Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Widerstand und schwankender Stromverbrauch


von Steffen R. (alarmo)


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Hallo,

wie ihr an meiner Frage seht, starte ich gerade erst
in Sachen Elektronik ;-)

Ich habe eine 5V Spannungsquelle und einen 1,5V
Verbraucher (ein kleiner Audioverstärker).
Die Stromstärke gemessen im 1,5V Batteriebetrie schwankt zwischen
100 und 400mA.

Nun möchte ich aber die 5V Boardspannung nutzen, um nicht
Berge von Batterien zu verbraten.

Spannungsdifferenz 3,5V

R = U/I
R = 3.5V/0.4A = 8,75 Ohm (~0.35W)
R = 3.5V/0.1A =   35 Ohm (~1.4W)

das würde folgende Umkehrrechnungen mit den
Höchstwerten zulassen:

U = R * I
U = 8,75 Ohm * 0.1A = 0.875V
U = 35 Ohm * 0.4A = 14V

Das mit einem Widerstand wird also schwierig.

Besser einen Spannungsregler?

Sowas ... AMSRL Aimtec AMSR-781.5Z???
Ein 4.75-30V
Aus 1,5V / 500mA

Aber auch 12,80EUR ...

Vorschläge?

Danke Euch!

von Christoph M. (maije)


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Hallo!

Das mit dem Vorwiderstand bei schwankender Belastung ganz schnell wieder 
vergesssen! ;)
Wie du selber durch die Rechnung siehst hast du, je nach Belastund alles 
ander als deine gwünschten 1,5V.

Der LM317 dürfte da ganz gut geeignet sein.
http://www.datasheetcatalog.net/de/datasheets_pdf/L/M/3/1/LM317.shtml

Kurz überschlagen: P=(5-1,5)*0,4 = 1,4W. Kleines Kühlkörperchen dran, 
und passt.

Auser halt du willst was fertiges, da wüsste ich jetzt auf die schnelle 
auch nix.

Gruß,
Christoph

PS: Das hab ich auf die Schnelle noch gefunden, weiß net ob dir das was 
hilft.
http://www.reichelt.de/Universalnetzteile/SNT-3122/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=42355&GROUPID=4945&artnr=SNT+3122

: Bearbeitet durch User
von Achim H. (anymouse)


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Magst Du etwas mehr über die 5V Versorgung schreiben? Ist es okay, hier 
Leistung  in Wärme zu verbraten, oder möchtest Du das nicht (möglichst 
geringe Abwärme, kein Platz für einen Kühlkörper, hoher Wirkungsgrad)?

Falls die 1,4 W (0.4A * 3,5V) Verlustwärme okay sind, könntest Du es 
mit einem LM317-Regler versuchen. Die 1,5V dürfte der noch gerade 
schaffen. Das ganze sollte einen einstelligen Euro-Betrag kosten.

Falls die Abwärme nicht okay ist, bräuchtest Du einen Schaltwandler, 
was etwas aufwändiger und/oder teurer wird.

von Lutz M. (themroc)


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Gib die 5V direkt auf den Verstärker. Müsste der höchstwahrscheinlich 
abkönnen, notfalls halt Kühlkörper dran. Hast Du die Daten von dem Ding? 
Und dann nen Widerstand vor das Lautstärkepoti, damit die Leistung (und 
damit die Lautstärke) annähernd gleich bleibt.

von Steffen R. (alarmo)


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> Magst Du etwas mehr über die 5V Versorgung schreiben?

Netzteil, weiß noch nicht welches ich am Ende nehme. 3A und 4A
habe ich hier liegen - mal messen wenn alles eingeschaltet ist.
Da hängen bisher Raspberry Pi, piface, teensy 2, lcd/touchscreen,
Kamera, Distanzsensor, Lichtsensor, USB Soundkarte, Mikrofon
und 8 LEDs dran. Praktischerweise - bis auf natürlich die LEDs - alles
5V. Da soll nun jetzt noch der kleine Verstärker (Datenblatt 
fehlanzeige, eigentlich für Kopfhörer gedacht - nicht regelbar) mit ran.

Ich werde das morgen (heute) mit einem LM317 probieren.

