Ich habe ein einfaches µC-Projekt mit nicht allzu sensiblen Signalen was die Spannungsversorgung betrifft (2 x ADC-Kanäle [Auswertung von Potentiometerstellung], 1 x LCD-Display über 4-Bit-Interface, 2 x PWM zur Ansteuerung von zwei H-Brücken + 2 x Digitalsignal als Richtungssignal [ beides für zwei Motoren angeschlossen an eine Motortreiberplatine]) Ich würde gerne aus (konstruktiven) Designgründen (kann ich noch darauf eingehen, wenn es wirklich von Interesse ist) statt eines normalen 7805 Linearregler einen BEC (also eine Art Schaltregler mit 5V Ausgang) verwenden, um meinen µC zu versorgen. Ich meine, bei beiden Spannungsreglern muss man ja mit diversen (Abblock- und Entstör-) Kondensatoren das Rauschen und die Welligkeit der Versorgung in den Griff bekommen - beim Schaltregler ist dies umso wichtiger. Ich sehe bei µC-Projekten eigentlich nie Schaltregler als Versorgung sondern immer nur in Kombination mit Linearreglern. Auf dem Oszi habe ich unter normalem Gebrauch keine Welligkeit oder Rauschen auf der Versorgung feststellen können, wenn ich einen Schaltregler einsetze. Sprechen andere Gründe dagegen, einen Schaltregler einzusetzen, wenn die Anwendung keine sehr hohe Genauigkeit (bei der Umwandlung von analogen Signalen über die ADCs) vorschreibt?
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Timo N. schrieb: > Ich sehe bei µC-Projekten eigentlich nie Schaltregler als Versorgung > sondern immer nur in Kombination mit Linearreglern. Wenn Du in der Lage bist, ein vernünftiges Layout zu erstellen und Dich auch sonst in der Analogtechnik gut auskennst, dann wird es auch mit Schaltreglern gut funktionieren. Bei solchen Projekten trennt sich die Spreu vom Weizen.
MCs brauchen nur ein paar mA, da lohnt es sich meist einfach nicht. Ein Schaltregler wird immer teurer, grösser und komplizierter sein. Einen Wirkungsgradvorteil muss man erst mal nachweisen bei so kleinen Leistungen (Eigenverbrauch des Reglers, bei linearen inzwischen im µA-Bereich) . Wenn sonst nichts weiter nichts nennenswertes an den 3,3 oder 5V hängt, denke ich bis 12V Eingangsspannung nicht mal drüber nach.
Timo N. schrieb: > Ich sehe bei µC-Projekten eigentlich nie Schaltregler als Versorgung > sondern immer nur in Kombination mit Linearreglern. Oha, dann schau mal genauer hin. Bei Hobbybastlern kommen oft Linearregler zum Einsatz, ja. Grund hierfür: Sind sind wesentlich einfacher beherrschbar. Aber sobald Effizienz gefragt ist sind Schaltregler da. Schau doch einfach mal in deinen Computer, da steckt auch ein Mikrocontroller drin aber der wird sicher nicht von einem Linearregler versorgt. ;)
Timo N. schrieb: > Ich sehe bei µC-Projekten eigentlich nie Schaltregler als Versorgung > sondern immer nur in Kombination mit Linearreglern. Privat nehm ich manchmal Boost, um von 1,5V auf 3V3 zu kommen. In der Arbeit haben wir fast zu 100% Schaltregler, und Analogtechnik haben wir immer. Grund: Wir haben fast immer 24V-Versorgung (18-30V), und selbst bei nur 50mA wird ein Linearregler recht groß. Im Normalfall wird man kein Problem haben, wenn man die Auslegung sauber macht. Das ist auch nicht übermäßig schwierig, man kann hier einfach nach dem Datenblat vorgehen. ich lege den Rippel meist auf <10mV aus. Für analoge Schaltungsteile muss man manchmal LC-Filter verwenden. Wenn der Schaltregler halbwegs modern ist (>1MHz) wird man dort aber mit winzigen Bauteilen auskommen. Für die Potis ist der Rippel relativ egal, denn die kann man ratiometrisch (Relativmessung) auswerten, treten Störungen auf der Versorgung gar nicht in Erscheinung. Man muss nur mit der EMV etwas aufpassen, Filter mit Ferritbeads am Versorgungseingang und in der Ausgangsspannung können sinnvoll sein. Nenne mal Daten (Eingangsspannung, Strom), dann kann man dir konkrete Vorschläge machen.
