Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 100 Platinen mit Strom versorgen


von Alex (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Guten Morgen zusammen!

Ich suche nach einer Möglichkeit etwa 100 Platinen mit Strom zu 
versorgen, mir geht es dabei speziell um den Anschluss pro Platine.

Jede Platine hat einen Schaltregler mit 14-28V Eingangsspannung und 
zieht ca. 0,15A, macht in der Summe etwa 15A. Für die Leitung (VCC und 
GND) hatte ich 2,5mm² vorgesehen. Jede Platine sollte einen Eingang und 
Ausgang für die Versorgungsspannung haben, sie sind also seriell 
miteinander verschaltet (eine andere Topologie ist nicht möglich). Wenn 
wir also davon ausgehen, dass alle 20cm eine Platine hängt, wird die 
Versorgungsleitung 20m lang. Die Frage ist nun also, wie greife ich am 
elegantesten den Strom von der Leitung ab.

Ich dachte erst an vier Flachstecker, je zwei für den Eingang und zwei 
für den Ausgang. Aber den Strom über das Kupfer der Platine zu leiten, 
erscheint mir nicht besonders clever.

Was sind eure Meinungen zu den Doppel-Flachsteckanschlüssen im Bild? Die 
scheinen mir besser dafür geeignet zu sein. Aber reicht es dann aus, 
einfach einen entsprechenden Footprint in Eagle zu machen und diesen 
Anschluss am Ende auf das Kupfer zu schrauben?

Gäbe es noch andere Alternativen? Ich dachte auch an eine Stromschiene 
aus Massivkupfer, an der ich alle 20cm abgreife, aber preiswert ist die 
Lösung wohl nicht.

Gruß
Alex

von K. J. (Gast)


Lesenswert?

Mach immer ~10-20stk Sternförmig zusammen und da ne Versorgung Leitung 
hin, alle in Reihe ist schlecht bei der niedrigen Spannung und dem strom 
von 15A das werden auch die Kontakte nicht aushalten.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Lichterkettenkabel mit den zugehörigen Einpressverbindern,
Schneid-/Klemmverbinder für dickeren Starrdraht,
2 Schraubklemmen 2 polig pro Platine und 20cm Doppellitzen,
spart wenigstens das Aufpressen von 400 Flachsteckern
gegenüber deiner Variante.

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Ziehe zwei Litzen 2.5² durch und hänge diese Verteiler drauf: 
http://www.reichelt.de/Flachstecker/LV-B/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=3249&ARTICLE=10950&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&;

Musst halt die Platine dann mit 1.5² kontaktieren oder probieren, wie 
weit Du mit den Querschnitt der Leitungen zur Platine runtergehen 
kannst, damit die noch sicher kontaktieren.

von Alex (Gast)


Lesenswert?

Hm, dass das bei der Anzahl an Kontakten und dem Strom eher suboptimal 
wird, habe ich irgendwie befürchtet.

Aber danke für die guten Vorschläge. Habe gerade wieder dass Gefühl, 
dass ich zu kompliziert gedacht habe :-D

von Jan H. (j_hansen)


Lesenswert?

Hört sich für mich an als versuchst du das falsche Problem zu lösen. 100 
Platinen seriell schalten, und das bei geringer Spannung und eher hohem 
Strom ist nicht unbedingt intelligent. Außerdem: wenn eine Platine den 
Stromfluss unterbricht dann ist es überall dunkel.

Sag uns doch einmal warum keine andere Topologie möglich ist. Eine Art 
Stromschiene hätte für mich da nur Vorteile.

von Alex (Gast)


Lesenswert?

Mit "seriell" meinte ich eigentlich dass eine Platine die Nächste 
versorgt, quasi Daisy Chain. Stromtechnisch sollen alle Platinen 
parallel geschaltet sein. Das hätte den Vorteil, dass die Anzahl mal 
eben verändern lässt.

Natürlich, ziehe ich auch eine Stromschiene hinter den Platinen durchaus 
in Betracht (s.o.), die ersten drei Antworten lösen das Problem ja auch 
in einer derartigen Weise, dass der Strompfad nicht durch jede einzelne 
Platine muss.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


Lesenswert?

