Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannung von bis zu 6V auf 5V bei ca 0.5A begrenzen


von Thomas T. (tempel)


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Ich bin totaler Depp in Sachen Elektronik. Ich kann löten, komme auch 
mit Digitaltechnik klar, aber bei analog weiß ich grad noch, was ein 
Widerstand tut (Spannung reduzieren).

Ich habe den TXM2-Videosender (http://www.perthold.de/index_p_en.htm, 
100mW-Version) und eine kl. Kamera dran. Zusammen ziehen die, nach 
Aussage meines regelbaren Netteils, 400mA bei 5V (300 das Modul ohne 
Kamera).

Ich möchte die Hardware an einem Fluggerät betreiben und brauche dafür 
eine getrennte Stromversorgung. Ich habe mit kl. Akkus besorgt, die bis 
zu 5,6V liefern. Das Modul mag aber nur 4,8-5,2V bekommen - drüber 
kann's kaputt gehen.

Wie kann ich das - mit möglichst wenig Bastelaufwand, lösen? Ich habe im 
Forum bei ähnlichen Fragen von "nimm ne Zenerdiode und Vorwiderstand" 
gelesen, aber bei Vorwiderstand setzt mein Verstand schon aus :)

Lieber wäre mir eh ein kleines Bauteil, mit 3 oder 4 Pins, wo ich 
einfach Eingang und Ausgang anlöten kann, und dann in Schrumpfschlauch.

Idealerweise ein häufiges Bauteil, das man auch bei Conrad kriegen kann.

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas Tempelmann schrieb:

> Ich habe mit kl. Akkus besorgt, die bis
> zu 5,6V liefern. Das Modul mag aber nur 4,8-5,2V bekommen

Falls Du NiMH-Akkus meinst, da sinkt die Spannung pro Zelle
schon wenige Minuten nach der Ladung auf 1,2...1,3V ab, also
genau passend für Deine Anwendung.
Gruss
Harald

von Thomas T. (tempel)


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Ja, sind NiMH-Akkus. Dennoch habe ich Angst, die vollgeladen an das 
Modul anzuschließen - wenn es dabei kaputt geht, ist viel Geld dahin.

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas Tempelmann schrieb:

> Ja, sind NiMH-Akkus. Dennoch habe ich Angst, die vollgeladen an das
> Modul anzuschließen - wenn es dabei kaputt geht, ist viel Geld dahin.

Hast Du denn Mal nachgemessen, welche Spannung Deine geladenen
Akkus nach einer halben Stunde haben? Eine Schaltung, wie Du sie
Dir vorstellst, lässt sich nämlich nur schwer verwirklichen. Auch
so wirst Du nicht viel mehr als 50% Akkukapazität nutzen können,
wenn Dein Sender wirklich bei unter 4,8V seinen Dienst aufkündigt.
Gruss
Harald

von Stefan H. (stefan_h22)


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Was ist so schlimm an mir zdiode?
Oder du nimmst nen einfach 5v Spannungsregler. Drei Pins und kostet n 
paar Cent.
Gibt's bei conrad/reichelt..

von Dietrich L. (dietrichl)


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So einfach ist das nicht. Wenn Du es richtig machen willst, brauchst Du 
einen Schaltregler, und zwar einen Buck-Boost-Wandler.
Ist die Akkuspannung zu hoch, muss er runteregeln, und wenn der Akku 
leerer wird, muss er raufregeln.
Alles andere ist Murks.

Gruß Dietrich

PS: Wieviele NiMH-Zellen sind denn in dem Akku?

von Harald W. (wilhelms)


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Dietrich L. schrieb:

> PS: Wieviele NiMH-Zellen sind denn in dem Akku?

Nach stundenlangen Berechnungen mit einem Quadcore bin ich auf 4 
gekommen.
:-)

von Thomas T. (tempel)


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Es sind 4 Zellen. Also, wenn die unter Last sofort auf 5,2V oder drunter 
gehen, dann geht's natürlich auch ohne zusätzliche Elektronik - ich habe 
mich bisher nur nicht getraut, das auszuprobieren.

von Stefan H. (stefan_h22)


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Dietrich L. schrieb:
> So einfach ist das nicht. Wenn Du es richtig machen willst, brauchst Du
> einen Schaltregler, und zwar einen Buck-Boost-Wandler.
> Ist die Akkuspannung zu hoch, muss er runteregeln, und wenn der Akku
> leerer wird, muss er raufregeln.
> Alles andere ist Murks.
>
> Gruß Dietrich
>
> PS: Wieviele NiMH-Zellen sind denn in dem Akku?

