Ich habe eine Schaltung gebaut mit der ich mittels eines
ATMEGA8 MIDI Nachrichten auswerte und zwei Relais schalte.
Die Schaltung läuft, wenn auch etwas unökonomisch, mit einem L7805 an 12
V. Die 70 mA die die Schaltung derzeitig zieht verkraftet er.
Nun wollte ich die Schaltung gerne erweitern. Ziel ist es einen Looper
zu bauen. Hierzu benötige ich 18 weitere Relais und der Status soll dann
auch per LEDs angezeigt werden.
Anschließen wollte ich die Relais über 74hc595 Bausteine die dann
ULN2803 Darlington Arrays und schlussendlich die Relais Schalten.
Wenn ich mal hochrechne brauchen dann mehr als 1 Ampere bei insgesamt 20
Relais / LED Kombinationen (30 mA Relais, 20 mA LED).
Dabei würde wohl auch ein 78S05 ziemlich viel abwärme erzeugen (mehr als
7 Watt), da das ganze in einem 1HE 19" Gehäuse wäre ist da wenig Platz
für Umluft.
Da die Relais schlussendlich Audiosignale schalten bin ich mir nun
unsicher wie ich die Spannungsversorgung am besten realisiere.
Welche Spannungsversorgung würdet ihr nehmen? Eingefallen ist mir.
1. Andere Eingangsspannung, damit weniger Verlustleistung auf den 7805.
Das ist allerdings in diesem Fall ungünstig weil ich ein Netzteil mehr
brauche und keine Steckdose mehr frei habe.
2. Den 7805 mit einem oder zwei Mosfets in Huckepack erweitern um ihn zu
entlasten.
3. mehrere 7805, da die Relais ja mit ULN2803 geschaltet werden, könnte
man einfach auf mehrere 7805 aufteilen. (man könnte auch direkt 12 Volt
Relais nehmen, aber ich habe eine Menge 5 Volt Relais hier)
4. Ein Switching Power Supply benutzen, eventuell einen der kleinen
Bausteine mit 500 kHz Taktfrequenz die es bei ebay gibt. Hier bin ich
mir unsicher ob da eventuell ripple in das Audio Signal einstreuen kann
wenn wenig Strom gefordet wird, weil dann ja eigentlich die Spule des
Power Supply unterdimensioniert ist.
Die Kapazitiät zwischen Spule und Kontakt der Relais ist mit 1.9 pF
angegeben, der Hochpass sollte eine Grenzfrequenz im Mhz Bereich haben,
aber ich bin mir nicht sicher ob ich das richtig betrachte und da
trotzdem Störungen in das Signal kommen können.
Die Audiomasse ist separat und an keiner Stelle elektrisch mit der
digitalen Masse verbunden, weil das Gerät auf Audioseite absolut passiv
ist.
Falls jemand ein Thread einfällt der ähnliches diskutiert hat bitte ich
mich einfach dahin zu verweisen. Dann war ich einfach zu blöd ihn zu
finden.
Vielen Dank für Antworten,
Gerd
Wenn du in die Stromversorgung ein anständiges Filter baust, kannst du
auch ein handelsübliches 5V/2A Steckernetzteil in SNT Technik nehmen
(bekannt als 'Wandwarze').
Ein CLC Filter am Eingang deiner Schaltung siebt etwaige
Schaltfrequenz-Überbleibsel ab.
Gerd schrieb:> Die Audiomasse ist separat und an keiner Stelle elektrisch mit der> digitalen Masse verbunden, weil das Gerät auf Audioseite absolut passiv> ist.
Dann ist das sowieso kein Problem. Relais/PhotoMOS reichen keinen Ripple
auf der Primärseite zur Sekundärseite durch.
Hallo,
vielen Dank für die Antworten.
Ich freunde mich mir der Schaltregler idee an, weil ich für alles andere
erst einmal neue Komponenten bräuchte. Und um ein Relais mit Photomos zu
ersetzten bräuchte ich ja drei oder vier Stück pro Relay, das wird dann
schon teuer.
Ich habe hier noch ein paar Bauteile liegen um ein 2 A SMPS mit einem TI
TPS54231BR zu basteln.
Glaubt ihr der angezeigte Entwurf könnte so funktionieren oder sollte
ich die Komponenten lieber noch einmal anders plazieren.
Leider hat mir KiCad das DGND in CLR umbenannt, weil ein auf Ground
gezogener IC Pin im Schaltplan das Label CLR bekommen hat. Leider weiß
ich nicht wie ich das im Layout ausmerze.
