Hallo Zusammen,
Ich bin recht neu hier und Versuche mich zurecht zu finden. Also ich
Spiele gerade mit meiner NodeMCU herum und möchte damit meine
RGB-Stripes per WLAN bedienen. Das Problem ist jedoch, die NodeMCU
arbeitet per USB-Stromversorgung mit 3,3 V. Da diese auch einen 5V pin
hat, gehe ich mal stark davon aus, dass ich diese mit 5V betreiben kann.
Jetzt zu meiner Frage:
Ich brauche 12V für meinen LED-Stripe und möchte diue 12V auf 5V
herunter "Skalieren", was ist besser geeignet ein Step-Down Converter
oder ein Spannungsregler? Ich verstehe den genauen unterschied dabei
nicht. Ein Spannungsregler,so verstehe ich das, sorgt dafür das eine
Hohe Spannung, wie hier z.B. 12V, auf 5V herunter geregtl wird. Wenn
dabei die Spannung von 12 V auf 10V abfallen sollte, fällt das bei der
Regleung im idealfall gar nicht auf oder? Der Step-Down Converter
hingegen, macht aus den12V meine benötigten 5V, jedoch sollte da die
Spannung abfallen von 12V auf 10V , verändert sich auch die
Ausgangsspannung von Step-Down Converter (liege ich damit richtig)? Der
Step-Down funktioniert demnach doch ähnlich wie ein Spannungsteiler oder
nicht? Warum baut man diesen dann mit einem Transistor, Diode,
Kondensator und Induktivität auf? Gewinnt man dadurch mehr freiheiten
bzw. lassen sich somit unterschiedliche Spannungen realisieren? Wenn
dies der Fall ist, ähnelt das dann nciht einem Spannungsregler bzw.
lässt sich daraus nicht ein einfacher Sapnnungsregler (wie ein 7805)
bauen?
Ich danke euch das Ihr euch Zeit nehmt um mir meine Frage zu
beantworten.
Viele Grüße
IchBinNeuHier schrieb:> Ein Spannungsregler,so verstehe ich das, sorgt dafür das eine> Hohe Spannung, wie hier z.B. 12V, auf 5V herunter geregtl wird. Wenn> dabei die Spannung von 12 V auf 10V abfallen sollte, fällt das bei der> Regleung im idealfall gar nicht auf oder?
Richtig.
> Der Step-Down Converter> hingegen, macht aus den12V meine benötigten 5V, jedoch sollte da die> Spannung abfallen von 12V auf 10V , verändert sich auch die> Ausgangsspannung von Step-Down Converter (liege ich damit richtig)?
Falsch.
Der Step-Down macht das selbe wie der lineare Regler, nur effizienter.
Beispiel: soll bei den 5V 1A benötigt werden (5W), so wird der lineare
Regler (12V-5V)*1A = 7W an Wärme produzieren, die über Kühlkörper
abgeführt werden müssen. Und von der 12V-Quelle nimmt er 1A auf, also
12W.
Der Step-Down hat z.B. einen Wirkungsgrad von 90%, er wird bei Abgabe
von 5W auf der 12V-Seite nur 5W/0.9 ≈ 5.6W aufgenommen. Das entspricht
einem Strom von ≈ 470mA.
Der Effekt kommt daher, dass in der immer vorhandenen Spule Energie
zwischengespeichert wird und der Regler die Eingangsspannung immer nur
schnell ein- und ausschaltet. Die Spule und der nachfolgende Kondensator
glättet dies wieder. Deshalb braucht man ein paar Bauteile mehr.
Aber auch ein 7805 hat intern viele Transistoren.
Für den Eigenbau braucht man ein wenig mehr Erfahrung bez. z.B. Layout
als beim Linearregler.
IchBinNeuHier schrieb:> Ein Spannungsregler,so verstehe ich das, sorgt dafür das eine> Hohe Spannung, wie hier z.B. 12V, auf 5V herunter geregtl wird. Wenn> dabei die Spannung von 12 V auf 10V abfallen sollte, fällt das bei der> Regleung im idealfall gar nicht auf oder?
Stimmt.
> Der Step-Down Converter> hingegen, macht aus den12V meine benötigten 5V, jedoch sollte da die> Spannung abfallen von 12V auf 10V , verändert sich auch die> Ausgangsspannung von Step-Down Converter (liege ich damit richtig)?
Stimmt nicht.
1. Ein Step-Down Converter ist auch eine Art Spannungsregler. Die andere
Art ist ein Linearregler.
2. Der Unterschied ist der Strom. Ein Linearregler entnimmt der
Eingangsseite genau so viel Strom wie er der Ausgangsseite liefert; die
Leistungsdifferenz (Spannungsdifferenz mal Strom) gibt er als Abwärme
ab. Ein Step-Down Converter entnimmt der Eingangsseite (idealerweise)
nur so viel Strom wie für die Leistung an der Ausgangsseite benötigt
wird.
Für geringe Leistungen (wie für die NodeMcu) reicht also wohl ein
Linearregler. AUF der NodeMcu ist sowieso auch noch ein Linearregler,
der von 5V auf 3.3V herunterregelt.
LG, Sebastian
Regler schrieb:> Es gibt durchaus auch Fälle in denen ein Linearregler effizienter ist> als ein Step-Down. Also immer auf den Anwendungsfall achten!
Richtig. In meinem Rechenbeispiel könnte man das aber auch für kleiner
Ströme nachvollziehen und wenn man das Datenblatt des Schaltreglers
liest, dann sieht man auch, dass bei kleinen Strömen der Wirkungsgrad
deutlich nachlässt.
Ich glaube aber, so tief wollte der TO noch nicht einsteigen, die Fragen
waren deutlich oberflächlicher.
Zum probieren und erstmaligen experimentieren, ob dein Vorhaben
überhaupt so umsetzbar ist, würde ich dir zu einem 7805 Linearregler
(+Kühlkörper) raten.
Solange nicht klar ist, ob dein Aufbau "Zukunft" hat, kannst du dir die
Zeit für den selbst ausgelegten Schaltregler sparen.
Wenn es jedoch die Dauerlösung werden soll, dann ist - siehe Rechnung
zuvor - die Schaltreglervariante sinnvoller. Sofern deine Schaltung also
nicht nur wenige mA verbraucht, würde ich von dem Linearregler Abstand
nehmen, zumal dein Board die 5V sicherlich auch per Linearregler auf
3,3V senkt.
Also wenn, dann ist wahrsch. ein Schaltregler von 12V auf 3,3V die
sinnvollste Variante.
IchBinNeuHier schrieb:> Das Problem ist jedoch, die NodeMCU> arbeitet per USB-Stromversorgung mit 3,3 V. Da diese auch einen 5V pin> hat, gehe ich mal stark davon aus, dass ich diese mit 5V betreiben kann.
Welche Version der NodeMCU genau hast du? In
https://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit-v1.0/blob/master/NODEMCU_DEVKIT_V1.0.PDF
lese ich unter POWER für VDD5V: Max Supply Voltage 20V.
Wenn deine NodeMCU also so einen NCP1117ST33T3G Linearregler an Bord
hat, dann kannst du den direkt mit den 12V versorgen!
LG, Sebastian
