Hallo liebe Gemeinde, ich bin total neu in dieser Materie und möchte nun meine erste Platine umsetzen. Dabei benötige ich zum Betrieb verschiedener Geräte auch verschiedene Spannungen: 3,3V, 5V und 10V Ich weiß nun nicht recht, welcher Ansatz der beste ist und wie ich die Stromversorgung gewährleisten soll. Der 3,3V Anschluss wird für den angeschlossenen Microcontroller und zur Generierung eines analogen Outputs von 0V-10V (weiterhin in Verbindung mit einem 3fach OpAmp) benötigt Mit 5V werden u.a. über einen ULN2803 Relais geschaltet Und die 10V werden zum einen für fünf kleine Motoren und für den OpAmp benötigt. Jetzt meine grundsätzlichen Fragen: 1) Welches Netzteil eignet sich am Besten? 5V (und alles hochziehen?), 12V oder 24V (ich habe ein 24V Netzteil da, deshalb diese letzte Option)? Wie sieht das energetisch aus? Was macht mehr Sinn? Lieber "von oben nach unten" oder von "unten nach oben" umwandeln? 2) Ich habe zwei Ansätze: a)Drei StepDowns (LM2574) einsetzen um die drei Spannungen zu erhalten (also quasi drei eigene Stromkreisläufe)oder b) nur einen Stromanschluss und den Rest daraus generieren: z.B. eine 5V-Buche mit entsprechendem Netzteil und auf der Platine selbst mit einem kleinen StepDown (LM1117) und mit einem SIM1-0512 auf 10 oder 12V hochziehen für den analogen Output. Ich hoffe ihr versteht mein Problem und könnt mir das möglichst einfach erläutern.
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Also ich würde mir in dem Fall ein 10V Netzteil besorgen und Rail to Rail op-amps nehmen. Dann musst du schauen, wie viel Strom deine Relais und dein Mikrocontroller ziehen. Wenn das nicht so viel ist würde ich mit einem Linearregler auf 5V regeln, da den ULN + Relais + den nächsten Linearregler mit 3,3V dranhängen. Zu beachten ist, dass die Spannung bei Belastung durch die Motoren einbricht und man Induktionsspannungen zu erwarten hat. Leistungsteil vom Signalteil trennen. Tendenziell würde ich immer von großen Spannungen zu kleinen wandeln, weil dann die Eingangsströme niedriger sind (weniger Verlustleistung -> weniger Erwärmung) und man mit kleineren Leiterdurchmessern auskommt.
Spare dir die 5V für die Relais ein, und betreibe die auch an 12V. Hinter einem 2803 bleiben an den Spulen eh nur noch 3-4V über. Dann brauchst du nur noch einen 3,3V step down.
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Danke! Quasi so in der Art? An die 5V kommen später vielleicht noch andere Dinge... Derzeit nur die Relais (noch nicht eingezeichnet) Bin für jede Kritik dankbar! Bitte nehmt das Teil (konstruktiv) völlig auseinander. @Borgkönigin: Welche Linearregler würdest du empfehlen? Ich finde die LM2575 leicht zu verschalten. Bin eben leider nicht so bewandert auf diesem Gebiet. Ist alles Neuland für mich... Habe gerade eine andere Idee: 24V Netzteil -> Per Schaltregler (LM2574) auf 5V -> LowDrop (LM1117) auf 3.3V Für die 10V ein zweiter Schaltregler vom 24V (Netzteil) oder aber wenn man 12V einsetzt ebenfalls ein LowDrop. Sinnvoll?
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Zunächst zum Schaltregler: Im Datenblatt steht bei deiner Betriebsspannung von 24V eine andere Induktivität (zwischen 470 und 1500µH) je nach Ausgangsstrom. Du hast eine ziemlich kleine Induktivität gewählt. Der Variabilität des Ausgangsstroms ist auch Grenzen gesetzt, weil der Regler vom kontinuierlichen in den diskontinuierlichen (lückender) Betrieb wechselt, wenn die Ströme zu klein werden. “In many cases the preferred mode of operation is in the continuous mode. It offers better load regulation, lower peak switch, inductor and diode currents, and can have lower output ripple voltage. But it does require relatively large inductor values to keep the inductor current flowing continuously, especially at low output load currents.” Aber da ich von Schaltreglern keine Ahnung habe, gebe ich die Dimensionierung an andere weiter ;-) Also ich glaube halt du solltest dir Gedanken machen, welche Spannungen du auf jeden Fall brauchst und welche Ströme bei den jeweiligen Spannungen. Die Idee mit den 12V Relais von Helge würde dir schon mal den 5V Spannungskreis abnehmen. Einen Linearregler zum empfehlen ohne die Ausgangsspannung und Strom zu kennen ist schwierig. Im Zweifel ein Standardtyp 78XX.