Ist es ok den ATMEGA 8 angedeutet durch U10 so wie auf dem
Schaltungsbild gezeigt dann neben das Supply setzt oder gibt es da durch
die Spulen etc Probleme mit Einstrahlungen?
Grüße,
Gerd.
Gerd schrieb:> Anschließen wollte ich die Relais über 74hc595 Bausteine die dann> ULN2803 Darlington Arrays und schlussendlich die Relais Schalten.> Wenn ich mal hochrechne brauchen dann mehr als 1 Ampere bei insgesamt 20> Relais / LED Kombinationen (30 mA Relais, 20 mA LED).> Dabei würde wohl auch ein 78S05 ziemlich viel abwärme erzeugen
Nimm 12V Relais, die kann dein ULN2803 schalten, zusammen mit der LED
die dann einen für 12V passenden Vorwiderstand bekommt. Dann ist erstens
die Stromaufnahme der Relais deutlich geringer, zweitens stören die
nicht die 5V sondern die sowieso versauten 12V, und drittens belastet
der Strom der Relais nicht den 7805. Vergiss trotzdem nicht die
Freilaufdioden.
Statt ULN2803+74HC595 kann man auch einen TPIC6B595 nehmen.
Gerd schrieb:> 3. mehrere 7805, da die Relais ja mit ULN2803 geschaltet werden, könnte> man einfach auf mehrere 7805 aufteilen. (man könnte auch direkt 12 Volt> Relais nehmen, aber ich habe eine Menge 5 Volt Relais hier)
Da in diesem Fall keine besonderen Anforderungen an die Stabilität der
Versorgung gestellt werden, könnte man die Leistung auch einzeln in
einem Vorwiderstand verbraten.
Die LED benötigen vermutlich auch keine 20mA um deutlich sichtbar zu
sein. Kann man, je nach If, parallel zum Vorwiderstand, eventuell sogar
direkt zwischen µC und Eingang des ULN schalten.
Die zusätzlichen Verluste von ca. 200mW pro Relais sollte ein luftiges
Gehäuse locker schaffen. Bleibt nur das schlechte Gewissen - traurige
Eisbären und so...
Gerd schrieb:> Ziel ist es einen Looper> zu bauen. Hierzu benötige ich 18 weitere Relais...
Wozu das ganze Relaisgrab? Das kann man doch sicher komplett
elektronisch lösen. Also ein Controller mit Speicher, der die
Midi-Signale direkt auswertet oder schließt Du an die ganzen Relais
Bandmaschinen oder Cassettenrecorder an? Für Audiosignale gibt es
übrigens schon eine ganze Weile vollelektronische Analogschalter und
Schaltmatrizen, auch mehrkanalig. Das macht das Ganze nicht nur klein
und leicht, sondern auch sauber vom Aufbau her und leistungsarm von der
Ansteuerung. Man kann diese Schalter direkt mit Controllerpins
verbinden, läuft ab 3V oder wenn Du große Aussteuerungsgrenzen brauchst,
bis +-15V.
Joe F. schrieb:> Ja, und zwar so wie von TI schon in idealer Form empfohlen:
OK, ich habe mir die Strompfäde noch einmal angeschaut und
gesehen das ich da dumme Fehler gemacht habe. Danke.
Michael B. schrieb:> der Strom der Relais nicht den 7805. Vergiss trotzdem nicht die> Freilaufdioden.>> Statt ULN2803+74HC595 kann man auch einen TPIC6B595 nehmen.
Ja die Dioden hatte ich, direkt am relais, mit eingeplant.
Den TPIC6B595 finde ich gut, den kannte ich noch nicht.
sepan schrieb:> Die LED benötigen vermutlich auch keine 20mA um deutlich sichtbar zu> sein. Kann man, je nach If, parallel zum Vorwiderstand, eventuell sogar> direkt zwischen µC und Eingang des ULN schalten.>> Die zusätzlichen Verluste von ca. 200mW pro Relais sollte ein luftiges> Gehäuse locker schaffen. Bleibt nur das schlechte Gewissen - traurige> Eisbären und so...
Stimmt, wenn man das so schalten kann ist das ne echt gute Option.
Danke.
Knut B. schrieb:> Also ein Controller mit Speicher, der die> Midi-Signale direkt auswertet oder schließt Du an die ganzen Relais> Bandmaschinen oder Cassettenrecorder an?
So ungefähr, da kommen Gitarreneffekte, Preamps, Poweramps ran. Die
sollen dann entweder an oder aus geschaltet werden.
