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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ic (AVR ) Mechanisch belastbar machen


Autor: Krys Der hardcoder (cumber_s)
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Hi,
momentan treibt mich ein Problem an,

Für mein Aktuelles Projekt möchte ich errechen, das ich ICs mechanisch 
stark belaten kann.

Mein Endziel währe es , das die Schaltung mit gehäuse einen fall vom 2. 
stock auf Beton Überlebt.(viellecht sogar mehr ?)

Um die Platine mache ich mir weniger gedanken, da fällt mir mit 
kautschuk/silikon schon was ein, elternativ nehme ich halt ein 
anderes(elastischeres) basismaterial.

Am meisten Sorgen bereitet mit die Verkabelung der Die mit den Pins, bei 
zu grosser belastung Dürfte die kauptt gehen.
Hat jemand damit schon erfahrungen gesammelt?
Als Basis Will ich einen At Mega 8/32/48 einsetzen, dazu soll noch 
externer speicher kommen(vlt sd karte(natürlich auch bearbeitet))

Währe das machbar?

Danke für eure hilfe.

Autor: Stefanie B. (sbs)
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Das klingt interessant :-D

Erzähl doch bitte mehr von dem Projekt.

Ich würde die gesamte Platine gedämpft im Gehäuse befestigen.
Denn IMO ist die Platine als Ganzes mehr gefährdet als ein IC.

Gruss
Stefan

Autor: Alexander D. (Gast)
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Ich denke, du solltest den AVR in einer möglichst kleinen Bauform 
wählen, d.h. kein DIP40 sondern eher einen kleinen LQFP oder ähnliches.

Prinzipiell wäre es dann günstig, dass Gehäuse auszugießen, was sich 
allerdings nachteilig auf das Gewicht auswirkt. Evtl. könnte man es 
vielleicht auch ausschäumen.

Autor: Uwe ... (uwegw)
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Sind ICs nicht üblicherweise intern vergossen? Hohle IC-Gehäuse dürfte 
es eigentlich nur noch bei EPROMs mit Fenster geben...

Kannst ja zur Sicherheit man nen AVR durchsägen. Wenn keine Hohlräume 
vorhanden sind, sollte da auch nichts kaputtgehen.

Und wenn du ganz sichergehen willst, kannst du Bauteile in MIL-Version 
verwenden. Da dürfte ein garantierter Wert für die mechanische 
Belastbarkeit in Erfahrung zu bringen sein.

Autor: Krys Der hardcoder (cumber_s)
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Das soll ein Mechanik Datenlogger werden.
Also zb eingebau in Mechnaik aufzeichen welche kräfte auf den körper 
wirken.hab auch ne schnitstelle für externe Sensoren vorgesehen.

Im Prinzip ne Digitale Black Box, gewicht dürfe weniger das Problem sein 
, n akku mus ja auch mit rein.Und wasserdicht will ich das auch 
bekommen.

Ach so Bevor ichs vergesse, soll im Laufe der nächsten 6 monate im 
Rahmen einer Fachübergreifenden Studienarbeit entstehen, (Bin als 4 
semester früh dran ich weis)
Und als softwaretechiker/Medieninformatiker auch fachfremd)
[Bin aber Esslinger wir können das]
War nur n witz

Autor: Krys Der hardcoder (cumber_s)
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@Uwe , wo würde ich die MIL teile(theoretisch kenn ich die)
herbekommen, ausser wenn ich nach vaihingen in die Kaserne gehe ;-)
und frage?

Autor: Thomas B. (detritus)
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Hab schon mal nen AT89S8253 im Schraubstock geknackt (ziemlich stabil, 
die Dinger). Da war kein Platz für Luft, der ganze Chip mitsamt den 
Bonddrähten ist fest vergossen.

Probleme würd ich also eher bei der Platine und da vor allem an den 
Lötstellen erwarten.

Autor: Haku (Gast)
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Jubb, vorallem Quarzgehäuse gehören da der Risikogruppe an...

Autor: Daniel R. (Gast)
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Ich habe mal so etwas in der Art gemacht und dabei Platinen von einem 10 
stöckigen Hochhaus und Windrädern geworfen.
Es ging darum die zurückgelegte Strecke zu messen.
Die Platine wurde an Gummibändern angebracht, die an der Oberseite 
innerhalb eines Eimers befestigt wurden. Außerdem war der Eimer mit 
Schaumstoffmatten ausgefüllt. Die Elektronik an sich hat nie darunter 
gelitten, bis auf das Display (ist öfter mal zersprungen und 
ausgelaufen).
Meiner Meinung nach darf die Platine nicht auf die bestückte Seite 
fallen und müsste ein wenig gedämpft werden.
Normalerweise überlebte die Elektronik 20 Fälle(wenn sie nicht auf die 
bestückte Seite gefallen ist).
Vielleicht hilft das ja ein wenig.

