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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Auswirkung von extremer Beschleunigung auf elektr. Bauteile


Autor: Michael (Gast)
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Hallo, ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.
Ich würde gerne wissen ob und wie sich Beschleunigungen auf elektr. 
Bauteile auswirken. Ich meine damit nicht mögliche mechanische 
Beschädigungen wie defekte Lötstellen oder ähnliches. Kann weder bei 
google noch in der Literatur darüber etwas finden.
Hat von euch jemand eine Idee.

Hintergrund: Ich habe eine kleine Verstärkerpaltine an einem Bauteil 
welches im Betrieb mit ca. 300g beschleunigt wird. Diese Plaine steigt 
regelmäßig aus. Nach erneutem ein und ausschalten funktioniert sie 
wieder.
Kurzschlüsse oder ähnliches kann ich ausschließen.

Besten Dank.

Autor: Karl Otto (knorke)
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Mikrofonieeffekte in Kondensatoren, brüche von Bauteilpins...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Diese Plaine steigt regelmäßig aus.
Wie sieht der Ausstieg aus?
Welche Bauteile sind auf der Platine verbaut?

Autor: R. Freitag (rfr)
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kann die Ursache des Ausstieges auf das fehlverhalten von Kondensatoren 
zurückgeführt werden?
Gruss

Robert

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wo zum Geier beschleinigt man mit 300-facher Erdbeschleunigung?!

Autor: Michael (Gast)
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Danke für die schnellen Antworten. Neben Kondensatoren und Widerständen 
ist da noch ein INA326 (Instrumentierungsverstärker). Nach dem Austiegt 
fällt das Signal auf Null und bleibt dort. Aber auch nicht bei jedem 
Beschleunigungsimpuls, sondern nur hin und wieder. Bauteil oder 
Pin-Brüche würden nach erneutem ein und ausschalten immernoch vorhanden 
sein. Das kann es also nciht sein.
Wie sieht so ein fehlverhalten eines Kond. aus? Kann das länger 
anhalten, also auch bei nicht mehr vorhandener Beschleunigung?

Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:
> Wo zum Geier beschleinigt man mit 300-facher Erdbeschleunigung?!
Abgesehen von kurzzeitigen Stoßbelastungen fallen mir da nur Zentrifugen 
ein.
Da gibt es wohl spezielle bis 1000000g.

Autor: Michael (Gast)
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Achso, ja ist eine kurzzeitige Stoßbelastung.

Autor: asdf (Gast)
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Autor: Christoph (Gast)
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wie lange wird die Platine 300g ausgesetzt?

P.S.:In etwa 28 Stunden hätte man damit Lichtgeschwindigkeit erreicht, 
dass es dann Aussetzer gibt ist nicht weiter verwunderlich :)

Chris

Autor: Michael (Gast)
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Man könnte die Frage auch anders formulieren:
"Merkt der Strom ob er Berg auf oder Berg ab fließt?"
Falls ja ist diesr Effekt auf jeden Fall extrem klein und spielt im 
Normalfall sicherlich keine Rolle, aber bei den 300g...?

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Travel Rec. schrieb:
> Wo zum Geier beschleinigt man mit 300-facher Erdbeschleunigung?!

z.B. Mörsergranaten mit Suchkopf und andere "intelligente" Munition. Da 
ist das Problem aber im Griff.

Gruss Reinhard

Autor: Michael (Gast)
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Na, der Impuls dauert in etwa 20-30 Millisekunden. Also weit von den 28h 
entfernt ;-)

Autor: Karlheinz (Gast)
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... In etwa 28 Stunden hätte man damit Lichtgeschwindigkeit ...

Interessante Aussage (würde wohl A. E. sagen): bitte einmal vorrechnen.

Autor: M. J. (sweeny)
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nicht eher 17 Stunden?

Autor: ich (Gast)
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c = 300.000 km/s = 300.000.000 m/s

t = c / a

t = 300.000.000 m/s / 300m/s²

t = 1.000.000s

t = 277,8h

:-)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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v = at
mit a = 9,81m/s² * 300 =
und t = 28h*3600 = 100800s
komme ich auf 296654400 m/s

Es dauert also noch ein paar Minuten länger  ;-)


> 300m/s²
Tja, 1 G sind schon 9,81m/s²

Autor: ich (Gast)
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> nicht eher 17 Stunden?

kommt auf die Geschwindigkeit vor der Beschleunigung an. Aber ich geh da 
mal von 0 aus.

