A. Allgemein
B. Bitte
C. Charta
D. Dank
E. WWW/Suchmaschine
F. Häufig gestellte/beantwortete Fragen
F.1. Elektronikversender
F.2. Grundausstattung des Bastlers
F.3. Schaltungsvorschläge
F.4. Löten
F.4.1. Entlöten
F.4.2. Crimpen
F.4.3. Steckerbelegungen
F.5. Software zur Erstellung von Schaltplänen und Layoutvorlagen
F.5.1. Schaltungssimulation
F.5.2. Taschenrechner
F.5.3. VCC & Co.
F.6. Herstellung von Leiterplatten
F.6.1. Durchkontaktieren
F.6.1.1. Vergolden
F.6.2. Silberleitlack
F.6.3. Lötstoplack
F.6.4. Layout
F.7. Mikrocontroller
F.7.1. Atmel AVR Controller
F.7.1.1. ESP826 WiFi SOC
F.7.2. Microchip PIC
F.7.2.1. Padauk/Puolop
F.7.3. Intel 8051 kompatible
F.7.3.1. ARM
F.7.4. EPROMs / GALs programmieren
F.7.5. UV-EPROMs löschen
F.7.6. Massenspeicher an Mikrocontrollern
F.7.7. Flash-EEPROMs
F.7.8. A/D - D/A Wandler
F.7.9. serielle Schnittstelle RS232
F.7.9.1. I2C vs. SPI
F.7.10. Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS
F.8. LEDs
F.8.0. LEDs an 230V
F.8.0.1. Wie schliesst man Optokoppler und Lichtschranken an ?
F.8.1. Multiplexanzeigen
F.8.2. Complementary LED drive und Charlyplexing
F.8.3. Infrarot Fernbedienungen
F.9. Netzteile
F.9.0. Netzteilbau
F.9.1. Labornetzteile
F.9.2. Symmetrische Versorgungsspannung für OpAmps
F.9.3. Kleinnetzteil ohne Trafo
F.9.4. Einschaltstrombegrenzung
F.9.4.1. MOV Überspannungsschutz Varistoren
F.9.5. Solarladeregler
F.9.5.1. Energy Harvesting
F.9.6. Spannungsreferenzen
F.10. Schrittmotoren
F.10.1. BLDC brushless direct current bürstenlose Gleichstrommotore
F.11. LCD Flüssigkristallanzeigen
F.12. VFD Vakuumfluoreszenzanzeigen
F.13. Bauteile prüfen
F.13.1. MOSFET-Transistoren und TRIACS/Thyristoren prüfen
F.13.2. SMD-Codes und Farbcodes
F.13.2.1. Farbcodes von Widerständen
F.13.2.2. Farbcodes von NTC/PTC/VDR
F.13.2.3. Farbcodes von Kondensatoren
F.13.2.4. Farbcodes von Spulen
F.13.2.5. Farbcodes von Sicherungen
F.13.2.6. Farbcodes von Dioden
F.13.2.7. Farbcodes von Funkenstrecken, Spark Gap Arrestors
F.13.2.8. Gehäusebezeichnungsvergleichsliste
F.13.3. linear oder logarithmisch ?
F.14. Kondensatoren
F.14.1. Abblockkondensatoren Stützkondensatoren
F.15. VA = W?
F.16. Welche Sendefrequenzen für Bastler?
F.16.1. Schädlichkeit von elektrischen Feldern und elektromagnetischen Wellen
F.17. Laserdioden
F.18. Wasserstandsmesser
F.19. Wellenwiderstand eines Kabels
F.20. Firma aufbauen
F.20.1. CE-Zeichen / Elektronikschrott / RoHS / WEEE / Bleifrei / ISO9001
F.21. Akkus
F.21.1. NiCd Nickel Cadmium und NiMH Nickel Metallhydrid Akkus
F.21.2. Bleiakkus
F.21.3. LiIon/LiPoly
F.21.4. LiFePO4
F.21.5. Lithium-Yttrium WB-LYP40AHA
F.21.5.1. Lithium-Titanat
F.21.5.2. Lithium-Mangandioxid
F.21.6. Nickel-Zink
F.21.7. Alkali
F.21.8. Memory Effekt
F.21.9. Zellen knacken
F.21.10. Ladezustandsverfahren
F.21.11. Akkupacks schweissen
F.21.12. Schutz gegen Tiefentladung
F.21.13. Verpolschutz
F.22. Transistoren und Dioden
F.22.1. MOSFET Treiber
F.22.2. MOSFET Gate Widerstände
F.23. Das KFZ-Bordnetz
F.24. Schaltregler
F.24.1. KFZ 'Netzteile'
F.25. Motoren & Dimmer
F.25.1. Snubber
F.25.2. Entstörung von Relais an Mikrocontrollern
F.26. Roboter
F.27. Oszilloskop
F.28. Drehstrom
F.29. Quadraturdecoder für Inkrementaldrehgeber
F.29.1. Entprellen von Tastern
F.29.2. Aus einem Impuls zwei machen
F.30. Audioverstärker
F.30.1. Operationsverstärker
F.30.2. Audioeffektgeräte
F.30.3. Dynamikkompressoren / Limiter
F.30.4. Dezibel
F.31. Oszillatoren
F.32. Temperaturmessung
F.32.1. Gas-Sensoren
F.33. Drosseln & Spulen
F.34. Gehäuse
G. Links
H. Drucker (Tinte / Laser)
H.1. CD-Player / CD-Brenner / DVD-Laufwerke
I. Magazine
J. ASCII art oder: Warum kann ich die gepostete Schaltung nicht lesen ?
K. Kritiken und Buchempfehlungen
L. Patente
M. Elektroinstallationen
N. Schluss
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Von Cyblord 14.07.2015
- Unter das Zitierte schreiben, nicht (TOFU) drüber ! Seufz.
- echten Namen verwenden, alles andere ist unhöflich
- keine unaufgeforderte Werbung posten, ausser es ist die konkrete Antwort auf eine dazu passende Anfrage, und du machst das nicht zu oft (das nervt und du riskiert es im Killfile zu landen !).
- wundere Dich nicht über einen Fremdcancel, wenn du in mehr als drei Gruppen oder mehrere identische Artikel postest.
- keine Grafiken, die werden von vielen News-Servern eh automatisch gelöscht. Wenn du ein Bild oder eine Schaltung posten willst, leg's auf eine kostenlose Homepage und poste den Link.
- wenn man sich auf Sachen von Conrad bezieht, bitte postet auch die 6-stellige Bestellnummer (die letzten 2 Ziffern sind nur die Katalognummer), nicht die Katalogseitenzahl alleine. So kann man über http://www.conrad.de/ sich schnell anzeigen lassen, was du meinst. http://produktinfo.conrad.com/ ist kaputt, es kommen beliebige Datenblätter zu Bestellnummern. Bei http://www.pollin.de/ sind die ersten beiden Stellen der Katalogbestellnummer auf der WebSite wegzulassen, sonst wird der Artikel nicht gefunden. Ebenso bei http://www.elv.de/ und http://www.farnell.de/ bitte Bestellnummern angeben.
- Wenn du ein Problem gelöst hast, freuen wir uns auch über eine Erfolgsmeldung. Du produzierst damit keinen überflüssigen Traffic, sondern es können alle von dir lernen, deren Antwort nicht passte.
Danke.
Von Dieter J. 9.6.2016
Hab ich mal im Netz gefunden , weiß aber nicht mehr wo: Wie viele Forenteilnehmer braucht man um eine Glühbirne zu wechseln ? 1 Mitglied, das die Glühbirne wechselt und einen Beitrag dazu schreibt, dass die Glühbirne gewechselt wurde 14 die über ihre Erfahrungen beim Glühbirnenwechseln schreiben und wie die Glühbirne evtl. sonst noch anders hätte gewechselt werden können 7 die vor den Gefahren des Glühbirnenwechselns warnen 27 welche die Schreib- und Grammatikfehler der vorangegangenen Beiträge über das Glühbirnenwechseln korrigieren 53 welche die Fehlersucher beschimpfen 41 die, die Schimpf-Beiträge korrigieren 6 die über die korrekte Schreibweise "Glühbirne" oder "Glüh-Birne" streiten und weitere 6 die diese 6 als Korinthenkacker verdammen 2 die in einem Lampengeschäft arbeiten und darüber informieren, dass der korrekte Ausdruck "Glühlampe" lautet 27 die URL's nennen, wo man Beispiele von verschiedenen Glühbirnen aka Glühlampen finden kann 14 die sich beschweren, dass die URL's falsch formatiert waren und dann davon 2 die die richtigen URL's posten 12 die schreiben, dass sie das Forum verlassen werden, weil ihnen die Glühbirnen-Kontroverse zuviel wird 4 die vorschlagen, dass die Mitglieder erstmal in der Glühbirnen-FAQ nachschauen 44 die wissen wollen, was ein FAQ ist 4 die nachfragen "Hatten wir diese Diskussion nicht erst vor kurzem?" 143 die vorschlagen, zuerst eine Googlesuche über Glühbirnen durchzuführen, bevor man Fragen über Glühbirnen in das Forum stellt. 1 selten schreibendes Mitglied, welches in 6 Monaten im Archiv den ersten Beitrag liest und die ganze Diskussion von vorne lostritt...... 16 Mitglieder, die eines der Postings mit "ja, der Meinung bin ich auch" beantworten. 28 Mitglieder, die darauf mit "ich ebenfalls" reagieren 31 Mitglieder, die darauf hinweisen, dass das benutzte Forum falsch ist 8 die vorschlagen, doch für die Glühbirnen Liebhaber eine eigene Sparte im Forum zu eröffnen 18 welche diesen Vorschlag kontrovers diskutieren und damit eine neue Schlacht um Prinzipien lostreten 45, die andere Foren vorschlagen - davon 5 "Parawissenschaften", 12 "Sonstiges", 8 "Witze", 21 "Mathe und Physik" Mindestens 2, die darauf hinweisen, dass das 46 und nicht 45 ergibt ...
Ähnlichkeiten oder Analogieen mit tatsächlichen, lebenden oder verstorbenen Forenteilnehmern und bestehenden oder abgeschlossenen Threads sowie mit tatsächlichen oder fiktiven Diskussionen hier im Forum sind beabsichtigt und keineswegs zufällig
de.sci.electronics Elektronik in Theorie und Praxis, gegründet 1994 von Thomas Schaerer und Martin Huber
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/dse15y.htm
Die folgenden Gruppen befassen sich auch mit Elektronik in deutscher Sprache:
auch erreichbar über
Bei spezifischen Themen frage besser in den Newsgruppen, die sich speziell mit dem Thema befassen, da wissen die Leute einfach mehr.
oder in Web-Foren
Wenn du etwas verkaufen oder anbieten möchtest, sind die oben genannten Newsgruppen der falsche Ort dafür. Nimm:
Und wenn du der englischen Sprache mächtig bist, gibt es eine Reihe englischsprachiger Newsgruppen, in denen sich teilweise Antworten auf schwierige Fragen erhalten lassen. In sci.electronics.design findest du z. B. Winfield Hill, einen der Autoren des vielzitierten Buches "Art of Electronics / Hohe Schule der Elektronik".
Und der Vollständigkeit halber:
Allgemeine Regeln zur Benutzung von Newsgruppen finden sich hier:
Von: Ralf Stephan 23.11.1999
Hiermit Dank an alle Usenet-Autoren und denen, die an diesem Dokument mitwirkten:
Von: Ralf Stephan 23.11.1999 und MaWin 17.7.2000
Das WWW und dessen Suchmaschinen sind deine Freunde. Die meisten Hersteller elektronischer Bauteile und Geräte haben sehr früh begriffen, wozu das WWW taugt (kein Wunder, Branchennähe). Du findest inzwischen sehr viel im Netz, wenn du nur das richtige Stichwort in die richtige Suchmaschine eingibst. Das heisst, dass die meisten Leute in d.s.e damit umgehen können - sei daher nicht beleidigt, wenn man Dich darauf hinweist, wie einfach du dir auch selbst deine Fragen beantworten kannst.
Vor dem Posten solltest du natürlich auch mal in den Nachrichten blättern, die auf deinem News-Server eh schon vorliegen.
Das heisst nicht, dass alte Fragen in neuem Gewand und mit interessanten Neuerungen hier verpönt sind -- im Gegenteil.! -- von guten Fragen und Antworten lebt dieses Forum sprichwörtlich. Achte aber bitte auf exakte und ausführliche Fragestellung, in der alle dir bekannten Angaben zum Problem enthalten sind, auch wenn sie dir unwichtig erscheinen. Schliesslich fragst du, weil du beim Nachdenken in eine Sackgasse gelaufen bist. Meistens hätte man schon bevor das Problem auftauchte einen anderen Weg einschlagen sollen. Die 'Antworter' sind keine Hellseher und es gibt meist viel mehr Lösungsvarianten, als du dir denken kannst, daher sind Hintergrundinformationen unbedingt notwendig.
Was nicht schon in d.s.e oder anderen spezielleren Foren durchgekaut ist, liegt aber womöglich auf einer der Milliarden Webseiten. Die zur Zeit besten Suchmaschinen, neben Metasearchern, dafür sind wohl:
Diese Maschinen geben auch auf deutschsprachige Stichwörter Ergebnisse, die dann meist auf deutschsprachige Seiten verweisen.
Datenblätter für aktuelle Bauteile werden meist problemlos von allgemeinen Suchmaschinen entdeckt, zudem gibt es umfangreiche Verzeichnisse
Auch die Hersteller haben meist kostenlose Suchmaschinen für ihre Produkte. https://ganswijk.home.xs4all.nl/chipdir/index.htm hilft dir beim Finden der Firmen-Webseite, auch ausgehend von der IC-Bezeichnung. https://www.elektro-einkaufsfuehrer.de/ nennt Hersteller nach Produktgruppen, ähnlich die Kennzifferzeitschrift Markt & Technik, die zur Standardlektüre jedes Elektronikfertigenden gehört.
Eine Liste der Halbleiterhersteller mit URLs, deutschen Adressen und Distributoren, Versender, Broker und Beschaffer in D + CH + A ist auf http://www.aufzu.de/semi/halbleit.html und eine Anfrage bei 20+ Händlern geht mit https://www.findchips.com/ schnell.
Antworten auf viele Fragen beantworten die folgenden Sites. Allerdings sind hier meist englischsprachige Texte referenziert. Trotzdem, versuche es bitte erst hier, gerade wenn es um Reparatur von Handelselektronik geht:
Von: Ralf Stephan 23.11.1999
Dieses Kapitel enthält herausragende Artikel einiger d.s.e-Autoren. Die Auswahl musste natürlich subjektiv stattfinden, und konnte erst einen kleinen Teil der Artikel berücksichtigen.
Von: MaWin 17.7.2000
> Gibt es ausser Conrad noch andere Elektronikhändler ?
Conrad ? Zieht sich offenkundig aus dem Bauteilgeschäft zurück. Die meisten Versender sind inzwischen online erreichbar. Es lohnt sich, die Preise zu vergleichen. Aber Beschaffbarkeit und Lieferbarkeit spielt letztlich die grössere Rolle. Wenn man ein spezielles Teil braucht, wird man auch den Rest bei diesem Versender kaufen, um Portokosten zu sparen. Portogünstig sind meist auch die bei eBay auftretenden Anbieter bei denen es oft auch exotische Bauteile gibt, manchmal direkt aus HongKong. Distributoren sind für gewerbliche Kunden und liefern meist nur ganze Verpackungseinheiten. Die in vielen Städten noch bestehenden lokalen Elektronikgeschäfte sind zwangsweise teurer und haben eine geringere Auswahl. Unterstützt eure Elektronikläden, wenn euch daran liegt, das es sie morgen auch noch gibt.
Gewerbliche Kunden erfahren Beschaffungsquellen aus den kostenlosen Kennzifferzeitschriften wie Markt & Technik, Elektronik, Design & Elektronik (http://www.elektroniknet.de/). Die Marktübersichten sind online verfügbar. Beschaffungsquellen aus China sind zu finden bei http://www.alibaba.com .
Speziellere Bauteile (Sensoren etc.) finden sich bei spezielleren Händlern. Siehe http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/mawin.htm
Vergleichstypen sucht man bei http://www.electronica-pt.com/db/componentes.php Transistoren kann man hier suchen http://alltransistors.com/de/crsearch.php und manchmal werden welche genannt bei http://www.ersatzteilblitz.de/
Bei http://www.bsh-group.de/ finden sich (wenn man sie findet bei der katastrophen WebSite) im Notfall Ersatzteile für Siemens und Bosch Geräte per Versand, aber zu superfrechen Preisen: Ein Geschirrspüler, der neu 499 EUR kostet, kostet in Ersatzteilen 2187 EUR. Man kauft dort also nur, was man woanders nicht bekommt, und was man nicht ersetzen kann, und keinesfalls Schrauben, elektronische Einzelbauteile oder so. Ein Kondensator, den es bei Reichelt für 89 Cent gibt, wird dort schon mal für 25 EUR vertackert.
Von: MaWin 17.7.2000, Michael Rübig 18.5.2010
Man hat den Eindruck, als ob sich immer weniger Leute mit Elektronikbastelei als Hobby beschäftigen. Dabei war es noch nie so kostengünstig wie heute, und noch nie so einfach, sich die notwendigen Informationen zu beschaffen.
Zwar kann man alle elektronischen Geräte des täglichen Bedarfs preiswert fertig kaufen, aber das Spektrum der 'selbstbaubaren' Geräte ist wesentlich umfangreicher als früher. Vom Selbstbau-Handy, -Fernseher oder -PC wird man die Finger lassen, aber interessanterweise sind bereits HiFi-Verstärker (DIE Paradebeispiele für angeblichen Preisdruck) billiger im Selbstbau als im Laden. Und bei Reparaturen zahlen sich Elektronikkenntnisse erst recht aus.
Von: Clemens Waechter, 25.3.2008
Ein prinzipieller Einstieg ist leichter geworden. Wenn man sich aber an Techniken wie USB und Ethernet versuchen will, dann ist das für mich ähnlich schwierig wie das was Du damals [Vor-Internet-Aera] gemacht hast.
Allerdings gibt es auch da inzwischen Fertigpakete, die einem das Leben leichter machen: Ethernet: Lantronix XPort, Olimex ENC28J60H, Pollin AVR NetIO, http://www.mikrocontroller.net/topic/333017#3647308. ESP8266 WLAN mit serieller Schnittstelle, USB: FTDI FT232RL (auch auf Platine über eBay), wenn man keine hohe Performance braucht.
Von: MaWin 17.7.2000
Besser als ein fertiges Starterset ist es, wenn man sich einige Gerätschaften selber zusammenkauft. Für Schüler gab es bis 2001 die Elektronikkästen von Schuco (früher Philips) http://norbert.old.no/ (Klammern und Federn gab es kurze Zeit bei http://www.derelektronikershop.de/themes/kategorie/index.php?kategorieid=141 ) oder die einfacheren von Kosmos http://www.generalatomic.com/teil1/index.html und heute noch Busch http://www.busch-model.com/sf/experi.htm .
Deren Anleitungsbücher kann man sich herunterladen, aber so toll waren die nicht, es wird zwar erklärt wie man z. B. einen aufgebauten Multivibrator langsamer blinken lässt, aber nicht wie sich die darin beteiligten Transistoren gegenseitig sperren, also nur oberflächliche Bedienweise statt tiefergehendem Verständnis gelehrt. Heute sind die Steckbrett-Baukästen (und nur die) wie "Lernpaket Elektronik" von http://www.franzis.de/ trotz ähnlicher Qualität der Handbücher die bessere Wahl, zumindest wenn man sie günstig kauft https://www.pearl.de/a-PK4996-4410.shtml weil echte elektronische Bauelemente und universelle Steckbretter verwendet werden. Aber NICHT das "Das Franzis Elektronik Baubuch" weil dessen Schaltungen voller Fehler stecken.
Bausätze übertreiben oft (Mückenscheuchen verscheuchen keine Mücken, etc.) können aber den Einstieg in die Elektronik erleichtern. Im Ausland gibt es duchaus so was: http://www.indiamart.com/techlab-electronics/products.html und zum Advent http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/Kalender17/KinderKalender17.html oder http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/LPelektronikVerstehen.html . Einfachste Reisszwecken-Brettschaltungen Elektronik-Basteleien (Bauanleitung downloadbar) gibt es bei http://de.opitec.com/ (Elektronik Lernprogramm). Wer nur ein Buch für Kinder haben will, ist vielleicht mit "Der kleine Elektroniker: Band 1 - Erste Versuche" ISBN 3837003310 zufrieden. Einfache Schaltungen mit Lampe und Relais http://stefanfrings.de/klippklapp/index.html Fertige Beispiele zum Selberbasteln auf dem Steckbrett auch hier http://www.dieelektronikerseite.de/
Für den Lehrbetrieb gibt es
Wer es ohne Baukasten probieren will:
a) Ein Lötkolben. Für den Anfang tut es gut ein Ersa TIP260 mit Lötspitze 162KD von z. B. http://www.reichelt.de/ mit dem man bleihaltiges Lötzinn gut löten kann und recht schlank ist, so daß man gut auch an entfernte Lötstellen kommt, aber wenn man bleifreies Lötzinn verwenden will, sollte man eine temperaturgeregelte Lötstation kaufen. Fixpoint AP 2, ZD915/ZD916/ZD917 sind billig aber abenteuerlich gebaut http://www.mikrocontroller.net/topic/304452 und gehen schnell kaputt http://www.mikrocontroller.net/topic/42652 , Mit guten T12 (in Europa T15 genannt) Lötspitzen gibt es inzwischen günstige Handstücke "Neue T12 OLED 72W 12-24V Lötkolben Station T12 Tipps Solder Reparatur Werkzeuge 150-450 einstellbare DC24V 3A Power Adater" bis 72W aus China https://www.mikrocontroller.net/topic/552488 . Yihua 936B gilt hingegen als preiswerter aber guter Nachbau der Hakko 936, Quicko T12-942 als Nachbau der Hakko T12-942 hat Power und nutzt die T12 Lötspitzen, aber eklatante Sicherheitsmängel (fehlende Schutzerdung, Sicherheitsabstände https://www.youtube.com/watch?v=B5iuSzpom38 ) aber Alternativsoftware https://github.com/deividAlfa/stm32_soldering_iron_controller . Luxuslötkolben kommen z. B. von Pace oder Metcal, aber JBC's AD2950 hat die Klassiker wohl ausgebootet. Für JBC C245 Lötspitzen mit 140W Heizelement (oder deren chinesische Replikate) kann man sich das T245 Handstück und eine Station wie BT-2BWA auch selbst bauen, spart Geld, lötet sich damit so gut wie im Original. Billige 5 EUR Lötkolben sollte man sich nicht antun, sie vergammeln schnell und man bekommt für NoNames oftmals keine Ersatzspitzen. Wer Heissluft billig sucht, kann 858D Rework Lötstation Heißluftpistole bei ebay für 30 EUR erwerben. Nicht doll, aber sie funktioniert. Viele chinesische Lötkolben verwenden T12(Asien)/T15(Europa) Patronen kompatibel zu Hakko (je nach Modell) ab 3 EUR, wie Bakon 950D. Ein Regler für den Kolben der ZD-931 in
b) 100g Elektroniklötzinn 1mm, 1.7m Entlötlitze (z. B. von Chemtronics, Billigmarken müssen mit Flussmittel getränkt werden) 2.5mm, Flussmittel (besser EDSYN FL 22 als Stannol Flux-Stift 32-10) als Stift oder 4.5% echtes Kolophonium (http://www.conrad.de/ 813419) in Isopropanol, das enthält kein Vergällungsmittel welches als leitfähiger weisser Schleier übrig bleibt ist aber als VOC seit 2019 in Kalifornien verboten, oder in Spiritus ohne Vergällung aka Trinkalkohol auflösen, das ergibt F-SW31 = 1.1.1A nach EN ISO 9454 (bevorzugt zur Montage eingesetzt), eventuell eine Aspirin/Salicylsäure dazu das ergibt F-SW32 = 1.1.3A (bevorzugt zum Verzinnen eingesetzt, muss innerhalb von 24 Stunden mit Isopropanol abgewaschen werden), das man dann mit einem Pinsel aufträgt. Kein Lötlackspray (davon geht 90% daneben und es klebt ewig (Feuchthaltemittel im Kolophonium) bis man es endlich mit dem Haarfön trocknet) , und auf keinen Fall Lötfett oder Salzsäure, in solchen absoluten Notfällen noch eher Tannenharz (aufkochen bis alles Wasser und Terpentinöl verdunstet ist und filtrieren) und eine Tablette Aspirin im Alkohol auflösen. Bleihaltiges Lötzinn hat den Vorteil, daß es auch bei Handlötung mit dem relativ milden Flussmittel F-SW31 'Kolophonium' auskommt und man eine Lötstelle auch mehrmals wieder aufschmelzen kann bis alles in Ordnung ist. Bei bleifreien Lötzinn (üblicherweise inzwischen SAC305, also 3% Silber, 0.5% Kupfer) ist das eher nicht möglich, da sollte die Lötung beim ersten Versuch passen und man benötigt das aggressivere Flussmittel F-SW26 für dessen Lötdämpfe man eine Absaugung haben sollte, ebenso wie für Kolophonium. Maschinell geht bleifrei unter Stickstoffatmosphäre mit nicht oxidierten Bauteilen auch mit no clean Flussmittel. Noclean Flussmittel bindetdie "böse" Chemie nach dem Lötvorgang in Epoxidharz und verhindern somit spätere Korrosion. Kommt man nun mit Lösungsmitteln an, lösen sich Teile heraus und was übrig bleibt ist ein helle Schleier. Um noclean Flussmittel zu entfernen, wirst du mit normalen Lösungsmitteln nicht weiter kommen. Dazu gibt es spezielle einiger die bei 60°C 15 Minuten einwirken müssen. Früher hatte man Kolophonium als Flussmittel, das lässt sich wunderbar mit 50:50 Isopropanol/Toluol lösen. Wird aber nur noch wenig verwendet, da der Reinigungsprozess bei vielen Sachen durch noclean Flussmittel entfallen kann und es damit billiger ist. Dennoch spricht im Hobbybereich viel für bleifreies Lötzinn, denn während man bei fertigen Geräten vom Kauf bis zur Entsorgung nicht mit dem Blei in Berührung kommt und dort bleifrei aus Benutzersicht überflüssig ist, fasst der Bastler das bleihaltige Lötzinn an und wäscht sich vor dem Essen bekanntlich nicht die Hände. Er nimmt also das giftige Blei auf, sogar in grösseren Mengen als in der Industrie. Der Nachteil ist die höhere Temperatur die man zum Löten braucht, woraufhin sich die Leiterbáhnen eher von der Platine ablösen, die Lötspitzen schneller vergammeln, und eventuell auch Bauteile durch Überhitzung kaputt gehen, auch produziert man leichter schlechte Lötverbindungen. Es ist also die höhere Kunst, sich mit bleifreiem Lötzinn auseinanderzusetzen. Aber warum sollte man die nicht lernen ? Zur Reparatur älterer Geräte, die noch mit bleihaltigem Lötzinn gelötet wurden, sollte man einen anderen Lötkolben, zumindest aber separate Lötspitzen verwenden, und niemals Werkzeug für bleihaltig und bleifrei mischen. Immerhin verwenden inzwischen wohl viele Hobbyisten auch bleifrei:
c) Ein einfaches Digitalmessgerät, wie DT830 das es über Ebay unter 5 EUR gibt http://www.hobby-hour.com/electronics/m830b-schematic-diagram.gif oder DT832 (mit Durchgangspiepser), Aneng AN8008/8009, AN881B, KT87N, AN301, SJ30B, DT321B, XL830L, DT9205A, DT83B, davon haben manche Bastler 4 um gleichzeitige Messungen machen zu können (10A halten die aber nicht aus sondern eher 2A und bei meinem war ein Anschluss der Transistortestfassung nicht angelötet, ausserdem sollte man die modernen nicht verwenden an Netzspannung
(manchmal gibt's das DT9205A bei eBay ab 1 EUR). CEM DT9918=PeakTech 3360 basiert auf Cyrustek ES51966.
Detaillierte Schaltung für Spannung, Strom und Widerstandsmessung am DT832:
Gegenüberstellung der Messbereiche vieler kommerzieller Multimeter:
Oder ein klassisches ICL7106 Multimeter im Selbstbau:
Teurere Messgeräte wie das recht sinnvolle BRYMEN BM867S sollten dann TrueRMS beherrschen ( https://www.leobaumann.de/newsgroups/Schaltplan.jpg oder im Datenblatt des AD636 für ICL7106 Panelmeter), damit bei Wechselspannung der angezeigte Wert auch bei nicht-sinusförmigem Signal mit dem effektiven Durchschnittswert übereinstimmt. In 20€ billig geht das mit dem TOUGS M202. Zum Messen von Stromkreisen, die nicht direkt mit dem Netz verbunden sind, reicht CAT I. Zum Messen an Stromkreisen in Geräten, die über einen Stecker mit dem Stromnetz verbunden sind, reicht CAT II. Auch wenn die Steckdose mehr als 10m von einer CAT III Quelle oder und mehr als 20m von einer CAT IV Quelle entfernt ist.
Für Messungen stationärer Verbraucher und an Gebäudeinstallationen sollte das Messgerät die CAT III erfüllen, wie z. B. das PCE-DM 32, und für Messungen am Zähler, Hauptanschluss und Überstromschutzeinrichtungen gar CAT IV. Bei Spannung Aussenleiter-Erde müssen die Geräte laut alter IEC348 und neuer EN61010 folgende Überspannungsimpulse isolieren, wobei die neue EN andere Kriech- und Luftstecken fordert:
Spannung Außenleiter-Erde CAT I CAT II CAT III CAT IV DC oder ACeff gegen Masse 300 V 1500 V 2500 V 4000 V 6000 V 600 V 2500 V 4000 V 6000 V 8000 V 1000 V 4000 V 6000 V 8000 V 12000 V Innenwiderstand Quelle 30 Ohm 12 Ohm 2 Ohm 2 Ohm bei TransientenDas Metex 3650 hat wohl Startprobleme bei schwacher Batterie und einen zu langsam reagierenden Durchgangsprüfer. Das Metex 3640d zeigt unterhalb 2 Ohm nur Zufallszahlen an. Das Fluke 289 trueRMS zeigt im uA-Bereich 1000uA, nach Vertauschen der Messpitzen -923µA, im mA Messbereich +1.08mA, vertauscht -1.03mA. Merke: Schrott muss nicht billig sein und kann unter einem grossen Namen daherkommen, den allerdings sich gerade Fluke nach Kräften ruiniert:
"Und fürs Umlabeln werden so mal schnell ein paar € verlangt :) https://www.datatec.de/oszilloskope/oszilloskop-stromzangen/oszilloskop-stromzangen/80i-110s (Fluke 80I-110S 764 EUR). https://www.datatec.de/oszilloskope/oszilloskop-stromzangen/oszilloskop-stromzangen/e3n-zangenstromwandler-ac/dc-p01120043a (Chauvin Arnaux P01120043A 340 EUR)." TeledyneLeCroy T3SP15D kommt zum halben Preis vom Hersteller https://www.sequid.de/de/, TeledyneLeCroy Enry Level Oszilloskope kommen von Siglent Ein Rigol DS1204B kostet 1895$, das baugleiche Agilent DSO1024 500$ mehr https://mightyohm.com/blog/2009/11/agilent-dso1000-firmware-update-confirms-rigol-connection/
d) Ein 10er Satz Prüfstrippen mit Krokoklemmen. Achtung: Die Krokomäuler müssen für feinste Litzen ganz zugehen, es gibt da oft Ramsch. Hirschmann MA-1 sind z. B. gut. ML6028 von http://www.reichelt.de/ ist teuer, aber kontaktsicherer, leider nicht vergoldet (inzwischen doch, sehr schön). Dem Wucherpreis kann man entgehen, in dem man für wenige Euro über eBay aus China die "Mini Test Haken" alleine kauft "10tlg Klemmprüfspitze" oder "10 tlg Prüfklemmen farbig" ebenfalls vergoldet und selbst mit hochflexiblen Litzenleitungen verbindet.
e) Ein Cutter (feiner Seitenschneider, der dünnste Drähte trennt) ist Gold wert. Die billigen taugen meist nichts (schneiden keine Litze). Stahldraht sollte man aber von allen fern halten. Luxus http://www.schmitz-zangen.de oder billig Plato 170.
f) Pinzette, Zange, Schraubendreher, Abisolierzange, etc. aus dem Bastelkeller
g) Das Buch "Art of Electronics" / "Hohe Schule der Elektronik" . Siehe unter K.
h) PC zur Layouterstellung, Simulation und zum Datenblattlesen (hast du ja :-)
und dann je nach Entwicklung
i) Ein Experimentiersteckbrett (Labor-Steckboards, Experimentierboard, Breadboard, Protoboard), aber nicht die von E-Call, die erfordern zu lange Beinchen.
j) Ein regelbares Netzteil. Eine einfache Version mit einigen LM78xx Konstantspannungen und vielleicht einem LM317 kann man sich als erstes Projekt https://www.christiani.de/ausbildung/elektro-automatisierung/aktuelle-pruefung/abschlusspruefung-teil-1-herbst-2019/elektroniker-in-fuer-informations-und-systemtechnik-3260-3290/standard-stromversorgung-ik-88.html IK-88/1 selbst bauen (siehe F.9. Netzteil), ausreichend sind oftmals 0-20V/0-2A was gut zu den 1.999 Digitalanzeigen passt, ein 'dickes Ding' wird man besser kaufen (Ratho RPS2305 = Reichelt LM305 0-30V/5A 70 EUR, DF-1731 2*0-30V/3A 180 EUR http://www.pollin.de/ , Korad KA3005P enthält 36V/5A Trafo kann also seriös nur 3A liefern), siehe Schaltpläne zu 512982, 518077, 511412, 510391, 510343, 512028 von http://www.conrad.de/ . Als robust gelten Geräte von Statron oder EA und Thurlby Thandar TTi, als empfindlich solche von HP und Hameg/Rhode&Schwarz und Keithley, als Ramsch Sonodyne (Voltcraft) und Korad. Günstig ist derzeit Quatpower LN-1803C für 29.95 von Pollin.
k) 3 DIN-A5 Fotoschalen und 1 regelbare Warmhalteplatte, Natriumhydroxid (Ätznatron) als Entwickler, Eisen(III)chlorid als Ätzmittel und eine Belichtungsvorrichtung (siehe F.6 Leiterplattenherstellung)
l) Wer Platinen aus Epoxy (FR4) herstellen will, sollte eine Kleinbohrmaschine mit Bohrständer für Hartmetallbohrer kaufen. Dafür tut es kein 'Hobbydrill' oder 523666 oder 523674 von Conrad, auch ein Dremel ist sinnlos da es dafür keine vernünftigen Bohrständer gibt http://www.youtube.com/watch?v=1JyTf1tJXXo und die Lager schon nach kurzer Zeit ausschlagen sollen. "Finger weg vom Dremel. Der hatte bei mir damals mehr Spiel als der Bohrerdurchmesser. Ich hab den dann bei eBay vertickt und mir ne Proxxon gekauft. Kein Spiel und auch viel mehr Drehmoment für die größeren Sachen. Und billiger auch noch." Allerdings gilt die Proxxon MF70 als nicht solide. Sie überhitzt wenn sie nach längerer Arbeit abgestellt wird, was erst beim nächsten Einschalten als weisser Rauch auffällt. Und auch bei der MiniMot gehen mal Lager kaputt http://www.mikrocontroller.net/topic/323391#3520051 .
Geeignet ist z. B. der Proxxon FBS (5 Minuten Kurzzeitbetrieb) oder IBS/E (so lange man mit ihr bohrt und nicht fräst, das überleben nämlich deren Lager nicht https://www.mikrocontroller.net/topic/450603?goto=5407328 ) + Bohrständer MB 200/S (der es allerdings mit der normalen Feder nicht schafft den Bohrer wieder anzuheben, Proxxon schickt einem jedoch auf Nachfrage eine passende zu) oder Micromot 50/E + NG2/S + Bohrständer MB 140/S. Bitte mit Spannzangen, das Schnellspannbohrfutter ist für die hohen Drehzahlen nicht geeignet und passt nicht auf IB und IBS/E.
Die Proxxon TBM220 ist sehr laut und serviceunfreundlich aufgebaut. Die Flott TB10 ist schwer, solide und genau, dreht aber mit 3000upm zu langsam. Früher gab es in der Industrie Solid TB6 und Genko TB6, aber die sind pleite (eBay). Sehr professionelle und luxuriöse Tischbohrmaschinen als Platinenbohrmaschine per Hand:
Da allerdings kleine Portalfräsen wie SainSmart Genmitsu 1810 https://www.amazon.de/SainSmart-1810-PRO-Holzschnitzerei-Graviermaschine-Arbeitsbereich/dp/B07G4TD3CN/ref=sr_1_43?keywords=Kleine+Fr%C3%A4smaschine&qid=1580247085&sr=8-43 nur noch 150 EUR kosten, und Leiterplatten nicht nur bohren sondern auch fräsen können, sollte man nicht zu viel für handbedienbare Bohrmaschinen ausgeben.
Vollhartmetallbohrer holt man über eBay und keinesfalls von Proxxon, schon gar nicht das 'Elektroniker Set', aber eine Trennscheibe ist nützlich (nicht mit Diamant). Gühring 702 https://shop.guehring.de/article/SSGU702 gehen als hartmetallbestückte HSS Bohrer auch.
Von: Georg 29.07.2015
Für eine Leiterplattenbohrmaschine werden üblicherweise Pakete zusammengesetzt (verstiftet) mit folgendem Aufbau:
Hartaluminium 0,5mm (zur Gratvermeidung) Leiterplatte Leiterplatte Leiterplatte Hartaluminium 0,5mm (zur Gratvermeidung) Billiges Pertinax oder Hartfaser > 2mm (Anbohrplatte)Daher haben die VHM-Bohrer 7-10.5mm Spirallänge.
Zum Sägen von Epoxy-Platinen kann man von Laubsäge/Dekupiersäge mit schnell verschleissenden Metallsägeblättern über Proxxon KS230 (schwächlich https://www.mikrocontroller.net/topic/388190 http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/346226-Umbau-einer-Proxxon-KS230-auf-brauchbar https://www.facebook.com/photo.php?fbid=606619762869932&set=pcb.606619862869922&type=3&theater ) oft mit Diamant/Fliesenschneideblatt verwendet und deren teurerer Nachbau MicroLux https://www.amazon.com/MicroLux-Miniature-Table-Saw/dp/B07BHQ4JPY und FKS/E (die FET ist mangels Drehzahlregelung eher für Holz aber grösser) bei eBay die https://www.youtube.com/watch?v=xomMDXUZJBM ca. 45 EUR "4500RPM Mini Tischkreissäge" , ohne Sägeblattschutz, ca. 85 EUR "DIY Aluminium Miniatur Tischsäge" (100mm Sageblatt 100W), die ähnlich aufgebaute (derselbe Tisch, anderes Untergestell) "Mini Feinschnitt Tischkreissäge", und die ebenfalls ähnliche 100 EUR "100W Mini Tischkreissäge Tischsäge Kreissäge" sowie die kleine aber eher schlechte https://www.modulor.de/kaleas-tischkreissaege-ohne-trafo-inklusive-zubehoer.html die edle Byrnes Table Saw http://www.byrnesmodelmachines.com/tablesaw.html?id_mm=0215MM674070 bis zu Diadisc http://www.mutronic.de/pdf/prospekt%20diadisc%205200.pdf oder 6000 EUR Precisaw http://www.reinhard-ag.com/precisaw.html und den eher für andere Anwendungszwecke geschaffenen https://www.tedpella.com/Material-Sciences_html/XP_Precision_Sectioning_Saw.htm https://www.buehler-met.de/isoMet-1000-precision-cutter.php https://www.leco.com/products/metallography-science/sectioning/vc50-diamond-saw alles verwenden was der Geldbeutel und Professionalität zulässt. Mit einem Teppichmesser vorritzen und über eine Kante brechen geht irgendwie auch, ebenso wie Tafelscheren für Metall oder eine Stichsäge mit hartmetallbestücktem Sägeblatt. Leiterplattenfirmen fräsen die Konturen mit einem 2mm VHM Fräser. FR2 Hartpapierplatinen lassen sich einfacher sägen weil keine Glasfasern die Werkzeuge ruinieren, es reicht statt VHM dann HSS, neigen aber eher zum splittern was der Profi behebt in dem er sie aufgewärmt bearbeitet. http://www.contag.de/uploads/pi_ti/materialien_b.pdf
m) Ein LRC-Meter (Induktivitäts- und Kapazitätsmessgerät) wie das LCR-9063 für 60 EUR von http://www.conrad.de/ auf Basis des ICL7106 zum billigeren Nachbau https://www.mikrocontroller.net/attachment/202219/Lutron_LCR-9063.pdf oder das SE8280 von http://www.elv.de/ , besser aber ST2822A oder TH2821(A) oder die auf dem Cyrustek ES51919/ES51920 basierenden LCRs: V&A VA520/VA520B (PeakTech 2170, Voltcraft LCR 300, Axiomet AX-LCR42A, Aktakom AMM-3320, Kusam KM-520B) https://www.eevblog.com/forum/reviews/some-photos-from-a-peaktech-2170-teardown/ CEM DT-9935, Aktakom AMM-3035 https://www.eevblog.com/forum/testgear/cheap-lcr-meter-cem-dt-9935/msg194934/#msg194934 Mastech MS5308 https://www.eevblog.com/forum/buysellwanted/mastech-ms5308-lcr-tester-member-discount/ UNI-T UT612, Tenma 72-10465 https://www.eevblog.com/forum/testgear/review-and-tear-down-of-uni-t-ut612-lcr-meter/msg198420/#msg198420 Lutron LCR-9184, Extech LCR200 https://www.eevblog.com/forum/repair/extech-lcr-200-repair/ DEREE DE-5000, DEREE DE-5003, DEREE DE-5004, IET DE-6000, Asita AS250, Voltcraft LCR 400, die messen genau so gut wie ein Keysight E4980A ESR oder die von Escort stammenden https://www.bkprecision.com/products/component-testers/886-synthesized-lcr-esr-meter-w-100khz-test-freq.html oder Keysight U1733C oder eines das mindestens 10000uF messen kann, oder selbstgebaut siehe unter "Kapazitätsmessgerät / Induktivitätsmessgerät". Beliebt ist auch http://www.peakelec.co.uk/acatalog/jz_esr70.html
n) Und wenn man es sich leisten kann ein Oszilloskop, siehe Abschnitt F.27.
o) Für Basteleien an Schaltnetzteilen ein (200 VA) regelbarer Trenntrafo.
Das Geld für Zeitschriften spart man heute besser, siehe Abschnitt I.
Die genannten Produkte und Markennamen bedeuten nicht, das dies die einzigen verwendbaren Teile sind. Aber es sind welche, die sich bewährt haben (bzw. eben nicht).
Bastlergrundausstattungen bei http://www.marsch-elektronik.de/ , ansonsten hier eine kleine Bauteilegrundausstattung für Experimente auf dem Experimentierbrett:
Standardbauteile die von vielen Chipherstellern gefertigt werden, auch in SMD, und im April 2021 von JLCPCB als Basic Bauelemente angeboten wurden:
Dioden: 1N4148, 1N4448, 1N914, BAV70, BAV99, US1MG, SM4007, M7 Schottky-Dioden: BAT54, BAS70, SS210, SS36, SS54, SS14, SS34, 1N5819 Z-Dioden: BZY55 (also 500mW Typen mit 2% oder 5%) vor allem 3.3 und 5.6V Brückengleichrichter: MB10S, DB107S Transistoren: BC546, BC547, BC548, BC556, BC557, BC558, 2N2904, 2N3904, 2N3906, MMBT5401, MMBT5551, SS8050, SS8550, 2SC3356, 2SB772 kleine MOSFETs: 2N7000, BS170, BSS84, Si2301, AO3400, APM4953, FS8205 Referenz: TL431 Spannungsregler: 7805, 7812, LM317, HT7533, HT7550, AMS1117-3.3, AMS1117-5, XC6206 IC: LM393, LM386, LM321/358/324, LM2904, NE5532, TL072, MCP6002, OP07, DW01G, NE555 Schaltregler: MC34063=NJM22360, UC3843, ICL7660, TL494, TP4054, TP5056, TP4057, XL1509, TPS54331, LM2576, LM2596, TPS5430, TPS61040 LED: 0805 und 0603 in rot, grün, gelb, weiss, blau Treiber: HT1621(LCD), TM1620, TM1640(LED), ULN2003, ULN2803, AM26LS31(RS422), MAX232, SL3232(RS232)CP2102, CP2104, CH340G, FT232RL(USB)oder
und jetzt fehlen nur noch hunderte von kleinen Beispielschaltungen dafür :-) Einige davon befinden sich in dieser FAQ, im Übungsbuch 'Learning the Art of Electronics',in den Online-Büchern auf http://www.vias.org/electronics.html und in AN-32, AN-20 von http://www.ti.com/ (National) und holt euch die Datenblätter von allen gekauften Bauelementen.
