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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator um kurze (< 10ms) Stromausfälle zu überbrücken


Autor: KASA (Gast)
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Hallo! Ich will einen Attiny und einen 28BYJ-48 Stepper über einen 
Slipring mit 12V versorgen (voltage regulator -> 5V an Attiny). Das 
Problem ist: Wie kann ich verhindern dass der Attiny neu startet wenn 
der Slipring kurz (<10ms) den Kontakt verliert. Einfach einen 
Kondensator Parallel zum Verbraucher schalten? Eine Elko oder einen 
Kerko? Wenn Elko wie gepolt? Welche Kapazität? Danke schonmal!

Autor: Baldrian (Gast)
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KASA schrieb:
> Hallo! Ich will einen Attiny und einen 28BYJ-48 Stepper über einen
> Slipring mit 12V versorgen (voltage regulator -> 5V an Attiny). Das
> Problem ist: Wie kann ich verhindern dass der Attiny neu startet wenn
> der Slipring kurz (<10ms) den Kontakt verliert. Einfach einen
> Kondensator Parallel zum Verbraucher schalten? Eine Elko oder einen
> Kerko? Wenn Elko wie gepolt? Welche Kapazität? Danke schonmal!

Elko klingt gut. Die Kapazität hängt von der Stromaufnahme ab.

Autor: Ralf (Gast)
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1000µF Elko mit der Plusseite an Plus und mit der Minusseite an GND. Am 
besten noch mit einer Diode davor, damit der Strom nicht zurück in den 
Stepper fließen kann.

Autor: KASA (Gast)
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Ich weiß nicht ob die Frage dumm ist aber woher "weiß" der Elko wie viel 
Volt er abgeben soll? Kommt das auf die Spannung an die auf dem Gehäuse 
steht? Oder ist das nur wie viel er aushält?

Ind den Anschluss so:


      +---------------------Plus in
      |           |
      |          \ /  Diode
      |          ---
      |           |
      |          Plus
Verbraucher      Elko
      |          Minus
      |           |
      +---------------------Gnd

?
Und wofür die Diode? Der Elko soll ja Strom an den Attiny und den 
Stepper abgeben wenn gebraucht.
Mit welcher Formel kann man denn die benötigte Kapazität berechnen?
Danke!

KASA

Autor: Ralf (Gast)
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t = R x C
R = Innenwiderstand des µC (kann über die Stromaufnahme ermittelt 
werden)
C = Kapazität des Kondensators

t ist die Zeit, die der Kondensator braucht, um sich auf 37% zu 
entladen.

Diode ist an der falschen Stelle gezeichnet!

Autor: David .. (volatile)
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Autor: KASA (Gast)
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Danke! Das wars auch schon!

Autor: Lurchi (Gast)
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Der Elko sollte eher nur den µC versorgen. Da hält sich der 
Stromverbrauch noch in Grenzen. Für den Motor wird man vermutlich 
deutlich mehr Strom benötigen und einen kurzen Ausfall ggf. eher 
verkraften können.

Die Diode ist genau dafür da nur den einen Lastzweig zu puffern. Der 
Elko sollte vor dem Spannungsregler sitzen und die Diode (z.B. 1N4001) 
zwischen den 12 V und dem Regler für den µC. Die nötige Kapazität ergibt 
sich aus  Stromverbrauch (incl. Regler) mal Pufferzeit geteilt durch die 
Spannungsreserve (hier wohl etwa 12 V - 5 V - 3 V (je nach Regler)). Mit 
1000 µF und 4 V Spannungsreserve könnte man etwa 4 mA für 1 Sekunde oder 
40 mA für 100 ms überbrücken. Mit Motr wird es da ggf. schwer 10 ms zu 
überbrücken.

Autor: Nop (Gast)
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Ralf schrieb:
> 1000µF Elko mit der Plusseite an Plus und mit der Minusseite an GND. Am
> besten noch mit einer Diode davor, damit der Strom nicht zurück in den
> Stepper fließen kann.

Gibt aber einen netten Kurzschlußstrom, wenn der Elko entladen ist und 
Spannung angelegt wird. Könnte bei diesem Slipring zu Funkenbildung 
führen.

Autor: KASA (Gast)
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Lurchi schrieb:
> die Diode (z.B. 1N4001)
> zwischen den 12 V und dem Regler

Das wäre doch auch besser wegen dem Voltage Drop der Diode oder?
Dass der Motor kurz keinen Strom hat sollte kein Problem sein.

      +----------------|<---+-----Plus in
      |           |         |
      |           |         |
      |          Plus      Motor
Controller       Elko       |
      |          Minus      |
      |           |         |
      +---------------------+------Gnd

Autor: Patrick J. (ho-bit-hun-ter)
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Hi

Selber würde ich vor den Kondensator - also hier in der Senkrechten - 
noch eine Diode und einen Widerstand parallel einbauen.
Die Diode in 'Strom wieder raus-Richtung', den Widerstand parallel dazu, 
damit der Kondensator eben keinen Kurzschluß für die Versorgung 
darstellt.

Klar hast Du dann in der ersten Sekunde den Kondensator noch nicht voll 
- wenn's da drauf ankommt, die Spannung am C vom µC erfassen und erst 
frei geben, wenn der C geladen ist.