Danke!

von Lutz M. (themroc)


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Steffen R. schrieb:
> Da soll nun jetzt noch der kleine Verstärker (Datenblatt
> fehlanzeige, eigentlich für Kopfhörer gedacht - nicht regelbar)

Welcher Chip? Der erstbeste 1.5V Amp hier 
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/ENA2032-D.PDF kann laut Hersteller 
4.5V ab. Mit nur einer Diode kannst Du die 5 auf 4.3V runtersetzen und 
bist damit auf der sicheren Seite. Nötig wärs aber vermutlich nicht, da 
würd ich drauf wetten, das das Ding auch 6V problemlos wegsteckt.

von Steffen R. (alarmo)


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Hallo Lutz,

M57RC L4917 steht auf dem Chip. Ein Sheet habe ich für einen amp-chip 
der
LM4917 heisst gefunden.

Supply Voltage (V DD ) 1.4V ≤ V CC ≤ 3.6V

Max Ratings:
Supply Voltage 4.0V
Storage Temperature −65°C to +150°C
Input Voltage -0.3V to V DD + 0.3V
Power Dissipation (2) Internally Limited

Ich glaube ich baue dann die Variante mit dem LM317 Regler. Ich hoffe 
mal
LM4917 und L4917 unterscheiden sich nicht so. Denn da würde es ja 
reichen auf sagen wir mal 3.3V zu gehen. Weiß jemand wofür das M in 
LM4917 steht?

von Achim H. (anymouse)


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> Ich hoffe mal LM4917 und L4917 unterscheiden sich nicht so.

Naja, finde ich sehr optimistisch.

LM und L sind ja unterschiedliche Hersteller, und eine Übereinstimmung 
ist da nicht gegeben (von ganz wenigen, absichtlichen Ausnahmen 
abgesehen wie xx317, xx78yy, etc. ).

> M57RC L4917 steht auf dem Chip. Ein Sheet habe ich für einen amp-chip
> der LM4917 heisst gefunden.

Was Dir vermutlich gar nichts hilft. Woher hast Du denn den Chip?

> Weiß jemand wofür das M in LM4917 steht?

Vermutlich weiß das Texas Instruments.

von Lutz M. (themroc)


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Steffen R. schrieb:

> Supply Voltage (V DD ) 1.4V ≤ V CC ≤ 3.6V

2 Dioden liefern 5 - 1,4 = 3,6V

von Steffen R. (alarmo)


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> Naja, finde ich sehr optimistisch.

Danke für die Einschätzung. Dann bleibe ich vorsichtshalber
brav bei den 1,5V ;)

> Woher hast Du denn den Chip?

Der Chip steckt da drin:
http://www.q-sonic.de/Kopfh-rerverst-rker-PX-5918-919.shtml

von Lutz M. (themroc)


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Achim Hensel schrieb:
>> Ich hoffe mal LM4917 und L4917 unterscheiden sich nicht so.
>
> Naja, finde ich sehr optimistisch.

Musste bloss mal ins Datasheet gucken:
"Top-Side Markings L4917 MT"

von Achim H. (anymouse)


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*@Lutz M.:*

Mal eben so von einem Lxxxx auf einen LMxxxx zu schließen, finde ich 
gefährlich (der Hinweis auf das Datenblat ist natürlich richtig und 
wichtig). Zumal es ja ICs mit L4915 bis L4920 gibt (dort aber keinen 
L4917), das sind Spannungsregler. Und wenn ich dann höre _Weiß jemand 
wofür das M in LM4917 steht?_ ...

Das Umfeld (fertiger Kopfhörerverstärker, etc. kam ja erst nach dem 
Hinweis :) ).

*@Steffen R.:*

Mittlerweile würde ich das Datenblatt als "passend" ansehen. Trotzdem 
würde ich bei der Schaltung lieber nicht auf 5V gehen. Wenn Du von 
"Boardspannung" redest, magst Du mal schauen, ob Du irgendwo passend 
belastbare 1,8V (oder 3,3V) hast?

: Bearbeitet durch User
von Achim H. (anymouse)


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Als Nachtrag: Schau Dir mal den Thread an:
Beitrag "Spannungsregler 1,5V"

Vermutlich kannst Du den Verstärker auch mit der 1,2-1,3V-Normalspannung 
des LM317 betreiben...

Allerdings auf die Stromfestigkeit, d.h. Bauform TO-220, achten.

von Helge A. (besupreme)


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Muß es denn unbedingt das Teil werden? - Macht doch mehr Sinn, gleich 
einen 5V Verstärker aufzubauen und ein externes Modul weniger rumfliegen 
zu haben..?? Das könnte dann auch vom Klang her besser werden.