Megabytegrosse Datenblattsammlungen (DL111/126 Transistoren, DL135 MOSFETs, DL128 Analog-IC-Übersicht, DL129 Digital-HCMOS-ICs) gibt's bei http://www.onsemi.com/ , recht geeignet um mal eine Übersicht und einen Datenblatt-Grundstock zu bekommen. Sogar die (nutzlos informationsreduzierte) Pocket Guide gibt es noch http://www.ti.com/lit/sl/scyd013b/scyd013b.pdf
Chiptypennummern nach Verwendungszweck als Startpunkt der Bauteilsuche:
Einstellbare Spannungsregler: LM2931/LM317L (100mA) LM317, LT1086 (1.5A low drop), LM350, LT1085 (3A), LM338 (5A), LT1084 (5A low drop), LT1083 (7.5A), LT1038 (10A), CS5207-1 (7A 15Vmax), CS5208-1 (8A 15Vmax) CS52510-1 (10A 6Vmax) MSK5012 (10A ultra low drop 36V) LM396 (10A 15Vmax) LT1581 (10A 6Vmax) PQ7DV10 (10A 1.5-7V Sharp) ADP3310 (extern low drop) GS7166 (3A 0.8V..Vin-0.25V ultra low drop SOP8) negative einstellbare Spannungsregler: LM337=KA337=IP337=NTE957=NTE1915 (1.5A), LM333 (3A), MIC5270 (-16..-3V 100mA SOT23 low drop) Hochvoltregler: RS3007 (45V->1.8-5V 300mA 3uA) S1142 (50V Seiko 4uA), B3171V (1.2-57V1.5A RFT)=LM317HV (1.25-60V1.5A), UAS15V (60V liefert 14.5V 50mA) http://www.afsemi.com/upfile/2020/08/17/AF76XXH%20V1.1.pdf (60V LDO 3.3V), UAS16V (80V liefert 17.4V 50mA), L146 = 80V uA723, LT3011-3014 (80V, 50mA), ZXTR2012 (100V 12V 30mA simpel) ZXTR2005 (100V 5V 50mA simpel), MIC5280 (4.5-120V 31uA 25mA 1.2-5V), TL783 1.25-125V700mA(TI), NCP781 (6-150V 100mA->1.23-3.3,5,15V 25uA DFN) LR8 1.25-450V10mA (Eingangsspannungsflankensteilheit>50us) LR645 (Supertex 15-450V->8-12V 3mA TO92 Reichelt) LR745 (35-450V->13.9-18V 3mA TO92 Reichelt) LR12 1.2-88V50mA (Supertex), VB408 1.2-400V40mA (ST), LT3014 (20mA 3-80V 7uA) LT3010 (80V 50mA Linear), HIP5600 (50V..) (Harris) NCP786L (55-450V 10uA 5mA 1.27-15V), LR645 (10V aus 15-450V 3mA) VB409 (alt ST, nur AC, 5V40mA), MC1466 (floating bis hunderte Volt, berüchtigt für ausser Tritt kommen des internen Reglers) MAX610 (alt 5V/40mA aus 230V~) IXCY10M90S (1-100mA bis 900V, Darisus) ATT2405/06/16 (alt, Lucent) Hochvoltschaltregler: BP8519C (700V 85-265V~ 3.3V SOT23-5) LT8300 (6-100V/200mA TSOT23-5 isolated flyback ohne feedback) MP4581 (8-100V in 1-30V 0.8A step down SOIC8) MP9485/MP9486/MP9486A (4.5-100V step down 0.5/1A/3.5A SOIC8) PT3736 (90V step down 2.1A TO220) MP4571/MP4572/MP4573 (4.5-60V 1A/2A/2.5A step down sync 40uA QFN12) ZCC5160 (60V 3A Iq 20uA KFZ) SYVM78A (4.5-55V 0.8A step down 0.6Vref HiCup SOT23-6) LNK304/305/306 (100-700V/120-360mA PowerInt) AL17050 (500V SOT25 Diodes) HV9910/HV9961/ZLED7001/TS19450 (450V externer MOSFET, Stromregler) LTC3639 (150V) LTC7103 (105V 2.3A interne MOSFETs) LTC3703 LT3758 LT8300 (100V) LM5116 (100V LT) LM5008/SM72485 (95V NS) XL7005A (80V 0.4A 5W XLSemi SO8P) LM5007 (80V 0.7A VSSOP8 WSON8) CX86XX (80V 2uA LDO cxwic.com) MP4541 (8-80V step down 1-30V synchron 0.8A SOIC8) MP4569 (4.5-75V step down 0.3A synchron 1Vref SOIC8) TPS54560 (60V/5A) LM2576HV=EC9301H (1.25-60V/3A NS) LV14360/LM76002/LM76003/LM76005 (4.3-60V 2A/3A/5A Iq 300uA) EC3618 (8-58V 2A 1V fb 3.3-56V) SM3320 (50V NS MPP) LT8301 (2.7-42V/1.2A TSOT23-5 isolated fyback ohne feedback) LED step up Boost Regler: WD3122E AP3019A (benötigt keine externe Diode) BIT3269 KB4317 RT9284B UM1661 TS19371 TPS610997 (0.8uA) MCP16251/16252 (14uA) LT1932=CAT32=W-52 (2-7V->20V, 20mA) Präzisere Spannungsregler: LP2954AIT (TO220 250mA 0.1% NS) LP2986AIM (SOT8 200mA 0.5% NS), LT1086 (1% 1.5A 0.015% TO220 LT) Abschaltbare Spannungsregler ADP3367 (5V 0.3A LBO genau verkehrt für SHDN) LT1579 (5V 0.3A 2 Eingänge 2 LBO passend für SHDN), LM2941 (1A ADJ low=on) LM2991 (negative 1A) LP2951 (0.1A ADJ low=on), LP2985 (0.15A ADJ low=off Rückstromdiode), BAxxCC/BAxxDD (1A/3A, low=aus, Rohm), UCC383 (3A, 1.25-8.5V, Ube low=aus, TI) TPS76801 (1A, 1.2-5.5V, TTL hi=aus, TI) LTC3440 (step up, 2.5..5.5V ca. 500mA) R1200 (Ricoh, 2.3..5.5V->..21V, 700mA switch, ca. 50mA Ausgang) NCP4632 (high=on 3A 5.25V) SPX29302A (high=on 3A adj 16V) MIC39302 (high=on 3A adj 16V) RT9059A (high=on 3A 5.5V) TJ4230 (6.5V adj 3A high=on) LM22676 (42V adj 3A step down >2.2V on <1.6V off) Niedrigstleistungs-Linear-Spannungsregler (mit oft sehr schlechten PSRR ab 100Hz): MCP1810 (150mA 1.2-4.2V bis 5.5V 20nA Iq 1nA shutdown) MCP1710 (200mA 1.2-4.2V bis 5.5V 20nA Iq 0.1nA shutdown) TPS7A02 (200mA 25nA 0.8-5V bis 6V SOT23-5) TPS7A03 (200mA 200nA 0.8-5V bis 6V SOT23-5) STLQ020 (2-5.5V 200mA 300nA Iq) HE9073 (7V 100mA 300nA high speed low noise LDO DFN4/SOT23/SOT23-5/SOT89) NCP170 (2.2-5.5V 150mA 1.2-3.6V 0.5uA Iq TSOP5) AIC2140 (2.2-5.5V 300mA 600nA Iq) XC6504 (150mA 600nA 1.1-5V aus bis zu 6V capacitorless SOT25) XD6506 (150mA 800nA 1.2-5V aus 6V SOT23-5) EC8841 (2.5-18V 50mA 1uA Iq) LN1121 (1.2-6V aus 6V 250mA 1uA Iq) MC78FC00 (2-10V 120mA 1uA SOT89) TP162 (600mA 2uA 1.2-3.3V TechPublich SOT23-5) LR8341 (Lori 40V 100mA 2uA SOT23-3L/SOT89) TP362 (200mA 1.2-5V aus 36V 2uA TechPublic SOT23-5) TP552 (200mA 1.2-12V aus 50V 2uA TechPublic SOT23-5) LT3009 (1.6-20V 20mA 3uA Iq SC70) STLQ015 (2-5.5V 150mA 1uA) AIC1701/AIC1702 (150mA/350mA 0.8-5V 3uA Iq bis 6/6.8V) AIC1701B (150mA 1.8/2.8/3.3V 1uA Iq bis 5.5V SOT23-5 DFN4) WL2825D (150mA 2.8/3V 0.6uA Iq bis 5.5V DFN4) MCP1700 (1.6uA aber 7uA bei 8uA Last, nur bis 6V) MCP1702-33 -50 (2uA Reichelt bis 13.2V) MIC5231 (10mA 0.12V 0.65uA Micrel) TPS780/781/782/783 (150mA 0.2V 0.5uA TI, bis 5.5V) RT9063 (2.5-6V 1.2-3.3V 250mA 1uA Iq) HT71xx (30mA 2.5uA Holtek, bis 24V) HT71xx-1 (10mA 2.5uA Holtek, bis 30V) HT71xx-3 (30mA 1.5uA Holtek SOT23-5 bis 30V) HT75xx (4uA bis 24V 100mA) NCP551 (150mA bis 12V, 4uA OnSemi, kein erhöhter drop out Strom, bis 12V) AAT3220/1/2 (1.1uA AnalogicTech SOT23-5/SOT89 150mA 0.2V) S817 (50mA 1.1-6V 1.2uA Seiko, bis 6V) MST56XXB (150mA 60V 2uA) MST53XXB (200mA 1.8-5V 1.6uA bis 35V) EC85xx (200mA 1.8-5V 2.6uA bis 35V) XC6206/XC6411/XC6412 (200mA 6V 1.2-5V 0.25V-1V 1-3uA) GS7159 (2uA/2.3-5.5V/150mA) LR1101 (100mA 1.2-5V aus 6V, 4uA) LR1012 (50mA 2.5uA bis 16V) AP7381 (2.8/3.3/5/7V fixed, 3.3-40V 150mA 2.5uA) MCP1702/1703 (2uA/250mA/16V Microchip Reichelt) GS7118 (50mA, 4uA/3.8-24V) RT9072 (Richtek, 1.25-60V, 20mA 80V 23uA Iq 3uA shutdown) XC6220 (1.6-6V 1.2-5V 1A SOT25, bis 70uA Iq in drop out ca. 1 Ohm) XC6210 (2-28V 5uA 150mA) NCP786L (55-450V 10uA 5mA 1.27-15V) LM2936 (3/3.3/5V 50mA aus 40V (60V HV) in TO92 Iq 15uA) MIC5280 (25mA 4.5-120V 31uA 1.2-5V)) Niedrigstleistungs-Step-Down-Schaltregler: TPS62840/TPS62841/TPS62849 (1.8-6.5V 750mA 120nA Iq) ähnlich BD70522 (2.5-5.5V 500mA 180nA Iq) R1800K (2-5.5V 1mA 144nA Iq) ADP5304 (2-6.5V -> 0.8-5V 50mA 260nA Iq) RP512x (2-5.5V 300mA 300nA Iq) RT5707/A (2.2-5.5V 0.7-3.3V 400/600mA 360nA Iq) XC9265/XCL210 (2-6V 200mA 500nA Iq) MP28300 (2-5.5V 300mA 500nA Iq) LTC3642 (45V 50mA 15uA Iq) MAX16956 (3.5-36V 300mA 1.1uA-1.5mA Iq) TPS62056 (2.7-10V 800mA 65uA Iq) MAX38643 (0.5-5V 700mA 380nA Iq 5nA shutdown) LMR36506 (3.5V-65V 600mA 4uA Iq) LMR36503 (3.5-65V 300mA 6uA Iq) LM5165 (3-65V 150mA 10.5uA Iq) MAX17550 (4-60V 25mA 22uA Iq) MAX17552 (4-60V 100mA 22uA Iq) A8591 (4-35V 2A ca. 25uA Iq) MCP1602 (0.8-5.5V 500mA 75uA Iq 50nA shutdown) Niedrigstleistungs-Step-Up-Schaltregler: MAX17220-1/MAX17222-3/MAX17224-5 (0.4-5.5V 0.25/0.5/1Asw ca.1uA) MAX1724 (3uA) LTC1517-5 (Ladungspumpe 6uA) TPS61023 (TI 1.8-5.5V 3uA SOT536 0.1uA shutdown 3.5Asw 0.6Vfb) Niedrigstspannungs-Step-Up-Schaltregler für 1 Zelle: ME2108, AW3606A (0.9-5.2V auf 2.5 bis 5.5V Iq 1uA ca. 200mA, isoliert bei turn off) XT1861 (0.9-6.5V 15uA TO92/SOT23) AIC3402 (0.75V-6V in 2/2.2/2.7/2.8/3/3.3/3.6/5V in SOT23/SC70 mit 15uA Iq, Aic), https://www.mpja.com/download/ce830.pdf (ab 0.9V in 1.8-6.5V, 3 pin auch TO92, bis 10V durchleitend) AIC3411/3412/3413 (0.9V-5V in 1.65-5.5V bei 0.5V FB in SC70-6/SOT23-6 mit 12.5/25uA Iq ohne ext Diode) AS1322 (AMS) L6920 (ST), LTC3401 (LT) TS3410 (150uA 6V 1A) ZXSC100 (Zetex) TPS61000 (TI) NCP1450 (OnSemi), LTC3108 (LT, ab 20mV) MCP1640 (2-5.5V 100mA aus 0.65V) LTC3525-3.3 BL8530 (siehe https://www.mikrocontroller.net/topic/461002?goto=new#5588355) QX2303 AIC1638/1642 (0.9-6V in 2.7..5V ext Schottky 15uA Iq SOT23/SOT89/TO92) MCP16251 (0.82V-5.5V 100mA 1.23V fb 8uA Iq) Ladungspumpen: ICL7660/LTC1044/MAX1044/LM2660/MIC2660 (5V/10mA), XC6351 (1.2V <10mA Torex) LT1026/MAX680/681(=MAX232 ohne RS232), LTC1044A (12V/10mA) ICL7662 (15V/10mA), MAX662 (5V->12V/30mA), MAX619/LTC1046 (5V/50mA), LTC1144 (15V/50mA), LTC1263 (5V->12V/60mA) LTC/MAX660/TC1121 (5V/100mA LT/Maxim/Microchip) MAX665 (8V/100mA) MAX889/LM2662/LM2663 (5V/200mA) TPS60130 (300mA/5V TI) LT1054 (100mA 15V Reichelt) ADM660 SP6661 LM2660 (100mA) LM27761 (250mA 5V -> -1.5V..-5V) LM7705 (3V..5V -> -0.232V 20mA), ADM8660, WD3168 (geregelte 5V aus 2.7 bis 5.5V, 300mA, SOT23-5) PFC Correction ICs: UCC28180, NCP1608. Überspannungsabschaltung: LTC4362 (5.8V bis 28V 1.2A DFN8) WS3202E (6.1V bis 25V, 2A), WS3210 (5.85/10.5/14V bis 80V 3A) WS3213 (einstellbar 30V) ETA7011 (20V 3.5A high side) ETA7014 (36V 4A high side) ETA7018 (20V low side) ETA7008/ETA7028S2G (einstellbar 36V/4A low side) ETA70086 (einstellbar 75V/3A in DFN6 low side) http://www.etasolution.com/w-en/product.html , https://www.analog.com/en/parametricsearch/11394#/ (bis 600V externe MOSFETs) Referenzdioden: LM336/385/4040/4041 (NS), REF12Z/25/ADR291/AD1582 (Analog), ICL8069 (Intersil), TC04, ZRA245/250 (Zarlink), LT1009 (LT), MC1403, CS1009 (OnSemi) Zähler/7SegDecoder: MM74C92x (NS) ICM7217 (4 stellig), U125D, ICM7249 (6 stellig), ICM7226 (8 stellig) (Intersil) HEX zu 7-Segment: NE589 (5-50mA Konstantstromquellen), MC14495, DM8880/9368, V40511 (eBay), D345, D346, CD4311 (CD4511 kann kein hex), CD4368, 74C915 oder eben ein GAL16V8 7-Segment zu BCD: 74C915 (veraltet selten, heute GAL16V8) VFD-Treiber: A681x/A581x/UDN6118A (Allegro), MAX6920-32 (Maxim), LB1240 (Sanyo)=MSL915 (Oki), PT6306 PT6311 (Princeton), NE594, MM58241/58242/58248/58341/58342/58348 (NS) MSC1162/1163 (Oki), SED2020/2032 (Seiko Epson), CS1087-1089 (OnSemi) EL-Folien-Treiber: SP4403 (Sipex) GHz-Vorteiler/Prescaler: CND2047, PMB2312/2313, MC12017/12079/12080/12095, U664/666/813 (schwingen leicht) U891/893/6024, SP4908/8718/8719/8792/8910/8755/8720/8786A, M54462AL (:256 1GHz Mitsubishi) LMX2322/2326, SAB6456, HMC426MS8 (Hittite) RESET-Controller für 5V/12V: MB3771 (Fujitsu) Klangregler Volume/Treble/Bass: LM1036 (NS), TDA1074A, TDA1524, TDA4292, TDA7313 TDA7318 (Philips), LC7530, LC7532, LC7533, LC7535, LC7537 (Sanyo) PT2322 (6 Kanäle, digital einstellbar inkl Lautstärke) DDS: ML2035/2036 (25/50kHz SPI Fairchild), HSP45102/45106/45116 ISL5314 (Harris), AD7008/9832/9850/9851 (Analog) Q2240I (Qualcom) rauscharme OpAmp fuer Audio (Linepegel): TL071 (TI, nicht TL072/074), NE5532/5534 (Philips), SA5532/5534 (noch besser) MC33078/MC33079 (Mot) ähnlich TS521/TS522/TS524 (ST), LM833/837 (NS), OPA134/604 (TI) OP176/275/ADA4075 (Analog) billiger R2R Rail-To-Rail OpAmp: LMV324/824 LMC6482/6484 (NS), AD82x (Analog), TS912-924 (ST), TLV271/272/274 (2.7 bis 16V 7mV TI Eingang nur GND bis 3V unter VCC) TLV2372 (2.7-16V) LMC662 geht in latchup bei Vin > V+ - 1V OpAmp Rail-To-Rail R2R Ausgang über 24V Betriebsspannung: LTC6090 (140V 10mA LT) ADA4522 (55V single/dual/quad 160dB PSSR) LT1490/1491 (44V 20mA 10nF) LT1638/39 (44V 25mA 1nF) OPA2991 (40V 0.75mV 21V/us 75mA) TSB611 (SOT23-5 36V 1.6mV) NCS20071 (OnSemi 36V 100mA) TLV171/2171/4171 (billig, 36V 3mV bis 0.35V an die Rail, Eingang GND bis 3V unter VCC) AD823 (36V JFET 0.2mV-2mV 15mA 500pF), TLV140/TLV4170 (36V R2R Ausgang single supply Eingang EMI hardened) ADR821/ADR827 (+/-15V inkl. 1.2/2.5V Referenz) OPA170/2170/4170/171/2171/4171 (36V TI) OP184/284/484 (36V Analog), LM6132/LM6134/LM6142/LM6144 (2.7-24V, max 15V Diff) OPA2156 (36V 100mA 25uV 50V/us 3nV) LM7321/LM7322/LM8261 (32V, 0.7mV-6mV, 65mA, unlimited cap) LT1366/LT1367/LT1368/LT1369 (30V Linear), CA3140 (30V RCA, Eingang nicht R2R sonden 3V unter VCC) TSB7191/TSB7192/TSB7194 (36V, 300uV-1400uV, Gain>10) Niedrigstspannungs-1V-OpAmps: LM10=LT1635 (ab 1.2V), MC33501/502/503, NCS2001 (OnSemi), MAX4289 (Maxim, langsam) XC221 (Torex) TS12011 (0.58V Referenz, 0.8..2.5V VCC OpAmp+Comp+Ref) Niedrigleistungs-OpAmp: TSU104 (580nA/ch) Hochspannungs-OpAmps für höhere Spannungen: PA240/PA340/PA441/PA443 (330V 60mA) ADHV4702 (200V 20mA) LTC6090 (140V 10mA R2R LT) OPA454 (100V 50mA) PR2201/2202 (80V 6mA Prema), OPA445 (60V) OPA552 (60V 200mA) MC1436 (60V OnSemi) siehe auch bootstrapping https://www.edn.com/bootstrapping-your-op-amp-yields-wide-voltage-swings/ OpAmp mit Referenz: LM614 (NS QuadOpAmp+TLV431) LTC1541 (2.5-12.5V 5uA) RS8912 (SOT23-6 2.5-5.5V R2R 1.2Vref <8uA) CX2905 (0.2V dual or'ed OpAmp SOT23-6L) BROP4358SC (LM358+LM431) CN958 (2.5-5.5V 60uA mit 1.205Vref in SOT23-6) LM10=LT1635 LM432 (NS), TSM101, TSM106, TSM107, TSM103 (ST) = NCP4300 (OnSemi) = TL103W (TI), FP701/702 (Feeling, 1.25V overvoltage Schmitt-Trigger) TSM105 = AP4305 (1.25V + 2 OpAmps, nur - Eingang zugänglich, Ausgang verodert) TSM1011/TSM1012 (ST, Referenz einzeln) SEA05 (3.5-36V, 2.5V Ref intern, or'd Ausgang, ST, SOT23-6) SL71051 (1.321V+0.2V or'ed OpAmp SOT26) SN71052 (1.21V+0.1V or'ed OpAmp 2.2-14V SOT26) LD8105 (1.21V+0.1V or'ed OpAmp, 3-38V, SOT26) SL71053 (1.21+80mV or'ed OpAmp 2.2-14V SOT26) ST8433 (erweiterter TL431 mit 0.7V Strombegrenzung) EG4321 (secondary side SMPS U und I Control mit LED als Ladesteuerung) OpAmp & Komparator & Referenz: TC1026, MAX951=LTC1541 (5uA, LT, Ref=CompInverting), MAX9062-4 (Komparator mit 0.2V Referenz, Eingang darf an Spannung liegen wenn VCC 1-5.5V fehlt) CN951 (2.5-5.5V 21uA mit 1.211Vref in SOP8) LM613=LM358+LM339+TL431 Komparator mit Referenz: MAX917 (750nA, 1.8V), MAX9040-9053 (unter 85uA Eigenbedarf) MAX924=LTC1443,LTC1444,LTC1445 2-11V 8.5uA mit 1.2VRef und einstellbarer Hysterese genaue Komparatoren: MCP6V31 oder ähnlichen ChopperOpAmp in Schaltung 4.4.4 PRECISION COMPARATOR https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20005127B.pdf, ALD2313A (50uV typ 200uV max) ALD2332A (20uV typ 500uV max) ALD2321B (200uV typ 500uV max) LMV762 (200uV typ 1mV max) CMP04 (0.4mV typ 1mV max) ALD2321 (0.5mV typ 1mV max) OpAmp mit Reverse Battery Protection: LT6015 präzise hochohmige OpAmps: OP07A (TI, aber Milliampere Strom bei > +/-1V Eingangsdifferenzspannung), LTC1150/2050 (LT), AD707/8571 (Analog), LT1014A, LTC2050 (zero drift, R2R 2uV/us Slew, LT) extrem rauscharme OpAmps für niederohmige Quelle (Dehnungsmessstreifen): LT1028/1115 (LT, THD -96dB), AD797 (Analog, auch audiotauglich) chopperstabilisierte OpAmps: LTC1049/1050/1052/1150 OpAmp mit abschaltbarem TriState Ausgang: TLV2370/2373/2375 (TI, 16V, 4-16mA) TLV246x/247x (2.7-6V) LT1210 (1.1A 30V) Doppel Dual OpAmp umschaltbar auf 1 Ausgang: M5201=NJM2120 (Marshall) open collector OpAmp: TAA761/861/2761/4761/765/2765/4765 (obsolete), TCA332/335 (obsolet) TAE/TAF1453/2453/4453 (Infineon), B761D/B765D/B861D/B865D/B2761D/B2765D/B4761D/B4765D (DDR) over the top beyond the Rail OpAmp: TLV2401 (5V), OPA2340 (0.5V, TI), INA117 (200V, TI), LT1490/LT1491/LT1638/LT1639 (44V, LT) LT1782/LT1783/LT1784 (misst 18V bei 5V Versorgung, R2R), LM3900/LM359 Norton kann Spannungen über VCC abtasten und vergleichen weil stromgesteuert über Vorwiderstände was sich auch nicnht ändert wenn er keine Versorgungsspannung hat OpAmps die Spannungen über VCC zulassen ohne zu funktionieren: LM324=TA75902/LM358=TA75358/LM321 (36V, NS) LT1211/LT1212 (LT) OP191/291/491 (20Vpp), TL071/072/074/etc. LF411 etc. LF356/357 (50V http://www.national.com/an/AN/AN-447.pdf) single supply OpAmp der negative Ausgangsspannung kann: MAX44267 (+15V Single-Supply, Dual Op Amp with ±10V Output Range, integrierter ICL7660) high side Strommessung: ZXCT1009 (Darisus) INA138 (32V)/INA168 (60V) INA213/INA214/INA215 (28V), AD8217 (80V zero drift Instrumentenverstärker liefert zumindest 10mV) high side switch: MIC2514 (13.5V 0.5A SOT25), AAT4292(7 Kanäle -5.5V PMOSFET seriell SC70-10), TPD2005 (7x1 Ohm 8-40V), TPS4H000/TPS4H160 (4x 1Ohm/0.16Ohm 3.4-40V serial/parallel smart high side switch mit einstellbarer Strombegrenzung), MAX14915 (8 serial smart high side 700mA 0.25 Ohm 10-36V) sauschnelle OpAmps: THS4303, THS3201, OPA847 (1.8 - 3.9 GHz TI), LTC6409 (10 GHz) nicht ganz so schnelle R2R OpAmps: OPAx354 (250MHz 100V/us 100mA 5V R2R) OpAmp für hohe kapazitive Last: LT1363 (LT), LM8261/8272/6161/6261/6361/6362/6364/6365 (NS), TLE2141/2142/2144 (TI single supply 44V 0.5mV 10nF 27V/us) AD817/826/827/847/848/849 (Analog) http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/31-2/appleng.html MC34071/MC34072 (OnSemi single supply) http://www.ti.com/lit/an/sloa013a/sloa013a.pdf http://designtools.analog.com/dt/stability/stability.html MIC920 (5-18V 3000V/us 80MHz Micrel) LTC6260 (1.8-5.25V, 20uA 400uV) OPA197/2197/4197 (36V 1nF 20V/us 100uV) OpAmp für Ansteuerung Piezo, EOMs, Pockelszellen bis MHz: PA97 PA98 PA85 (Apex, schwingen sich kaputt wenn kapazitive Last zu hoch) Normale OpAmps steuern höhere Spannungen: http://www.ti.com/ (National) AN271, AN272 Leistungs-OpAmp schneller als L272 mit weniger Offset: MC33076 (250mA 4-36V 7.4MHz Dual) MC33178 (50mA 4-36V Dual) RT9146 (20V/1A/35V/us) LT1210 (1.1A 35MHz, LT), L2722/2724 (ST), TCA0372 (OnSemi) (nicht für Audio geeignet, da wie LM324/358 ruhestromlos) AD8534 (4 x 250mA bis 6V aber 30mV Offset) BUF634 (250mA 2000V/us) TLV4112 (2.5-6V R2Rout 300mA bei weniger als 1V Verlust) AD8656 (R2R 5.5V 200mA 2.7nV/sqrt(Hz)) Leistungsopamps: LM675 (3A) L165 (3A) OPA547T (60V 2A) diskreter Hochleistungsopamp: http://www.servowatt.de/download/dcp_130_datenblatt.pdf (84V 20A) http://www.servowatt.de/de/dcp_spannungsquelle_spannungsregler_servoregler.php ( verbesserter LM386 1W/8 Ohm Audioamp für 5V ohne Ausgangselko: LM4861/4871/488x (NS) NCS2211 (OnSemi, Mono BTL, SO8) NS4165 (2W an 4 Ohm bei 5V) Kopfhörerverstärker (32 Ohm, 0.15W): MC34119 (OnSemi, TS34119 Conrad), NJM4556 (+/-12V 70mA) M5218 (50mA low noise) NJM2113 (NJR, will besser abgeblockt werden als der MC34119), TDA7050/TDA2822=KA2209 (Philips) TDA1308 (NXP SO8 5V 0.06% @ 32 Ohm 0.0009% @ 5k) TS921/TS922/TS924 (ST 2.7-12V 80mA 32R 9nV/sqrt(Hz) phase reversal), MC33201/MC33202/MC33204 (OnSemi 1.8V-12V 80mA 600R R2R-I/O ohne phase reversal), TPA0253 (1W 5V Mono Stereo 33uV noise) MAX4335 (2.7-5.5V 32R 50mA Maxim) LM4880 (85mW an 32 Ohm, 2.7...5.5V) TPA6120 (TI, 0.00029%THD @ 64 Ohm), LME49610 (NS, 0.00003% THD) MAX97220 (differentiell, BTL, 0.0035% THD) Lautsprecherschutzschaltungen: uPC1237, TA7317 KFZ-Audioleistungsverstärker: TDA7375 (4*4W/2*22W), TDA7560 (4*30W) TDA8563 (2*40W an 2 Ohm) Heim-Audioleistungsverstärker: TDA7294/7285 (ST DMOS), auch als Piezotreiber gut, TDA7293 parallelschaltbar, LM3875 LM3886 (NS bipolar) OpAmp für Ausgang Funktionsgenerator: LT1206/1207 (LT, auch bandbreitenbegrenzt als Kopfhörerverstärker gut) AD811 (100mA 2500V/us) LM6181 (100mA 2000V/us) EL400 (50mA +/-6V 430-1600V/us) BUF634 (250mA 2000V/us) SGM8301/2/4 (105mA 155V/us +/-6V) Elektrometer: Telefunken Raumladegitterröhre YG-1000 (<60fA), LMP7721 (20-900fA 26uV 1.8-5.5V TI) INA116 (1-200fA), AD549L (40-250fA, 500uV) AD515 (75-300fA), LMC6001A (25fA-4pA 1.35mV, 20 EUR), LMC6482A (20fA-4pA 0.75-3.8mV 2 EUR), LPC660/LPC662/LMC6041 (2fA-100pA), TS912 (10mV, 1-300pA) MAX4239 (1pA typ/2.5uV max geringer Strom und genaue Spannung) OPA111/128/129 (40fA typ 300fA max - 20pA max 0.5-2pA), LMP7701 (typ 200fA, max 50pA bias 40fA typ 37uV max 500uV) MCP6471 (1pA-350pA bei 125 GradC) AppNotes: AN242 LB37 AN241 (NS), AB075 (BurrBrown) Instrumentenverstärker: AD620/621/624/625/626 (Analog), INAxxx (TI), LT1167/1168 (lt) Platin-Temperaturmesswiderstandsverstärker, Pt100, Pt1000, RTD: ADT70 (Analog) Thermoelementmessverstärker: MAX6675 (Maxim), LT1025 (lt) Dehnungsmessstreifenverstärker und -Wandler: MAX1400-1403 (Maxim) Mikrofonverstärker mit Kompressor: SSM2165 (Analog) VCAs: 2181 (That), AD600/602/604 SSM2010/2013/2014/2018/2020/2022/2118/2120/2122/2164 (Analog), BA7655 (Rohm), M5244 (Mitsubishi), CLC5523 (NS), SL550 (Plessey), VCA2612/2613/2614/610 (TI) OTAs: BA6110 (Rohm), CA3060/3080/3280 (Intersil), LH0045 LM3080, LM13600/13700 (NS) = NE5517 (Philips) = NJM13700 (New Japan Radio), OPA2662/660 (TI), LT1228 (lt) V13700 V2153 V2162 V2164 V2181 (http://www.coolaudio.com/ Nachfertigung alter Audio-ICs) Transimpedanzverstärker: OPA665 (TI) AD9617//9618 (Analog) SA5211/5212/5214/5217/5225 (Philips) TZA3023/3033/3034/3043/3044 (TI) (Sander Electronic) Multiplizierer: XR2208 (Exar), ICL8013 (Intersil), RC4200 (Fairchild), AD532/633 (Analog) MPY100/634 (TI) oder ein Signal in PWM, damit zweite Spannung zerhacken und analog filtern. logAmps: MAX4206/4207 (Maxim) BB4127/LOG100/101/102 (TI), AD8304 (Analog) [stückweise lineare Interpolation] TrueRMS Konverter: AD536/636/637/736/737 AD8361 (lin) AD8362 (log) ADL5902 (9Gz 65dB) (Analog), LTC1966, LT1088 (lt) Hall-Strommesser: ACS750 (Allegromicro), Sanken CS-Series bis 5A Hallsensoren: HE244 (Hoeben, 5T bis 0.1% linear) CY-P15A (ChenYang bis 2T, bis 0.5T auf 1.5% linear) CYSJ362A = HE144 = KSY10/13/14 (Infineon bis 1.4T, bis 0.5T auf 0.2% linear), A1321+A3141-44 (Allegromicro) , THS125 (Toshiba), HG106 (Asahi-Kasei), GH700 (F.W. Bell), Micronas, Melexis, CMS3025 (Sensitec, Stromsensor magnetoresitiv bis 2MHz, liefert auch GMR Einzelmagnetfeldsensoren) LDS kapazitive und induktive Wegaufnehmer: LDC1000 (EOL) LCD1001 Strommessstift: http://www.farnell.com/datasheets/1387648.pdf LiIon Protection in SOT23-6: DW01, DW01A, DW06D, FS312, NCP800, R5421, T63H0002A, AAT8633, MC33349, S8231 (SO8) HY2120 (2 Zellen SOT26) S8254 (3-4 Zellen) Akkulader-ICs: ADP3811, BQ2000/2002/2004, CH127/128, MC33092, MAX1640/1641/1647/712/713/846, ICS1700/1702/1722, AIC1781-1783, LM3647, LT1512/1571, LTC1759, TEA1102/1103/1104 Nullspannungsdetektor: TDE2907, 8T363 Fensterkomparator: MC34161 (Motorola), TCA965 (Infineon, veraltet), TPS3703 (1.7-5.5V) TRIAC-SteuerIC: alt: TDA1023/TDA1024, L120 (Tacho) U217B=T2117/U106/U208 (alle veraltete) neuer: U2008/U2010/U210B/U470B (Temic/Atmel/Microchip, U210B erlaubt kleinen shunt), TCA785, SL440/SL441/SL443 (Plessey, veraltet, Weller Lötkolben, Hinkel-Electronic) OM1654/OM1895/IES5521 (Hendon SO8), UAA2016 (OnSemi), TEA1007 (Temic) PT8A3240-47,PT8A3280-87/PT8A3300-07 (Pericom) NE555=SE555=LM555=RC555=XR555=LC555=NTE955=SK3564=L855=K3T647=MC1455/MC1555=TDB0555=B555=uA555=UTC555=ULY7855=K1006??1=HA17555=SG555=SN72555~=BA222 (4.5-16V, 500kHz) in CMOS: ICM7555 (2-18V, 1MHz Intersil), TLC551 (1-16V, 2MHz, TI), TLC555 (2-15V, 2.1MHz, TI), TS555 (3-16V, 2.7MHz, ST), LMC555 (1.5-12V, 3MHz, NS), ZSCT1555 (0.9-6V, 330kHz, Zetex), IR2151/IR2153/IRS21531 (Gegentakt MOSFET Treiber Ausgang, nur D Typen benötigen keine Diode zwischen VCC und VB) ALD555 (2-12V 0.1Hz-1MHz) ILC555 (2-18V 200+kHz 0.2-0.6mA 20-100mA) MIC1555 (2.7-18V, SOT23-5) CSS555/CSS555C (1.2-5.5V <5uA programmable decade counter inside) BD9555 (bis 50V ähnlich 555 mit 35uA Ladestrom und 50 Ohm discharge zwisdchen 1.1 und 3V) Langzeittimer: U6046/6047/6049, ICL8250, XR2240, 74HC5555, CD4541 CD4543 CD4536 CD4045 CD4445 CD4451, CSS555C (1.2V-5.5V EEPROM Teiler 1 bis 1 Mio) TPL5010 (1.8-5.5V 35nA 100ms-7200s widerstandsprogrammierbar) F->V Konverter/Tachometer-ICs/Frequenz-Spannungswandler: LM2907/2917 (NS), ADVFC32 AD636 (Analog) AD650 (0.002%), TC9400 (Tel) VCF32 (0.01% 100kHz) VCF320 (0.005%) VCF32 (10kHz 0.01% 100kHz 0.05%) NJM4151 (100kHz 1%, mit OpAmp 0.05%) V->F Spannungs-/Frequenz-Wandler LTC1043 (0.005%), TC9400 (100kHz 0.01% Microchip) VCF32 (10kHz 0.01% 100kHz 0.05%) VFC320 (0.005%) AD650 (0.002%) NJM4151 (100kHz 1%, mit OpAmp 0.05%) IR(De)Coder (RECS/RC5): SAA3004/3006/3007/3009/3010/3027/3049 SAB3210/3209 (Infineon), HT11/12 (Holtek), MC14497/145026/27/28 (OnSemi) uPD6121/uPD6122 (NEC) 21/2222+2225 (princeton.com.tw) IR-Coder (PPM): PTPT2221/2222 (Princeton), uPD6120/21 (NEC) oder LC7461M/62M (Sanyo), UM3750/3758 (UMC) Infrarotdemodulationsempfaenger: SFH505A SFH5110 TFMS5300/5360 (Infineon), TSOP17xx/18xx/48xx (Vishay), IS1U60 IS1460 (Sharp) PIC26043SM einstellbare Demodulationsempfänger: SL486, U2538B/T2525/T2527, AIC1862, TDA4050B, TBA2800 IrDA: IRM3001, TFDS3000/4000/4500/6500, TOIM3000/3232 PLL FSK Demodulation: NE567/LM567/KA567/LMC567/NJM2211 AM Radio ICs: TCA440, TDA1056, A244 FM Radio ICs: TEA5767HL DCF Funkuhr: UE6005, T4227 (Atmel) U4223/4224 (alt) MIDI Keyboard, velocity scanner, elektronische Orgel: SAM2655 (Dream) StereoCD D/A: LC7881 7.10, PCM56 (TI) StereoDecoder: MC1310 Gleichspannungsrelais/Gleichstromrelais: AZDC110-1AE-12DF (10A 300VDC / 16A 180VDC switching capability) https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=C300%2FAZDC110.pdf RCD Fehlerstromschutzschalter: JJ146 Bipolar Leakage Breaker Detection IC https://www.jjwdz.com/pdf/ic/JJ146-M%20datasheet.pdf Sync-Separator: LM1881, GS4981 (besser als LM1881, liefert bereinigtes HSync) Verschlüsselungschips: Atsha204a, ATECC508A, ATAES132 (Atmel) Uhren-ICs: alt: MM5314/5316/50250 (NS), U125, neuer: LM8560 (Sanyo, Reichelt)=TMS3450 (TI), HT1340/1391 (Holtek) RTC-ICs: M41T00 (ST,0.8uA), PCF8563/8573/8583 PCA8565 (10-200uA, Alarm) PCF8593 (wenig Strom, Alarm, Philips), DS1307 (Dallas) Fernsteuerservo: alt: SN76604/SN28654=B654, ZN409, NE544, neuer: NJR2611, M51660, M52461, M64611, AA51880 Funkfernsteuerungsencodersender: LM1871 Märklin Modellbahn: MC145026, MC145027 (Motorola) RS485: SN75176BP SN75LBC176 (TI), LTC485 (lt), MAX487 MAX489E MAX490E (Maxim) IL485 (Isolationskoppler, NVE) RS422: µA9638 4-20mA: XTR110 (TI), AD420 (Analog), AM422 http://www.analogmicro.de/ HPIB, GPIB, IEEE488: alt: TMS9914A, SN75160 (Daten), SN75161 (Steuersignale) (TI) USB: CY7C6300x (Cypress), PDIUSB11/12 (Philips), FT8U232/245 (FTDI), PIC16C765 (Microchip), TUSB3210 (TI) USB CHARGING PORT CONTROLLER: UCHQ200, UCHQ613 RGB->Composite PAL-Encoder: MC1377 (schlecht, Trafo, OnSemi), TDA8501+TDA4568 (Philips) Videodigitalisierer/Framegrabber: SAA7111/7113 (Philips) RDS Decoder: TDA7330, SAA6588 schnelle SRAMs: ISSI, Cypress, Alliance Semiconductor I2C-Repeater: PCA9515 (Philips), IL712 (Isolationskoppler, NVE) http://www.ti.com/lit/an/slva229/slva229.pdf (Optokoppler an I2C) Quadraturdecoder: LS7166, LS7266 (LSI Logic), HCTL2022/2032 (HP), DDM01 (amira.de) Analogschalter: CD4016 (alt), CD4066 (15V), CD4051 (Mux) 74HC4851 (Mux mit kleinerem injection current als 4051) LC4966 (37V), DG447/DG448 (+/-15V) DG2xx, DG4xx, Audio: SSM2402/04 (36V clickless, Analog) TDA1028/1029/1195 (ST, uralt), NJM2750 (Stereo 4:1 JRC) TS5A22364 (Stereo 2:1 TI, leitet negativ ohne negative Versorgung) FSA2269 (5V analog Fairchild) DG2750 (5V analog Vishay) PI5A4764 PI5A4765 (clickless Pericom) TK15210 TK15324 usw. (unidirektional Audio MUX, Toko), NJM2752/NJM2750/NJM2753/NJM2754 (2:1 4:1 3:1 Stereo Input Selector 10V 0.0009% -114dBV) Kreuzschienenverteiler: AD8113 AD75019 (Analog) MT8808 MT8816 (Zarlink) TEA6420 TEA6422 (ST) 3-Klang Gong: alt: SAB0600, neuer: SAE800, HT2811, UM66T68S, 2-Klang: M601 https://html.alldatasheet.com/html-pdf/113374/ETC1/M602/93/1/M602.html OnScreenDisplays: PCA8516, SAA5242, STV5730A Sensor-Dimmer: alt: S566/576 SLB0586/0587 (Siemens), auch schon alt: HT7700C/7703/7704 (Holtek), neu: HT7713 (Holtek), LS7231-33/7314-15/7237/7339-40/7535/7538-39/7631-32 (LSI CSI) Touch-Sensor: TTP-223 (SOT23-6, Platinen von seeedstudio auf eBay) SGL8022W (SiGmaMicro DC LED Touch Control) Glühlampencontroller automotive lamp outage failure controller: SN76820N (TI, 1982, 4 Lampen) U479B U4790B U4791B U4792 U2480B U2481 U6032B (11 Lampen 10mV Temic TFK), AD22001 (5 Kanäle, Temperaturkompensation für Kupfer-Shunts), LD2480L (10mV, 5 Kanäle HuaAo) KFZ Blinker IC: LD1041, U2043B, L2044, LT4761 Motorrad Blinker IC: LD1203 LD1204 http://www.bowin-ic.com.hk/icdatabook.html KFZ Scheibenwischer Invervallgeber: LD33197, U641B, U642B, LB8050 KFZ Ignition Control IC: LD497, LD3335, LD79076, LD3334, LD4213 (CDI Motorrad) Lichtmaschinenregler: MC33092A=LD3092A, TLE8880/TLE8881/TLE8886 (Infineon LIN Bus) Heckscheibenheizungstimer: LD6046, LD6047 PWM Lampendimmer: LD6083B resisitives Touch Panel Controller: TS2043 (UTC) synchroner aktiver Gleichrichter ideale Diode: UCC24630 UCC24636 (TI) MAX17606 (Maxim) ZXGD3113 (Diodes) LD8920, LD8921, LD8923, LD8926 (Leadtrend, mit und ohne internen MOSFET) TEA2206 (2 MOSFETs+2 Dioden)/TEA2208 (4 MOSFETs) aktiver Brückengleichrichtercontroller bis 700V K-Line Interface: MC33290, LD33290 Gleichspannungssicherung bis 400V/5A bei 100A Trennvermögen: https://www.furutaka-netsel.co.jp/pdf/daito/bd.pdf Schwingungspaketsteuerung Heizungsdimmer: TDA1023, U217, T2117 (Flicker Norm DIN EN 61000-3-2 beachten) Bargraphanzeige: U237/247/257, LB1403/13/23/33/43/1426, dabei 1412 5.50 (Peak, 12, Sanyo), LB1494, XD3914(XinLuda)/HT3914(HTCSemi)/LM3914-16/LM4700 (10), U1096 (30), A277 UAA170 UAA180 (12), KAA2281 (2*5) KAA2283 (10), TC826 (40 LCD Microchip), LC7556 (2*12 Peak VFD Sanyo) TL476/487/489/490/491 (alt), D620 (TFK, 10) SN16880 (5 VU) Audio Spektrum-Analyzer-Display: MSGEQ7 (Sparkfun, http://www.youtube.com/watch?v=4tWXBv-PpRs) BA3822(5)/23(5)/24(5)/26(7)/30(6)/33/34(7)/35(5) (Rohm) NJM2760(4) NJU7505(5/10)/07(7)/08(11)/09(11) (NJR) TDA7419 (7-band stereo plus digital kontrollierbare Lautstärke und Klang) 7band +-12db uC Graphic Equalizer: LM835 (NS), LC7522, LC7523, 5-Band: TDA7317 (ST) BA3812/22-24 (Rohm) MOSFET-Treiber: MMH0026=DS0026=MC34151/34152 (OnSemi, schwingt leicht), LM5112 (7A NS) UCC37321-325 (9A TI), TPS2811/12/13 (TI, ähnlich 0026 mit Spannungsregler), ICL7667 (Intersil, Hysterese), TC429 (9A Hysterese) LTC1693 (lt), HIP4080-82A (Harris, nicht die nicht-A-Typen, siehe TB321, aber lese AN9404, on/off time einstellbar), IXDD430 (30A, Ixys), SN75374 (500mA, versorgungsspannungsflexibel, TI) TC426 (Toshiba), MAX4426/4427/4428 (Maxim), MIC4422 (Micrel, gut) TC4422 (TelCom+Maxim, unzuverlässig) UCC27323-37325 (TI, halten auch Rückstrom aus) MIC4451/MIC4452 (12A), IXDI614 (14A) MOSFET-Treiber mit getrennten Ausgängen um unterschiedliche Einschalt- und Ausschaltzeiten durch Vorwiderstände erreichen zu können: MCP1406/MCP1407 LMG1020 (1ns GaN) MOSFET-Treiber für NMOSFET an positiver Rail: L6384-6 (ST), NCP5106 (250mA, OnSemi), MIC4604 (high+low 5.5-16V, 65V SOIC8) IR2110 (IRF, dead-time sehr kurz, http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf), MAX620/MAX621 (Maxim) TLE6280 TLE7184 (3 Phasen, Infineon) ISL83202 (H-Brückentreiber, 55V Intersil) IRS10752 (100V) MOSFET-Treiber mit Ladungspumpe für NMOSFET an positiver Rail: LTC1154/1155/1156 (18V, single, dual, quad, chopper-Strombegrenzung, teuer), MIC5011/12/14/15 (32V highside), MIC5018 MIC5019 (macht aus 2.7..9V am high side Gate 8.9..16V, schaltet langsam), LT1910 (60V mit current limit chopper) http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt92-4.pdf (Ladungspumpe mit NE555) MOSFET Treiber mit Strombegrenzung: MIC5020 (lowside) MIC5021 (highside+charge pump, Micrel) MIC5013 (high side für MOSFET mit Sense-Ausgang) IR2121 (lowside) IR2125 (highside) IR2130 (3-phase) LT1158 (lowside, highside) LT1910 (high side, 12-48V, autorestart) MOSFET-Treiber mit Enable: EL7158 (12A Intersil), IXDD509/IXDE509 IXDD414PI (9A Ixys) isolierte MOSFET Treiber: FOD8342 (3A), ISO5451, DRF1200 (13A 30MHz 1kV isol. Microsemi Hybrid) MOSFET-Treiber mit mehr als 20V für SiC: UC3708 SiC MOSFET 900V 14A 0.12R 12nC: https://www.wolfspeed.com/c3m0120090j Hochvolt MOSFET-Treiber: Si823x (highside+lowside 4A 5kV isoliert, bis 1500V geschaltet), M81019FP (bis 1200V) FAN73912 (1200V high+low) Halbbrückentreiber: MP1909 (30V) MP1906 (80V) MP1907/MP1917/MPQ1918 (100V) MP18021/MP18024 (100V) LM5106 (100V) ADP3120A (3.6-13.V bis 30V) MAX5062/MAX5063/MAX5064 (125V 2A) Vollbrücken: AP1511 (2.5-5.5V 0.4Apeak SOT26) AAT4901 (2-5.5V 0.7A) A3918 (2.5-9V 0.4Anom 1.5Amax QFN16 Strombegrenzung) L9110=HG7881 (2.5-12V, 0.75A, DIP8+SO8, TTL-Inputs), HMUN205 (1A 40V SO8) MP6513 (0.6A 5.5V TSOT23-6) HMUN206 (1A 40V SO10) HMUN207 (3 Halbbrücken 1A 40V SO14) TC118S (7.2V 1.5A SO8) YX75V18 (2.2-7.5V 1.5A SOP8L) RZ7886 (3-15V 3A DIP8) TA6586 (3-14V, 5A, DIP8, TTL-Inputs), BA6208/6209/6218/6219/6229/6283/6285-6288/6417/6418/6920/6845 BD622x (Rohm), LB1909 (2.5-16V 2*0.4A NPN+PNP 0.25V UCEsat) TLE4202 (2A) TLE4205 (1A), TLE5205 (5A bremsen und Freilauf) TLE6209R (5A, Infineon), TCA3727/4727 (Philips), BTS780 (30A Siemens), VNH3SP30 (30A ST) TMC32NP2 (Trinamic) si9986 (1A 3.8-12V SO8 Vishay) SLA2402M (600V 2A) TC4469 (4x300mA 4.5-18V Conrad) L9958 (ST 28V 8.6A) TX861 (3-12V 2.6A MOSFET ESOP8) MP6528 (5-60V driver, current limit) MC33883 (5.5-55V driver 100kHz) DRV8701 (5.9-45V driver, current shunt) A3941 (5.5-50V driver) A4957 (4.5-50V driver) TB6612 (2.5-13.5V 1.2A Motorrichtung+PWM Fertigplatinen) Vollbrückentransistoren: DRV8833 (Dual 2.7-10.8V 1.5A 2.5uAsleep) TA8304K (7V 0.8A Toshiba) ZHB6792TA (NPN+PNP 70V 1A Zetex, Reichelt) ZXMHC6A07T8TA (MOSFETs 60V 1.2A Zetex Ugs 4.5V, Reichelt) DTMF: Empfänger: MT8800, Sender: MT8880 (Mitel) Signalspannungsbegrenzung: QS3244/32244 Quickswitch (IDT), TXS02612, TXB010X, 74LVC8T245, 74CBTD3861, TL7726 (TI), GTL2002 (Philips), MAX3370-3397/MAX13047 (Maxim), FST3244/FST3245/FXLP34 NC7WZ07 (Fairchild) High-Side Driver: ULN2076, SAA1300 (5 x 85mA I2C) AP22802 (mit Digitalsignal schaltbare 5V/2A für USB) Audioleistungstransistoren: NJL/MJL3281A=2SC3281A=FJL4315=2SC5200=2SC3263/NJL/MJL1302A=2SA1302A=FJL4215=2SA1943=2SA1294 (Toshiba Sanken OnSemi 250V 15A SOA 1s nicht DC (aber http://rtellason.com/transdata/2n6675.pdf sagt DC Testzeit wäre 1s zudem misst OnSemi bei 150 GradC Tj und http://www.onsemi.com/pub/Collateral/FJL4315-D.pdf nennt DC) aber 2SC3281/2SA1943/2SC5200/2SA1302 SOA ist DC spezifiziert TO3P 0.625K/W, 2SA1943/2SC5200 für 100W McCrypt) , MJL4302/MJL4281 (OnSemi 350V 15A SOA 1s TO264 0.54 K/W bei Reichelt) 2SA1941/2SC5198 (für 70W, Onkyo) 2SA1494+2SC3858 (für 150Wrms an 4R 0.625 K/W), 2SA1141+2SC2681, 2SA1295+2SC3264, 2SC2921+2SA1215, 2SC2922+2SA1216 (70mOhm Ringemitter) 2SC4386+2SA1671 2SC4388+2SA1673 2SA2151/2SC6011 (Sanken) STD0xN/P (Sanken, tempco Diode) 2SB1163/2SD1718=2SA1302/2SC3281=2SB1317/2SD1975 (Toshiba/Panasonic) MJL21193/4/5/6 (250V 16A OnSemi 0.7 K/W) NJL3281D/NJL1302D (tempco Diode, OnSemi), BD245+246 BD249+250 (jeder) MG6330/MG9410 (Semelab, grosses 0.1sec SOA, 0.63 K/W) 2SA1294/2SC3263 (Sanken 0.96K/W 60MHz) 2SD1047/2SB817 (Sanyo, 60W, 1.25K/W) 2SC2837/2SA1186 (Sanken 150V 10A 1.25K/W DC 70Mhz) 2SC2921/2SA1215 (Sanken, 160V 15A MT200 0.83K/W 60MHz) TIP35C (100V 25A 1K/W) 2SC3263 NPN SA1294 PNP 230V 15A 130W 60MHz, 2SC3280 NPN SA1301 PNP 160V 12A 120W 30MHz, 2SC3281 NPN SA1302 PNP 200V 15A 150W 25MHz, 2SC3284 NPN SA1303 PNP 150V 14A 125W 60MHz, 2SC3519 NPN SA1386 PNP 160V 15A 130W 10MHz, TTA0001/TTC0001 160V 18A 150W (100W Audio Toshiba in Onkyo TX NR 838 180W Amp) TTA0002/TTC0002 (160V 18A 180W Toshiba) NJW0302/NJW0281 (250V 15A 150W 0.83K/W OnSemi weniger Leistung als 3281/1302) MJ15003/15004 (140W 20A 0.7K/W 200 GradC) NJL0281D/NJL0302D (15A 260V 180W 0.7K/W, eingebaute Diode) Hochstromtransistoren: BUS50 (70A 125V 350W 0.5K/W TO3), BUR51/BUR52 (60A 200V/250V 350W 0.5K/W TO3), BUV19 (50A 80V 250W 0.7K/W TO3), BUT100 (125V 