Hallo!
Für ein Projekt soll bei parallel versorgten Embeddeded Boards, wie etwa
beim Breadboard eine Leiste für + und --Versorgung angeboten werden, von
dort aus wird Strom einzeln für die Boards entnommen (insgesamt max 60A)
mit einer Länge von etwa 1m.
Nun habe ich von Kabelquerschnitten gelesen und wollte fragen, ob ich da
tatsächlich (wie aus den Tabellen zu entnehmen ist) 16qmm brauche oder
ob ich da auch was dünneres nehmen kann (wie etwa 2,5qmm) (bei den PCs
mit externen Grafikkarten ist es auch so, dass die GPUs sehr viel Storm
verbrauchen udn die Kabel für die Versorgung trotzdem recht dünn sind)
Bin für euere Hilfe recht dankbar!
Überhitzung des glühenden Leiters ist nicht dein Problem (10mm2 taugen
für 65A bevor die PVC Isolierung weich wird).
Die Frage ist, welchen Spannungsabfall und gegenseitige Beeinflussung du
dir leisten kannst.
Normal wäre ein Spannungsabfall von 5%, das macht bei 60A über 1m hin
und zurück
Die 10mm2 machen auch 0.21V Spannungsabfall, also wenig genug.
MaWin schrieb:> Normal wäre ein Spannungsabfall von 5%, das macht bei 60A über 1m hin> und zurück>> Die 10mm2 machen auch 0.21V Spannungsabfall, also wenig genug.
ist vertragbar :)
Aber für die Versorgung der Boards kann ich dann aber schon dünnere
Kabel nehmen oder (5V Boards, 2A Spitzenstrom, nach meien Messungen
0,2-,7A im Idle-Zustand), kann ich dann da die überall erhältichen
0,75qmm nehmen [10qmm kann ich schlecht auf die Boards löten)?
mylas schrieb:> Aber für die Versorgung der Boards kann ich dann aber schon dünnere> Kabel nehmen oder (5V Boards, 2A Spitzenstrom, nach meien Messungen> 0,2-,7A im Idle-Zustand), kann ich dann da die überall erhältichen> 0,75qmm nehmen [10qmm kann ich schlecht auf die Boards löten)?
Na für 2A kannst du auch 0,75 mm^2 benutzen, das ist kein Problem. Ich
denke mal du hattest in ein Tabellenbuch für Elektroinstallationen
geschaut. Die Kabelquerschnitte, die da angegeben sind, haben ja noch
mehr Randbedingungen als nur 65 A Strom. Da spielt auch die Spannung
zwischen den Leitern eine Rolle, die Verlegeart usw. Das ist ein sehr
komplexes Thema.
Michael K. schrieb:> Na für 2A kannst du auch 0,75 mm^2 benutzen, das ist kein Problem. Ich> denke mal du hattest in ein Tabellenbuch für Elektroinstallationen> geschaut.
Genau, habe die Tabelle von folgender Webseite untersucht:
http://noiasca.rothschopf.net/kabelverlegung.htm
Das heißt als "Hauptstromkabel", das vom Netzteil ausgeht, kann ich auch
die 0,75qmm^2 nehmen? In anderen Worten: Das ganze "System" (5V 2-4A
Boards) mit den 0,75qmm aufsetzen?
mylas schrieb:> Das heißt als "Hauptstromkabel", das vom Netzteil ausgeht, kann ich auch> die 0,75qmm^2 nehmen? In anderen Worten: Das ganze "System" (5V 2-4A> Boards) mit den 0,75qmm aufsetzen?
Wer soll dieses Kauderwelsch verstehen? Das "Hauptstromkabel" vom
Netzteil zur Verteilung kannst du sicher nicht mit 0,75 mm² ausführen,
wenn da 65 A drüber müssen.
du hast sowas vor oder?
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B B B B B
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Die = sind die Versorgungsschieneb, B deine Boards. Dann kannst du für
die direkten Zuleitungen (die | ) durchaus 0.75qmm nehmen, für die
Versorgungsschiene käme es darauf an, wieviele Boards parallel in
Betrieb sind, wie sicher es ist, dass es immer nur eine bestimmte Zahl
ist etc.
