Ich habe ein Arduino Projekt dass über einen Step-Down Konverter (2also
24 zu 5V) versorgt wird.
nun ist es so dass die Spannungsversorgung etwas unstabil ist (durch
einen Motor der im selben 24V Stromkreis ist und beim anlaufen die
Schwankungen hervorruft)
Ich möchte nun einen Pufferkondensator hinzufügen
.. mache ich das am besten direkt beim Arduino (also bei den 5V) oder
vor dem Konverter? (also auf 24V Seite)
und wie groß sollte dieser ungefähr sein (der Apannungsabfall ist
geschätzt 0,2 - 0,5 Sekunden merkbar)... das Projekt zieht bei 24V rund
500mA.
Genügen da 10mF?
PS. auf den Motor habe ich keinen Zugriff
Thoma Sallaberger schrieb:> Genügen da 10mF?
Nein.
Dein Problem ist, daß du den Motor nicht aus dem Pufferkondensator
versorgen kannst.
Du musst die 24V über eine Diode trennen, damit der Motor nicht den
Pufferkondensator leersaugt, sondenr nur der Schaltregler.
1
+24V --+--|>|--+--StepDown--5V
2
| |
3
Motor Elko
4
| |
Die 500mA des Arduino sind an 24V nur noch 125mA, und wenn der Elko in
0.5sec sich von 24V auf unter 10V entladen darf dann reichen 47uF (bau
100uF ein).
NACH dem Schaltregler gibt es jede Menge Probleme:
Erstens mag eventuell der GoldCap den Ladestrom nicht den der
Schaltregler in ihn reinpressen will zum Aufaden zu Beginn.
Dann mag der Schaltregler ggf. die hohe Kapazität nicht und geht in
hicup Mode falls er so eine Strombegrenzung hat
Zudem bräuchte man satte 1 Farad für 500mA, denn dabei sinkt in 0.5s die
Spannung von 5V um 0.25V, Dieter liegt deutlich daneben in seinrer
Unkenntnis.
Michael B. schrieb:> NACH dem Schaltregler gibt es jede Menge Probleme:
ja das Regelverhalten, vor dem Regler ist es ja fast egal ob die
Spannung um 20%-50% einbricht dafür ist ein Schaltregler ja da um
stabile 5V rauszugeben.
Da am Schaltreglereingang auch weniger Strom fliesst als am 5V Ausgang
darf der Kondensator auch kleiner sein und auch größere
Spannungseinbrüche haben.
Jörg R. schrieb:> Ich vermute mal das die Bezeichnung von Reichelt falsch ist
ich vermute die reimen sich was zusammen
ich habe die baugleichen RECOM alle gekauft von 0,5A bis 1,5A lt. Daten
die 1,5A sind höher, die 0,5 und 1A passen ungefähr dem Bild
entsprechend und die 1A unterschreibe ich aber ich dachte gerade an SIM1
Wandler die wirklich nur 1W können, also 200mA
wie dem auch sei ein Arduino bzw sein AVR kann nur 200mA komplett,
gönnen wir dem USB seriell Wandler und der Power LED noch was.
Solange er keine 10m LED Stripes damit aus den 5V versorgen will passt
es doch
solche Dioden habe ich noch zu genüge :)
das hätte mir beim bestellen dazumals auch auffallen können mit den 0,2A
... :/
hab noch geglaubt ich kauf einen mit 1A damit ich locker auskomme
es sollen versorgt werden
1 GPS (adafruit ultimate gps breakout board)
1 Arduino Nano mit SD Karten Modul
1 Teensy 3.5
1 Relais
1 20x2 LCD
wird sich nicht wsl. ausgehen, muss ich morgen mal zusammenrechnen
Thoma Sallaberger schrieb:> hab noch geglaubt ich kauf einen mit 1A damit ich locker auskomme
Warum sollte man einen überdimensionierten kaufen, der mehr Strom zum
Eigenverbrauch zieht, und beim Einschalten bis zu seiner Strombegrenzung
hochfährt damit er erst mal den Ausgangskondensator lädt.
Kaufe ANGEPASSTE Schaltregler. Natürlich sollte man nicht an 100% Last
denken, eher 50-75%.