50A 300W 0.58K/W, TO3) MJ14003 (80V 60A 300W 0.584K/W TO3) Hochstromdioden: 241NQ045 (240A 45V http://www.smc-diodes.com/propdf/241NQ035-045(R)-1%20N1203%20REV.A.pdf ) SKR 400/36 (3600V/400A http://shop.semikron.com/out/media/ds/00422121_0.pdf) MDO600-16N1 (1600V 608A VS-SD1100C (1400A 2000V https://www.vishay.com/docs/93535/vs-sd1100cc.pdf ) https://ixapps.ixys.com/DataSheet/MDO600-16N1.pdf ) D1381S45T (4500V 1380A Eupec) RDS8-25-80 (2500V 8000A http://www.pwrx.com/pwrx/docs/rds8__80.pdf) Audio-MOSFETs (eigentlich ist lateral nicht gut, hohe Kapazität, schlechte leitfähigkeit, aber kein 2nd breakdown und besser parallelschaltbar als vertikale MOSFETs): 2SK133-135+175-176+1056-1058+2220-2221/2SJ48-50+55-56+160-162+351-352 (Hitachi lateral) ALF/ECF/ECX08/10/16P16/20+ALF/ECF/ECX08/10/16N16/20 (Exicon lateral), BUZ900+905/901+906/901D+906D (Philips) Audio-MOSFETs: Besser planare (Hex)FETs wie IRFP240 als Trench-FET, Strip-FET oder V-FETs, wegen SOA. IRFB4019 wird für Class-D MOSFETs empfohlen. Infineon'S OptiMOS Linear haben WideSOA (z.B. 10V/30A und 30V/10A) aber leider hohe UGS(th) und nur D2PAK. FS70SMJ hat DC SOA. http://www.renesas.eu/products/discrete/power_mos/power_mosfets_for_amplifier/power_mos_gen_amp/Documentation.jsp Audio-Treibertransistoren: BC550/560, NE856/85633 (eigentlich HF, aber voll spezifiziert) ultra low noise JFET für Audio: https://www.mikrocontroller.net/topic/527931 JFE140 JFE150, JFE2140 (TI) 2SK932 2SK2394 SST74 LSJ869 LSK189 LSJ289 LSK389 LSK489 CPH3910 BSR58 MMBF5103 https://audioxpress.com/article/measurements-rate-new-smt-low-voltage-jfets-under-consistent-conditions-an-update-using-modern-jfets 2SK389 (JFET, 0.5dB) BF862 (JFET 0.8nV/sqrt(Hz) audiotauglich) 2SK170+2SJ74 als stromverstärkende Spannungsfolger (http://www.firstwatt.com/pdf/art_beast.pdf) matched Pairs: BCM61(B) BCM846 BCM847 PMP4201 PMP4501 BCM56DS (NPN 2mV 10% NXP) BCM62(B) BCM856 BCM857 PMP5201 PMP5501 BCM53DS (PNP 2mV 10% NXP) DMMT3904 DMMT3906 (2% Diodes) NST45010 NST45011 NST65010 NST65011 (2mV 10% OnSemi) MAT02 (0.05mV), MAT01/LM194 (or 0.1mV), LM394BH SSM2210/20 (0.2mV), MAT03 (rauscharm), MAT04 (lt) HFA3127/3134/3135 CA3046=AS3046=UL1111/CA3083/CA3083/CA3096/CA3127 (Intersil) (Achtung: Unterschiedliche Qualität bei 3083, LM3046 soll schlecht sein, Alfa RPar aktueller Hersteller) 2SC3381 (80V, obsolet) http://www.thatcorp.com/300-series_Matched_Transistor_Array_ICs.shtml http://www.micross.com/pdf/LSM_LS302_SOT-23.pdf (high beta) 2N4045 (5mV, NPN 45V) THAT120 (quad 5% PNP) THAT300 (4 NPN Darisus 12 EUR) MAT14 (quad 4% NPN) ALD1110 (dual/quad 5mV max matched N) MEM517=SMY52 (P) LS3550, LS318, LS319, IT129A, IT132, 2SA1349/2SC3381 (monolithic), NST30010 Doppeltransistoren: BCV61/BCV62, BC846BS+BC856S/BC847BS+BC857S, MMPQ6700 (quad) MMBQ2222A, PBSS3515VS, PEMB9/PUMB9, ZDS1009 NPN und PNP monolithischer Stromspiegel lowsat bipolar NPN Kleinleistung: 2SC2878 (42mV 20mA 2mA 300mV 300mA 30mA, hohe UBEreverse von 25V, hohe hFE reverse von 150) ZTX1047 FMMT617 (18V 3A 150mV) ZXTN19060CG (200mV 7A 700mA) ZXTN19020DG (200mV 9V 450mA) und andere von Zetex, PBSS4120T PBSS4620PA (120mV 3A 30mA 200mV 6A 300mA) und andere BISS von Philips, 2SC5707 (typ 110mV bei 2A, schnelle Schaltzeit, bis 8A, Reichelt) PBHV8115T (120V 1A SOT23) PBHV8115TLH (150V 1A SOT23) PBHV9050T (500V 0.15A SOT23) PBHV8540T (500V 0.5A SOT23) lowsat bipolar PNP Kleinleistung: FMMT717 (12V 2.5A 150mV) PBHV9115TLH (150V 1A SOT23) PBHV9040T (500V 0.25A SOT23) schnell schaltende bipolare NPN Transistoren golddotiert (DTL): 2N709 (Ccb 2pF 15ns) 2N2369/MMBT2369 (Ccb 4pF 18ns) 2N5771/MMBT5571 (PNP Ccb 3pF 20ns) high beta Transistor: BCX70/71 (hFE>380 2mA) MPSA18 (500-1500 10mA) 2SC3112A (hFE 600-1800 2mA) 2SC3112B (hFE 1200-3600 2mA, Toshiba) Hochstrom-Digitaltransistor BTB7150N3 (30V 5A 400 Ohm Basiswiderstand SOT23 Cystek) https://www.digchip.com/datasheets/parts/datasheet/2/899/BTB7150N3-pdf.php PBRN-Serie von NXP: verschiedene 1k 600mA LowSat in SOT23 und TO92 Hochstrom-NMOSFETs: IRFP4368 (195A/75V/TO247/10nF, Reichelt), IRF3004/IRFS3004-7 (240A/40V/D2PAK-7/10nF) IRF1324S-7P (429A/24V/D2PAK-7/8nF) VMM1500-0075X2 (1500A/75V Halbbrücke) VMO1600-02P (Ixys 1600A/200V/1.7mOhm) IXTN90N25L2 (Ixys 250V/90A/33mOhm Linearbetrieb grosse SOA) IXTH24N50L (500V 24A 300W 0.3 Ohm TO247 explizit für Linearbetrieb) Hochleistungs-MOSFETs mit guter Kühlung: APT10M19 (100V 75A 0.016R 350W in TO247) FDH44N50 (500V 44A 0.12R 750W 0.2K/W TO247), FDL100N50F (500V 100A 0.055R 2500W 0.05K/W TO264) NPN (manche verwenden auch PNP) Darlington für elektronische Zündung/Zündsteuergeräte/Motorelektronik/Zündspulen (mit Z für integrierte Z-Diode): BU931, BU941 (auch als nackter Chip) KT8232, QM15HA-H modernere IGBT für elektronische Zündung: NGD8201NG, STGB10NB37LZ lineare MOSFET mit grossem SOA Bereich: https://www.infineon.com/cms/de/product/power/mosfet/n-channel/optimos-and-strongirfet-latest-family-selection-guide/optimos-linear-fet-100v-150v-200v-/ https://eepower.com/new-industry-products/safer-linear-mode-operation-with-wide-soa-mosfets/FDL100N50: (100V/20A oder 20V/100A DC, 2kW bei 0.05 K/W) https://www.mouser.de/datasheet/2/205/DS100198(IXFK-FX420N10T)-1110036.pdf (10A bei 30V DC, 0.09K/W) https://www.mouser.de/datasheet/2/205/DS100008A(IXFK-FX170N20P)-474811.pdf (30A Bei 30V DC 0.12K/W) IPT008N06NM5LF bis IPB110N20N3LF https://www.infineon.com/cms/de/product/power/mosfet/n-channel/optimos-and-strongirfet-latest-family-selection-guide/optimos-linear-fet-100v-150v-200v-/ IXTA15N50L2 bis IXTX90N25L2 https://www.littelfuse.de/sdorigin-savvis/products/power-semiconductors/discrete-mosfets/n-channel-linear.aspx IGBT mit grossem SOA Bereich: IGW20N60 (600V 20A 140W bei 50 Grad TO247 Gehäuse), IGW25N120 (1200V 25A 250W bei 50 GradC TO247) LogicLevel NMOSFET: BSS98 BSS295 (TO92), BSP297 (SOT223), IRF7401 (SO8) IRLU024 (TO251 9A 44V @ 4V) 2SK1299 (DPAK 100V 3A @ 4V gerne im KFZ) BSS131 (240V/100mA) NTMFS5C404NL (40V 1mOhm @ 4.5V) 20V/2.5A/0.1Ohm LogicLevel NMOSFETs in SOT23: Si2302DS (Vishay/Philips) GF2304 (Pollin) 2.5V/2.7V LogicLevel MOSFET: TN0200T (NMOSFET SOT23) TN0702 (NMOSFET ELine), TP0101T (PMOSFET) (Vishay/Philips) BSH103 (30V 0.85A 0.6 Ohm bei 1.8V) FDN338 (PMOSFET), PMV30UN (20V 1A 0.063Ohm bei 1.8V) PHKD6N02 (NXP NMOS 20V ca. 6A dual 2.5V) N-MOSFET der bei 10V nur 2mOhm hat und 100V aushält: IRFP4468 (195A TO220) P-MOSFET der bei 6V nur 4.6mOhm hat und 50A schaltet: BSC030P03NS3G (100A, 30V, 3mOhm bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 5V immerhin 50A durchschaltet: MTP50P03 (30V TO220 RDSon 0.025) N-MOSFET der bei 5V immerhin 4A durchschaltet: BUK9875-100A (SOT89 100V RDSon 0.075) N-MOSFET der bei 5V immerhin 4.7A durchschaltet: BUK9880-55A (SOT89 55V RDSon 0.080) P-MOSFET der bei 5V nur 180mA durchsclatet: DMP510DL (SOT23 50V RDSon 10 Ohm) N-MOSFET der bei 5V immerhin 1.1A durchschaltet: BUK582-100A (SOT223 100V RDSon 0.031) N-MOSFET der bei 4.5V immerhin 78A durchschaltet: IRL1004 (TO220 40V 9mOhm) N-MOSFET der bei 4.5V immerhin 50A durchschaltet: IRLR3636 (DPAK 60V 8.3mOhm) N-MOSFET der bei 4.5V immerhin 1.7A durchschaltet: Si2308 (SOT23 60V 192mOhm) N-MOSFET der bei 4.5V immerhin 5A durchschaltet: STN3456 (SOT23-6 30V 50mOhm 6A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 28A durchschaltet: STD45P4LL (DPAK 40V 50A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 2.6A durchschaltet: IRLML5203 (SOT23 30V 3A bei 10V UGS) N-MOSFET der bei 4.5V immerhin 2.2A durchschaltet: IRLML0060 (60V SOT23) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 80A durchleitet: FDD9507L (DPAK3 40V 7.2mOhm 100A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 3.7A durchschaltet: TSM3457 (SOT26 30V 5A bei 10V UGS, Pollin -.10) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 7A durchschaltet: NTGS4141 (TSOP6 30V 7A bei 10V UGS, Pollin -.12) N-MOSFET der bei 4.5V 25A durchschaltet: PSMNR90-50SLH (SOT1235 50V 410A 0.9mOhm bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 2.4A durchschaltet: AFP2319A (SOT23 40V 3A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 2.8A durchschaltet: IRF7416 (SO8 30V 5.6A bei 10V UGS) N-MOSFET der bei 4.5V immerhin 3.9A durchschaltet: AFN2316A (SOT23 40V 4.3A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 2A durchschaltet: TSM3401 (SOT23 30V 3A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 4.6A durchschaltet: Si2369DS (SOT23 30V 5.4A bei 10V UDS) https://www.vishay.com/docs/62865/si2369d.pdf P-MOSFET der bei 4.5V immerhin 6.9A durchschaltet: Si4435BDY (SO8 30V 9.1A bei 10V UGS) N-MOSFET der bei 4V immerhin 10A durchschaltet: RSS100N03FRA (SOP8 30V 19mOhm) N-MOSFET der bei 3V immerhin 2A durchschaltet: DMN3404L (SOT23 30V 5.8A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 2.7V immerhin 2.7A durchschaltet: IRF7404 (SO8 20V 3.2A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 2.8V immerhin 7.5A durchschaltet: IRF3708 (TO220 30V 30A bei 10V nicht mehr hergestellt, auf Ali nur fakes) P-MOSFET der bei 2.5V immerhin 3A durchschaltet: FDS9431A (SO8 20V 0.18 Ohm 3.5A bei 4.5V UGS) Dual N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 5.5A durchschaltet: FDC6000Z (SO8 20V 6.5A bei 4.5V) DUal N-MOSFET der bei 2.7V immerhin 3A durchschaltet: STC6NF30V (TSSOP8 30V 6A bei 4.5V) N-MOSFET der bei 2.7V immerhin 3.5A durchschaltet: IRF7401 (SO8 20V 4.1A bei 4.5V) N-MOSFET der bei 2.7V nur 0.47A durchschaltet: IRLML2402 (SOT23 20V 0.35 Ohm billig) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 211A durchschaltet: IRL6283 (DirectFET 20V) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 5.1A durchschaltet: IRLML6244 (SOT23 20V) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 3.6A durchschaltet: Si2356DS (SOT23, 40V) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 3.5A durchschaltet: AOSS32338 (SOT23, 30V, 4A bei 10V UGS) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 3.6A durchschaltet: IRLML2502/UML2502 (SOT23 20V) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 20A durchschaltet: AONR34332C (DFN 30V 2.9mOhm) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 16A durchschaltet: AON7524 (DFN 30V 5.8mOhm) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 4.2A durchschaltet: DMN2053UVT (TSOT26 20V +/-12V 4.6A bei 4.5V) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 5A durchschaltet: RF4E100AJ (HUML2020-8S 30V 10A bei 4.5V) P-MOSFET der bei 2.5V immerhin 1.5A durchschaltet: AFP7401S (SOT23 30V 2.8A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 2.5V immerhin 1A durchschaltet: NDS332 (Fairchild SOT23 20V) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin unter 200 Ohm hat für 10mA und 650V sperrt: CM03X (3-fach SO8/DIP8) P-MOSFET der bei 2.5V immerhin 1.3A durchschaltet: FDN338 (Fairchild SOT23 20V) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 50A durchschaltet: PH2925U (LFPAK SOT669 4.3mOhm 25V, 70A ab 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 22A durchschaltet: IRF6201 (SO8 20V 2.75mOhm) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 170mA durchschaltet: CPH3461 (SOT23 7.2 Ohm 250V, 350mA bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 2.5V immerhin 15A durchschaltet: Si7157DP (PowerPAKSO8 20V 3.2mOhm, 25A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 2.5V immerhin 30A durchschaltet: TPH1R712MD (SOPAdvance 20V 2.7mOhm) P-MOSFET der bei 2.5V 3mOhm hat und 20A durchschaltet: AON6411 (DFN5X6 20V, 38A bei 10V UGS) P-MOSFET der bei 2.5V 0.166 Ohm hat und 1A durchschaltet: AO3423 (SOT23 20V) P-MOSFET der bei 2.5V 0.87 Ohm hat und 1A durchschaltet: AFP2307A (SOT23 20V) P-MOSFET der bei 2.5V 0.18 Ohm hat und 0.35A durchschaltet: AP2305 (SOT23 20V APS www.agilete.com) (Warum so viel weniger Ampere bei gleichem RDSon als der AO3423 ? Sind bei dem die Daten geschönt ?) N-MOSFET der bei 2.5V 0.078 Ohm hat und 1.8A durchschaltet: STK003SF (SOT23F 30V) N-MOSFET der bei 3.5V 0.0031 Ohm hat und 20A durchschaltet: AON7520 (30V DFN8-3.3x3.3, 50A bei 10V UGS) N-MOSFET der bei 2.5V immerhin 0.56A durchschaltet: NTR4003N (30V 1.5 Ohm SOT23) N-MOSFET der bei 2.5V 0.048 Ohm hat und 3A durchschaltet: AO3400A (SOT23 30V) N-MOSFET der bei 2.5V 0.028 Ohm hat und 8.3A durchschaltet: DMN2020 (SOT23 20V) N-MOSFET der bei 2.5V 0.095Ohm hat und 2A durschschaltet: TSM2302 (SO23 20V, 2.8A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 11.5A durchschaltet: IRF7410 (13mOhm SO8 12V, 16A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 10.5A durchschaltet: FDS4465 (14mOhm SO8 20V, 13.5A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 10A durchschaltet: YJD90N0A (8mOhm TO252 20V, 20A bei 4.5V UGS 4nF) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 3.5A durchschaltet: DMG6968U (36mOhm 20V 6.5A ab 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 3.2A durchschaltet: FDC6036P (SSOT6FL 95mOhm 20V 5A ab 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.8V so 0.5A bei 200V durchschaltet: SiB452 (3.5Ohm SC70-6L 2.6A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 4.3A durchschaltzet SI2312 (20V 4A 0.032Ohm bei 4.5V SOT23) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 3.2A durchschaltet: UT3414 (SOT23 20V) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 1.8A durchschaltet: AFN2312A (SOT23 20V 2.8A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 4A durchschaltet: CJL3415 (SOT23-6 20V 73mOhm, 4A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 1.8A durchschaltet: NTLJS4114N (SOT23-6 30V 55mOhm, 2A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 1.8A durchschaltet FDN304 (100mOhm SOT23 20V 2.4A an 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 6A durchschaltet FDC699P (31mOhm SSOT6 20V 7A an 4.5V UGS, FDC697 schafft bei 4.5V 8A) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 4A durchschaltet: FDC604 (60mOhm SuperSOT-6 20V 5.5A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 1.6A durchschaltet: RQ6C065BC (50mOhm SOT457 20V 6.5A bei 2.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.8V nur 75mA durchschaltet: PMR400UN (830mOhm, SC75 30V 0.2A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 1A durchschaltet: CSD25402Q3A (SON 20V 300mOhm, 10A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.8V immerhin 3.3A durchschaltet: NTJS3151P (SC88 12V 133mOhm) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 0.5A durchschaltet: CSD17483F4 (30V 0.55Ohm unzumutbares 0402 Gehäuse) N-MOSFET der bei 1.8V immerhin 0.3A durchschaltet: RUM003N02 (20V 0.55Ohm SOT723 1.4 Ohm) P-MOSFET der bei 1.8V nur 150mA durchschaltet: NTA4151 (20V SC75 350mA bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.8V nur 20mA durchschaltet: NTNS3C94NZ (1.9 Ohm XLLGA3 12V 100mA bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.5V immerhin 20A durchschaltet: AON7423 (11mOhm DFN 20V 50A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.5V immerhin 1.5A durchschaltet: RUQ050N02 (20V 5A ab 2.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.5V immerhin 1A durchschaltet FDG332 (20V SC70-6 2.6A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.5V immerhin 1A durchschaltet AO3415A (20V SOT23 4A bei 4.5V UGS Reichelt) N-MOSFET der bei 1.5V immerhin 2A durchschaltet: SQ2364 (60V SOT23) N-MOSFET der bei 1.5V nur 300mA durchschaltet: SSM6K204FE (20V SOT563 1A ab 2.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.5V nur 200mA durchschaltet SSM3J145TU (20V 0.26 Ohm UFM3=SOT323 1A bei 4.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.5V immerhin 0.5A durchschaltet SSM3J143TU (20V 88mOhm UFM3=SOT323 3A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.5V nur 50mA durchschaltet: Si1012 (20V SC75 0.6A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.5V nur 50mA durchschaltet: SSM3K56(A)CT (20V gnadenlos kleines SOT883B=CST3 0.8A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.5V nur 10mA durchschaltet: SSM3K16CTC (20V gnadenlos kleines SOT883B=CST3 100mA bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.2V immerhin 4.5A durchschaltet: DMN1019 (41 mOhm 12V SC59 9.3A ab 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.2V immerhin 1.3A durchschaltet: Si8424DB (77mOhm 8V MICRO FOOT 12.2A bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.2V immerhin 12A durchschaltet: SiA436DJ,SiA414DJ (36/41mOhm 8V, unter 10/12mOhm bei 4.5V UGS) N-MOSFET der bei 1.2V nur 10mA durchschaltet: SSM3K35CTC (20V gnadenlos kleines SOT883B=CST3 150mA ab 1.8V) N-MOSFET der bei 1.2V nur 10mA durchschaltet: SSM3K35AMFV (20V SOT723=VESM 150mA bei 4.5V) P-MOSFET der bei 1.2V nur 10mA durchschaltet: SSM3J35CTC (20V gnadenlos kleines SOT883B=CST3 150mA ab 2.5V UGS) P-MOSFET der bei 1.2V nur 10mA durchschaltet: SSM3J66MFV (20V SOT723=VESM 800mA bei 4.5V) N-MOSFET der bei 0.9V nur 10mA durchschaltet: RYC002N05/RYE002N05 (50V 200mA ab 1.5V UGS) N-MOSFET-Paar das bei 0V anfängt zu leiten und bei 0.5V 400uA erreicht: https://www.aldinc.com/pdf/ALD212900.pdf https://www.vishay.com/mosfets/n-channel/25-rated-on-res/ (MOSFET mit RDSon bei unterschiedlichen UGS gelistet) MOSFET mit >20V Ugs: FQPF12P10, STH8NA60FI 2SK2251-01 (Fuji) IRFPC50A 600V N-Kanal MOSFET mit 0.7 Ohm für 2.7A: https://www.vishay.com/docs/92275/siha690n60e.pdf 800V GaN N-MOSFET mit 0.07 Ohm für 20A: IGO60R070D1 https://www.mouser.de/datasheet/2/196/Infineon_IGO60R070D1_DataSheet_v02_12_EN-3163678.pdf MOSFET mit Kelvin Sense Strommess Anschluss: IRCZ44 (60V/50A/Reichelt) selbstleitende depletion NMOSFET: BSS126/139/159/169 (SOT23), BSP135/149 (Infineon), CPC3982 (IXYS 800V 150mA SOT23) UF601 (660V 165mA SOT23 UTC) LND150/LND250+DN2540+DN2470-DN3545 (Supertex bis 700V 500mA 6Ohm) UJ3N120070K3S (1200V 0.07Ohm) selbstleitende depletion PMOSFET: gibt es nicht http://www.aldinc.com/pdf/IntroDepletionModeMOSFET.pdf MOSFET mit Bulkanschluss/herausgeführtem Substrat: BSS83,215 (N von NXP, SOT143) UBSS83 (UTC, SOT143) 2N4351, BSD22, SD211DE SD213DE SD215DE SST211 SST213 SST215 (Temic lateral) SD5000 SD5400 Serie, MIC94030/94031 (P Mouser & eBay), CD4007, ALD1101 (N) ALD1102 (P) ALD1103 (N+P) ALD1104 ALD1105 ALD1106 ALD1107 (Mouser) JFET mit niedrigem RDSon: J105 P-JFET: ??103, J175 J176 J177 Niedriger Eingangsstrom: 3fA DF703 (Raumladungsröhre), 80fA PF5301 (JFET), 75fA AD515AL OPA128 LMC6041 (OpAmp, kompensiert), 100pA SD210 (MOSFET) LOgicLevel MOSFETs hohe Spannung: 1D5N10 (100V 1.5A SOT23 UTC) CHM30N15LNGP (150V 28A LogicLevel D2PAK) BSS131 (240V/100mA/LogicLevel) Hochspannungs-MOSFETs: 2SK2717 (900V 5A) BUZ50, IRFPG40, 2SK1119, STP5NK100, 2SK1489 (1000V) APTMC120HR11CT3G (1200V) STP4N150 2SK1317 (1500V) IMBF170R450M1 (1700V 6.9A <1Ohm Infineon) IXTT1N300P3HV (3000V 1A) G3R1000MT33J (3300V 5A 1R SiC) Hochspannungs-IGBTs: DIM400XSM65 (6.5kV/Dynex) 5SNA0400J650 (6.5kV/ABB) MIO600-65 (6.5kV/Ixys) FZ200R65 (6.5kV/Eupec) CM600HG-130H (6.5kV/PowerEx) QIS4506001 (4.5kV/60A), IXEL40N400 (4kV/40A) Hochspannungsdioden: NTE517 (15kV 550mA 5uA rev für Mikrowellenöfen) TV20 (20kV 5mA für Fernseher) andere wie 2CL2FP (30kV/100mA/100ns): http://highvoltageshop.com/ EM520B (2kV DO41) BY2000 (2kV 3A) nicht ganz hoch Hochspannungsdioden: 1N4007-1300, EM513 1600V EM516 1800V EM518 2000V https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A400/EM513_DB_EN.pdf Hochspannungsschottkydiode, Silizium-Carbid SiC Dioden: GBP3SHT24-89 (2400V 0.3A 225 GradC 1uA rev) 600V SiC Schottky Diode: IDH16S60C, bis 2.1V Flusspannung kleine Brückengleichrichter: UMR11N (80V 100mA SOT363) BAT54SDW (30V 200mA SOT363) BAV99L-AL6-R (85V 200mA SOT363) SDM10M45SD (Diodes 45V 100mA SOT26) SDM1L30BLP (Diodes 1A 30V V-DFN5060-4) CMXD3004SR (350V 200mA SOT26) NPN bipolare Hochspannungstransistoren: 2SC4913 (2000V/20mA Hitachi) STC03DE170 (1700V) STC03DE150 (1500V) STP08IE120 (1200V) STN0214 (1200V SOT223) BUH2M20AP (1200V ST), 2SC4686A (1200V/50mA Toshiba), STM0214 (ST, 1200V/200mA SOT223) ESM4020 (ST, 1000V/100A/940W/1.8us, obsolet) BUX87 (1000V/500mA TO126) STX616 (500V TO92) BV32 3DD13001 (400V TO92) KSE13005 (400V) KSE13004 (300V) BF420 (300V/TO92) PNP bipolare Hochspannungstransistoren: 2SB832 (900V Sony) 2SA1967/2SA1968 (900V Sanyo) 2SA1831 (800V Sanyo) 2SA1379/2SA1807/2SA1413Z/2SA1486/2SA1627 (600V) STN9260/STN9360 (600V SOT223) PBHV3160 (600V SC73) 2SA1807 (600V TO252) ZTX560 (500V Zetex) 2N5852 (500V) 2SA1862 (400V) NPN bipolare Hochstromtransistoren: BUX75, BUR50, ESM7005 (ST, 500V/600A/3300W/2us, obsolet) IGBT Hochspannung Hochstrom Halbbrücke: FF1400R12IP4 (1200V 1400A) Hochspannungs Solid State Relais: http://www.highvoltageconnection.com/high-voltage-solid-state-relays.html (Behlke bis 150kV) Hochspannungsoptokoppler: OC250 (25kV) http://www.voltagemultipliers.com/html/Opto-coupler%20Information%20Index.html Photodiodenarray-Optokoppler zur MOSFET Gate Ansteuerung wie PhotoMOS ohne MOSFET: TLX9906, TLP3905, APV1122, APV1121, APV2121, APV2111, PVI5080, VO1263 kleine 4-fach Optokoppler: SFH6943 (1mA 70V nur 1768V iso) NPN hochsperrende Transistoren: BC547 (ONSemi, typ 200pA, max 4uA) 2N1711 FFB2222A (NPN 10nA @ 25GradC) 2N2907A (10nA, 10uA max) BSP125 (100nA/25GradC/5uA max) BSP50/51/52 (Darlington 50nA Nexperia) BSS225 BSP225 MPSA42/PZTA42 (100nA/25GradC/200V) ZTX458 (100nA/320V/25 GradC) PMBTA45 PBHV9050T (max 10uA) (eventuell auch WS4621C 70nA load switch) PNP hochsperrende Transistoren: ZTX851/ZTX853 (50nA bei 25 GradC, 1uA bei 100 GradC) BSP60/61/62 (Darlington 50nA Nexperia) ZTX558/ZTX758 (100nA/320V/25 GradC) 2SA1359 2SB1705/06/07/08/09/10/13/22/30/31/32/33/34 (100nA bei 25 GradC max) 2SB891 (1uA) Transistoren mit definiert niedrigem Sperrstrom cutoff current: BC546 (NXP 15nA @ 25 GradC, 5uA @ 150 GradC) BSP125 BSP125 (600V, 100nA @ 25 GradC, 5uA @ 150GradC) PBHV8115T (120V SOT23 100nA @ 25 GradC, 10uA @ 125 GradC, NXP BISS) TPS22860 (5V high side power switch 2nA) hochsperrende MOSFETs: Ohne Bulkdiode. ALD1107 (400pA max., 4nA bei 125 GradC) SD5000 BSS83 (10nA max.) vs. BS170 (500nA) BSS295 (1uA max., 50uA bei 125 GradC) wer besser als Datenblatt sein muss kann messen: BJT gehen real von 1pA bis 1nA, JFET von 0.1pA bis 2pA https://x.artofelectronics.net/wp-content/uploads/2019/11/2xp1_actual_BJT_FET_leakage.pdf eventuell hilft https://www.vishay.com/docs/66597/sip32431.pdf 10 pA, Ultra Low Leakage and Quiescent Current, Load Switch with Reverse Blocking, 1.5-5.5V unter 0.2 Ohm Dual NJFET: PMBFJ620 DO21 Pressfit Einpressdioden/Lichtmaschinendioden (plus und minus am Gehäuse) ohne Z-Diode 100V/30A: 1N3660 / 1N3660R, 1N3492 / 1N3492R, Siemens E1110 / E1210, NTE5962 / NTE5963, S3520PF / R3520PF (Schottky-)Dioden niedriger Flußspannung (aber hohem Rückstrom) als Germaniumersatz: PMEG2010BEA (20V 1A 0.5V@1A 0.19V@1mA) HSMS-2850 ff (0.15V/0.1mA 0.25V/1mA Avago Broadcomm zero bias Schottky nur 2V reverse) BAT60A: 0.12V@10mA 0.2V@100mA LL103x: 0,2V@1mA@25°C MBRS120, MBRS140: 0,23@30mA@25°C MBRS320, MBRS340: 0,22@50mA25°C B340F: 0,2V@10mA@25°C SB320, SB330, SB340: 0,2@10mA@25°C SK24A: 0,13V@10mA; 0,2@100mA; 0,33@1A, MBRB2515L (0.28V@10A, 200mA Ireverse@100°C) AM Kapazitätsdioden: BB212 (Philips), KV1235, KV1530, KV1560NT (Toko, compotek.de) HN2V02H-B (Toshiba) SVC321/SVC381 (neuhold.at)
Von: MaWin 17.7.2000
Zunächst mal finden sich gute Schaltungsvorschläge zu letztlich allen denkbaren Themen in den Application Notes der Chip und Sensor Hersteller. Man muss nur lange die geeignetste suchen, denn es gibt so viele. Die technischen Daten dieser Schaltungsvorschläge werdet ihr nur bei perfektem Aufbau erreichen, denn da waren natürlich Profis am Werk. Es hilft, wenn bei der AppNote ein Platinenlayout dabei ist, wie viele von http://www.st.com/ und http://www.maxim-ic.com/. Natürlich favorisieren die Chiphersteller wo möglich ihre eigenen Bauteile. Oft kann man die Schaltungen genau so gut (und manchmal besser :-) mit Bauteilen anderer Hersteller aufbauen. Allgemeines erst mal hier:
Wer bloss Schaltungsideen sucht, sollte mal hier reinschauen:
Bei https://de.elv.com/ kosten Anleitungen meist Geld (Ausnahmen als PDF gibt es, vor allem indirekt bei Conrad). Das ist aber immer noch billiger, als regelmässig die Zeitschrift zu kaufen bis mal was brauchbares dabei ist, und die Platinen und Spezialteile kann man so gleich mitbestellen. Leider kostet bei ELV der Katalog Geld (scheinbar bei Onlinebestellung nicht), und die Zeitschriften sind nur ein verkapptes Katalogupdate.
Dann gibt es zu vielen kommerziellen Geräten die Schaltpläne. Wenn man will, kann man die also nachbauen, soweit keine Spezialteile verbaut wurden. Findet man im Internet nach Eingabe der Modellbezeichnung in eine Suchmaschine keinen Schaltplan und schickt einem der Hersteller auf Nachfrage keinen Schaltplan kostenlos zu, so kann man versuchen, Kopien davon für teures Geld zu kaufen:
Bei kommerziellen Geräten zählt jeder Cent, insbesondere bei Consumerware die millionenmal hergestellt wird. Deswegen meiden Hersteller teure Chips selbst wenn sie besser sind oder Schaltungen mit viel weniger Bauteilen erlauben. Daher die unglaublich vielen Schaltungen mit LM324, LM339 (6 ct in hohen Stückzahlen) und Einzeltransistoren (1 ct in hohen Stückzahlen). Für den Hobbyelektroniker spielt der Preisunterschied keine so grosse Rolle, er kann und sollte die besseren Chips verwenden. Wer wissen will, WIE schlecht der LM324 ist, sollte mal seinen Vergleich im Datenblatt des LMV324 angucken. Zur Auswahl steht alles, was der Elektronikversender im Katalog hat. Die hochpräzisen Chips von AnalogDevices & Linear, Burr-Brown sind dann wieder so teuer, das der Hobbyist, der die technischen Daten dieser Chips mangels physikalischer Grundlagenkenntnisse eh nicht ausreizen kann, von selbst Abstand nimmt, und diese Chips besser den Profis überlässt.
Schaltpläne von Hobbyelektronikern sind zahllos im WWW vertreten. Diese sollten sich mit geschickt gewählten Suchbegriffen festnageln lassen. Allerdings funktionieren nicht alle Schaltungen, die man im Web so findet, und die meisten schreiben voneinander ab oder vergessen beim Abschreiben von AppNotes die Hälfte.
Dem Urheberrecht nach darf eine Bedienungsanleitung bzw. ein Service Manual in Auszügen (z. B. nur der Schaltplan) oder wenn es mehr als 2 Jahre vergriffen ist auch komplett zu privaten Zwecken kopiert werden. Diese Arbeit dürfen auch andere Menschen im Auftrag machen und zuschicken und die dabei entstehenden Kosten dürfen ersetzt werden. Es kommt auf die Person des Bestellers an, daß der die Kopie für sich zu privaten Zwecken haben will.
Du darfst auch eine Kopie per eMail an einen begrenzten Personenkreis, der nicht als öffentlicher anzusehen ist, weitergeben. Daher die Regelungen in vielen Gerätereparaturforen, Schaltpläne und Unterlagen erst auf eMail Kontakt zuzusenden, obwohl das ja nach unsinniger Mehrarbeit aussieht.
Die Downloadfähigkeit aktueller Service Manuale wie bei elektrotanya ist also nach deutschen Recht nicht zulässig, nach tschechischem aber schon weil da Schaltpläne keine ausreichende schöpferische Höhe für Urheberrechtsschutz haben.
> Empfohlene Vorgehensweisen bei Schaltungsentwurf ?
Von: Günni 10.8.20
Ich habe viele Jahre Schaltungen (Konzepte) für Großserien entwickelt. Da kam es darauf an, den Gesamtaufwand so gering wie möglich zu halten. Deshalb haben wir immer das Gesamtprodukt betrachtet - nicht nur einzelne Funktionsbereiche. Viel Bauteile haben mehrere Funktionsblöcke, die man für eine Aufgabe nicht voll ausnutzt. Dann haben wir - meist mit Erfolg - die "überzähligen" Funktionen für andere Aufgaben zu nutzen, um deren Aufwand zu verringern. Das ging auch für die Schnittstelle Hard- zur Software so. Manche Aufgaben konnte man leicht in Software lösen, eine Vorverarbeitung in Hardware wäre aufwändig geworden. Klar, dass die softwaremäßig gelöst wurden. Aber andere Aufgaben stellten die Software vor große Herausforderungen (hätten teilweise einen größeren und teureren Prozessor erfordert). Diese haben wir dann einfacher in Hardware gelöst.
Für Versuchsaufbauten, Kleinstserien und private Basteleien habe ich geprüft, welche schon vorhandenen Bauteile die gewünschte Funktion leisten konnten. Nur wenn das nicht einfach möglich war, wurden Teile herausgesucht und bestellt. Aber auch da hat man oft mehrere Teile zur Auswahl. Aus der Kenntnis, welche Aufgaben immer mal wieder vorkamen, habe ich mich auch da für die Bauteile entschieden, die die Aufgabe gut lösen aber auch für andere Aufgaben mit verwendet werden konnten. So konnte "das Lager" kleiner und übersichtlicher gehalten werden
Von: MaWin 17.7.2000
Das Löten von normalen Platinen und Schaltlitzen ist mit einem Elektroniker Lötkolben kein Problem, wenn die Metallflächen OXIDFREI und sauber sind und man dem Lötkolben passend Zeit zum Aufheizen gibt. Das im Lötzinn enthaltene Flussmittel sorgt für eine gute Lötstelle. Als Bastler darf man Schaltungen weiterhin mit bleihaltigem Lot löten, das Verbot gilt nur beim Inverkehrbringen, aber gerade beim Löten besteht ja - im Gegensatz zum fertigen Gerät aus dem Handel welches man ungeöffnet wegwirft - die Gefahr mehr und mehr Blei aufzunehmen, gerade als regelmässiger Bastler, denn wer wäscht sich schon nach jedem Anfassen von Lot, fertigen Platinen oder angelöteten Bauteilen die Hände. Also wäre gerade der Bastler derjenige, der von der nun kostengünstigen Verfügbarkeit von bleifreien Loten seine Gesundheit profitieren lassen kann. Mit Balver SN100C (SnCu0,7NiGe) oder Felder SN100Ni+Clear (Sn99,3CuNiGe, verfliesst beim ersten Mal gut, lässt sich aber schlecht wiederaufschmelzen) als Stangenlote zum Wellenlöten, Silberloten wie Armack BF32-3 von Display3000 zum Handlöten, stehen Lote zur Verfügung, die keine der Nachteile der alten untauglichen SAC-Legierungen mehr haben. Mein Tip für Bastler: Stellt auf bleifrei um, und repariert nur alte mit Blei gelötete Geräte mit euren alten Werkzeugen. Und nehmt bei Dauerlötspitzen kein kupferhaltiges Lot.
Oxidierte Oberflächen verhindern gute Lötstellen. Die Industrie verwendet i.A. keine Bauteile mehr, die länger als 1 Jahr (MSL-Ablaufdatum https://de.wikipedia.org/wiki/Moisture_Sensitivity_Level) ausserhalb einer Stickstoffatmosphäre gelagert wurden. Danach werden sie gebacken:
Wer industriell lötet, kann eine Ausbildung nach IPC-A-610 machen bzw. fordern, in der Luft- und Raumfahrt ist ein gültiges Zertifikat nach ECSS Q-ST-70-08C erforderlich, leider sind beide nur 2 Jahre gültig.
Ein temperaturgeregelter Lötkolben ist im industriellen Einsatz sein Geld wert, als Hobbyist kann man abwarten, bis der Lötkolben die passende Temperatur hat bzw. ihn ausstöpseln oder in den feuchten Zelluloseschwamm drücken, wenn er zu heiss wird, oder einen normalen Dimmer vorschalten (nichts anderes ist beispielsweise in der elektronischen Lötstation WTC100 drin http://www.uoguelph.ca/~antoon/circ/wlc100.html oder in MS 250 von Ersa), damit man ihn wenigstens einstellen kann. Im Moment ist der Ersa Multi-Pro 25W Lötkolben für 25 EUR besonders interessant, weil es für ihn kostengünstige MicroWave SMD-Lötspitzen SolderWell gibt. Allerdings wurde Ersa aufgekauft und versucht seit dem mit minderwertiger Produktionsweise Geld zu sparen, selbst alte Lötspitzen wie die 832 werden durch doppelteilige ersetzt, die einfach nur Murks sind, weil die sich bei seitlichem Druck lockern und dann schlechter die Wärme leiten.
Die berühmten Weller Magnastat sind technisch überholt (zu klobig, teure Lötspitzen), für das ganze Sortiment gibt es aber offenbar jahrzehntelang Ersatzteile bis zur kleinsten Schraube. http://www.hinkel-elektronik.de/pdf_node/134.pdf
Wer NiCd-Akkus ohne Lötfahnen direkt am Boden (laut den Datenblättern der Hersteller ist das nicht erlaubt, man soll teures 0.15mm Rein-Nickelblech oder billiges Hiluminband (vernickeltes 0.1mm Stahlblech) punktschweissen, Anlage siehe http://www.guido-speer.de/html/punktschweissgerat.html und https://www.mikrocontroller.net/topic/416112 oder http://pauls-werkstatt.blogspot.de/2016/02/punktschweigerat-fur-akkuzellen.html http://www.teralab.co.uk/Electronics/Spot_Welder/Spot_Welder_Page1.htm ) ähnlich massive Dinge löten will, braucht einen richtig dicken Lötkolben und geeignetes Lötzinn. Wer es mit einem 25W Lötkolben und rumbraten probiert, beschädigt den Akku. 150 Watt und eine kurze dicke Lötspitze, dann lassen sie sich (direkt nach dem man sie mit feinem Sandpapier saubergeschliffen hat) in wenigen Sekunden löten, ohne dass der Akku selbst heiss wird. Alu (Bleche, keine Kühlkörper) oder Stahl (Akkus und Glühlampensockel) lassen sich mit Multicore Alu-Sol Lot und einem heissem Lötkolben gut löten. Bitte Dauerlötspitzen (Ersadur etc.) nicht verbiegen oder gar dran rumfeilen und kein PVC damit anschmurgeln, die Beschädigungen der Beschichtung führen sonst sofort zum Weggammeln der Lötspitze.
Wer vor seinem ersten Bausatz mal das Löten üben will: Es gibt die klassischen Lehrstücke: 10 10cm lange Stücke Schaltdraht abisolieren, im 5 x 5 Gittermuster aufeinanderlegen und zusammenlöten. Dasselbe nochmal mit alten oxidierten Drähten :-) Und man sollte auch mal zur Übung BEWUSST so lange auf einer alten Platine rumbraten, bis die Leiterbahnen abgehen, damit man lernt, wie lange das dauert.
Bei Lochplatinen ohne Kupfer steckt man die Bauteile durch, biegt die Anschlussdrähte so, das die zu verbindenden Anschlüsse verschiedener Bauteile zusammenkommen, und lötet die zusammen. Es gibt ein Problem, sobald sich Leitungen kreuzen, also sind die Platinen nur für allereinfachste Anwendungen. Ausserdem halten die Bauelemente nicht besonders, weil sie ja letztlich nicht festgelötet sondern nur angebunden sind. Sie eignen sich aber als Träger für die Fädeltechnik (Anschlüsse mit Kupferlackdraht verbinden) besser als Platinen mit Lötaugen, weil man die notfalls auch wieder auslöten kann.
Bei Lochrasterplatinen mit Lötaugen lötet man erst ganz normal die Bauteile ein und schneidet die Drähte ab, und setzt dann mit nicht zu heissem Lötkolben auf jedes Lötpad auf dem Weg der zukünftigen Leiterbahn einen Hügel aus viel Lötzinn und 'schleppt' ihn zum vorherigen Pad. Dann lässt man ihn erkalten, bevor man den nächten Pad angeht. So bekommt man schnell ansehnliche Lochrasterplatinen. Das Umbiegen der Anschlussdrähte der Bauteile sollte man vermeiden, da damit späteres Auslöten erschwert wird. Extra Kupferdraht ist unnötig. Das dicke Lötzinn ist leitfähig genug. Das Entfernen von Lötaugen um Isolationsabstände für 230V~ zu bekommen geht gut durch wegfeilen mit einer Diamanttrennscheibe auf Proxxon/Dremel. Hier eine Vorlage damit man mal zeichnen kann:
Das Flower-Board geht noch einfacher und mit weniger Lötzinn auch für SMD:
Bei Streifenrasterplatinen ordnet man die Bauteile so an, das die zu verbindenden Anschlüsse jeweils nebeneinander (in Richtung der Kupferstreifen) liegen. Dabei sind mehrere Gruppen pro Kupfersteifen möglich, man muss nur den Kupferstreifen (an einer dazwischenliegenden Stelle) durchtrennen. Dann lötet man die Bauteile ein. Wegen den nur in einer Richtung verlaufenden Kupferstreifen benötigt man oft Brücken oder Drähte, mit denen man quer zum Kupferstreifen verlaufende Verbindungen herstellt. Die brauchen viel Platz, daher sind diese Platinen nur für einfache Schaltungen geeignet. Für 230V~ gibt es Platinen mit 5mm Rasterabstand.
