Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Platine mit verschiedenen Spannungen


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von Thomas (Gast)


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Hallo,

ich möchte eine PCB bauen, welche folgende Funktionen erfüllen soll:
- ATMega328 (Versorgung mit 3.3V)
- Temperatur + Feuchtigkeit des Raumes messen, dazu wird der SHT85 
verwendet (3.3V)
- Can Bus: MCP2515 (3.3V) + MCP2562 (5V)
- Stromversorgung Feuermelder (12V)

Da ich in jedem Raum eine PCB Platine haben werde, und die 
Versorgungsleitung dadurch bis zu 20meter lang würd, würde ich auf die 
Versorgungsleitung 24V legen, damit durch den Spannungsabfall nicht <12V 
anliegen.

Nun habe ich 3 verschiedene Spannungen auf meiner Board (12V, 5V & 
3.3V).
Wie gehe ich da am besten nun am? 3 DCDC Wandler um je die Versorungen 
zu erreichen?

SHZ85 steht im Datenblatt min 2.15V, typ 3.3V und max 5.5V.
Kann ich diesen rein theoretisch auch mit 5V versorgen? Weil dann könnte 
ich meinen atmega + den SHT85 mit 5V versorgen und hätte nur eine 5V + 
12V Spannung auf meiner Board.

Danke für euer Feedback!

von georg (Gast)


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Thomas schrieb:
> Can Bus: MCP2515 (3.3V) + MCP2562 (5V)

Thomas schrieb:
> Weil dann könnte
> ich meinen atmega + den SHT85 mit 5V versorgen und hätte nur eine 5V +
> 12V Spannung auf meiner Board.

Ja was nun? Keine 3,3 V für den CAN-Bus?

Egal, Schaltregler sind die richtige Wahl - DC-DC-Wandler ist etwas 
missverständlich, meistens bezeichnet man so galvanisch getrennte 
Wandler, was hier nicht nötig ist.

Georg

von Thomas (Gast)


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Hallo,

Den Mcp2515 kann ich mit 5V und 3.3V betrieben.
Die Frage ist nur, kann ich den SHT85 permanent mit 5v betreiben?

von Manfred (Gast)


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Thomas schrieb:
> Den Mcp2515 kann ich mit 5V und 3.3V betrieben.

Du hast dafür zu sorgen, dass an Deinem AT328 keine Signale ankommen, 
die dessen Versorgungsspannung überschreiten.

MCP2515 (3.3V) bekommt seine 3,3 Volt, unsinnige Frage, da Du die 
Spannung sowieso hast.

MCP2562 (5V) bekommt 5 Volt und einen Pegelwandler, um die Eingänge des 
AT328 nicht zu überfahren.

von Mani W. (e-doc)


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Thomas schrieb:
> Da ich in jedem Raum eine PCB Platine haben werde, und die
> Versorgungsleitung dadurch bis zu 20meter lang würd, würde ich auf die
> Versorgungsleitung 24V legen, damit durch den Spannungsabfall nicht <12V
> anliegen.

Und jetzt meine Fragen:

Wie viele Platinen in wie vielen Räumen, was ist die Stromaufnahme pro
Platine und
wie hoch ist dann der Gesamtstrom?

Wie viele Leitungen benötigtst Du dafür, bzw. soll alles in einem
einzelnen Kabel stattfinden oder ist die  Versorgungsleitung extra?

20 Meter ist keine Länge und man kann es auch ausrechnen, je nach
Querschnitt, wie hoch der Spannungsabfall sein könnte!

Mit 24 Volt drauf fahren und dann wieder hinunter setzen halte ich
für nicht sinnhaft, außer Du hättest mehrere Ampere Strom und zu
dünne Leitungen...

Erzähl mal etwas genauer...

von MaWin (Gast)


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Thomas schrieb:
> SHZ85 steht im Datenblatt min 2.15V, typ 3.3V und max 5.5V.

Wohl SHT85.

> Kann ich
> diesen rein theoretisch auch mit 5V versorgen?

Sicher.

> Weil dann könnte ich
> meinen atmega + den SHT85 mit 5V versorgen und hätte nur eine 5V + 12V
> Spannung auf meiner Board.

Wäre wohl einfacher. Ob der Feuermelder die 12V wirklich so kritisch 
sieht, dass man mit 24V ankommen muss ?

von Jörg R. (solar77)


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Thomas schrieb:
> Versorgungsleitung 24V legen, damit durch den Spannungsabfall nicht <12V
> anliegen.

Du würdest bis zu 12V Spannungsverlust auf der Leitung zulassen? 
Vollkommen falscher Ansatz.

Um welche Ströme in mA der einzelnen Spannungen geht es?

Wie klein ist die Mindestspannung für den Feuermelder?