H.Joachim S. schrieb: > MCs brauchen nur ein paar mA, da lohnt es sich meist einfach nicht. Ein > Schaltregler wird immer teurer, grösser und komplizierter sein. wenn hohe Eingangsspannungen ins Spiel kommen und sowieso noch Zubehör versorgt werden muß z.B. Wordclock dann spare ich mir bei 5V doch den extra Linearregler für den µC. Dito bei meinem AVR NETIO der sich aus der Fritzbox Spannung 12V seine 5V holt, dort waren Linearregler drauf die sogar einen extra KK brauchten, ersetzt zu Recom R785 und R7833. Also so lasse ich Lienarregler extra für µC nicht gelten.
Moinsen, bei einem ATtiny habe ich gerade einen Linearregler gegen einen Schaltregler (RI2412S) ersetzt. Der ganze µC wird in Epoxidharz eingegossen (weil unter Wasser) und der Linearregler wurde einfach zu heiß.
Timo N. schrieb: > mit nicht allzu sensiblen Signalen was die Spannungsversorgung betrifft > (2 x ADC-Kanäle [Auswertung von Potentiometerstellung Du jast offenkundig doch eine sensible Versorgung, die Frage ist, wie genau du die Potistellung auflösen willst, alle 1024 oder bloss 10 Stellungen. Timo N. schrieb: > inen BEC (also eine Art Schaltregler mit 5V Ausgang Ein BEC ist mitnichten immer ein Schaltregler, sonder bedeutet zunächst mal nur dass die Elektronikspannung aus dem Fahrakku gewonnen wird. Und du hast Motoren, also grosse Störquellen. Wenn du deine Potis bis 1/1024 stabil auflösen willst, schlägt der uC Hersteller sowieso vor den uC während der Analogwandlung in sleep zu legen damit er seine eigene Umwandlung nicht stört und er schlägt vor AVCC (aus dem du AREF gewinnen wirst) per LC Filter zu sieben, die Potis werden aus der gesiebten Spannung versorgt, hängen also an AGND und AVCC. Es kann immer noch passieren, dass die Motoren per Funkstürung stören, also sollten sie prr Filter entstört werden. Ob Linearregler oder Schaltregler ist dein kleinstes Problem, bei den paar Milliampere tut es ein Linearregler, besser als 7805, eher LP2950-5.0
Schaltregler sind in der Industrie mittlerweile eigentlich eine Selbstverstaendlichkeit. Jedenfalls wenn es ein Minimum an Gruenden gibt auf die Energiefizienz zu schauen. Schaut z.B mal auf einen LTC3642, Iq ist da 12uA oder TPS62120 mit 11uA. Und ich bin mir sicher das es noch besseres gibt wenn man etwas laenger sucht. Olaf
Dann war meine Wahrnehmung falsch, dass vorwiegend Linearregler bzw. Schaltregler nur mit nachgeschaltetem Linearregler verwendet werden und ich kann damit vermutlich nicht viel falsch machen, wenn ich mir den Linearregler spare. Hatte aufrund der höheren Ripple bei Schaltreglern immer so die Vorstellung, dass das bei µC eigentlich nicht verwendet werden sollte. Zum Aufbau meines Projekts (für Interessierte): 2 x 12V-Motoren - 0,5m Leitung (2 x 2,5mm²) - H-Brücken-Board - 1,5m CAT5 LAN-Kabel zur Übertragung von 2xPWM, 2xRichtungssignal, 5V und GND - Steuerungsplatine mit µC (ATmega32) - 0,1m Telefonleitungsadern (3 Adern GND,5V,Signal)- 2 Potis (Steuerung der zwei Motoren über Signal der Potis) Steuerplatine und H-Brücke und Motoren sind also örtlich getrennt. EMC-Störeinflüsse sollten nicht so dramatisch sein. Beim H-Brücken-Board sitzt mein Akku mit 12 - 14V. Ich möchte an dieser Stelle beim Akku den BEC (ist sicher ein Schaltregler, da ich eine Speicherdrossel auf dem Board des BECs erkennen kann, leider kann ich den genauen IC nicht erkennen) unterbringen und die Versorgung (5V) des µC über das LAN-Kabel realisieren. Sonst müsste ich ein separates Kabel vom Akku zur Steuerungsplatine ziehen und dort entweder Linear- oder Schaltregler verwenden. Der BEC hat schon einen "Kondensator" an Board. Auf meiner Steuerplatine sind am Versorgungseingang auch ein 1000µC Elko und die im Datenblatt des ATmega32 vorgeschriebenen 100n Kerkos an den VCC Pins. An AVCC hat der µC eine Drossel 10µH nach VCC und einen Kondensator 100n nach GND LAN-Kabel wurde nur gewählt, da das Stecksystem einfach ist und die entsprechenden Buchsen und Kabel auch verfügbar sind. Es läuft kein Ethernet darüber oder so, sondern eben nur die 5V, GND, 2xPWM mit 4khz Frequenz und die Richtungssignale (die haben ja keine hohe Dynamik) mit 5V-Logikpegeln. Irgendwelche Einwände?
