Power PCB - Input Filter & Co

[Martin Z. (mzahedi)]

Hallo liebe Community,

ich bin ein Student und sitze gerade an meine Diplomarbeit wofür ich 
eine PCB entwerfen soll. Ich habe die AHS besucht und habe gerade 4 
Jahre Erfahrung in der "Elektronik Welt" gesammlt, also habt bitte 
Geduld mit mir :) Ich freue mich über konstruktive Feedbacks!

Nun, zu der Aufgabestellung: ich soll an eine Indoor-Navigation-Lösung 
arbeiten. Der Roboter exisiert bereits. Sein Innenleben besteht aus 
einem RPI, einem Monitor, einem Audio Verstärker und einem 
Mikrocontroller.

Die Spannungsversorgung erfolgt über einen 12V Blei-Akku:
https://www.conrad.at/de/bleiakku-12-v-15-ah-panasonic-12-v-15-ah-lc-ca1215p1-blei-vlies-agm-b-x-h-x-t-151-x-100-x-98-mm-flachstecker-635-mm-250891.html

Die Batterie wird an J7 angeschlossen. Über einen Button, verursache ich 
einen Kurzschluss wodurch mein Input-Filter "aktiviert wird". Er besteht 
aus einem Verpolschutz (nmos Q1) und einem Tiefentladeschutz (siehe 
RV1). Über den Kurzschluss stelle ich die +12V auf der Platine zur 
Verfügung. Relais schließt und bleibt geschlossen. J9 ist der Ausgang zu 
einem Buck-Modul. J11 ist der Input vom Buck-Modul. J20 & J21 sind 
Pinheader, extra vorgesehen um den RPI bei Bedarf mit extra 5V Spg zu 
versorgen, e.g.. J32 ist der USB Connector für den RPI. J16 versorgt den 
Monitor und den Audio Amp. Der Monitor kann mit 12 - 13.5V und der Audio 
Amp mit 6 - 16V versorgt werden. Die +12V führen noch zu einem 
Overcurrent Protection Circuit wo ein High Side Switch für zwei 
Boost-Module vorgesehen ist (siehe 
Beitrag "Overcurrent Protection Circuit Op Amp - Input Common-Mode Voltage", wobei ich die korregierte 
Schaltung nicht upgeloaded haben - aber fürs Verständnis reicht es denke 
ich). Die Boosts versorgen die 36VDC Motoren. Zuletzt haben wir den PWR 
Molex Verbinder. An +12P wird die Ladestation angeschlossen.

Nun folgende Probleme sehe ich:

* Mein Input-Filter schützt meine Peripherie nicht vor einer möglichen 
Verpolung. Wenn man V+ & V- vertauscht und den Button betätigt, habe ich 
für ein paar Millisekunden (?) negative Spannung an folgende 
Peripherien: Buck, Monitor und Audio Amp.

* Der Akku soll mit 14,7 V aufgeladen werden. Das führt dazu dass ich 
für die Peripherie wiederum einen Überspannungsschutz (VdS) bräuchte. 
Ich würde sagen, der Monitor ist der Wackelkandidat weil V+ auf 12 - 
13,5 V eingeschränkt ist. Dem Buck-Modul ist das ja egal .. dh die 5V 
Peripherie ist davon nicht betroffen

Ich habe mir die letzten Tage alle möglichen Lösungen im Net angesehen. 
Ich habe mir den LM317 zB angeschaut. Er liefert nur 1,5 A am Ausgang 
und hat außerdem noch eine Input-to-output differential voltage von 
mind. 3 V. Hier hätte ich "zu wenig" Strom und weiterhin das Problem 
mitm VdS. Ich habe mir eine Lösung mit einem Relais für Automatic 
Shut-Off angesehen, hier ist die Schaltung einfach nicht verlässlich 
genug.

Könnt ihr mir bitte helfen meine Probleme zu lösen? Ich wäre euch sehr 
dankbar und bedanke mich im Voraus. Ich habe ebenso absolut nichts 
dagegen wenn jemand ein Papier und einen Stift zur Hand nimmt um mir 
weiterhelfen zu wollen :)

Und weiterer Punkt: genügen die Pufferkondensatoren od war ich da 
geizig? :)

Bei Unklarheiten kann man mich gerne Fragen.

