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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schockfestigkeit von OPAMP´s???


Autor: Beni (Gast)
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Hallo Leute,

habe da mal ne Frage! Ich betreibe eine kleine Schaltung u.a. mit einem
SMD-OPAMP auf der Platine! Alle Bauteile sind gelötet und haben keine
"Wackelverbindungen"! Dabei handelt es sich um einen Verstärker!

Diese Schaltung wird nun kontinuirlich von 0...10g
beschleunigt(Frequenz variabel)! Ab ca. 6,5g geht der OP in die
Sättigung.....

Kann es sein, dass man solche Halbleiterbausteine nicht bei solchen
Beschleunigungen betreiben kann oder darf?

Wer in solchen Sachen Erfahrung?


Gruß

Beni

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Wie wird der beschleunigt? Auf Lautsprechermembran geklebt?
=> dann würd ich eher auf das Magnetfeld tippen.

/Ernst

Autor: Black Friday (Gast)
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Ich tippe auf Piezoeffekt, siehe
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-316515.html#new

Was ist denn außer dem OP noch auf der Platine und wie ist diese
befestigt? In welcher Richtung tritt die Beschleunigung auf?

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ich erinnere mich an ein Reklamefoto eines Netzteilherstellers, der
anscheinend für das amerikanische Militär baut. Das Netzteil steht,
etwas verdreckt aber angeblich noch funktionsfähig neben einem
raketenförmigen Geschoß, in dem es eingebaut war, und zuvor eine
weißnichtwieviel cm dicke Betonwand durchschlagen hat.
Festplatten für Notebooks werden für max. Beschleunigung spezifiziert,
ich weiß aber keine konkreten Zahlen.
Das empfindlichste am IC dürften die Bonddrähte sein, mit denen die
Kontaktierung des Chip mit den Anschlußpins erfolgt.
6,5 G erscheint mir aber gefühlsmäßig doch etwas wenig, um schon
Probleme zu machen. Das kann ein Mensch ja grade noch überleben, die
Wirbelsäule ist dann etwas kürzer als zuvor oder so, wenn ich recht
weiß. Schleudersitze haben solche Beschleunigungen, das macht ein Pilot
nicht öfters mit.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Heißt Sättigung Gleichspannungsmäßig am Anschlag, oder Mikrofonie, mit
Wechselspannungen bis an die Betriebsspannungsgrenzen übersteuert?
Piezo klingt logisch, könnte auch kurzzeitig DC liefern, weitere
AC-Mikrophonieeffekte wären z.B. kapazitiv oder induktiv möglich.

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Festplatten sollen -laut Audruck und Datenblatt- kurzzeitigen
Beschleunigungen von mehreren hundert G standhalten - im Betrieb.

(http://www.seagate.com/docs/pdf/marketing/Seagate_...,
zweite Seite, Tabelle "Specifications" listet 250 G im Betrieb und 800
(!) im Stillstand).

Wird wohl ein Mikrophonieeffekt sein, ich tippe eher auf irgendwelche
anderen Bauteile als den OpAmp.

Autor: Philipp (Gast)
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Zu den Festplatten G's:

sollen diese G's wirklich das G'fache von 9,81m/s² sein? Ich kann es
irgendwie nicht glauben das eine dann über 300G aushält. Wobei sollen
denn derartige beschleunigungen auftreten?

Gruß Philipp

Autor: 3 Newton (Gast)
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Beim Sturz auf einen Stein zB.

3N

Autor: Dominik T. (dom) Benutzerseite
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Zum Beispiel, wenn sie auf den Boden fällt und dadurch abgebremst wird.
Das passiert ja auf einer sehr kurzen Strecke in einer sehr kurzen
Zeit. -> hohe Beschleunigung

Dominik

Autor: Philipp (Gast)
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Hmm. Die Frage ist wie weit wird zB der Teppich dabei eingedrückt und in
welcher Zeit. Man müsste das mal durchrechnen. Außerdem kenne ich
niemanden der das mit seiner Platte machen würde.

Wenn so eine Festplatte 0,3kg wiegt wäre das bei 800G ja eine
gewichtskraft 240kg. Das hält das Gehäuse aus?

Gruß Philipp

Autor: Unbekannter (Gast)
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Beim montieren mit der Festplatte gegen eine zweite, schon montiertem,
zu stoßen, kann diese G-Grenzen schon überschreiten.

Ans Blechgehäuse zu stoßen ist nicht so schlimm, weil das Blech weniger
Masse hat und federt...