Timo N. (tnn85) schrieb: >Dann war meine Wahrnehmung falsch, dass vorwiegend Linearregler bzw. >Schaltregler nur mit nachgeschaltetem Linearregler verwendet werden und Na nicht doch. Linearregler sind noch voll in in µC-Schaltungen mit niedrigem Verbrauch, und wenn Rohspannung nicht zu hoch gegenüber der stabilisierten Spannung. Die Wahrnehmung der anderen, die da glauben, daß nur noch Schaltregler verwendet werden, ist dagegen eher irrig. Denn auch wenn es inzwischen Schaltregler mit nur µA Eigenstromverbrauch gibt, so ist doch der Aufwand für deren Einsatz wohl doch etwas höher als bei einfachen linearen Reglern. Grad mal auf mein neu erstandenes STM32-DiscoveryBoard geschaut - kein einziger Schaltregler, dafür zwei Linearregler.
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> Dann war meine Wahrnehmung falsch, dass vorwiegend Linearregler bzw. > Schaltregler nur mit nachgeschaltetem Linearregler verwendet werden und > ich kann damit vermutlich nicht viel falsch machen, wenn ich mir den > Linearregler spare. Du kannst da schon etwas falsch machen. Aber man kann es halt auch richtig machen. :-) Und deine Ansprueche an die Schaltung sind eher gering. Wenn schon mach dir eher Sorgen wegen deiner Motoren. > Hatte aufrund der höheren Ripple bei Schaltreglern immer so die > Vorstellung, dass das bei µC eigentlich nicht verwendet werden sollte. Du kannst den Ripple beim Design des Schaltregler einstellen. Und bei hoeheren Anspruechen auch noch extra LC-Filtern. Allerdings halte ich das bei deiner Anwendung nicht unbedingt fuer notwendig. > Na nicht doch. Linearregler sind noch voll in in µC-Schaltungen mit > niedrigem Verbrauch. Die Wahrnehmung der anderen, die da glauben, daß Kommt drauf an in welchem Bereich man arbeitet. > Grad mal auf mein neu erstandenes STM32-DiscoveryBoard geschaut - kein > einziger Schaltregler, dafür zwei Linearregler. Also bitte. Das ist nicht Industrie sondern gelangweiltes Larifaridesign von einem Aushilfsstudenten oder einem FAE den man dazu verdonnert hat. Und natuerlich ist der Hauptanspruch dort so billig wie irgend moeglich, Stromverbrauch egal, entwaermung egal. Olaf
Ok, einigen wir uns darauf, dass beides eingesetzt wird - Linear und Schaltregler. Das reicht mir schon. @Olaf: Was meinst du mit "Sorgen machen bei den Motoren"?