Das stimmt natürlich, aber ich dachte es ging prinzipiell darum dass er 
ihm nicht abraucht. Und da er es auf einen Flieger packen will, sollte 
es halt wahrscheinlich relativ leicht sein.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Beispiel für einen Buck-Boost-Wandler:
eBay Art. Nr. 400560601104
Ob das Teil allerdings was taugt, kann ich nicht sagen.

Gruß Dietrich

von Thomas T. (tempel)


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> Und da er es auf einen Flieger packen will, sollte
> es halt wahrscheinlich relativ leicht sein.

Genau. Leicht. Und obwohl der Flieger (ist ein Mikrokopter) seine eigene 
Stromversorgung, und auch 5V hat, will ich die nicht anzapfen, weil ich 
nicht am Ende die Flugelektronik mit dem Videotransmitter killen will :)

von Thomas T. (tempel)


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Dietrich L. schrieb:
> Beispiel für einen Buck-Boost-Wandler:
> eBay Art. Nr. 400560601104

Hmm, 24g wären noch vertretbar.

Nur bräuchte ich sowas Anfang nächster Woche - das klappt bei dem 
Artikel aus China sicher nicht.

von christian (Gast)


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Nimm so ein Modul 
http://www.ebay.de/itm/5pcs-DC-DC-Boost-Converter-Step-Up-Module-1-5V-to-5V-500mA-/130960456705?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item1e7dd9fc01 
und schalte eine normale Diode (0,7V) in Reihe zwischen Akku und dem 
modul um die Spannung etwas zu reduzieren.
(das Modul kann nur bis 5V IN betrieben werden. Habs aber auch schon mit 
5,5V probiert und es geht auch.)
Es liefert dir recht konstante 5V am ausgang und kann bis 500mA belastet 
werden.
Am Eingang und Ausgang würde ich zur Sicherheit noch jeweils einen Elko 
anlöten für die glättung.

Hab selbst einige von diesen Modulen in Betrieb und die laufen alle noch 
super. (kosten auch nur ca 0,8€ pro Stück)
Leider zieht so ein Modul ohne angeschlossene Last ca. 2mA was 
vermutlich für die LED drauf geht.

Gruß

von Stefan H. (stefan_h22)


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Wenn es dir nur darum geht, dass er keine Überspannung bekommt, sollte 
ein Spannungsregler passen. Wenn es ausfallsicher sei. Soll, auch wenn 
die Akkuspannung sinkt, bedarf es eben mehr Aufwand

von Thomas T. (tempel)


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Stefan H. schrieb:
> Wenn es dir nur darum geht, dass er keine Überspannung bekommt, sollte
> ein Spannungsregler passen. Wenn es ausfallsicher sei. Soll, auch wenn
> die Akkuspannung sinkt, bedarf es eben mehr Aufwand

Ich brauche nur den Schutz. Step-Up ist nicht so wichtig, der Akku ist 
dafür ausgelegt, daß der für den Flug ausreicht.

von Stefan H. (stefan_h22)


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Thomas Tempelmann schrieb:
> Ich brauche nur den Schutz. Step-Up ist nicht so wichtig, der Akku ist
> dafür ausgelegt, daß der für den Flug ausreicht.

http://www.reichelt.de/ICs-KA-LF-/L-4940-V5/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=2911&ARTICLE=9737&OFFSET=16&;

Zum Beispiel

von Thomas T. (tempel)


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Spannungsregler... Sowas? 
http://www.ebay.de/itm/10x-Spannungsregler-7805-5V-1A-TO220-/360432432320?pt=Bauteile&hash=item53eb7274c0

Der verbrät dann die überschüssige Spannung als Hitze, nicht? Wenn der 
Akku 5,5V liefert, und am anderen Ende 400mA gezogen werden, wieviel 
geht dann dann am Akku weg, sprich, wieviel schneller leert der sich? 
Wenn's nur 10-15% mehr sind durch den Regler, kann ich damit leben.

von Thomas T. (tempel)


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Okay, dann bleibt noch die Frage, wie ich die 3 Pins anschließe. Ich 
habe Masse, + vom Akku und + zum Verbraucher.

(später)

Ach - das steht ja im Datenblatt des verlinkten Reichelt-Artikels drin.

Gut, dann probiere ich es mal damit.

Vielen Dank an alle Helfer, und schön, daß keine "durchsuche erstmal das 
Forum"-Kommentare kamen :)

von Stefan H. (stefan_h22)


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Ja, kann schon passieren, dass er ein bisschen warm wird. Aber bei, so 
wenig Differenz sollte sich das in Grenzen halten.