Deine Schaltregler vertragen 14 ..28V. Bei einer Versorgung von 24 Volt 
hast du genügend Luft nach oben und unten. Da ist der Spannungsabfall 
nicht so kritisch, mit zunehmender Entfernung nimmt der Strom ja auch ab 
weil immer weniger Platinen versorgt werden müssen. Der Einschaltstrom 
deiner Schaltregler ist auf jeden Fall höher und von daher ist zu 
niederohmig auch nicht optimal. Starre dicke Kupferverbindungen zwischen 
den Platinen könnten auch bei Ausdehnung Kräfte auf die Kontakstellen 
ausüben, weil die Platinen wahrscheinlich mit einem anderen 
Ausdehnungskoeffizient ebenfalls starr festgeschraubt sind.
Also: Flexibel und nicht zu Dick, wäre mein Vorschlag ;)

Und bei 100 Platinen solltest du auch mit Ausfällen rechnen und da wäre 
ein einfacher Platinentausch ebenfalls zu bedenken.

von Gregor B. (Gast)


Lesenswert?


von A. R. (redegle)


Lesenswert?

20m Kupferleitung 2,5mm² hin + zurück --> 0,2672 ohm.
Das sind 4V Spannungsabfall ohne Kontaktwiderstände.

Ich würde mal nach typischen Übergangswiderständen suchen. Immerhin 
hätte eine serielle Verschaltung 200 Übergänge zur Folge. Hier würden 
sich selbest mohm pro Übergang schon stark bemerkbar machen.

Das könnte den erlaubten Spannungsabfall stark reduzieren.

14 bis 28 V könnte noch Signalkleinspannung sein?
Bei Lampen gibt es zum Teil einfach 2 durchgehende Drähte, die dann von 
außen mit Klemmen kontaktiert werden.

Hierbei würden sich die Übergangswiderstände nicht addieren.

Google mal nach "Lampen Drahtseil".

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

A. R. schrieb:
> 20m Kupferleitung 2,5mm² hin + zurück --> 0,2672 ohm.
> Das sind 4V Spannungsabfall ohne Kontaktwiderstände.

Nein, sind sie nicht. Jede Platine zieht 150mA, damit fließen in der 
Leitung zur letzen Platine nur 150mA, die 15A fließen nur vor der ersten 
Platine.

Für die letzte Platine fallen also nur 2V hin und zurück ab.

A. R. schrieb:
> Immerhin
> hätte eine serielle Verschaltung 200 Übergänge zur Folge.

Deswegen ja die durchgehenden Leitungen mit aufgequetschten Verteilern. 
Die Verteiler gibt es auch für 4-6mm², allerdings wird es dann 
interessant, die abgehenden Leitungen anzubringen.

von Purzel H. (hacky)


Lesenswert?

Ich wuerde mir einen Stecker suchen, der eher mit dem Fokus Steckbar 
entwickelt wurde, und weniger einen, der bei Tausender Stueckzahlen der 
absolut billigste sein muss. Diese Flachstecker benoetigen beachtliche 
Kraefte, zuviel fuer die benoetigten 150mA

von Alex (Gast)


Lesenswert?

So, ich glaube, ich habe jetzt eine Lösung gefunden. Nachdem ich mich 
länger mit Abzweigklemmen in Schneidtechnik beschäftigt habe, bin ich 
auf diese Klemmen von 3M gestoßen:

Scotchlok 953 
http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/en_US/GovernmentSolutions/Home/ProductInformation/Online_Catalog/?PC_7_RJH9U5230GO250IANS2O1A3I71000000_nid=GSG3ZMFQVZbe1S14714QVGgl

Die schneiden sich einfach in die Leitung ein und lassen sich danach auf 
einen normalen Flachstecker stecken. Ich muss nur sicher stellen, dass 
die Flachstecker auch in die richtige Richtung zeigen, sonst gibt's 
nachher üble Knicke in der Leitung ^^.

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Alex schrieb:
> Die schneiden sich einfach in die Leitung ein und lassen sich danach auf
> einen normalen Flachstecker stecken.

Nett. Beschaffbarkeit?

von Reinhard Kern (Gast)


Lesenswert?

Timm Thaler schrieb:
> Nett. Beschaffbarkeit?

Läuft unter "US Government Solutions". Vielleicht sind das die 
Anschlüsse, die die NSA überall anbringt?