Autor: ich (Gast)
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> Tja, 1 G sind schon 9,81m/s²

UPS...

Autor: M. J. (sweeny)
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Ah Mist, ich hab 3e6 m/s genommen und nicht 3e8.
Aber 300g sind 3000m/s²

Von daher sinds dann 28h, oder?!

t = 300.000.000 m/s / (300*9,81)m/s² = 101963s

Stimmt also schon! :-D

Autor: M. J. (sweeny)
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Mist, zu langsam! :-/

Autor: Karlheinz (Gast)
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Der Witz ist natürlich, daß die Platine Masse hat und gar nicht auf c 
beschleunigt werden kann!

Autor: MaWin (Gast)
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Keramikkondensatoren verändern ihre Spannung an den Pins,
Leiterschleifen bekommen Spannungen induziert,
beides kann zu Überspannungen und Überstrom an Pins von CMOS
ICs führen, die dann in latch up gehen.

Autor: Christoph (Gast)
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abgesehen von Kondenstaoren, denk mal nach, was mit Quarz Oszilatoren 
(auch die internen) bei so einer Beschleunigung passiert...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>  was mit Quarz Oszilatoren (auch die internen) ... passiert.
Ein Verstärker hat keinen Oszillator... :-/

Überhaupt haben ICs nur in den seltensten Fällen (lim->0) einen Quarz 
eingebaut.

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Christoph schrieb:
> abgesehen von Kondenstaoren, denk mal nach, was mit Quarz Oszilatoren
> (auch die internen) bei so einer Beschleunigung passiert...
Intern sind immer (soweit ich weiß) RC-Oszillatoren.

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Lothar Miller schrieb:
>>  was mit Quarz Oszilatoren (auch die internen) ... passiert.
> Ein Verstärker hat keinen Oszillator... :-/

Der nicht, aber vielleicht das "Bauteil" am Verstärker?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> aber vielleicht ...
Ja, deshalb meine 2. Frage weiter oben im 
Beitrag "Re: Auswirkung von extremer Beschleunigung auf elektr. Bauteile"

Autor: Phantomix Ximotnahp (phantomix) Flattr this
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> Der Witz ist natürlich, daß die Platine Masse hat und gar
> nicht auf c beschleunigt werden kann!

Exakt. Angenommen man würde die konstante Beschleunigung von 300g 
durchhalten, so wäre es möglich, in ca. 28 Stunden mit unserer 
relativistischen Leiterplatte auf Lichtgeschwindigkeit zu kommen.
In der Praxis geht das aber nicht, da die Energie, die dazu aufgewendet 
werden muss in der nähe der Lichtgeschwindigkeit gegen unendlich geht. 
Es ist also nur möglich, nah an c heranzukommen, nicht es zu erreichen.

Autor: 900ss (Gast)
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Ich könnte mir vorstellen, dass sich irgendwo ein Haariß gebildet hat. 
Z.B. in der Leiterbahn, an einem Lötpad/Lötstelle oder Draht oder....?

Der Riß ist auf deinem Labortisch "geschlossen" und es ist Kontakt da. 
Bei Vibration oder der hohen Beschleunigung geht der Riß auf und 
verursacht den Fehler.

Gruß 900ss

Autor: Nitram L. (nitram)
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R. Freitag schrieb:
> kann die Ursache des Ausstieges auf das fehlverhalten von Kondensatoren
> zurückgeführt werden?
> Gruss
>
> Robert

Was für Kondensatoren sind das???

Ich kann mir sehr gut vorstellen, das dich solchen g-Werten Lagen der 
Wicklungen gegeneinanderpressen...
  ... sicherlich passiert da einiges, was mann nicht erwartet...


nitraM

Autor: oszi40 (Gast)
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Ich nehme jetzt mal an, daß es eine kleine Schaltung auf der 
Lautsprechermembran wäre. Dann wirkt da neben der Beschleunigung auch 
noch das Magnetfeld bei der Bewegung. Das heißt auch Dynaaaamoeffekt 
z.B. ...