MaWin schrieb:> Kaufe ANGEPASSTE Schaltregler. Natürlich sollte man nicht an 100% Last> denken, eher 50-75%.
also Schaltregler ca.30-50 größer annehmen als man braucht da die
Grenzwerte der Schaltregler selten eingehalten werden, oft gelogen sind.
MaWin schrieb:> Das Relais betreibt man schlauerweise aus den 24V.
je nach dem wie die Akkkuspannung einbricht, ein 24V Relais braucht
weniger Strom und hat i.d.R. die größere Spannnungstoleranz aber schauen
muss man genau.
Thoma Sallaberger schrieb:> und wie groß sollte dieser ungefähr sein (der Apannungsabfall ist> geschätzt 0,2 - 0,5 Sekunden merkbar)... das Projekt zieht bei 24V rund> 500mA.
Wenn die Spannung vom Arduino stabilisiert werden soll, muss auch nur
die Spannung vom Arduino stabilisiert werden. Der zieht nie und nimmer
500mA und schon gar nicht bei 24V (am Eingang des Wandlers). Wo der
Kondensator sitzen muss, kannst du selbst überlegen. Wie doll dürfen
prozentual die 5V zusammenbrechen, bevor der Arduino Probleme kriegt und
wie weit dürfen die 24V zusammenbrechen, bevor der DCDC-Wandler nicht
mehr genug Eingangsspannung zur Erzeugung der stabilen Spannung für den
Arduino bekommt.
-> ganz klar, auf der 24V-Seite ist der Spielraum erheblich größer und
außerdem der Strom erstmal um rund einen Faktor 4 kleiner, nämlich ein
paar Milliampere für den Arduino. Da gehört der Pufferkondensator hin,
über eine Diode entkoppelt von dem Rest des an den 24V hängenden Teilen
des Projektes.
Während der Dauer des Spannungsabfalls darf die Spannung über dem
Kondensator nicht unter die minimal zulässige Eingangsspannung des
DCDC (vielleicht 7V, Datenblatt?) fallen. Um das auszurechnen, braucht
man ein paar mehr Fakten, aber du siehst, dass bestimt keine 10mF
erforderlich sind.
Michael B. schrieb
> Zudem bräuchte man satte 1 Farad für 500mA, denn dabei sinkt in 0.5s die> Spannung von 5V um 0.25V, Dieter liegt deutlich daneben in seinrer> Unkenntnis.
Falscher Annahme unterlegen, dass der Arduino nur einen Bruchteil der
500mA benoetige.
Eine 1N4xxx sollte reichen, bessere Dioden kann man natuerlich auch
verwenden.
Wolfgang schrieb:> minimal zulässige Eingangsspannung des DCDC (vielleicht 7V, Datenblatt?)> fallen. Um das auszurechnen, braucht man ein paar mehr Fakten, aber du> siehst, dass bestimt keine 10mF erforderlich sind.
6,5V laut Datenblatt
hat es irgend einen Nachteil z.B. die 10mF zu nehmen (dann könnte der
Spannungsabfall ja länger kompensiert werden)
MaWin schrieb:> Das Relais betreibt man schlauerweise aus den 24V
Mein Gedanke war der dass die 24V ja nicht stabil sind, vor allem mit
den Spannungseinbrüchen, und ich daher lieber ein 5V Relais nehme dass
dann stabile 5V erhält .
Jörg R. schrieb:> ch vermute mal das die Bezeichnung von Reichelt falsch ist. Das DB gibt> für die Regler mit positiver Ausgangsspannung eindeutig 1A als> Ausgangsstrom an. Im DB findet man die Bezeichnung 1W nicht.
stimmt ich finde auch nirgends die 1W... da steht einfach 1A max.
Ausgangsstrom
hier der direkt-Link zum Datenblatt (pdf Download)
https://m.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=D400%252FTSRN1.pdf
Thoma Sallaberger schrieb:> nun ist es so dass die Spannungsversorgung etwas unstabil ist (durch> einen Motor der im selben 24V Stromkreis ist und beim anlaufen die> Schwankungen hervorruft)
Die 24V Spannung mag zwar schwanken, aber daß sie bis auf <7V absinkt,
ist extrem unwarscheinlich.
Du hast ein anderes Problem (z.B. Störeinkopplung, GND-Verdrahtung).
Du kannst beim Arduino ja mal die Resetquelle auslesen, ob es wirklich
Unterspannung ist.
