: Aussen normalen Stütz-C von 100 nF an jedem IC am Eingang der 
Platine mind. noch einen dicken Elko setzt, sagen wir mal >= 470 uF.
Hilfreich zusätzlicher Tantal >= 10 uF.
Weiterhin Leiterbahnen für höhere Ströme dicker ausführen und direkt vom 
Stecker zu den LEDs bzw. Schalt-ICs bzw. -Transistoren.
Spannungsversorgung der Logic-ICs separat am Stecker wegführen und nicht 
mit den "stromführenden" Leiterbahnen vermischen.

Autor: Peter II (Gast)
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Bernd schrieb:
> wenn ich grob von 500mA ausgehe, hab ich einen Spannungsverlust von
> 16,39mV auf dem Flachbandkabel. Hört sich für mich nicht sonderlich hoch
> an in Bezug auf die Tatsache, dass alle ICs zwischen 3.3V und 3V ohne
> Probleme arbeiten sollten.
> Oder übersehe ich hier etwas?
mein gefühl sagt mir das die werte nicht stimmen.

Zeig doch mal den Rechenweg.

Autor: Bernd (Gast)
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Als Rechenweg hab ich folgenden genommen:

R = L / µ*A = 20cm Kabel / [(20MS/m BeCu) * 0.305mm (30 AWG)]
R = 32.79 mOhm

und dann mit den 500mA die Spannung berechnet:
U = R * I = 32.79mOhm * 0.5A = 16.39mV

Gruß
Bernd

Autor: Peter II (Gast)
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> 0.305mm (30 AWG)]

http://www.klotz-ais.com/cgi-bin/quickorder/lshop....

es sind ja 2x20cm - da komme ich auf 0,15 Ohm. Das sind dann zwar auch 
nur 0,075V spannungsabfall aber das müsste dann schon stimmen. Das kommt 
mir zwar immer noch recht wenig vor aber ich kann kein Fehler mehr 
finden.

Autor: oszi40 (Gast)
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Der statische Spannungsabfall ist nicht unbedingt das Problem. Die 
Umschaltvorgänge sind da schon interessanter. Deshalb werden gern 
überall 33-100nF keramische Stützkondensatoren möglichst nah an den 
Schaltkreisen verbaut.

Autor: Bernd (Gast)
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an den ICs selbst hab ich überall 100nF platziert.

Autor: Bernd (Gast)
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noch eine kurze Erweiterungsfrage: welchen Durchmesser A verwendet man, 
wenn man den Spannungsabfall bei einer Leiterbahn berechnen möchte?


R = (rho)*l/A
R = [(0,01786 Ohmn mm²/m (für kupfer)) * 0.3m] / A

Die Leiterbahn selber ist 0.4064mm dick.

Gruß
Bernd

Autor: Floh (Gast)
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Bernd schrieb:
> Durchmesser A

A ist die Querschnittsfläche, nicht der Durchmesser. :-)

Autor: Bernd (Gast)
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Floh schrieb:
> Bernd schrieb:
>> Durchmesser A
>
> A ist die Querschnittsfläche, nicht der Durchmesser. :-)

lol - da hast du natürlich recht, aber welche Querschnittsfläche muss 
ich hier verwenden? A = pi *r *r (wobei r = Leiterbahnbreite ist 
0,4046mm)?

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>aber welche Querschnittsfläche muss
>ich hier verwenden? A = pi *r *r (wobei r = Leiterbahnbreite ist
>0,4046mm)?

Wie wäre es einfach mal mit einem Blick in Datenblätter. Übliche 
Flachbandkabel haben so 210..220 Ohm/km. Rechnen überlasse ich dir.

MfG Spess

Autor: Jens G. (jensig)
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>noch eine kurze Erweiterungsfrage: welchen Durchmesser A verwendet man,
>wenn man den Spannungsabfall bei einer Leiterbahn berechnen möchte?

Was denn nun? Willst Du Querschnitt (nicht Durchmesser) ermitteln, oder 
Widerstand. Es geht nur eins von beiden, wobei das jeweils andere 
bekannt sein muß.
Auserdem - wie kommst Du auf 0.305 oder 0,4046mm² Querschnitt? Wenn ich 
mir das einfach mal im Kopf überschlage, komme ich noch nicht mal auf 
0,1.

Und nochmal auserdem: guck mal in das File von Peter II - dort steht 
sogar der R pro km ...

Autor: Bernd (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Was denn nun? Willst Du Querschnitt (nicht Durchmesser) ermitteln, oder
> Widerstand.

Für das Flachbandkable ist alles gut; hab ich ja bereits ausgerechnet 
und das passt auch ganz gut in der Praxis. Mir geht es jetzt um den 
Spannungsverlust auf einer Leiterbahn und hierfür suche ich nach der 
geeigneten Größe A um diesen zu berechnen. Muss ich bzw. kann ich die 
leiterbahn als rund ansehen? Meine Leiterbahn hat eine Dicke von 
0.4046mm

Gruß
Bernd

Autor: Jens G. (jensig)
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Was für eine Leiterbahn? Eine auf einer Leiterplatte? Die ist 
üblicherweise rechteckig im Querschnitt. Und wie berechnet man die 
Fläche eines Rechtecks?
Sowas lernt man doch schon in den unteren oder mittleren Klassenstufen.

Autor: Bernd (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Was für eine Leiterbahn? Eine auf einer Leiterplatte? Die ist
> üblicherweise rechteckig im Querschnitt. Und wie berechnet man die
> Fläche eines Rechtecks?

Vom Prinzip her schon, mir fehlte nur das Wissen, dass diese Leiterbahn 
auf einer Platine rechteckig ist im Querschnitt und die Höhe (hier 
0.0035mm)?

Autor: Jens G. (jensig)
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ja sicher isses (fast) rechteckig mit 0,035mm (nicht 0,0035) - das ist 
doch eher anzunehmen, als einen kreisförmigen Querschnitt.
("fast" deswegen, weil der Ätzvorgang nicht unbedingt genau senkrechte 
Kanten reinätzt (Unterätzung))

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