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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kurzzeitig 2A aus USB ziehen


Autor: Hans Oppermann (hoteloskar)
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Hallo,

ich benötige kurzzeitig (ca. 1 sec) 2A aus dem USB Anschluß um ein
Relais kurz anziehen zu lassen, mit geringer Häufigkeit.
Kennt jemand hierzu eine Schaltung?

Gruss, Hans

Autor: holger (Gast)
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>Kennt jemand hierzu eine Schaltung?

Ja, ein externes Netzteil.
Welches grottige Relais zieht 2A?

Autor: Christian R. (supachris)
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Lade doch einen Super-Cap mit max. 500mA Ladestrom auf und zieh den 
Strom dann aus dem Kondensator. 1 Sek. lang 2A kann den USB Port 
dauerhaft zerstören, oder mindestens die PulyFuse (wenn vorhanden) 
auslösen.

Autor: Ich (Gast)
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2A geht bei vielen Mainboards, da der +5V Anschluss oft direkt mit dem 
Netzteilanschluss verbunden ist (es wird sich nicht an die Spec. 
gehalten). Aber für ein Relais würde ich das Leben meines Mainboards 
nicht opfern wollen (auch wenn mit Diode parallel).
Suche lieber eine andere Lösung.

Autor: Michael M. (Gast)
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Christian R. schrieb:
> 1 Sek. lang 2A kann den USB Port
> dauerhaft zerstören, oder mindestens die PulyFuse (wenn vorhanden)
nein.
usb hat eine 500mA strombegrenzung in hardware pro port spezifiziert.
was im auslösenden fall passiert, ist nicht spezifiziert. kann von 
sperren des ports für 10s bis sperren der PID auf lebenszeit sein ^^

achja, laut spezifikation darf ein gerät übrigens nicht mehr als 100mA 
ziehen, bis es enummeriert ist und mehr angefordert hat.
das wird allerdings nicht immer implementiert.

Autor: Michael M. (Gast)
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Ich schrieb:
> 2A geht bei vielen Mainboards, da der +5V Anschluss oft direkt mit dem
> Netzteilanschluss verbunden ist (es wird sich nicht an die Spec.
kein namhafter hersteller macht das so...

Autor: Ich (Gast)
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Leider doch :(

Autor: Hans Oppermann (hoteloskar)
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Vielen Dank für die vielen Vorschläge.
Die Lösung mit dem Super-Cap habe ich auch schon probiert, aber 
vielleicht war die Kapazität zu klein (220.000uF).
Werde mal einen größeren bestellen und einen neuen Versuch starten.

Ist Gold-Cap das gleiche wie Super-Cap?

Autor: Bergie B. (bergie)
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Du könntest auch einfach  (10) C nach ein ander laden und diese dann 
Paralel auf dein Relai.

Ich weis zwar nicht was du schalten willst, aber vieleicht gibt es ja 
auch bessere Relais dafür, welche eine kleinere Strom aufnahme haben.

Alternativ könntest du dir auch durch Kondensatorumschalten eine Höhere 
Spannung erzeugen um so andere Relai-Typen anzusprechen.

LG

Autor: Michael M. (Gast)
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du kannst ausrechnen, wie viel du brauchst:
schau dir die spulenstrom-Kennlinie des relais über der zeit beim 
anziehen und halten an (mit oszi messbar). über die Zeit integriert 
erhältst du eine ladung. mit der für anziehen und halten benötigten 
spannung (2 zeitspannen!) bekommst du dann 2 kapazitäten. diese addiert 
liefert dir die nötige kapazität.

Autor: Andi ... (xaos)
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Hans Oppermann schrieb:
> Ist Gold-Cap das gleiche wie Super-Cap?

NEIN, du brauchst hochstromfähige caps. gold-caps sind eher als 
"langzeit" speicher gedacht. besorg dir ultra caps von epcos...

Autor: Andreas K. (derandi)
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Wie wärs mit einem Halbleiter-Relais?

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Entweder ist das Relais sch**sse, oder es ist... riesig. Warum sollte 
man sowas aber aus dem USB versorgen wollen?

Autor: Hans Oppermann (hoteloskar)
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Also es ist nicht wirklich ein Relais, sondern ein Elektromagnet zum
Öffnen einer Kassenschublade.
Ich habe das mit dem Relais nur zur Vereinfachung geschrieben,
aber leider hat es das Gegenteil bewirkt.
Sorry.

Vielen Dank für den Tip mit den ultra caps. Von epcos gibt es die
wohl leider nicht mehr. Ist Dir noch eine andere Quelle bekannt?

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Billiger Lithium-Handyakku wird am USB geladen und "treibt" den Magneten 
an?

Autor: Mike (Gast)
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Reichelt hat die Dinger und sicherliche viele andere Händler auch noch.

Bei Reichelt findest Du sie unter Goldcaps.

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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>> 1 Sek. lang 2A kann den USB Port dauerhaft zerstören, oder
>> mindestens die PulyFuse (wenn vorhanden)
> nein.
> usb hat eine 500mA strombegrenzung in hardware pro port
> spezifiziert. was im auslösenden fall passiert, ist nicht spezifiziert.
> kann von sperren des ports für 10s bis sperren der PID auf
> lebenszeit sein ^^

Ja, oder auch das Ableben des Ports oder das  Durchbrennen einer 
Sicherung.

