Moin!
Ich habe einen Entwurf für eine GMZ-Platine gemacht und möchte die
Forengemeinde um ihren Adlerblick und Verbesserungsvorschläge jeglicher
Art bitten.
Meine Unsicherheiten:
- HV-Layout (Abstände, Sicherheit, Teileauswahl ...), insbesondere am
Schalttransistor.
- Dimensionierung des HV-Reglers. Er läuft hier seit 2-3 Wochen
problemlos im Dauertest am Labornetzteil, aber vielleicht sollte man
doch etwas besser machen.
- Ist die "semi-galvanische Trennung" überhaupt sinnvoll?
- Ist das so mit "Hobbymitteln" ätzbar?
- Irgendwas übersehen?
Die µC-Einheit ist zwar noch nicht endgültig, soll aber doch schon jetzt
die konkrete Nutzung und Auswertung ermöglichen. Anlass für den Entwurf
war, etwas Stabileres als den LRP-Aufbau für HV-Erzeugung und
GMZ-Anschluss zu haben, und ich habe eher willkürlich irgendeine
µC-Auswerteeinheit dazugetan, damit man das Gerät schon jetzt als
unabhängige, mit einem Steckernetzteil betriebene Einheit an einen
Webserver anschließen kann, damit die Softwareentwicklung und weitere
Tests durchführen kann und noch Erweiterungsmöglichkeiten für Tests hat.
(Ich denke aber, der µC ist für den Zweck eigentlich überdimensioniert;
mein Wunsch ist daher, ihn später durch einen kleineren Typ zu ersetzen
und mit dem eingesparten Platz einen LCD-Direktanschlussstecker und
vielleicht noch Dioden, Lade-C und Regler für den Anschluss eines
unstabilisierten Wechselstrom-Steckernetzteils vorzusehen.)
Meine Tests haben gezeigt, dass der HV-Regler bei ca. 7V auf die 500V
kommt und problemlos auch mit 24V betrieben werden kann (der Test hat
allerdings eher sporadischen Charakter, da mein Dauertest mit 12V
läuft).
Ich habe versucht, das Ganze so zu machen, dass man möglichst wenig um
den angeschlossenen Rechner fürchten muss.
Ich habe vorher noch nie mit Eagle gearbeitet und schon lange keine
Platinen mehr geätzt, insofern ist das für mich auch ein Übungsprojekt.
Aber vielleicht ist es doch schon geeignet zum Nachbau.
Hier noch ein Foto des funktionierenden LRP-Aufbaus.
Der dicke Widerstand war aus der Bastelkiste, ist möglicherweise weder
der optimale Wert noch die optimale Bauform.
Den mittleren Q1-Pin habe ich etwas zurückgebogen, aber flach auf der
Platine wäre das natürlich anders. => ??
Außerdem habe ich dem Datenblatt nicht entnehmen können, ob die
Kühlplatte des Transistors mit einem Pin verbunden ist bzw. mit welchem.
GMZ = Geiger-Müller-Zähler (eigentlich: -Zählrohr)
Der Einsatzzweck des Geräts ist die Langzeit-Umweltüberwachung.
Das ausgewählte Zählrohr ist auch speziell dafür vorgesehen.
GMZ?
Weiß du was was wir nicht wissen. Vielleicht wieder
ein Reaktor der durchgeht?
Bis auf die Masse die von rechts fast bis zur Spule
ohne einen erkennbaren Zweck verlegt wurde macht das
ganze einen guten Eindruck. Wegen der beiden unvermeidlichen
Leitungen(Rot) würde ich allerdings keine doppleseitige Platine
herstellen(lassen) sondern Drahtbrücken oder Null-Ohm-Widerstände
bestücken. Kleiner sinnvoller Text auf dem Bottomlayer
erleichtert das Handling bei der Herstellung.
Die Leitung von R5-D1 kann man im 45°Winkel verlegen.
Sieht optisch harmonischer aus.
HI
so habe einbißchen was gefunden. Bin jetzt aber nur von deinem 1 Bild
ausgegangen.