Für was 10V? Nur für das Analoge Signal 0-10V Ich würde ein 12V Netzteil verwenden und per Schaltregler 5 und 3 V erzeugen. (Je nach Strombedarf) Und Relais an 12V.
Markus schrieb: > Für was 10V? Nur für das Analoge Signal 0-10V "Und die 10V werden zum einen für fünf kleine Motoren und für den OpAmp benötigt."
Borgkönigin schrieb: >> Für was 10V? Nur für das Analoge Signal 0-10V > > "Und die 10V werden zum einen für fünf kleine Motoren und für den OpAmp > benötigt." Ja, aber der Op-Amp verträgt auch mehr (12V). Und die Motoren ja wohl auch. Oder was sind das für Motoren? Ich sehe den Sinn dazu extra 10V bereitzustellen nicht.
Ok, vielen Dank. Ihr habt Recht. Die 5V brauche ich noch für andere Sensoren, d.h. die kann ich mir nicht sparen. Dafür aber die 10V. Insofern habe ich mir jetzt folgendes überlegt: Ich nehme mein 24V Netzteil (einfach nur, damit ich mir kein neues zulegen muss) und versorge damit auch den OpAmp (der schafft bis 24V) Mit einem LM2574 N5 bekomme ich meine 5V (Relais und Sensoren) und mit einem LM1117 daraus die 3,3V (Microcontroller). So macht das doch Sinn, oder? Seid ihr mit dem LM2574 und dem LM1117 einverstanden? P.S.: Leider ist mein Relais-Modul, welches ich hier schon habe, für 5V ausgelegt. Da ich aber sowieso die 5V brauche, verzichte ich lieber auf die 10V.
Tja, in deinem Plan ist ein RPi. Ich dachte, die laufen mit 5V und erzeugen intern 3,3V. Macht das die Sache nit bissel einfacher..?? Da sparst du dir den extra 3,3V Regler. Allerdings hast du ja noch 10V Motörchen. Es wird daher wohl an 2 Schaltreglern nix vorbeiführen. Die LM25xx Regler halte ich für eine gute Wahl, achte nur auf ein ordentliches Layout. Zu dem Thema gibt's hier schon einige Beiträge.
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Ich habe die Schaltung jetzt erst einmal so umgesetzt. Die ist noch nicht fertig (z.B. werden die 5V noch nicht verwendet [Relais]). Da ich wie gesagt etwas unbeholfen bin in Sachen Elektrotechnik, brauche ich etwas Nachhilfe bzgl. der Kondensatoren, Widerstände, Dioden und Spulen. Fehlt da irgendwo noch ein Kondensator oder Widerstand? Sind diese korrekt dimensioniert? Wenn nimmt man Elkos und wann Keramikkondensatoren? Sollte ich Kohleschicht- oder Metallschichtwiderstände verwenden? Bin natürlich für jede Kritik bzgl. der Schaltung dankbar! @Helge: Hast du zufällig einen Link zu einem guten Thread bzgl. des Layouts?
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Sorry, ist eine falsche Skizze gewesen. Müsste so sein...
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Hallo liebe Gemeinde, ich habe (mit Hilfe) den angehängten Schaltplan entworfen. Da ich in Sachen Elektrotechnik sehr unerfahren bin und nun meine ersten Schritte mache, möchte ich die Schaltung nun mal aufbauen und ein wenig damit spielen. Allerdings habe ich die triviale Frage welche Art von Kondensatoren und welche Spule ich verwenden muss? In der Zeichnung kommen Elkos und Keramikkondensatoren vor - aber nur, weil ich es nicht besser weiß. Ich benötige scheinbar 220nF im Wesentlichen und einen 47µF. Aber welche Art? Ich hätte mir diese herausgesucht: http://www.reichelt.de/Elkos-radial/RAD-0-22-100/3/index.html?&ACTION=3&LA=5&ARTICLE=15086&GROUPID=3143&artnr=RAD+0%2C22%2F100 http://www.reichelt.de/Elkos-radial/RAD-47-100/3/index.html?&ACTION=3&LA=5&ARTICLE=15141&GROUPID=3143&artnr=RAD+47%2F100 Aber sind die mit 100V nicht überdimensioniert? Sind das überhaupt die richtigen? Bei der Spule habe ich das gleiche Problem. Welche Art? Und vor allem 220 oder 680? Ich wäre für einen Link zu den passenden Bauelementen sehr dankbar! P.S.: Müssen die Dioden unterschiedlich sein? Oder kann ich drei BAT85 bzw. BAT42 verwenden? Bitte entschuldigt die wahrscheinlich sehr grundlegenden Fragen. Aber um in de Welt der Elektrotechnik einzutauchen möchte ich einfach ein wenig experimentieren. Nur ohne Bauteile geht das schlecht :-)
Für die 220nF nimm keramische Kondensatoren. Die dürften besser geeignet sein als Elkos an diesen Stellen. Der Elko (wirklich nur 47uF?) muß "low ESR" sein. Also ungefähr http://www.reichelt.de/Elkos-radial-105-5000-10000h/RAD-FR-220-16/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=121254&GROUPID=5513&artnr=RAD+FR+220%2F16 Dein RPi läuft mit 5V und stellt 3,3V für das IC bereit. Den 1117 kannst du dir einsparen. Der 5V Regler braucht eine Spule, die mindestels 1A überlebt. Häufig werden diese "Speicherdrosseln für Schaltregler" genannt. Schließe den "COM" Anschluß des ULN2803 an +24V an. Da sind Schutzdioden drin, die sonst nutzlos sind. D3 ist zu klein. Besser sowas wie z.B. SB130 nehmen. Die kann 1A.