Autor: Beni (Gast)
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Hallo,

vielen Dank für die vielen Antworten! Mit Sättigung meine ich, das der
Ausgang des OPAMP im positiven Gleichspannungsanschlag hängt(Single
Supply)!

Die Schaltung wird mit einem "Linearschlitten" beschleunigt und hat
außer dem Doppel-OPAMP nur noch Dioden und ein paar passive Bauteile
drauf, u.a. auch vier keramische Kondensatoren mit 10uF und 1uF!!!!
Ein solcher Keramikkondensator sitzt auch direkt am Eingang des
OPAMP´s, da werde ich morgen mal messen.....

Denke die Theorie mit dem Piezoeffekt könnte hinkommen!!!!!!!

Werde das mal morgen mir noch mal genauer anschauen!

Schönen Abend

Autor: Marcus (Gast)
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Bei den ganzen Betrachtungen von Beschleunigung geht ein 2. Faktor
mit ein: Die Zeit, in der die Beschleunigung anliegt. Das gilt sowohl
für den Menschen als auch für Festplatten. Ein trainierter Mensch
ohne spezielle Ausrüstung (G-Anzug) hält 5-6g ohne Blackout über
längere Zeit (ein paar Sekunden bis Minuten) aus. Für wenige ms
sind dagegen sogar 80-100g tolerierbar (z.B. Autounfall).

Das gleiche gilt für Festplatten und Technik. Ich glaube z.B. nicht,
daß eine Festplatte 5-6g über ein paar Sekunden ohne Headcrash
aushält. Das ist auch der Grund dafür, daß in den Flugschreibern
("Black Box", DFDR=Digital flight data recorder) moderner Flugzeuge
heute Flash Speicher anstelle der früher üblichen Magnetbänder
genutzt wird.

Der Schlitten ist insofern interessant, als die Beschleunigung
wahrscheinlich etwas länger anhält.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ja 10 uF klingt plausibel. Die Z5U-Keramik für solche Kapazitätswerte
hat einen gewaltigen S-förmigen Temperaturgang ( +80 % / -20 % sind die
üblichen Toleranzen) so einem Material traue ich auch Piezoeffekte zu.
Wenn es nicht nötig ist sollte man weder Tantal noch Keramik für diesen
Kapazitätsbereich nehmen. Ein ordentlicher großer Low-ESR-Elko ist immer
besser, wenn man den Platz dazu hat.

Autor: Beni (Gast)
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Der Platz ist eben das Problem....habe keinen Platz für einen großen
Elko! Wie verhalten sich den Tantal Kondensatoren, da dürfte der
Piezoeffekt nicht auftreten!?

Wo kann man denn genauere Infos zum Piezoeffekt bei
Keramikkondensatoren finden?
Den Artikel von "elektronik journal" kann ich nicht abrufen....

Gruß

Christian

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Mit den Suchbergriffen "Z5U piezo effect" findet Google einiges:
http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.ns...
im letzten Absatz wird statt Keramik Tantal empfohlen

Autor: Beni (Gast)
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Hallo Leute,

ihr hattet recht.....Das Problem lag wirklich an diesem Keramik C, bzw.
dem damit verbundenen Piezoeffekt!

Bei 6g Beschleunigung konnte man mit dem Scope kleine Spikes an dem
Kondensator sehen, und da dieser Kondensator dirket am Eingang des
OPAMP´s hängt, wurde dieser dadurch in die Sättigung getrieben!

Habe jetzt das Keramik C durch einen Tantal ersetzt, und jetzt geht
alles prima!!!!

Vielen Dank für eure Hilfe!

Beni

Autor: Bernhard (Gast)
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Hab das alles kurz mal überflogen..
Kann man das vielleicht auch so erstehen dass man mit einem elko einen
Beschleunigungssensor bauen kann?

Autor: spatz2222 (Gast)
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Hi,

eine Frage ... wie verhält sich das Elektrolyt in Elko-Kondensatoren
bei einer dauernden kreisförmigen Bewegung ?
Also z.B. Schaltung mit einigen Kond. 220µF und das ganze z.B. auf ein
Windrad montieren oder so ... das Elektrolyt ist doch auch nicht fest
... hat da jemand Erfahrungen ?

Autor: ruben (Gast)
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Beschleunigungssensoren werden nicht aus Elkos sondern häufig aus
Piezokeramik gefertigt....díese Dinger gibt es in allen möglichen
Bauformen....

Schau mal bei pi oder ceramtec vorbei......

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