Thoma Sallaberger schrieb:> Mein Gedanke war der dass die 24V ja nicht stabil sind, vor allem mit> den Spannungseinbrüchen, und ich daher lieber ein 5V Relais nehme dass> dann stabile 5V erhält .
Bei einem 24V Relais müsste die Spannung schon unter 5V absacken damit
es flackert (i.A. halten angezigene Relais noch bis unter 20% der
Spannung). Notfalls an den Elko nach der Diode. Das ist immer noch
besser, als sich vom Relais die 5V verhunzen zu lassen.
Michael B. schrieb:> Die 500mA des Arduino sind an 24V nur noch 125mA, und wenn der Elko in> 0.5sec sich von 24V auf unter 10V entladen darf dann reichen 47uF (bau> 100uF ein).
Da ist wohl ein kleiner Rechenfehler drin! Wenn man einen 100µF
Kondensator mit 125 mA entlädt, sinkt dessen Spannung in einer halben
Sekunde nicht um 14V, sondern um 625V. Abgesehen davon bleibt der Strom
nicht bei 125mA, wenn die Spannung sinkt.
Thomas E. schrieb:> Da ist wohl ein kleiner Rechenfehler drin!
Echt ?
Hmm, lass nachrechnen:
1F sinkt um 1V bei 1A in 1s.
125000uF um 1V bei 125mA in 1s
62500uF um 1V bei 125mA in 0.5s
4700uF um 14V bei 125mA in 0.5s
Stimmt, 2 Nullen verloren.
Thoma Sallaberger schrieb:> MaWin schrieb:>> Das Relais betreibt man schlauerweise aus den 24V>> Mein Gedanke war der dass die 24V ja nicht stabil sind, vor allem mit> den Spannungseinbrüchen, und ich daher lieber ein 5V Relais nehme dass> dann stabile 5V erhält .
Relais können typischerweise in einem gewissen Intervall um die
Nennspannung herum arbeiten (genaue Angaben entnimm bitte dem Datenblatt
des Relais!).
Was Du (soweit ich gesehen habe) noch nicht erwähnt hast:
Wie weit genau bricht die Spannung denn ein?
Wenn der DC-DC-Wandler den Einbruch bis an den Ausgang durchreicht, muss
der ja gewaltig sein.
Thomas S. schrieb:> Wie weit und wie lange genau die Spannung einbricht kann ich leider> nicht sagen, da ich das Projekt gerade nicht in den Händen halte.
Dann mach die schlau und melde dich wieder.
Ohne Faktenbasis einen Kondensator mit 10mF einzubauen, ist IMHO keine
sinnvolle Designentscheidung.
MaWin schrieb:> Warum sollte man einen überdimensionierten kaufen, der mehr Strom zum> Eigenverbrauch zieht, und beim Einschalten bis zu seiner Strombegrenzung> hochfährt damit er erst mal den Ausgangskondensator lädt.
Der tsr1-2450 hat einen geringeren Ruhestrom als die 0.5 A Variante.
O.K. schrieb:> Ohne Faktenbasis einen Kondensator mit 10mF einzubauen, ist IMHO keine> sinnvolle Designentscheidung.
es wurde in der Zwischenzeit mal kurz mit 10mF getestet und es treten
soweit keine Probleme mehr auf, über das genaue Schaltbild bin ich mir
noch unsicher, deshalb habe ich einen neuen Thread gestartet
Beitrag "Kondensator, Vor- und Entladewiderstand"
Thomas S. schrieb:> deshalb habe ich einen neuen Thread gestartet
Auch im neuen Thread wirst du nicht umhin kommen, ein paar Fakten zu den
zu überbrückenden Spannungseinbrüchen und zu deiner Last preiszugeben.
Wolfgang schrieb:> Auch im neuen Thread wirst du nicht umhin kommen, ein paar Fakten zu den> zu überbrückenden Spannungseinbrüchen und zu deiner Last preiszugeben.