Hallo,
ja, so ein vermeintlich simples Thema wie "Querschnittsauslegung" kann
man abendfüllend gestalten. Ich möchte jetzt hier nicht die unendliche
Theorie ausführen.
Ein praktikabler Ansatz wäre es sicherlich zuerst sich über die
Anforderungen Gedanken zu machen:
-Ist es nur für dich oder für jemand anderes (u.a. Haftung/
Gewährleistung)
-Geht es um ein Exemplar, oder viele (Kosten)
-Wie viele Stunden wird das System betrieben? Je nach Isolation der
Leitungen können die Isolationsmaterialien z.B. 180 °C für 3000 h.
-Und wie lang liegen die 60 A jeweils an? Thermische-Systeme sind ja
"relativ" träge, d.h. wenn die 60 A nur für 1 - 2 s anliegen und dann 60
s "kaum" Strom, dann erwärmt sich das Kabel kaum
-Zwei parallele Leitungen (Hin- und Rückleitung) erwärmen sich
gegenseitig, bzw. der Wärmeabtransport ist schlechter, als wenn die
Leitungen einzeln liegen. Aus EMV-Gründen würde man aber Hin- und
Rückleiter wiederum so dicht nebeneinander verlegen, wie möglich
-Die Umwelt-Einflüsse nicht vergessen: Wir das System nur "auf dem
Schreibtisch" betrieben (d.h. konstante 23 °C), oder kann es auch mal im
Sommer in einem schwarzen Gehäuse in der Sonne liegen?
-Was du beschreibst hört sich wie eine Baum-Struktur an, d.h. über die
ganze Länge der Versorgungsleitung werden "alle paar cm ein paar A
abgezwackt". Dann musst du daran denken, dass der Knoten, der am
weitesten von der Spannungsquelle entfernt ist, eine niedrigere
Versorgungsspannung bekommt, als der vorderste.
-Wenn die Spitzen-Stromaufnahme der einzelnen Knoten auf ein paar ms
oder us begrenzt ist, dann am besten lokal puffern (Kondensator)
-Der Leiter selbst (das Kupfer) darf natürlich auch 300 °C, die
Isolation ist das begrenzende (schmelzen -> Isolationsverlust). Die
Frage ist aber auch: Möchtest du, dass das Kabel dir die z.B. 150 °C
Kupfer-Temperatur (die für das Kabel ggf. i.O. sind) in deine Elektronik
überträgt?
-Hast du dir schon Gedanken über das Steckersystem gemacht? Oder benutzt
du Schraub-Terminals? > 16 qmm hat man selten zu Hause, da braucht man
schon "speziellere" Werkzeuge.
Du bist sicherlich gut beraten eine Sicherung in die Versorgung
einzubauen (sei es eine Schmelzsicherung, oder eine andere Art der
Trennung bei Überstrom), die so dimensioniert ist, dass sie trennt,
bevor die Isolation deiner Leitung geschmolzen ist.
Als allerersten Richtwert: 6 A/qmm (konst.) wird leicht warm, 10 A/qmm
(konst.) wird schon ganz schön warm (ca. +60 °C ggü. Tamb.?). Siehst du
ja auch zu Hause, 1.5 qmm Leitungen werden z.T. mit 16 A Sicherungen
abgesichert (Randbedingungen beachten!).
Viele Grüße,
Alex
@dadada genau, so soll es sein
@hp-freund vielen Dank, für die beiden Produkte (habe die erste Variante
bestellt)
@Alex. B vielen Dank für deine ausführliche Antwort!
Alex B. schrieb:> -Ist es nur für dich oder für jemand anderes (u.a. Haftung/> Gewährleistung)
es ist für ein Studentenprojekt
> -Geht es um ein Exemplar, oder viele (Kosten)
Zurzeit sind es etwa 30 Boards
> -Wie viele Stunden wird das System betrieben? Je nach Isolation der> Leitungen können die Isolationsmaterialien z.B. 180 °C für 3000 h.
Es soll nicht auf Dauer im Einsatz bleiben, sondern für mehrere Stunden
> -Und wie lang liegen die 60 A jeweils an? Thermische-Systeme sind ja> "relativ" träge, d.h. wenn die 60 A nur für 1 - 2 s anliegen und dann 60> s "kaum" Strom, dann erwärmt sich das Kabel kaum
Die 60A werden tatsächlich nur beim Hochfahren der RPi Boards benötigt,
im Idle-Zustand brauche ich etwa 0,2A pro Board oder unter moderater
Last werdne pro Board etwa 1A benötigt.