Autor: Andreas Klepmeir (Gast)
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Wenn irgendwas bricht dann wohl die Anschlussdrähte am IC, also würd ich 
den schon beim zusammenbau der Platine mit ordentlich 2K-Kleber (der 
schrumpft nicht beim aushärten) auf die Platine kleben. Danach alles 
schön in Epoxyhard eingießen damit sich die restlichen Bauteile nicht 
bewegen können und gut is.

Schätze mal SMD-Bauteile besser halten als der altmodische 
durchsteckkram.

Wäre interessant zu wissen wie gut das Kupfer auf dem Epoxy haftet, 
denke das das der bregrenzende Faktor ist...

Autor: Mike J. (Gast)
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Du kannst deine Platine in ein stabiles, mit Silikon ausgefülltes Gefäß 
packen. Außen an das Gehäuse kommen Gummistoßdämpfer und dann wird noch 
Schaumstoff drum rum gewickelt. Je dicker desto besser.

Oder als Feature entleert eine Gaskarusche ihren Inhalt kurz vor dem 
Aufprall in ein paar Airbags. (nicht stark aufpumpen)
Ich glaub aber das wär zu viel des guten ;-)

Autor: Roland Praml (pram)
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Wie groß soll/darf denn das werden?

Da gibts ja jetzt die neuen Fußbälle mit integrierter Elektronik, welche 
mit Gummibändern abgespannt sind.

Gruß
Roland

Autor: W Herzog (Gast)
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Nach meiner Erfahrung sind beim Aufschlag (z.B. Elektronik in F5B 
Flugmodellen) die Hauptprobleme die Lötstellen, d.h. die Bauteile selber 
überleben das, aber Sie reisen von der Platine ab - insbesondere die 
neuen bleifrei gelöteten Sachen. Man hat dann plötzlich SMD Bauteile 
rumliegen...

Um das Problem zu lösen, hilft IMHO nur ein Vergießen der Baugruppe mit 
einem dünnflüssigen 24h Harz (!) - nur so bleibt alles am Platz weil 
formschlüssig verbunden.

Silikon ist da nicht so optimal für extreme Belastung denke ich.

Autor: Condi (Gast)
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Reicht es nicht aus wenn nur der Sensor fällt?

Autor: 6635 (Gast)
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Im QFN Gehauese sollten irgendwelche Kraefte keine Rolle mehr spielen.

Autor: Krys Der hardcoder (cumber_s)
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Von der grösse her dachte ich an so ca Zigarettenschachtel(vielleicht 
etwas grösser)
Vergiessen wollte ich die teile sowieso(allein schon wegen dem schutz 
geistigen eigentums ;) )

Also nur den sensur(+ funkmodul) einzubauen war auch mal eine idee von 
mir, davon will cih aber abstand nehmen, ich braeuchte nämlich für meine 
aufgabenstellung einen sicheren funkverkehr über etwas mehr als einn 
kilometer, und dafür krieg ich keine genehmigung.


Das Problem mit dem Kupferbelag der Platine hab ich mir auch schon 
überlegt und wollte deshalb eigentlich(testweise!!) auf eine platine 
verzichten und altenativen testen.

Autor: noname (Gast)
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Die kräfte könnte man ja mal ausrechnen...
Ich denke, alles in smd und angekebt bleihalteig verlötet und gut (am 
besten unter Vakuum) mit epoxy vergossen. Dann sollte das kein Problem 
sein.

Autor: C. Schirp (cees)
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Also ich würd alle Bauelemente so klein wie möglich machen, z.B. keine 
Becher-SMD-Elkos, sondern Tantal; Status-LEDs nicht bedrahtet, sondern 
nur in klein-SMD usw. Wenn Du auf den Quarz verzichten kannst und den 
eingebauten Oszillator oder zur Not extern RC nehmen kannst, wird das 
auch helfen - wie Haku schon geschrieben hat.

Prozessoren und sonstige ICs im Kunststoff-Package (sieht man mal von 
diversen Sensor-ICs ab) sind immer komplett von Kunststoff 
eingeschlossen. Die Hausptfehler die den Bonddrähten den Garaus machen 
könnten sind:
-Lötfehler (Bauteil feucht, zu heiss, zu lang, verspannt...)
-Temperaturschocks oder -zyklen
-EOS (Electrical Overstress)

Epoxy-Verguss... Ich kenne da nur den Leitsatz "Verguss schafft 
Verdruss". Ich würde die Leiterplatte nur mehrlagig Lackieren, z.B. mit 
Plastik70: Das Dichtet gut und verklebt die Bauteile gut mit der 
Leiterplatte.

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