Hallo,
ich möchte eine kleine MCU mit einem Sensor versehen. Das ganze soll
dauerhaft versorgt sein, über Jahre hinweg, daher scheiden für mich
Batterielösungen aus. Ich benötie einen Strom von maximal 5 mA, eher
weniger. Die entscheidende Frage dazu: Wie generiere ich mir meine
Spannung?
Üblicherweise würde bei so niedrigem Strom wohl ein Kondensatornetzteil
ausreichend sein, doch mir fehlt die galvanische Trennung: Sollte mein
externer T-Sensor (Montiert am Heizungsrohr) einen Kurzschluss haben,
habe ich ein Problem...
Einen Trafo dafür einzusetzen find ich nen bischen übertrieben: In der
kleinen Leistungsklasse ist bei reichelt auch nix zu finden, da sind
50mA minimum --> Der Trafo würde mehr oder weniger im Leerlauf
betrieben.
Bleibt nurnoch eine Schaltregler, der galvanisch trennt. Währe
vermutlich auch nicht zu kompliziert, da die Spannung nicht exakt
geregelt werden muss (Sensorauswertung ratiometrisch -->
Betriebsspannung ist also egal). Doch da kenne ich keinen Standart
Typen.
Wie würdet ihr ein solches Problem lösen? Wie erstellt ihr euch eine
niedrige Spannung mit kleinstem Strom aus dem Netz?
Vielen Dank für alle Anregungen im Voraus!
grüße Henning
>Wie würdet ihr ein solches Problem lösen?
Auch wenn es Dir nicht gefällt: mit einem Trafo.
Oder Du schaffst es die Stromaufnahme deutlich zu drücken und Akkus zu
verwenden, die regelmäßig geladen werden müssen. Das ist aber immer mehr
Aufwand.
Nimm einfach einen kleinen Trafo.
Ist am einfachsten und am sichersten.
Kannst ja noch ne LED anbauen für die Betriebsanzeige, dann hast schon
etwas mehr Stromverbrauch und der Trafo ist besser ausgelastet.
Ich glaube, 5mA sollte wirklich eine Solarzelle decken können.
Wenn es nur ein µC mit Sensor ist, wird es vielleicht auch noch weniger
Strom werden. Der Akku ist dann immer dann an, wenn die Solarzelle
keinen Strom liefert.
Ansonsten... wie wäre eine Induktionsspule in der Nähe eines
Stromkabels?
Dann hätte man galvanische Trennung + kleine Leistung.
mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck
@Henning (Gast)
>Üblicherweise würde bei so niedrigem Strom wohl ein Kondensatornetzteil>ausreichend sein, doch mir fehlt die galvanische Trennung: Sollte mein>externer T-Sensor (Montiert am Heizungsrohr) einen Kurzschluss haben,>habe ich ein Problem...
Könnte man ggf. dadurch lösen, indem man den Sensor in ein gut
wärmeleitendes, geerdetes Gehäuse einbaut. Bz. da der Sensor ja fest
verbaut wird, kann man vorher prüfen, was Null und was Phase ist. Wenn
man dann das Kondensatornetzteil richtig gepolt anschliesst, ist die
Gefahr deutlich verringert. Allerdings sollte man auch hier auf eine
Schutzisolation nicht verzichten.
>Einen Trafo dafür einzusetzen find ich nen bischen übertrieben: In der>kleinen Leistungsklasse ist bei reichelt auch nix zu finden, da sind>50mA minimum --> Der Trafo würde mehr oder weniger im Leerlauf>betrieben.
Tja, ist wohl leider so. Dafür aber einfach und sicher.
Allerdings sind diese Minidinger recht verschwenderisch, 1,6W im
Leerlauf!!!
Das liegt u.a. daran, dass die absolut auf Kostenredukton getrimmt sind.
Dadurch geht der Kern schon deutlich in die Sättigung, damit entstehen
selbst im Leerlauf deutliche Verluste in den Wicklungen
(Kupferverluste).
Deutlich reduzieren kann man das, indem man zwei dieser Trafos sowohl
jeweils pirmär als auch sekundär in Reihe Schaltet. Dadurch sieht jeder
Trafo nur noch die halbe Eingangsspannung und die Sättigung des Kerns
wird vermieden. Kostet aber halt zwei Trafos und den Platz dafür.