1. Die Leiterbahn die an L1 aufhört???
2. SV3 könntest du direkt neben IC4 Pin 13-15 legen dann brauchste net
zwischen den Pads durch gehen
3. Willst du die Stormkreise nicht etwas voneinander trennen
4. Das Quarz und die Kondensatoren passen nicht, du hast die Xtal
Eingänge auf Masse gelegt
5. Was mich persönlich noch stören würde ist die Unterschiedliche
Leiterbahndicke an PortA und PortC
6. Massefläche wäre auch nicht verkehrt, oftmal wird das Layout dann
wesentlich einfacher
7. Wechselstrom-Steckernetzteil?? Ich würde einfach bei einem
Stabilisiertem Steckernetzteil bleiben. Wie wäre es noch mit ner
Sicherung, da kann man ja auch eine zum einlöten nehmen
8. Willst du keine RS232 Buchse einbauen? erleichtert das anshließen und
du must nicht extra ein Kabel anschließen
Sonst sieht es gut aus und mir fällt auch nix mehr auf
Daniel
> Weiß du was was wir nicht wissen. Vielleicht wieder> ein Reaktor der durchgeht?
Nun ja, die Betreiber und Behörden sind ja wohl notorische
Geheimniskrämer und Informationsverzögerer, was unangenehme Vorfälle
angeht. Insofern könnte man mit so einem Gerät möglicherweise wirklich
etwas wissen, was andere nicht wissen. Und das (inzwischen uralte)
Fessenheim-AKW im Erdbebengebiet ist nicht gerade die beste Idee
gewesen. Da war letzten Dienstag erst ein Beben der Stärke 4,5 in der
Nähe, vor ein paar Jahren sogar eins mit 5,4.
> Masse die von rechts fast bis zur Spule> ohne einen erkennbaren Zweck verlegt
Die Vorstellung war, dass wenn irgendwelche Spannung über die Platine
kriechen, dass sie etwas zum Hinkriechen haben, wo sie keinen großen
Schaden anrichten.
> Wegen der beiden unvermeidlichen> Leitungen(Rot) würde ich allerdings keine doppleseitige Platine> herstellen(lassen) sondern Drahtbrücken oder Null-Ohm-Widerstände> bestücken.
So ist das auch gedacht. Gibt es da in Eagle ein geeignetes Bauteil
(sowas wie "Drahtbrücke mit variabler Länge")?
> Kleiner sinnvoller Text auf dem Bottomlayer> erleichtert das Handling bei der Herstellung.
Links oben ist auf der Unterseite mein Kürzel + Jahreszahl.
> Die Leitung von R5-D1 kann man im 45°Winkel verlegen.> Sieht optisch harmonischer aus.
Ich weiß, aber hier wollte ich den Abstand zu den umliegenden Pins
maximieren, wie überhaupt in dieser Region. L1 schaltet ja zwischen der
Eingangsspannung und den 500V hin und her.
> 2. SV3 könntest du direkt neben IC4 Pin 13-15 legen dann brauchste net
zwischen den Pads durch gehen
Das stimmt, keine schlechte Idee. Das war so gekommen, weil ich den
Anschluss am Rand haben wollte.
> 3. Willst du die Stormkreise nicht etwas voneinander trennen
*Könntest Du das etwas erläutern? Wie kann man die (ohne Trafo) noch
getrennter halten als jetzt? Warum erscheint Dir das notwendig?*
> 4. Das Quarz und die Kondensatoren passen nicht, du hast die Xtal
Eingänge auf Masse gelegt
Inwiefern "passen" die nicht? Mechanisch gesehen? Elektrisch? Werte?
An sich sollte das eine Art Massefläche werden, und am Quarz selbst
sollten die Leiterbahnen korrekt verlaufen. Aber Du hast trotzdem recht,
denn der eine Pin hat am Chip eine Verbindung zur Masse, die er nicht
haben darf. Das war vorher mal richtig, aber bei irgendeiner
Bauteileverschiebung habe ich da offensichtlich etwas übersehen. Das ist
so ein Fehler, bei dem der Chip bei der Inbetriebnahme dann keinen Pieps
von sich gibt...
