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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Filterung für DC-Versorgungsleitung (5V, 50m)


Autor: Andre R. (ryan87)
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Hallo zusammen,

ich möchte ein entferntes Handgerät mit 5V Gleichspannung versorgen. Die 
Entfernung beträgt maximal 50m. In dem Kabel laufen auch noch 4 
Datenleitungen (RS-485). Ich dachte da ein ein paarweise verdrilltes 
(Netzwerk-)Kabel (CAT5). Ist das übertrieben? Welche Maßnahmen sollte 
ich an den Enden der Versorgungsleitung vornehmen um 
Spannungsspitzen/einbrüche zu vermeiden? Reicht ein einfacher 
Kondensator? Welche Größe sollte dieser haben? Gibt es noch andere 
Optimierungen?

Autor: Gast 57 (Gast)
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Über 50m Netzwerk-Kabel die 5V schicken??????
Wie hoch ist der Stromverbrauch Deiner Schaltung? Denke an den
Kabelwiderstand!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Andre R. (ryan87)

>ich möchte ein entferntes Handgerät mit 5V Gleichspannung versorgen. Die
>Entfernung beträgt maximal 50m.

Wievuiel Strom braucht dein Gerät?

> In dem Kabel laufen auch noch 4
>Datenleitungen (RS-485). Ich dachte da ein ein paarweise verdrilltes
>(Netzwerk-)Kabel (CAT5). Ist das übertrieben?

Jain. CAT 3 reicht locker. Eigentlich auch einfacher, verdrillter 
Klingeldraht. Aber CAT-5 ist halt leicht verfügbar.

> Welche Maßnahmen sollte
>ich an den Enden der Versorgungsleitung vornehmen um
>Spannungsspitzen/einbrüche zu vermeiden? Reicht ein einfacher
>Kondensator?

Eine kleine Spule (10..100µH) in Reihe schadet auch nicht.

> Welche Größe sollte dieser haben?

Kommt auf den Stromverbvrauch an. Irgendwas zwischen 10..1000µF.

MFg
Falk

Autor: Andre R. (ryan87)
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Verbraucher ist ein ATmega, LCD (alphanumerisch), RS-485 Transceiver und 
eine LED. Dürfte nicht über 100mA kommen.
Dachte halt auch an CAT5 wegen der guten Verfügbarkeit.

Was für einen Typ Spule sollte ich da einsetzen? Diese großen Runden 
(Ringkern)?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andre R. (ryan87)

>Was für einen Typ Spule sollte ich da einsetzen? Diese großen Runden
>(Ringkern)?

Kann man nehmen, muss man aber nicht. Die Spule muss halt für die 100mA 
geeignet sein.

MFG
Falk

Autor: Alex D. (allu)
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So mit 12V bis 24V einspeichen und einen 5V-Schaltregler direkt vor den 
ATMega setzen.

Autor: Andre R. (ryan87)
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Das ist aufgrund meiner vorhandenen Geräte leider nicht sehr ökonomisch 
:)

Autor: Alex D. (allu)
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In meiner "Hausverdrahtung" verwende ich 4x2x0,6mm² Kabel. 2 Adern 
werden für die Versorung der verteilten ATMegas vewendet. Falls Dein 
Kabel ähnliche Daten hat, mußt Du mit etwa 18,5 Ohm Kabelwidestand 
rechnen.

Autor: Andre R. (ryan87)
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Ich habe mal kurz überlegt: Mit einem Kabelwiderstand R von 18,5 Ohm 
hätte ich bei 100mA Verbrauch von meiner Schaltung einen Spannungsabfall 
von 1,85V. Damit wären an meiner Schaltung noch 5V - 1,85V = 3,15V 
übrig. Stimmt das so?
Wenn ja sollte ich evtl. wirklich über den Vorschlag mit 24V nachdenken.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andre R. (ryan87)

>hätte ich bei 100mA Verbrauch von meiner Schaltung einen Spannungsabfall
>>von 1,85V. Damit wären an meiner Schaltung noch 5V - 1,85V = 3,15V
ü>brig. Stimmt das so?

Ja. Aber wer sagt denn, dass du 18,5 Ohm hast? Das ist wohl ein "klein" 
wenig von der Kabellänge abhängig . . .

Kleiner Tip. CAT 5 Kabel mit 0,6mm Durchmesser hat 63mOhm/m. Für diese 
18,5 Ohm müsste man schon ~150m Kabel legen. AUsserdem solltest du mal 
genau prüfen, ob du wirklcih 100mA brauchst. Ein AVR und ein kleines LCD 
brauchen das nicht mal ansatzweise, eher 10..20mA.

MfG
Falk

Autor: Andre R. (ryan87)
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Ahja natürlich, habs grad auch nochmal nachvollzogen mit dem 
spezifischen Widerstand von Kupfer. Hatte jetzt einfach angenommen die 
18,5 Ohm waren auf 50m Kabel bezogen. Fehlte ja auch noch der 
Querschnitt. Wenn ich meine Erwartung für den Strom heruntersetze 
sollten maximal 0,3V am Leiter abfallen. Damit kann ich wohl leben.

Danke für die Tipps.

Autor: Tiesto (Gast)
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Es gibt kaum ein besseres (passives) Filter, als zwei parallele 
Kondensatoren mit zwischengeschalteter Spule. Um jetzt keine Zeichnung 
machen zu müssen, nimm z.B. zwei 1000µF, schalte diese parallel an den 
Kabelausgang (und damit auch parallel zur Schaltung). Trenne jetzt 
entweder plus oder minus zwischen den beiden kondensatoren auf, und leg 
eine Spule mit vielleicht 1-100 Millihenry dazwischen. Bei bekannter 
Störfrequenz kann man solch ein Filter natürlich auch noch abstimmen, 
aber die Filterung wird auch ohne Abstimmung exzellent sein.

Autor: Alex D. (allu)
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Sorry, war mein Fehler, bin aber selbst reingefallen.

Ich hatte einen 10m Ring 4x2x0,6mm² liegen und habe einfach den 
Widerstand einer Schleife nachgemessen - 3.74 Ohm/ 10m umgerechnet 18,5 
Ohm/50m. Leider kein Messfehler!

Das Zeug sieht aus wie Kupfer, lässt sich löten, fühlt sich aber steifer 
an und hat ca. 185 mOhm/m (Messung mit 1A Konstantstrom).

Danke, ihr mich davor bewahrt, dass ich mit dem Zeug an meinen Hausbus 
weiterbaue. Zum Glück stammen die bereits verlegten Leitungen von einem 
anderen Versandhändler.       Unfassbar!

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Andre,

übertrage doch einfach eine höhere Spannung, z.B. 8V, und regel dann die 
Spannung vor Ort auf 5V herunter.

Kai Klaas

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