Rock Versorgung USV gestützt

[D. C. (joker89)]

Hallo zusammen,
Ich benötige mal eure Hilfe, ich habe mir für einen ROCK Chip eine USV 
entwickelt. Der Rock kann via POE (fertiges Modul) oder 24 V versorgt 
werden.
Generell zu mir ich bin kein Hardwareentwickler, ich benötige die
Platine für eine Idee bzw. für meine Software.
Kurz in Stichpunkten:
- Waveshare TTL zu RS485 wird fertig gekauft und aufgelötet.
- USV für kurzeitige Überbrückung.
     - Ausfall wird über Optokoppler erkannt.
- Der Rock kann via POE oder externes Netzteil versorgt werden.
- Gefertigt wird die Platine via JLCPCB

Ich habe leider keinerlei Erfahrung in der Fertigung daher würde ich
dankend jeden Hinweis annehmen. Platzierungen können leider, kaum
angepasst werden.

Grüße und schon mal vielen Dank

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

D. C. schrieb:
> Ausfall wird über Optokoppler erkannt.
Wozu da ein OK?

Sollte das Signal 24VSUPPLY nicht besser anders heißen, weil das ja 
keine Versorgung ist, sondern ein Powerfail signalisiert?

Die LED1 kann prinzipiell nicht leuchten, denn bei Verpolung der 
Versorgung leitet die D2. Wenn die LED1 leuchten soll, solange die 
OK-LED leuchtet, dann schalte diese LED besser in Reihe zur OK-LED.

Auf welche Spannung werden die Supercaps aufgeladen?

Der AP2265 ist keine Stromquelle, die zum Landen von Supercaps geeignet 
ist, sondern er schaltet beim "eingestellten" Strom letztlich wegen 
Überhitzung ab, wenn der Strom zu lange zu groß ist. Und 2,5A sind für 
den Winzling recht schnell zu viel...

[Harry R. (harry_r2)]

Lädt das Ding jetzt im Kreis? VR1 macht aus den Supercaps (hinter D6) 
+5V, und diese +5V gehen wieder in den AP22653 rein?
Dann müsstest du zumindest den AP per EN = low ausschalten, wenn du auf 
Supercap läufst.

Thermisch siehe oben, der AP soll deutlich unter 1W, das klappt beim 
initialen Laden nicht. ILim kleiner machen

[Hmmm (hmmm)]

D. C. schrieb:
> Waveshare TTL zu RS485 wird fertig gekauft und aufgelötet.

Wenn das die idiotische automatische TX/RX-Umschaltung enthält, die 
Waveshare gerne verwendet, besser nicht.

[D. C. (joker89)]

Lothar M. schrieb:
> D. C. schrieb:
>> Ausfall wird über Optokoppler erkannt.
> Wozu da ein OK?
Wieso nicht ? Ich könnte es mit einem Spannungsteiler sicher auch 
realisieren, aber das war mir die sicherste Variante festzustellen ob 
die Versorgung vorhanden ist oder nicht. Oder was würdest du machen?

> Sollte das Signal 24VSUPPLY nicht besser anders heißen, weil das ja
> keine Versorgung ist, sondern ein Powerfail signalisiert?
Ja das stimmt

> Die LED1 kann prinzipiell nicht leuchten, denn bei Verpolung der
> Versorgung leitet die D2. Wenn die LED1 leuchten soll, solange die
> OK-LED leuchtet, dann schalte diese LED besser in Reihe zur OK-LED.
Ja da hast du recht, aber die wird den Strom wohl nicht vertragen ich 
möchte damit ja Kurzschließen damit die Sicherung fällt.

> Auf welche Spannung werden die Supercaps aufgeladen?
Ca 5.1 V

> Der AP2265 ist keine Stromquelle, die zum Landen von Supercaps geeignet
> ist, sondern er schaltet beim "eingestellten" Strom letztlich wegen
> Überhitzung ab, wenn der Strom zu lange zu groß ist. Und 2,5A sind für
> den Winzling recht schnell zu viel...
Deswegen hab ich Ihn über R1 auf ca 0,7A begrenzt, funktioniert das 
nicht ?

[D. C. (joker89)]

Harry R. schrieb:
> Lädt das Ding jetzt im Kreis? VR1 macht aus den Supercaps (hinter D6)
> +5V, und diese +5V gehen wieder in den AP22653 rein?
> Dann müsstest du zumindest den AP per EN = low ausschalten, wenn du auf
> Supercap läufst.
Der Rock benötigt 4,6V an seinem Spannungsregler, Der TLV - Diode würde 
später nicht mehr als 4,9 V erzeugen können. Ich wollte mir mit der 
Diode und der kleineren Spannung das umschalten sparen.