1. Du musst die Datenblätter deiner Komponenten lesen! 2. Mit deiner Shottky-Diode am Schaltregler darfst du nur 200mA / 1,5' = 133mA maximalen kontinuierlichen Ausgangstrom ziehen. Bei der Sperrspannung bist du auch schon am Limit, was die Diode abkann, nämlich 1,25V'*24V = 30V, würde ich so nicht betreiben wollen. ' Werte aus dem Schaltregler Datenblatt. 3. Dein Spannungsregler braucht mindestens 10µF Ausgangskondensator, der fehlt komplett. Empfohlen werden Tantalkondensatoren. Höhere Kapazitäten sind besser. 4. Deine Relais sind falsch angeschlossen und werden so gar nix tun. Die müssen an +5V und der Common – Eingang des ULN2803A sollte auch mit +5V aus deiner Quelle gespeist werden um Induktionsspannungen von über +5V bezogen auf GND über die Quelle ableiten zu können. 5. Der Operationsverstärker scheint mir auch etwas wirr verschaltet zu sein… Du kannst nicht einfach einen Kondensator in Reihe zu GND an die negative Versorgung vom OpAmp machen, der muss parallel dran.
Helge A. schrieb: > Schließe den "COM" Anschluß des ULN2803 an +24V an. Da sind Schutzdioden > drin, die sonst nutzlos sind. Nicht nur das(*). Vor allem muß der gemeinsame Anschluß der Relais auf +24V, da der ULN2803A als OC-Ausgang nach GND schaltet. Ein Abblock-/Stütz-C für die Relais wäre auch nicht verkehrt. Die 3,3V Versorgung ist Lötzinn. Der RPi läuft mit 5V und erzeugt intern 3,3/2,5/1,8V. http://www.raspberrypi.org/wp-content/uploads/2012/10/Raspberry-Pi-R2.0-Schematics-Issue2.2_027.pdf Dein Pin 1 am GPIO ist also ein 3,3V-Ausgang, der den PCF8591 mitversorgen kann. http://www.elinux.org/Rpi_Low-level_peripherals Der LM2574 benötigt einen passenden Eingangs-C. Den LM6142 direkt mit 24V zu versorgen, hängt von deren Stabilität ab - ich würde ihm einen 78L12, Shuntregler o.ä. und einen Filter (wg. Schaltregler, Relais) spendieren. (*) Man könnte auch eine Zener-/TVS-Diode mit 30-40V COM-GND benutzen.
Wenns meine Schaltung wäre, würden KIS 3R33 Module zum Einsatz kommen. Die sind leicht auf 5V zu trimmen, und mit Umbau auch auf 10V (und ich habe genug davon rum liegen) Leider bringen die schnell Unruhe in die Schaltung. Also nicht an Kondensatoren sparen.
Beitrag "Re: Verschiedene Spannungen auf einer Platine" Hab ich erst jetzt gesehen - könnte man bitte einen der beiden Threads sperren.
humberto schrieb: > Hab ich erst jetzt gesehen - könnte man bitte einen der beiden Threads > sperren. Sorry. Und vielen Dank für deine Antwort. Ich hatte daraus einen eigenen Thread gemacht, weil es mir hier wirklich nur um die Bauteile (Kondensatoren und Spule) ging.
humberto schrieb: > Dein Pin 1 am GPIO ist also ein 3,3V-Ausgang, der den PCF8591 > mitversorgen kann. D.h. ich kann den PCF8591 ohne die Pullups direkt anschließen? D.h. von 3,3V Pin direkt an Vdd anschließen ohne die Widerstände? Die Dioden kann ich aber lassen, oder?