Man kann sich seine Lötpunkte auf einer Kupferplatine auch selber machen:
Und dann gibt es noch die Lochrasterplatinen, die mit Kupferstreifen die Verbindungen der Experimentierbretter (5 quer, 2 längs) nachahmen. Da lötet man de Bauteile und Drähte so drauf, wie man sie im Experimentierbrett stecken hatte :-) als wilder Verhau.
Bei SMD ICs wird die Verarbeitung kritisch. Verwende viel Flussmittel (aus einer Spritze mit z. B. Kolophonium in Spiritus), die Platine sollte beim Löten nass sein, dann lassen sich ICs problemlos einlöten. Im Prinzip hängt dabei das Lötzinn an der Lötspitze, mit der man über die IC-Pins rollt. Das extra Flussmittel verhindert, dass das Lötzinn zwischen den Pins hängen bleibt. Passiert das doch, probiert man es nochmal mit mehr Flussmittel, sonst muss man es mit Entlötlitze und Flussmittel wieder entfernen. Bei 1.27mm Pinabstand geht das, aber bei 0.5mm kaum noch.
Man kann auch zuerst die Pads durch drüberrollen mit einer Lötzinnkugel dick verzinnen, dann das Bauteil plazieren und an 2 Ecken je einen Pin anlöten, alles mit Flussmittel einstreichen und per Heissluft löten. Dabei den IC, nicht die einzelnen Pins herunterdrücken.
SMD Lötpaste braucht man nicht, da einem sowieso die Möglichkeit fehlt, diese in exakter Menge aufzubringen und sie ganz schnell schlecht wird. Henkel GC10 ist wenigstens 1 Jahr lagerfähig. Wenn man bei http://www.pcb-pool.de/ mit der eher teuren Platine kostenlos Edelstahlschablonen dazu fertigen lässt, bei http://www.smtstencil.co.uk/ für 20 EUR eine aus Polyester ordert, oder in eine 0.15mm Overheadprojektorfolie per CNC die Löcher lasert, kann man mit einem Rakel (Fenstergummi) Lötpaste aufbringen und in einem handelsüblichen Mini-Grill Reflow-Löten:
Eine verzinnte Leiterplatte ist hilfreich, die Industrie rollverzinnt oder macht HAL hot air levelling, das kann man selber mit Rosol3 und Heissluft bewerkstelligen:
Jedoch mit dem Lötkolben Zinn aufbringen oder Glanzzinn bei 35-40 GradC (normalerweise 5g Zinn-II-Chlorid oder -Sulfat und 50g Thioharnstoff THS in schwefelsaurer Lösung (50g Batteriesäure) in 1l Wasser, Seno macht aber was anderes, Sn-II-Cl in NaOH geht ab 60GradC auch) bringt meist mehr Ärger als Nutzen. Auf jeden Fall Glanzzinn sofort mit heissem Wasser gründlich abwaschen und mit einem festen Tuch blank polieren.
1l warmes Aqua Dest 10g Zinn-II-Chlorid 10g Natriumacetat 1g Benzolsulfonsäure 2g Natriumhypophosphit 15g EDTA (zuletzt zugeben) im Kühlschrank ewig lagerfähig
Alternative: 1l 40 GradC warmes Aqua Dest 10g Zinn-II-Chlorid 50g Thioharnstoff 12ml Schwefelsäure (37%, Akkusäure) zuletzt zugeben im Kühlschrank ca. 6 Monate lagerfähig
Alternative: 1l Wasser (es reicht Leitungswasser) 20g Macrogol 22g Kaliumnatriumtartrat-Tetrahydrat (Seignettesalz) oder 20g Weinsteinsäure 10g Zitronensäure 11g Zinnchlorid 25g Thioharnstoff optional 1 kleiner Tropfen Netzmittel (Fotohandel, Tween20, Macrogol...) In dieser Reihenfolge in Wasser lösen. 20 minuten warten bis sich entstehende Feststoffe absetzen. Nach filtern der Lösung ist sie klar und bereit zur Verwendung. Bei 60°C können mehrere Mikrometer erreicht werden. Der Elektrolyt zerfällt nach einigen Tagen.
Halbindustriell kann man im Tauchbad löten. Eine flache Schale aus Alu oder Eisen auf einer Herdplatte oder ähnlichen Heizquelle, gefüllt mit Lötzinn dessen Oxidschicht vor dem Löten per Rakel zur Seite geschoben wird, in die man die mit Schaumfluxer / Flussmittel besprühten lötstopplack-beschichteten Platinen waagerecht mit einem Halter (aus Alu) ein paar Sekunden eintaucht, und alle Lötstellen sind auf ein Mal verlötet. Ein Eigenbau ist nicht schlechter als teure kommerzielle Lösungen, das professionellste ist dabei das 220-250 GradC Thermostat.
Dann hat man auch eine Maschine, die Bauelemente aus einem Gurt im gewünschten Raster biegt und die Drähte passend abschneidet. Seitenschneider ade.
Nickel-Elektrolyt (matter Watts Nickel bei 1-2A/dm) 240 g/L Nickelsulfat 40 g/L Nickelchlorid 30 g/L Borsäure (Borwasser abzüglich Wasser)
bei Zugabe zur Lösung von 0,6g/l 2-Butin-1,4-diol 1,5g/L Saccarin 0,15g/L Natriumlaurylsulfat spiegelglatter Überzug mit wenigen Fehlern
andere Lösung: 240 g/L Nickelsulfat 40 g/L Kaliumchlorid 30 g/L Borsäure 0,6g/l 2-Butin-1,4-diol 1,5g/L Saccarin 0,15g/L Natriumlaurylsulfat perfekter heller spiegelglatter Überzug
Die Entlötfederpumpen sind eine Qual (muss möglichst schwer sein und so dicht, das der Kolben bei zugehaltener Spitze mehr als 10 Sekunden braucht um zurückzulaufen), und einen Entlötkolben mit Vakuumpumpe wird man nicht haben. 2-beinige Bauteile gehen raus, in dem man erst die eine Lötstelle heiss macht und den Draht rauszieht, dann die andere. Bei 3-beinigen muss man ihn reihum in Schritten rauskanten. Bei DIL-ICs auf einseitigen Leiterplatten entfernt man zunächst mit Entlötlitze das alte Zinn (es gibt schlecht funktionierende Entlötlitze: mit extra Flussmittel tränken), wackelt dann mit der Pinzette an jedem Beinchen, um es vom Rand zu lösen, und zieht den IC dann raus. Wenn bei durchkontaktierten Leiterplatten die Löcher gross genug sind, kann man eine "19 gauge luer lock" Spritzennadel über den Pin durch das Loch in das heisse Zinn stecken und die Pins damit einzeln blosslegen. Bei durchkontaktierten Leiterplatten mit zu kleinen Löchern siehe SMD Vielbeiner. Von Ersa & Weller gibt es für bestimmte Lötkolben Lötspitzen, mit denen sich alle 16 oder 28 Pins eine DIL-ICs gleichzeitig erhitzen lassen. Die sind aber umständlich, weil man den Lötkolben senkrecht in einen Schraubstock spannen muss, die Lötspitze aufheizen lassen muss, und dann die IC-Beinchen der Platine in die Rillen der Lötspitze halten muss. Da feilt man sich doch lieber aus Alu einen Block mit Rillen passend zum jeweils auszulötenden IC, den man mit einer Gasflamme oder elektrisch erhitzt. Sooo high-tech ist Löten ja nun auch nicht, als das es bei den Preisen nicht auch ein Provisorium täte, vor Allem wenn man es nur seltenst braucht. Sind die Anschlussdrähte draussen, kann man die Löcher freilegen, in dem man einen dünnen Stroh-(die Betonung liegt auf Stroh, also unschmelzbar)-halm im Mund das Loch freipustet, das man mit dem Lötkolben von unten erhitzt.
Bei SMD mit 2 Anschlüssen nimmt man am besten 2 Lötkolben als Pinzette (Achtung: Das Bauteil schnell wieder abschütteln, es ist dann weg), sind die Spitzen breit genug reicht das auch für Grössere. Bei Vielbeinigen fangen die Probleme an: Entlöten geht leicht, wenn man ENTWEDER das Bauteil ODER die Platine retten will. Platine retten: Pins mit Minitrennscheibe am Bauteil absägen und mit Lötkolben Platine saubermachen. Bauteil retten: Platine von unten mit Heissluft (oder auf Ceran Herdplatte) heiss machen, Bauteile mit Pinzette abheben. Schwierig wird es, wenn man beides bewahren will :-) Ein Verbiegen der Pins verhindert ein späteres Einlöten, die Pins brechen beim Zurückbiegen meist ab. Jeder hat da so seine eigene Methode, abhängig vom Werkzeug, das zur Verfügung steht. Letztlich gibt es Entlötspitzen für alles ausser BGAs, und natürlich hat es einen Grund, das die Industrie bei SMD meist komplette Platinen tauscht.
BGA Sockel: http://www.ironwoodelectronics.com/ (vorher hinsetzen)
Quetschverbindungen sind elektrisch gesehen besser als Löten, weil der Kontakt direkt, ohne Lötzinn dazwischen erfolgt. Aber die Quetschverbindung muss *gasdicht* sein. Die 'isolierten Kabelschuhe' für's Auto mit Blechzange für 2.50 EUR im Baumarkt sind das nicht und daher der programmierte Wackelkontakt. Auch verhindert crimpen, dass beim Löten das Lötzinn mit dem Flussmittel in die Adern des Litzenkabels unter die Isolierung fliesst und es dort steif und damit brüchig macht. Gute Crimpverfahren klemmen gar die Isolierung mit ein und bewirken damit einen Knickschutz. Die klassischen 'unisolierten Kabelschuhe' von AMP, Pfostenstecker, BNC oder Telefon- und Netzwerkstecker funktionieren hervorragend, *wenn* man die passende Crimpzange verwendet. In zum Löten ungeeignet heissen Umgebungen sollte man vernickelte Stahlstecker crimpen, denn Messing verliert seine Federkraft.
Eine geeignete Zange für unisolierte Kabelschuhe (aka AMP Stecker) gibt es für 9.95 EUR bei http://www.pollin.de/, BNC kostet dort 10.95 EUR, http://www.reichelt.de/ für 17.35 EUR die Zange https://www.reichelt.de/crimpzange-psk-kontakte-crimpzange-psk-p6844.html für PSK-Kontakte https://www.reichelt.de/crimpkontakte-buchse-fuer-crimpgehaeuse-rnd-205-00696-p217878.html Bei CSD passt https://csd-electronics.de/Werkzeug/Crimpzangen/Crimpzange-LPV-CV-HT-225D::578.html für PSK=LPV, und deren CV. Bei abgewinkelten Flachsteckhülsen https://www.steckerladen.de/Kabelschuhe-Crimpkontakte/Kabelschuhe-unisoliert/Flachsteckhuelsen/Flachstecktechnik-6-3mm/Winkelflachsteckhuelse-Typ-A-6-3x0-8mm-1-0-2-5mm-verzinnt::7468.html braucht man LY03B von http://www.opttools.com/hand-tools/ly-03b-ly-48b-ly-63b-hand-crimping-tool/ . Für Flachbandkabelpfostenstecker u.ä. tut es ein Schraubstock, Aderendhülsen werden beim Festschrauben eh gequetscht. Bleibt RJ11 Telefon und RJ45 Netzwerkkabel, für die es billige Plastikzangen gibt. Kleine Stecker wie JST kann man mit Japan Engineer PA20 crimpen, die passt für viele Arten, man muss aber Ader und Isolierung einzeln crimpen.
Die Unterschiede zwischen 50 Ohm und 75 Ohm BNC-Steckern sind kleiner als gedacht, sie sind mechanisch gleich und "intermateable", nur das Dielektrikum ist unterschiedlich, Teflon vs. Luft. Bei N-Steckern ist der Innenkontakt dicker und biegt den falschen zu weit auf.
Wenn kommerzielle Crimpzangen exorbitant teuer sein sollten, ebenso wenn sie für die industrielle Fertigung zu unbequem sind, besteht natürlich immer die Möglichkeit, einen Einsatz für eine der normalen Crimpzangen oder einen Automaten oder Schraubstock selber anzufertigen. Es gibt nicht umsonst den Beruf des Werkzeugmachers, was zeigt, dass man Werkzeuge auch selber machen kann und nicht zu Wucherpreisen kaufen muss.
Übersicht Steckertypen von Leiterplatten-Kabel Verbindern von JST:
Stecker für hohen Strom und Versorgungsspannungen werden oft nachgefragt:
Wie wäre es mit: Harting 09140022601 Axialschraub-Modul 40 Stifteinsatz 1000V/40A 2,5-6mm² 2-polig Harting 09140022602 Axialschraub-Modul 40 Stifteinsatz 1000V/40A 6,0-10mm² 2-polig Harting 09140022701 Axialschraub-Modul 40 Buchseneinsatz 1000V/40A 2,5-6mm² 2-polig Harting 09140022702 Axialschraub-Modul 40 Buchseneinsatz 1000V/40A 6-10mm² 2-polig
DC-Hohlstecker sind je nach Durchmesser für unterschiedliche Spannungen gedacht;
Von: MaWin 17.7.2000
Schaltzeichen
Manche Zeitschriften malen ihre Schaltpläne mit Visio oder Latex und Circuitikz, andere exportieren sie aus KiCad oder Altium als PDF. Das Elektronik-Kompendium nutzt Schaltplansoftware im AtariST Emulator.
Es gibt ausreichend viel Software gratis, wenn auch die Einschränkungen der Demoversionen oft weh tun. Das sollen sie ja, sie sollen zum Kauf animieren, aber wenn schon die limitierte Demo unzumutbar oft abstürzt, wie bei Protel 98, Target 2001 oder Eagle 4.0, ist das natürlich nicht besonders werbewirksam. Meldet eine ältere vom Hersteller inzwischen nicht mehr supportete Version von Target Error 104L, hilft eine Rückstellung des Systemdatums, es liegt der Verdacht nahé, daß absichtlich auch volllizensierte Versionen eine programmierte Haltbarkeitkeitsbeschränkung haben. Aber es ist nicht notwendig, sich ein billiges und übersimples Programm wie Sprint Layout von http://www.abacom-online.de/ zu kaufen. Sehr ähnlich ist http://www.freepcb.dev/ , der Nachfolger von https://code.google.com/archive/p/freepcb/ . Zur Erstellung von Breadboard-Schemas eignet sich Fritzing http://fritzing.org/ , inzwischen kann das auch Leiterplattenvorlagen auf dem Niveau von Sprint Layout. Dennoch wirst du bei JEDEM Layoutprogramm feststellen, dass schon für die erste Schaltung ein Bauteil in der Library fehlt.
Man malt es sich halt selber. Das muss man sogar mit in der Library enthaltenen Bauteilen machen, weil immer irgendwas nicht stimmt. Bei Target 3001 ist der BC516 und der Spindeltrimmer z.B. spiegelverkehrt. Bei den von Mentor Graphics mitgelieferten Libs liegt der Ursprung teilweise sonstwo. IEC empfiehlt bei SMD Bauteilen das Symmetriezentrum, bei THT Bauteilen Pin 1. Bei zweipoligen unipolaren Bauteilen ist das der linke Pin, wenn Du das Bauteil waagerecht vor Dir hast. Die pick&place Daten werden üblicherweise als CSV Datei mit Komma und Dezimalpunkt formatiert, X vor Y, aber ob mm oder mil oder inch muss dazugesagt werden. Auch die Orientierung ist nicht klar. Es gibt den IPC-7351 Level A zero component orientation und seit 2009 den IEC 61188-7 Level B, neben dem abweichenden EIA-481-D :
Wenn man dann noch weiss, daß footprints völlig anders sind, wenn reflow oder in der Welle gelötet wird (Beispiel http://www.farnell.com/datasheets/12270.pdf ), dann ist klar, daß die meisten Bibliotheken nicht einsetzbar sind. Ebenso normal ist die 'gewöhnungsbedürftige' Bedienung.
Eagle ist seit der geänderten Lizenzpolitik auf Abo aber tot: Statt 130 EUR für eine zeitlich unbegrenzt einsetzbare Version zahlt man nun 166 EUR pro Jahr für ein Fusion360 CAD ständig schrumpfenden Funktionsinhalts dem Eagle nur beiliegt, denn für 1 Monat kann man das Paket natürlich nicht kaufen obwohl der Preis so angegeben wird. Zwar hat Eagle inzwischen eine Spice-Integration, aber die Libraries sind schlecht wie immer. Lediglich das Eagle-Dateiformat hat sich als Standard beim Datenaustausch etabliert und wird inzwischen von mehr Programmen benutzt.
Wer Eagle einsetzen will, sollte erst mal unter Optionen Verzeichnisse den Projektdateiordner woanders hin legen damit bei einer Neuinstallation nicht alle Projekte weg sind. Nach dem man ein Projekt xyz und damit ein Verzeichnis xyz angelegt hat in das xyz.brd und xyz.sch kommen, sollte man dort gleich eine neue zunächst leere Library unter demselben Namen xyz.lbr anlegen und mit "use" in den Bibliotheksbrowser aufnehmen. So bald man ein Bauelement aus den Standard-Libraries überarbeiten will, kopiert man zuvor dessen Symbol und gewünschte Package einzeln aus der Ansicht im alphabetisch unsortierten Bibliotheksbrowser im Control Panel per rechter Maustaste "in Bibliothek kopieren" (bitte nicht aus Versehen ein anderes Menükomando, es gibt auf dem Level 'natürlich' kein Undo) in die geöffnete xyz.lbr und überarbeitet es dort. Denn man muss fast immer die fehlerhaften Symbole (zu kleine Pads, zu kleine Bohrungen, kein Outline für IC-Fassung) überarbeiten bis man sie verwenden kann und Zusätzliche anlegen die man braucht, und so bleiben sie auch bei einem Update oder einer Neuinstallation erhalten.
KiCAD beglückt den Benutzer damit, daß schon beim Neuanlegen eines Projekts eine Eurocard mit 160mm x 100mm angezeigt wird. Eigentlich muss man dann nicht weiterklicken. Einfügen Symbol in Menü tut nichts, erst auf Mausklick, Einfügen Symbol aus Toolbar öffnet sofort Dialog, es müsste umgekehrt sein, Die Bibliothek heisst Display_Character, die Symbole darin Display_7Segment, im Bibliotheksbrowser (z.B. Footprint in Browser suchen) heisst sie wieder Display_7Segment. Wählt man darin ein Symbol mit Doppelklick, springt der Balken ggf. zu einem anderen Symbol auf dem es basiert, nach duplizieren eines Symbols sind alle möglichen Funktionen auf rechte Maustaste möglich, aber nicht umbenennen des idiotischen automatisch vergebene Namens. Bei Bauteileigenschaften gibt es den Namen auch nicht, bei T Feldeigenschaften steht der Name, ist aber nicht edierbar, und das alles seit Jahren
Bearbeiten:Rückgängig geht nach Duplizieren auch nicht. Kopieren des Symbols heisst auch noch lange nicht daß man es wieder in die Bibliothek einfügen kann. Wer Entferne Symbol mit rechter Maustaste gefunden hat und das Mülleimersymbol sieht, kann noch lange nicht davon ausgehen, daß er das Symbol auch markieren kann und auf's Mülleimersymbol in der Toolbar drücken kann, das geht NATÜRLICH nicht, der sichtbare Mülleimer ist nur für den Editor in dem derzeit nichts markiert ist. Legt man ein neues Symbol an, kommt der Symbolname auf den Ursprung, überdeckt vom Bezeichner. Wer in einer Zeichnung glaubt, Zeichnungselemente greifen zu können um sie zu verschieben, irrt, der Pfeil kann das nicht. Man kann aber ein Selektionsrechteck aufziehen und dann alles darin verschieben. Oder man bekommt nach Rechtsklick und eventueller Auswahl ein Menü in dem es Verschieben gibt. Hat man im Bibliothekseditor eine Bibliothek geöffnet, ein Symbol hinzugefügt, den Bibliothekseditor schliessen, kann die Änderung, die er gerade noch zugelassen hat NATRÜLICH nicht gespeichert werden, die ganze Bibliothek ist schreibgeschützt, und die Software auch zu blöd, gleich bei neu Anlegen des Symbols anzubieten, eine neue Bibliothek anzulegen in die es hineinkommt, sondern will dann DIE GANZE BIBLIOTHEK woandershin speichern statt nur die zu speichernden veränderten Elemente. Speichert man sie in angebotenes privates Verzeichnis, taucht die NATÜRLICH nicht im Bibliotheksbrowser auf, man kann die neuen Symbole nicht verwenden und in eine Schaltung einfügen. Es taucht im Projekt auf, aber öffnen kann man die Bibliothek nicht. Footprinteditor Datei Bauteilfootprint öffnen, mittels Bibliotheksbrowser, hier heisst Display-7Segment. Footprinteditor:Datei:Neuer Footprint, man legt den Namen an, dann will man dort Elemente eines anderen Footprints hineinkopieren, also Datei:Bauteilfootprint öffnen, dann selektiert und kopiert man dort Zeichnungselemente und will zurück, also Datei:Bauteilfootprint öffnen, und unter Auswahl Footprint steht NATÜRLICH nicht das neu angelgte Footprint in der Historie, den neu angelegten Footprint gibt es GAR NICHT, er wurde, obwohl man ihm einen Namen gab, offenbar ohne Rückfrage verworfen.
IB Friedrichs Politik, alle 18 Monate eine neue Target-Version mit minimalen Funktionserweiterungen rauszubringen, und neue Library-Teile erfordern die, bei Support einer dann älteren Version hört man 'kaufen Sie die neue', steigert nicht gerade die Beliebtheit. Werbung wie "Machen Sie Mund-zu-Mund-Propaganda und erhaschen Sie 10% Rabatt auf den Preis für ein Update oder Upgrade, wenn Sie TARGET in einem nationalen oder internationalen Elektronik-Forum lobend erwähnen, und unser Produkt dadurch in's Gespräch bringen" bedeutet, daß jeder positive Bericht über Target unglaubwürdig ist.
Target3001 gibt es in unlimitierter Professional Version ohne Gerber-Export mit inkompatiblen Dateiformat und abweichender Bauteilbibliothek von Firmen die wollen, daß man die Platine bei ihnen fertigen lässt, http://www.pcb-pool.com/ppde/service_downloads_target_request.html
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Free SW for PCB order service (no gerber files export) ECAD Pro - http://www.pcbdesignandfab.com/ (gerber files $25/board) Expresspcb - http://www.expresspcb.com/ Pad 2 Pad - http://www.pad2pad.com PCB123 - http://www.sunstone.com/PCB123-CAD-Software.aspx (gerber files $100/board) PCB Artist - http://www.4pcb.com/free-pcb-layout-software/ Target 3001 (PCB Pool edition) - http://www.pcb-pool.com/ppuk/service_downloads.html (gerber with proto)
Wer glaubt, das er zum Verteilen von Bauelementen auf einer Lochrasterplatine ein Computerprogramm wie Stripboarddesigner oder LochMaster von http://www.abacom-online.de/ benötigt, sollte sich ein anderes Hobby suchen. Der einzige Grund, warum man sich mit einem umständlichen CAD-Programm statt einer schnellen Handskizze beschäftigt, besteht in der Erzeugung eines sauber gezeichneten Leiterbahnbildes. Eben genau dieses ist bei Lochrasterplatinen / Streifenplatinen schon fertig. Die Programme sind trotzdem nützlich wenn man ein computergeneriertes Bild einer bestückten Lochrasterplatine haben will.
Probleme mit cloudbasierten Angeboten und Online-Lizenzen: ecad.io / circuits.io / library.io wurde von einem Tag auf den anderen abgeschaltet. Der Eagle-Lizenzserver war wochenlang nicht erreichbar. Firmen, die keine Spionage und Viren wollen, arbeiten mit ihren Systemen nicht im Netz.
Von: Oliver Bartels 25.8.2001
> Aber wenn der Hobbymensch mit 100 * 160mm Eurokarte auskommt,
> darf ich daran erinnern, dass wir gerade auf vielfache Nachfrage seitens
> dieses Forums eine unter 100 Euro Version des BAE eingeführt haben,
> und kostenlosen Schaltplaneditor gibt's auch: http://www.bartels.de/
Was? BAE für 100 EUR ???! Na das ist ja interessant...
Ich habe vor etlichen Jahren (fünf vielleicht) mit BAE gearbeitet - 3.2 war damals glaube ich angesagt. War insgesamt ein sehr schönes System, stabil, guter Autorouter - aber die Bedienung... Bezeichnend war damals, daß das Handbuch für die User-Language doppelt so dick war wie das BAE-Handbuch. Und einfach zu bedienen wars nicht - durch die extreme Flexibilität hatte man ja auch die Möglichkeit, beliebig viel falsch zu machen. Wettgemacht hat das Ganze aber der sagenhaft gute Telefonsupport - typischwerweise telefonierte man mit jemandem, schilderte ein Problem (..."ich glaube, sowas habe ich schonmal irgendwann programmiert - mal suchen") - und am Nachmittag war die Lösung als user-language-code da. Wirklich klasse. Wenn ich daran denke, wie grauenhaft schlecht der Support von Viewlogic war (und was ich von Mentor kenne, ist auch nicht besser). Aber wehe, man hatte den BAE mal ein paar Monate nicht mehr benutzt - dann war man schon wieder draußen.
Ich erinnere mich noch, wie die erste Windows-Version rauskam: Was für eine Enttäuschung: Nix mit File->new, sondern einfach die alte BAE-Menüstruktur in Windows gepackt, die natürlich überhaupt nicht dazu gepaßt hat. Damals war BAE wirklich gut, wenn man ständig damit gearbeitet hat, extrem mächtig und sehr flexibel. Aber definitiv nichts für Gelegenheitsbenutzer. Ich frage mich, wie sich das geändert hat - von irgendwem (Vertrieb ?) habe ich gehört, daß das vor allem am Chef läge, dem saubere Programm- und Datenstrukturen und leistungsfähige Autorouter-Algorithmen wichtig wären, aber Benutzerfreundlichkeit...
Überhaupt habe ich mich schon immer gefragt, wie Ihr eigentlich Geld verdienen könnt. Ich lese regelmäßig alle möglichen Elektronikzeitschriften, aber ich habe noch keine einzige Werbung für BAE gesehen ! Sicher, der Router ist auch in anderen Systemen drin, aber wenn man Werbung von anderen Programmen sah, war das meistens auch irgendwas shape-based oder so (und das ist BAE definitiv nicht). Das kann ja fast nur durch Mund-zu-Mund-Propaganda funktionieren!
Aber wenn BAE in der Bedienerführung und Dokumentation nicht massiv besser geworden ist, wird ein Hobby-User seine liebe Not mit dem Programm haben, könnte ich mir vorstellen ! Andererseits, wenn jemand sich wirklich interessiert und sich einarbeitet, bekommt er für 100 EUR viel fürs Geld !
Machen lassen:
> Welche Schaltungssimulationsprogramme kann man empfehlen ?
Besonders einfach ist die Online Java Applikation, man kann mit ihr sogar Links auf die komplette Schaltung liefern
Spice ist jedoch DER Standard zur Simulation elektronischer Schaltungen. Die aktuelle Version 3f5 gibt es im Quellcode gratis
verbesserte Versionen wie PSpice (kann Analog und Digital, also mixed-mode) kosten Geld, allerdings hat LTSpice dem ein Ende gemacht, LTSpice war in vieler Hinsicht besser als alle kommerziellen Spice Varianten (konnte auch mixed mode, aber inkompatibel zu PSpice realisiert), wurde von LinearTechnology aber kostenlos zur Verfügung gestellt. Mit dem Aufkauf von LinearTechnology durch AnalogDevices hat aber Mike Engelhardt die Firma verlassen. Nun sind viele ältere Spice Versionen kostenlos verfügbar, PSpice gibt es von TexasInstruments als Crippleware für seine Bausteine kostenlos. und von Mike Engelhard gibt es QSpice, deutlich schneller als LTSpice in der Simulation inklusive Digital und Verilog und C-Compiler, deutlich mühsamer in der Bedienung, und inkompatibel aber umsonst und erfordert Win10-64/Win11.
Aber es gibt Stolperfallen, nicht bloss dass man in jeder Schaltung ein GROUND vergisst, oder vergisst jedem kondensatorabgekoppelten Teilnetz einen (hochohmigen) Pfad nach GND zu geben. Eine SEHR geglückte Einführung:
sci.electronics.cad "Spice 3F5 and transistor bug on Linux" von Charles Williams news:C.D.H.Williams-2103021613440001@cw-mac.ex.ac.uk
OK, ich hab' den Übeltäter: statt '.END' muss es '.end' heissen! Hätte ich die Beispiele vorher gesehen wäre das wohl nicht passiert. Bemerkenswert: Thomas' SPICE3f5 frißt die Großschreibung, meins nicht (ich hatte Doku von 2G6 und PSPICE in der alles großgeschrieben war).
Verwende nicht temp als Parameter für Temperaturmessschaltungen weil temp auch als globale Variable von Modellen als Umgebungstemperatur verwendet wird.
> Ich habe die PSpice Demo heruntergeladen. Nun habe einen Schaltplan mit
> Capture gezeichnet. Leider funtioniert PSpice nicht. Nachdem ich die
> Buttons fuer Pspice aktiviert habe, sind die nun da, aber ausgegraut. :-(
Von: Klaus Bahner 12.5.2012
Du hast dein Projekt vermutlich als "Schematics" definiert. Um PSpice zu benutzen musst du das Projekt als "Analog or Mixed A/D" anlegen.
> Hat jemand Modelle für LEDs ?
Oder ganze Schaltungen als Block aufnehmen:
Weitere Modelle:
TRIACs von ST haben A K G als Anschlussreihenfolge, während LTSpice lieber A G K sieht: https://www.mikrocontroller.net/topic/472685#5810859
LTSpice: Anzeige der Verlustleistung: Alt-Linksklick auf Bauelement oder
Noise und Gain eines Verstärkers mit (2) durchgesteppten Bauteilwerten: https://www.mikrocontroller.net/attachment/289956/MikroNoise.png
Wie man bei einer Induktivität eine Sättigung verpasst habe ich inzwischen herausbekommen: flux=Induktivität*5*tanh(x*Sättigungsstrom)
Andere Programme (die meisten basieren auch auf Spice):
und Tina (von TI, lieferte falsche Ergebnisse wenn GND fehlte), CircuitMaker2000, SuperSpice, VisualSpice, SpiceA/D, SpiceCreator, AimSpice, Edison, Simetrix, Aplac, Target3001 ...
230V Stromnetznachbildung in Spice:
+--100R--+ +--+ +--o | +--500uH-+ | (V) SINE 50 325 | +--------------ooder Impedanz einer Netznachbildung nach CISPR16 für leitungsgebundene EMV-Messungen im Bereich von 9kHz bis 30MHz, mit Filter gegen Störungen aus dem Netz (10R/4uF/250uH), nachgebildeter Netzimpedanz (5R/8uF/50uH) und Auskopplung (250nF) und Messgeräteeingang (50R):
+-----+--250uH--+--50uH--+-- L1 | | | | 0.25R 4uF 8uF 250nF | | | | 230V~ 10R 5R 50R | | | | | GND GND GND | +-----+--250uH--+--50uH--+-- N | | | | | 4uF 8uF 250nF 1R | | | | 10R 5R 50R | | | | GND GND GND GNDUnd zum Simulieren von Surges und Transienten:
und zum Messen in der realen Welt muss man erst mal die Störungen aus dem Netz mit einem Filter beseitigen, und da dank des Filters für die störungsrelevanten Frequenzen somit das Netz hochohmig erscheint, kann man auch die vom angeschlossenen Gerät induzierten Störiungen messen, hier mit 20dB Abschwächer:
Obwohl OffTopic, kommt oft die Frage: Soll ich einen Taschenrechner von Hewlett Packard mit UPN (umgekehrte polnische Notation, also 3 Enter 4 + statt 3 + 4 = ) Eingabe nehmen oder einen 'normalen' von Texas Instruments (http://www.ticalc.org/ http://www.datamath.org/) oder einem der anderen Hersteller ? Diese Frage hat der Markt entschieden. HP stellt keine Taschenrechner mehr her. Die ACO Division ist nach 10 Jahren Untätigkeit pleite: http://www.hpcalc.org/goodbyeaco.php
Und nicht mal eine Pleite währt ewig: http://shopping.hp.com/en_US/home-office/-/products/Accessories/Calculators (dafür hält deren URL kein Woche durch, schon wieder neu http://store.hp.com/?jumpid=re_r11662_redirect_ETR real soon now)
Der HP28 hat ein zugeschweisstes Gehäuse (Plastikzapfen unter der Alufront) das man zu Reparaturzwecken kaum zerstörungsfrei aufbekommt.
Und die Firma SwissMicro baut nun moderne UPN Rechner.
Ich persönlich finde übrigens die Natural Textbook Display Formeldarstellung und Matrixrechnung der Casio Serie FX-ES am angenehmsten weil edierbar.
Wer einen Chip für einen Taschenrechner sucht und nicht selbst programmieren will:
Und wer einen technisch-wissenschalftlichen mit BCD, RPN und CORDIC selbst bauen will, findet hier eine Vorlage:
Simulation realer Taschenrechner
Wer mit Einheitenzeichen wie m (milli) und k (kilo) rechnen will, kann das mit dem TI-89 oder dessen Android-Emulation (ROM von TI downloadbar) tun.
> Was bedeuten die Bezeichnungen VCC, VDD, ...
Das Problem bei der Sache: Das sind bloss NAMEN. Ob man VCC und VDD miteinander verbinden darf, hängt von der Schaltung ab. Und ebenso, ob man VCC des einen und VCC eines anderen Chips miteinander verbinden soll. Insofern ist Platinenlayoutsoftware, die gleichnamige Power-Anschlüsse automatisch miteinander verbindet, obwohl auf den ersten Blick bequem, eigentlich Unfug. Und sogar unbrauchbar, wenn sie das erzwingt.
Von: MaWin 17.7.2000
Als Bastler, der i.A. eine Schaltung nur ein Mal aufbaut, stellt sich zuerst die Frage, ob überhaupt eine geätzte Leiterplatte benötigt wird. Gerade Anfänger investieren oft besonders viel Mühe in eine möglichst perfekte Platine, bevor sie ihre Schaltung überhaupt das erste Mal ausprobiert haben. Später siegt oft der Pragmatismus.
> Experimentiersteckbrett
Zum Ausprobieren einer Schaltung mit bedrahteten Bauelementen eignen sich Experimentiersteckbretter (Labor-Steckboards, Experimentierboard, Breadboard, Protoboard, wie von , http://www.pollin.de/ und http://www.elv.de/ , z. B. 68-05 82 46). Die Steckboards SB-? von Reichelt sind unbrauchbar weil die Kontakte zu tief liegen, DIL-ICs kommen da nicht ran. Angeblich ist das teure BB830 auch recht gut. Solange man keine zu dicken Drähte einsteckt halten sie sehr lange, ansonsten neigen sie zu Kontaktproblemen. Bei Kontaktproblemen kann man aus einem kleinen Experimentierboard die Metallkontaktstreifen herausnehmen und die defekten im grossen Board damit ersetzen. Für SMD Teile nutzt man Adapterplatinen in die kurze Drahtenden eingelötet werden, besonders steif sind Neusilberdrähte NSR06 von Albion Alloys, aber es gibt (neben labbrigem) auch steifen Silberdraht.
> fliegende Verdrahtung, Brettschaltung, dead bug
Kleine Schaltungen lassen sich fliegend verdrahten (grosse auch http://techno-logic-art.com/clock.htm ), auf ein Brett mit blanken Reisszwecken als Lötstützpunkte als Brettschaltung https://www.jugendtechnikschule.de/front_content.php?idart=1080&changelang=1&client=1&sse_idupl=1979 https://www.strippenstrolch.de/1-4-4-relaisverzoegerung.html montieren, oder auf einer Lochrasterplatine aufbauen. Für SMD auf Lochraster gibt es Adapterplatinen, seit Chinesen sie über eBay ohne Wucherpreise anbieten, konnten auch deutsche Ferengies ihre Preise nicht mehr durchsetzen.
Oder man verwendet eine kupferbeschichtete Leiterplatte als Massefläche, lötet dann alle mit Masse zu verbindenden Bauteileanschlüsse darauf fest, biegt die anderen hoch und bringt die restlichen Bauteile fliegend dazwischen an (Dead Bug Methode). Das eignet sich gut für Schaltungen, die im Steckbrett nicht besonders gut funktionieren, wie Schaltregler oder Hf.
Wenn man allerdings eine Schaltung dauerhaft aufbauen will, übersehen die meisten Bastler die Notwendigkeit eines soliden mechanischen Aufbaus. Bei Netzspannung führenden Teilen ist ein perfekter Aufbau Pflicht ! So ein Gerät muss auch nach mehrmaligem Runterfallen noch elektrisch sicher sein !
Wenn man also eine geätzte Leiterplatte benötigt, stellt sich die Frage, ob nicht eine Einseitige reicht, wie sie die Industrie aus Kostengründen in praktisch allen Consumer-Geräten (Verstärker, Netzteile etc.) verwendet, auch in Mischbestückung bedrahtet (oben) und SMD (Unterseite), oder ob es eine Doppelseitige sein muss. Multilayer kann man sowieso nur teuer herstellen lassen.
Es lohnt sich auf jeden Fall, so lange am Layout herumzuzeichnen und Drahtbrücken zu setzen, bis eine einseitige Platine möglich wird, denn das sogenannte Durchkontaktieren ist für Bastler nervend, weil er den Prozess des chemischen Durchkontaktierens der Industrie nicht hinkriegt und auf mechanische Methoden ausweichen muss die jedes Loch einzeln bearbeiten. Ein Autorouter wird kein gutes Layout erzeugen, kann einem als restartbarer Router aber helfen.
> Fädeltechnik
Wenn man recht viele Leiterbahnen auf der Unterseite unterbringen kann und nur noch ganz wenige auf der Oberseite hat, die allerdings kreuz und quer verlaufen und daher für blanke Drahtbrücken ungeeignet sind, kann man auch Fädeln, d.h eine einseitige Platine herstellen und die restlichen Verbindungen mit Kupferlack-, Wire-Wrap- oder 'Patch'-Draht herstellen. Als Draht tut es jeder lötbare (ehemaliges Kennzeichen 'V') Kupferlackdraht (1L einfach lackiert oder 2L doppelt lackiert), der von Vero hat 0.15mm=0.018mm2 Temperaturklasse 130 GradC, als Führung der Vero-Fädelstift.
Das komplette Fädeln einer komplexen Platine ist auch möglich, man kann damit sogar Boards realisieren, die mehreren Lagen Multilayer entsprechen, aber es ist SEHR fehleranfällig, ebenso wie Wire-Wrap, das zu dem recht teure Gerätschaften (Farnell, Seltronics) erfordert. Elektrisch ist fädeln aber einwandfrei, solange es nicht um wirklich hohe Ströme oder Spannungen geht. Man kann versuchen, die Stromversorgung und weitere einfache Verbindungen auf eine einseitige Platine zu ätzen und nur die verbleibenden Verbindungen fädeln. Wire-Wrap neigt per Hand gewickelt schon mal zu Wackelkontakten, und wenn dann nur die letzten Windungen nicht fest anliegen ist gleichstrommässig alles einwandfrei aber es bilden sich kleine Induktivitaeten, die high speed digital stören.
> ätzfester Stift
Ist das Layout einfach genug und erlaubt breite Leiterbahnen und grosse Abstände, kann man es mit einem Anti-Etch Pen / etch resistant pen von eBay, einem Edding 8300, einem Tuschestift mit Asphaltlack oder bedingt einem Staedler Lumocolor 318-9, Edding 140 oder 780 direkt auf die blankgescheuerte oder mit Metallputzmittel (Sidolin hinterlässt Wachs, mit Waschbenzin entfernen) gereinigte Kupferseite einer bereits gebohrten Hartpapierplatine malen
die Platine in einen reissfesten Polyethylen-Beutel mit Eisen(III)chlorid Lösung stecken (nach Anleitung auf der Packung ansetzen bei 40-70 Grad, üblich sind 800g der gelben Brocken aus Eisen(III)chlorid-Hexahydrat mit einem Anteil von 56% Eisen(III)Chlorid in 1 Liter Wasser, was eine 25%ige noch nicht so stark schäumende Lösung ergibt, höhere Konzentration bis 30% sind für Schaumätzanlagen sinnvoll) und hat nach einigen Minuten Schwenken seine fertige Platine. Weil die letzte europäische Fabrik zur Herstellung von technischem Heptahydrat 2012 geschlossen wurde, gibt es inzwischen eher 1l (1.43kg) 40%ige Eisen(III)chlorid-Lösung mit 572g Eisen(III)Chlorid wie sie (bei tonnenweiser Abnahme für 50ct/l) auch zur Wasserreinigung verwendet wird, 1kg gelbe Kügelchen enthalten also genau so viel Wirkstoff wie 1l Lösung bei Vorteilen in der Lagerung (verklumpt nicht, kleiner) und sollte genau so teuer sein (werden aber gerne doppelt so teuer verkauft).
> Tonertransfer
Einseitige Layouts mit nicht zu dünnen Leiterbahnen und ausreichenden Abständen (alles >1mm, also nicht durch IC-Pins) konnte man früher mit einem Laserdrucker oder Kopierer auch auf dünnem glattem Zeitschriftenpapier (Der Spiegel, Reichelt-Katalog) drucken und mit einem Laminator (PAVO HD220-PRO bis 160 GradC, PAVO HD320-PRO bis 200 GradC, nur Ganzmetall-Laminatoren halten die notwendigen Temperaturen von 180-200 GradC aus, bei modifizierten Laminatoren im Kunststoffgehäuse bleibt doch immer ein Risiko daß Halterungen schmelzen) auf eine blankgescheuerte oder mit Metallputzmittel (Sidolin etc. hinterlässt Wachs das man mit Waschbenzi entfernen muss) geputzte Platine übertragen. Das Papier löst sich in Wasser auf, der Toner bleibt als Schutzlack. Misslungene Platinen kann man mit Aceton wieder reinigen. Aber das funktioniert mit aktuellen Laserdruckern nicht mehr, weil sie zu wenig Toner aufbringen.
Inzwischen lassen sich auch Ätzresist und Lötstopmasken direkt auf eine Platine drucken, mit dem teuren Epson Stylus Pro 3800/3880/4000, SureColor SC-P800 ohne Modifikationen, mit anderen nach kleinen Umbauten http://techref.massmind.org/techref/pcb/etch/directinkjetresist.htm Die Durabrite Tinten sind beständig genug, allerdings macht doppelseitig noch Probleme weil man es nur schwer deckungsgleich bekommt. Professionell: http://www.notion-systems.com/inkjet.html und http://www.longier-international.com/
Wer seine nur kupferbeschichtete Platine mit Folie laminiert, kann mit einem Lasergravierer die Folie wegbrennen (Rauch wegblasen bevor er sich wieder auf der kalten Platine absetzt) und dort das Kupfer wegätzen, dann erneut mit dem Laser die Folie dort wegbrennen wo die Lötpads entstehen sollen, und kommt ohne den photographischen Prozess mit der Vorlagenerstellung aus.
Atom Adhesives AA-DUCT AD1 Silver Adhesive Silberfarbe hält auf Toner, ist aber extrem teuer und braucht niedrigschmelzendes (137 GradC) Lot https://www.youtube.com/watch?v=mwwA1d2s2OQ http://www.nothinglabs.com/no-etch-circuit-boards-on-your-laser-printer/
Auch für Laserdrucker gibt es Umbauanleitungen zum Direktdruck auf Platinen: http://www.instructables.com/id/Modification-of-the-Lexmark-E260-for-Direct-Laser--1/ aber die Platinen sind selten eben genug, was Aussetzer produziert, und der Laserdrucker druckt nicht masshaltig genug, so dass man in Software vorverzerren muss, und natürlich bekommt man doppelseitig nicht deckungsgleich hin.
Notfalls kann man auch die ganze Leiterplatte mit Metall und Isolator drucken http://www.golem.de/news/nano-dimension-leiterplatten-drucken-1411-110267.html
> Isolationsfräsen
Eine andere Methode ist das Isolationsfräsen, vor allem von einseitigen Platinen, die nach Werkzeugwechsel auch gleich gebohrt werden können. Während Hartpapier die Gravierstichel weniger verschleisst, lösen sich schmalere Leiterbahnen leichter ab als bei Epoxy. Um aus Eagle Leiterplatten die NC Datei mit dem gcode zum Isolationsfräsen zu bekommen gibt es
Aber auch Isolationsfräsen ist nicht ohne Probleme. Gravierstichel gehen ins Geld. Bei einfachen Graviermaschinen ohne Höhenregler muss die Platine plan aufgespannt werden, am Besten wohl auf einer Vakuumspannplatte, ansonsten mit Heights-Maps z.B. unter Candle erst erfasst und dann gefräst werden, dann zieht auch ein spitzer Gravierstichel auf einer vibrierenden Maschine eine eher breite Furche, zudem wird der schmale Rest zwischen nahe beieinander liegenden Kupferflächen zu einem abgelösten Kupferstreifen der Kurzschlüsse verursacht, der aber nicht einfach weggebürstet werden kann weil man sonst schmale Leiterbahnen mit wegbürstet. Und grosse Freiflächen räumen wenn man den Isolationsabstand braucht dauert ewig.
> Photovorlagen
Muss man den fotografischen Weg gehen, benötigt man zuerst eine Vorlage. Jahrzehntelang war es industriell üblich, mit Abrubbelsymbolen und Kreppbändern, meist im Massstab 1:2, auf Overhead-Folie ein Layout zu zeichnen und danach zu verkleinern, die Erklärung spar ich mir hier aber obwohl der Kontrast der Vorlagen super war.
Man nimmt besser ein Layoutprogramm, einen Laser oder Tintenstrahldrucker und geeignete Folien.
Schwer zu empfehlen ist für Laserdrucker die Zweckform Avery Folie #3491 "Laser-Folien für die Druckformerstellung" (100 Blatt im Bürobedarf, für 30 EUR bei SMA 08024 641343) oder Folex Kopierfolie X-10.0 Standard 100my oder Tartan 901-100. Schwarz ist da im Auflicht sattschwarz, in Durchsicht dunkelgrau, ergibt also genau dieselbe Deckung wie auf Papier. Nur der Träger ist halt transparent. Leider drucken aktuelle Laserdrucker nicht ausreichend lichtdicht.
Niemand käme nun auf die Idee, beim Belichten noch ein unbedrucktes weisses Blatt dazwischenzulegen. Das wäre dann identisch mit dem Druck der Vorlage auf Papier statt Folie. Leider ist die Folie nur für schwarz/weiss Laserdrucker tauglich. Aber bei Farblaserdruckern hat man oft ein Problem mit den Mustern aus gelben Punkten, die der Drucker auf's Papier schummelt, die sind für UV Licht nämlich schwarz.
Etwas schwärzer (aber auch kantenunschärfer) wird's mit Tonerverdichter (Butylacetat) https://www.huber-graphics.com/ (Solvent50, Plastik70, Oranex) wenn sich der Toner davon anlösen lässt, was je nach Hersteller wohl unterschiedlich ist: Tonerverdichter LF-A von Reichelt: Laserdrucker Brother HL-5350DN geht NICHT, Laserdrucker Kyocera FS-1750 funktioniert perfekt.