Dadurch hast Du aber im 'Fehlerfall' die 0,7V weniger, Die an der Diode 
abfallen (durch den Widerstand geht auch noch was, halt aber auch nicht 
mehr, als beim Laden um keinen 'Kurzschluss' darzustellen - könnte also 
effektiv wesentlich besser aussehen)

MfG

Autor: Stephan (Gast)
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Patrick J. schrieb:
> Selber würde ich vor den Kondensator - also hier in der Senkrechten -
> noch eine Diode und einen Widerstand parallel einbauen.

Ich würde die Diode durch Diode + 5-10 Ohm in Reihe ersetzen.
Unmittelbar vor dem Spannungsregler (Controller im Schaltbild ist 
Spannungsregler+Controller) sollte eh noch ein kleiner Kondensator 
(10-47µF) sitzen.
Spart eine Diode und den kleinen Kondensator. Der Drop durch den 
Serienwiderstand ist kleiner als durch die zusätzliche Diode. Und – ich 
vermute einen Linearregler vor dem Controller – im Betrieb egal.

Für Dauerbetrieb sollte es aber ein Metalloxid / Drahtwiderstand mit so 
2 Watt sein. Kohleschichtwiderstände mögen den Impulsstrom nicht.

Autor: KASA (Gast)
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Patrick J. schrieb:
> Klar hast Du dann in der ersten Sekunde den Kondensator noch nicht voll
> - wenn's da drauf ankommt, die Spannung am C vom µC erfassen und erst
> frei geben, wenn der C geladen ist.

Das ist kein Problem, das ganze steht erstmal ein paar Sekunden oder 
sogar Minuten still bevor sich der Ring dreht

Der Widerstand begrenzt dann also den ladestrom vom Kondensator?
So?


      +------+---------|<---+-----Plus in
      |      |    |_        |
      |      <    /\ D      |
   Voltage  R<    |         |
     Reg.    +----+         |
      |          Plus      Motor
Controller       Elko       |
      |          Minus      |
      |           |         |
      +---------------------+------Gnd

Autor: Patrick J. (ho-bit-hun-ter)
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Hi

KASA schrieb:
> So?

So dachte ich Es mir - unschön sind halt die beiden Dioden.
Durch die Erste (waagerechte) bleibt 'Spannung auf der Strecke', Die den 
C gar nicht erst laden kann.
Durch die Zweite bleiben von dieser schon reduzierten Spannung wieder 
was hängen - je nach Größe des R. Bei entsprechend geringer Abnahme 
könnte die Diode auch entfallen und der 'Notstrom' muß sich halt auch 
durch den R quälen.

MfG

: Bearbeitet durch User
Autor: KASA (Gast)
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Ich denke Ich Probier das einfach mal aus, Dioden sind unterwegs, ein 
paar Kondensatoren hab ich hier.
Der Microcontroller sollte ja nicht soviel ziehen oder, selbst mit 
voltage regulator.

Autor: oszi40 (Gast)
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Stephan schrieb:
> Ich würde die Diode durch Diode + 5-10 Ohm in Reihe ersetzen.

KönnTE man tun, aber was nützt eine gesunde Steuerung wenn der 
Schrittmotor für einige Zeit keinen ausreichenden Haltestrom bekommt? 
Dann steht er irgendwann an einer undefinierten Stelle.

Wahrscheinlich besteht das Übel eher aus induktiven Spitzen des Motors, 
die dann Ärger in der restlichen Schaltung verursachen oder einem recht 
schwächlichen Netzteil???

Autor: KASA (Gast)
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Das der Schrittmotor für ein paar ms keinen Haltestrom kriegt ist kein 
Problem, er dreht sich sehr langsam, die Last ist ausgewuchtet (der 
Stepper dreht sich nichtmal wenn ich den Strom abschalte, egal in 
welcher Position) und außerdem wird er nach jeder Umdrehung per 
Lichtschranke neu kalibriert.

Autor: Stephan (Gast)
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oszi40 schrieb:
> KönnTE man tun, aber was nützt eine gesunde Steuerung wenn der
> Schrittmotor für einige Zeit keinen ausreichenden Haltestrom bekommt?
> Dann steht er irgendwann an einer undefinierten Stelle.

Das ist aber allen Lösungen gemein, die nur die Versorgung für den 
Controller puffern.
Die 5-10 Ohm verursachen aber vmtl. weniger Drop als die Diode beim 
Betrieb aus dem Kondensator und sind damit bei Betrieb mit Linearregler 
besser als die Kombi Diode parallel zu Widerstand nur für die 
Notversorgung.

Wenn der Motor mitversorgt werden kann muss ein größerer Kondensator vor 
den Motor und eine Induktivität + Freilaufdiode in die Versorgung. Die 
"Notstromversorgung" für den Kontroller muss aber eigentlich immer sein. 
Nur der Ladestrom muss nicht noch zusätzlich begrenzt werden.

oszi40 schrieb:
> Wahrscheinlich besteht das Übel eher aus induktiven Spitzen des Motors,
> die dann Ärger in der restlichen Schaltung verursachen oder einem recht
> schwächlichen Netzteil???

Kann sein. das wird aber durch die Tiefpasswirkung des 
Serienwiderstandes schon leidlich abgefangen, anders als bei einem 
Widerstand nur im Notstromzweig.

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