> Thermisch siehe oben, der AP soll deutlich unter 1W, das klappt beim
> initialen Laden nicht. ILim kleiner machen

40k sind doch soweit ich noch weiß 0,7A?

Grüße

[D. C. (joker89)]

Hmmm schrieb:
> D. C. schrieb:
>> Waveshare TTL zu RS485 wird fertig gekauft und aufgelötet.
>
> Wenn das die idiotische automatische TX/RX-Umschaltung enthält, die
> Waveshare gerne verwendet, besser nicht.
Kannst du mir das evtl besser erklären ich weiß nicht was du damit 
meinst?

https://eckstein-shop.de/WaveShare-TTL-to-RS485-C-Galvanic-Isolated-Converter-Half-Duplex-Communication-Lightningproof-Anti-Surge?ws_oss_lieferland=DE&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIn9Pftt7hiwMVxZ6DBx112AFnEAQYASABEgLBPPD_BwE

[Hmmm (hmmm)]

D. C. schrieb:
> Kannst du mir das evtl besser erklären ich weiß nicht was du damit
> meinst?

Siehst Du z.B. in diesem Schaltplan:

https://files.waveshare.com/upload/0/02/Pico-2CH-RS485.pdf

Nur bei Low-Pegel wird der RS485-Treiber eingeschaltet, um den 
High-Pegel müssen sich die (viel zu grossen) Bias-Widerstände kümmern.

Wenn bei Deinem Modul Pin 4 des RS485-Treibers auch fest auf GND liegt, 
ist es dieser Murks.

[Manfred P. (pruckelfred)]

D. C. schrieb:
>> Wozu da ein OK?
> Oder was würdest du machen?

So.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

D. C. schrieb:
> Deswegen hab ich Ihn über R1 auf ca 0,7A begrenzt,
Laut Datenblatt sind 10k für 2,6A.
> funktioniert das nicht ?
Nur kurz, dann wird er heiß und schaltet ab. Denn dann fallen ja bei 
leeren Supercaps glatte 5V bei 0,7A = 3,5W an ihm ab. Das bekonnst du 
nicht über die Leiterplatte entwärmt. Ein Tipp: probier das mit eine 
schnellen "proof of concept" aus, vor du eine Leiterplatte machst.

Manfred P. schrieb:
> So.
Und natürlich ist da die LED1 nicht die benamte verpolte, sondern die 
vor der Basis des Transistors. Ich würde noch einen Widerstand zwischen 
B und E machen, denn der Leckstrom der Schottkydiode D1 kann schon 
ausreichen, um den Transistor aufzusteuern.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Lothar M. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> So.
> Und natürlich ist da die LED1 nicht die benamte verpolte, sondern die
> vor der Basis des Transistors. Ich würde noch einen Widerstand zwischen
> B und E machen, denn der Leckstrom der Schottkydiode D1 kann schon
> ausreichen, um den Transistor aufzusteuern.

Du hast erkannt, dass ich nur zeigen wollte, wie es ohne Optokoppler 
geht? Die antiparallele LED habe ich nicht entfernt, weil Du deren 
Sinnlosigkeit bereits erklärt hattest.

Die LED in Reihe zur Basis soll die Schaltschwelle anheben, ich würde 
dort sogar eine Z-Diode verwenden. Habe ich nicht gemalt, wer hat schon 
heutzutage noch ein Sortiment Z-Dioden greifbar?

Leckstrom der Schottky halte ich für übertriebene Angst. Aber ja, hinter 
einen OP als Komparator, der nicht auf Null kommt, habe ich nach der 
grünen 2,5V-LED tatsächlich 22k B-E gesetzt.

[Andreas M. (amesser)]

D. C. schrieb:
> Ich benötige mal eure Hilfe, ich habe mir für einen ROCK Chip eine USV
> entwickelt

Ich hab mal grob überschlagen. Nehmen wir an der Rock64 ist auf 408MHz 
runtergetaktet und er rechnet gerade. Dann braucht der lt. Hersteller so 
ca 1.5W. Die Energie in den Kondensatoren reicht dann für ca 30s. Reicht 
Dir das?