Knut B. schrieb:> Man kann diese Schalter direkt mit Controllerpins> verbinden, läuft ab 3V oder wenn Du große Aussteuerungsgrenzen brauchst,> bis +-15V.
Ja da damit auch Signale nach dem Preamp geschaltet werden sollte der +-
15V abkönnen. Mag sein das ich mich irre und ich das letzte mal Falsch
geschaut habe aber dann brauch der Analogswitch leider ein +-15V supply.
Außerdem sind Gitarristen stock Konservativ was Neue Technologien angeht
:-)
Wirklich nochmal vielen Dank an euch.
Ich glaube das hat mir schon geholfen.
Gerd schrieb:> Außerdem sind Gitarristen stock Konservativ> was Neue Technologien angeht :-)
Du kannst auch mit Röhren schalten, wenns die Gitarristen freut
Relais mögen ja konservativ sein und sich mit den Vorstellungen der
Gitarristen somit decken, aber in einem Audiopfad würde ich heutzutage
keine Relais mehr einsetzen. Dafür ist die Technik inzwischen einfach zu
weit, als dass man sich noch das Krachen von gewaltsam
zusammengerouteten Schaltwegen anhören muss. Relais "klingen" ohnehin
nur gut, so lange sie neu sind. Und ohne hartvergoldete Kontakte kommt
man bei derart kleinen Strömen auch nicht aus. "Clickless Audio
Switches" sind inzwischen bezahlbar und tausendfach bewährt.
Gerd schrieb:> Michael B. schrieb:>> Vergiss trotzdem nicht die Freilaufdioden.>> Statt ULN2803+74HC595 kann man auch einen TPIC6B595 nehmen.>> Ja die Dioden hatte ich, direkt am relais, mit eingeplant.> Den TPIC6B595 finde ich gut, den kannte ich noch nicht.
Der ULN hat diese Dioden schon eingebaut - einfach ULN_COM mit +12V
verbinden.
Beim TPIC6B595 jeweils eine 1N4148 direkt von DRAINx nach +12V. Ob
Dioden am Schalter oder an der Last, wurde hier erst letztens wieder
einmal diskutiert, wobei ich mich zu ersterer Fraktion bekenne.
Bei der Variante mit Rv und Diode an der Spule würde beim Abschalten
auch die Reverse-Spannung der LED überschritten (30mA*330Ω=10V > 6V),
was zwar nichts kaputtet - der Strom ist durch Rled begrenzt - aber
unschön ist.
> sepan schrieb:>> Die LED benötigen [...]> Stimmt, wenn man das so schalten kann ist das ne echt gute Option.
Kann man so machen, wobei ich bei genauerer Überlegung zu Z-Dioden
anstelle von Rv tendiere.
Bei ähnlichen initialen Abweichungen (±5%), Temperaturgang (±0,02%/K vs.
+0,015%/K bis +0,06%/K) und thermischem Widerstand (ca. 130K/W) hängt
der LED-Strom damit praktisch nur mehr von Rled und Uf ab; vor allem der
große Temperaturkoeffizient der Spule (Cu~0.4%/K) hat damit keinen
nennenswerten Einfluß auf Iled mehr und trägt sogar zur Reduzierung der
gesamten Verlustleistung bei. Seltsamerweise sind bei Reichelt die
Z-Dioden auch noch billiger als die Widerstände.
Die OP-Simulation ist nicht ganz richtig, da ich keine Lust hatte, ein
Modell der BZX85C6V8 zu suchen und eine vollständige Monte-Carlo-Analyse
mit unterschiedlichen, von Pv und Rth abhängigen Bauteiltemperaturen und
einzelnen Toleranzen aufzusetzen. Sie zeigt aber das grundsätzliche
Verhalten.
ZD 6,8 :: Zener-Diode 1,3W 6,8V 0,061€
Taiwan Semiconductor BZX85C6V8 [1]
Vz25@35mA= 6.4, 6.8, 7.2 (V min, typ, max) ca. ±5%
Rth=130°C/W -> Tj=50+18°C (Ta=50, Pv=140mW)
TK=+0.06%/°C Vishay DB [2] -> Vz25+0,18V
1W 330 :: Metalloxydwiderstand 1W, 5%, 330 Ohm 0,124€ (@10Stk)
VITROHM PO595-0 5T [3]
±5%, 125K/W, ±200ppm/K=±0.02%/K
[1]
http://www.taiwansemi.com/products/datasheet/BZX85C3V3%20SERIES_F14.pdf
[2] http://www.vishay.com/docs/85607/bzx85.pdf
[3]
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/X400/DS_PO_SERIES_VIT.pdf
