Hallo Community,
auf meiner Suche nach einem Step Down Converter habe ich ordentlich die
SuFu benutzt, leider gehen die meisten Threads aber nicht über "probier
es doch aus" hinaus.
In diesem Sinne hab ich genau das getan und will kurz meine
Beobachtungen mit euch teilen in der Hoffnung zukünftigen Generationen
einen Anhaltspunkt zu geben.
Ziel: uC in dem Fall myRio mit Spannung aus dem KFZ Netz versorgen.
Testsubjekt: DC/DC Buck Converter:
https://www.amazon.de/gp/product/B01MQGMOKI/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1
Testhardware: Picoscope 2000er Reihe.
Bild 1 und 2 zeigen die Messungen mit jeweils anderer Zeitskala. Rot ist
die Spannung von der Batterie kommend, Blau der Ausgang des Converters.
In dem Fall auf irgendwas mit 9.7V eingestellt.
Gemessen wurde mit der oben genannten Last (myRio)
Fazit: Mit meinem Laienwissen bin ich sehr überrascht wie sauber der
Converter arbeitet. Die Screenshots sind alle mit laufendem Motor bei
Leerlauf (1600rpm) gemacht worden. Das selbe Bilder zeigte sich aber
auch als ich mit dem Gasgriff gespielt habe.
Ich hoffe das hilft dem einen oder anderen weiter.
//Max
Max schrieb:> Mit meinem Laienwissen bin ich sehr überrascht wie sauber der> Converter arbeitet
Na ja, es ist ein Spannungsregler, jede kann das (Linearregler noch
sauberer). Die grössten Störungen kommen von Masse.
Aber relevant im Fahrzeug ist nicht die Spannung wenn alles fabrikneu in
Ordnung ist, sondern wie sich die Elektronik bei Störungen verhält, und
die Liste der Störungen nach ISO16750 und LV124 ist lang.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
Und denke nicht, dein Fahrzeug hat keine Störungen, nie. Jedes Fahrzeug
hat früher oder später Störungen, weil der Akku schlecht ist, eine
Masseklemme locker ist, ein Flachstecker abfällt (und dabei Masseblech
berührt), es an ein Ladegerät muss oder auch nur eine Halogenlampe mit
Plasmabildung und Puff durchbrennt bis die Sicherung zuschlägt.
Michael B. schrieb:> Und denke nicht, dein Fahrzeug hat keine Störungen, nie. Jedes Fahrzeug> hat früher oder später Störungen, weil der Akku schlecht ist, eine> Masseklemme locker ist, ein Flachstecker abfällt (und dabei Masseblech> berührt), es an ein Ladegerät muss oder auch nur eine Halogenlampe mit> Plasmabildung und Puff durchbrennt bis die Sicherung zuschlägt.
Und nicht zu vergessen, dass der Converter nicht funktioniert wenn
Jupiter und Venus im Lot zueinander stehen und es der erste Sonntag nach
Vollmond ist.
Spaß beiseite :) :) Danke für deine Einschätzung, ich bin sicher du hast
recht. Will den Converter auch nicht "professionell" Einbinden, sondern
wenn es hoch kommt 10h pro Jahr für Testfahrten nutzen. Also alles reine
Hobbybasis, und dafür wollte ich mal einen Anhaltspunkt geben.
//Max
Diese Beurteilung mit DC und dem Oszilloskop taugt glaube ich eher
nicht. Schalte mal auf AC um und dann schau was für einen Ripple du
rausgetriggert bekommst. Gib mal vernünftig Gas (und am besten auch noch
Last) auf den Motor und belaste das Netz (Fernlicht an oder alles Licht
aus usw). Für eine vernünftige Beurteilung müsste man den DC/DC selbst
vernünftig belasten(Lastwiderstand / el. Last), eine Sprungantwort
aufnehmen (Lastsprung) und mit einem Bode-Analyzer den Phase-Margin
bestimmen. Die Leerlauf-Analyse eines DC/DCs ist ziemlich nichtssagen.
Die Kunst sind die verschiedenen Lastsituationen ...
123 schrieb:> Diese Beurteilung mit DC und dem Oszilloskop taugt glaube ich eher> nicht. Schalte mal auf AC um und dann schau was für einen Ripple du> rausgetriggert bekommst. Gib mal vernünftig Gas (und am besten auch noch> Last) auf den Motor und belaste das Netz (Fernlicht an oder alles Licht> aus usw). Für eine vernünftige Beurteilung müsste man den DC/DC selbst> vernünftig belasten(Lastwiderstand / el. Last), eine Sprungantwort> aufnehmen (Lastsprung) und mit einem Bode-Analyzer den Phase-Margin> bestimmen. Die Leerlauf-Analyse eines DC/DCs ist ziemlich nichtssagen.> Die Kunst sind die verschiedenen Lastsituationen ...
Ich besitze leider nicht das Wissen und die Geräte um deine Messungen
durchzuführen.