> 5. Was mich persönlich noch stören würde ist die Unterschiedliche
Leiterbahndicke an PortA und PortC
Stimmt.
> 6. Massefläche wäre auch nicht verkehrt, oftmal wird das Layout dann
wesentlich einfacher
Hatte es versucht, aber ich habe noch nicht herausgefunden, wie man das
richtig macht. Meine Massefläche war nur ein Polygon mit fettem,
gestricheltem Rand geworden, da hab ich das zunächst wieder rückgängig
gemacht. Ich werd's schon noch herausfinden.
Mir ist noch aufgefallen, dass ich den Elko C5 und auch R7 vielleicht
besser direkt neben L1 und Q1 legen sollte, um die Fläche der durch
diesen Kreis entstehenden Induktionsschleife zu minimieren.
So erstmal ebend zum Masseflächen herstellen:
Sie sollen nun den Top-Layer einer Platine mit dem GND-Signal füllen.
Laden Sie die Platine demo2.brd, und lösen Sie das GND-Signal auf:
RIPUP GND ¬
Blenden Sie mit dem DISPLAY-Befehl die Layer 1 Top, 17 Pads, 18 Vias
und 20 Dimension ein. Benutzen Sie den Button None im Menü, um vorher
alle anderen Layer auszublenden.
Klicken Sie das POLYGON-Icon in der Kommando-Toolbar an und tippen
Sie
GND ¬
ein. Um dem zu definierenden Polygon gleich den Namen GND zu geben.
Damit gehört es zum GND-Signal.
Wählen Sie aus der Combo-Box in der Parameter-Toolbar den Layer Top
aus. Dann:
· linke obere Ecke des Platinenumrisses,
· rechte obere Ecke,
· rechte untere Ecke,
· · linke untere Ecke.
Mit dem Doppelklick schließt sich das Polygon.
Um die Berechnung der gefüllten Bereiche zu starten, klicken Sie das
RATSNEST-Icon an.
Das kommt aus einem Eagle-Tutorial.
Jetzt zu deinen Fragen:
Der eine Kondensator am Quarz liegt mit beiden Anschlüssen an Masse.
Genauso wie die Eingänge Xtal, werf einfach nen Blick auf den Schaltplan
und dann auf das Layout.
Mit Abstand meine ich das du zwischen den '500V' Leiterbahnen und den 5V
Leiterbahnen etwas Luft lässt zumBeispiel 5-10mm Abstand. Sprich eine
Krichstrecke so das die Spannung auf keine andere Leiterbahn
überspringen kann, da gibt es sogar spezielle Tabellen für. Wenn du dann
aber noch ne Massefläche einfügst must du in diesem Bereich ein Polygon
machen wo keine Leiterbahn durch darf. Sorry weiß immo net so genau wie
das heist.
Das mit dem Quarz ist schon klar (wollte mich da nicht rausreden). Danke
für die Hinweise!
Mit den Kriechstrecken ist mir das weniger klar. Insbesondere am
Transistor. Der ist für ein paar Hundert Volt spezifiziert, aber die
Pins liegen am Gehäuse ja schon recht dicht beieinander. Wie macht da
eine derart hohe Spezifikation überhaupt Sinn? Gehen die davon aus, dass
der in einem solchen Anwendungsfall auf jeden Fall vergossen/mit
Schutzlack überzogen wird?
Hm, und der Anschluss für das Zählrohr im 2,5-er Raster ist in dieser
Hinsicht wohl auch nicht optimal.
Das Ding ist seit ein paar Tagen geätzt und die Schaltung aufgebaut,
allerdings sind mir gewisse Probleme aufgefallen.
- Schaltbild: Ich hatte die Bezeichnungen der beiden Treibertransistoren
im Schaltbild vertauscht.
- Schaltung: Leider hatte ich die Impulsübertragung mit dem Optokoppler
vorher nicht getestet. Der Optokoppler schafft es in der Konfiguration
jedoch nicht, sekundärseitig den Pin mit dem 470-Ohm-Pullup weit genug
runterzuziehen, damit sich ein sauberer Impuls ergibt. Der Austausch des
Pullups gegen einen 10k-Widerstand reichte auch nicht, und die Impulse
waren dann deformiert (langsame Anstiegsflanke am Impulsende) und vor
allem immer noch nicht tief genug. Es braucht zusätzlich noch einen PNP
gegen +5V und einen Pulldown, damit klappt's dann.