: Bearbeitet durch User
von Steffen R. (alarmo)


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Danke für die vielen Antworten!

Ich werde den LM317 nehmen und auf 3,3V justieren. Habe ich dann 
alternativ noch ne 3,3V Quelle im Gerät - passt doch und Platz habe ich.

@Helge A.:
Ja, was auf 5V zu basteln ginge auch, aber das kleine Fertigding läuft 
gut und bietet genau die Verstärkung die ich suche. Klang ist eher 
nebensächlich - nur für Sprachnachrichten welche über so kleine 
Minilautsprecher ausgegeben werden.

von Lutz M. (themroc)


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Achim Hensel schrieb:
> Und wenn ich dann höre _Weiß jemand wofür das M in LM4917 steht?_ ...

Er hat doch geschrieben, das er blutiger Anfänger ist.

> magst Du mal schauen, ob Du irgendwo passend belastbare 1,8V (oder 3,3V) hast?

Hat er:

Steffen R. schrieb:
> Da hängen bisher Raspberry Pi, piface, teensy 2, lcd/touchscreen,

von Achim H. (anymouse)


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*Nur an Lutz:*

Lutz M. schrieb:
> Achim Hensel schrieb:
>> Und wenn ich dann höre _Weiß jemand wofür das M in LM4917 steht?_ ...

gedachte, nicht geschriebene Fortsetzung: "..., da gehe ich lieber auf 
Nummer sicher, und frag nochmal nach."

> Er hat doch geschrieben, das er blutiger Anfänger ist.

... und deswegen wolte ich ihn warnen, dass er nicht nur auf die Zahl 
und ersten Buchstaben schauen soll.

Was wäre, wenn es statt um einen L4917 um einen L4916 gegangen wäre, in 
DIP mit 8 Beinen?

(Hätt ja auch sein können, dass er den Chip irgendwo gefunden hat, und 
jetzt eine passende Verwendung sucht; wenn man dann falsch identifiziert 
... )

>> magst Du mal schauen, ob Du irgendwo passend belastbare 1,8V (oder 3,3V) hast?
>
> Hat er:
> Steffen R. schrieb:
>> Da hängen bisher Raspberry Pi, piface, teensy 2, lcd/touchscreen,

Vollständig:
"Da hängen bisher Raspberry Pi, piface, teensy 2, lcd/touchscreen,
Kamera, Distanzsensor, Lichtsensor, USB Soundkarte, Mikrofon
und 8 LEDs dran. Praktischerweise - bis auf natürlich die LEDs - *alles
5V.* "

*jetzt auch mit an Steffen R.:*

Es ja geht nicht (nur) um die Spannung, sondern auch die 0,1-0,4A für 
den Verstärker zusätzlich (deswegen "belastbare").

Auf die Schnelle im Netz gefunden:
Raspberry Pi: "The 3.3 V rail can supply a maximum of 50 mA."
piface: Wird wohl 3,3 V-mäßig vom Raspberry mitversorgt.
teensy 2: 3,3V-Schiene 0,1 A max.

Beim Rest kann man das nicht erkennen. Alles bisher keine gute 
Versorgung für den KH-Verstärker.

Den getrennten 317er

von Steffen R. (alarmo)


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> *jetzt auch mit an Steffen R.:*
>
> Es ja geht nicht (nur) um die Spannung, sondern auch die 0,1-0,4A für
> den Verstärker zusätzlich (deswegen "belastbare").
>
> Auf die Schnelle im Netz gefunden:
> Raspberry Pi: "The 3.3 V rail can supply a maximum of 50 mA."
> piface: Wird wohl 3,3 V-mäßig vom Raspberry mitversorgt.
> teensy 2: 3,3V-Schiene 0,1 A max.
>
> Beim Rest kann man das nicht erkennen. Alles bisher keine gute
> Versorgung für den KH-Verstärker.
>
> Den getrennten 317er

Die Verbraucher sind wie folgt angeschlossen:

Netzteil 5V/4A -> raspberry
Netzteil 5V/4A -> raspberry -> piface
Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 1 -> usb webcam
Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 1 -> usb soundkarte
Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 1 -> usb soundkarte -> micro
Netzteil 5V/4A -> raspberry -> speaker
Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 2 -> teensy 2 -> LEDs, Sensoren, 
Taster
Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 2 -> usb touchscreen input
Netzteil 5V/4A -> touchscreen lcd
Netzteil 5V/4A -> LM317 -> Verstärker für speaker

Das Piface switched (über die relays) zudem noch eine LED, das LCD und 
nen passiven USB-Hub (hängt am raspberry).