Verschiedene Drehzahlen, Licht an/aus hab ich versucht. Konnte nichts
großartig Feststellen.
Nochmal der Hinweis. Ich habe nicht den Anspruch eine professionelle
Auswertung zu machen, sondern ich will nur meinen Controller mit
Spannung versorgen. Der kann laut Angabe 6-16V und so lange der
ordentlich Läuft ist mir der Rest egal :)
Max B. schrieb:> ich will
Okay. Und so lange Du ihn an einem ruhigen Bordnetz ausprobierst, wirst
Du auch kaum Probleme feststellen können. Da wird der arbeiten wie nix.
Nur haben Deine Tests insofern auch allein die folgende Aussagekraft:
"An eine Autobatterie bzw. ein wirklich gänzlich störungsfreies Bordnetz
angeschlossen arbeitet der Wandler genau so, wie er soll."
Das aber würde doch auch niemand, der bei Verstand ist, bezweifeln.
Du kannst noch 100 mal schreiben: "Ich will nicht... sondern..."
Fakt ist und bleibt, daß Tests dieser Art dann auch niemandem helfen.
Auch Dir selbst nicht...
(Sofern Du nicht "Betrieb allein bei störungsfreier Bordspannung" als
Zielsetzung hattest - was man aber wiederum schon zuvor mit
überwältigend hoher Wahrscheinlichkeit faktisch als sicher hätte
annehmen können.)
Du verstehst...? ;-)
Nun, ganz exakt betrachtet hast Du doch einen (zuvor nicht völlig als
sicher abgeklärten) Umstand aufgedeckt:
Daß der Wandler überhaupt funktioniert.
was die anderen damit sagen wollen, teste es ausserhalb des Rollers an
einem Labornetzteil oder Schweißtrafo etc pp. Dort kannst Du den dann
belasten oder Störungen einstreuen etc ohne das eine Batterie alles
Glättet
Tatsächlich wird der Wandler bei stabilen 13,8V funktionieren. Jenseits
von den üblichen mikrocontroller.net Geflame gibt es reale
Schwierigkeiten.
Du kannst dir hier
http://www.analog.com/en/technical-articles/ltspice-models-of-iso-7637-2-iso-16750-2-transients.html
die Transienten ansehen. Was passiert z.B. wenn dein Wandler am Eingang
27V sieht?
Real kannst du die Probleme z.B. an den billigen
LED-Lampen-Nachrüst-Kits sehen. Die fangen nach einiger Zeit an zu
flackern.
Mir fällt zusätzlich noch auf, daß Du den Konverter direkt an der
Batterie hast, wo auch (aufgrund des Batterieinnenwiderstandes) die
wenigsten Störungen existieren.
Mindestens mal sollte man den Konverter (im Interesse der späteren
Betriebssicherheit) auch hinter den Sicherungskasten anschließen. Da
könnte es schon etwas anders aussehen.
Hi,
will hier nur ein paar Infos nennen für solche Basteleien.
Der Regler der Lichtmaschine regelt default auf 13.5V oder 13.8V.
Variiert je nach Hersteller und Endkunde natürlich.
Der Regler selbst kann von der ECU einen Setpoint von 10.6V-15.5V
bekommen.
Dieser Bereich ist nur unter normalen Bedingungen gültig.
Schaltest du Lasten an bricht die Spannung ein.
Beim Last abschalten kommen Spitzen bis deutlich über 20V.
Der Regler gleicht dies natürlich flott aus, die Transienten sind aber
dennoch zu beachten (Stütz- bzw. Filtercaps!)
Interessant sind dann eben Verbraucher die dauerhafte "Störungen" am
Boardnetz verursachen:
- Sitzheizung: böse PWM bei hoher Leistung
- Scheibenwischer: im Anschlag (zB Schnee am unteren Rand der Scheibe)
- Servolenkung: gerade diese wird fast immer nur bei nahezu
Leerlaufdrehzahl gebraucht (parken) --> hohe Last im Anschlag, wenig
Motordrehzahl zum schnellen Ausgleich
und und und....
Fazit: Es sind nicht immer nur "12V Dauerplus", da geht erheblich mehr
ab!
LG
Alfred
Max B. schrieb:> Will den Converter auch nicht "professionell" Einbinden, sondern> wenn es hoch kommt 10h pro Jahr für Testfahrten nutzen.
Da wäre ein Verpolschutzdiode am INPUT+ ganz nützlich, wenn ich mal
davon ausgehe, dass das Teile nur temporär angeklemmt wird. Leicht
passiert da mal eine Verwechslung.