Für Tintendrucker nimmt man die vom Druckerhersteller empfohlenen InkJet-Folien und Einstellungen. (Achtung: Für Epson gibt es Folien mit 'Abstandshaltern', die sind unbrauchbar), oder Zweckform Avery #2502/#2503 z. B. von Reichelt (Eine neue Packung dieser Folie erscheint uns dünner, und der Drucker macht mit Folien der neuen Lieferung nur noch Probleme, Zweckform wurde ja auch von Avery übernommen). Sigel IF120 InkJet Overhead-Folien gehen auch.
Wenn man auf oberflächenglattes Transparentpapier oder Kopiererpapier druckt, sollte man nur Sorten ohne optischen Aufheller verwenden, da sonst das mühsam erzeugte UV-Licht sinnlos verpufft. Wegen dem hohen Reflexionsgrad bei diesen Materialien hat man sowieso schon merklich erhöhte Belichtungszeiten (ca. x 4), insbesondere wenn man keinen Belichtungskasten verwendet (im Kasten würde reflektiertes Licht wieder zurückreflektiert werden, bis es durch die Vorlage hindurchkommt, wenn man nur eine Glühlampe über die Vorlage hängt kommt reflektiertes Licht ja nicht wieder). Klare OHP-Folien führen meist zu Haarrissen. Das Aufeinanderlegen von 2 Folien geht nur für anspruchslose Layouts. Da die obere Folie ja nicht mit der bedruckten Seite direkt auf der Platine liegt, kann sie nur unscharf die Fehler der Unteren verdecken.
Von: Gonde 3.3.2004
ich bin Umsteiger von Epson Color 850 auf den Canon i865. Bis jetzt bin ich sehr zufrieden, bis auf ein kleines (aber feines :-) ) Problem: Bisher habe ich tiefschwarze und absolut deckende Ausdrucke (auch feinste Linien) von sogenannten Printzeichnungen für die Leiterplattenherstellung mit dem Epson auf aufgerauhte Epson-Folie gemacht. Mit dem Canon i865 will mir das nicht gelingen. Einerseits wird der Ausdruck nicht rein schwarz und deckend ist der Druck auch nicht. Augen auf... Hätte ich nur gleich bei "Druckereinstellungen" auf den "Drucker-Ratgeber" geklickt und dort weiter auf "Tabellen und Diagramme drucken", so wäre ich unweigerlich auch auf den Button "Folie" gestoßen. Mit dieser Einstellung ist die Wiedergabe ein Printvorlage auf Folie ein Genuß! Tiefschwarz, dicht randscharf, auch mit den dünnsten Linien! Jetzt bin ich rundum voll zufrieden mit meinem neuen Canon i865!
Canons ab iP4000 bieten diese Option nicht mehr und der Druck wird auch bei Farbe/Intensität: manuell Helligkeit: Dunkel nicht ausreichend geschwärzt, aber die Drucker ziehen das Blatt dermassen genau ein, dass man es zwei mal bedrucken kann, und dann ist es lichtdicht.
Canon TR8550 zieht ungenauer ein, bietet aber im Druckdialog, so lange man trotz Foliendruck nur Normalpapier wählt, Seite einrichten: Druckoptionen: Drucken mit: Nur PGBK an. Dazu ohne ICM und Farbprofil, hohe Qualität und Farbe/Intensität manuell, Helligkeit: Dunkel, Intensität: 50, Kontrast: hoch und der Drucker macht so schwarz wie er kann, was mit Original Canon Tinte (auch zum Nachfüllen GL50 PGBK 160ml um 10 EUR) ausreicht, Fremdtinte deckt oft nicht, zudem führen manche Patrone zu Support Code 7700 und locken den Drucker für immer, daher immer die SETUP-Patronen nachfüllen statt Fremdtinte zu kaufen. Die anderen mit dem QY6-0089 Druckkopf, TS705, TS705A, TS5050, TS5051, TS5053, TS5055, TS5070, TS5080, TS6050, TS6051, TS6052, TS6080, TS6150, TS6151, TS6250, TS6251, TS6350, TS6351, TS9550, TS9551C, TR7550 ) sollten dasselbe können. Im Gegensatz zum QY6-0082 des iP7250 mit 1pl Düsen hat er wieder die grösseren 2pl Düsen des QY6-0049 vom iP4000 die nicht so leicht verstopfen.
Der Canon Pixma iX6820 wird von Siebdruckern empfohlen, aber er ist teuer und i.A. unnötig gross. Die Epson Ecotank ET-M monochrom Drucker (M100, M105, M1120) drucken mit pigmentierter Tinte und sollten billig sein, leider Auslaufmodelle. Leider rollen sich die Ränder der Zweckform Avery B2502 Folie nach innen und zerstören den Druckkopf, man klebt am besten einen ausreichend kleinen Schnipsel rundum mit Tesa auf ein A4 Papier als Träger.
Gute Vorlagen kann man per Photoplot auch bei einer örtlichen Druckerei erstellen lassen die noch einen Belichter hat (sind immer weniger), die sind dann wirklich lichtdicht und erlauben einen grösseren Belichtungsspielraum als die halbtransparenten selbstgedruckten.
> Belichtung
Bedenkt, das die meisten Leute nur von EINEM Detail ihres Erfolges reden, z. B. "hey, bei mir geht Papier sehr gut in 1 Minute" und dabei den Rest vergessen "aber ich habe eine professionelle Siebdruckbelichtungsanlage". Fragen wie 'wie lange belichtet ihr' sind daher sinnlos. Es müsste die ganze Apparatur beschrieben werden, damit man mit der Antwort was anfangen kann, und keine 2 Leute haben wohl alles (Aufbau, Platinenmaterial, Konzentration, Lampenalter, Temperatur) identisch vor sich. Mit Bungard Material auf einem (vorgewärmte) Belichter aus 4 x 15W Gesichtsbräunerröhren in 5cm Abstand hinter 4mm Glas brauche ich 2.5 Minuten und 1 Minute Entwicklunsgzeit bei 10g/l im 20 Grad warmem Zimmer. Die Belichtungsreihe ist die EINZIGE Methode, die richtige Belichtungszeit zu ermitteln. Und wenn dann beim nächsten Mal der Entwickler nicht 25 GradC sondern nur noch 20 GradC hat, muss man sich nicht wundern, wenn kein ordentliches Ergebnis bei rauskommt.
Photomaterial wird durchbelichtet, d.h. in den belichteten Zonen soll der ganze Photolack bis in die Tiefe so von Licht durchdrungen werden, daß sich seine photoaktiven Substanzen zersetzen und der Lack weich wird. So lange muss man also mindestens belichten. Wenn die abgedeckten Stellen nicht ganz lichtdicht sind, kommt natürlich auch dort etwas Licht hin und weicht den Lack etwas an, daher darf man nicht länger belichten als nötig. Beim Entwickeln wird dann der aufgeweichte Lack vom Entwickler weggewaschen, so lange muss man also mindestens entwickeln. Mit unbelichtetem Lack passiert erst mal gar nichts. Erst nach deutlich längerer Zeit (über 5 Minuten) löst auch er sich an. Daher sind Entwicklungszeiten so um 2 Minuten ganz passend, und man sollte beim Entwickeln für eine Badbewegung sorgen damit die Photolackreste weggeschwemmt werden.
Man braucht: Eine Platine, die man in zig 2 x 2 cm kleine Stücke schneidet, eine Belichtungsvorlage und eine Eieruhr. Man schreibt auf die Rückseite des 1. Stücks eine 1, legt sie exakt 1 Minute im Belichter auf die Vorlage, legt sie dann 2 Minuten mit Badbewegung in den korrekt konzentrierten Entwickler, und wirft sie dann in das Ätzbad. Die Platine 2 kommt 1:24 Minuten ins UV-Licht, dann auch exakt 2 Minuten in den Entwickler, dann ins Ätzbad. Platine 3 2 Minuten, Platine 4 2:48 Minuten, Platine 5 4 Minuten belichten, Platine 6 5:39 Minuten, aber alle genau gleich lang in den Entwickler. Da man jedesmal auf die gleiche Art entwickelt hat, hat man nur einen freien Parameter (Belichtungszeit). Hätte man versucht, beim Entwicklen das Optimum herauszuholen, wäre die Probiererei ein Fass ohne Boden. Beim beschriebenen Verfahren muss man nur nach der besten Platine im Ätzbad suchen und kann sich später sogar den Ätztest zur Ermittlung der richtigen Entwicklungszeit sparen.
Man sollte als Platinenmaterial auf jeden Fall hellbraunes Hartpapier (Phenol FR1, FR2) oder CEM1, FR3 Epoxy nehmen, (dunkelbraunes hat oft schlechte Qualität), denn das kann man mit normalen HSS-Bohrern und Säge bearbeiten,
auch wenn es spezielle Bohrer dafür gibt:
die Industrie stanzt gar die Löcher auf ein mal in erwärmtes Basismaterial.
Glasfaser Epoxy (FR4) wird in der Industrie nur verwendet, wenn chemisch durchkontaktiert werden muss, und das kann man als Hobbyist sowieso nicht. Man braucht es höchstens wegen der Festigkeit (Einsteckkarten). Dafür muss man Epoxy mit VHM Hartmetallbohrern), in einer spielfreien Bohrmaschine mit Bohrständer (z. B. Proxxon Micromot40/E in MBS140, vergesst hier den fetten Bosch Bohrhammer im Wolfcraft Billigbohrständer oder Dremel im Schwabbelhalter) bohren, und kann sie nur mit Trennscheibe, Hartmetallsäge oder Schlagschere trennen. Die Glasfasern ruinieren normales Werkzeug sofort.
Flexible Leiterplatten für selbsthergestellte Flexkabel:
Wenn man keine fertig beschichtete Ware kaufen will, sollte man es erst gar nicht mit Photopositivlack probieren (den bekommt man nie auf dieselbe Dicke), sondern blaue Photonegativ-Rollenware laminieren mit einem üblichen Bürolaminator wie PLG-5210, GBC1200, SSI10PAK, mit beheizten Rollen durch den die 1.5mm Platinen durchpassen. Die nicht-glänzende Schutzfolie auf der Innenseite (dorthin, wo sich die Folie zusammenrollt) abziehen (mit Tesa an der Ecke anheben). Bei Bungard kosten 25m 43 EUR, a.seck@t-online.de bietet DIN A4. 15 Sekunden belichten, mit Natriumcarbonat entwicklen.
Vor 50 Jahren wurde Ätzmuster, Lötstop- und Bestückungsdruck per Siebdruck aufgebracht, allerdings muss dabei der Photolack auf dem Sieb manuell verteilt werden. Hier eine gute Darstellung des damaligen Prozesses:
Hat man sein Layout erstellt und eine Vorlage gemacht, muss sie mit einer UV-Lampe auf die fotobeschichtete Platine kopiert werden. Ein paar 8-15 Watt Schwarzlicht-, Bräunungs- oder BL350 Insektenkiller-Leuchtstoffröhren sind geeignet, wenn man sie in einem Kasten mit dünner Glasscheibe reinbaut (Alukoffer oder leerer Flachbettscanner)
und an Drossel und Starter für Leuchtstofflampen oder der Elektronik aus zerbrochener Energiesparlampe passender Wattzahl betreibt.
8W Stabform Ø16mm: 150mA 56V Länge 294mm 7W Doppelrohr Ø13mm: 175mA 47V Länge 112mmoder an
+--4u7--150R--+ | 250V 1W | | | 1N4007 +-------+--2u2F--+----|>|------+--|>|--+ | | | 1N4007 | | | | | | 1N4007 | +---+ o | +-(----|>|------+ | | 230V~ 0.1uF/X2 | | | 8W| o | | +----|<|----+ | | | | | 1N4007 | +---+ | | | 1N4007 | | | +-------+------+------|<|----+----22R--+ | | 2W +--4u7--150R--+ 250V 1WAbstand der Röhren untereinander doppelt so gross wie von der Glasscheibe. Dämpft die Glasscheibe zu viel UV ? Ausprobieren: UV-Lampe auf weisses Papier oder T-Shirt mit optischem Aufheller strahlen lassen, verschiedene Glasscheiben dazwischen, man sieht, welche stark und welche wenig dämpft. Gut ist Kokomo Glas (z.B. von http://www.theimer.de/) oder man nimmt UV-durchlässiges Plexiglas 0A770:
Ein Gesichtsbräuner mit 4 UV-Röhren für 10 EUR vom Flohmarkt oder 30 EUR neu ist eine gute Wahl, Drosseln, Starter und Zeitschaltuhr sind schon drin. Nitraphot/Vitalux (brennt schnell durch) und Quartzbrenner (hartes UV Licht, augenschädigend) sollte man meiden. Früher ging eine 1000W Fotoleuchte oder ein 500W Baustrahler bei herausgenommener Glasscheibe, aber inzwischen haben Halogenlampen einen UV-Stop und eignen sich genau so wenig wie normale Glühlampen. Und die Sonne scheint in Deutschland bekanntlich kaum und vor allem nicht zuverlässig. UV-LEDs altern leider schneller als UV-Röhren:
Schutzfolie von der Platine abziehen, die Vorlage (bedruckte Seite zur Platine, daher spiegelverkehrt drucken) auf die Platine, eine dünne Glasscheibe drauf (Quartzglas ist hier unnötig, das lässt nur die unnötigen UV-C Strahlen besser durch die man zum EPROM-Löschen oder töten von Keimen benötigt), aber unbrauchbar sind teure Bilderrahmen deren Glas einen UV-Stop hat), und belichten. Die einzige Methode, um die richtige Belichtungszeit zu bestimmen, ist die oben angeführte Belichtungsreihe. Man KANN hier keine Angaben machen da jedes Platinenmaterial, jede Lampe, jede Folie, jede Glasscheibe anders sind. Anhaltspunkte wären 1 Minute (Quartzhochdruck) bis 10 Minuten (UV Leuchtstoffröhren), bei Halogenlampen ohne UV-Stop bis 30 Minuten.
Viele Leute stecken jede Menge Aufwand in eine elektronische Zeitschaltuhr, aber WENN ihr schon Elektronik reinbaut, dann messt die Belichtungsmenge durch eine Photodiode. Die Photodiode sollte mit einem Filter abgedeckt werden (es ist übrigens egal welche Wellenlänge sie wahrnimmt, da die spektrale Verteilung der UV-Lampen konstruktionsbedingt ist) damit sie nur ganz wenig Licht abbekommt aber immer noch hundertmal mehr als ihr Dunkelstrom ist. Dann kann man analog integrieren bis zu einem Spannungswert dessen Zielwert man per Poti einstellt das durchaus in Minuten markiert sein kann oder digital bis zu einem Endwert - wenn nach alternden UV-Röhren dann 5 Minuten in Wirklichkeit 7 dauern ist das kein Beinbruch, es ist dann wenigstens so viel Licht wie damals in 5 Minuten kam.
/ Restart +-o/ o-+ +----+-------+-----+-- +12V | | | | | | +---+-47uF-+---+ | | | Relais | Folie | | +--(-1M-+ | | | +--|+\ | | | | | +-|<|-+ | | | >--+-10k-(-+-|+\ | | +-----(--|-/ | | >--+---1k--|< | | Poti--|-/ |E | | | | LMC6462 | +-|<|-+--------------+----+-------------+-- GND PhotodiodeEin doppelseitiges Belichtungsgerät für doppelseitige Platinen erspart Zeit und Ärger mit verrutschten Vorlagen. Ansonsten fertigt man durch Aufkleben von 2 Platinenresten auf den beiden Folien eine Tasche, in die die zu belichtende Platine eingeschoben wird und belichtet zwei mal. Die Platine an 2 vorher gebohrten kleinen Löchern und passenden Marken auf der Vorlage auszurichten, ist im Halbdunkel beim Belichten nervig.
Die belichtete Platine kommt in den Entwickler (10g Natriumhydroxid in 1 Liter Wasser), oder nach dem Aufdruck auf der Packung, die Lösung bitte jeden Tag neu ansetzen, sie hält sich nicht sondern verwandelt sich mit dem Kohlendioxyd aus der Luft in Natriumhydrogencarbonat.
NaOH freier Entwickler ist nicht besser, auch er macht entgegen der Werbung Probleme bei falscher Zeit oder Konzentration, er verätzt nur die Augen nicht so. Bad bewegen (oder mit einem weichen Plastikborstenpinsel über die Platinenoberfläche streichen, Echthaarpinsel lösen sich in Natronlauge auf) bis die belichteten Stellen komplett frei sind. Wer zuvor eine Belichtungsreihe gemacht hat, entwickelt wieder genau so lange und kennt das Ergebnis. Für Negativfilme wird 1%ige Natriumcarbonatlösung als Entwickler benötigt.
Wer keine Belichtungsreihe gemacht hat (ist selber schuld) MUSS einen Ätztest machen. (Platine kurz in Ätzlösung, wenn nach 30 Sekunden unabgedeckte Stellen nicht rötlich werden (kristallines Kupfer) abwaschen und zurück in den Entwickler). Denn: Selbst wenn es so aussieht, als ob der Fotolack ab ist, man sieht es nicht. Es ist je nach Photoschicht verschieden, aber meist bildet sich beim Entwickeln violette Farbe und man kann violette Leiterbahnen erkennen. Aber fertig ist die Platine erst, wenn die auch verschwinden und die Platine 'ganz leer' erscheint. Man sieht Leiterbahnen dann nur nach dem Herausnehmen im Auflicht leicht hellgelb schimmern. Dauerte das Entwickeln länger als 5 Minuten, sollte man das nächste Mal länger belichten.
Alle Bedingungen (Platinenmaterial, Lampe, Abstand, Belichtungszeit, Glasplatte, Folie, Entwicklerkonzentration) MÜSSEN exakt gleich bleiben. Wer also jedesmal die Anlage neu nach Gutdünken aufbaut und den Entwickler mit dem Löffel abschätzt, muss sich über dauernde Probleme nicht wundern. Bekommt man anderes Platinenmaterial, muss man die Belichtungsreihe neu durchziehen. Insofern kann sich der Kauf von 'definiertem' Platinenmaterial (Bungard) lohnen.
Nach Angaben von Kontakt Chemie halten Photolacke je nach Temperatur maximal 2 Jahre. Optimale Ergebnisse gibt es innerhalb der ersten 3 Monate, danach steigt die benötigte Belichtungsdauer.
Stimmte die Belichtung und die Entwicklung, sollte dem Ätzen nichts mehr im Wege stehen. Eisen(III)chlorid (500g/l, unkritisch, man verbraucht ca. 40g pro Europakartenseite) eignet sich gut als Ätzmittel in einer Fotoschale auf einer Warmhalteplatte bei 40-70 Grad (unkritisch) oder das Einmachglas (wenig Ätzmittel, zuschrauben, schütteln), und wird benötigt für Schaumätzanlagen (http://www.conrad.de/ 530018 nur einseitig Euro). Wegen Schaumbildung ist es aber nicht so gut für Blubberätzmaschinen geeignet. Natriumpersulfat (270g/l dest. Wasser, kritisch, löst ca. 10 Europakartenseiten bei denen 182g verbraucht werden, Gefahrstoff brandfördernd O Abgabe nur an Erwachsene die damit Platinen ätzen wollen) bei 40-50 Grad Ätztemperatur (kritisch) ist dafür die richtige Wahl, aber nicht besonders für die Fotoschale (zu wenig Bewegung, zu geringe Ätzgeschwindigkeit). Blubberätzmaschine mit 150W Heizstab kostet 115 EUR bei https://www.hw-electronics.de/ allerdings ist die Bauweise der Elektronik tödlicher Leichtsinn, 120 EUR bei http://www.reichelt.de/ . Gummis lösen sich aber auf wenn das Ding monatelang mit Ätzmittel rumsteht. Eigenbau durch hohen 2l Plastikbehälter (Müsli-Dose) für ca. 5 EUR oder https://www.schukat.com/schukat/schukat_cms_de.nsf/index/CMSDF15D356B046D53BC1256D550038A9E0?OpenDocument&wg=T3311&refDoc=CMS07E13CE81671A8BAC1256D6E0044D588 200W Aquarienheizstab (Sera RH150 lässt sich bis 40 GradC regeln, nach öffen und hinbiegen des Bimetalls bis zum Magneten geht er bis 45 GradC, mehr ist aber bauartbedingt nicht drin obwohl die Übertemperatursicherung erst bei 180 GradC auslösen würde) Aquarienpumpe und Polyethylenschlauch den man gefüllt mit Stützmittel unter Wärme biegt und mit Proxxon und scharfen Hartmetallbohrern mit Luftlöchern versieht.
Salzsäure/Wasserstoffperoxid (770ml Wasser, 220ml HCl 35%ig dazutun, 30ml H2O2 30%ig dazutun, sehr kritisch, etwas verbrauchtes Ätzmittel (Kupferchlorid) als 'Katalysator' dazutun sonst startet der Ätzvorgang nur aus Zufall, hat man bis dahin mehr H2O2 hinzugetan haut es einem das Zeug um die Ohren wenn das H2O2 plötzlich katalytisch allen Sauerstoff abspaltet https://www.youtube.com/watch?v=ENzYlhYEE8Q) eignet sich am Besten für eine Sprühätzanlage (Industrie). Da die Mischung korrosive Gase erzeugt und von alleine zerfällt, daher jedes Mal neu angesetzt werden muss, wobei das H2O2 auch pur nicht lange lagerfähig ist, ist sie für Hobbyisten nicht zu empfehlen. Sie kann explodieren und hat so schon Leiterplattenfabriken das Dach vom Haus gesprengt. Der Hauptgrund, warum die das einsetzen, liegt in der verhältnismässig einfachen Kupferrückgewinnung, die sich als Hobbyist eh nicht lohnt. Verbrauch etwa 80ml pro Eurokarte, Ätzgeschwindigkeit niedriger als bei Eisen(III)chlorid.
Mit Eisen(III)chlorid kommt man auf Ätzzeiten von unter 2 Minuten, wenn man den Prozess beherrscht und ausreichend schüttelt. Beherrscht man ihn nicht, macht aber das Umsteigen auf kritischere Lösungen keinen Sinn.
Verbrauchte Ätzlösung nicht ins Klo kippen (das legt eine feine Spur bis ins Klärwerk, in dem jemand sauer wird, weil ihm die Bakterien verrecken), sondern gratis beim Schadstoffmobil abgeben. Die Lösungen sind verbraucht, wenn das Ätzen deutlich länger dauert. Bei 20 GradC verliert eine 10%ige Lösung 3% pro Monat, bei 35 GradC schon 66% und bei 50 GradC ist nach einer Woche nicht mehr aktiv, das trockene Pulver ist kaum hygroskopisch und gilt als gut lagerbar.
Eisen(III)chlorid kann man durch Zugabe von Salzsäure (35% techn.) eine Zeit lang auf dem pH-Wert unter 2.8 halten wobei sich ein Teil des Schlamms wieder löst. Natriumpersulfat nimmt ca. 30g Kupfer pro Liter auf, Eisen(III)chlorid 50g.
Zugabe von Zittronensäure (300g in 1l Wasser im Anteil von 1 zu 4 Teilen 40%iger Eisen(III)Chlorid) kann eine Eisen(III)Chlorid Ätzlösung transparenter und länger verwendbar machen
Eine Platine kann man mit 3M Orgol 8600 Überzugslack schützen, dann bleibt sie lötbar, und es gibt Verdünner und Reparaturkits damit man die Platinen wieder lackfrei bekommt.
Von: Uwe Bredemeier und Michael Linnemann 1999
> "Laser-Folien für die Druckformerstellung", Zweckform No. 3491. Gibts
> im hiesigen Büro-Fachhandel, ohne extra Bestellung oder so. Der
> 100er-Pack kostete meiner Erinnerung nach so um die 35 EUR, und
> funktioniert einwandfrei.
Ist das beste (und einzig taugliche) was mir bislang untergekommen ist. Ausser Satzbelichter oder Fotoplot natürlich. Bis zur Entdeckung dieser Folie habe ich die Layouts für Prototypen/Bastelprojekte geplottet. Allerdings ist auch das ein heikles Thema an dem ich lange herumgefeilt habe.
Ich habe über die Jahre immer mal verschiedene Folien mit Laser und Tintenstrahldrucker getestet, war immer enttäuschend. Bei klarer (Overhead-) Folie im Laser scheinen Lichtbrechungen in der Folie das Problem zu sein, beim Tintendrucker eine Neigung zur Tropfenbildung. Besagte Folie, mattiertes Polyester, wird mit dem Laser schon mit Standardeinstellung vollständig undurchlässig. (Laserjet 4). Ein Test mit dem Tintenstrahler (Deskjet 850C) brachte ebenfalls ein erfreuliches Ergebnis. (Die Folie ist nicht für Tintendrucker geeignet, bei denen die Tinte nicht trocknet, sondern auf salzhaltigem Papier gerinnt, wie bei Epson).
Scannen und Drucken von Vorlagen aus Zeitungen ist problemlos möglich. Für die Belichtung ist die mattierte Folie kein Problem. Etwas länger halt. Das "spiegelverkehrt" gedruckt werden sollte ist doch wohl selbstverständlich?
Von: Oliver Betz 2000
Platinenbohrer: Hartmetall-Speerspitzbohrfräser (Bürklin 4.10 EUR) sind viel robuster als Wendelbohrer und auch freihändig (ohne Bohrständer) verwendbar. Sie machen aber auch unsaubrere Löcher.
Eine Alternative könnten auch die HSS Platinenbohrer von https://de.rs-online.com/web/ sein (suche nach "HSS Platine") mit einem Schaftdurchmesser von 2.4mm.
aus: http://www.fpga-faq.org/FAQ_Pages/0043_Steps_to_make_a_Printed_Circuit_Board.htm
Von: Matthias Heinrichs 27.11.2007
Fragt euch, ob euer Lohnbestücker wenigstens die Grundlagen beherrscht:
Eine einfache SMD Lohnbestückung mit TM240 Pick & Place und manuellem Einlöten von THT in China sieht so aus:
Anbieter Platinenherstellung:
Einseitige kann man günstig bei den semiprofessionellen Anbietern bei eBay machen lassen. Für doppelseitig durchkontaktierte Leiterplatten sind die Profis zuständig. Soll die Platine bleifrei gelötet werden, muss die Platine die höhere Löttemperatur aushalten (Produkthaftung auf Grund ungeeigneter Materialien), leider ist die Grenze nicht einfach vom temperature grade Tg abzuleiten: Epoxy Tg 130 ist schon mal ungeeignet, Tg 170/180 nicht immer geeignet, Tg 200 schon. Hartpapier teilweise bei Tg 135 schon. G200 nicht.
Ab dem 1.7.2021 ist jede Sendung aus dem Ausland auch an Privatpersonen zollpflichtig, wenn mehr als 1 EUR zu zahlen ist. Bis 150 EUR Warenwert übernimmt das die DHL gerne für euch und kassiert dafür 6 EUR. Damit sind ALLE Bestellungen aus dem Ausland, ob Grossbritannien, der Schweiz, oder China, am dem 1.7.2021 praktisch tot. Erst ab angeblich 15.1.2022 kann man die Wucherpauschale umgehen in dem man die Sendung elektronisch bei ATLAS-IMPOST anmeldet. Es ist davon auszugehen, daß diese faktische Sperre von Auslandbestellung für Privatpersonen politisch gewollt, absichtlich so vergeigt, und korrupt von der jeweiligen Lobby durchgesetzt wurde.
Bis 150 EUR Warenwert fällt zwar kein Zoll an, aber Einfuhrumsatzsteuer. sie also zum Zoll. Liegt der Wert der Waren unter 150 Euro sind die Sendungen zwar zollfrei, aber nicht frei von Einfuhrumsatzsteuer. Es sei denn, die unterliegen der EUStBV (Einfuhrumsatzsteuerbefreiungsverordnung). Zollfrei sind beispielsweise Rückwaren, also der Re-Import von kurz zuvor exportierten (z. B. unbenutze Ersatzteile), oder Berufswerkzeuge, also dem was man zur Arbeit im Ausland braucht, mitnahm und wieder mit zurück nimmt. Für uns relevant vor allem §4 für Gegenstände erzieherischen, wissenschaftlichen oder kulturellen Charakters. Wissenschaftliche Geräte und zur Ausbildung genutzte Sachen sind also einfuhrumsatzsteuerfrei, wenn sie nur gelegentlich und ohne gewerbliche Absicht eingeführt werden (Umsatzsteuervorabzugsberechtigte sind immer gewerblich). Außerdem ist nach §§ 1a bis 10, die Einfuhr von Gegenständen, die nach Kapitel I und III der Verordnung (EWG) Nr. 918/83 entsprechen, steuerfrei. Hierbei handelt es sich um die Steuerfreiheit der Ausstattung von Studenten oder Schülern folgender Definition nach: Gegenstände und Geräte (einschließlich Rechen- und Schreibmaschinen), die von Schülern und Studenten üblicherweise beim Studium verwendet werden. Darauf weisen dich die Zollbehörden natürlich nicht hin. Sammlerstücke sind einfuhrumsatzsteuerfrei, wenn sie unentgeldlich eingeführt werden (mitgebracht) und nicht von einem Unternehmer geliefert werden. Wenn die Ware mit einem Paketdienst geliefert wird, nimmt der oft 20 EUR Bearbeitungsgebühr auch wenn kein Zoll anfällt. Die Post macht es kostenlos, wenn alle Unterlagen vollständig dabei sind. Bei DHL Express werden aber mindestens 10 EUR "Kapitalbereitstellungsgebühr" kassiert, was den Tatbestand des Wuchers erfüllt. Das kann man jedoch umgehen, in dem man die überteuerte Telefonsexhotline von DHL Express anruft und sich ein Kundenkonto einrichten lässt in dem man seine Kontoverbindung hinterlegt.
Andere Unternehmen sind noch frecher, da sind auch 30 EUR keine Seltenheit. Bei privaten Geschenksendungen, die ohne Zollförmlichkeiten verschickt werden dürfen, fällt sowieso keine Einfuhrumsatzsteuer an, bei einem Wert über 45 EUR allerdings eventuell eine Verbrauchsteuer wie Kaffeesteuer etc.
Sollte der Zoll einen Artikel zurückhalten "möglicher Verstoss gegen Verbote und Beschränkungen Produktsicherheit" dann fehlt im ein CE Zeichen auf einem Gerät oder er stuft ein Bauteil fälschlicherweise als Gerät ein. Im ersteren Fall lasst es zurückschicken damit der Chinamann ein CE draufklebt, im anderen Fall pocht darauf, daß er die Aushändigung bloss aussetzt und die Sendung zur Überprüfung einer fachkundigen Stelle, meist Bundesnetzagentur, überlässt, falls er sich nicht von euch selbst überzeugen lässt.
Das Markenrecht betrifft nur gewerbliche Händler, es gilt bei Privatverkauf nicht. Man darf für den privaten Gebrauch auch gefälschte Waren einführen, bei mehr als 175 EUR Wert sind allerdings Zoll und Steuern bezahlen.
"Hier gilt jedoch zu beachten, dass eine Markenrechtsverletzung erst vorliegt, sofern der Abgemahnte „im geschäftlichen Verkehr“ gehandelt hat."
Zollbeschlagnahmungen bei Privatkunden wegen angeblichen Markenrechtsverletzungen §143(a) Markengesetz oder $106 Urheberrechtsschutzgesetz sind nur im geschäftlichen Verkehr möglich, das sind private Käufer nicht, man muss einer angedrohten Vernichtung rechtzeitig in 10 Tagen widersprechen. Man muss auch aufpassen, daß man, obwohl Privatperson, nicht beim ZIS ZollInformationsSystem als angeblicher Markenrechtsverletzer eingetragen ist, sonst bekommt man Probleme bei jedem Import.
Abmahnungen wegen Urheberrechtsverletzungen sind bei nicht geschäftlichen Handlungen möglich, aber i.A. auf 100 EUR gedeckelt.
CE muss allerdings erfüllt sein, denn "die Einfuhr eines Produkts – egal ob neu oder gebraucht – in den Europäischen Wirtschaftsraum wird dem Inverkehrbringen eines neuen Produkts gleichgestellt. Dabei sind nur solche Einfuhren relevant, die der Bereitstellung des Produkts auf dem Markt oder seiner Verwendung dienen.", das 'oder seiner Verwendung' betrifft hier auch Privatleute. Legt man die absichtlich schwammige Rechtsprechung genau aus, müssten sogar Altgeräte die damals keinem CE unterlagen bei der Einfuhr plötzlich den aktuellen CE Bestimmungen genügen.
Gewerbliche Empfänger müssen die Einfuhr von Waren aus Nicht-EU Staaten beim Zoll unter ihrer EORI Nummer anmelden, die sie eventuell erst beantragen müssen:
Zum Import von Kleinsendungen mit einem Warenwert von unter 1000 Euro reicht eine sog. mündliche Anmeldung beim Zollamt. Ab 1000 EUR muss die Sendung über das Internet beim Zoll angemeldet werden. Bei Sendungen über 10.000 Euro ist zudem eine Zollwertermittlung notwendig.
Die Webanwendung wird gestartet, indem man im linken Menü die Option "Internet-Zollanmeldung Einfuhr" auswählt. Anschließend sind drei Formularseiten auszufüllen. Bei manchen Fällen gibt es eine kontextsensitive Hilfe, bei anderen ein Auswahlpopup, bei manchen hilft nur Raten. Das ist aber nicht weiter schlimm, Fehleingaben können beim Zoll korrigiert werden, sobald die Anmeldung erst mal richtig im System ist. Beim Warenwert ist der Kaufpreis zzgl. eventuell anfallender Kosten für Transport und Handling anzugeben. Ich empfehle, nur die Pflichtfelder auszufüllen und ansonsten alles frei zu lassen. Ein kritischer Punkt ist das Feld "Bearbeitende Dienststelle". Hier muss die Kennnummer des lokalen zuständigen Zollamtes eingetragen werden! Die Website zur Ermittlung der Zollstelle findet sich hier http://ec.europa.eu/taxation_customs/dds/csrdquer_de.htm (Empfehlung: Suche über „übliche Bezeichnung“) oder http://www.zoll.de/dienststverz/index.html Nachdem die ersten drei Seiten ausgefüllt wurden, muss auf den Button "Positionsdaten" geklickt werden! Dann öffnet sich der finale Teil der Anmeldung (keine Ahnung, wer da für die Bedienerfreundlichkeit der Anwendung Pate stand). Hier ist die Warennummer der Stolperstein. Die Warennummer legt die Höhe des Zolls fest. Über den untenstehenden Link lässt sich diese Nummer zusammen mit den Zolltarifen ermitteln [Nick L. aus uhrforum.de] http://ec.europa.eu/taxation_customs/dds/tarhome_de.htm
TARIC Nummern
73269098 Lötpastenschablone (Edelstahl) 84716090 Ein-/Ausgabeeinheiten für elektronische Datenverarbeitungsmaschinen, kein Drucker oder Tastatur 84716050 Tastaturen 84439990 Druckerzubehör 8541 Dioden, Transistoren und ähnl. Halbleiterbauelemente; lichtempfindliche Halbleiterbauelemente "einschl. Fotoelemente, auch zu Modulen zusammengesetzt oder in Form von Tafeln" (ausg. fotovoltaische Generatoren); Leuchtdioden "LED"; gefasste oder montierte piezoelektrische Kristalle; Teile davon 85412900 Transistoren mit einer Verlustleistung von >= 1 W (andere als Fototransistoren) 8542 Schaltungen, elektronisch, integriert "IC-Schaltungen"; Teile davon 8543 Maschinen, Apparate und Geräte mit eigener Funktion, elektrisch, in Kapitel 85 a.n.g. sowie Teile davon 8507600033 LiFePO4 Akkuzellen 8514 Industrieöfen oder Laboratoriumsöfen 8515 Lötmaschinen und Schweißmaschinen 8515809000 Reflow Ofen 85176100 Basisstationen von Sende- oder Empfangsgeräten für Töne, Bilder oder andere Daten 8517610090 Bluetooth Funkmodul 85176200 Geräte zum Empfangen, Konvertieren und Senden oder Regenerieren von Tönen, Bildern oder anderen Daten, einschl. Geräte für die Vermittlung "switching" und Wegewahl "routing" (ausg. Fernsprechapparate, Telefone für zellulare Netzwerke oder für andere drahtlose Netzwerke) 8523 Platten, Bänder, nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtungen, "intelligente Karten [smart cards]" 8533 Widerstände, elektrisch "einschl. Rheostate und Potenziometer"; Teile davon (ausg. Heizwiderstände) 85340011 Mehrlagenschaltungen, gedruckt, nur mit Leiterbahnen oder Kontakten 85340019 Einlagenschaltungen, gedruckt, nur mit Leiterbahnen oder Kontakten 85340090 Schaltungen, gedruckt, mit Leiterbahnen, auch Kontakten, und anderen passiven Elementen (ausg. mit passiven und aktiven Elementen bestückt) 8542399000 USB to Seriell Wandler 91201200 Digitalarmbanduhren 95030075900 Spielzeug (für Kinder) und Modellbauartikel (nicht für Kinder)
Aber Achtung: Der deutsche Zoll zieht bei Einfuhren, wo entweder Absender oder
Empfänger gewerblich sind, oder das Porto auf dem CN22 Zollaufkleber
versehentlich im Warenwert mitenthalten ist, zur Maximierung der
Staatsfinanzen auch das komplette Porto zum Zollwert hinzu, obwohl die
Leistung ja im Ausland abgegolten wurde und per Gesetz die Verzollung des
Inlandtransportanteils nicht erlaubt ist.
Auf Grund dieser mit der Realität kollidierenden Regelung (die wohl der
Verhinderung von künstlich hohem Porto und geschummelt niedrigen Warenwert
zur Vermeidung von Zollgebühren dient) hat der Zoll Schwierigkeiten mit
Sendungen von Digikey, bei denen (ab 65 EUR) keine Versandkosten berechnet
werden, und schlägt, weil Digikey INCOTERM 2000: DDP statt INCOTERM 2000:
DDP
Tendenziell für sehr kleine Platinchen (<20mm x 20mm) Osh Park (oder
vielleicht Aisler), für kleine Platinen Elecrow und für größere (L>100mm)
wahrscheinlich aktuell JLPCB / EasyEda.
Einseitig (FR-2):
Doppelseitig durchkontakiert (FR-4):
Gerber Dateiformat wie es die Leiterplattenhersteller gerne hätten:
JLCPCB möchte gerne ein *.gto Outline, aber der Eagle gerb274x.cam Skript
erzeugt den nicht. Man muss nach dem Laden vor dem ablaufen lassen einen
neuen Schritt für %N.gto in der Dimension als einziger Layer enthalten ist
hinzufügen.
Blick in die Produktion
Von: Tim R. 28.05.2013
Damit es bei professionellen Leiterplattenherstellern möglichst kostengünstig
bleibt, sollte man folgenden Design-Rules einhalten:
Von: Arc Net 28.05.2013
1000 Multi-Cirucit-Boards, 40 mm x 40 mm, FR4, 35um, 2-lagig, Lötstop, E-Test
Schwieriger wird es, wenn flexible oder Hochtemperaturplatinen nötig sind,
nur wenige Anbieter verarbeiten RT/duroid 5880 (bis 260 °C) oder RO4003c
(bis 280 °C) von http://www.rogerscorporation.com/ (sowie (RO4350, RO4405),
oder IS620i (bis 220 °C) oder P97 (G30) (bis 260 °C) von
http://www.isolalaminatesystems.com/ die Sorten von
http://www.ccieurolam.com/cms/content/view/24/84/lang,de gefertigt bei
http://www.brockstedt.de/de/prod/index.html
FR2 kommt von http://www.kblaminates.com/ (KB)
> Wie schliesse ich 2 Leuchtstoffröhren an 230V~ an ?
Starter für Tandemschaltung: Osram ST151 + ST172, Sylvania FS-22,
Philips S2, SiS2 und S2-E. Normale Starter sind nicht geeignet. Ebenso
kann man als Drossel für 2 x 18W in Tandemschaltung nicht eine für
36W nehmen, sondern muss eine nehmen die bei der geringeren
Restspannung denselben Strom wie bei einer einzelnen 18W Lampe
fliessen lässt.
Billige 'elektronische' Starter enthalten neben einer Diode ein Relais
um den Heizstromkreis nach 2 Sekunden zu unterbrechen. Um in 0.2 Sekunden
eine Leuchtstoffröhre mit konventionellem Vorschaltgerät zu zünden,
lassen elektronische Schnellstarter beim Starten per Diode nur eine
Halbwelle durch, so dass die Drossel in Sättigung geht, um einen höheren
Heizstrom erzielen zu können. Aber heute nimmt man besser gleich ein
elektronisches Vorschaltgerät, die sparen mehr Strom als sie kosten:
> Wie lange hält eine Leuchtstofflampe
Von: Rolf Bombach
Die norm-Einschaltdauer, auf welche sich die angegebene Lebensdauer
beziehen, ist 3 Stunden. Bei nur 10 Minuten Einschaltdauer reduziert
sich die Lebensdauer auf 20%. Bei non-stop-Brennenlassen erhöht sich
reichlich spekulativ die Lebensdauer auf das vier- bis fünffache.
Ist aber Extrapolation, da kaum jemand Kurven publiziert, die über
24h resp. 150% hinausgehen.
> Muss man Leuchtstoffröhren unbedingt heizen ?
> Wie schliesse ich eine 8W Leuchtstofflampe an 12V an ?
Osram Accutronic AT7/9/12L 30x40x80mm sind offenbar besser als
KFZ-Bastelleuchten oder http://www.conrad.de/ 192422 weil die
Röhre damit heller ist (effektiver) und schonender betrieben wird
und die Elektronik offenbar haltbarer ist.
Elektronische Vorschaltgeräte:
Normale Kabel (Y) sind nur bis zu 70GradC einsetzbar, bis 120GradC gehen
7Y Kabel.
Wer eine doppelseitige Platine herstellt, muss nach dem Bohren
durchkontaktieren. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten, alle sehr
arbeitsaufwändig:
- bei VIAs Draht durchstecken und oben und unten anlöten.
- bei zugänglichen bedrahteten Bauteilen ebenfalls oben und unten anlöten,
das geht auch bei den sogenannten 'Präzisions-IC-Fassungen', wenn man
von der Seite mit dem Lötkolben rankommt.
- bei sonstigen Bauteilen zuerst dünne Litze aus 230V~ Kabeln durchstecken
und oben auf wegführender Leiterbahn anlöten, dann erst Bauteil einstecken
und unten verlöten.
- kurze Aderendhülsen oder Hohlnieten (http://www.reichelt.de/) durchstecken,
oder verpressen lassen (http://www.gsel.de/): Man muss diese oben anlöten,
sonst gibt es in kürzester Zeit einen Wackelkontakt, ohne das einem das Loch
zuläuft, also Einsteckwerkzeug (Zahnstocher :-) während des Lötens drin
lassen. Auch Verpressen (Bungard) hilft dagegen nicht. Scheissarbeit. Die
Nieten dürfen auf keinen Fall korrodiert sein, müssen also entweder neu oder
vergoldet sein.
- Bauteilpin in Lötpaste eintunken und in genau passendes Loch stecken.
Die Paste schiebt sich oben zusammen und schmilzt beim Einlöten des Bauteils,
auf dem man ein bischen länger rumbraten muss als sonst. Dosierung der
Menge muss man üben. Platine hinterher waschen.
Oder eben echtes chemisches Durchkontaktieren oder gleich herstellen lassen
(siehe oben). Eine doppelseitige Eurokarte ist mit 50 EUR zwar teuer, aber
bei hunderten von Durchkontaktierungen wird man das Geld gerne ausgeben.
35..40g NaOH in 1 L aq. dest. bei 60..80 GradC und 20..35 g KMnO4 (wenn Lösung
grün wird ist sie zu alkalisch) in Fotoschale, Platine rein bis sich nicht
mehr abwaschbar braune Beläge in den Löchern bilden, gründlich spülen, dann
in 500ml Lösung von 50..80 ml Isopropanol und 5 bis 10gr Pyrrol oder Thiophen
und etwas Hcl oder Zitronensäure zum leichten ansäuern in aq. dest. Diese
Mischung reagiert mit dem angelagerten Manganionen und polymerisiert dabei
das Pyrrol zu einer elektrisch leitenden Polypyrrolschicht. Diese leitende
Polymerschicht ist dann im nachfolgendem Galvanikprozess direkt metallisierbar.
Etwas besser haftet es wenn die Platine vorher in einen Queller kommt aus
Butylcarbitol (Diethylenglykolmonobutylether) ca. 200-300 ml/l, Ethylenglycol
50..100 ml/l, 3..10 g/l NaOH T 40..80°C ca 3min
Es gibt Ferro-Graph-Galvano-Leitlack, den man durch die Löcher presssen
könnte, um sie dann galvanisch zu verkupfern, aber irgendwie funktioniert
das nicht.
Wie machen es die Leiterplattenfabriken ? Es wird unterschieden nach
den Innenlagen einer Multilayerplatine, die belichtet und geätzt werden wie
beschrieben, und den Aussenlagen, die erst bearbeitet werden, wenn alle
Lagen der Platine verklebt sind. Es werden dann die Löcher gebohrt, und
danach das Epoxy ein wenig weggeätzt (z. B. mit heisser Kaliumpermanganat
Lösung oder Plasmaätzen) damit das Kupfer der Innenlagen nicht mit Epoxy
verschmiert ist, sondern sogar etwas hervor steht. Dann wird die Platine
chemisch in einer Kollodiallösung (oft EDTA oder formalinhaltig) mit feinen
Kupfer oder Palladiumpartikeln beschichtet oder mechanisch mit Graphit
bestaubt, danach wird dünn stromlos Kupfer darauf abgeschieden, dann
noch dicker galvanisch (mit 1A/dm^2) verkupfert. Dann kommt die
Photoschicht darauf, wird belichtet und entfernt von den Stellen, wo später
Leiterbahnen sind. Danach kommt galvanisch eine ätzfeste Schicht (Gold,
Silber, Nickel, Blei-Zinn oder Glanzzinn) auf die freien Kupferflächen und
in die Löcher, der Photolack kommt runter und es wird das ungeschützte
Kupfer weggeätzt. So bleibt das Kupfer in den Löchern. Wenn man
Leiterplatten länger lagert, sollte man lieber chemisch Gold als chemisch
Zinn verwenden (es sei denn es geht um Raumfahrtelektronik, dort muss man
Transistorbeinchen etc. entgolden bevor man sie einlötet, weil das Gold in
das Lötzinn diffundiert und die Lötung schlecht macht). Also verdammt viel
Aufwand, dafür sind 100 EUR für eine einzelne 4-lagige Eurokarte fast
geschenkt, und der Preis fällt rapide mit der Stückzahl.
Platinenstecker oder so sollte man vergolden. Dabei ist chemisch Gold (ENIG)
nur Ätz- und Korrosionsschutz und maximal für wenige Steckzyklen (10),
während galvanisch Hartgold viele Steckzyklen überlebt. Alle Kontakte werden
durch eine Leiterbahn verbunden, die ausserhalb der Platine verläuft und
nachher abgesägt wird. Dann zuerst reinigen, - an die Leiterbahn, dann mit
einem Vileda-Tuch auf Edelstahlelektrode an + eines Netzteils. Wegen der
ständigen Verschärfungen des Chemikalienabgabengesetzes durch unseren
Nannystaat gibt es leider das Handgalvanisierset von Conrad/Völkner/Westfalia
nicht mehr, nur noch die grösseren von Tifoo und Ferroinstant
Von: (Name war dem Autor bekannt)
> Taugt der Leitsilberlack von Conrad was ?
Ich hatte früher mal Gelegenheit, mit Silberleitlack professioneller Qualität
zu arbeiten und war dann Jahre später von der "Conrad-Silbersuppe" L100
schwer enttäuscht.