Das läuft soweit auch stabil (LM317 noch nicht eingebaut), wird nix 
wärmer als 37°. Beim Teensy hab ich noch einiges Luft zu den Max 
Ratings. Abgesehen vom Distanzsensor der zieht zwischen 20 und 50mA. Max 
sind beim Teensy eigentlich 40mA / Port.

Den teensy Controller, werd ich glaub ich noch "extern" vom Netzteil weg 
mit Spannung verorgen (glaube das geht). Der liegt über 100mA und an 
einem
passiven USB-Hub ist das recht viel.

: Bearbeitet durch User
von Lutz M. (themroc)


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Achim Hensel schrieb:

> gedachte, nicht geschriebene Fortsetzung: "..., da gehe ich lieber auf
> Nummer sicher, und frag nochmal nach."

Alles klar! Sry, bei mir kam wohl ne andere Fortsetzung...

> ... und deswegen wolte ich ihn warnen, dass er nicht nur auf die Zahl
> und ersten Buchstaben schauen soll.

Hast ja recht, man kann schon übel auf die Schnauze fallen, wenn man die 
Buchstaben vorne einfach ignoriert.

> Auf die Schnelle im Netz gefunden:
> Raspberry Pi: "The 3.3 V rail can supply a maximum of 50 mA."

Uups, nur so wenig? Da sind die Jungs aber extrem vorsichtig, wenn man 
bedenkt das der 3,3V Stabi auf dem Pi 1A kann...

von Lutz M. (themroc)


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Steffen R. schrieb:

> Die Verbraucher sind wie folgt angeschlossen:
>
> Netzteil 5V/4A -> raspberry
> Netzteil 5V/4A -> raspberry -> piface
> Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 1 -> usb webcam
> Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 1 -> usb soundkarte
> ...
> Netzteil 5V/4A -> raspberry -> usb hub 2 -> teensy 2 -> LEDs, Sensoren,
> Netzteil 5V/4A -> touchscreen lcd
>
> Das Piface switched (über die relays) zudem noch eine LED, das LCD und
> nen passiven USB-Hub (hängt am raspberry).

Okee, in dem Fall würd ich beim RasPi nix mehr an Strom rausziehen. 
Beste Lösung also: 1-2 Dioden.

Verrätst Du uns noch, was das mal werden soll?

von Steffen R. (alarmo)


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Lutz M. schrieb:
> Verrätst Du uns noch, was das mal werden soll?

Würde es mal als Deluxe Bedienterminal zu 
Raumüberwachung/Alarm/Lichtsteuerung/Hausautomation bezeichnen.

> Okee, in dem Fall würd ich beim RasPi nix mehr an Strom rausziehen.

Nein, wie gesagt, der kleine verstärker zieht den Strom nicht noch aus 
dem Raspi. Muss ja nicht sein.

Wenn alles am Raspi dran hängt und on ist liege ich immer noch bei unter 
1A.
Im Normalbetrieb bei ca. 650mA.

Alle Geräte inkl. auch Verstärker + Touchscreen zusammen dürften bei < 
2200mA liegen. Im Normalbetrieb bei der Hälfte.

Für mich als Elektronik-Anfänger klingt das erstmal noch human :)

von Achim H. (anymouse)


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Lutz M. schrieb:
>> Auf die Schnelle im Netz gefunden:
>> Raspberry Pi: "The 3.3 V rail can supply a maximum of 50 mA."
>
> Uups, nur so wenig? Da sind die Jungs aber extrem vorsichtig, wenn man
> bedenkt das der 3,3V Stabi auf dem Pi 1A kann...

Die Frage hat schon mal jemand anderes gestellt 
(http://www.element14.com/community/thread/19550):

> "I would think the 50 mA limit assumes everything else on RasPi is running
> at max current, so if you're not using Ethernet, not using HDMI (therefore
> not using GPU), and running a smallish program so you're running mostly
> out of cache, you probably have plenty of extra current -- at least
> 100 mA, more likely 200 mA.  RG2 can actually deliver 1.0A, which is
> enough to blow polyfuse F3.  My guess is that you'll be limited by how
> hot RG2 gets, which may in turn heat up F3, increasing its resistance,
> which then lowers 5V which then cools RG2, so you'll probably settle at
> some equilibrium."

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