> -Was du beschreibst hört sich wie eine Baum-Struktur an, d.h. über die> ganze Länge der Versorgungsleitung werden "alle paar cm ein paar A> abgezwackt". Dann musst du daran denken, dass der Knoten, der am> weitesten von der Spannungsquelle entfernt ist, eine niedrigere> Versorgungsspannung bekommt, als der vorderste.
Genau, die Struktur sieht so aus, wie es dadada mit ASCII-Art
dargestellt hat. Wie könnte man es besser machen?
> -Wenn die Spitzen-Stromaufnahme der einzelnen Knoten auf ein paar ms> oder us begrenzt ist, dann am besten lokal puffern (Kondensator)> -Der Leiter selbst (das Kupfer) darf natürlich auch 300 °C, die> Isolation ist das begrenzende (schmelzen -> Isolationsverlust). Die> Frage ist aber auch: Möchtest du, dass das Kabel dir die z.B. 150 °C> Kupfer-Temperatur (die für das Kabel ggf. i.O. sind) in deine Elektronik> überträgt?> -Hast du dir schon Gedanken über das Steckersystem gemacht? Oder benutzt> du Schraub-Terminals? > 16 qmm hat man selten zu Hause, da braucht man> schon "speziellere" Werkzeuge.>
Ich habe die von dadada vorgeschlagene Sammelschiene bestellt, von dort
aus will ich die dünneren Kabel anlöten und mit einem Schrumpfschlauch
die Stellen befestigen. Allerdings bin ich da für bessere Varianten
offen.
> Du bist sicherlich gut beraten eine Sicherung in die Versorgung> einzubauen (sei es eine Schmelzsicherung, oder eine andere Art der> Trennung bei Überstrom), die so dimensioniert ist, dass sie trennt,> bevor die Isolation deiner Leitung geschmolzen ist.
Hmmmm, mein geringes Elektronikwissen geht bei Sicherungen leider zu
Ende (bzw. hatte nie direkten Kontakt mit jenen Elementen). Ich könnte
statt die Versorgung am RPi-Header zu bauen, am microUSB-Port anläten
und somit die vom Board zur Verfügung gestellte Sicherung benutzen (poly
fuse Sicherung), allerdings wäre da eine eigene Sicherung, so wie du das
meinst, sicher besser geeignet. Allerdings weiß ich da nicht, wie dann
die Schaltung aussehen soll, in etwa so?:
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S S S S S
B B B B B
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Ich denke mal, dass das Pendant zu den SMD-Polyfuse-Sicherungen diese
zylinderförmigen Sicherungen sind. Laut den Spezifikationen haben die
RPi-Boards 1,1A Sicherungen. Könntest du mir daher Empfehlungen zum Kauf
von nicht-SMD-Sicherungen geben?
>> Als allerersten Richtwert: 6 A/qmm (konst.) wird leicht warm, 10 A/qmm> (konst.) wird schon ganz schön warm (ca. +60 °C ggü. Tamb.?). Siehst du> ja auch zu Hause, 1.5 qmm Leitungen werden z.T. mit 16 A Sicherungen> abgesichert (Randbedingungen beachten!).
Habe jetzt 10qmm Kabel für die Hauptader und 0,75qmm für die Boards
bestellt.
Bezüglich des Kondensators:
Welche Dimensionen sollten die Kondensatoren haben?
>Die 60A werden tatsächlich nur beim Hochfahren der RPi Boards benötigt,
im Idle-Zustand brauche ich etwa 0,2A pro Board oder unter moderater
Last werdne pro Board etwa 1A benötigt.
Aha. Das Wichtigste zuletzt. Dann wuerde ich das hochfahren
sequenzieren. Es muessen ja nicht alle zur gleichen Zeit starten.
Hallo,
habe auch jetzt dein Problem nicht verstanden :-)
Willst du 100 Controller-Boards an ein Netzteil hängen oder willst du
wissen, wie dick "60A-Drähte" sein müssen?