Nun wollte ich den HV-Generator abschaltbar machen. Dazu habe ich mit
einem Schalter Pin 3 des Schaltreglers gegen Masse gelegt (die Idee
war, dies später vom Controller schaltbar zu machen, sodass die HV
überhaupt erst auf Befehl des Controllers eingeschaltet wird). Der
schaltete auch ab - aber das führte regelmäßig und relativ schnell dazu,
dass die Spule zerstört wurde.
Ich hätte eigentlich gedacht, die stromabhängige Abschaltung des
Schalttransistors erfolgt unabhängig vom Takt. Das wäre auch sicherer,
weil es die Schaltung bei gewissen Ausfällen besser schützen würde. Ein
kleiner Dreck über den Pins des Kondensators an Pin 3, und schon wird
der Leistungsteil heiß/überlastet - das erscheint mir nicht so gut, und
ich hätte es von dem MC34063 Chip eben auch anders erwartet.
Eine bessere Alternative zum Abschalten ist anscheinend, den
Feedback-Eingang des Controllers hochzuziehen.
Ist den X2, R5, R4, R8, R9 für 500V ausreichend?
Ist der Abstand an Q1 ausreichend?
Muss C1 so groß sein, langen da nicht einige Dutzend nF?
Den "Blitzableiter" bei L1 mit einer Spitze versehen.
Den ganzen 500V Teil würde ich räumlich und elektronisch besser vom Rest
trennen und mit einer GND-Bahn umgeben.
D.h. in die Versorgung zum 500V-Teil eine Diode mit 1000V und eine
Drossel.
Den Atmega weiter hoch und am Besten gleich als SMD, deine Abstände sind
eh schon recht klein.
Edit: Sehe gerade die Platine ist schon fertig und damit ists für diese
Hinweise zu spät.
Danke für die Hinweise!
Ich will eine neue Platine machen, wenn ich mit dieser die Software und
weitere Funktionen getestet habe.
Für X2 habe ich ein 3-fach-Klemmterminal im 5,08-Raster verwendet und
bei der mittleren das Metall entfernt.
Als C habe ich hier jetzt 56nF/630V eingebaut. Der tut's auch, aber der
Ripple auf den 500V ist größer. Glatter ist natürlich schöner.
Was die Spannungsfestigkeit der anderen Widerstände angeht, weiß ich
darüber noch nichts. Es sind Standardwiderstände aus der Bastelkiste,
teilweise Kohleschicht, teilweise Metallfilm, aber ich habe zu denen
keine Datenblätter.
Hinter C7 haben die Impulse -- gemessen mit nem HM605 -- nur noch eine
Höhe von 50V, aber vielleicht sollte man das anders (irgendwie
geschützt) verschalten.
Da ist sicher noch was verbesserungsfähig oder -bedürftig, deswegen ja
auch meine Fragen.
Nettes Projekt ! Vor allem die Motivation , die dahinter steckt.
Klar wird ein Super- GAU nicht gleich bekannt gegeben. Zuerst müssen
die Ordnungskräfte (z.B. Militär in ABC- Ausrüstung) mobilisiert werden,
die das verstrahlte Gebiet weiträumig abriegeln und jeden Verstrahlten
abknallen,
der versucht, diese Gebiet zu verlassen .
Dank Deines GMZ bist Du jedoch rechtzeitig gewarnt und kannst noch
vor der allgemeinen Panik das Gebiet in Ruhe verlassen.
Mach Dir aber nichts vor: Durch unsere vorzügliche Überwachungstechnik
ist es in kürze möglich, festzustellen, wenn einer im betroffenen Gebiet
fehlt.