Zweiter Punkt: Du solltest unbedingt prüfen ob K7805 es mag rückwärts 
bestromt zu werden, also bei Stromausfall hat der am Ausgang ~5V und am 
Eingang "nichts" dann könnte die Body-Diode in dessen Mosfet leitend 
werden. Wenn sich da drinnen ein synchroner Buck versteckt, werden 
lustige Dinge passieren.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Manfred P. schrieb:
> Leckstrom der Schottky halte ich für übertriebene Angst.
Das ist eine 40V-Diode, die bei dieser Spannung immerhin typisch 0,5mA 
Leakage hat. Lass es bei 24V noch 100µA sein. Mit einem schlechten 
Transistor und einer Stromverstärkung von 100 würde das noch für 10mA 
Kollektorstrom reichen. Ich kenne das aus eigener Erfahrung.

Andreas M. schrieb:
> Wenn sich da drinnen ein synchroner Buck versteckt, werden lustige Dinge
> passieren.
Das lustige daran: er wird als Stepup "rückwärts" in Richtung Eingang 
laufen. Das musste der Felix im 
Beitrag "Re: DC/DC Abwärtswandler hohe Spannung VIN bei externer Spannung am Ausgang" auch erfahren.

[Andreas M. (amesser)]

Lothar M. schrieb:
> Das lustige daran: er wird als Stepup "rückwärts" in Richtung Eingang
> laufen

ja, das meinte ich :-)

[Harald K. (kirnbichler)]

Wieso eigentlich gibts zum gleichen Thema zwei Threads?
Beitrag ""micro USV" für Rock Chip max 3,3W 30s"

[D. C. (joker89)]

Lothar M. schrieb:
> D. C. schrieb:
>> Deswegen hab ich Ihn über R1 auf ca 0,7A begrenzt,
> Laut Datenblatt sind 10k für 2,6A.
R1 hat keine 10k sondern 40k ;-).

>> funktioniert das nicht ?
> Nur kurz, dann wird er heiß und schaltet ab. Denn dann fallen ja bei
> leeren Supercaps glatte 5V bei 0,7A = 3,5W an ihm ab. Das bekonnst du
> nicht über die Leiterplatte entwärmt. Ein Tipp: probier das mit eine
> schnellen "proof of concept" aus, vor du eine Leiterplatte machst.

Laut Datenblatt ist bei 1W Schluss, danke für den Tipp

> Manfred P. schrieb:
>> So.
> Und natürlich ist da die LED1 nicht die benamte verpolte, sondern die
> vor der Basis des Transistors. Ich würde noch einen Widerstand zwischen
> B und E machen, denn der Leckstrom der Schottkydiode D1 kann schon
> ausreichen, um den Transistor aufzusteuern.

Hat der Transistor für mich jetzt irgendwelche nennenswerte Vorteile? 
Hab das gerade durchgespielt, Platztechnisch wird es für mich eher 
schwieriger.

Trotzdem vielen Dank.

[D. C. (joker89)]

> Ich hab mal grob überschlagen. Nehmen wir an der Rock64 ist auf 408MHz
> runtergetaktet und er rechnet gerade. Dann braucht der lt. Hersteller so
> ca 1.5W. Die Energie in den Kondensatoren reicht dann für ca 30s. Reicht
> Dir das?

Tatsächlich sollten die genügen. Hier bin ich aber Flexibel evtl. müssen 
die Kondensatoren dann größer wenn mir nicht reicht.

> Zweiter Punkt: Du solltest unbedingt prüfen ob K7805 es mag rückwärts
> bestromt zu werden, also bei Stromausfall hat der am Ausgang ~5V und am
> Eingang "nichts" dann könnte die Body-Diode in dessen Mosfet leitend
> werden. Wenn sich da drinnen ein synchroner Buck versteckt, werden
> lustige Dinge passieren.

Empirisch oder wie sollte ich das überprüfen?

[D. C. (joker89)]

Harry R. schrieb:
> Lädt das Ding jetzt im Kreis? VR1 macht aus den Supercaps (hinter D6)
> +5V, und diese +5V gehen wieder in den AP22653 rein?
> Dann müsstest du zumindest den AP per EN = low ausschalten, wenn du auf
> Supercap läufst.

Da hast du natürlich recht.


> Thermisch siehe oben, der AP soll deutlich unter 1W, das klappt beim
> initialen Laden nicht. ILim kleiner machen

hast du hier Erfahrungswerte ? Eine Stromquelle wäre sicher besser 
geeignet nur leider hab ich keine bei JLCPCB gefunden.