Wäre auch nicht schlecht den Schaltplan mal zu "entzerren" Du kannst doch die Ausgänge vertauschen, sodass sie gerade rüber zum ULN gehen. Der OPA ist schwer zu bekommen und sehr teuer. Rail to Rail gibt es eine Menge und sicher viel billiger. 24 Volt sind schon das absolute Maximum. Der ist eher für Batteriebetrieb gebaut worden, wo man nur sehr wenig Spannung braucht.
F. Fo schrieb: > Der OPA ist schwer zu bekommen und sehr teuer. Rail to Rail gibt es eine > Menge und sicher viel billiger. Ich habe den OPA jetzt schon hier. Insofern... Aber welche Alternative hättest du denn vorgeschlagen? Ggf. werde ich doch auf eine 12V Versorgung gehen. Scheint ja doch irgendwie einfacher zu sein grummel
Haben die Rpi GPIOs eigentlich definierte Zustände beim Einschalten?
Jay Myon schrieb: > F. Fo schrieb: >> Der OPA ist schwer zu bekommen und sehr teuer. Rail to Rail gibt es eine >> Menge und sicher viel billiger. > > Ich habe den OPA jetzt schon hier. Insofern... Aber welche Alternative > hättest du denn vorgeschlagen? > Ggf. werde ich doch auf eine 12V Versorgung gehen. Scheint ja doch > irgendwie einfacher zu sein *grummel* Weiß ja nicht was der tun soll, aber guck mal hier: http://such001.reichelt.de/index.html?&ACTION=446&LA=0 und vor allem hier: Standardbauelemente
Ganz wichtig und wirst du hier sofort um die Ohren gehauen bekommen, lies die Datenblätter. Auch wenn du erstmal nicht viel verstehen wirst, das kommt zunehmend von selbst. Nach kurzer Zeit verstehst du schon mal zumindest die Kenngrößen.
Jay Myon schrieb: > D.h. ich kann den PCF8591 ohne die Pullups direkt anschließen? Für SDA und SCL sind die schon am RPi (R1,R2) vorhanden. > 3,3V Pin direkt an Vdd anschließen Ja. > Die Dioden kann ich aber lassen, oder? Wie soll das funktionieren? Bist du sicher, dass bei einer Vref von +3,3V und einer Ausgangsspannung von 0-10V deine OPV-Schaltung geeignet ist? Vergleich doch mal die beiden Wikipedia-Einträge: https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Invertierender_Verst.C3.A4rker https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_.28Elektrometerverst.C3.A4rker.29
Jetzt ist der ganze Thread doch irgendwi Off-Topic geworden... humberto schrieb: > Bist du sicher, dass bei einer Vref von +3,3V und einer Ausgangsspannung > von 0-10V deine OPV-Schaltung geeignet ist? Meiner Ansicht nach ist das ein nichtinvertierender Verstärker. 20/10 + 1 ergibt 3. Also wird 3fach verstärkt. 3,3V * 3 ~ 10V Müsste also passen. Es sei denn ich habe da einen grundlegenden Denkfehler. Edit: Oh, kann es sein, dass ich das falsch verschaltet habe? Also richtig gerechnet, aber invertierend verschaltet... F. Fo schrieb: > Ganz wichtig und wirst du hier sofort um die Ohren gehauen bekommen, > lies die Datenblätter. > Auch wenn du erstmal nicht viel verstehen wirst, das kommt zunehmend von > selbst. Auch wenn es vielleicht nicht so aussehen mag, genau das mache ich. Ich verstehe leider wirklich nicht sehr viel (wenn auch schon mehr als ganz zu Beginn) und teilweise sehe ich einfach nicht das, worauf es wirklich ankommt. Ist noch etwas schwierig für mich.
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humberto schrieb: > Beitrag "Re: Verschiedene Spannungen auf einer Platine" > > Hab ich erst jetzt gesehen - könnte man bitte einen der beiden Threads > sperren. Dem stimme ich zu, ist echt nervig. Wieso hast du auch zum gleichen Thema nen zweiten Thread aufgemacht? Und noch weiter Fragen im ersten gestellt?
Tut mir leid. Gibt es einen Moderator, der die beiden Threads zusammenführen kann? Ist wie gesagt, nicht so beabsichtigt gewesen. Und hier passt der Titel ja jetzt nicht mehr so richtig...
Jay Myon schrieb: > Gibt es einen Moderator, der die beiden Threads zusammenführen kann? Gemacht. Unschön ist allerdings, dass jetzt der "Faden" ein wenig verloren gegangen ist, weil die Zeitskala nicht mehr so richtig passt... :-/
Lothar Miller schrieb: > Jay Myon schrieb: >> Gibt es einen Moderator, der die beiden Threads zusammenführen kann? > Gemacht. Unschön ist allerdings, dass jetzt der "Faden" ein wenig > verloren gegangen ist, weil die Zeitskala nicht mehr so richtig passt... > :-/ Ganz löschen und neu anfangen.
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