Mein Eindruck ist der, dass hier jemand professionellen Leitlack mit der
zehnfachen Menge Verdünnung gestreckt hat. Für sinnvolle Anwendungen ist der
Conrad-Leitlack IMHO unbrauchbar. Er läßt sich nicht vernünftig auftragen
und ist für die gelieferte Winzmenge total überteuert.
P.S.: Es scheint inzwischen andere Ware zu sein, zumindest sieht die Flasche
anders aus. Dafür sehen die von Kemo, Reichelt und Pollin so aus, wie die
alte von Conrad :-( Interessanterweise ist der Grammpreis nur halb so hoch
wie der von professionellem Silberleitlack.
Conductive Lacquers verfügbar bei http://www.keramikbedarf.de/edelmetallpraeparate/leitsilber-pinsel/1041/silberleitlack-leitsilber-200n-pinsel
scheint ok zu sein, hält sich aber nur 1 Jahr, bei Hinkel Elektronik zum
doppelten Preis. Tifoo.de verkauft 2ml für 5.80, mit 5.90 Porto.
> Warum sind die meisten Platinen eigentlich so grün, aber im Laden bekomme
Weil praktisch alle industriellen Platinen mit Lötstopplack überzogen sind,
und der ist meist grün (oder selten rot). Epoxy als Basismaterial ist fast
immer milchig weiss/gelblich und nur ganz selten mal blau. Beim Lötstopplack
sind nur die Lötpads nicht abgedeckt. Man verwendet klassischerweise grün als
Lötstoplack, weil der eine hohe Auflösung und schnelle Belichtung erlaubt, im
Vorhanggiessverfahren statt Siebdruck aufgebracht werden kann, und einen
guten Kontrast zum Basismaterial (braun, beige) und zum Bestückungsdruck
bietet und als lasierender Lack ein Durchscheinen der Leiterbahnen ermöglicht:
Lötstopplack soll verhindern, das im Durchlauflötbad der industriellen
Fertigung die ganzen Leiterbahnen voller Lötzinn sind (kostet Geld) und
Lötzinn zwischen Leiterbahnen hängen bleibt (Kurzschluss). Als Bastler, der
per Hand lötet, braucht man das nicht.
Bungard liefert genau das richtige Produkt für die Leute, die Lötstopplack
nicht verstanden haben, sich aber ohne grünen (An)Schein minderwertig fühlen:
https://www.conrad.at/de/loetlack-gruen-bungard-green-coat-74150-inhalt-150-ml-531705.html
(kann man jederzeit selber machen in dem man blaue Lebensmittelfarbe in
Kolophoniumlösung gibt).
Wer nicht gut löten kann und einen gewissen Schutz der Leiterbahnen haben
will, ätzt im Dunklen und belichtet nochmal mit einer Maske, die die Lötpads
nicht abdeckt, und entwickelt noch mal an statt die Platine komplett zu
entschichten, dann dient der Photolack als billige Lötstopmaske.
> Und wie bekomme ich Lötstopplack auf meine Platinen ?
Klassischerweise wird die Lötstopmaske per Siebdruck aufgebracht. Das Sieb
kann man belichten lassen, DIN A4 kostet inklusive Sieb und Rahmen so 70 EUR
wenn man es nicht wie die Platine selbst beschichten und belichten will. Im
Gegensatz zum folgenden UV curable Lötstopplack muss man dadurch nur ein mal
beschichten, belichten und entwickeln und kann dann tausende Platinen einfach
beschichten.
Bei eBay nach "uv curable" suchen und Lötstoplack auch in kleinen Mengen für
günstige Preise finden. Auf die fertig geätzte Platine etwas von diesem
Lötstoplack mit Pinsel oder Rolle oder einem Rakel dünn verteilen und unter
Wärme z. B. im Backofen trocknen lassen. Die Platine mit dem aufgetrockneten
Lötstoplack in den Belichter legen, eine Photovorlage mit den Pads drauflegen,
und belichten. Nach dem Belichten die unbelichteten Stellen mit Waschbenzin
oder dem empfohlenen Lösungsmittel abwaschen, und wahlweise noch mal im Ofen
und unter UV Licht aushärten lassen.
Jedoch gibt es bei http://www.bungard.de/ und http://www.walterlemmen.de/ UV
lichtempfindliche Lötstopplackfolie (grün) als Trockenresist zum Laminieren,
die recht einfach zu verarbeiten ist (wenn man eine Laminiermaschine hat).
Von: Route 66 30.08.2012
Normaler Lötstoplack erlaubt es nicht, die Abstände von spannungsführenden
Leiterbahnen zu verringern, aber es gibt Lack der die Anforderungen erfüllt:
Die DIN EN 50178 (VDE 0160) sagt in 5.2.15.1 Luft- und Kriechstrecken: Sind
Leiterplatten mit einer solchen Lack- oder Schutzschicht versehen worden, so
ist eine Prüfung nach 9.4.4.4 durchzuführen. Unter 9.4.4.4: Die Eignung der
Lack- oder Schutzschicht auf Leiterplatten, unter der keine Festlegung für
Luft- und Kriechstrecken gelten (siehe 5.2.15.1 Absatz 6), wird nach
Abschnitt 6 von IEC 60664-3 mit dem Schärfegrad 2 geprüft. Dort werden dann
eine ganze Reihe von Prüfungen, angefangen von mechanischen Ritzprüfungen
über Spannungsfestigkeiten nach unterschiedlicher Vorbehandlung bis zu Löt-
und Lösemittelbeständigkeit aufgelistet. Namhafte Leiterplattenhersteller
können solche Solder-Masks liefern. Kriechstrecken hängen von der Performance
Level Categogy PLC des Leiterplattenmaterials ab, bis 600V wird die
Kriechspannungsfestigkeit durch den Comparative Tracking Index CTI bestimmt
nach IEC 60112, für höhere Spannungen gibt es die Möglichkeit der Prüfung
einer Hochspannungskriechstromfestigkeit als Inclined Plane Tracking IPT-Wert.
Phenolharz: 125
Polyimid, Kapton: 150
FR4 (Leiterplatten-Basismaterial, glasfaserverstärktes Epoxidharz): = 175/250
FR4 Typ KF: 400
PE-LD, PE-HD (Polyethylen): 600
Polyesterharz: 600
PTFE (Polytetrafluorethylen): 600
PBT (Polybutylenterephthalat): 500
Wer also Probleme hat, sollte erst mal bessere Isolierstoffgruppen suchen an
statt es mit Beschichtungen zu probieren.
Von: Falko Jahn
Für alle die es interessiert, habe es endlich geschafft, Lötstoplack auf
meine Platinen zu bringen!
Viele werden jetzt sagen, man sollte das lieber machen lassen, womit
sie wohl auch recht haben, aber für diejenigen die für wenig Geld
eine professionelle Platine haben wollen und genug Zeit haben, meine
bisherigen Erfahrungen.
Von http://www.peters.de/ gibt es ELPEMER fotostrukturierbaren
Lötstopplack. Dort bekommt man auch kostenlose Muster. Es ist ein 2
Komponenten Lack.
Also Lack 4:1 mischen und auf die Platine bringen. Ich habe das im
Siebdruckverfahren gemacht (mit einen zusammengebastelten Holz Rahmen,
werd mir aber demnächst was "richtiges" kaufen, habe auch von der
Airbrush Methode gehört, hab ich aber nicht getestet). Dann im Backofen
vorgetrocknet, das ist recht kritisch, wenn zu lange vorgetrocknet wird,
läßt sich der Lack nicht mehr entwickeln.
Bei mir waren es ca. 30min bei 75°C mit Umluft, hab die Tür leicht
aufstehen lassen, damit die Lösungsmittel entweichen können. Dann
abkühlen lassen und belichten. Die Zeit muss man ausprobieren (bei mir
waren es bei durchsichtiger Folie und 4 Röhren a 25W ca, 20cm Abstand
- 3 min). Dann Entwickeln mit 1% Natriumcarbonat Lösung.
Natriumcarbonat gibt es in der Apotheke - 1kg ca. 8 EUR - dauert ca.
1-2 min Endhärtung bei 150°C im Backofen ca. 1h. Fertig !!!
Das sind meine ersten Erfahrungen. Es gibt bei Peters auch
fotostrukturierbaren Bestückungsdrucklack. Einfach hobbymässig kann
man aber auch den Bestückungsdruck auf hochkalandriertes Papier
(glaenzend und dünn wie die Seiten aus der Zeitschrift 'Spiegel')
oder Tonertransferfolie drucken und auf die Platine überbügeln.
Zum Schutz vor Witterungseinflüssen kann man Platinen nach der
Bestückung lackieren, z. B. mit 3M ORGOL 8600 UEBERZUGSLACK. Oder in
Epoxy-Vergussmasse wie HPEVM-100 einschliessen.
Bevor man seine Schaltung aufbaut, muss man entscheiden, welche Bauteile
man in bedrahteter Form (thru hole, Löcher werden ca. 0.2mm dicker als der
Drahtdurchmesser angegeben, der Hesteller bohrt dann noch grösser damit nach
der Durchkontaktierung ein so grosses Loch übrig bleibt) und welche man als
SMD Bauelemente nimmt. Das hängt etwas von der erwarteten Stückzahl ab.
Bedrahtete Bauelemente werden bei Handbestückung bevorzugt. Das geht schnell,
eine Bestückerin schafft mehr als 5000 Bauteile pro Tag. Die Drähte werden
meist auf einen Rutsch vor dem Löten gekürzt, manchmal von der
Drahtbiegemaschine vor dem Bestücken, dem Bestückungautomaten direkt nach
dem Montieren und normalerweise nicht einzeln per Frontalschneider.
Es stellt sich auch die Frage, wie gelötet wird. Per Hand, per Lötbad oder
per Durchlauf-Wellenlötanlage. Einerseits hängt das davon ab, was da ist,
andererseits kann man 10 Platinen problemlos per Hand löten, 100 Platinen
per Lötbad, und bei 1000 wird man sicher eine Durchlauf-Wellenlötanlage
verwenden wollen. Wellenlötanlagen wollen die Ausrichtung der Bauteile in
bestimmter Richtung, daher diagonale TQFP auf manchen Platinen und dickere
Pads an den Ecken.
Wenn man SMD-Pads nicht nach IPC-Konformität auslegt
weisen manche Bestücker die Platine ab oder wollen sie kostenintensiv
nachbessern oder reden sich zumindest bei nachfolgenden Problemen damit raus.
Vergesst also Libraries von Hobby-Layoutprogrammen und legt sie alle neu an.
Für SMD in Handbestückung hilft ein FRITSCH Handbestücker o.ä. mit dem 400
bis 800 SMD Teile pro Stunde bestückbar sind, macht ungefähr 10ct/Bauteil.
SMD kann gut ein Automat bestücken, der klatscht die Bauteile schneller
auf die Platine als man gucken kann, insbesondere wenn Bauteile nur wenig
verschiedene Werte haben und alle in derselben Orientierung plaziert wurden.
Leider muss dem Automat vorher gesagt werden, wo hin das Bauteil kommt,
also sind die Rüstkosten so hoch, das es sich bei weniger als 1000 Platinen
kaum lohnt. Einfache Pick & Place Maschinen Bestücker (gebrauchte Daum, neue
NeoDen TM220A, TM240A) ohne Videokontrolle gibt es ab 3000 EUR, dabei eignet
sich das NeoDen ganz gut für Eagle Layouts. LitePlacer ist günstig, hat aber
keine Feeder und ist langsam. SMT280 ist ohne Vision Option kaum zu
gebrauchen, NEODEN 3/4 sind eher hochpreisig, Mechatronika M10 ist eher
unflexibel, SmallSMT VP-2800HP kostet 10000 EUR hat aber viele Feeder.
https://www.vbesmens.de/de/bestueckungsautomat.html ist ein Eigenbau.
Einzelne SMD Bauteile kann man per Hand bestücken (lassen), aber schon bei
wenigen Bauteilen verwendet man besser eine Schablone (Stencil) zum Auftragen
der Lötpaste.
SMD lötet man gerne mit Heissdampf, besonders gern Galden weil das die Luft
abschliesst und einfach in der Friteuse verwendbar ist
weniger gerne per Infrarotstrahlung und nur bei unkritischen Teilen durch
Eintauchen in flüssiges Lötzinn in einer Lötanlage. Edelstahllötwannen sind
für bleifrei untauglich weil das Lötzinn sie zerfrisst. Wenn man bedrahtete
Bauteile und SMD mischt, muss man zwischen verschiedenen Kombinationen
wählen:
Einseitige Platine. SMD muss auf die Unterseite. Man kann erst SMD im Reflow
verlöten und dann die bedrahteten per Hand, oder man klebt SMD auf der
Unterseite auf und verlötet sie zusammen mit den eingesteckten bedrahteten
im Lötbad, dann sollten nur wärmeunempfindliche SMD Bauteile (Widerstände
und Keramikkondensatoren, notfalls kleine Transistoren und ICs) verwendet
werden.
Doppelseitige Platine: Empfindlichere SMD Bauteile können oben bestückt
werden und per Reflow verlötet werden, die Unterseite steht wie bei der
einseitigen Platine zur Verfügung.
Wenige bedrahtete Bauteile: Man kann beidseitig empfindliche SMD Bauteile
bestücken und Reflow verlöten, weil die bedrahteten Bauteile per Hand
nachträglich eingelötet werden können, wenn es eine überschaubare Anzahl
von Platinen ist.
Preisbeispiel Bestückung der SMD-Teile für
http://bibo.iqo.uni-hannover.de/dokuwiki/doku.php?id=eigenbau:temperaturregler_diodenlaser
> sah so aus: Lötpastenschablone, einmalig : 90 EUR
Preise von Elecrow für 10/50/100 einer Platine mit 60 EUR Bauteilkosten:
Bei einer einseitig Automat-SMD bestückten Platine mit 20 Bauteilen, davon 2
ICs, kostet die Bestückung ohne Bauteilkosten der gesamten Platine so 20 ct
wenn man 1000 abnimmt, auch in Deutschland. Bei 10000 aus China so 7 ct:
Siehe http://www.analog.com/ FF_Sect10.pdf (GROUNDING IN MIXED SIGNAL SYSTEMS)
und http://www.ti.com/lit/an/slyt166/slyt166.pdf (The PCB is a component of
op amp design)
Beachte die Regel für getrennten Analog und Digital Ground, und lege Analog
und Digital in räumlich getrennte Bereiche (Analog links, Digital rechts :-)
aber verbinde danach alles mit einer grossen Ground Plane, das verbessert EMV
und schadet nicht, weil der Strom immer die kürzeste Verbindung (nicht ganz,
hohe Frequenzen laufen denselben Weg zurück wie hin) nimmt, also dennoch da
lang fliesst, wo er nicht die anderen stört..
Für OpAmps siehe Kapitel 17 aus http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf
http://eportal.apexmicrotech.com/mainsite/support/pages/app_notes.asp AN28 und
http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-09/layout.pdf (A Practical
Guide to High-Speed Printed-Circuit-Board Layout) Siehe auch Layouttipps im Kapitel
F.24. Schaltregler und
Die Induktivität einer Leiterschleife hängt von der umschlossenen Fläche ab.
Wenn ein (Rechteck-)Signal zu klingeln anfängt
Masseflächen sind gut, allerdings fliesst auch auf einer Massefläche der
Strom entlang der Hinleitung zurück
und unter grossen Bauelementen (Spulen) vergrössern sie die Streukapazität.
Man vermeide es, erst die Platine ohne Berücksichtigung der Masseanschlüsse
zu layouten und dann zum Schluss Masse als Massefläche hineizugiessen, in der
Hoffnung, daß alle Massepins schon irgendwie verbunden werden, sondern route
Masse ZUERST, dann die Leitungen die den Strom hinführen parallel und erst
zum Schluss die Signalleitungen.
Leitfähigkeit von
Das verzinnen von stromführenden Leiterbahnen bringt nicht viel was den
Widerstand anlangt, dick verzinnen halbiert den Widerstand einer 35um Platine:
aber es erhöht die Masse und damit die thermische Trägheit deutlich, damit
eine Leitung den 2 Sekunden langen Abschaltstrom eines 16A Automaten
übersteht obwohl sie nicht für 80A ausgelegt ist sondern nur für 24A:
Wenn man auf einigen Leiterbahnen viel Strom fliessen lassen will, nimmt man
besser einen starren Kupferdraht, an beiden Enden 90 Grad abgewinkelt (oder
ein gestanztes Blech), und lötet den als Brücke von Hochstromanschluss zu
Hochstromanschluss von oben ein. Die 3mm, die der Strom dann über Platine und
Lötzinnhügel fliesst, kann die Platine schon ab, weil sich die Wärme in den
dicken Draht verzieht.
Nun, das hängt von vielen Faktoren ab, der Spannung, der Verschmutzung,
der Isolationsklasse, dem Land, der Höhe über NN des Einsatzortes, ob ein
homogenes oder inhomogenes Feld vorliegt, daher gibt es keine einfache
Antwort. IPC2221A (mehr als nötig), UL60950-1, DIN EN IEC 60664 und TC 109
sagt:
Überspannungskategorie II: Betriebsmittel, bestimmt zur Anwendung in Anlagen
oder Teilen von diesen, in denen Blitzüberspannungen nicht berücksichtigt
werden müssen, jedoch Überspannungen durch Schaltvorgänge auftreten.
Hierunter fallen z. B. elektrische Haushaltsgeräte, Geräte mit Netzstecker.
Überspannungskategorie III: Betriebsmittel, bestimmt zur Anwendung in Anlagen
oder Teilen von diesen, bei denen Blitzüberspannungen nicht berücksichtigt
werden müssen, aber an die im Hinblick auf die Sicherheit und Verfügbarkeit
des Betriebsmittels oder davon abhängenden Netzen besondere Anforderungen
gestellt werden. Hierunter fallen Betriebsmittel für feste Installationen,
z. B. Schutzeinrichtungen, Schütze, Schalter und Steckdosen.
Überspannungskategorie IV: Betriebsmittel, bestimmt zur Anwendung in Anlagen
oder Teilen von diesen, bei denen Blitzüberspannungen zu berücksichtigen
sind. Hierunter fallen Betriebsmittel zum Anschluss an Freileitungen, z. B.
Rundsteuerempfänger, Zähler. In internen Stromkreisen oder Teilen davon
innerhalb eines Betriebsmittels dürfen Luftstrecken unmittelbar nach den zu
erwartenden Überspannungen bemessen werden. Sind die zu erwartenden
Überspannungen keine Stoßspannungen, sondern Gleich- oder Wechselspannungen,
so ist als Bemessungs-Stoßspannung für Luftstrecken sowohl für das homogene
als auch für das inhomogene Feld der Größtwert dieser Spannungen zu ermitteln.
Normal für Geräte die an Steckdosen angeschlossen werden ist Kategorie II,
also 2.5kV Prüfspannung. Nur wenn ein Überspannungsschutz entsprechender
Spannung vorgeschaltet ist kann man von Kategorie I ausgehen.
Festinstallierte Geräte, also z. B. zur Montage auf Hutschiene, fallen in
Kategorie III und vom Zähler in Richtung Netz in Kategorie IV.
Verschmutzungsgrad 1: Es tritt keine oder nur trockene, nichtleitfähige
Verschmutzung auf. Die Verschmutzung hat keinen Einfluss.
Verschmutzungsgrad 2: Es tritt nur nichtleitfähige Verschmutzung auf.
Gelegentlich muss mit vorübergehender Leitfähigkeit durch Betauung gerechnet
werden.
Verschmutzungsgrad 3: Es tritt leitfähige Verschmutzung auf oder trockene,
nichtleitfähige Verschmutzung, die leitfähig wird, da Betauung zu erwarten
ist.
Verschmutzungsgrad 4: Die Verunreinigung führt zu einer beständigen
Leitfähigkeit, z.B. hervorgerufen durch leitfähigen Staub, Regen oder Schnee.
Für Funktionsisolierung die höchste an der Luftstrecke zu erwartende Stoßspannung
Für Basisisolierung die transienten Überspannungen aus dem Niederspannungsnetz
Für Basisisolierung zu anderem als dem Niederspannungsnetz die höchste Stoßspannung die im Stromkreis auftreten kann
Für verstärkte Isolierung siehe EN60664-1:2007
Für Aufteilung in mehrere Abstände siehe Isolationskoordination IEC 60664-1, Beispiel 9 bis 11
Isolierstoffgruppe IIIb liegt bei CTI<175, manches FR4 ist schlechter, anderes besser http://www.bungard.de/downloads/IPC4101D.pdf
Es reichen also 1.5mm Luftstrecke zwischen sowieso Netzspannung führenden
Leitungen, allerdings ist die benötigte Kriechstrecke grösser, meist 2.5mm.
Wenn man kann, und sich nicht genau informieren will, sollte man 48% mehr
geben, dann erfüllt man die Vorgaben vieler Länder und Einsatzorte, viele
Netzteile sind bis 3000m spezifiziert (MexikoCity, SantaFe, Bogota) und der
chinesische Standard GB 4943.1-2011 erfordert Höhen bis 5000m, kann ein Gerät
weniger muss ein deutlich sichtbarer Warnaufkleber dran sein. DIN EN 60664
enthält verschmutzungsklassenabhängige Mindestmasse für
kriechstreckenverlängerne Fräsungen.
In den USA unter UL sind Luft- und Kriechstrecken auch vom Einbauort abhängig
(feeder circuit, branch circuit) und meist grösser. Aus einer Schaltung, die
mit mehr als 100VA versorgt wird, sind Ausgänge mit Sicherungen nach
UL248-4..12 oder Leistungsschaltern nach UL489 abzusichern.
Sicherungen nach ICE sind verschieden von Sicherungen nach UL, es gibt keine
die in beiden Geltungsbereichen gleichermassen verwendbar sind. Schaltschränke
dürfen sich nach UL unter Spannung nicht öffnen lassen, entweder in dem sie
verriegelt werden, oder in dem mechanisch der eine einzige Hauptschalter
geöffnet wird wenn der Schrank geöffnet wird. Dafür sind externe Geräte vor
dem Hauptschalter angeschlossen.
Schalter mit einem µ Zeichen sind nicht zur vollständigen Abschaltung
geeignet, d.h. haben einen Kontaktabstand unter 3mm. Die Schalternorm
IEC61058-1 fordert zur vollständigen Netztrennung eine Kontaktöffnungsweite
von 1.5mm, die Hausgerätenorm EN60335 je nach Anwendungsfall >=3mm. Solche
Schalter tragen bei Marquardt ein G. Bei Schaltervarianten <3mm erkennen die
Prüfstellen meist den Netzstecker als Abschaltung vom Netz an.
Zumindest die Med Norm 60601-1 schreibt vor, daß Isolationsabstände unter 1mm
als nicht existent angesehen werden.
Bei Bauteilen, die eventuell explodieren, beispielsweise dem TRIAC in einer
Phasenanschnittschaltung bei Kurzschluss im Verbraucherstromkreis, bauen
bessere Hersteller einen Schlitz in die eigentlich ausreichend breite
Schutzzone, damit sich dort keine Verdampfungsprodukte ablagern können.
> welche Breite sollten Leiterbahnen haben ?
allerdings hat die Breite auch einen Einfluss auf die Induktivität einer
Leiterbahn, daher ist breiter als nötig immer gut:
> soll eine Abschirmung an beiden Enden verbunden werden ?
> aus welchen Gründen kann man eigentlich bei verschiedenen Geräten
Normalerweise ist bei einer Audioanlage der Verstärker geerdet und alle
anderen Geräte nicht. Das ist sinnvoll, weil es in einer Anlage einen
gemeinsamen Erdungspunkt geben sollte (erstens leitet das Einstrahlungen
ab, zum anderen fliegt dann die Sicherung wenn zufälligerweise irgendwo
ein Isolationsproblem auftritt), und der Verstärker zentral ist.
Dummerweise gibt es bei grösseren Anlagen noch weitere Verbindungen zur
Erde, nämlich über Antennenkabel und Telefonleitung, und es entstehen
Brummschleifen (eine leitende Verbindung über Schutzleiter und
Abschirmungen hinweg die einen grossen Kreis bilden und daher wie eine
Trafowicklung wirken in der ein durch 50Hz induzierter Strom fliesst und
je nach Leitungswiderstand einen Spannungsabfall verursacht, der dann als
Signal mitverstärkt wird), wenn sie nicht per Mantelstromfilter oder
Audiotrennübertrager getrennt wird.
Bei besseren Verstärkern kann man die Verbindung zwischen Masse und
Schutzleiter trennen, in denen ist auch ein besserer Trafo (SK II) drin.
Von: Emil Obermayr
Jede Signalmasse soll auf Erdungspotential liegen, muß also wenigstens an
einem Punkt mit dieser zusammengeschaltet sein. Nur derjenige der den
Schaltplan der kompletten Anlage kennt weiß, welcher Punkt der Erdung dafür
sinnvoll ist. Deswegen kann man bei manchen Geräten "aussuchen" ob man die
Masse 'hier' erden möchte. Im folgenden die Ansatzpunkte, nach denen man eine
Erdung planen und die Erde/Masse-Verbindungspunkte auswählen kann:
Häufig sind Erdungsleitungen nicht sehr niedrohmig ausgeführt. Das fängt bei
Leitungen mit zu niedrigem Querschnitt an und wird durch schlechte
Verbindungen in/an den Geräten noch schlimmer. Dann sind die
Erdungspotentiale von zusammengeschalteten Geräten nicht auf gleichem Niveau.
Wenn man nun Masse und Erde zusammenschaltet, fliessen Ausgleichsströme über
die Masseleitungen der Signalleitungen. Das kann sich negativ auf die
Signalqualität auswirken und Regelkreise beeinträchtingen.
In stark elektromagnetisch "verseuchten" Bereichen sammeln Ring-förmig
zusammengeschaltete Leitungen induktiv Brummspannungen ein (meist deutlich
schwächer tut das jede 'gerade' Leitung auch kapazitiv). Wenn man das auf
Signalmasse legt, hat man dieses Brummen auch auf den Signalleitungen. Das
umgeht man, indem man die Erdung Stern-förmig plant. Leider geht das nicht
immer. Verstärkt wird dieser Effekt durch nicht hinreichend niederohmige
Leitungen (s.o.), denn erst durch den Leitungswiderstand wird aus dem
Induktionsstrom eine Brumm_Spannung_. Nebenbemerkung: Deswegen sind
Stromschleifen auch immer so angelegt, daß sie keine elektromagnetische
Strahlung aufnehmen, üblicherweise durch verdrillen der Signalleitungen.
Und dann kommt es vor, daß Geräte die Erdung durch Störspannung direkt
verseuchen. z. B. Motoren oder Relais, deren Entstörung unzureichend oder
defekt ist. Das fängt man sich dann ein, wenn man Masse und Erde verbindet.
Auch dieser Effekt wird schlimmer mit zu hohen Leitungs-Widerständen.
Versorgt man Geräte aus limited power supplies LPS nach IEC60950-1 oder
National Electrical Code NEC Class 2 Power Units nach UL1310 bzw.
IEC62368-1, hat man vereinfache Isolations- und Absicherungsanforderungen.
Limited heisst weniger als 30V (DC oder AC), maximal 100VA, maximal 5A
Nennstrom und 8A Kurzschlussstrom, und einige Abweichungen davon sind auch
erlaubt:
Die Newsgroup zum Thema ist news:comp.arch.embedded
Ein deutschsprachiges Forum http://www.mikrocontroller.net/
Von: MaWin 17.7.2000
Die meisten elektronischen Schaltungen sind Steuerungen oder Regelungen und
lassen sich mit Microcontrollern heute einfacher realisieren, als das noch
vor ein paar Jahren der Fall war. Viele Spezialchips vergangener Zeiten
lassen sich heute durch billigere Microcontroller ersetzen, wenn auch in
anderer Beschaltung. Man sollte sich also gerade bei alten Bauvorschlägen
fragen, ob dieses heute mit einem uC nicht einfacher geht. Man muss eben
neben der Schaltung auch das passende Programm für den Controller erstellen
und ihn in reinprogrammieren können.
Auch in der Analog- und Hochfrequenztechnik halten uC Einzug, Audio
verarbeitet man heute lieber mit A/D-DSP-D/A und UKW mit FM Chips wie SI4730.
Welcher Chip wird in der Industrie bevorzugt eingesetzt ? Der billigste, der
die Aufgabe erfüllen kann. Punkt. Aktuell kann das ein OTP uC für 1ct sein
oder von WCH ein CH552 mit USB oder CH554 mit USB-Host für 20ct
Ziemlich günstig mit 40ct/50ct auch Silicon Labs BusyBee EFM8BB10F2G-A-QFN20R
EFM8BB10F8G-A-QFN20R und grosszügig ausgetattet (12 bit A/D, 2k Flash, 256B
RAM, 16 I/O). Interessant Mixed Signal Controller von Hycontexc mit bis zu 24
bit A/D, auch für True-RMS Multimeter (HY3130).
Stellt sich hinterher heraus, daß ein anderer billiger gewesen wäre, ärgert
man sich über die Fehlentscheidung. Wobei 'der billigste' alle Nebenkosten
mit einschliesst, und das kann für geringe Schulungskosten bedeuten, einfach
den uC zu nehmen, den man schon kennt, oder den, bei dem der Hersteller
passende Problemlösungen als application notes anbietet, oder man den
teureren Chip nimmt weil er seltener ausfällt (aber das sind dann schon
extreme Kenntnisse, man wusste eher hinterher daß frühe AVRs in der TCO total
cost of ownership keine glückliche Wahl waren).
Nicht jeder Chip ist leicht beschaffbar und ohne Aufwand zu programmieren.
Daher haben sich unter Hobbybastlern gewisse Chips verbreitet, die sich
einfach verwenden lassen: AT90Sxxxx ATtiny/ATmega (AVR) und PIC16F8xx von
http://www.microchip.com/, Flash-EEPROMs statt EPROMs, GALs statt PALs,
schon alleine weil ICs im Gehäuse mit Quartzfenster zum Löschen durch
UV-Licht teuer sind. Alle genannten Chips lassen sich mit kostenlos im Netz
verfügbarer Software programmieren, so dass man die angebotenen Starterkits
nicht benötigt, die aber ängstlichen Personen eine gewisse
Funktionssicherheit geben können.
Eine schöne Anfänger-Einführung "Understanding Small Microcontrollers"
http://www.nxp.com/assets/documents/data/en/reference-manuals/M68HC05TB.pdf
auf Basis des HC05 kommt von Motorola/Freescale/NXP. Freescale erlaubt gerade
mit dem Flexis QE128 auch den direkten Vergleich von 8 bit CPU zu 32 bit CPU
bei ansonsten gleichen Bedingungen, 8 Bit $3,59/10k 11mA, 32 Bit $3,80/10k
27mA. Der 8 Bit hat natürlich bessere Codedichte und es gibt ihn auch
optional in kleinerem Gehäuse (wohl wegen kleinerer Chipfläche). Und auch
gleich eine einführende Beschreibung in Ein- und Ausgabeschaltungen:
Das Problem lautet: Welche Programmiersprache: BASIC, C oder Assembler ?
In BASIC programmierbare Microcontroller sind durch die Bank schlecht,
wenig leistungsfähig, teuer, eben wie C-Control (es gibt da noch die
Basic-Briefmarke, Basic-Matchbox, 8052AH Basic). Es gibt dafür eigentlich
gar keinen technischen Grund, denn für so eine simple Programmiersprache
wie BASIC liesse sich ein hervorragend optimierender CrossCompiler erstellen,
aber Dummköpfe werden halt abgezockt.
Wenn man bereit ist, uC in ihrer Assemblersprache zu programmieren, tut sich
ein riesiges Angebot an billigen guten Chips auf. Für manche gibt es auch
kostenlose C-Compiler (oder Interpreter :-), aber das lohnt sich erst bei
Programmspeicher über 1k (manche sagen 8k).
Von: Erik Hermann
Es sei denn Du bist so blöd wie wir und kaufst den (IAR) Compiler beim
Prozessorhersteller (NEC) statt bei IAR direkt. Wir hatten nämlich ein
Problem das am Compiler hing und bekamen von IAR die lapidare Auskunft das der
Compiler ein OEM Produkt ohne direkten Support sei. Der Prozessorhersteller
konnte den Fehler zwar nachvollziehen, aber leider nichts dran ändern,
zumindest nicht in endlicher Zeit. Leider verloren. Support gibt's bei IAR eh
nicht, siehe d.s.e Message-ID 3DA0175D.28E0C75D@uc-elektronik.de und Produkte
von IAR darf man sowieso nicht kaufen,
siehe http://www.mikrocontroller.net/topic/229999#2321275
und https://www.mikrocontroller.net/topic/389896
> Ich benötige für den Modellbau einen Microprozessor.
Von: MaWin 1999
Analogausgänge gibt es (fast) nicht, es werden fast immer schnell ein- und
ausgeschaltete Digitalausgänge verwendet (PWM), auch beim C-Control und
Arduino, um IM MITTEL eine Analogspannung zu erzeugen, die man dann noch mit
einem Tiefpass filtern muss, wenn das angeschlossene Gerät (Glühbirne, Motor)
nicht sowieso träge genug ist. Immerhin erlaubt der TI TMS320F28069 Piccolo
trotz nur 80MHz Takt eine zeitliche PWM Auflösung von bis zu 150ps (6.7GHz).
Braucht man echte Analogausgänge, muss man externe D/A-Wandler-ICs verwenden,
weil D/A-Wandler eine ganze andere Chiptechnologie verwenden (lasergetrimmte
Dünnschichtwiderstände) als Microcontroller (klassische CMOS Technologie).
ANALOGEINGÄNGE werden hingegen immer häufiger, von 8 bit bis 24 bit.
Alles was du brauchst (Datenblatt, Assembler, Applikationen, Debugger) gibt
es kostenlos zum Download bei den Herstellern, die Programmierschaltungen
sind einfach (ISP-Programmierung über Parallelport) und Programmiersoftware
gibt es reichlich im WWW.
Ponyprog http://www.lancos.com/prog.html hat Probleme mit modernen
GHz-Pentiums und behandelt 0 als gesetzt bei Fuse-Bits von manchen
AVRs (ATmega8, ATmega128L), läßt sich aber seit ich-weiß-nicht-wann von
der Kommandozeile aus steuern, wenn auch nicht über Parameter, sondern über
script files. Ponyprog damit in automatisierte Compilerläufe einzubauen, ist
wirklich einfach http://www.lancos.com/e2p/ponyprog2000.html#s4 , ähnlich
wie AVRDude.
Und wenn du fragst, wieviel Programmspeicher man braucht:
http://www.picoweb.net/ zeigt einen kompletten Web-Server in 7k
Programmspeicher. Man kann, wenn man nicht so doof ist wie Microsoft, auch
in 8k eine Menge machen. In 512 Byte passt z. B. eine (Funk-)Uhr mit Datum &
Wecker wenn man ein paar Programmierkniffe kennt.
Alternativ Motorola MC14500 ICU, ein 1 Bit Prozessor in 3-18V CMOS Technik
mit beliebigem Programmspeicher, eher als kleiner Industriekontroller.
Von: Andi Gysi
Ich weiss, der C-Control schien mir zuerst auch verlockend, jetzt liegen zwei
davon hier rum und ich weiss nicht, was ich damit anfangen soll...
> Mitsubishi M16C / Renesas R8C
Billige Prozessoren mit grossem Flash-EEPROM stellt Mitsubishi/Renesas her.
Das Starterkit mit dem M30624FGAFP gibt's für 50 EUR bei http://www.glyn.de/,
programmiert wird der uC in circuit über die serielle Schnittstelle. Die CPU
ähnelt dem MC68000. Es gibt reichlich C-Compiler für ihn, unter anderen GCC.
Seit dem Artikel in der Elektor Nov. 2005 hat der kleine Bruder, der R8C,
weitere Verbreitung unter Hobbybastlern gefunden, gab es doch den Controller
mit C-Compiler umsonst. Nur die Programmierschaltung musste man selber bauen:
Leider funktioniert der http://www.m16c-flasher.de/ bei mir auch nicht mehr.
Der R8C ist AUCH ein 16 bit Prozessor, aber mit 8 bit Datenbus, also so was
wie der 8088 im Vergleich zum 8086. Leider gibt es nicht so viele
Applikationsbeispiele für den Chip und nicht so viele Foren und
Benutzergemeinschaften, so dass das Zusammensammeln von Vorgefertigtem und
Hilfe bei Problemen nicht so leicht ist wie bei AVR, ausserdem ist der
verschenkte R8C/13 schon wieder abgekündigt und es gibt keinen pinkompatiblen
Nachfolger. Der M16C kann leider die Datenrichtung der Ports nicht bitweise
umschalten, sondern nur Portweise, und ist insofern unflexibel. Auch
Funktionen wie SPI sind unsinnigerweise auf 8 bit limitiert, so wie die
Timer bei R8C. Zudem liefern die Ausgänge bei allen diesen japanischen
Controllern wenig Strom, eher 2mA statt 20mA.
Von: Volker Stegmann
Wenn du einen C-Compiler für den M16C brauchst, laß die Finger von dem IAR
Compiler, solange du in der Lage bist, Makefiles zu schreiben, oder eine IDE
hast, die das auch für dich macht.
Ich hab bezüglich Compilerfehlern schlimme Erfahrungen damit gemacht. Nimm
besser den NC30 von Mitsubishi. Der ist meiner Meinung nach ausgezeichnet.
> Wo gibt's den C-Compiler für Hitachis SH8, Mitsubishis M16C, Renesas R8C ?
Bei Renesas, schwer zu finden, man muß sich registrieren und bekommt dann eine
Demo die 30 Tage läuft und danach nur 64k linkt, was für einen R8C aber locker
ausreicht. Um direkt im C-Quelltext zu debuggen erzeugt man einen Debug-Build.
Dafür enthält die VS2010 basierende HWB Bedienoberfläche die das ganze Projekt
erstellt, leider beim R8C/13 eine zu kleine Vorgabe beim verfügbaren
Hauptspeicher, wodurch der Linker schon bei 8k eine Fehlermeldung auswirft,
man hätte bei der Erstellung des Projekts die Speichergrösse auf 16k stellen
müssen.
Carlos Duerschmidt sagt dazu:
Mit dem Prozessor kämpfe ich auch gerade. Im Moment sieht es noch so aus, als
ob der Prozessor gewinnt.
> Cypress PSoC
sind M8C und ARM basierte Microcontroller mit zusätzlichen nützlichen
Baugruppen auf dem Chip, darunter bis 14 bit A/D und D/A Wandler,
Operationsverstärker, Filter und Komparatoren, PWM, SPI und UART, I2C, SPI
und USB, in Stückzahlen ab 2 EUR zu bekommen und der Grund dafür, warum aus
Asien die bessere Elektronik kommt, daher auch viele WebSeiten aus Asien.
> Embedded Linux
Wer etwas mehr Rechenleistung haben will, und statt einem Microcontrollerchip
eine ganze Platine einsetzen kann, die unter Linux mit Ethernet-Schnittstelle
verwendbar ist, kann vorkonfektioniert von Atmel den AVR32 nehmen:
oder Ethernet-WLAN-Boards mit dem RTL8181/RTL8186 und PCI-Interface verwenden:
> MSP430
Von: Alexander Weiss 20.11.2000
Der MSP430/MSP432 ist ein baulich kleiner und billiger 16bit uC mit geringem
Strombedarf von http://www.ti.com/ , der seit seiner Erwähnung in der c't bei
Bastlern mehr Verbreitung findet. Seine Erratas sind allerdings dick wie ein
Buch und es sieht nicht danach aus als ob die jemals noch gefixt werden, die
deutsche Entwicklungsabteilung von TI wurde eingestampft. Seine Struktur ist
ähnlich der PDP-11. Er lässt sich anständig in C programmieren, und es gibt
Varianten im DIL Gehäuse. Immerhin sind seit 2017 die Entwicklungsumgebungen
kostenlos von TI downloadbar. Seine I/O-Pins sind nicht 5V tolerant, was die
Verwendung von Periperiebausteinen einschränkt, und sehr empfindlich, mehr
als 2mA sind über die Eingangsschutzdioden nicht erlaubt dafür ist der
Leckstrom mit 50nA eher gering. Er arbeitet von 1.6V bis 3.6V und ist damit
ungeeignet für LiIon/Poly Akkus sondern eher für Lithiumprimärzellen. Es gibt
also Gründe warum er, trotz vollmundiger Werbung, eher selten eingesetzt
wird. Der Typ MSP430L09x arbeitet immerhin von 0.9V bis 1.65V und damit an
einer Alkali-Mangan Zelle.
Wenn man jedoch batteriebetriebene winzige Schaltungen aufbauen will, ist der
uC trotz überdimensionierter 16 bit Wortbreite derzeit eine gute Wahl, läuft
er doch an einem 32kHz Uhrenquartz mit nur 1.5uA und nur bei Bedarf mit einem
internen Frequenzmultiplier. Dazu passt dann ein MAX1724, LTC1517-5, TPS61220,
MCP16251/2 oder https://www.mikrocontroller.net/attachment/341829/ce830.pdf
als Spannungsregler, klein und extrem stromsparend. Und daher auch als Uhr
erhältlich
allerdings sind die Projekte der Fossil MetaWatch gescheitert an unzureichender
Dokumentation und damals teurer Entwicklungsumgebung und fehlendem GPS
In echten Uhren wird aber der EM6607 von EM Microelectronics (Swatch) verbaut
der mit 1.2V und 1.8uA läuft, Spannungsregler und Treiber schon enthält,
aber 4 bit und maskenprogrammierbar, also ungefähr seit 30 Jahren veraltet.
> Ich habe nur ganz wenig Platz und will den kleinsten uC den es gibt
Wohl nicht wirklich:
http://www.mouser.de/ProductDetail/Silicon-Labs/EFM8SB10F8G-A-CSP16/
http://www.mouser.de/ProductDetail/NXP-Semiconductors/LPC11A04UK118/
eher ATtiny4,5,9,10 in SOT23-6
> Ich will eine batteriebetriebene Uhr/Thermometer bauen aber die üblichen uC
Ja, ein ATmega328 braucht so 45uA am 32kHz Quarz wenn er alle 2ms ein LCD
multiplexen soll. Renesas RL78/L12 bekommt das mit unter 1uA hin.
PIC XLP brauchen ins sleep nur 9nA aber ohne eine LCD zu treiben oder Uhrzeit.
Fujitsu Ambiq wie APOLLO512 bringen viel Rechenleistung für wenig Strom.
Lapis Semi (Rohm) hat reihenweise uC, die wenig Strom und Spannung benötigen:
> Siemens/Infineon C167 Verfügbarkeit
Die "normalen" C167 gibts noch ganz gut (3 Monate Lieferzeit sind üblich),
die Katastrophe geht bei den Flash-Typen los. Nachdem Infineon den
Flash-Prozess nicht auf die Reihe bekommen hat, haben sie sich mit ST
zusammengetan, von denen gibt nun es die ST10-Serie, die mit den C167
kompatibel ist.
Nachdem wir aufgrund der schlechten Verfügbarkeit der C167 ziemlichen
Ärger hatten, sind wir auf die Fujitsu 16LX-Serie umgestiegen (MB90F543
etc.), die sind von der Leistung vergleichbar, haben 5V-Flash on chip,
einen kostenlosen C-Compiler und kosten die Hälfte der C167er.
> Wo bekommt man den Fujitsu MB90Fxxx und was für Werkzeuge gibt es?
Von: Erik Hermann
Beliebige Stückzahlen (auch Einzelstücke) bekommt der Geschäftskunde bei
http://www.glyn.de/. Workbench mit C-Compiler, Assembler und Debugger
bekommt man kostenlos auf CD oder im Internet
Programmiert werden die Dinger über RS232, d.h. ohne zusätzliche Hardware
(ausser einem MAX232 o.ä. auf dem Controllerboard).
MB90F497 64kB Flash, 2kB RAM, 2 UART (auch SPI), 10Bit 8Kanal
ADC, CAN, PWM, etc., ca. 6 EUR
MB90F549 256kB Flash, 6kB RAM, 2 UART, 2SPI, ADC, CAN,
PWM, etc. ca. 11 EUR
> 68HC08
Von: Rafael Deliano
Heutzutage sind 68HC908QY4 viel schöner. Der ist DIL16 mit 14 verwertbaren
Pins weil RC-Takt und Resetgenerator auf dem Chip ist. Das macht sich auch
bezüglich EMV gut. Dadurch dass die I/O ziemlich einheitlich ist, kann man
als Emulation einen 68HC908GP32 in DIL40 nehmen. Die "überzähligen" Pins von
dem sind zum Softwaretest sehr erfreulich weil man dann Testpins hat um mit
Oszilloskop zu sehen was die Applikation in Echtzeit so tut.
> Hat jemand. Erfahrung mit FFMC16 Controllern?
Die CPU ist im Vergleich zu C167 oder M16C langsamer (Akkumulatormaschine).
Weiterhin ist ein bischen lästig, dass man die Priorität von
Software-Interrupts nicht vorher einstellen kann. Ein Software-Interrupt
wird immer mit höchster Priorität aufgerufen und man muss dann in der ISR
den Level herabsetzen, Sonst sind während der Abarbeitung eines
Software-Interrupt alle Hardware-Interrupts gesperrt.
Ein weiterer Nachteil: In der Toolchain von Fujitsu fehlt ein Monitor-Debugger
(es gibt nur einen Simulator), den Debugger gibts aber von uns zu kaufen.
http://www.accemic.com/.
Die gute Verfügbarkeit war für uns der Grund, von den ST10-Flash-Typen auf
16LX umzusteigen.
Sehr günstig im Vergleich zu vergleichbaren 16-Bittern mit CAN und Flash.
Eva-Boards gibts von Glyn für 49 Euro.
Ein Bonbon noch: Von http://www.segger.com/ gibts ein Echtzeitbetriebssystem
(in der Trial-Version auf 2 Tasks beschränkt), mit dem man aber sehr gut die
Arbeitsweise eines RTOS studieren kann. Für Diplomarbeiten lohnt es sich zu
fragen, um eine kostenlose Voll-Lizenz zu bekommen ;-)
> Videosignalerzeugung PAL / TFT LCD mit Microcontrollern:
Hitachis H8S (ähnlich 68000) hat Zähler und DMA drin, mit denen die Erzeugung
der Signale möglich ist, aber mit 24k RAM nicht genug internes RAM für ein
Graphikbild. Für den direkten Anschluss einer VGA an einen Controller eignet
sich der MB91FV310A.
> Hat jemand über den Motorola 68HC332 positive oder negative Erfahrungen
Von: Hartmut Schaefer
> Welchen Wert sollen die Kondensatoren beim Schwingquartz bekommen ?
Kein Wunder, die hängen mehr vom Quartz und Leiterplattenlayout ab, als vom
Oszillator des uC, und wer hat schon die Datenblätter der Quartze...
Aber glücklicherweise sind die meistens ähnlich. Nimm 22pF. Erklärung:
32kHz Uhrenquartze haben eine kleinere Leistung als die normalerweise
verwendeten Quartze, die in Resonanz einen Widerstand von 50 Ohm haben und
ca. 1mW Leistung verbraten. Schalte einen Widerstand von 100k bis 470k in
Serie davor (also zwischen XOUT und dem Kondensator am Eingang des Quartzes)
und einen 1-10MOhm Widerstand parallel zum Quartz, bis die Kurvenform der
grösstmögliche saubere Sinus ist (Achtung: Kapazität des Oszilloskoptastkopfes
kann stören). Alle normalen Quartze arbeiten in Serienresonanz. Der Colpitts
Oszillator ist am einfachsten und betriebssichersten. So ein Uhrenqarz
schwankt so 0,05 ppm/GradC, ein MHZ-Quarz meist 0,2 ppm/GradC. Dazu kommen
noch so 1 ... 5 ppm Drift pro Jahr.