Autor: R. Freitag (rfr)
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Ich habe keramische Kondensatoren bereits erfolgreich eingesetzt als
-) Wärmedetektor
-) Schalldetektor
-) Beschleunigingssensor
-) -) impactsensor
-) Erschütterungsmesser

mach mal ein Experiment: Klemme einen Kondensator an ein oszilloskop un 
ticke mal mit dem Finger dagegen, erwärme ihn und wiederhole das.
Du kannst ihn auch besprechen.

Gruss

Robert

Autor: ... (Gast)
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>Es ist also nur möglich, nah an c heranzukommen, nicht es zu erreichen.

Naja "nah"

Autor: Michael (Gast)
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Also bei einem Haarriss würde doch sobald der Beschleunigungsimpuls 
vorbei ist sofort wieder das "richtige" Signal an liegen und nicht erst 
nach erneutem aus und wieder ein schalten.

Autor: Christoph (Gast)
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poste mal den Schlatplan des Teils und vll auch ein Bild vom Aufbau

Autor: Michael (Gast)
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Schaltplan würde nichts bringen und ein Foto möchte ich aus diversen 
anderen Gründen nicht posten. Wollt ja nur mal nachhören ob jemand schon 
mal ähnliches Erfahrungen gemacht hat.

Autor: kriegistsiech (Gast)
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Fragt jetzt schon die Waffenindustrie in diesem Forum nach Rat? Hilfe 
meine
Rakete kommt immer vom programmierten Kurs ab?

Autor: Fabian B. (fabs)
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Muss ja nicht Waffentechnisch sein. Es gibt auch für Feuerwerksbomben 
elektronische Zündplatinen, die auf die Bombe montiert diese dann in 
bestimmter Höhe/Lage/Zeit zünden.
Und die Beschleunigung so einer Bombe is auch nicht zu verachten.

Gruß
Fabian

Autor: RumKugel (Gast)
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Den Golf GTI hatse aber ordentlich getuned :)

Autor: Michael (Gast)
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Es hat weder etwas mit der Rüstungsindustrie zu tun noch mit meinem Job. 
Ich hab lediglich für mich privat etwas gebastelt was man eventuell 
vermarkten könnte. Es funktioniert auch seht gut, von den Aussetzern bei 
den Beschleunigungen mal abgesehen.
Naja, das werd ich auch noch in den Griff bekommen....aber anscheinend 
durch testen, testen, ausprobieren.

Autor: Fabian B. (fabs)
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Ist es eigentlich egal aus welcher Richtung die Beschleunigung auf die 
Platine wirkt? Oder ist die auftretende Beschleunigung nicht 
gleichförmig aus einer Richtung?

Gruß
Fabian

Autor: Michael (Gast)
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Es wirken aus nahezu jeder Richtung hohe Beschleunigungen, aber oben 
erwähnten 300g treten nur in Platinenrichtung auf. Also "nicht" 
senkrecht zur Platine.

Autor: Christoph (Gast)
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versuch den AUfbau mal mit einfachen Mitteln (Alukäfig) abzuschirmen, 
sodass man zumindest mal Störungen von außen mal ausschließen kann

Autor: Fabian B. (fabs)
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Hast du dann mal getestet, ob diese Ausfälle auch vorkommen, wenn du die 
Lage zur Beschleunigung variierst?

Gruß
Fabian

Autor: Olaf (Gast)
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> Der Witz ist natürlich, daß die Platine Masse hat und gar nicht auf c
> beschleunigt werden kann!

Ich glaub der Witz ist eher das die Elektronik garnicht weiss das sie 
Lichtgeschwindigkeit hat. (fuer Korinthenkacker, kurz davor ist)

Es gab doch mal eine Theorie das die Geschwindigkeit relativ sein
koennte. :-)


Olaf

Autor: Bergie B. (bergie)
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300g ist echt nicht von schlechten Eltern ^^

Du sollst doch auf deinen Bauteilen nicht mit dem Hammer rum Hauen ;)

Ich würde die einflüsse von Magnetismus zu erst ausschließen. Die frage 
ist nun ob dein bauteil sich nur in eine Richtung bewegt oder ob 
vieleicht eine Reis Bewegung oder eine hin und her bewegung von liegt. 
Gerade bei Integrierten Bauteilen denke ich das so Möglich ist Energie 
zu transortieren.