H.Joachim S. schrieb: > MCs brauchen nur ein paar mA, da lohnt es sich meist einfach nicht. Ein > Schaltregler wird immer teurer, grösser und komplizierter sein. Das kann man so nicht verallgemeinern. Ich versorge mittlerweile kleine Handheld-Geräte mit AVR und Display (braucht 5V) gerne aus Lipo-Zellen. Da hat man dann die Wahl zwischen 2S Akku und Linearregler, was schlechten Wirkungsgrad gibt und beim Laden (eigentlich) einen Balancer braucht. Oder man nimmt eine Einzelzelle und einen Stepup (z.B. MCP1640). Dann kann man einfachst per TP4056 am USB laden. Letzteres ist mittlerweile klar die bevorzugte Variante. Für den Stepup habe ich mir ein kleines Platinchen gemacht, weil der wirklich besser eine Massefläche hat. Das packe ich dann als Modul auf die Hauptschaltung (fast immer auf Lochraster). Sternförmige Masse am Schaltregler und gut ist.
Meine AlarmSau läuft auch mit einem Schaltregler auf Lochraster. Kein Problem mit der Messung der 14V Akkuspannung mit 10 Bit. Edit: Sogar mit doppeltem Schaltregler. Einmal von 230V auf 12/14V und dann von 12V auf 5V runter. Der erste Regler läuft bei geringer Last (die ganze Platine nimmt bei vollem Akku nur 0,7W aus der Dose) auch noch im Burst-Mode.
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Axel S. schrieb: > braucht. Oder man nimmt eine Einzelzelle und einen Stepup (z.B. > MCP1640). Dann kann man einfachst per TP4056 am USB laden. Letzteres ist > mittlerweile klar die bevorzugte Variante. Ein kleiner Tipp: Für solche Aufgaben ist der MCP16252 sehr praktisch: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20005173B.pdf Der hat den Vorteil, dass er extrem sparsam ist - er braucht nur 6µA. Man kann damit auch Dinge wie Uhren mit µC drin betreiben mit Laufzeiten im Monate-Jahre-Bereich. Und er macht die Batterien so richtig leer - bis runter auf <0,6V. Wer also schon immer seine Projekte mit "leeren" Batterien betreiben wollte, damit klappt das ;-)
soso... schrieb: > Axel S. schrieb: >> braucht. Oder man nimmt eine Einzelzelle und einen Stepup (z.B. >> MCP1640). Dann kann man einfachst per TP4056 am USB laden. Letzteres ist >> mittlerweile klar die bevorzugte Variante. > > Ein kleiner Tipp: > Für solche Aufgaben ist der MCP16252 sehr praktisch Kenn ich. Der ist nur ein winziges bißchen besser als der 1640er (Iq 14µA vs 19µA). Kann dafür etwas weniger Strom. Und den 1640er gibts in einer Variante ohne PFM. Der braucht dann zwar etwas mehr Energie im PWM Mode, macht dafür aber weniger Rippel. Womit wir wieder onT wären. > Und er macht die Batterien so richtig leer - bis runter auf <0,6V. In dieser Disziplin liegt der 1640 sogar vorne. Aber mit einer Lipo Zelle muß man nicht unter 2.5V gehen.
svensson schrieb: > Moinsen, > bei einem ATtiny habe ich gerade einen Linearregler gegen einen > Schaltregler (RI2412S) ersetzt. Der ganze µC wird in Epoxidharz > eingegossen (weil unter Wasser) und der Linearregler wurde einfach zu > heiß. Meine Antwort betrifft jetzt nicht die ursprüngliche Frage. Daher das Vollzitat. @ svenson: Epoxydharz ist meist nicht 100% wasserdicht. Nimm lieber was mit Polyurethan. Also ein Gießharz, beispielsweise eines welches zum Vergießen von Kabelmuffen verwendet wird.
Axel S. schrieb: > Kenn ich. Der ist nur ein winziges bißchen besser als der 1640er (Iq > 14µA vs 19µA). Kann dafür etwas weniger Strom. Und den 1640er gibts in > einer Variante ohne PFM. Der braucht dann zwar etwas mehr Energie im PWM > Mode, macht dafür aber weniger Rippel. Womit wir wieder onT wären. Stimmt. So genau hab ich mir den 1640er noch gar nicht angesehen, muss ich ehrlich gestehen. Für das Projket, wo ich ihn zum ersten mal eingesetzt habe, war der Stromverbrauch bei sehr kleinen Strömen kritisch (ich brauchte nur ca 20µA), da hüpfte der halt aus dem Selektor. Nachdem ich mit der Funktion von dem Teil sehr zufrieden bin, habe ich mir die anderen nie so genau angesehen ;-)
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