Gruss Reinhard

von Reinhard Kern (Gast)


Lesenswert?

Alex schrieb:
> Wenn
> wir also davon ausgehen, dass alle 20cm eine Platine hängt

Ich würde eine gemischte Strategie verwenden: alle 2m einen Verteiler 
mit Anschlüssen für 10 Platinen, dazwischen ausreichend dicke Leitungen. 
Da man 20 Verteiler braucht, kann man die auch als Leiterplatte mit 
geeigneten Anschlüssen ausführen.

Gruss Reinhard

von Alex (Gast)


Lesenswert?

Timm Thaler schrieb:
> Nett. Beschaffbarkeit?

Mouser z.B. führt die unter der ihrer Teilenummer 517-953K.

von John (Gast)


Lesenswert?

Wenn man in der Mitte einspeist, dann sind es nur 7,5A (in jede 
Richtung).

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

John schrieb:
> Wenn man in der Mitte einspeist, dann sind es nur 7,5A (in jede
> Richtung).

Wenn man an beiden Enden einspeist auch. ;-)

von Industrietechnikmensch (Gast)


Lesenswert?

Wenn's solide werden soll: Schraubterminal bzw, Cage-Clamp auf die 
Platine und dann Leitung mit Doppeladerendhülsen konfektionieren. Ist 
einmal etwas Arbeit, wird aber hundert Jahre alt. Diese 
Abgreif-Klemmverbinder machen doch alle irgendwann Probleme...

von Amateur (Gast)


Lesenswert?

Minimal würde ich die letzte Platine mit der ersten verbinden.

Besser aber wäre:
- Zwei Stückchen Kupfer, auf die Du jeweils 6 der obigen Doppelstecker
  schraubst (12 Anschlüsse).
- Je ein Stecker ist die Zuleitung (+ u. -).
- Je Zehn Leitungen (Paare) gehen zu je 10 Platinen die ihrerseits
  zehn Mitstreiter haben.
- Auch hier kann es sinnvoll sein, die jeweils 10. Platine, mit der
  ersten zu verbinden.

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Industrietechnikmensch schrieb:
> Wenn's solide werden soll: Schraubterminal bzw, Cage-Clamp

Wäre bloß noch zu überlegen, ob eine REIHENSCHALTUNG von 100 
Klemmstellen zuverlässiger ist als eine klapprige 
Weihnachtsbaumbeleuchtungsreihenschaltung. In 3 Jahren ist zwischendrin 
ein Modul kaputt und Deine Drähte stark oxidiert? Zuverlässiger ist 
immer die sternförmige Variante. Weiterhin wäre zu untersuchen wie Du 
die Module absichern möchtest. Bei 15A könnte Einiges glühen im 
Fehlerfall?

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Industrietechnikmensch schrieb:
> Diese
> Abgreif-Klemmverbinder machen doch alle irgendwann Probleme...

Warum sollten sie? Im Gegenteil: Minimaler Widerstand in 
Hauptstromrichtung, weil die Leitung gar nicht erst unterbrochen wird. 
Die Variante, hundert Klemmstellen einzuführen hat sicher höhere 
Übergangswiderstände, höhere Fehleranfälligkeit und ist aufwändiger 
herzustellen. Allein 400 Aderenden abzuisolieren, mit Aderendhülsen zu 
versehen, zu quetschen und einzuschrauben dürfte deutlich länger dauern 
als 200 Klemmen auf die isolierten Leitungen zu setzen.

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Timm Thaler schrieb:
> als 200 Klemmen auf die isolierten Leitungen zu setzen.

Schlitz-Klemmverbindungen gibt es schon seit Jahrzehnten in der PC-Welt. 
Allerdings waren bei den FD- od. HDD-Flachkabeln nur geringstee STröme 
im Spiel. Ob hier bei 200 KLemmstellen immer alles fachgerecht und 
zuverlässig ohne Querschnittsschädigung montiert werden kann, wäre noch 
näher zu untersuchen. Es geht um 15A.

von Darki (Gast)


Lesenswert?