Die frage ist natürlich welche Endgeschwindigkeit du erreicht usw. aber 
hast du schonmal darn gedacht das sich der Wärmewiderstand ändern 
könnte?


Aber ich würde als erstes immer aus Mechanische überbeanstuchung Tippen.

MMmm willst du vieleicht einen Elektonischen Tennnisball bauen, welcher 
seine Flugbahn beeinflussen kann?

LG

Autor: Martin Laabs (mla)
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Die elektrische Funktionsfähigkeit wird durch starke Beschleunigungen 
nicht beeinflusst. Es sind die mechanischen Probleme die zu lösen sind. 
D.h. lieber bleihaltig löten, kleine Bauformen wählen, flexiebles 
Coating, nicht Vergießen (Vergussmasse zieht dann u.U. an den Bauteilen 
wenn die Verbindung zwischen Platine/Bauteil nicht 100%ig ist.)
GGf. mit dem Bestücker/Fertiger sprechen ob man kritische Bauteile 
direkt mit in die Platine laminieren kann. (Geht aber nur bei kleinen 
Bauteilen.)
Und natürlich die Platine selber gut befestigen und darauf achten, dass 
sie durch die Beschleunigung nicht gebogen wird - das mögen die Bauteile 
und die Platine nämlich überhaupt gar nicht. Evt. Resonanzeffekte 
berücksichtigen. Auch an thermische Effekte denken.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ich wuerd mal probieren die Platine einzugiessen. Da gibt es 
verschiedene Optionen, Weich, hart, usw.

Autor: faustian (Gast)
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"Fragt jetzt schon die Waffenindustrie in diesem Forum nach Rat? Hilfe
meine
Rakete kommt immer vom programmierten Kurs ab?"

Waere dann trotzdem wahrscheinlich in unserem ureigensten Interesse dann 
zu helfen ;)

Autor: Michael (Gast)
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Anders montierne kann man die Platine leider nicht. Eingegossen sit sie 
bereits. Werde mal noch mit anderen Vergussmassen experimentieren. Es 
ist keine klar definierte Bewegung, eher willkürlich. Und der Fehler 
tritt auch nicht immer auf.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Michael schrieb:
> Eingegossen sit sie bereits.

Das ist natürlich ein für dein Problem völlig irrelevantes Detail... 
Hast du nicht ein paar lustigere Rätsel auf Lager?

Autor: Michael (Gast)
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Stimmt, wollts aber erwähnen weil danach gefragt wurde.

Autor: Volker (Gast)
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Hi,
Wenn die Platine eingegossen ist solltest Du Dir sicher sein, daß die 
Vergußmasse nicht an den Bauteilen zieht, sondern ihrerseits sowohl in 
sich stabil, alsauch gut an der PCB befestig ist. Krafteinleitung in die 
Bauteile ist hier verboten
Versuchs mal, wenn die PSB nur lackiert ist (getaucht).
Als Kondensatoren solltest Du nur Folienkondensatoren verwenden.

Kannst Du GENAU festestellen, wann der Fehler auftritt?
Ev. mal den Zündimpuls und das Ausgangssignal mit einem Oszi in guter 
Auflösung messen.

Gruß
Volker

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Ja dann hör doch auf alle und fang beim Testen mit den Kondensatoren an, 
die bringen den Opamp vielleicht in einen zustand bei dem er an einer 
Rail kleben bleibt das solls geben.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Es gibt harte Vergussmassen, die schwinden waehrend dem Haerungs-Prozess 
und setzen die Bauteile Zug aus. Wenn jetzt noch Schlaege dazukommen...

Autor: Michael (Gast)
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Vergussmasse ist "Gummibärmäßig". Also eher weich.

Autor: Michael W. (retikulum)
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Such mal nach Aucoteam. Da kannst du testen lassen.
Michael

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