> achja, laut spezifikation darf ein gerät übrigens nicht mehr als
> 100mAziehen, bis es enummeriert ist und mehr angefordert hat.
> das wird allerdings nicht immer implementiert.

Sogar recht oft wird das nicht getan. Diese ganzen nutzlosen Gadgets wie 
USB-Tassenkühler, -Staubsauger oder -Rasierapparat haben oft nicht extra 
nur für die Stromanfrage einen  USB-Chip eingebaut. Deshalb tun die auch 
nicht überall, wobei aber natürlich der  Joe User dann dem USB-Port die 
Schuld gibt und nicht dem Spielzeug.

Autor: Phantomix Ximotnahp (phantomix) Flattr this
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Klar, denn mit so nem USB-Netzteil tut das ja!

Autor: Baumwipfelschutzminister (Gast)
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Die Marschrichtung ist korrekt:

In einem Energiespeicher, z.B. Kondensator oder Akku, mit kleiner 
Leistung (Strom) genügend Energie zwischenspeichern, und dann in kurzer 
Zeit mit hoher Leistung entladen.

Nur einfach einen Kondensator o.ä. parallel zu den 5 Volt vom USB 
funktioniert aber definitiv nicht!

Am einfachsten wäre es, zwei Schaltregler zu verwenden:

Der erste ist eingangsstrombegrenzt und lädt einen Kondensator auf 
höhere Spannung auf (Energie im Kondensators ist quadratisch von der 
Spannung abhängig), und ein zweiter Schaltregler, entsprechend den 
Stromanforderungen, erzeugt daraus die gewünschte Spannung.

Da Du aber eh eine Spule als Verbraucher hast, kannst Du auch gleich 
einen geschalteten Stromregler verwenden.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans Oppermann (hoteloskar)

>ich benötige kurzzeitig (ca. 1 sec) 2A aus dem USB Anschluß um ein
>Relais kurz anziehen zu lassen, mit geringer Häufigkeit.

>Die Lösung mit dem Super-Cap habe ich auch schon probiert, aber
>vielleicht war die Kapazität zu klein (220.000uF).

Mal rechnen.

Über die Definition der Kapazität kann man diese sehr einfach 
ausrechnen.

Wenn wir 2A für 1s entnehmen wollen, und dabei einen Spannungsabfall von 
1V zulassen brauchen wir

2F. Schon ein fetter Brocken, zehnmal grösser als deine 220mF.

Das Ganze kann man über einen einfachen Widerstand laden, wobei die 100 
bzw. 500mA von USB nicht überschritten werden sollten. Macht also 10 
bzw. 50 Ohm. Fertig. Mit einem kleinen Akku geht das deutlich kleiner, 
den kann man auch relativ einfach per Widerstand laden, hier allerdings 
DEUTLICH hochohmiger (eher so 330 Ohm und mehr).

MfG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Baumwipfelschutzminister (Gast)

>Am einfachsten wäre es, zwei Schaltregler zu verwenden:

Am einfachsten wäre, das Hirn zu benutzen. Einen Schaltregler braucht 
hier keiner, zwei schon gar nicht.

MfG
Falk

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Pollin hat einen Lithium Akku, einfach mal nach Lithium suchen. 3,7V, 
1Ah, 3 Euro oder so.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Sachich Nich (dude) Benutzerseite

>Pollin hat einen Lithium Akku, einfach mal nach Lithium suchen. 3,7V,
>1Ah, 3 Euro oder so.

Reicht nicht für einen 5V Magneten mit ordentlich Dampf.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Die Version mit dem Akku ist doch super. Billige LiIon Zellen gibt's ja 
(siehe oben) und als Ladeelektronik gibt es fertige Linearlader(!) für 
USB bei Maxim-ic. Alles in einem Chip integriert und ohne Spule und co.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Ich würde einfach vier Microzellen in Reihe schalten und per 
Vorwiderstand vom USB laden. Ist ja eh nur ne Erhaltungsladung. Fertig. 
Einfacher gehts nimmer.

MFG
Falk

Autor: Andreas K. (derandi)
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Ich mag Batterien/Akkus nicht, die betrachte ich immer als eingebauten 
Ausfallgrund. Die Idee mit den Supercaps würd ich bis jetzt als die 
bessere betrachten.

Gibts denn nirgendwo die möglichkeit einer anderen Stromversorgung? Bei 
USB wäre ich mit Ausreizen der Spezifikation immer Vorsichtig, 
Mainboards sind teuer und umständlich auszutauschen.

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Andreas Klepmeir schrieb:
> Ich mag Batterien/Akkus nicht, die betrachte ich immer als eingebauten
> Ausfallgrund. Die Idee mit den Supercaps würd ich bis jetzt als die
> bessere betrachten.
Wie gut dass Supercaps ewig halten. Not? ;)

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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@Hans Oppermann:
Beherzige den Rat vom holger (Gast) vom 17.09.2009 um 18:40,
nimm ein externes Netzteil. Alles andere ist Murks. Auch Ideeen mit 
Akkus, Supercaps und anderem Geraffel haben nicht die Betriebssicherheit 
und Lebensdauer, die im täglichen Einzelhandelseinsatz notwendig ist. 
Und wenn mitten im Feierabendansturm im Supermarkt die Kassenschublade 
aufgibt, dann ist der Teufel los. Und zukünftige Aufträge weg. Vorallem, 
wenn das mehrfach passiert, was bei Bastellösungen mit Sicherheit zu 
erwarten ist.

Gruß
Jadeclaw.

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