Ich würde ggf. 12V auf die Leitung legen. Wenn die benötigten 
Ströme/Leistungen bekannt wären könnte man einige Berechnungen 
anstellen.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Jörg R. schrieb:
> Ich würde ggf. 12V auf die Leitung legen. Wenn die benötigten
> Ströme/Leistungen bekannt wären könnte man einige Berechnungen
> anstellen.

Eben!

Der TO hat offensichtlich keine Ahnung, weder von mA noch
Leitungswiderstand oder Spannungsabfall (Verlust)...

Ist aber nicht böse gemeint, es kommt einfach so rüber!

von Jörg R. (solar77)


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Mani W. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Ich würde ggf. 12V auf die Leitung legen. Wenn die benötigten
>> Ströme/Leistungen bekannt wären könnte man einige Berechnungen
>> anstellen.
>
> Eben!
>
> Der TO hat offensichtlich keine Ahnung, weder von mA noch
> Leitungswiderstand oder Spannungsabfall (Verlust)...
>
> Ist aber nicht böse gemeint, es kommt einfach so rüber!

Thomas schrieb:
> und die
> Versorgungsleitung dadurch bis zu 20meter lang würd,

Vorausgesetzt dass die 20m die max. Entfernung zwischen DC-Versorgung 
und Last ist, bedeutet es 40m Leitung.

Bei 1,5qmm bedeutet dass ca. 480mV Spannungsverlust je Ampere Last.
Bei 2,5qmm sind es ca. 280mA.

Es relativiert sich etwas weil sich die Last auf mehrere Verbraucher 
(Platinen) auf der Strecke verteilt.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Der TO sollte mal Angaben liefern...

von Thomas (Gast)


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Hallo,

danke für eure Antworten & sorry für die fehlenden Details.
Ich fange nochmal von vorne ganz von vorne an:

Ich habe eine 230V AC Leitung, auf welche mit einem Netzteil (auf 
Hutschienen Basis) in DC Spannung umwandeln möchte.

Als Feuermelder verwende ich den Satel TSD-1, hier das Datenblatt:
https://www.satel.pl/de/download/instrukcje/tsd-1_io_de_0312.pdf
Ruhestrom ist mit 0.25mA angegeben, maximalStrom mit 24mA. 
Spannungstoleranz sind 12 V DC ±15%.

Die PCB hat auch einen Buzzer, welcher < 25mA bei 5V benötigt. gehen wir 
nun vom schlimmsten Fall aus und sagen wir, eine PCB + Feuermelder 
benötigt 60mA bei 12V.

Wären 8 Platinen + Feuermelder 480mA 12V (6W). Leitung habe ich 0.5m2 
Querschnitt zwischen den Platinen, diese ist leider fix vorgegeben.

Der Feuermelder verträgt laut Datenblatt 10.2V - 13.8V.

Beim Berchnen des Spannungsabfall muss ich die GND Leitung mitberechnen? 
Also bei 20m VCC Leitung, muss ich den Spannungsabfall von 20m oder 40m 
nehmen?

Die erste PCB kommt natürlich schon nach 3 Meter, die letzte nach 20 
Meter.

Es gibt Hutschienen- Netzteile mit 15V, wen ich diese nehme und dann 2 
Spannungsregler, 1x auf 12V und 1x auf 5V (sofern der SHT85 die 5V im 
Dauerbetrieb verträgt)?

lG

von Jörg R. (solar77)


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Thomas schrieb:
> Beim Berchnen des Spannungsabfall muss ich die GND Leitung mitberechnen?
> Also bei 20m VCC Leitung, muss ich den Spannungsabfall von 20m oder 40m
> nehmen?

Ja. Wobei die Berechnung in deinem Fall etwas umständlicher ist. Die 
„Verbraucher“ sitzen verteilt auf der Strecke, nicht alle am Ende. Aber, 
selbst wenn die komplette Last am Ende der Leitung sitzen würde wäre der 
max. Spannungsabfall, 500mA Last, 0,5qmm Querschnitt, ca. 0,7V. Damit 
kommen die Feuermelder locker zurecht.

Ich würde auf jeden Fall versuchen auf die 12V zu verzichten. Viele 
Netzteile lassen sich in gewissen Grenzen auch einstellen. Bei 
Notwendigkeit also z.B. auf 12,5V.

Ich würde auf jedes PCB noch einen kleinen Elko setzen. Der fängt kleine 
Lastsprünge ab.

Schade dass die Leitung schon liegt und auch relativ dünn ist. Ich hätte 
sonst ein Netzteil mit 2 Ausgängen gewählt, welches gleich die 5V und 
12V bereitstellt.

von MaWin (Gast)


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Thomas schrieb:
> Beim Berchnen des Spannungsabfall muss ich die GND Leitung mitberechnen

Ja, 40m, aber das letzte Stück nur mit 60mA.

von Wolfgang (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Thomas schrieb:
>> Versorgungsleitung 24V legen, damit durch den Spannungsabfall nicht <12V
>> anliegen.
>
> Du würdest bis zu 12V Spannungsverlust auf der Leitung zulassen?
> Vollkommen falscher Ansatz.