LG aus Wien

[Michael K. (Gast)]

Ohje ...
Sag ich das jetzt nett oder ehrlich ...
Das Problem ist das Du wenig Ahnung von Elektronik hast, zu kompliziert 
von hinten durch die Brust ins Auge denkst, in wortreichster Prosa ein 
Problem beschreibst das Du selbst erst fabriziert hast ohne uns aber 
über die eigentlich zu lösenden Aufgabe zu informieren.
Dazu unvollständige Schaltpläne.
Wozu Pufferelkos dienen und warum das hier ohne weitere Angaben völliger 
Käse ist, hast Du nicht verstanden.

Eine Tiefentladeschutzabschaltung über Poti am Mosfet Gate, ohne 
Hysterese, im Ernst?
Schmeiss das alles weg, definiere was Du eigentlich tun willst und lese 
mal was über Lade und Betriebspannung eines Blei Akkus.

Einem Hobby Bastler würde ich mehr sagen, aber mal im Ernst, das ist 
DEINE Diplomarbeit und da darf man wohl etwas mehr erwarten.

[Martin Z. (mzahedi)]

Michael K. schrieb:
> Das Problem ist das Du wenig Ahnung von Elektronik hast
Gut dass du das anhand eines od max. zwei Beiträge beurteilen kannst. 
Ich bin kein Schaltungstechniker wie du selbst siehst aber deine 
Beurteilung ist ein bisschen frech, ganz ehrlich.

> in wortreichster Prosa ein Problem beschreibst das Du selbst erst fabriziert
> hast ohne uns aber über die eigentlich zu lösenden Aufgabe zu informieren.
Das habe ich mMn getan. Was denkst du, was ich hier tue? Wenn ich ein 
Profi wäre, würde ich nicht hier Hilfe suchen od? Macht Sinn für mich.

> Wozu Pufferelkos dienen und warum das hier ohne weitere Angaben völliger
> Käse ist, hast Du nicht verstanden.
Da hast du recht. Aber ich möchte nicht meinen gesamten Schaltplan zur 
Verfügung stellen außer wenn es sein muss. Es gibt ja so viele nette 
Menschen die sich schnell lustig machen.

> Schmeiss das alles weg
Wenigstens bist ehrlich. Danke für nichts.

[Michael K. (Gast)]

Martin Z. schrieb:
> aber deine
> Beurteilung ist ein bisschen frech, ganz ehrlich.
Ist nicht schwer zu beurteilen wenn man die Schaltung sieht.
Meine Beurteilung ist nur nicht das was Du hören möchtest.

Eine Diplomarbeit dient zum Nachweis Deines Könnens und ist durchaus 
eine professionelle Arbeit.
Später wirst Du mit Deinem Diplom auf die Arbeitswelt losgelassen und 
ich habe ein berechtigtes Interesse daran Kollegen zu bekommen die nicht 
durch Copy / Paste und fremder Leute Forumsarbeit zum Erfolg gekommen 
sind, sondern durch Fleiß, Kreativität und der Fähigkeit simpelste 
Probleme durch Eigenleistung zu lösen.
Kritikunfähige Pfeifen die zwar Ihr Diplom haben aber keinen Ehrgeiz 
sich solange mit Wissen vollzusaugen bis sie gut genug sind ihr Gehalt 
auch zu verdienen, gibt es schon genug.

Schluck Deinen verletzten Stolz runter und fang an Deinen Job zu machen.
Oder Du sagst Deinem Prof das Du was simpleres brauchst.

[Martin Z. (mzahedi)]

Michael K. schrieb:
> Ist nicht schwer zu beurteilen wenn man die Schaltung sieht.
> Meine Beurteilung ist nur nicht das was Du hören möchtest.
Gut dass du eben anhand einer Problemstellung dies beurteilen kannst. 
Schaltungselektronik deckt nicht den kompletten Elektronik-Bereich ein. 
Aber gut, denke dir was du willst.