Um die Bedenken der andern hier etwas abzumildern:
- nimm noch 100µF...470µF/35V an die Eingangspins des Reglers
- spendiere ein Spule (50-100µH) in Reihe zum INPUT+ (und der
Verpolschutzdiode)
Max B. schrieb:> Der kann laut Angabe 6-16V
Du musst jedenfalls damit rechnen, dass die Eingangsspannung zumindest
beim el. Motorstart auch mal kurzzeitig kleiner sein kann (je nach
Temperatur und Batteriezustand auch mal nur 7-8V), so dass die 9.7V ev.
auch mal nachgeben können. Wenn aber ein eventueller Reset beim
Controller während des Anlassen kein Problem darstellt, dann brauchst du
nicht weiter darüber nachzudenken.
Es kommt halt auch immer drauf an was man so treibt. Es sollen auch
Schaltungen mit einfachen Linearregler (7805) funktionieren. Natürlich
kann man sich denken „was brauch ich Verpolungsschutz? Ich weiss doch
wie ich es einbaue“, aber aus gutem Grund sind sämtliche Bauteile im
Auto so ausgelegt. Denk auch mal dran das Dein Auto mal in die Werkstatt
muss, verkauft wird, und und.
Bezüglich der Störgrößen im KFZ Netz haben die anderen schon recht,
unterschätze das nicht! Zudem soll sich Deine Schaltung nicht nur gegen
Zerstörung durch andere Teilnehmer schützen, sondern umgekehrt auch.
Eine Sicherung, ein Verpolungsschutz, eine Spule in Reihe oder ein
Varistor parallel sowie ein, zwei Kondensatoren zum puffern und filtern
von Oberwellen sollten auch bei privaten Basteileien unbedingt zum
Standard gehören.
Die Wahl des Spannungsreglers hängt ja auch von der zu betreibenden
Schaltung ab. Es gibt z.b, günstige, kleine, automotive geeignete (also
robuste) Linearregler für 500 mA.
Oft vergessen, oder unterschätzt, werden auch die teils extremen
Klimabedingungen im Fahrzeug (Temperatur, Feuchtigkeit). Alle Bauteile
müssen das aushaltrn ohne groß ihre Werte zu ändern. Mitunter muss man
auch Regler oder Signale temperaturkompensieren.
Auch sollte man immer dran denken das ein Auto auch mal längere Zeit
irgendwo rumstehen können muss, ohne das sich die Baterrie durch die
Schaltung entleert (z.b. im Urlaub, am Flughafen). Stromsparfunktionen,
z.b. Versorgung nur über Zündungsplus, mitbedenken.
Auch die I/O Ports sollten gegen Probleme wie verpolen, kurzschlüsse
nach Masse oder Plus geschützt sein.
Olli Z. schrieb:> Bezüglich der Störgrößen im KFZ Netz haben die anderen schon recht,> unterschätze das nicht! Zudem soll sich Deine Schaltung nicht nur gegen> Zerstörung durch andere Teilnehmer schützen, sondern umgekehrt auch.
Leider erschöpfen sich die meisten Threads zu diesem Thema in diesen
Warnungen. Klar sind die Verhältnisse im KFZ schwierig. Bei den
beliebten USB-Steckdosen für den Zigarettenanzünder habe ich auch
mehrere Typen durchprobieren müssen, bis die angeschlossenen Geräte ohne
gelegentlichen Reset durchlaufen. Die Frage ist aber wie sollte man es
machen? Beispielschaltungen wären da sehr hilfreich.
> Eine Sicherung, ein Verpolungsschutz, eine Spule in Reihe oder ein> Varistor parallel sowie ein, zwei Kondensatoren zum puffern und filtern> von Oberwellen sollten auch bei privaten Basteleien unbedingt zum> Standard gehören.
Hast Du da eine Beispielschaltung, mit der Du gute Erfahrungen gemacht
hast? Meine Versuche mit vorgenannten Aufbau waren leider etwas
instabil, wenn der Wagen bei -20 Grad eine Nacht draußen stand oder sich
im Sommer auf >50 Grad im Stand aufgeheizt hat.
Eigentlich hat Laberkopp im zweiten Post schon die wichtigste Quelle
genannt. Die dse FAQ ist eine hervorragende Sammlung. Man kann sich
stundenlang ins Thema einlesen und findet dort auch massig Beispiele
verschiedenster Schutzklassen.
DIE eine Schaltung gibts halt nicht.
Es kommt ja auch noch drauf an wo man die Schaltung betreibt, ob im
Innenraum an einer Stromquelle die womöglich schon vom Fahrzeug selbst
während des anlassens kurz abgeschaltet wird, oder im Motorraum an
Dauerplus.
Der Threadstarter scheint das auch gewusst zu haben, denn sonst hätte er
nicht den Titel „Nicht noch ein ....“ gewählt, oder?
Wir können natürlich alles hier nochmal wiederholen und nochmal
durchkauen, aber dadurch wird es weder besser noch richtiger.
Was man hier leisten kann ist auf die Probleme hinzuweisen und bei
konkreten Schaltungsfragen zu helfen. Grundlagenforschung ist in diesem
Forum (leider) falsch, das habe ich auch schon lernen müssen...