MFG
Falk
@ Henning (Gast)
Kleine 50Hz-Netztrafos werden leider immer sehr warm, weil sie schon
1..2 Watt für sich selbst verheizen.
Am besten ein Handy-Ladegerät mit 5V verwenden, da werden maximal 0,4W
verbraucht und es kostet fast nix. (Mein altes original
Sony-Ericsson-Ladegerät brauchte nur 0,2W bis 10mA Ausgangsstrom)
@ Valentin Buck (nitnelav)
> Ansonsten... wie wäre eine Induktionsspule in der Nähe eines Stromkabels?
Energy Harvesting in der Näche einer Hochspannungsleitung? Oder wie?
Grüße, Peter
Peter Roth schrieb:
> Kleine 50Hz-Netztrafos werden leider immer sehr warm, weil sie schon> 1..2 Watt für sich selbst verheizen
Leider nur Wirkleistung.
Die Scheinleistung beträgt im Durchschnitt 9W im Leerlauf!
[OT]
Wenn der 'intelligente Stromzähler' kommt werden wir auch die
Blindleistung bezahlen müssen. ESL & co. werden dann richtig teuer!
[/OT]
;-)
>Die Scheinleistung beträgt im Durchschnitt 9W im Leerlauf!
Scheinleistung wird in VA angegeben.
Zudem ist der Magnetisierungsstrom konstant und lässt sich daher leicht
kapazitiv wegkompensieren, wenn er stört.
Grüße,
Peter
Henning schrieb:
> Üblicherweise würde bei so niedrigem Strom wohl ein Kondensatornetzteil> ausreichend sein, doch mir fehlt die galvanische Trennung: Sollte mein> externer T-Sensor (Montiert am Heizungsrohr) einen Kurzschluss haben,> habe ich ein Problem...
Dann schalte noch einen dieser kleinen fertigen DCDC Wandler die es für
ein paar Euro bei Reichelt gibt hinter.
Jörg S. schrieb:
>> Üblicherweise würde bei so niedrigem Strom wohl ein Kondensatornetzteil>> ausreichend sein> Dann schalte noch einen dieser kleinen fertigen DCDC Wandler die es für> ein paar Euro bei Reichelt gibt hinter.
Ein möglicherweise tödlicher Vorschlag: weil ein solcher DC/DC-Wandler
keine Netztrennung kann! Die Isolierung ist viel zu schwach.
Grüße, Peter
Wenn man kein Handynetzteil rumliegen hat: "MW 3N06GS" von Reichelt
kostet in 5 Jahren 24/7-Betrieb inkl. Anschaffung unter 10€.
Entwicklungsaufwand 5 Minuten, eine evtl. nötige Netzteilreparatur
kostet nochmal 6€ und dauert 2 Minuten...
Grüße
Hi,
> doch mir fehlt die galvanische Trennung: Sollte mein> externer T-Sensor (Montiert am Heizungsrohr) einen Kurzschluss haben,> habe ich ein Problem...
Warum? Solange im Kondensatornetzteil nicht der X2-Kondensator
durchbrennt sehe ich kein Problem, weil ja weiter nur 5 V DC da sind.
Der Kurzschluss am Sensor ist egal - gerade bei einem
Kondensatornetzteil.
Ein X2 lebt fast ewig. Und vorher muss sowieso eine 100mA (oder noch
weniger) Sicherung flink rein.
Sehe ich das falsch?
www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm :
"Daher ist diese Art der Netzteile, bedingt durch den relativ hohen
Blindwiderstand von Cr und der Spannung/Strom-Phasenverschiebung
(Erklärung weiter unten), ohne weitere Massnahmen kurzschlussfest. Es
ist sogar so, dass sich bei Kurzschluss die reale Verlustleistung
reduziert. Abgesehen von der geringen Verlustleistung von Rs Rcr und BG
existiert nur noch die Blindleistung von Cr. "
lg
Triti
Peter Roth schrieb:
> Jörg S. schrieb:>>>> Üblicherweise würde bei so niedrigem Strom wohl ein Kondensatornetzteil>>> ausreichend sein>>> Dann schalte noch einen dieser kleinen fertigen DCDC Wandler die es für>> ein paar Euro bei Reichelt gibt hinter.>> Ein möglicherweise tödlicher Vorschlag: weil ein solcher DC/DC-Wandler> keine Netztrennung kann! Die Isolierung ist viel zu schwach.