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan H. schrieb:

> 
http://www.reichelt.de/ICs-KA-LF-/L-4940-V5/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=2911&ARTICLE=9737&OFFSET=16&;

Naja, durch die Dropspannung von 0,4V wird die Laufzeit am Akku
weiter verkürzt.

von Stefan H. (stefan_h22)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Stefan H. schrieb:
>
>>
> 
http://www.reichelt.de/ICs-KA-LF-/L-4940-V5/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=2911&ARTICLE=9737&OFFSET=16&;
>
> Naja, durch die Dropspannung von 0,4V wird die Laufzeit am Akku
> weiter verkürzt.

Richtig, aber jeder Regler "verbraucht" irgendwie auch was. Oder seh ich 
das falsch?

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan H. schrieb:

> Richtig, aber jeder Regler "verbraucht" irgendwie auch was. Oder seh ich
> das falsch?

Deshalb sollte man ihn bei Thomas Anforderungen auch einfach weglassen.
:-)

von Stefan H. (stefan_h22)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Stefan H. schrieb:
>
> Deshalb sollte man ihn bei Thomas Anforderungen auch einfach weglassen.
> :-)

Naja gut das kann man sehen wie man will... Mir wäre das Stückchen mehr 
Sicherheit mit nem Regler für die Kamera wichtiger als der 
mehrverbrauch...

von christian (Gast)


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Stefan H. schrieb:
> Naja gut das kann man sehen wie man will... Mir wäre das Stückchen mehr
> Sicherheit mit nem Regler für die Kamera wichtiger als der
> mehrverbrauch...

Es geht ja nicht um den Verbrauch sondern um den Spannungsabfall.
Wenn dein Akku noch 4,9V hat, hast du nach dem Regler 4,5V.
Hast also auch nichts gewonnen.
Wenn dein Modul aber zwischen 4,8V und 5,2V benötigt, hast du evtl. ein 
Problem!

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan H. schrieb:

> Mir wäre das Stückchen mehr Sicherheit wichtiger

Der Hund ist tot. Besser isses, wir binden Ihn an. :-)

von Thomas T. (tempel)


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> Wenn dein Akku noch 4,9V hat, hast du nach dem Regler 4,5V.

Öh, was? Ich dachte, ein Regler ist genau dafür da, daß das nicht 
passiert, d.h, daß er nur Spannungen über 5V beschränkt, aber alles 
darunter frei durchläßt?

Sonst kann ich ja auch gleich nur nen Widerstand dazwischensetzen, oder?

von christian (Gast)


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Thomas Tempelmann schrieb:
> Sonst kann ich ja auch gleich nur nen Widerstand dazwischensetzen, oder?

Ein Widerstand begrenzt nicht die Spannung sondern den Strom.

Nimm einfach so einen DC-DC Boost Converter wie ich ihn oben verlinkt 
habe,
schalte 1-2 Dioden davor damit seine Versorgungsspannung etwas unter 5V 
bleibt und freu dich das es geklappt hat :)

Gruß

von christian (Gast)


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Achja falls dir Chinaversandt zu langsam ist und geld keine Rolle 
spielt,
dann kannst du auch das hier nehmen.
http://www.watterott.com/de/Pololu-5V-Step-Up/Step-Down-Voltage-Regulator-S7V8F5
Den kannst du sogar direnkt an den Akku anschließen und bekommst deine 
5V raus.

von Harald W. (wilhelms)


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christian schrieb:

> http://www.watterott.com/de/Pololu-5V-Step-Up/Step-Down-Voltage-Regulator-S7V8F5

Vielleicht sollte man den Regler dann besser gleich an den Hauptakku 
anschliessen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Thomas Tempelmann schrieb:
> d.h, daß er nur Spannungen über 5V beschränkt, aber alles
> darunter frei durchläßt?

Eben nicht völlig frei. Ein paar 100mV gehen immer am Regler verloren.

Übrigens ist die Minimalspannung des Moduls (4,8V) genau die 
Nennspannung der 4 NiMH-Zellen. Wenn das Modul unterhalb dieser Spannung 
nicht mehr richtig arbeiten sollte, passiert das schon bei einer 
geringen Teilentladung des Akkus - auch ohne einer Begrenzerschaltung 
davor.

Du hast also die Wahl:
- Du schützt das Modul gegen Überspannung bei frisch vollgeladenem Akku, 
kannst aber nur einen relativ kleinen Teil der Akkukapazität nutzen,
- Du riskiert bei frisch vollgeladenem Akku eventuell für kurze Zeit 
etwas Überspannung, kannst aber einen etwas größeren Teil der 
Akkukapazität nutzen,
- Du benutzt einen Buck-Boost-Regler (oder lt. christian einen 
Boost-Regler + Vorschaltdiode) und  hast alle Probleme gelöst.

Gruß Dietrich

von Thomas T. (tempel)


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Ich habe nun den Booster von watterott bestellt. Mal sehen, wie das 
geht.

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