> Quartzgehäuse mit Schaltungsmasse verbinden ?
Wenn das getan wurde, dann nur zur mechanischen Stabilisierung:
Hätte ein Quartz eine Masseverbindung nötig, dann hätte er einen Anschluss
dafür.
> Ich habe 2 Controller an einem Quartz angeschlossen, d.h. XOUT von
Ja. Verbinde XOUT und XIN des zweiten Controllers über 1MOhm, und XOUT des
ersten Controllers über 100pF mit XIN des zweiten Controllers. Und schliesse
den Quartz wie gehabt an den ersten Controller an. Die Ursache und Begründung
für diese kapazitive Kopplung liegt im eventuell unterschiedlichen
Gleichspannungspegel der Oszillatoren.
> Wie lange dauert es bis der Quartzoszillator eines uC sauber läuft ?
Von: Oliver Bartels, Oliver Betz, Uwe Hercksen, Rafael Deliano
Typischerweise kommt so ein uC Quarzoszillator bei z. B. 8 MHz in <1ms hoch,
die Amplitude ist dann aber noch nicht völlig stabil.
Berechenbar ungefähr über die Güte Q der Gesamtschaltung als gespiegelte
Exponentialfunktion:
A(t) = A0 (1- exp(- (omega t) / (2 Q) ) )
Das Omega ist wie gehabt 2 pi f_res, die Güte von einem Wald- und Wiesen-Quarz
alleine liegt ca. bei 40000 bis 50000, das Loaded Q (Quarz mit Schaltung als
Last) eher <10000 je nach Chip und Schaltung.
Dämpft man den Quartzoszillator um EMV Abstrahlungen vor allem auf Oberwellen
zu reduzieren durch einen Widerstand in Reihe zum Quartz, z.B. ein 300uW
drive level durch 500 Ohm zu einem 100uW drive level, dann schwingt er noch
langsamer an.
Keramikschwinger schwingen offensichtlich deutlich schneller an als ein Quarz.
Anderer Aspekt beim Einschalten des Gateoszillator ist die RC-Zeitkonstante
(R parallel zum Quartz, C nach Masse) die erstmal auf VCC/2 hochgelaufen sein
muß damit überhaupt was schwingt. Kleiner Kerko und 1 MOhm statt 10 MOhm
ist schneller.
Der Colpitts-Oszillator eines 68HC912D60A ist so schlapp, daß er mehrere
Millisekunden braucht. Aber der uC rennt schon bei kleinsten Amplituden los
und stürzt dann gerne mal ab, wenn das Rauschen schneller war als der maximal
mögliche Bustakt.
> Gibt es auch schlechte Microcontrollerfamilien ?
Zumindest Motorola's 6803, dem ST62 von ST und Infineon's C166 sagt man das
nach.
> Warum gibt es eigentlich keine Mikrocontroller mit ebenso hohen Taktfrequenzen
Weil die Entwickler von solchem Kleinkram wie Mikrocontrollern alles Deppen
sind, noch heute auf dem Stand (von Intel & Co.) von 1985. Sicher wäre ein
schnellerer uC teurer, aber sicher nicht so teuer wie ein Pentium. Eigentlich
bietet sich ein uC geradezu an, um mit hoher Taktfrequenz zu arbeiten,
schliesslich bleiben alle hochfrequenten Leitungen auf dem Chip und müssen
nicht herausgeführt werden. Intel baut auch kleine Gigahertz-uC um ihre
Fertigungstechnik zu testen, verkauft sie aber nie. Die leistungsfähigsten
sind die DSPs: Analog Blackfin (600MHz), TI C55X (500MHz), Intel XScale/ARM
(400MHz), Toshiba TMPR495x (400MHz) aber es gibt nichts schnelles kleines,
selbst ein XMOS XCore (32 cores, 125MHz) ist BGA. Handlich ist einzig ein
Teensy 4.0 Board mit NXP iMXRT1062 ARM Cortex M7 bei 600MHz. Der NXP i.MX
RT1170 erreicht 1GHz, mit 400MHz Coprozessor und Graphikchip ist er aber
eher kein uC mehr.
Ebenso gibt es praktisch keine uC mit ausreichend RAM, weil die Hersteller es
schon seit zig Jahren nicht in den Griff bekommen, dynamisches RAM und
Flash-EEPROM auf denselben Chip zu packen, und zu geizig sind, ausreichend
viele statische RAM Zellen dazuzulayouten. Der Philips LPC2106 hat zum 60MHz
ARM7 wenigstens 128kFlash und 64kRAM und 32 I/O-Pins, leider hat sich Philips
bei seiner XA-Architektur als nicht besonders zuverlässig herausgestellt. Der
NXP iMXRT1062 des Teensy 4.0 bietet 1MB RAM und 2MB Flash.
Klassisch sind Marketing-Aussagen wie solche von Siemens (heute Infineon):
Keiner brauche angeblich uC mit Flash, sagten die, es wäre total unsinnig und
daher würde Siemens auch keine herstellen. Bis zu dem Tage, als auch Siemens
Flash produzieren konnte (weil die Technologie teuer von ST eingekauft wurde,
die Fertigung dort hin ausgelagert wurde). Seit dem ist Flash plötzlich die
beste Erfindung seit dem Rad.
> Was ist ein DSP ?
Ein Digitaler Signal Prozessor, das ist ein Microprozessor der möglichst
schnell gewisse mathematische Operationen (vor allem Fouriertransformationen)
ausführen kann. Früher gab es einzelne Prozessoren, heute eher 'Controller'
bei denen Peripherie mit integriert ist, die in bestimmten Anwendungen, wie
Handys, benötigt wird. Billige Evaluationboards bei http://www.ti.com/, nette
Prozessoren bei http://www.mot.com/ (siehe auch F.30.1. Audioeffektgeräte).
Eventuell hat jemand hierfür eine Anwendung (Boards mit bis 100MHz per FPGA
realisiertem uC mit fast 1MB Flash/RAM, viel Peripherie und C-Compiler):
Ähnlich dem Propeller gibt es für Inmos Transputer-Fans von XMOS einen
concurrent optimierten Prozessor mit eigener Programmiersprache namens XC:
Kein Chip ist wirklich sicher, viele werden für 300 US$ in China ausgelesen:
Die AVRs von http://www.microchip.com/ (Atmel) gehören derzeit wohl zu den
interessantesten Microcontrollern für Hobbyanwendungen. Entwickelt 1996 von
Alf Egil Bogen und Vegard Wollan (Alf Vegard RISC) bietet sie heute eine
sehr umfangreiche Serie von Winzigchips (ATTiny) mit A/D-Wandler (ATtiny15)
bis hin zum 128kByte fassenden ATMega103. Allerdings sind die älteren AVR's
(AT90) sehr EMV empfindlich (der Chip selbst fängt sich die Störungen ein,
also hilft auch bestes Leiterplattenlayout nicht), bei den neueren (ATTiny,
ATMega) hat man nachgebessert. Beim einigen ATMega8 sind AVCC und VCC
intern fehlerhafterweise über einige Ohm verbunden, das ist in der
Beispielschaltung mit 10uH/100nF kein Problem, kann aber ein Problem werden
wenn man davon abweicht. Der AT90USB1287 hat schon eingebautes USB.
Allerdings sind AVR keine Stromsparer, auch nicht mit dem beworbenen
PicoPower. Ein XMEGA A4U kann 12 bit bis zu Msps wandeln. Hier hast
du ein bischen was zum AVR:
Leider sind verschiedene Versionen (4 und 5) so inkompatibel, daß gerade
Anfämger Probleme haben, ältere Projekte auf neueren AVR Studios zu
benutzen. Seit Version 4.19 erkennt AVR Studio ein installiertes WinAVR
nicht mehr automatisch, sondern will den AVR Toolchain von Atmel sehen.
Viele Treiber, z. B. vom USB AVR Lab, zicken unter 64 bit Windows rum.
Insgesamt hat die Anfängerfreundlichkeit stark gelitten, was zu einem guten
Teil auch auf von Microsoft in Win7 programmierte Inkompatibilitäten
zurückzuführen ist. Nehmt Windows XP, damit funktionieren die meisten im Web
stehenden Beschreibungen.
Aktuell weit verbreitet sind die auf AVRs basierenden Arduino Boards, die
von der Arduino-Software über USB programmiert werden können, wenn man den zum
Chip (FTDI, CH340) passenden Treiber installiert, was die Arduino-Software
nicht von alleine richtig macht. Auch ist in der Arduino Uno Platine selbst bei
R3 ein Bug in der RESET-Leitung, der manchmal zum Aufhängen der Verbindung mit
dem PC führt: https://www.mikrocontroller.net/topic/536265 . Damit DTR zu RESET
führen kann, sollte man aber eher eine Schottky-Diode von DTR nach Masse legen.
Der AVR hat alle I/O herausgeführt und ist betriebsbereit. Die Software ist
aber einfach, Debuggen kann man beispielsweise nicht. Das Atmel-Studio
behauptet, auch Arduino-Sketche erstellen zu können, ist aber hakelig (z. B.
muss man die benötigten Libraries auswählen). Programme schreiben kannst du
auch in C mit z. B. AVR-Studio. Das übertragen der Programme (*.hex) geht
dann einfach über USB mit dem XLoader https://github.com/xinabox/xLoader .
Da ist dann kein zusätzlicher Programmer notwendig.
Der übliche Programmierstecker für AVR sieht so aus:
Benutze den untersten GND Pin, die anderen sind unter Umständen nicht
oder anders belegt; Z.B. bei Pollin AVR EVAL Board 2.0.1 Pin 4 n.c.
Bei externem Takt hägt es von der Frequenz ab, ob man an XTAL1 oder XTAL2
einspeisen soll.
Arduinos haben einen Bootloader der direkt mit USB spricht. Leider läd die
Installation ab Vista den Treiber nicht mehr selbsttätig sondern belässt ein
unbekanntes Geräts im Gerätemanager
1. Start (Windowssymbol)
2. Systemsteuerung
3. System und Sicherheit und dann auf Gerätemanager
4. Rechtsklick auf das Unbekannte Gerät und auf Treiber aktualisieren(installieren)
5. Auf dem Computer nach Treibersoftware suchen
6. Aus einer Liste von Gerätetreibern auf dem Computer auswählen
7. Datenträger... (Button unten rechts)
8. Durchsuchen und zum Treiber navigieren (arduino-1.0.1-windows\arduino-1.0.1\drivers)
9. Fertig
Arduinos kann man recht einfach in "nacktem" C programmieren. Dabei muß
man noch nicht mal auf den Komfort der Arduino-Umgebung verzichten
(Komfort wie: Bootloader-Unterstützung, semiautomatische Konfiguration
anhand der Board-bezeichnung etc.). Für Linux gibt es dafür das Package
"arduino-mk". Dann kann man mit einem sehr simplen Makefile seine
eigenen Programme für jedes Arduino-Board übersetzen lassen.
z. B. für das Blink-Demo und Arduino nano sieht das so aus:
#include
void init_io(void)
{
// 1 = output, 0 = input
DDRB = 0b00100000; // PB5=D13 is output
DDRC = 0; // inputs
DDRD = 0; // inputs
// turn on pullups on all inputs
PORTB = 0b11011111;
PORTC = 0xFF;
PORTD = 0xFF;
}
int main(void)
{
init_io();
while (1)
{
PORTB |= 0b00100000;
_delay_ms(100);
PORTB &= ~(0b00100000);
_delay_ms(900);
}
return 0;
}
# build a naked project
NO_CORE = Yes
BOARD_TAG = nano328
MCU = atmega328p
HEX_MAXIMUM_SIZE = 30720
F_CPU = 16000000L
# upload via arduino bootloader
AVRDUDE_ARD_PROGRAMMER = arduino
AVRDUDE_ARD_BAUDRATE = 57600
include /usr/share/arduino/Arduino.mk
Weiteres bei https://forum.arduino.cc/
Gute Einführung in: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Arduino/
Oft wird auch gefragt wie man eine Binärzahl in eine Dezimalziffernfolge
verwandelt, hier für 32 bit long in ASCII als l2a:
void l2a(uint32_t zahl, char *s) // l -> zu wandelnde Zahl, *s -> Ergebnis
{
register uint8_t t; // i -> tab-index
register uint32_t temp; // für schnellere Ausführung
register char j; // j -> aktuelle Ziffer
uint32_t *tabptr=tab;
if( zahl & 0x80000000UL ) // weglassen wenn zahl unsigned, dann 4000000000 in Tabelle ergänzen und t auf 4 initialisieren
{
zahl = -zahl;
*s++ = '-'; // Vorzeichen für negativ ausgeben
}
t = 2;
while ( *tabptr > zahl ) // Vornullen entfernen, entfällt wenn Nullen gedruckt werden sollen
{
tabptr++;
t >>= 1;
if(!t) t=8;
}
j = '0'; // Start = Ziffer '0'
while(1)
{
temp=*tabptr++;
if ( zahl >= temp ) // nicht subtrahieren und <0 damit zahl auch unsigned sein könnte
{
j+=t;
zahl-=temp;
}
t >>= 1;
if ( !t ) // Stellenwechsel
{
*s++ = j; // Ziffer ablegen
j = '0';
if(!*tabptr) break;
t = 8;
}
}
*s++=j+(uint8_t)zahl; // letzte Stelle immer ausgeben
*s = '\0'; // string abschliessen
}
und richtig, du kannst sie alle mit einem selbstgebastelten Kabel (5 Leitungen)
vom Parallelport des PC aus programmieren. Software brauchst du nicht selber zu
schreiben, avrdude.exe, PonyProg, AVR.EXE und andere gibt's gratis.
Wenn du mit einem STK200 Kabel den ATmega mit Atmel's Software programmieren
willst, und eine Meldung bekommst, das du das 'Value added pack dongle'
brauchst, löte einen Draht von Pin 2 zu Pin 12 des Druckerports, damit die
Software dein Kabel als STK200+ Kabel akzeptiert. Achtung: Bei einigen ATmega
sind die Pins MISO, MOSI für die ISP-Programmierung nicht identisch mit der
Pinbelegung am Anfang des Datenblattes ! Auf jeden Fall unter Serial
Downloading im Datenblatt nachsehen welche Pins für die ISP-Programmierung
verwendet werden. Unter Linux tut's uisp am AN910-Programmer. Verfuste AVR
kann man mit dem STK500 und anderen high voltage Programmieren retten, also
ist das SKT500 auch gleich zu Anfang keine blöde Idee.
Leider gibt es über eBay, AliExpress und Amazon Boards mit Fake-Chips die
unter dem Namen ATMega verkauft werden, aber nicht 100% so funktionieren.
Eine Fehlersuche bei solcher defekten Hardware ist aussichtslos, also schickt
Fälschungen bitte zurück und gebt eine negative Bewertung.
Seit 64 bit Windows funktionieren die meisten Parallelport-Programmer nicht
mehr, und mit USB->RS232 Adaptern funktionieren die seriellen bit bang
Programmer meistens nicht. Eine Lösung unter Win7-64 mit dem Pollin AVR 2.0.1
Board (PonySer kompatibel) ist AVRDude aus WinAVR\bin über eine echte
serielle Schnittstelle. Um filename.hex über COM1 in einen ATmega8 (m8) zu
bekommen und mit internem 1MHz RC-Oszillator laufen zu lassen reicht das
Kommando:
und in Atmel Studio unter Tools als Custom Programming Tool eintragen mit:
Hat man den AVR mit einem 32kHz Uhrenquartz ausgestattet oder intern den
Vorteiler clock_prescale_set(clock_div_256) auf langsam gestellt, muss auch
avrdude langsamer gestellt werden, mit der Option -B250 oder -i100 je nach
Programmiergerät.
In Atmel Studio inline Assembler code schreiben
Will man aus Atmel Studio heraus einen Arduino programmieren, geht das so:
Aus leeren ATMega328P einen Arduino machen geht über avrdude (hier am Pollin
AVR Evaluation Board 2.0.1 über die serielle Schnittstelle) so:
Andere fuses lassen sich bestimmen mit
Dabei werden efuse Werte mit allen 8 bits geliefert, auch wenn der spezielle
AVR weniger enthält und die fehlenden fuses als 0 zurückgelesen werden was
einen compare-Fehler ergibt. Programmiere dann einfach nur die vorhandenen
bits (statt 0xFE z.B. dann 0x06 wenn nur bit 0 bis bit 2 vorhanden sind) um
den compare-Fehler zu vermeiden. Es geht nichts kaputt, man verfust nichts.
Ein USB-zu-SPI-Kabel mit FTDI C232HM funktioniert mit einer alten Version von
avrdude:
Wer Daten von Arduino Leonardo oder Micro in seriellem Terminal wie PuTTY oder
Termite anzeigen will, muss Hardware Flow Control (DSR/DTR) aktivieren. Die
Baudrate darf alles sein ausser 1200 (RESET) da die Verbindung rein virtuell
ist. Bei anderen Arduinos gilt 9600 baud default.
Der ATTiny13a lässt sich mit nur 2 Leitungen und RESET programmieren, so daß
man keine spezielle Hardware braucht, sondern von einer Soundkarte aus die
Programme auf den Chip übertragen kann:
Von: Christain S. 11.2.2018:
Debug Meldungen ins Debug Fenster des Atmel Studios zu bekommen geht im
Simulator oder bei einem per JTAG ode DebugWire angechlossenen uC einfach:
https://www.mikrocontroller.net/topic/445097
Im Prinzip wird also an der Stelle, an der die Debug-Meldung erscheinen soll,
ein Breakpoint gesetzt, der den Wert des Debug-String-Buffers ins
Meldungsfenster übernimmt. Dann muss man nur noch mit FDEV_SETUP_STREAM
Andere kostenlose Compiler:
> Was ist der Unterschied zwischen dem AT90S1200 und dem AT90S1200A ?
Beim A-Typ ist der RC-Oszillator statt dem Quartzoszillator voreingestellt.
Das ist nützlich, wenn man den Atmel seriell programmiert, da man dabei nicht
die Oszillatorart verstellen kann. Allerdings sollte man anstelle des AT90S1200
sowieso lieber den AT90S2313 kaufen, da ist mehr drin zu fast demselben Preis.
Dann hat man das Oszillator-Umschaltungsproblem nämlich nicht.
Der AT90S1200 hat auch noch einen anderen unangenehmen Effekt: Er lässt sich
nur beim Einschalten durch RESET auf low in den Programmiermodus schalten,
ein erneutes Einschalten des Programmiermodus ist ohne Abklemmen der
Versorgungsspannung nicht möglich. Da der Programmieralgorithmus auch noch
unterschiedlich zu den anderen AVRs ist, kann man anhand der ID auch nicht
herausfinden, um welchen uC es geht. Aber avrdude beherrscht den 1200er.
> Das Problem ist, dass uisp den Prozessor mal erkennt (eher selten) und mal
> Wie muss ich beim AVR die Fuses beim Programmieren richtig setzen ?
Von: Gnoomy
Hat sich gerade erledigt, ich hab mal so probeweise einen 100nF Kondensator
zwischen VCC und GND gehängt und jetzt tuts.
> woran könnte es liegen, das der interne RC-Oszillator vom AT90S2343
Von: Christoph Brudy
Ich hab' hier ein Errata Sheet zum AT90S2343, dort steht ungefähr folgendes:
"Wenn VCC beim Einschalten kurzzeitig negativ wird, kann es sein, dass das
RCEN-Bit irrtümlich als nicht gesetzt angesehen wird". Ansonsten scheint der
AT90S2343 auch gegen zu langsames Ansteigen der Betriebsspannung allergisch
zu sein. So wie bei den ATmega161 errata: "At certain frequencies and
voltages ... may fail." Auf deutsch: "Wir haben keine Ahnung, was wir da
verramscht haben, aber manchmal geht es halt doch" ;-(
> Kann man den Flash Code auf einen bestimmten AVR funktionseinschränken ?
Viele AVR besitzen einen RC Oszillator mit einem nicht veränderbaren RC
calibration Wert. Diesen Wert kann die Software lesen und mit einem festen
Wert vergleichen oder als Decryption-Key verwenden. Damit ist das flash-Image
nicht für jedes Exemplar des AVR brauchbar, weil andere AVR andere calibration
Werte von Atmel einprogrammiert bekamen.
> AVR ALE tot ?
Von: Jesper Hansen
Die Latch-Pulse auf ALE sind SEHR kurz, ca. 30ns bei 8MHz. Zugriffe auf
internes SRAM erzeugen ebenfalls 1-20ns kurze Pulse auf ALE (siehe Seite
53 "Interface to External SRAM" und die Abbildungen 43 und 44 im
AT90S8515 Datenblatt). Der 74HC573 und ähnliche Latches sind kritisch,
manche funktionieren und andere nicht. Ein 100pF Kondensator zwischen
Enable und GND kann helfen.
Von: Jan-Hinnerk Reichert
Das externe RAM-Interface des AT90S8515 hat einige Merkwürdigkeiten.
Zunächst ist die RD-Pulsweite sehr viel kleiner als die WR-Pulsweite. Hier
kann das Einschalten von Waitstates Abhilfe schaffen.
Das weitaus größere Problem ist aber, daß es beim Schreibzugriff keine
garantierte Dataholdtime gibt, d.h. der Datenbus wird gleichzeitig mit /WR
zurückgesetzt. Viele Peripherie-Chips brauchen aber die Daten noch einige
ns. Oft bewegt sich das ganze im Grenzbereich, so daß das Schreiben
manchmal oder fast immer funktioniert. Auch unscheinbare Änderungen in der
Schaltung können so plötzlich zu Fehlern führen (geringfügige Verzögerung
von Signalen durch parazitäre C).
Waitstates können hier *keine* Abhilfe schaffen!
Ich habe in einem Fall durch Längswiderstände (150 Ohm) auf dem Datenbus,
eine ausreichende Verzögerung erreichen können. Möchte das aber nicht
unbedingt weiterempfehlen, da sich die Verzögerung eines RC-Glieds mit
unbestimmtem C schlecht ausrechnen läßt ;-)
IMHO sollte man für Projekte mit externem RAM, den ATmega161 (bzw. den
Nachfolger ATmega162). Der ATmega161 hat ein deutlich überarbeitetes
SRAM-Interface und auch sonst ein paar nette Features mehr (BOR und
Bootloader sollen fehlerhaft sein)
> Gibt es AVRs für niedrige Betriebsspannung so wie die PIC16Lxxx ?
ATTiny43U ab 0,7V, ATtiny12V, ATtiny28V ab 1,8V, die L-Typen laufen ab 2.7V,
und Silabs hat C8051F90..93 die ab 0.9V per internen DC/DC-Wandler laufen,
OKI ML610Q läuft ab 1.1V aber 0.5uA in Halt, Texas Instruments MSP430L092
von 0.9V bis 1.65V aber 3uA in Halt. Holtek: HT6xF0xM (int. DC/DC) Semtech:
XE8801/02/05 selber Core wie die von EM Micro, AT32UC3 als imo bessere
Alternative zu den STM32L. Für höhere zu schaltende Spannung (VFD schalten)
gibt es den HT48R065V (end of life).
> Gibt es auch AVR kompatible Prozessoren von anderen Herstellern ?
Siehe LGT8F88A, LGT8F48D, LGT8F88D, LGT8F168D, LGT8F328D, MD-328D, die sind
zumindest so kompatibel, daß per GCC für kompilierter AVR code läuft.
> Passende RESET-Controller ?
MC34064-5 (4.6V), TL7757 (4.55V), MC34164-xx (4.3V,2.7V), TS831-5 (4.33V),
KA75330 (3.3V Fairchild TO92) MC33464-xxATZ (0.9V, 2.0V, 2.7V, 3.0V, 4.5V),
ICL7665(A/B), MN138x1 (2-4.9V https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Panasonic%20Semiconductors%20ICs%20PDFs/MN1380%20Series_discon.pdf), MAX809/917/918/637x/6806, TL7702/7705,
S1009N46 (270nA, sii-ic.com) STM1810/1811/1815/1816 (SOT23 4uA 4.62V 4.37V
3.06V 2.88V 2.55V)
> Werden ICs auch mal schlechter ?
http://img.digikey.com/Retractions/WC154601%20-%20PCN-12-23-2015.pdf
So bald man sich per WiFi mit dem Internet verbinden will, eignet sich der
ESP8266 sehr gut, er besteht aus einem Mikroprozessor mit eingebautem WLAN
Modul und es gibt viele vorgefertigte Platinen, aber die wenigsten haben CE
konforme R&TTE Prüfdokumente
Genau so einfach programmierbar wie die Arduinos, reicht die geringe
Rechenleistung und Anschlussanzahl doch für viele Projekte aus, und der
Strombedarf ist in Modulen ohne LED und Spannungsregler bis auf 10uA
absenkbar im deep sleep bei dem jedoch alle I/O Pins in high-Z gehen,
allerdings verträgt so ein Modul nicht den Spannungsbereich einer LiIon
Zelle von 2.5 bis 4.2V sondern nur 3.0 bis 3.3V. Dafür sind die GPIO beim
ESP8266 und ESP32 5V tolerant (Z-Diode nach Masse, open drain mit pull up
nach +5V möglich) laut Teo Swee Ann (CEO von Expressiv) ziehen und liefern
aber bis 3uA je nach Spannungspegel, sind also nicht so hochohmig.
Man verbinde besser RESET und RXD jeweils über 2k2 mit VCC sonst lässt sich
der ESP8266 leicht stören. Der ESP8285 ist ein 8266 mit integriertem Flash,
der ESP32 ein leistungsfähigerer Nachfolger des ESP8266, aber ältere Firmware
lässt sich durch manche Router stören:
Allerdings ist die Firmware im ESP8266 nur als binary verfügbar und erfüllt
damit die RED Forderung daß WLAN Software nicht veränderbar sein darf,
während die vom ESP32 open source und damit änderbar ist, wodurch mit den
Modulen aufgebaute Geräte keine CE Zulassung bekommen. Ähnlich und für manche
Projekte besser, aber nicht durch die Arduino Plattform unterstützt, sind:
Von: MaWin 17.7.2000
Die PICs von http://www.microchip.com/ sind vor den Atmels erschienen und
werden daher oft genannt. Allerdings sind nur die F Modelle (PICxxFxxx)
elektrisch reprogrammierbar und damit basteltauglich. Die C Modelle (PICxxCxxx)
sind im Plastikgehäuse nur ein mal programmierbar (OTP) und nur im teuren JW
Gehäuse mit Quartzfenster mit UV-Licht löschbar (siehe F.7.5.) zum erneuten
programmieren. Microchip hat sehr gute Application Notes, auch für Atmel
Benutzer lesenswert, und die A/D-Wandler sind schneller, die Zähler lassen
sich (zumindest beim PIC16F628) mit bis zu 50MHz takten während sie beim AVR
nur bis 1/4 der CPU (Timer2) bzw. fclk_IO (andere) zählen. Manche modernen
PIC können auch mehr als 20mA am Ausgang liefern, für LED Anzeige 100mA
bringt PIC16F1764 (HT45F4630 von Holtek hat 2 I/O Pins bis 12V/450mA peak ist
aber kein PIC und Cortex M0 Prozessoren SN32F7xx mit 32k-128k 1.8-5.5V LCD
8x36 mit 1/3 Bias 24-80 Pin von Sonix, auch deren 8051 basierende SN8F können
100mA bei bis 1.5V Verlust an manchen, oft open drain, Ausgängen, aber kein
Source), 2*50mA+9*25mA mit nicht-überlappender
2-phasen PWM und 9 bit DAC bringt der 14-polige PIC16F753, der PIC16HV753
zusätzlich einen TL431 ähnlichen 5V shunt-Regler. Scenix SX18 sind PIC12,
aber die beworbenen 100Mhz erreichen sie nicht, eher 50Mhz. Dafür ist die
Architektur (W-Register und die Aufteilung des RAMs in mehrere 'banks')
grausam. Sie wurde 1975 von General Instruments als PIC1650 'Programmable
Intelligent Controller' entworfen, ist also sogar älter als der 8051, und
man merkt das.
Diese Links führen dich erstmal weiter, allerdings machen viele der primitiven
Programmierschaltungen Probleme, weil sie nicht auf deinem Rechner laufen,
nicht deinen PIC programmieren, irgendwelche Bits falsch setzen, gar die erste
Stelle des EEPROM zerstören, Fehlermeldungen liefern obwohl keine Fehler
aufgetreten sind, etc. pp. Leider habe ich keinen Link auf einen frei
erhältlichen Programmer, der auch unter Windows NT, auch auf 2GHz-Prozessoren,
auch mit dem PIC16F84A, etc. zuverlässig läuft.
Microchips eigener Programmer PICStart+ bis Version -R4 muss zum Brennen
neuerer PICs geupdatet werden, wozu man erst einen teuren PIC17C44JW-25
kaufen muss und zwingend MPLAB IDE V5.7.x statt V6 benötigt. Ganz neue
PICs sind damit dennoch nicht programmierbar. Bei Version -R5 bis -R19
braucht man einen PIC18F6720, den man aber noch nirgends bekommt, und
benötigt MPLAB IDE ab v6.40 . Erst ab Version -R20 ist der updatefähige
PIC18F6720 schon drin.
Ähnlich dem Arduino gibt es den Pinguino für PICs mit Programmierbarkeit über
USB und ähnlicher C Sprache. http://www.pinguino.cc/
Microchip hat inzwischen viele zueinander inkompatible Serien, bis hin zu
DSP digital signal prozessoren wie dsPIC33MC502, deren Entwicklungsumgebung
aber nervig ist und der Debugger schnarchlangsam, dafür haben sie gute
Timer, was z. B. 3-Phasen Umrichter programmierbar macht.
Das Problem der 13V in-circuit-Programmierspannung bei den 16F84 ist mit der
16F87x-Reihe beseitigt, die von der Austattung her den 17ern ähnlich sind.
> Kann man den in alten Bauanleitungen angegebenen PIC16C84 durch den
Im Prinzip ja. Der 16F84 hat doppelt so viel RAM (daher geht's umgekehrt nicht
immer) und man muss das ConfigBit PWRTE invertiert programmieren (das kann
man aber an Programmiersoftware, die nur den 16C84 kennt, meist einstellen).
Im Datenblatt zum PIC16F84A 35007a.pdf gibt es ein ganzes Kapitel mit den
Unterschieden der Prozessoren.
> Warum ist der Quartz an meinem PIC16F84(A) kaputt ?
Er muss nicht kaputt sein, der PIC hat einen schlechter Oszillator. Oftmals
hilft 1 MOhm parallel zum Quartz, bei industrieller Fertigung ist dessen
Bestückung immer empfehlenswert.
> Lässt sich ein PIC16F84A mit Programmern für den PIC16F84 brennen ?
Im Prinzip ja. Allerdings will der A-Typ recht genau 13V an MCLR als
Schaltspannung sehen, viele Primitivprogrammierschaltungen verwenden dort
nur 9V. Also mal nachmessen. Siehe auch DS30189D.PDF von Microchip.
> Warum läuft mein PIC16C711 nicht mit dem Quartz, der am PIC16C71 geht ?
Es scheint Typen zu geben, deren Vorwärtsleitwert < 100uS statt 450uS ist.
> Warum funktioniert PortA von meinem PIC16F628 nicht wie vorgesehen ?
Es scheint Probleme mit diesem Chip und TRISA zu geben, das sich von selbst
verstellt, siehe d.s.e Message-ID 3F17CA22.8060202@alpha.pl
> Warum funktioniert mein PIC16F648A beim EEPROM-Programmieren nicht ?
Siehe Errata 80151e.pdf "Unexpected program execution may occur during
data EEPROM write cycles" in PIC16F648A Silicon revision A1.
> Warum kann ich aus meinem PIC16C5..JW auch nach dem Löschen nur
Alle CP0 und CP1 protection bits auf 1 gesetzt ?
Etwas Rummel ist derweil um die billigen Prozessoren von Padauk und Puolop,
wobei auch HolyChip mit unter 10ct mitmischen will, z.B. mit SQ013L .
Sie ähneln den PIC, kostet aber nur cents und enthalten dafür kaum Periperie,
was aber nicht so schlimm ist weil man die mit vorgefertigten Funktionsblöcken
emulieren kann. Interessant ist vor allem der PFS173-S20 wegen flash statt
OPT, LCD und A/D im SO20 und wenn die Endanwendung nicht alle Pins braucht
auch SO16/DIP16, SOP14, MSOP10, SOP8 oder SOT23-6, man sieht also wie klein
der Siliziumkristall sein muss, leider nicht bei Reichelt und nicht mal bei
LCSC zu bekommen. Aber auch OTP Varianten sind vertretbar, wenn der Chip nur
3ct kostet kauft man halt 100.
Von unglaublich vielen Herstellern werden uC hergestellt, deren Kern (und
damit Assemblersprache) kompatibel zum alten 8051er von http://www.intel.com/
ist, auch als IP-Core für FPGAs, so dass sich viele Leute schon mit der
Architektur auskennen und viele Beispiele existieren.
Schon http://www.atmel.com/ hat eine ganze Palette vom kleinen AT89C2051
über AT89C51/53, der auch mit externem Speicher erweitert werden kann,
und den T89C51CC01 von Atmel/Temic mit 32k Flash, 2k EEPROM, 8*10bit 4,
CAN Bus (der T89C51RD2 vergisst jedoch ohne Reset-Controller manchmal den
Inhalt des Programmspeichers) bis 66 MHz. http://www.sinowealth.com/ hat
neben mit A/D und RC Takt und 7*80mA Ausgängen erweiterten 2051/4051 auch
beispielsweise den SH79F3212 mit 13 x 12 bit A/D, 1% genauem RC Takt, 8 x
Touch-Key, 7 x 100mA Ports und I/Os mit wählbar 75/100/150/300 Ohm für
10,20,30,40 mA LED Strom in SOP20/SOP28.
https://www.silabs.com/ bietet 14-bit 1MSPS A/D oder 16*12bit A/D 4*12bit
D/A, 64 I/O und 64k Flash+4k RAM oder den C8051F4 mit 100MHz, C8051F911 mit
DC/DC Wandler läuft ab 0.9V bei sleep Strombedarf von 9nA, ist aber EOL.
http://www.analog.com/ hat den ADUC824/834 mit 24bit A/D, 3 x 16 bit A/D,
12 bit D/A, PWM und 62k Flash, 4k EEPROM, 2k RAM und http://www.infineon.de/
(Siemens) hat den (veralteten) 80C537 und C5xx, und http://www.dalsemi.com/
(Maxim) deie 33MHz schnellen DS89Cxxx, Tezzaron den TSCR8051L bis 200MHz,
https://www.dcd.pl/product/dq80251/ einen schnellen ASIC core,
und http://www.ti.com/ den TUSB3210 mit USB Interface (miese Doku, kein
Herstellersupport), Cypress EZ-USB (bessere Doku) oder den MSC1210 mit
32k Flash (partitionierbar für Daten und Programm), 1k RAM, 24 Bit ADC mit
PGA und 2 UARTs. Der Philips P89LPC932 hat wohl noch reihenweise
Maskenfehler. Cheng Xin Wei Technologies baut 8051 abgeleitete Flash uC mit
A/D und PWM CX8F2810E CX8P1710C in SO8 und CX8F2811E C8XP1711C in SO14 ohne
weitere Doku.
STC Micro http://www.stcmcu.com/ hat nicht nur nützlich erweiterte 8051 wie
STC15F20x (3.8-5.5V) oder STC15L20x (2.4-3.6V) (205EA kaufen zum Entwicklen),
die sich einfach über Rx/Tx flashen lassen mit der Programmiersoftware
http://www.stcmcudata.com/STCISP/stc-isp-15xx-v6.86L.zip
sondern auch gute Doku http://www.stcmcudata.com/datasheet/stc/STC-AD-PDF/STC12C2052AD-english.pdf
mit vielen Beispielen und seit dem Keil-C kostenlos ist leicht nachvollziehbar
und die USB fähigen STC8F2Kxx, STC8A4Kxx, aber man sollte chinesisch können.
Die STC12xxx brauchen leider ein Programmiergerät. Der STC8G1K08T in DIP20
kann 16 LED Multiplexleitungen treiben.
Bis 300 GradC arbeiten HT83C51 im Keramikgehäuse von
https://aerospace.honeywell.com/en/products/navigation-and-sensors/high-temperature-microelectronics
(dazu Bauteile von http://www.cissoid.com/ ) und einiges bis 220 GradC von
Texas Instruments 8-fach 24-Bit ADC http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1278-ht.pdf
Spannungsreferenz http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ref5025-ht.pdf
3.5W Schaltregler-Spannungswandler Cissoid Fuji von -55 bis +225 GradC,
C28xE DSP http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/sm320f2812-ht.pdf , bis
200 GradC der JFET-OpAmp I-6H001 und I-6H005 12bit A/D von Interfet,
ARM7TDMI mit 60 MHz http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/sm470r1b1m-ht.pdf
auch der digitale Temperatursensor LM95172, und bis 12V auch an den
Eingängen/Ausgängen arbeiten Micronas HVC22xyA HVC24xyA und Infineon
TLE7810G und Holteks HT66F2730 hat einen Spannungsregler drin. Linear
Technologies hat X Grade ICs bis 200 GradC, ZTX653/ZTX753 LowSat
Transistoren gehen bis 200 GradC trotz E-Line Gehäuse, LT8610AX, LT582X,
LT581X, LT580X, LT1007X. Atmel ATmega/ATtiny Grade O geht bis 150 GradC,
Grade 1 bis 125 GradC, Grade 2 bis 105 GradC. DSPIC33FJxxxGPxxxA arbeitet bis
140 GradC mit eingeschränkten Leistungsdaten. Intersil liefert radiation
hardened CMOS und viele Chips für 'harsh environment'.
Bauteile mit Space Rating von Texas Instruments:
Auf den ersten Blick ein Nachteil der 8051 sind die I/O-Pins, die immer als
Eingang mit pull up geschaltet sind und nur gegen Masse gezogen werden um
ein LOW auszugeben. Damit funktioniert
Beim 87C51 - einem 8051-Derivat mit Bus für externen ROM/RAM - kann man
Code aus dem RAM ausführen, in dem man PS (Programmstrobe) mit RD verknüpft.
Zum simplen Programmieren von AT89C2051/4051 gibt es BlowIt und Prog2051,
wenn man noch einen PC mit richtigem seriellen RS232 oder parallelem LPT Port
hat.
Die grösseren AT89C sind nur parallel so wie Intel's 8751 zu programmieren.
Die AT89S hingegen lassen sich besonders einfach mit AVR ISP über 5 Leitungen
vom Parallelport eines PC programmieren
aber:
"Experiments using AT89S devices have shown that if the user code writes to
any of the ISP I/O pins (MOSI, MISO, SCK) within approximately 500ms of the
user code coming out of RESET condition, any subsequent serial programming
operation fails. The problem is then that the only way to re-program the
device successfully is to physically remove it from the target board and
erase it in a parallel programmer. Make sure that the user code does not
access any of the ISP I/O pins within 500ms of coming out of RESET condition"
Auch zieht der AT89 manche Pins von Port0 auf low während er in RESET ist,
nicht nur MISO kann also ein Problem sein.
Man braucht einen anderen Adapter, um mit der Atmel "ISP89 Software" über
den LPT Parallelport zu programmieren. Damit kann man dann den AT89S8253,
sowie auch die neuen kleinen MCs AT89S4051 und AT89S2051 und weitere Typen
der 89S / 89LS / 89LP -Serie programmieren.
Dabei handelt es sich um einen JTAG-Adapter. Man braucht nur die Signale
neu zuzuordnen. TCK=SCK TDO=MISO TMS=RST TDI=MOSI (An manchen LPT-Ports
könnte es mit den 100R-Serien-Widerständen Probleme geben, dann ggf. auf
47R verringern.).
Der Adapter lässt sich noch stark abrüsten, entspricht im wesentlichen dem
gängigen AVR ISP-Adapter, nur mit anderer Belegung der Steckverbinder.
Bei den T89C von Atmel erfolgt die Programmierung über die serielle
Schnittstelle, ebenso wie bei vielen von Philips. https://www.silabs.com/
verkauft $99 billige Development Toolkits. Die anderen genannten Chips
erfordern meist eine aufwändigere Programmierschaltung. GnuC gibt es leider
nicht, aber Keil und SDCC. Von einigen Herstellern gibt es Erweiterungen
des 8051 Kern um mehr als 1 dptr, oder die Möglichkeit per DMA auf xdata
zuzugreifen. Leider beherrschen beide Compiler das nicht und kennen nur den
generischen 8051, insofern lohnt es sich nicht, die besser ausgestatteten
zu kaufen, man müsste sie von Hand in Assembler programmieren.
> Speist man einen externen Takt an XTAL1 oder XTAL2 ein ?
Es hängt von der Signalqualität ab, ob man den internen Inverter mitbenutzt
oder umgeht:
> Mein AT89S8252 lässt sich seriell (z. B. mit PonyProg) nicht programmieren.
Siehe http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc1486.pdf (89S ISP errata)
> Mein AT89S8252 liefert beim Programmieren immer 0x00, 0x01, 0x02, .. 0xFF, 0x00, 0x01, ...
Dann sind die Lock-Bits (durch einen Programmierversuch mit fehlerhaftem Timing ?
Durch Spannungsversorgungsprobleme ?) gesetzt. Lösche den ganzen Chip.
> Gibt's einen billigen einfachen Reset-Controller für den active high Reset der
DS1833 (TO92), LM810/MAX810 (SOT23), TS836, ICL7665, TL7705 (DIL8),
STM1812/1817 (SOT23 4uA 4.62V 4.37V 3.06V 2.88V 2.55V)
Atmel hat dazu auch eine Application Note: "External Brown-out
Protection for C51 Microcontrollers with Active High Reset Input"
Von: Dieter Petz
Der Keil C51 Compiler in der Version 4.01 ist bestens bekannt mit Falschmeldungen´
jeder Art. Danach die Fehler zu suchen ist meist Zeitverschwendung,
Syntaxfehler werden meist nicht erkannt und die 'lustigsten' Fehlermeldungen
produziert.
Verschiedene C-Compiler verlangen nach unterschiedlicher Syntax, z. B. bei der
Definiton von Interrupt-Routinen:
sdcc: void service_routine(void) interrupt 0 { }
Keil: void interrupt 0 service_runtime(void) { }
Braucht man mehr Rechenleistung, bieten sich die weit verbreiteten 32 bit
Microcontroller auf Basis des ARM Core an
Der ARM ist enthalten in XScale von Intel, StrongARM von DEC, PXA270,
LPC2000 von NXP, AT91 von Atmel, XMC von Infioneon, Cortex von ST und
vielen anderen. Da die meisten für PDAs konstruiert wurden enthalten sie oft
einen integrierten LCD-Controller und sind interessant wenn größere LCDs
anzuschliessen sind. NXP LPC4370 bietet 12 bit A/D mit 80msps, der
Prozessor arbeitet mit 204MHz. Leider ist die CPU schlecht dokumentiert.
Hier ist wohl das Basisdokument:
Zur Programmierung (fast) aller ARM Prozessoren unterschiedlicher Hersteller
gibt es Keil MDK für nicht-kommerzielle Verwendung kostenlos.
Es gibt den extrem sparsamen 8uW EtaCore M3, der bei Versorgungsspannungen
von 0.25V bis 1.2V spannungsabhängig schnell arbeitet. Oder Dialog DA14531
2.0x1.7mm WLCSP ARM Cortex M0 mit BlueTooth LE aber 32k OTP ROM ab 50ct.
BLE mit ARM auch in CC26xx von TI, Silabs EFR, RSL1x von OnSemi, KWxx von
NXP, CSR, Nordic (z.B. der Klassiker nrf51822 oder aktuelle nRF52832 und
nRF52840 aber krude Entwicklungsumgebung), Apollo 3 oder 4 von Ambiq Micro,
ST, Toshiba, Telink etc. und als schickster wohl DA14682 von Dialog Semi,
extrem klein, DC/DC-Wandler intern, LDO´s intern, BTLE5.0 intern, LiIon
Ladefunktion mit Powerpath intern, ultrageringer Stromverbrauch, kann auch
mit einer 3V Knopfzelle betrieben werden.
Die 5V toleranten Eingänge vom STM32 taugen aber nichts, "Input voltage on
five-volt tolerant pin" darf nur von VSS–0.3 bis VDD+4 reichen, also bei
VDD=0V keine 5V betragen sondern maximal 4V. Wer konstruiert so was ?
Als Programmierumgebung vielleicht https://www.embitz.org/
Billig mit deutlich höherer Performance als ein AVR ist der STM32F103C8T6
auf dem chinesischen Blue Pill Board, der aber trotz USB Anschluss nicht
über USB programmierbar ist, sondern im serial upload (z.B. über ein FTDI
USB serial Board). Damit umgeht man zumindest den Ärger mit chinesischen
ST Link V2 Boards, die nur über einen CH340 verfügen. Allerdings werden
viele Boards mit den leicht inkompatiblem HK32F103, CKS32F103, GD32F103,
AIR32F103 oder APM32F103 (inkl. FPU) oder gleich mit defekten Chips
ausgeliefert,
Von: Axel S. 23.01.2020
Die Bluepills waren mal der Geheimtip, wie man leicht und preiswert mit
den STM32 einsteigen konnte.
Aber diese schönen Zeiten sind vorbei. Wenn man jetzt ein Bluepill Board
kauft, kann da alles mögliche drauf sein. Ein Nachbau (wahlweise
funktionierend oder nicht). Oder ein teilweise kaputter Fake. Oder ein
ganz kaputter Fake. Das Produkt ist tot. Und das nicht, weil es nicht zu
dem Preis herzustellen gewesen wäre. Das war es ja. Jahrelang. Sondern
(mutmaßlich) weil ein paar Koksnasen noch mehr Gewinn damit machen
wollten. Direkt von WeAct https://de.aliexpress.com/item/1005004918334754.html
gibt es den BluePill+ nicht ganz kompatibel mit dem ursprünglichen BluePill
und BlackPill. BluePill+ hat eine abweichende Pinbelegung (auch in der
Spannungsversorgung!), eine zusätzliche User-Taste, jedoch keine
BOOT0-Jumper mehr, sondern nur noch einen Taster. Außerdem ist da eine
USB-C-Buchse statt Micro-USB eingelötet.
Da lohnt sich fast ein Selbstbau, leider Henne/Ei Problem:
Mit chinesischem ST Link V2 Mini Emulator STM8 STM32 USB Debugger Programmer
5V 3.3V LED ergibt sich folgender Umstand:
Der ST Link wird von USB erkannt und installiert einen Treiber (oder Virus),
dann aber rejected.
Man muss den ST_LinkV2 Treiber von ST holen (Registrierung) und installieren.
Dann taucht der ST Link V2 beim Einstecken wenigstens als funktionierendes
Gerät auf.
Aber man kann damit noch nicht programmieren, weil die Firmware V2.J16.S2
nicht geht.
Ein Firmware-Upgrade per ST_Link Utility ist fällig auf V2.J34.S7
Nun erkennt der ST_Link den angesteckten (Jumper 0 auf 1) BluePill STM32.
Man kann den STM32duino_bootloader generic_boot20_pc13.bin von
programmieren. Aber des BluePill ARM STM32 STM32F103C8T6 Minimum System
Development Board Module wird beim Einstecken in USB nicht erkannt, weil der
Widerstand auf den meisten chinesischen boards falsch ist. Man muss erst auf
den 10k Widerstand R10 noch 1k8 SMD huckepack löten. Oder sie gehen sowieso
nicht: https://forum.arduino.cc/index.php?topic=265904.45 weil gefälschte
Prozessoren mit der Chargennummer 991KA 93 MYS 807 verbaut wurden.
Das alles hat mit dem einfachen Weg, der den Arduino berühmt gemacht hat, nichts
mehr zu tun, sondern ist sogar komplexer als die Programmierung auf
herkömmliche Art.