Meine "5V Last" benötigt rund 220mA und besteht im Wesentlichen aus:
1 GPS (adafruit ultimate gps breakout board)
1 Arduino Nano mit SD Karten Modul
1 Teensy 3.5
1 Relais
1 20x2 LCD
Zu den Spannungseinbrüchen, es ist mir praktisch nicht möglich diese zu
messen, da das Projekt gerade ca. 1400km von mir entfernt ist, ich wurde
nur darüber informiert dass das Display wenn der Motor angeht manchmal
kurz ausgeht (wahrscheinlich wenn der Motor etwas "stockt" beim
einschalten.
Jetzt habe ich mal vorgeschlagen einen 10mF Kondensator hinzuzufügen (so
wie beim Schaltbild im anderen Thread) und es hat beim Testen
funktioniert, da ich aber nicht sicher bin wegen dem Entlade- und
Vorwiderstand möchte ich das nicht als Dauerlösung verwenden.
Was ich (dummerweise) vergessen habe zu erwähnen ist dass der 24V
Motor(5A) durch das Relais geschaltet wird.
Thomas S. schrieb:> ich wurde nur darüber informiert dass das Display wenn der Motor> angeht manchmal kurz ausgeht (wahrscheinlich wenn der Motor etwas "stockt"> beim einschalten.
Das hört sich nach einem Reset des µC (wegen Brownout) und
Neuinitialisierung des Displays an. Das Relais wäre wohl das erste, was
man von der "Notstromversorgung" abtrennt. Eine Freilaufdiode hat das
Relais?
Bei der Dimensionierung von R1 kommt es drauf an, was die 5V-Last für
einen Spitzenstrom zieht, was deine 24V Versorgung an Strom liefern kann
und was der Kondensator als Ladestrom verträgt.
Warum hängst du den DCDC-Wandler für die 5V nicht direkt an C1?
Kritisch kann auch das Startverhalten vom DCDC-Wandler und vom µC bei
langsam ansteigender Versorgung sein.
Ohne eine Aussage zur Ladung, die der Kondensator liefern muss, bevor
die Mindesteingangsspannung des Wandlers unterschritten wird, kann man
zur Größe wenig sagen.
Wolfgang schrieb:> Eine Freilaufdiode hat das> Relais?
ja, eine Frelaufdiode ist vorhanden
Wolfgang schrieb:> Bei der Dimensionierung von R1 kommt es drauf an, was die 5V-Last für> einen Spitzenstrom zieht,
die 220mA sind bereits Spitzenstrom (wenn das Relais geschaltet ist),
ansonsten sind es ca. 150mA
Wolfgang schrieb:> und was der Kondensator als Ladestrom verträgt.
ist das das "Ripple current", da steht 2,95A
Wolfgang schrieb:> Warum hängst du den DCDC-Wandler für die 5V nicht direkt an C1?
was genau meinst du mit direkt, direkt über GND und OUT des Wandlers,
also ohne Vor- und Entladewiderstand?
Wolfgang schrieb:> Ohne eine Aussage zur Ladung, die der Kondensator liefern muss, bevor> die Mindesteingangsspannung des Wandlers unterschritten wird, kann man> zur Größe wenig sagen.
6,5V ist laut Datenblatt die minimale eingangsspannung für den
Wandler...
wenn ich rechne (worin ich nicht gut bin und deswegen online Rechner
nehme)
ich nehme den Kondensator mit 10mF, und ich darf ihn auf nehmen wir mal
8V entladen (dann müsste ja ein wenig Spielraum zu den 6,5V sein)
dann nehme ich noch die 220mA und tippe alles hier rein bei "Zeit
berechnen"
http://www.elektronik-labor.de/OnlineRechner/Kapazitaet.html
Dann kommt raus dass sich der 10mF Kondensator in ~730ms um 16V (24-8)
entlädt.
Thomas S. schrieb:> was genau meinst du mit direkt, direkt über GND und OUT des Wandlers,> also ohne Vor- und Entladewiderstand?
Wandler Input an "+"-Pol von C1, Gnd an gemeinsamen Gnd
> dann nehme ich noch die 220mA und tippe alles hier rein bei "Zeit> berechnen"> http://www.elektronik-labor.de/OnlineRechner/Kapazitaet.html>> Dann kommt raus dass sich der 10mF Kondensator in ~730ms um 16V (24-8)> entlädt.
Der Online-Rechner rechnet Unfug - bezogen auf deine Anwendung.