1-3kV ist zu schwach?
@Jörg S. (joerg-s)
>> Ein möglicherweise tödlicher Vorschlag: weil ein solcher DC/DC-Wandler>> keine Netztrennung kann! Die Isolierung ist viel zu schwach.>1-3kV ist zu schwach?
Wenn die Dinger nicht offiziell nach VDE etc. geprüft sind, dann schon.
Ausserdem gibt es bei Netztrennung noch zusätzliche Forderungen an
Kriechstrecken und Isolierungen.
Praktisch werden sie halten, im Fehlerfall hast du aber ein rechtliches
Problem.
MfG
Falk
Ich verwende für solche Anwendungen immer konventionelle Trafos. Die
Betriebskosten von einem 0,5 VA Trafo liegen etwa bei 1 € pro Jahr.
Ein konventioneller Trafo
- hat eine sichere Trennung bei Zweikammeraufbau
- pfeift nicht
- brummt nicht, wenn er vergossen ist
- braucht in dieser Leistungsklasse weniger als ein Schaltnetzteil
- geht in der Regel nicht kaputt durch Alterung, lebt Jahrzehnte
- hat eine geringe Kapazität zur Sekundärseite, also geringen
Berührableitstrom
- erzeugt keine hochfrequenten Störungen
- ist in dieser Leistungsklasse kurzschlussfest erhältlich
- ist in der Regel ohne weiteres SURGE-fest
- neigt im Fehlerfall normalerweise nicht zum Abbrennen
Steht die Berührsicherheit des Aufbaus in Frage oder ist die Person, die
das aufbaut, nicht dazu qualifiziert, empfehle ich ausschließlich
fertige und geprüfte Steckernetzteile (auch diese gibt es mit
konventionellem Trafo).
> Das "rechtliche" Problem ist doch bei einem hobby/privaten... Aufbau
sowie gegeben, oder ?
Das ist IMMER so. Wenn du jemanden gefährdest, verletzt oder noch
schlimmeres, bist du dran, wenn du die anerkannten Regeln (in diesem
Fall z.B. die VDE-Vorschriften) verletzt hast.
Wenn du nur dich selbst gefährdest, läuft das unter "natürliche
Auslese"....
Vielen Dank für die zahlreichen Tips!
Mein Resume ist eintweder zwei Trafos in reihe zu nehmen, dann kann ich
auch gleich 2 galvanisch getrennte Spannungen verwenden (Einen für den
Sensor, einen als Versorgung für das Schalten einer Netzspannung)
Die Alternative währe ein Handynetzteil, Gut finde ich den Tip mit den
Energiesparnetzteilen von Reichelt. für 5 Euro 98% Wirkungsgrad ist wohl
genau die Antwort, nach der ich lange gesucht habe: hätte ich keine
Netzspannung zu schalten währe das die Lösung!
Vielen Dank!
Henning
Henning schrieb:
> Reichelt. für 5 Euro 98% Wirkungsgrad
Da verwechselst Du was. Reichelt schreibt:
"Energieeinsparungen gegenüber herkömmlichen Analog-Netzteilen um bis zu
98%"
Das sagt genau garnichts über den Wirkungsgrad des NTs aus. 98% kriegst
Du sowieso nicht für 6 Euro, das ist technisch nämlich äußerst
anspruchsvoll und somit teuer. Auch im Datenblatt steht
nullkommagarnichts über den Wirkungsgrad, mit etwas selbst denken sagt
das schon genug aus.
Die Aussage von Reichelt ist reines Marketinggeschwurbel zum
Kundenverarschen.
Wie man sieht funktioniert es bei manchem.
Übrigens sind 5,95 Euro für mich deutlich näher an 6 denn an 5 Euro,
auch das ist reine Kundenverarsche, offensichtlich funktioniert auch das
bei vielen Leuten.
Scheiden eigentlich Windräder aus?
Ich hatte mal einen etwas weiter entfernten Wetterlogger mit einem
Windrad zur Stromversorgung.
Wäre das was?
Valentin Buck
Henning schrieb:
> Mein Resume ist eintweder zwei Trafos in reihe zu nehmen, dann kann ich> auch gleich 2 galvanisch getrennte Spannungen verwenden (Einen für den> Sensor, einen als Versorgung für das Schalten einer Netzspannung)
Das ist gar keine gute Idee.
