Hallo erstmal, ich sitze seit längeren schon an meinem ersten richtigen DIY μC Projekt und bin nun auf ein Problem gestoßen bei dem ich nicht weiter weiß. Zum Projekt: ich versuche für mein Auto eine Zusatzanzeige zu basteln, die mir Batteriespannung Öldruck und Temperatur anzeigt. Das will ich mittels einem Arduino Nano, extra dafür ausgewählte Sensoren und einem Display von der Marke DWIN realisieren. Die Stromzufuhr soll dabei von der Autobatterie kommen und mit dem "MP1584" Step Down Converter auf exakt 5V gebracht werden. Bis jetzt ist mir ein kompletter Testaufbau mit allen Sensoren gelungen der grundsätzlich so Funktioniert wie ich es will. Aus dem Dc-Dc converter kamen genau 5V die ich übrigens auch als Referenzspannung brauche um exakte Ergebnisse zu bekommen. Als ich das Display dazu geschlossen habe (braucht laut Datenblatt ~300mA) und nochmals die Ausgangsspannung des Converters gemessen habe, lag die aber bei 5.15V, was in dem Fall zu Messungenauigkeiten führen würde und ich vermute auch den Arduino nano auf Lange zeit beschädigen würde, da ich diesen über den 5V Pin versorge, der laut Recherche auch exakt 5V braucht. Für den Testaufbau Versorg ich den Converter gerade mit einem Wandnetzteil das ich zwischen 12V, 9V, 7.5V, ... umschalten kann. Bei der 9V Versorgung war dann der Spannungsausgang auf 5.12V und bei 7.5V bei 5.08V. Meine Frage nun: gibt es hierfür eine Erklärung und auch eine Lösung bzw bessere Spannungswandler die mir die Ausgangsspannung genau halten. Für Verbesserungsvorschläge zur Umsetzung wäre ich auch offen. Ich würd mich über jegliche Hilfe freuen :) mfG
Moin, dein Arduino wird bis 5,5V zurechtkommen (muss man jetzt nicht ausreizen). Dein DC/DC Wandler wird durch die Eigenerwärmung immer ein bisschen hin und herwandern. Wenn du deine Referenzspannung willst, dann bau dir was aus R und Zenerdiode oder nimm eine Referenzspannungs-IC. Exakt 5V gibt es nicht in der Realität, du kannst deine Referenz aber so auswählen, dass die Abweichung klein genug für deinen Messzweck ist. Wenn du den ADC in deinem uC nutzt, reicht ja evtl. die interne Referenz. Gruß Hannes
Die Auswertung mach ich hier mit einem ADS1115, der hat soweit ich weiß seine eigene Referenzspannung, die exakten 5v brauch ich wenn ich genau drüber nachdenke eigentlich nur bei der Widerstandsberechnung des Öltemperatursensors den ich mit einer Wheatstonebrücke berechne. Hier wär eine eigene Referenzspannung denk ich ganz schlau. Danke für den Tipp! Sicher dass die Spannungsschwankung wegen der erwärmung ist? die 400mA die vom Regler gefordert werden sind ja weit unter den 3A die er liefern kann/soll. Keine Ahnung ob das realitätsnah ist aber hab grad mal versucht den Regler ohne Belastung mit einem Föhn zu erhitzen. Da ist die Ausgangsspannung nur um ein paar wenige mV gefallen, nicht wie beim andren Fall um 15mV gestiegen! Will auch sichergehen dass die Versorgungsspannung mit dem Wandler nicht zu hoch werden kann.