1. Der Eingangsstrom des DCDC-Wandlers steigt mit sinkender Spannung.
Der Online-Rechner geht anscheinend von einem konstanten Entladestrom
aus
2. Sofern sich dein Strom von 220mA auf die 5V Leitung bezieht, fließt
auf der 24V-Leitung deutlich weniger Strom. Für den DCDC-Wandler gilt
Wolfgang schrieb:> Der Online-Rechner rechnet Unfug - bezogen auf deine Anwendung.> 1. Der Eingangsstrom des DCDC-Wandlers steigt mit sinkender Spannung.> Der Online-Rechner geht anscheinend von einem konstanten Entladestrom> aus>> 2. Sofern sich dein Strom von 220mA auf die 5V Leitung bezieht, fließt> auf der 24V-Leitung deutlich weniger Strom. Für den DCDC-Wandler> giltEingangsleistung = Ausgangsleistung / Wirkungsgrad
ach ja, gibt es da irgendeine Formel, die ein Normalsterblicher rechnen
kann, oder einen Online-Rechner?
die 220mA beziehen sich auf den 5V Teil
Wirkungsgrad des Wandlers bei Vin=6,5V 91%, bei 42V 83%
Thomas S. schrieb:> Wirkungsgrad des Wandlers bei Vin=6,5V 91%, bei 42V 83%
Der wird ja wohl irgendwie vom entnommenen Strom abhängen und ein paar
Zwischenwerte wären auch nicht schlecht.
Thomas S. schrieb:> ach ja, gibt es da irgendeine Formel, die ein Normalsterblicher rechnen> kann, oder einen Online-Rechner?
Einen Online-Rechner wo ausgerechnet dein Wandler auswählbar ist?
Da wirst du wohl selber rechnen müssen. Erstmal den Eingangsstrom in
Abhängigkeit von der Spannung und dann die Entladekurve mit angemessen
kleinen Schritten ...
Nur so eine idee aber wie wäre ein 7805 NACh dem step down regler?
Der würde die Spannung gleich halten.
24/step down auf 10 volt oder so und 7805 saubere (5Volt) ?
DAVID -. schrieb:> Nur so eine idee aber wie wäre ein 7805 NACh dem step down regler?> Der würde die Spannung gleich halten.> 24/step down auf 10 volt oder so und 7805 saubere (5Volt) ?
Dann müsste man die Größe des Überbrückungskondensators verdoppeln. Will
man das? Warum soll die Ausgangsspannung des DCDC-Wandlers für den
ganzen Digitalkram nicht gut genug sein?
Allenfalls beim GPS-Modul könnte man Bedenken haben, aber die bestehen
genauso, wenn der Schaltwandler in der Nähe ist und direkt in die
Antenne oder den Empfänger reinstreut. Aber 1,6GHz muss der Wandler auch
erstmal produzieren.
DAVID -. schrieb:> Nur so eine idee aber wie wäre ein 7805 NACh dem step down regler?> Der würde die Spannung gleich halten.> 24/step down auf 10 volt oder so und 7805 saubere (5Volt) ?
wozu 2 Regler?
1. kann schief gehen, Regelschwingungen und
2. für einen Arduino ziemlich unnötig
3. unnötige Verluste
also wozu?
wer die Idee hat sollte sie auch begründen.
So wie ich das verstanden habe bricht der step down Wandler mit der
Spannung beim starten des motors zuweit ein um das aus zugleichen der
7805 welcher dann auch im Fall des zusammenbrechen die Spannung noch auf
7805 halten könnte.
ganz ohne elko also.
Es sei den die Spannung bricht auf unter 5 Volt zusammen da hat er ein
ganz anderes Problem aber.
Und ja die meisten arduino bord haben einen 78l05 onboard dieser ist
aber nicht für hohe lasten ausgelegt sondern eher alleine für den ic er
hat aber Display und noch anderes welchen strom frisst das würde den
kleinen 78l05 überlasten (zuheiß)
DAVID -. schrieb:> So wie ich das verstanden habe bricht der step down Wandler mit der> Spannung beim starten des motors zuweit ein um das aus zugleichen der> 7805 welcher dann auch im Fall des zusammenbrechen die Spannung noch auf> 7805 halten könnte.
Der 7805 braucht eine Eingangsspannung von mindestens 7V, der TSRN
1-2450 eine von mindestens 6,5V.
WAS soll der 7805 da besser machen?