(Heute kein Handy eingeschaltet ? Nicht im Internet gewesen ?etc. )
Greiftrupps,
ebenfalls im ABC- Schutz und mit GMZ s ( KEIN Eigenbau ! ) ausgerüstet
,spüren Dich außerhalb des kontaminierten Gebietes über Deine erhöhte
Strahlendosis schnell auf , knallen Dich ebenso ab und entsorgen Dich in
einem De-Kontaminations- Sack (blau, Beschaffungsnummer BG 312.98.887BZ)
zusammen mit den anderen Aufgegriffenen....
O.k in einer humanen Anwandlung und auf Druck der Opposition läßt die
Bundesregierung vielleicht noch ein paar Tonnen Va*lium über dem
verstrahlten Gebiet abwerfen.
Pardon, wollte Dir die Freude am Basteln natürlich nicht verderben !
Der Forenclown schrieb:
> Als C habe ich hier jetzt 56nF/630V eingebaut. Der tut's auch, aber der> Ripple auf den 500V ist größer. Glatter ist natürlich schöner.
Warum ist da Ripple drauf?
Die Spannung sollte sich doch auf einen konstanten Wert aufladen und
dort bleiben, bis das Zählrohr zündet.
> Was die Spannungsfestigkeit der anderen Widerstände angeht, weiß ich> darüber noch nichts.
Bauform 0207 hat 250V
> Hinter C7 haben die Impulse -- gemessen mit nem HM605 -- nur noch eine> Höhe von 50V
Du meinst schon die Impulse beim kurzschließen?
Dann passt es ja.
Die Höhe der Spannung hängt hier ja hauptsächlich von der
Flankensteilheit ab.
Auch der Spannungsteiler zum Feedback entlädt den Kondensator.
Die Spannung wackelt etwas von der Regelung her. Das Aufladen erfolgt in
Bursts von einigen Ladeimpulsen, wobei die Bursts etwas Abstand
voneinander haben. [Hm, eine Hysterese bei der Regelung wirkt sich
natürlich entsprechend bei einem größeren Kondensator aus...]
Wenn ich mich recht entsinne, gibt es beim Aufladen auch
Spannungsspitzen durch die Spannungsspitzen von der Spule her, aber das
müsste ich nochmal nachmessen.
Welche R-Sorte hat denn eine höhere Spannungsfestigkeit? Ist sowas
schwer zu beschaffen?
Gerade der erste Feedback-R kriegt die Spannung ab. Die anderen sitzen
in Spannungsteilern, die den Strom stärker begrenzen würden als hier
(obwohl es ja um die Spannungsfestigkeit geht).
Die SMD-AVRs (der Tipp weiter oben) habe ich übrigens schon, aber da
dies seit langem meine erste selbst entwickelte Platine ist, wollte ich
mit etwas Einfacherem "neustarten", bei dem ich nicht gleich alles
können muss. Und da die SMDs nicht im 2,54-Raster sind (hab das sogar
ausprobiert, aber da verhielt sich Eagle irgendwie seltsam) und ich
nicht wusste, wie fein mir überhaupt mein Ätzprozess gelingt, wollte ich
nicht gleich auch noch mit diesen Parametern rumspielen. (Das Belichten
und Ätzen ist übrigens sehr gut gelungen, ich bin völlig zufrieden und
sogar begeistert vom Ergebnis; der gesamte Vorgang lief völlig
problemlos.)
Also ich hab mir zawr den ganzen Teil mit dem, Vielen Text nicht
durchgelesen, aber den linken der beiden Roten strippen bekommst du doch
auch noch auf die andere seite der Platine... mom
PJ schrieb:
> Welche R-Sorte hat denn eine höhere Spannungsfestigkeit? Ist sowas> schwer zu beschaffen?
Ja, außer man findet 1W oder 2W Typen mit 4,7Mohm, daher einfach zwei
Widerstände in Serie.
> Gerade der erste Feedback-R kriegt die Spannung ab.
Richtig, R5 würde als erstes ausfallen.
Zum Layout:
Der OK sollte die Grenze im Layout zw. Hochspannungs und Normalteil
darstellen. In kommerziellen Teilen wird dann oft darunter ausgefräst.
Die Lötpunkte von unter C1 daneben legen.
gmz.png
(46 KB)