David schrieb: > Sicher dass die Spannungsschwankung wegen der erwärmung ist? die 400mA > die vom Regler gefordert werden sind ja weit unter den 3A die er liefern > kann/soll. Hallo, niemand weiß wie gut der Regler dieses Schaltwandlers kontruiert ist und ob er einfach bei höhrer Stromentnahme mehr Spannung ausgibt, weil sein Massekonzept ungünstig ist. Da wird wohl ein erhöhter Spannungsabfall irgendwo auftreten, der den Regler beeinflusst. Für das halbe Ampere hätte ich einen gut gekühlten 7805 oder ähnlichen Festspannungsregler verwendet. David schrieb: > Will auch sichergehen dass die Versorgungsspannung mit dem Wandler nicht > zu hoch werden kann. Dem Teil traut man besser nicht oder baut dahinter noch eine "crowbar", wie das heutzutege nur noch auf Englisch geannt wird. Alles zusätzlicher Aufwand. mfg
Moin, bei einer Wheatstonebrücke ist die Spannung relativ egal, da sie auf beide Spannungsteiler wirkt. Hier sind eher die Widerstände interessant und müssen definiert werden, wie genau es werden soll (1%, 0,5%, 0,1%). Wenn du uns einen Schaltplan lieferst, kann man auch dazu nochmal Feedback geben. So fällt es ein bisschen schwer. Gruß Hannes
David schrieb: > gibt es hierfür eine Erklärung Das steht im Datenblatt der Wandlerbaugruppe. Magst Du das verlinken? (Und ja: bei Billigwandlern ist so ein Verhalten üblich.) David schrieb: > Aus dem Dc-Dc converter kamen genau 5V die ich übrigens auch als > Referenzspannung brauche um exakte Ergebnisse zu bekommen. Die Versorgungsspannung einer Schaltung gleichzeitig als absolute Spannungsreferenz zu benutzen ist eher selten eine gute Idee: Nicht nur wegen dem "Dreck", den die angeschlossenen Komponenten dort potentiell hinterlassen, sondern auch, weil eine vielleicht mal vorhandene Präzision gerne durch die Leitungsführung und Groundbouncing wieder kompromittiert wird und letztlich, weil preiswerte DC/DC-Wandler das auch von den Specs nicht hergeben. Spätestens seit den 70-80ern ist es gute Praxis, für jede Funktion einer Schaltung (Hier: Versorgung, Spannungsreferenz) auch eine eigene Baugruppe zu nehmen (Netzteil, Referenzquelle), die genau für ihrem Zweck hinreichend gut optimiert ist, statt eine eierlegende Wollmilchsau-Baugruppe, die alles nur ein bisschen kann. Das ist normalerweise in Summe auch preiswerter zu haben, als eine einzige Baugruppe, die tatsächlich die Anforderungen beider Funktionalitäten gleichzeitig erfüllt. Ohne zu wissen, welche Genauigkeit bei Dir benötigt ist: Allein so eine Billistreferenzquelle wie TL431 o.ä. erlöst Dich schon von so manchem Schmutzeffekt. (re)
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> dem "MP1584" Step Down Converter auf exakt 5V gebracht werden. Bild? Das Datenblatt sagt 10uF am Eingag und 22uF am Ausgang. Und die Hersteller haben eine gewisse Neigung Minimalwerte anzugeben. Wenn ich das Bild hier so sehe habe ich fast so meine Zweifel ob die da sind: https://www.jf-elektronik.de/produkt/mp1584-dc-dc-step-down/ Ansonsten sei gesagt das viele beim Messen auch Messfehler machen. Ueberpruef deine Messungen mal indem du direkt am Ausgangskondensator misst. > Die Versorgungsspannung einer Schaltung gleichzeitig als absolute > Spannungsreferenz zu benutzen ist eher selten eine gute Idee: Fuer die relativ geringe Genauigkeit die er braucht wuerde das wahrscheinlich aussreichen. Ich haette zwar auch irgendwie ein schlechtes Gefuehl, liegt aber eher daran das ich normalerweise krass aufwendigere Messtechnik designe. .-) Vanye
Dass die Ausgangsspannung bei höherem Strom ansteigt wird teilweise absichtlich designed, um den Spannungsabfall am angeschlossenen Kabel zu kompensieren. Also füge einen 0.15 V / 0.3 A = 0.5 Ohm Widerstand seriell ein.
David schrieb: > Meine Frage nun: gibt es hierfür eine Erklärung und auch eine Lösung bzw > bessere Spannungswandler die mir die Ausgangsspannung genau halten Eine Spannungsquelle darf um +/-5% schwanken und die angeschlossene Elektronik und ihre Eingänge kommt damit auch klar. Aber eine Spannungsversorgung ist nirmal stabil als Referenz, dafur hat dein Arduino eine interne Referenzspannung von 1.0 bis 1.2V die tausendmal stabiler ist als die 5V. Nutze sie. ABER: der MP1584 kommt mit den Spannungsspitzen eines KFZ Bordnetzes nicht klar, auch wenn im Datenblatt 30V automotive steht, geht ggf. kaputt und grillt den Arduino mit 12V. https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23 Immerhin hält er 30V aus, braucht aber einen Elko von zumindest 47uF am Eingang nach einem Widerstand von 1 Ohm oder einer Drosselspule.