> Eine Diplomarbeit dient zum Nachweis Deines Könnens und ist durchaus
> eine professionelle Arbeit.
> Später wirst Du mit Deinem Diplom auf die Arbeitswelt losgelassen und
> ich habe ein berechtigtes Interesse daran Kollegen zu bekommen die nicht
> durch Copy / Paste und fremder Leute Forumsarbeit zum Erfolg gekommen
> sind, sondern durch Fleiß, Kreativität und der Fähigkeit simpelste
> Probleme durch Eigenleistung zu lösen.
Scheinst ein bisschen selbst überzeugt zu sein, nicht? Soziale Kompetenz 
scheinst du ja nicht zu beherschen.

> Schluck Deinen verletzten Stolz runter und fang an Deinen Job zu machen.
> Oder Du sagst Deinem Prof das Du was simpleres brauchst.
Ist das mein Stolz od ist das deine schlechte Laune? Denn außer unnötige 
Kritik ohne jegliche Anhaltspunkte zu bringen tust du auch nicht mein 
lieber.

[Martin Z. (mzahedi)]

Dass ich meinen "Stolz runtergeschluckt habe", zeigt alleine der 
Forum-Beitrag. Ich mache mich damit zur Zielscheibe für 
möchte-gern-Besserwisser die hier ohne jeglichen persönlichen Kontakt 
mit ihrem Wissen angeben können. Ich denke, auch du hast mal klein 
angefangen. Entweder empfiehlst du mir eine hilfreiche Literatur od du 
lässt es gut sein.

[MiMa (Gast)]

Hallo,

muss ehrlich gestehen nicht alles gelesen zu haben aber wenn es dir nur 
darum geht von 14,7V auf 13,5V zu kommen und einen Verpolungsschutz zu 
haben, dann nimm 2 Dioden in Serie und gut ist :-) Mit den Verlusten 
musst du halt leben.

Alternativ eine Schottky + DCDC am Eingang

Grüsse

[Michael K. (Gast)]

Martin Z. schrieb:
> Soziale Kompetenz
> scheinst du ja nicht zu beherschen.
Du verwechselst da was.
Sozialkompetenz bedeutet auch jemanden in den Arsch zu treten der vor 
lauter rumheulen nicht dazu kommt mal die Arbeit zu machen für die er 
bezahlt wird, bzw. für die er sich ausbilden lässt.

Martin Z. schrieb:
> Denn außer unnötige
> Kritik ohne jegliche Anhaltspunkte zu bringen
Meine Laune ist fantastisch und ich habe Dir sehr deutlich gesagt was 
ich an Deiner Arbeit vermisse und warum es wichtig ist das Du den Arsch 
hochbekommst und nicht darauf wartest das jemand Deine Arbeit macht.

Martin Z. schrieb:
> Scheinst ein bisschen selbst überzeugt zu sein
Ja, weil ich mich selbst auch diesem Anspruch stelle und mich so lange 
in ein Problem verbeisse bis ich es gelöst habe oder mein Scheitern 
eingestehen muss. Ich weine aber nicht rum wenn mir jemand sagt das es 
an meiner Arbeitsweise, und an meiner fehlenden Bereitschaft liegt die 
Basics zu lernen, liegt, das ich festhänge.

Martin Z. schrieb:
> Dass ich meinen "Stolz runtergeschluckt habe", zeigt alleine der
> Forum-Beitrag. Ich mache mich damit zur Zielscheibe für
> möchte-gern-Besserwisser
Nein, Du suchst einen Dummen der Dein Chaos sortiert und Dir hackeklein 
aufbereitet was Du tun must um eine Funktion zu erreichen die Du nicht 
kurz und verständlich beschreiben kannst.
Das 'möchtegern' kanst Du streichen, denn wenn das der Wissenstand und 
Arbeitsweise eines Diplomanten ist, dann ist es um die Qualität unserer 
Studiengänge eher schlecht bestellt und keine Kunst es besser zu wissen.

Martin Z. schrieb:
> Schaltungselektronik deckt nicht den kompletten Elektronik-Bereich ein
Aha, Elektronik ja, aber mit Schaltungen hast Du es nicht so, das sollen 
andere für Dich lernen um Deine Probleme zu lösen.
Auch eine saubere Definition was das Ding eigentlich machen soll, das 
andere für Dich entwickeln sollen, ist Dir zu kompliziert.
Klasse Einstellung.
Ich sehe den Fachkräftemangel jetzt ganz bildlich vor mir.