Nicht der Vorschlag von Falk, zwei Trafos in Reihe zu schalten - der ist
gut.
Aber die beiden Trafos sind in Reihe geschaltet, was bedeutet, dass in
den Primärwicklungen der Trafos der gleiche Strom fließt. Damit fließt
auch in den Sekundärwicklungen beider Trafos der gleiche Strom.
Angenommen Trafo 1 und Trafo 2 sind primär in Reihe.
Trafo 1 versorgt Last 1 und Trafo 2 versorgt Last 2.
Last 1 braucht 20 mA, Last 2 braucht nur 10 mA.
Was passiert? Die Spannung von Trafo 1 bricht ein, die Spannung von
Trafo 2 erhöht sich, so dass an beiden der gleiche Strom fließt.
Daher: keine Gute Idee.
Wenn dann sollte man die Trafos sekundär parallel schalten.
Grüße,
Peter
Hey Micha, tut mir echt leid, du - tschuldigung, man...
...aber du hast zumindest inhaltlich recht: das Netzteil erfüllt laut
Herstellerseite die
* EuP 2nd stage compliance
* CEC efficiency : Level IV
* MEPS : IV
CEC und MEPS haben quasi identische Forderungen. MEPS siehe hier:
http://www.energystar.gov/ia/partners/prod_development/revisions/downloads/International_Efficiency_Marking_Protocol.pdf
Interessant ist, das nen Netzteil bei IV oder V von Haus aus Lastfrei
mindestens bis zu 0,5Watt verheizen darf... und die
Wirkungsgradforderung bei unter 1 Watt bei schlappen 50% liegt. Bei der
höheren Klasse V wird sogar noch schlechter(!).
@Peter: Da bin ich mir nicht ganz so sicher: Die sekundär abgegebene
Leistung hat ja einen Einfluss auf die primär aufgenommene Leistung.
Belastet man die Trafos nun unterschiedlich, so ergibt sich auf der
Primärseite der identische Strom (Reihenschaltung) jedoch
unterschiedliche Spannungsabfälle. Oder sollte ich da auch einen
Denkfehler haben?
grüße
Henning
Falk Brunner schrieb:
>>> Ein möglicherweise tödlicher Vorschlag: weil ein solcher DC/DC-Wandler>>> keine Netztrennung kann! Die Isolierung ist viel zu schwach.>>1-3kV ist zu schwach?> Wenn die Dinger nicht offiziell nach VDE etc. geprüft sind, dann schon.
Dann nimm doch einen VDE-geprüften. Z.B. beim ADuM5000 (und seinen
Verwandten, die auch noch Signal-Übertrager enthalten) ist das der Fall,
meines Wissens auch für Schutzisolation zugelassen.
http://www.analog.com/en/interface/digital-isolators/adum5000/products/product.html
Andreas
moin moin
könnte man nicht Kondensator und Trafo kombinieren :-)
so sollte es doch möglich sein die aufgenommene Wirkleistung auf fast
null
zu drücken und dem Stromzähler ein Schnipchen zu schlagen.
mfg
Ich glaub bei den Strömen zuckt ein konventioneller Zähler noch nicht.
Und in der Summe dürfte es egal sein, wenn nebenbei noch der Kühlschrank
läuft.
Heizungsrohr? Soll das was steuern? Da könnte man vielleicht die Energie
sekundär von der sowieso laufenden Heizungssteuerung abzweigen? Oder vom
vorhandenen Klingeltrafo. Bei 5mA dürfte man das auch aus der
Telefondose versorgen können, mit nem Step-Down fliessen da nichtmal
1mA. ;-)
>@Peter: Da bin ich mir nicht ganz so sicher: Die sekundär abgegebene>Leistung hat ja einen Einfluss auf die primär aufgenommene Leistung.>Belastet man die Trafos nun unterschiedlich, so ergibt sich auf der>Primärseite der identische Strom (Reihenschaltung) jedoch>unterschiedliche Spannungsabfälle. Oder sollte ich da auch einen>Denkfehler haben?
Nein, da ist kein Denkfehler drin.
Genau deswegen ist der Strom ja auch auf der Sekundärseite identisch.
Und die Spannungen dann eben nicht mehr an beiden Trafos gleich, sondern
stark lastabhängig, was man üblicherweise nicht gebrauchen kann.
Grüße,
Peter