Das kommt drauf an, ob an dieser Leitung noch mehr hängen wird.

Jörg R. schrieb:
> Bei 1,5qmm bedeutet dass ca. 480mV Spannungsverlust je Ampere Last.
> Bei 2,5qmm sind es ca. 280mA.

Wegen so einem Kleinkram wird man nicht unbedingt 1.5 oder 2.5mm² 
Leitungen legen wollen. Da tuts ein Klingeldraht oder irgendwelches 
Netzwerkkabel. Mit lokalen Step-Downs wäre man unabhängig von 
Leitungsverlusten.

von Manfred (Gast)


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Thomas schrieb:
> Wären 8 Platinen + Feuermelder 480mA 12V (6W).
> Leitung habe ich 0.5m2 Querschnitt zwischen den Platinen..

Ein m mehr, wäre das der Querschnitt einer 0,8er Fernmeldeleitung.
0,5qmm hat als Kabel rund 71 Ohm pro Kilometer.

> Beim Berchnen des Spannungsabfall muss ich die GND Leitung mitberechnen?
> Also bei 20m VCC Leitung, muss ich den Spannungsabfall von 20m oder 40m
> nehmen?

Man kann alles fragen, aber auch mal selbst die Kabelrolle und ein 
Digitalmultimeter in die Hand nehmen. Der Strom muß zurück, als doppelte 
Länge.

Die 71 Ohm/km messe ich, wenn ich an einem Ende anklemme und am anderen 
Ende der Kabelstrecke zwei Adern brücke.

Jörg R. schrieb:
> Ja. Wobei die Berechnung in deinem Fall etwas umständlicher ist. Die
> „Verbraucher“ sitzen verteilt auf der Strecke, nicht alle am Ende.

Und alle haben einen Schaltregler mit hohem Anlaufstrom beim Einschalten 
der Versorgung. Bei nur 20 Metern (1,5 Ohm) wird das gutgehen, bei 
deutlich längeren Netzen wird das sehr interessant.

von Jörg R. (solar77)


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Wolfgang schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Thomas schrieb:
>>> Versorgungsleitung 24V legen, damit durch den Spannungsabfall nicht <12V
>>> anliegen.
>>
>> Du würdest bis zu 12V Spannungsverlust auf der Leitung zulassen?
>> Vollkommen falscher Ansatz.
>
> Das kommt drauf an, ob an dieser Leitung noch mehr hängen wird.

Was ist das denn für eine Theorie? Die halbe Leistung auf der 
Kabelstrecke zu vernichten ist Murks.


> Jörg R. schrieb:
>> Bei 1,5qmm bedeutet dass ca. 480mV Spannungsverlust je Ampere Last.
>> Bei 2,5qmm sind es ca. 280mA.
>
> Wegen so einem Kleinkram wird man nicht unbedingt 1.5 oder 2.5mm²
> Leitungen legen wollen. Da tuts ein Klingeldraht oder irgendwelches
> Netzwerkkabel. Mit lokalen Step-Downs wäre man unabhängig von
> Leitungsverlusten.

Und wieder Murks.


Manfred schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Ja. Wobei die Berechnung in deinem Fall etwas umständlicher ist. Die
>> „Verbraucher“ sitzen verteilt auf der Strecke, nicht alle am Ende.
>
> Und alle haben einen Schaltregler mit hohem Anlaufstrom beim Einschalten
> der Versorgung.

Ich würde das Problem auch anders lösen;-)

von Thomas (Gast)


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Hallo,

ich würde das Thema nochmals gerne ausgraben.

Ich werde die PCBs mit einem 12V Netzteil versorgen und mit einem 
Spannungswandler eine 5V Spannung "ereugen".

Der 12V Feuermelder benötigt im Standby 2mA, im Falle, wenn der Melder 
angeht, 22mA (gemessen mit Messgerät).

die 5V Leitung benötigt im Standby etwa 15-25mA (15mA der Arduino, <10mA 
der der CanBus).

Nun möchte ich, dass im Falle, wenn keine Spannung mehr anliegt, die PCB 
für etwa 8h weiterhin mit Strom versorgt wird.

Wie würdest ihr das lösen? Und das am besten Platzsparend ;-) ...
Im Idealfall kommt die Batterie nie zum Einsatz, da am gesamten 
Stromkreis auch noch eine 230V Batterie hängt.

Sollte es mal zu einem Brand kommen und das 12V Netzteil dabei zu grunde 
gehen, so sollen die Feuermelder weiter arbeiten können.

lG

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