Gruß Rainer
Mit was für einem Netzteil wirst du dass denn insgesamt versorgen?
Das ist insofern relevant als zu klären, ob das eine
Überstrom-Abschaltung besitzt, bzw. eine Strombegrenzung, die du so
einstellen/wählen kannst, dass deine "Hauptleitung" nicht zu glühen
anfängt.
Dann sollte bzw. könnte man, je nach Topologie noch mal an jeder
Stelle, an der sich der Querschnitt verjüngt, auch absichern, um zu
verhindern, dass ein Kurzschluss (an einer dünnen Leitung) dazu führt,
dass die verjüngte Leitung Feuer fängt.
Außerdem: Wenn möglich würde ich das Hochfahren dann auch sequenzieren.
Dann muss dein Netzteil nämlich nicht für den Maximalstrom (bzw.
Einschaltstoßstrom) ausgelegt sein, sondern nur für den im Betrieb
maximal auftretenden. Und das gleiche gilt natürlich für die ganzen
Leitungen.
Das Sequenzieren kann man z.B. über Relais machen, oder natürlich
Halbleiter.
Um den Strom außerdem kleiner zu machen kann man die Spannung erhöhen.
Wenn ich dich richtig verstanden habe, dann möchtest du damit einen
ganzen Haufen Raspberry Pis versorgen (5 V Versorgung)?
Du könntest auch einfach einen ganzen Haufen 230 V-USB Netzteile
verwenden... (für jeden Raspberry eines). Oder deine "Sammelschiene"
läuft auf z.B. 12 V oder 24 V und unmittelbar vor jedem Raspberry ist
ein Tiefsetzsteller verbaut (z.B. Recom R-78B5.0-1.5 [Bitte prüfe
selbst, ob der deinen Anforderungen genügt]).
Gruß,
Alex
Rainer V. schrieb:> Willst du 100 Controller-Boards an ein Netzteil hängen oder willst du> wissen, wie dick "60A-Drähte" sein müssen?
genau ich will sehr viele Boards mit Strom versorgen, die Drahtlänge hat
sich geklärt. Jetzt geht e sum die Schutzschaltung
Alex B. schrieb:> Mit was für einem Netzteil wirst du dass denn insgesamt versorgen?>
Mit einem 30V 60A Labornetzteil (wollte unser Betreuer so) mit
Überspannugsschutz,...
http://www.reichelt.at/Labornetzgeraete/HCS-3600-USB/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=132418&GROUPID=4952&artnr=HCS+3600+USB> Dann sollte bzw. könnte man, je nach Topologie noch mal an jeder> Stelle, an der sich der Querschnitt verjüngt, auch absichern, um zu> verhindern, dass ein Kurzschluss (an einer dünnen Leitung) dazu führt,> dass die verjüngte Leitung Feuer fängt.
wie sieht so eine DC-Sicherung aus bzw. hast du da Vorschläge?
> Außerdem: Wenn möglich würde ich das Hochfahren dann auch sequenzieren.> Dann muss dein Netzteil nämlich nicht für den Maximalstrom (bzw.> Einschaltstoßstrom) ausgelegt sein, sondern nur für den im Betrieb> maximal auftretenden. Und das gleiche gilt natürlich für die ganzen> Leitungen.> Das Sequenzieren kann man z.B. über Relais machen, oder natürlich> Halbleiter.
Das bekomme ich hin
> Um den Strom außerdem kleiner zu machen kann man die Spannung erhöhen.>> Wenn ich dich richtig verstanden habe, dann möchtest du damit einen> ganzen Haufen Raspberry Pis versorgen (5 V Versorgung)?> Du könntest auch einfach einen ganzen Haufen 230 V-USB Netzteile> verwenden... (für jeden Raspberry eines). Oder deine "Sammelschiene"> läuft auf z.B. 12 V oder 24 V und unmittelbar vor jedem Raspberry ist> ein Tiefsetzsteller verbaut (z.B. Recom R-78B5.0-1.5 [Bitte prüfe> selbst, ob der deinen Anforderungen genügt]).
USB-Netzteile will der Betreuer nicht (wir haben inzwischen viele
Boards), das mit dem Tiefsetzsteller müsste ich mit Ihm noch besprechen.
