Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensatorgröße für Zündimpuls


von Student T. (hberg)


Lesenswert?

Hallo,

für Silvester plane ich eine einfache 1-Kanal Zündanlage, die es erlaubt 
ohne Feuerzeug mithilfe elektrischer Zündkapseln (A-Zünder) das 
Feuerwerk zu zünden.

Hier die Rahmenbedigungen (Werte der SprengV):
Max. Widerstand (Kabel + Zünder): 4.5 Ohm
Erforderlicher Zündimpuls: 0.8 bis 3.0 mWs / Ohm
Ansprech-Stromstärke (auslösen innerhalb 10ms): 0.6 A

Ich möchte nun für meine Schaltung den Kondensator auslegen, damit eben 
die Rahmenbedingungen gelten. Die Betriebsspannung ist 9V.

Bei 4.5 Ohm benötige ich also einen Zündimpuls von 13.5 mWs. Nehme ich 
nun die Gleichung für die Energie im Kondensator (E=1/2*C*U^2), komme 
ich auf einen Kondensator Wert von 0.55 mF. Schaue ich mir den 
Entladevorgang an, hab ich bei t=0 einen Strom von 2A, bei t=10ms aber 
einen Strom von ~2mA.

Lege ich den Kondensator so aus, dass nach t=10ms noch mind. 0.6A 
fließen, habe ich einen Wert von 1.85mF, was E=74mWs entspricht.

Was bedeutet in dem Kontext nun die Ansprechstromstärke? Bei 0.5mF wird 
die gesamte Energie im Zünder verbraten, aber 0.6A fließen nur wenige 
ms. Bei 1.85mF ist man deutlich über dem Zündimpuls und nach 10ms 
fließen immer noch 0.6A.

Ich werde vermutlich einfach einen 2mF Kondensator nehmen, und gut ist, 
aber mich würde interessieren, was nun "richtig" ist. Oder wie würdet 
Ihr den Kondensator auslegen?

Gruß,
Kevin

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

Kevin __ schrieb:

Vorab: Ich kenne mich mit Pyrotechnik nicht aus.

> Lege ich den Kondensator so aus, dass nach t=10ms noch
> mind. 0.6A fließen, habe ich einen Wert von 1.85mF,
> was E=74mWs entspricht.

Hmm. Ich verstehe die Datenblattangabe "(auslösen innerhalb
10ms)" anders: Zwischen Überschreiten der angegebenen 0.6A
und dem Zünden vergehen höchstens 10ms.

Wenn gemeint wäre, dass der Zündstrom von 0.6A mindestens
10ms lang fließen soll, würde ich eine Floskel wie
"Mindestpulsdauer" oder so erwarten. Davon steht aber
nix da.

> Was bedeutet in dem Kontext nun die Ansprechstromstärke?

Das bedeutet meiner Meinung nach, dass dieser Strom zu
irgend einem Zeitpunkt mal erreicht bzw. überschritten
werden muss.
Ohne diese Angabe könnte man nämlich auch stundenlang
1µA fließen lassen - irgendwann wären ja die 20mWs auch
überschritten, und der Zünder müsste losgehen. Das ist
aber natürlich Quatsch.

Anders ausgedrückt: Die Ansprech-Stromstärke definiert
implizit eine Höchstdauer für den Zündimpuls.

> Bei 0.5mF wird die gesamte Energie im Zünder verbraten,
> aber 0.6A fließen nur wenige ms.

Das ist meiner Meinung nach konform zum Datenblatt.

Du solltest mal nachsuchen, ob es irgendwo eine (versteckte)
Aussage zur Pulsform gibt; dann könnte man mehr sagen.

von Deneriel (Gast)


Lesenswert?

Das definiert sich so, dass BrückenANzünder Typ A bei einem Strom von 
0,6A nach höchtens 10ms auslösen müssen, Typ U (wie unempfindlich) 
benötigt einen höheren Strom.
Um mehrere Brückenzünder gleichzeitig auszulösen schaltet man die in 
Reihe, Je nach Widerstand musst du dann ggf. mit der Spannung rauf.

Die zweite Berechnung ist damit die richtige (nachgerechnet habe ich 
nicht).
Praktisch wüde ich da 2 oder 3 Elkos a 1000µF nehmen und es an einer 
Kapsel testen.

Wenn du eine Batterie/Akku hast der genug Strom liefern kann, kannst du 
auch direkt zünden.

von GB (Gast)


Lesenswert?

0,6A fließen durch 4,5 Ohm bei einer Spannung von 0,6A.
Du brauchst eine Energie von 13,5mWs zum Zünden.
Der Kondensator enthält also bei 2,7V eine Energie E1 von
E1=1/2*C*2,7V^2
und bei 9V eine Energie von
E2=1/2*C*9V^2

Die Differenz von E2-E1 muss 13,5mWs betragen.

Also steht da

E2-E1=13,5mWs=(1/2*C*9V^2)-(1/2*C*2,7V^2).

Nach C umstellen und ausrechnen.

von GB (Gast)


Lesenswert?

GB schrieb:
> 0,6A fließen durch 4,5 Ohm bei einer Spannung von 0,6A.

Ist natürlich falsch, muss natürlich heißen
0,6A fließen durch 4,5 Ohm bei einer Spannung von 2,7V.

von Student T. (hberg)


Lesenswert?

Hallo,

@Deneriel:
Direkt eine Batterie macht bei niedrigeren Temperaturen Probleme, die 
liefert dann einfach nicht mehr genug Strom. Da muss schon ein 
Kondensator hin, oder eine 12V Mofa Batterie, was ein wenig unhandlich 
ist :-)

@GB:
Mit dem Ansatz komme ich auf 0.36 mF. Damit ist der Zündimpuls zwar 
"gesichert", aber die 10ms Auslösezeit nicht.

@Possetitjel:
Zu einer Pulsdauer habe ich nichts gefunden, aber folgendes:

"Die Zünder müssen durch einen Gleichstrom der Stärke 0,6 A innerhalb 
von 10 ms ausgelöst werden."

Damit ist es nun eigentlich klar, mindestens 0,6 A bei 10ms. Damit ist 
die Angabe des Zündimpulses doch eigentlich überflüssig, wenn diese 
Bedingung mindestens gelten muss?

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.