Ich weiß ja nicht ob die Platinen alle in einer Reihe sind oder irgendwo 
deine Reihe biegungen hat oder so, aber was wäre mit irgendwas 
"bastlermäßigem" wie schöne Rohre an die du die Platinen schraubst oder 
Lochband?
Auch wenn es nicht zum leiten von Strom ausgelegt ist sollten 
Querschnitt und Leitfähigkeit ausreichen, aber wie gesagt ist nur 
Hobbybastellei.
Andererseits bei 100 Platinen hört es sich nicht grade nach 
Bastelkellerarbeit an.
Anderer Vorschlag wäre Flachbandkabel. Vorteil: Einfach zu beschaffen, 
kann 1A/Leiter (Zumindest wenn man einigen Herstellern glauben darf, 
finde es etwas hochgegriffen). Bei 20 parallelen Adern solltest das ok 
gehn, wenn die Hersteller wirklich recht haben.

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Darki schrieb:
> wie schöne Rohre an die du die Platinen schraubst oder
> Lochband?

Man könnte auch Kupferklebeband verlegen und die Platinen per Lötpunkt 
anpinnen.

oszi40 schrieb:
> zuverlässig ohne Querschnittsschädigung montiert werden kann, wäre noch
> näher zu untersuchen. Es geht um 15A.

2.5² können aber als Einzelleitung bis 30A ab. Punktuelle 
Querschnittsverringerungen auf z.B. die Hälfte spielen keine Rolle, da 
bezogen auf die Gesamtlänge weder der Leitungswiderstand merklich erhöht 
noch die Erwärmung der Leitung steigt. Dazu müsste der Querschnitt schon 
erheblich eingeschränkt sein, und dafür gibt es eigentlich keinen Grund.

von Manuel X. (Gast)


Lesenswert?

Alex schrieb:
> Gäbe es noch andere Alternativen? Ich dachte auch an eine Stromschiene
> aus Massivkupfer, an der ich alle 20cm abgreife, aber preiswert ist die
> Lösung wohl nicht.

Wäre eigentlich die problemloseste Variante.

Und da man für 15A keine 30x10 Schiene braucht, wird das ganze auch 
nicht soo teuer. Wobei die Frage ist was für dich teuer bedeutet.

Das System zumindest ist robust und funktioniert in der Industrie seit 
Jahrzehnten störungsfrei.

von Industrietechnikmensch (Gast)


Lesenswert?

> Allein 400 Aderenden abzuisolieren

Ich sprach von DOPPEL-Aderendhülsen:

https://www.distrelec.de/doppel-aderendh%C3%BClsen-mit-kunststoffkragen/vogt/2-x-0-5-2-x-10-mm

Wird in unzähligen Industrieschaltschränken verwendet. Da sind ruck-zuck 
50, 100 und noch mehr Relais deren A2-Anschluss auf 0-Volt gelegt wird 
über solche "Ketten" verbunden.

Der Witz daran ist eben, dass die Verkettung durch die Aderendhülse 
erreicht wird, und nicht durch die Klemmstelle.

Korrekt verpresste Aderendhülsen und gefederte Kontaktterminals sind 
extrem zuverlässig.

von Timm T. (Gast)


Lesenswert?

Industrietechnikmensch schrieb:
> Ich sprach von DOPPEL-Aderendhülsen:

Ändert nichts dran, dass trotzdem jedes Leitungsstück 2x abisoliert 
werden muss.

> Korrekt verpresste Aderendhülsen

Mit einer Zange für 200 Eur?

> und gefederte Kontaktterminals sind
> extrem zuverlässig.

In gefederte Klemmen gehören keine Aderendhülsen, sondern die blanken 
Litzen. So sind zumindest die aktuellen Vorgaben, die Kontaktstelle wird 
dadurch vergrößert und das Ausziehen aus der Hülse kann nicht passieren.

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

> Diese Abgreif-Klemmverbinder machen doch alle irgendwann Probleme...

Ich benutze in meinem Motorrad für ein dickes Magnetventil das 30A zieht 
handelsübliche Abgreifklemmen. Sie haben sich dort seit nun mehr als 5 
Jahren einwandfrei bewährt.

von hmmm (Gast)


Lesenswert?

Stefan schrieb:
> Ich benutze in meinem Motorrad für ein dickes Magnetventil das 30A zieht

Aha. Das muss aber ein beachtliches Ventil sein....

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.