David schrieb: > ... und ich vermute auch den Arduino nano auf Lange zeit beschädigen würde, > da ich diesen über den 5V Pin versorge, der laut Recherche auch exakt 5V > braucht. Nein, exakt 5V gibt es gar nicht. Abweichungen sind immer vorhanden. Die im Datenblatt des ATmega328 angegebenen Eigenschaften gelten für eine Betriebsspannung zwischen 1.8V und 5.5V (DC Characteristica). Auch eine Betriebsspannung von 6.0V beschädigt ihn garantiert noch nicht (Absolute Maximum Ratings). Die Betriebsspannung solltest du nur als Referenz nehmen, falls es sich um ratiometrische Messungen handelt, und auch dann sollte sie ausreichend gut gefiltert sein, damit die Messungen nicht durch dynamische Störungen auf der Spannung gestört werden. > Meine Frage nun: gibt es hierfür eine Erklärung ... Der Fehlerverstärker im MP1584 hat nur eine Verstärkung von 200 (Error Amp Voltage Gain). Wenn er die Ausgangsspannung regelt, erreicht er also den idealen Wert nie, sondern es bleibt immer ein Restfehler. Außerdem kann die Referenzspannung für die Spannungsregelung selbst bei fester Temperatur von 25°C irgendwo im Bereich 0.776 ... 0.824V liegen. Selbst bei Erwärmung des Chips ändert sie sich bereits. Wirf einfach einmal einen Blick ins Datenblatt. Die Welt ist nicht ideal. Beim Design eines Schaltwandlers kann man zusätzlich viele Fehler im Layout machen, genauso beim Aufbau der Gesamtschaltung. Hast du da alles beachtet? Wo genau hast du die Spannungen gemessen?
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MP1584 als Chinamodul? Dann ist das irgendein Chip...
David schrieb: > 5.12V Multimeter oder Oszi? Bei steigender Last erhöht sich der Ripple und Multimeter messen eben nur was Multimeter messen. Außerdem ist alles zwischen 4,5 und 5,5V völlig okay für den Arduino. Ohne Oszi ist man als Elektroniker blind. Das Multimeter ist nur der Stock um in der totalen Finsternis herumzustochern. Der Informationsgehalt geht gegen Null so bald man mit mahr als ca. 400Hz unterwegs ist. David schrieb: > Referenzspannung Bezieht man nicht direkt aus der VCC wenn man es genau braucht. Dafür wurden Referenzdioden erfunden, bzw. moderne MCUs die sowas bereits an Bord haben.
David schrieb: > exakt 5V Gibts nicht in der Realität. Mit höchster Wahrscheinlichkeit kann schon das von dir verwendete Messgerät gar nicht so "exakt" messen. > Zum Projekt Zeig doch statt 1000 Worten einfach einen Schaltplan (mit Bauteilnamen und Typrn bzw. Bestellbezeichnungen) und ein paar brauchbare Fotos von deinem Aufbau. Denn Schaltpläne sind das weltweit sprachübergreifende Kommunikationsmittel unter Elektronikern.
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David schrieb: > Da ist die Ausgangsspannung nur um ein paar wenige mV gefallen, nicht > wie beim andren Fall um 15mV gestiegen! 15 mV oder 150 mV? David schrieb: > Aus dem Dc-Dc converter kamen genau 5V > ... > Als ich das Display dazu geschlossen habe ... lag die [Ausgangsspannung] aber bei 5.15V, ...
Der MP1584 ist schon recht alt, mit nur einem MOSFET und externer Diode. Daher geht er bei geringer Last in den lückenden Betrieb, wo dann die Spannung nicht mehr so konstant ist. Als Nachfolger ist der MP2338 angegeben. Der regelt besser durch Constant-on-time control und hat auch keine Verluste durch die Diode. Als Referenzquelle sind Schaltregler generell nicht geeignet. Dafür nimmt man Referenzen (TL431).
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David schrieb: > eine Zusatzanzeige zu basteln, die mir Batteriespannung Öldruck und > Temperatur anzeigt. ... > Aus dem Dc-Dc converter kamen genau 5V die ich übrigens auch als > Referenzspannung brauche > ... > lag die aber bei 5.15V, was in dem Fall zu Messungenauigkeiten führen würde Mal davon abgesehen, dass die Versorgungsspannung sowieso keine taugliche Referenz darstellt (oder bestenfalls bei echter ratiometrischer Messung als Referenz verwendet werden kann), würde ich jetz die Frage stellen, wie genau die Messung denn überhaupt erfolgen muss. Denn diese "zu hohen" 150mV resultieren grade mal in einem Messfehler von 3%. Mich würde wundern, wenn die Sensoren für Öldruck und Temperatur arg viel genauer wären.
Einem Spannungsregler mit einem kleinen windigen Poti würde ich nicht meine gesamte Elektronik in einem KFZ anvertrauen wollen. Ein Schlagloch und da kommen plötzlich 7 Volt raus - und dann? Löte das Poti aus, miss dessen eingestellten Widerstand und ersetze es durch einen Festwiderstand 1% Metallschicht. Und spendiere dem Modul am Eingang 100µ 35V und am Ausgang auch so 100µ und 6,3, besser 10V, beides low ESR Ausführungen in 105°. 85° Billigelkos sterben dir im KFZ nach 3-5 Jahren weg. Ich weiß wovon ich rede, ich habe in den 90'ern die Elektronik von meinem Renault 19 verarztet.
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