Will man fertig funktionierende, kauft man besser BlackPill beim Edelanbieter:
Beliebt bei Hobbyisten sind die Teensy-Boards, die ähnlich verwendbar wie
Arduinos sind, und von denen einige 5V tolerant sind, und das neueste Teensy
4.0 Board mit ARM Cortex M7 NXP iMXRT1062 mit 600MHz, 1MB RAM + 2MB Flash,
2*USB 3*CAN 3*digital audio 3*SPI 3*I2C 7*seriell 40 I/O Pins, 14 analog RTC
endlich mal richtig schnell.
Zumindest der STM32F0 ist aber nicht auslesesicher
Obwohl ARM eine 32 bit Architektur ist, benutzen die STM32 als Peripherie nur
16 bit, gab's wohl billiger, ist nicht elegant. Damit man trotz mangelnder
Dokumentation durchsteigt, liefert ST den CubeMX mit dem man sich die Settings
zusammenklickt. Das verbirgt mehr als daß es hilft, und macht manches auch noch
falsch.
Noch schlimmer ist Infineons XMC4700, der die alte Peripherie vom C167
kopiert, quasi gar nicht dokumentiert und alles hinter dem IDE Dave verbirgt.
Man muss den generierten Code anschauen um für die eigene Entwicklung wichtige
Stellen zu extrahieren.
Angenehmer soll LPC43xx von NXP zu verwenden sein.
Von: MaWin 17.7.2000
Die Bauvorschläge sind meist nur für wenige Typen geeignet, und halten sich
nicht 100% an die Herstellervorschriften. Wer sich was fertiges leisten will,
der ist mit dem MiniPro TL866 (ii plus hat keine 21V mehr wie der alte A)
oder GALEP gut bedient
(beherrscht erst ab Version 4 auch 3.3V Chips und erst ab Version 5 USB)
aber der ist ebenso wie die günstig über eBay erwerbbaren G540, VS4000+,
TOP2013, TOP3000, TOP3100, RT809f, iUP8000 nicht von den Chipherstellern
zertifiziert.
Wenn man sich bei denen wegen nicht-programmierbarer Bausteine beschweren
will (und bei hohen Stückzahlen will man das), kommt also nur ein noch
teureres zertifiziertes Gerät in Frage, z. B. von DataIO.
> PROMs/EPROMs programmieren lassen ?
Kommerzielle Universalprogrammiergeräte enthalten meist hunderte von
Transistoren um die Universal Pin Driver zu realisieren oder Spezial-ICs
die Edge (http://www.semtech.com/) für Fertigungstestanlagen herstellt.
Viel zu teuer oder aufwändig zum Selbstbau. Da man als Hobbyist aber
sowieso nur wenige Chiptypen verwenden wird, und diese in grösserem
zeitlichen Abstand, kann man es sich einfach machen, wenn man GND, VCC
und VPP umsteckt. Alle (40) Pins kommen über ein Kabeljumperpatchfeld oder
ein dickes vorverdrahtetes 84 pin Steckermodul an normale I/O eines
Microcontrollers, der TTL kompatibel ist und zumindest bis 6.5V VCC
toleriert, wie AT89S8252 und AT90S8515 und es werden nur die obigen
Anschlüsse direkt mit per D/A-Wandler (TLC7528) einstellbaren
Spannungsquellen verbunden. Macht 5 Chips (2*AT90S8515, TLC7528, MAX232,
LM358) tutto completti.
Viele EPROMs enthalten eine Signatur: "To activate the ES mode, the
programming equipment must force 11.5V to 12.5V on address line A9 of the
EPROM (über 10k damit nichts kaputt geht). Two identifier bytes may then be
sequenced from the device outputs by toggling address line A0 from VIL to
VIH. All other address lines must be held at VIL during Electronic Signature
mode. Byte 0 (A0=VIL) represents the manufacturer code and byte 1 (A0=VIH)
the device identifier code on outputs Q0 to Q7."
Da Microsofts Firmenpolitik darin besteht, alle Programme auszugrenzen, die
nicht von Microsoft stammen, in dem zunehmend mehr Einschränkungen in den
moderneren Betriebssystemen eingebaut werden, so daß die Programme von
teilweise längst nicht mehr existierenden Fremdanbietern nicht mehr
funktionieren, muss man beispielsweise ispLSI Chips statt mit Direktanschluss
am Parallelport nun mit teurem ispVM programmieren.
Bauvorschläge:
GAL Programmiergeräte zum Selbstbau findet man unter
GALs brauchen auf Grund ihrer internen Struktur (Analogtechnik) unglaublich
viel Strom und reagieren sehr empfindlich auf Latch-Up, also wenn die Spannung
an einem Eingang mal höher ist als die Versorgungsspannung ist (das passiert
z. B. wenn man im Betrieb mal einen entladenen 100nF Kondensator über die
Versorgungsspannungsanschlüsse klemmt oder aus Versehen die Versorgungsspannung
kurzschliesst und Kondensatoren an irgendwelchen Eingängen hängen) und zu viel
Strom von den Eingängen über die Eingangsschutzdioden zum
Versorgungsspannungsanschluss fliesst. Dann zündet intern ein Thyristor,
schliesst VCC und GND kurz und das GAL stirbt an zu hoher
Kurzschlussstromaufnahme. Wenn man Glück hat, ist es nachher 'nur' gelöscht
(inklusive der PES). Viele GAL Anwender schwören auf eine externe zusätzliche
Diode vom EDIT-Eingang (Pin 2, Anode) nach VCC um versehentliches Umschalten
in den Programmiermodus zu verhindern.
> Wie viele Elektronen speichern ein Bit und was ist der Unterschied zwischen NAND und NOR Flash ?
Kommerziell:
Atmels FPSLIC (also AVR und FPGA in einem Gehäuse, leider externes EEPROM
notwendig weil kein Flash drin ist) sind trotz 'Evaluation Kit' für Bastler
ungeeignet, da die donglegeschützte IAR Software >500 Euro pro Jahr kostet.
Grössere Stückzahlen bekommen eh nur gute Atmel-Kunden, also sind sie auch
für Firmen uninteressant. ST fängt auch gerade an, einen uC mit (schlappen)
16 Makrozellen zu erweitern.
Wer nicht unbedingt 5V-Teile braucht, sondern mit 3.3V oder 2.5V auskommt,
findet bei Lattice kostengünstige ispMACH M4A CPLDs, erhältlich bei Reichelt
und Kessler.
APEX20K FPGAs erfordern (entgegen ihrem Datenblatt), das VINT erst mit oder
nach VIO angelegt wird (also Schaltregler für VINT an VIO hängen), sonst
gehen sie in Latch Up.
Analoge FPAAs konnten sich bisher nicht durchsetzen
Dafür gibt es high voltage programmable driver wie SLG47115 mit Makrozellen
etwas Analogkram und Treibern bis 26.4V/3A.
und es gibt den EPAD, einen über floating gate programmierbaren
Einzel-MOSFET wie ALD1110
Von: jetmarc
Ich finde, das wichtigste beim VHDL lernen ist, nicht die ganze Sprache
zu lernen. Es gibt so viele Konstrukte die sich hinterher gar nicht
synthetisieren lassen. Ich nenne das "akademisches VHDL". Die Fachbücher
sind voll davon, und man kann daraus niemals funktionierende Chips machen.
Sehr leicht entstehen aus übersehenen Kombinatonen (IF) Gleichungen vom
Generator erzeugte ungewollte Latch-Register.
Und wenn man VHDL Code übernehmen will, fangen die Probleme beim
klassischen Reset-Fall (asynchron in Architektur A, synchron in B) und
Default-Werten an und endet bei Tools, die schlicht "generate"-Konstrukte
nicht sauber unterstützen.
Stattdessen sollte man sich auf einen einfachen Grundnenner beschränken.
Den findet man am besten in den Help-Dateien des Synthesizers, und im
Usenet (comp.lang.vhdl). Man braucht die Grundstruktur eines Registers,
eines Latch, synchroner Reset, asynchroner Reset, kombinatorische Logik,
Multiplexer, Tristate. Dazu noch elementare Dinge wie if/case und die
Zusammenführung mehrerer Blöcke durch port/map.
Das ist einfacher zu lernen als C, und funktioniert auch in der Praxis !
In den USA hat sich Verilog etabliert, also sind vermutlich alle komplexen
Chips der aktuellen Zeit mit Verilog gebaut worden. Vergleicht man Verilog
und VHDL fällt auf, daß Verilog pragmatisch ist und VHDL akademisch, VHDL
erinnert an ADA, Verilog verstellt den Blick auf die Inhalte nicht durch
endloses Gequatsche und verquaste Regeln. Klingt danach, als ob man für
erfolgreiche Chips besser Verilog lernt.
> und wenn es statt VHDL echte Chips sein sollen...
Man kann den Chip mit Spice simulieren, mit Lake Editor das Chiplayout
zeichnen, und ein MultiProjectRun wie vom CIC (Chip Implementation Center,
Taiwan) nutzen. Für einen Satz Tools, z.B. von Cadence, um
Mixed-Signal-Chips zu machen (Virtuoso, First Encounter, Tempus...) bezahlt
man, je nach Optionen und Anzahl der Seats, schonmal 500k€/Jahr.
allerdings kostet ein 130nm Maskensatz so 400000 EUR, da wird man sich mit
einem MPW (multi project wafer) Run begnügen müssen. Chip Masken Layouts kann
man aber sogar mit InkScape erstellen:
In der Anfangszeit war es abenteuerlicher
Nachfertigung alter ICs:
> und wenn man Polymerelektronik Transistoren einfach selber drucken möchte
...dann kauft man bei http://www.hcstarck.de/ flüssiges organisches Clevios
Halbleitermaterial von http://www.heraeus-clevios.com/en/home/clevios-homepage.aspx,
füllt es in einen Epson Piezo-Tintendrucker mit iColor Tank (enthalten keinen
Schwamm) wie z. B. C80/C82/C84, der fast alles verdruckt, auch Lebensmittelfarben,
füllt in den anderen Tank gelöstes PVP als Isolatormaterial, und druckt los.
> Elektrolumineszenzdisplay selber herstellen
Mit den teuren Produkten von https://www.lumilor.com/ kann man per AirBrush
EL-Displays auf fast jede Oberfläche spühen
und Jeri macht die Elektrolumineszenz-Farbe sogar selber
OLED selbstgemacht
Und wem Halbleiter zu modern sind, der kann auch Röhren selber bauen.
Dieses ist wohl die allerhöchste Kunst der Beschäftigung mit Elektronik.
Wenn es nicht um Programmieren, sondern ums Auslesen geht
Angeblich geht: GAL auslöten, in nen Prommer stecken, zuerst 16,5V
Programmierspannung anlegen, dann erst 5V Versorgungsspannung anlegen,
dann ignoriert der Chip die security fuse. Ab dann kannst Du mit den
Programmier-Algos für GALs auch den Kram wieder auslesen. [Wiesel]
und es gibt einige kommerzielle Anbieter, die auch geschützte GALs und uC
auslesen können:
Und wenn man einen alten Programmer unter Win7-64/Win8 noch nutzen will, geht
das bei vorhandener Parallelschnittstelle so:
http://www.mikrocontroller.net/topic/330355
[Anleitung] DOS-Parallelport-EPROMer unter Windows 8.1 (x64)
Von: Rufus ?. Firefly 10.04.2014
Hier eine knappe Anleitung, wie man mit einem aktuellen Windows einen
nicht aktuellen EPROM-Programmierer weiterverwenden kann, vorausgesetzt,
der verwendete PC hat noch einen echten Parallelport.
Das hier beschriebene habe ich mit einem "EPROP+" der Firma Taskit
ausprobiert.
DOS-basiertes EPROM-Programmiergerät für den Parallelport mit Windows
8.1 x64 verwenden
Mit einer speziell angepassten Version von DOSBox und einem x64-Treiber
für den direkten I/O-Zugriff ist es möglich, DOS-basierte EPROM-
Programmiergeräte auch unter Windows 8.1 x64 zu verwenden.
Voraussetzungen:
----------------
Neben den naheliegenden Voraussetzungen (Programmiergerät, DOS-Software
dafür, x64-PC mit echtem Parallelport und installiertem Windows 8.1)
werden folgende Dateien mit signierten Treibern benötigt:
[1] DOSBox_Megabuild6-win32-installer.exe http://source.dosbox.com/mb6/DOSBox_Megabuild6-win...
[2] dosbox.zip http://www.vogons.org/download/file.php?id=10111
[3] InpOutBinaries_1500.zip http://www.highrez.co.uk/scripts/download.asp?pack...
[4] freetype-2.3.5-1-bin.zip http://gnuwin32.sourceforge.net/downlinks/freetype...
[5] libpng-1.2.37-bin.zip http://downloads.sourceforge.net/gnuwin32/libpng-1...
[6] freetype-2.3.5-1-dep.zip http://gnuwin32.sourceforge.net/downlinks/freetype...
Installation:
-------------
1) Installationsprogramm [1] ausführen.
2) Im DOSBox-Installationsverzeichnis die Datei dosbox.exe durch die
3) Archiv [3] in ein temporäres Verzeichnis extrahieren und folgende
4) Folgende Dateien aus den Archiven [4], [5] und [6] extrahieren und in
5) DOSBox-Konfigurationsdatei anpassen
7) gegebenenfalls Anpassungen für verwendete DOS-Programmiersoftware
machen
Fertig!
Von: MaWin 17.7.2000
EPROMs werden durch ein paar Minuten Bestrahlung mit UV-Licht der Wellenlänge
254nm gelöscht. Dazu tut's keine Schwarzlicht-, Bräunungs- oder
Insektenkillerlampe oder UV-LED, sondern nur eine G4T5 oder TUV4, als
Ersatzlampe für EPROM-Löscher von http://www.conrad.de/ 982270,
http://www.reichelt.de/ und anderen für ca. 15 EUR zu haben (oder die
ozonerzeugenden 185nm Lampen, aber die wird man auch kaufen müssen, und Ozon
ist schädlich, das wäre dann also eher ein Fehlkauf):
Man muss diese Lampe in einen lichtdichten Kasten einbauen, da das Licht die
Netzhaut schädigt (http://www.donklipstein.com/uvbulb.html). Man betreibt die
Lampe in einer Fassung mit Drossel und Starter für 4 Watt Leuchtstoffröhren,
oder an der Elektronik einer zerbrochenen 5 Watt Energiesparlampe. Lege die
Chips in Leitschaumstoff ca. 1 cm bis 3 cm an die Lampe ran.
National Semiconductors schreibt: "The recommended integrated dose is
6Wsec/cm2 at a wavelength of 254nm." Und an anderer Stelle: "If the device
appears erased after 8 minutes, continue exposure for a total of 24 minutes."
Das gilt für uralte ebenso wie für aktuelle Chips.
Bevor ihr einen eigenen Zeitgeber baut: Schaut doch mal, ob ihr den nicht aus
einer alten Mikrowelle/Grill ausschlachten könnt. Auch Treppenlichtautomaten
gehen. Ansonsten gibt es fertige digitale Steckerschaltuhren mit Count-Down
Timer für keine 10 EUR, meist aber nur im Minutentakt. Musst halt mal im
Baumarkt suchen... Zum Selbstbau von Langzeittimern mit Zeiteinstellung per
Poti ohne Displayanzeige eignet sich der CD4541 oder 74HC5555. Schlauer wäre
es aber die aufintegrierte Helligkeit zu messen.
> Kann man EPROMs mit Röntgenstrahlen löschen ?
Von: W.Riedel 9.5.2001
Habe ich doch: 1980er mit OTP-2708 in Kunststoffgehäuse.
Quelle war ein Röntgenfluoreszenzspektrometer. Anodenspannung 40 kV.
Strahlungsintensität unbekannt, aber ausreichend, um in einer roten
PVC-Halterung nach einigen Versuchen eine gelbliche Verfärbung zu
erzeugen. Mehrere kurze Löschzyklen mit anschliessendem Auslesen,
sollten ausreichende Löschdauer bestimmen. Hat geklappt, lohnt sich
aber nicht. Eines ist jedoch sicher: Einige Gepäckdurchleuchtungen
können keine EPROMs löschen. (Wurde manchmal vermutet).
Es sieht so aus, als ob die meisten Chips mit Dosen zwischen 10kR und 100kR
gelöscht werden, das dabei aber der Chip selbst so beschädigt wird, das z. B.
die Stromaufnahme DRASTISCH ansteigt und der Datenerhalt nach
Neuprogrammierung nicht mehr gewährleistet werden kann.
> Wie schliesse ich eine Festplatte / CD-ROM / DVD-ROM / CompactFlash
Im Prinzip: Direkt. Vorausgesetzt es sind genügend PortPins frei. Ein 16 bit
uC macht die Arbeit einfacher. Unter den unendlich vielen MP3-Projekten
wird auch eines mit deinem Controller sein. Schwieriger ist es, ein Projekt
zu finden, was Daten auch schreiben kann (eh nur auf Festplatte/Flash),
weil man dafür fast das ganze DOS nachbilden muss. Das passt kaum in 8k
Programmspeicher :-(
> Wie schliesse ich ein Floppylaufwerk an einen Mikrocontroller an ?
Nicht direkt :-( Die Floppy liefert Takt und Daten auf einer Leitung und es
muss ein Datenseparator her. Dafür sind Mikrocontroller i.A. zu langsam,
man braucht mindestens 16Msps Abtastrate. Aber es gibt kleine feine
Single Chip Floppycontroller, gerade auf uralten PC Multifunktionskarten,
wie Goldstar GM82C765, HMC HM83740, Winbond W82765, FDC9266, DP8473,
die auf der einen Seite einen 8 bit Bus haben und auf der anderen direkt
den Anschluss eines Floppylaufwerks erlauben. Und da man bei einem
Mikrocontroller eh Treiber bräuchte, um die Floppylaufwerkanschlüsse
mit ausreichend viel Strom bedienen zu können, sind es auf diese
intelligente Art sogar weniger Bauteile.
Hier ein Versuch einer direkten Implementierung auf ATMega1284P:
Wie man den Controller bedient, steht im BIOS deines Rechners :-) Das
komplizierte kommt erst noch: Man muss das DOS nachbasteln. Daher ein
Tip, wenn man nur Daten schreiben will (z. B. 32k): Einfach mal eine Floppy
auf dem PC so formatieren und beschreiben, dann (mit DEBUG)
nachschauen was draufsteht, und vom uC nach dem Neuformatieren alle
Sektoren, ausser den eigentlichen Datensektoren, ohne Verständnis des
Inhalts schreiben lassen, wie sie auf der Beispiel-Floppy waren. Die Datei
hat dann zwar immer dasselbe Datum (der uC weiss vermutlich eh nicht wie
spät es ist), und Bad Sectors kann man nicht ausmappen (sondern muss
eine solche Floppy mit Verifyfehler abweisen), aber was soll's...
Hier viele Floppyformate: https://github.com/keirf/Greaseweazle
Auf Grund der Unzuverlässigkeit von Floppys, die auf einem anderen
Laufwerk beschrieben werden als sie formatiert wurden, sollte man die
Floppy auch stets formatieren.
> Und wie schliesse ich einen USB-Memory-Stick, eine SD/MMC Karte an ?
Das sind serielle Protokolle, bei denen man über die notwendige
Hardwareunterstützung am uC verfügen sollte (USB, SPI) damit
die Datenübertragung ausreichend schnell geht. Man findet
Quellcode bei den passenden uC ebenfalls im MP3-Player Umfeld.
> Ich suche ein möglichst grosses seriell ansprechbares Flash-EEPROM
AT45Dxxx von http://www.atmel.com/, Geht bei 1 MBit los. gibt's bei
http://www.ineltek.de/ (11,80 EUR P&V) und http://www.segor.de/ zu
kaufen, und http://www.ssti.com/ bei http://www.endrich.com/ zu bekommen,
und 512kBit gibt es bei http://www.st.com/ mit I2C
Und wenn das Flash nicht will: Für scharfe Flanken auf den Timing-kritischen
Leitungen sorgen, und einen dicken Bypass-Kondensator (4u7 Ta) an VCC.
> Warum funktioniert mein serielles 93C46 EEPROM nicht ?
Manche 93C46 haben einen Write-Protect-Pin, manche nicht.
93C46 gibt es mit 8-bit- sowie mit 16-bit-Organisation, manche
Typen sind über einen Pin (ORG) auf 8- oder 16-bit konfigurierbar.
93C46 gibt es mit verschiedenen Versorgungsspannungs-Spezifikationen,
nicht jeder läuft z. B. mit 3.3V, die meisten jedoch mit 5V.
Die genau zu den Chips passenden Datenblätter wären da sicher hilfreich.
Oder die Serie einfach meiden.
> serielles RAM:
> single bit non volatile state saver Memory wie Flip Flop
FM1105B, FM1106, FM1107, FM1110, FM1114 (RamTrom FERAM, heute Cypress, alle nicht mehr produziert)
> Was ist der Unterschied zwischen Flash und einem EEPROM ?
Beides sind EEPROMs, also elektrisch überschreibbare Festwertspeicher. Beim
teureren EEPROM kann man einzelne Bytes ändern, bei den Flash-EEPROMs kann
man nur ganze Seiten (eventuell den ganzen Chip) löschen, dafür sind sie pro
Bit billiger und mit grösserer Kapazität erhältlich. Im Allgemeinen sind die
nicht-Flash EEPROMs auch öfter überschreibbar, aber schau in's Datenblatt.
Bei beiden gibt es Varianten, die eine extra Programmierspannung von meist 12V
benötigen, und solche, die sich aus der 5V Betriebsspannung selber eine machen.
> Was ist der Unterschied zwischen NOR und NAND/AND Flash ?
Der interne Aufbau. Der führt allerdings dazu, das bei NAND/AND-Flash nicht
garantiert werden kann, das alle Bits richtig programmiert werden. Obwohl viele
NAND/AND-Chips EEC (Error Correction) enthalten, verwendet man also besser
NOR-Flash für Programmspeicher, und NAND eher für Audio oder solche Daten.
Beim NOR-Flash hängen alle Speicherzellen nebeneinander an der Wortleitung
(wired OR), beim NAND Flash ist jeweils nur ein Bit mit der Wortleitung
verbunden, die anderen Bits dahinter, deswegen braucht NAND weniger
Verdrahtungsfläche und bietet doppelt so viel Kapazität pro Fläche. NOR lässt
sich schnell direkt adressiert auslesen (random access), bei NAND ist hingegen
der sequentielle Zugriff schneller. Inzwischen speichert man 2 und sogar 4 bit
in einer Flash-Speicherzelle.
> analog? digital?
Von: Joachim Wehlack, 3.9.05
Ein Signal ist digital, wenn eine abzählbare Menge von Signalzuständen
definiert ist und analog, wenn die Menge von Signalzuständen zwischen einem
Maximum und einem Minimum eventueller Bereichsgrenzen nicht per Definition
eingeschränkt ist.
Wenn z. B. *alle* Werte zwischen 4 mA und 20 mA als gültig definiert sind,
dann ist die Menge gültiger Werte unendlich groß. Es ist dann ein Analogsignal.
Da die Darstellung analoger Werte meist als Dezimalzahl und damit
digitalisiert erfolgt, ist die Betrachtung witzlos. Man muss sich fragen, ob
beim Wert auch eine irrationale Zahl denkbar wäre, wie PI, dann ist es
analog. Eine PWM schaltet binär-digital, repräsentiert aber eine beliebige
prozentuale Zeit, selbst wenn die Zeit aus einem Digitalzähler stammt, und
ist damit ein Analogsignal.
> Welche Analog->Digital und Digital->Analog Wandler sind denn für
(und vor allem billig...) Einfache softwarebasierte A/D-Wandlung ?
Bis 6 bit gehen selbstgebaute R-2R-Ketten aus 1% Metallfilmwiderständen an
einem ordentlichen HC-MOS-Ausgang (nur der liefert 'fast' 0V und 'fast' 5V,
vorausgesetzt man betrachtet die +5V als Referenz oder gewinnt sie aus einer
Referenzspannungsquelle (LM336-5.0, bei LS-TTL sind die Spannungen zu
ungenau), aber für mehr als 6 bit braucht man 0.1% Widerstände und die sind
teurer als fertige Chips.
oder man baut einen eigenen dual slope Konverter
Echte D/A - A/D-Wandler
bei mehrkanaligen bis 10bit A/D sind die in uC eingebauten meist billiger,
manchmal braucht man aber einen teureren Besseren, schliesslich stört
der uC spätestens das 9te Bit seines eigenen Wanders selbst.
Da der Eingangswiderstand des Analogeingangs Ain das Messergebnis verfälscht,
will beispielsweise ein ATmega8 keinen hochohmigeren Spannungsteiler als 10k
sehen, sonst wird das Messergebnis um mehr als 1 bit verfälscht.
Grundlagen zum Einsatz von D/A-Wandlern als Potiersatz siehe AN-19.PDF
von http://www.analog.com/.
> Datenerfassung am PC
Das Gameport dient bereits als A/D-Wandler, allerdings für einen regelbaren
Widerstand von 0 bis 100k Ohm. Durch den wird, intern über weitere 2k2 in
Reihe, ein 10nF Kondensator im PC geladen bis er 3.3V erreicht hat und vom
BIOS die dazu benötigte Zeit mit einem Zahlenbereich von 0 bis 255 gestoppt.
Schon der Anschluss von anderen Potis (Kreuzknüppel Funkfernsteuerung,
regeln meist nur von 2k bis 3k) bereitet Schwierigkeiten. Wenn man jedoch
überlegt, das durch den Joystick ein mittlerer Ladestrom zwischen 33uA und
1.5mA fliesst, erkennt man, das extern eine (steuerbare) Stromquelle reicht.
Der Strom durch das 2-3k Poti führt zu einem Spannungsabfall von 0.68-0.955V
am 510R. Der Stromspiegel überträgt diesen Spannungsabfall auf den 180R, wo
entsprechend weniger Strom durch den Transistor in das Gameport fliesst. Und
damit bei der 3k Poti Einstellung nur sehr wenig Strom fliesst, wird der 180R
mit dem 330R/47R Spannungsteiler auf eine 0.62V unter 5V vorgespannte
Spannung gelegt. Der 47R macht also Nullpunktanpassung, der 180R bestimmt die
'Verstärkung' zur Anpassung an eigene Potis.
Es tut auch eine mit hoher Frequenz mit 0-100% PWM gepulste 5V Spannungsquelle
Den MAX186 (8 Kanäle mit 12 bit) oder MAX192 (8 Kanäle mit 10 bit) kann man auf
Grund des niedrigen Stromverbrauchs direkt an den seriellen Port des PC
anschliessen und mit einem ganz einfachen Programm 8 Spannungswerte in
Millivoltschritten von 0V bis 4,095V oder -2,048V..2,047V auslesen
Der 68HC11 stellt 8 analoge Eingänge mit 8 bit Auflösung und mehrere
digitale Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Davon können einige Dank
hardwareunterstützer PWM zur Ausgabe einer gemittelten (durch RC oder
aktive Filter wie Bessel geglätteten) Analogspannung verwendet werden.
Der 68HC11 wird über den MAX232 mit der seriellen Schnittstelle des PC
verbunden. Man schreibt ein winziges Programm, das in den 512 Byte des
internen EEPROM des uC Platz findet, das die Werte der A/D-Eingänge
seriell an den PC sendet und vom PC die Anweisungen erhält, welche
Ausgänge einzuschalten sind. Nachher wird man PD0(RxD) mit PD1(TxD)
verbinden. Das Programm läuft dann selbsttätig aus dem EEPROM ab 0xB600
los. Diese Schaltung ist billig, einfach, passt an jeden PC, ist wegen der
seriellen Schnittstelle leicht zu Programmieren, und der uC kann kleine
Tätigkeiten direkt ausführen, z. B. Umrechnungen oder eben die
PWM-Signale erzeugen. Als Protokoll zur Kommunikation mit dem PC kann
man einfaches ASCII verwenden, mit CRLF als Datensatztrenner und zur
Synchronisation. Leider habe ich kein fertiges Programm. Vielleicht schickt
mir jemand eines, das ausreichend universell ist.
Aber der 68HC24 Porterweiterungschip wird nur noch von http://www.tekmos.com/
hergestellt, ebenso wie der X68C75 nicht mehr von http://www.xicor.com/
hergestellt wird, insofern ist der 68HC11 nicht mehr so interessant wie
früher, als man sich bei ihm damit rumgeplagt hat, daß er keine zeitlich
frei bestimmbaren Interrupts auslösen kann, sondern man für definierte
Zeiten aktiv den 16 bit Timer pollen muß.
Dafür gibt es Asselmblertricks: https://elmicro.com/files/electronicmedia/hhh_kap1.pdf
Verbessern kann man das über eine genauere analoge Referenzspannung
per LM336-5.0 und Eingangsverstärker wie z. B. LMC6484 mit Trimmpotis für
Verstärkung und Nullpunkt, sowie Ausgangsverstärker wie ULN2803 oder
Schrittmotortreiber wie L297+L298/L6208. Dadurch wird ein richtig universelles
Teil daraus, je nach Anwendungsgebiet (Messtechnik, Roboter).
Der STM8 ist vom 6502 abgeleitet. Wenn jemand mit dem STM8 spielen will: bei
eBay gibt es den STM8S103F3 auf Adapterplatine für €1,-. Dazu braucht man
einen ST-Link, ebenfalls bei ebay für €4,-. Toolchain SDCC 3.5.0 oder neuer.
Für lau (und nur für Windows) gibts den Compiler von Cosmic mit
Codegrößenbeschränkung. Ebenfalls nett ist das STM8L-Discovery von ST.
Von: Stefan Us 29.01.2015
Zu Messung der Spannung auf einer potentialgetrennten Seite kann man einen
optokopplergesteuerten single slope converter nutzen. Hier schaltet der
TL431 den OK2 ein, sobald die Spannung an C1 2.5V übersteigt. Es wird die
Zeit gemessen, die nach Öffnen von OK1 dafür benötigt wird. Allerdings muss
In zumindest 2.5V betragen und VCC darf nicht zu sehr schwanken (Strom der
LED des OK2), in der Realität sind also eventuell Anpassungen nötig.
Auf der seriellen Schnittstelle werden digitale Signale mit (für Digitaltechnik)
hoher Spannung (LO = 3..15V, HI = -3..-15V) aber kurzschlusssicher mit
Strombegrenzung (10-20mA, so als ob ein 330 Ohm Widerstand in Reihe liegt)
übertragen, so dass sich die Schnittstelle eignet, um daraus Kleingeräte
(Computermaus) zu versorgen. Der Norm-Eingangswiderstand liegt bei
3 bis 7kOhm, ein RS232 Ausgang sollte auf 20mA und 30V/us Slew-Rate
begrenzt sein. Die Programmierung ist einfach
Auf Senderseite liegen die notwendigen Versorgungsspannungen (10..15,
-10..-15V) bei einfachen Geräten, die meist nur mit 5V versorgt werden, leider
nicht vor.
Es gibt deshalb den Klassiker MAX232 (auch ICL232, AD232, HIN232, ST232,
LT1x81...), der aus 5V per Kondensatorwandler selbst +10V und -10V macht.
Nimm Alu-Elkos, keine Tantalkondensatoren, der teurere MAX232CPE kommt
sogar mit noch kleineren Keramik-Kondensatoren aus.
Der LT1x81 ist wohl weniger ESD empfindlich, der HIN232 kritischer in
der Anwendung: Bei ihm darf beim Einschalten keine Last an V- hängen.
Siehe d.s.e Message-ID 3CC041A6.AECF9D43@ibl-automation.de .
Soll der Kondensator von V+ an VCC oder GND angeschlossen werden ? Es ist
meistens egal, nach VCC braucht er weniger Spannungsfestigkeit, aber
ältere Sipex und Maxim gingen wohl in den Latch-Up, wenn der Kondensator
an GND angeschlossen wurde. Siehe d.s.e Message-ID
4602d47d$0$6440$9b4e6d93@newsspool2.arcor-online.net .
Nachbauten, die mit VCC Probleme haben, sind mir nicht bekannt. Ein
universelles Layout sollte den Elko also an VCC legen.
Damit spart man sich den Aufwand, den man mit einem SN75185=GD75232, den
MC1488=SN75188/MC1489=SN75189 oder MAX202/AD202 hätte. Schliesst man auf
Empfängerseite einen (ausreichend schnellen !) Optokoppler mit Schutzdiode
(1N4148) an
Da eine serielle Schnittstelle mehrere (Steuer-)leitungen hat, kann man,
wenn man softwareseitig dafür sorgt, das mindestens 2 Steuerleitungen
unterschiedlichen Pegel haben, auch die Spannungsversorgung vom
Muttergerät nehmen und einen RS232-kompatiblen Ausgang daraus ableiten.
Den Kurzschlussschutz liefert das Muttergerät.
Den MAX232 kann man auch verwenden, wenn man in einer Digitalschaltung mal
eben wenige mA aus +10V/-10V zur Versorgung von Operationsverstärkern braucht.
Braucht man die serielle Schnittstelle nicht, oder hat man Angst das bei
Belastung der seriellen Schnittstelle die +10V/-10V zusammenbrechen, macht das
der LT1026 oder MAX680/681.
Aber besonders sauber ist die auf diese Art erzeugte Versorgungsspannung nicht.
Nun, eine per StepUp Schaltregler erzeugte Spannung wäre es ebenfalls nicht.
Also gut filtern.
I2C als von Philips lizenzgeschützer Bus kennt kein Bus-Reset. State-machines
können sich aufhängen. Daher "If the data line (SDA) is stuck LOW, the master
should send nine clock pulses. The device that held the bus LOW should
release it sometime within those nine clocks. If not, then use the HW reset
or cycle power to clear the bus. The master I2C must be able to generate this
“bus clear” sequence. I2C ist unbrauchbar fuer alles was SIL ist, aber auch
Geraete die 24/7 laufen muessen und erst recht wenn da was wichtiges von
abhängt. Nehmt SPI. Mittlerweile gibt es aber wohl auch I2C Devices die haben
einen Mindesttakt und resetten sich selber. Es gibt ja mit I3C den Nachfolger
von I2C, und in der Version I3C v1.1 gibt es auch den Slave Reset.
Will man sich seine Steuerung nicht auf Basis eines Mikrocontrollers selber
bauen, gibt es fertige SPS von Siemens (Logo, S7), Moeller (Easy) oder
Beckhoff, zu Preisen, bei denen man hintenüberkippt, ob als Einzelstück
oder zum halben Preis für 1000 Stück. Ein Blick nach Asien hilft:
https://de.mitsubishielectric.com/fa/products/cnt/sac (Alpha 2, Alpha XL)
Auch Theben Pharao kann eine Linderung sein weil das bei eBay keiner kennt.
Schon die Programmierkabel werden unverschämt teuer angeboten, bei Moeller
ist eine unbekannte Elektronik drin, das Siemens-Kabel ist in Elektor Juli
1999, LOGO!-Interface, beschrieben, aber der Stecker ist nicht erhältlich,
das Memory Modul 6ED1 056 kostet bei eBay manchmal 10 EUR, sonst 25 EUR.
Es gilt DIN IEC 61131-3 für eine normgerechte SPS.
Eingangsschaltkreise IEC 61131-2 Input Types 1, 2, 3
LabView zur Visualisierung bei der Home-Automation gibt es für nicht-kommerzielle
Anwendungen kostenlos, mit dem gleichen Funktionsumfang der 6000 EUR teuren
kommerziellen Version.
SerialComInstruments gibt es für private Zwecke von Ullrich A. Masssen kostenlos:
Von: MaWin 30.4.2001
Das 'kalte', farbenreine Licht der Leuchtdioden fasziniert viele Leute. Als
einfache Kontrollanzeigen oder Beleuchtungen sind LEDs inzwischen jedem
bekannt. Aber ebenso ranken sich auch heute noch Mythen um die Dinger.
Schaut man direkt in eine LED, interessiert die Helligkeit, daher wird bei
LEDs, die als Kontrolllampen vorgesehen sind, die Helligkeit in Candela
angegeben, 1 Candela erscheint so hell wie eine Haushaltskerzenflamme. Möchte
man mit einer LED aber etwas beleuchten, interessiert die Lichtmenge, LEDs zu
Beleuchtungszwecken haben also eine Angabe in Lumen, eine Haushaltskerze
erzeugt 12 Lumen. Leider lassen sich beide Zahlen nicht ohne weiteres
ineinander umrechnen, siehe Beitrag von Rolf weiter unten.
Die Helligkeit von kleinen (5mm, 20mA) LEDs reicht von unter 1 Millicandela
bis über 1 Candela, die hellsten LEDs entsprechen also tausenden von
Billig-LEDs aus dem 'Sortimentsbeutel' (sprich Ausschuss), obwohl der
Strombedarf derselbe ist. Es sei denn, die höhere Helligkeit kommt nur von
einer verstärkten Bündelung, mit kleinem Abstrahlwinkel kann man die Candela
Angabe beliebig erhöhen ohne auch nur ein Photon mehr auszusenden, nur sieht
man dann die LED nur noch genau von vorne.
Eine kleine LED braucht 3.6V@20mA=72mW und erzeugt daraus 6mW optische
Leistung (http://www.nichia.co.jp/). Daher kann eine kleine LED nicht spürbar
warm werden. Bei grossen LEDs ist allerdings die Verlustleistung und die
damit steigende Temperatur ein Hauptproblem.
Die Lebensdauer schlechter LED-Lampen (z.B. Pollin Daylite SL-2 mit 5000h)
liegt nicht weit entfernt von guten Glühlampen (z.B. Osram Halostar ES 35W
mit 4000h, es gibt aber auch uneffektive Glühlampen bis 18000h), allerdings
sind die Glühlampen auswechselbar, während bei LEDs oft die ganze Lampe
weggeschmissen wird, was ökologisch natürlich mies ist und ökonomisch nur den
Verkäufer freut.
Gute LED Lampen haben zumindest ein Datenblatt welches RA Farbwiedergabeindex
Spektralverteilung und Angaben zum Flimmern bis 80 HZ IEC 61547-1 oder EN
61000-3-3, 80-2000 Hz IEC 61358, gedimmt und ungedimmt beinhaltet wie dieses
hier:
Der Wirkungsgrad der guten LEDs übertrifft inzwischen den Wirkungsgrad von
Halogenlampen deutlich, und geht bei blauen Cree XT-E bis 53%.
Die üblichen LED-Filament-Lampen und Multichip-Strahler arbeiten nach
gleichgerichteten und ungesiebten 230V~ (meist mit 74 LEDs in Reihe bei
unseren 230V~) mit Konstantstromsenken wie CYT1000 oder BP5132, flimmern also
heftig mit 100Hz und haben oftmals keinen VDR und keine Sicherung, obwohl die
230V~ direkt auf eine Alukern-Leiterplatte gehen, die schon mal durchschlägt.
Halogen hat allerdings nicht so eine grausam künstliche Lichtfarbe (CRI, Cree
XT-E bei kaltweiss 75 und bei warmweiss 80, Halogen 98, Glühlampe 100).
Warum haben manche Menschen keine Probleme mit dem schlechten Licht von LEDs
und Energiesparlampen ? Weil es durch genetische Unterschiede unterschiedlich
farbenblinde Menschen gibt, und Dichromaten und Trichromaten können halt
nicht nachvollziehen, was Tetrachromaten sehen können:
Allerdings "Insbesondere vom Blaulichtanteil der weiß leuchtenden LEDs weiß
man, daß er das Einschlafen stört" sagt https://www.welt.de/wissenschaft/article170865295/Die-Erde-wird-immer-heller.html
Für wenig Licht (Taschenlampe, Fahrradlicht), tun es 1 oder 3 Watt
LEDs von http://www.luxeon.com/ http://www.cree.com/ http://www.nichia.com/
(NCCW002E) oder http://www.osram-os.com/ (LA W57B, LY W57B) oder ein paar
hocheffektive 5mm LEDs mit je z. B. 3 Lumen, um eine Glühbirne zu ersetzen.
100W 6500lm Hochleistungsleds von OptoFlash gibt es bei http://www.tme.eu/ .
Für Blitzlichter eignen sich Photoflash LED wie LXCL-PWF3.
(während richtige Xenon-Blitzlampen einmalig um den Faktor 200 überlastbar
sind https://www.mikrocontroller.net/topic/379671#4320713 )
3200lm aus 50W macht die Edison Highpower Star, weisses Licht aus 4 Farben
macht beispielsweise die ACULED VHL RGBY von PerkinElmer von
http://www.pur-led.de/ oder die P5-III von Seoul, dort gibt es auch die P7
mit 900lm aus 7.2 Watt.
> LEDs are much slower than diode lasers because they're limited by
So langsam sind LED nicht, die Anstiegs und Abfallzeiten liegen auch bei dem
Leuchtstoff weisser LEDs deutlich unter 1us:
Will man eine LED schnell ein- und ausschalten (PWM, Modulation) reduziert
man den Strom nicht ganz auf 0, sondern lässt die LED nur so viel dunkler
werden, dass der Empfänger sie als 'aus' ansieht, damit bleibt die Spannung
an der LED nahezu konstant und es müssen keine grossen Kapazitäten umgeladen
werden. Aus dem Datenblatt der Hamamatsu L9534 mit 125MHz:
Wenn man farbenreines Licht haben will, das man aus einer weissen Lichtquelle
erst mühsam per Farbfilter erzeugen müsste, steht eine LED prinzipiell besser
da als eine Halogenlampe mit Farbfilter, das macht sie z. B. bei einer
Dunkelkammerleuchte effektiv (allerdings fällt mir nicht ein wozu man gerade
in dem Fall auf teure Art Strom sparen sollte). Immerhin kann man sie als
bunte, schnell ein- und ausschaltbare Effektbeleuchtung einsetzen, wie man
inzwischen auf der Bühne bei Musikveranstaltungen sehen kann.
Es bringt auch nichts, eine LED zur angeblichen Helligkeitssteigerung mit
Impulsen höheren Stroms zu betreiben, z. B. statt 20mA nur 10% der Zeit 200mA
zu verwenden. Die LED erscheint im Normalfall NICHT heller, da der mittlere
Strom und damit die mittlere Helligkeit gleich ist und das Auge den
Mittelwert bildet, stattdessen sind die Verluste minimal höher. Probiert's
einfach selber aus bzw. lest mal ein LED-Datenblatt.
Bei einigen speziellen LEDs (Superlumineszenzdioden, vor allem im IR-Bereich)
nimmt die Helligkeit mit dem Strom schneller zu, weil zusätzlich stimulierte
Emission wie beim Laser dazu kommt. Da kann ein Pulsbetrieb also Strom sparen.
Bei den allermeisten LEDs ist es aber umgekehrt.
Bei extremer Abkühlung steigt bei gleichem Strom die Flussspannung der LEDs
stark an, die Farbe wird bläulicher, die Helligkeit bleibt jedoch vergleichbar.
Häufig hört man, LEDs sollte man besser mit PWM dimmen, weil ein reduzierter
Dauerstrom zu Farbverschiebungen führt und man diese stromabhängige
Farbverschiebung beim PWM Dimmen nicht hat. Das stimmt auch, ist aber nur die
halbe Wahrheit, denn die Farbe ändert sich auch mit der Temperatur und die
ändert sich beim Dimmen ja ebenfalls. Am Besten also bei mehreren LEDs einfach
einige abschalten für weniger Licht.
> darf man LEDs direkt parallel schalten ?
Hier mal Datenblätter für minimale und maximale LED-Spannung bei Nennstrom:
Diese direkte Parallelschaltung ist nur akzeptabel, wenn die LEDs vorher nach
gleicher Flusspannung selektiert wurden, und dann wärmeleitend zusammen
montiert werden, wie bei den 10W Multichip LED Strahlern ( 9 Chips in 3 x 3
Anordnung ) üblich. Und selbst von denen gehen manche schnell kaputt.
> Temperaturkoeffizient der Vorwärtsspannungen von LED
Ja, negativ, und zwar unterschiedlich je nach Hersteller, also nichts worauf
man sich verlassen kann:
> Braucht eine LED einen Mindeststrom ?
Nun, sie braucht zumindest einen Strom um ausreichend hell zu sein, aber es
gibt nur ganz wenige LEDs bei denen der Hersteller einen Betrieb unterhalb
eines Mindeststromes verbietet "Do not use current below 100mA":
Manchmal möchte man mit wenig Strom doch noch erkennbare Anzeigen haben. Es
hilft wenig, wenn Millicandela Angaben durch eng gebündelten Lichtstrahl
hochgelogen werden, man will diffuse rundum erkennbare und trotzdem hell
leuchtende LEDs bei geringem Strom von 1mA oder 100uA.
Jedoch sind viele LEDs bei 100uA einfach nur AUS, das liegt am Leckstrom der
insbesondere in den Anfangszeiten der LED Herstellung so hoch war, daß eine
20mA LED schon bei 2mA manchmal nicht leuchtete, weswegen es spezielle LED
Chips gab, die als low current LEDs verkauft wurden:
Heutige LEDs sind aber im Allgemeinen besser und die besonders hellen auch
bei geringem Strom heller als die low current LEDs.
Blucksun 20mA 3mm RED LED https://de.aliexpress.com/item/Free-shipping-1000pcs-3mm-Red-LED-light-emitting-diode-F3-LED-Red-Colour/1915528083.html
leuchten wohl auch bei 900uA erkennbar wie normale Billig-LED und sind diffus.
Angeblich sind KingBright WP710A10LSECK (3mm rot klar 30Grad 550mcd 2mA) hell, aber leider nicht diffus und nirgends beschaffbar.
3mm klar 45 Grad mit 30mcd bei 2mA bringen in bunt https://www.mikrocontroller.net/attachment/343729/Liteon_Water_Clear_3mm_LEDs.pdf
> Wie rechnet man Candela in Lux um ?
Von: Rolf Bombach
1 cd entspricht bei grün (555nm) ca. 1.46 mW/sr, bei anderen Farben mehr,
1 mW/sr entspricht bei grün (555nm) ca. 684 mcd, bei anderen Farben weniger,
siehe Augenempfindlichkeitskurve, DIN-mässig festgelegt ohne Rücksicht auf
dein individuelles Empfinden, die bei rot und blau nur die Hälfte hat.
1 cd in 1 m Entfernung macht 1 lux, also lumen pro Quadratmeter.
Die Beleuchtungsstärke nimmt mit der Entfernung quadratisch ab. Eine LED
von 1,7 cd hat 2,5mW/sr und produziert in 5 Meter Entfernung
1.7cd / (5m)^2 = 0.07 lux, und 10 davon 0.7 lux. 1 Lux = 0.5mW/cm2.
Wenn die Lampe gleichmässig rundrum strahlt, und in jeder Richtung eine
Helligkeit von 1 candela hat, liefert sie 4 * pi, also ca. 12.5 lumen.
Candela sagt also nur, wie hell du die LED empfindest und sagt nichts
über den abgegebenen Lichtstrom (Lumen) ab. Die Helligkeit in Candela
wird natürlich umso grösser, je besser man das abgestrahlte Licht bündelt.
Allerdings nur, wenn man genau geradeaus vor der LED steht.... Mit einer
Lupe betrachtet ist die LED dann noch heller, da sie die Lupengrösse nicht
ausfüllt. (Dein Bildschirm mit einer Lupe betrachtet wird *nicht* heller).
Mit einer Optik kannst du die Candelas nochmals massiv erhöhen, ohne das
ein einziges Photon mehr rauskommt. Zu Lasten des Abstrahlwinkels natürlich.
Kurzum, Candela-Angaben sind Angabe :-)) Die 150000000 km entfernte Sonne
hat 2000000000000000000000000000 Candela, für dieselbe Helligkeit müsste man
eine 1 Candela LED ca. 6mm vor das Auge halten.
Für Pflanzen (Horticulture) will man vor allem blaues (450nm) und rotes
(660nm und 730nm) Licht haben, grün wird ja reflektiert weil es nicht benutzt
wird, da passen kaltweisse LEDs ganz gut, die PROLIGHT OPTO PACL-115FWL-BCGN
ist eine effiziente (700mA 64% 24W) LED als Pflanzenleuchte mit noch ein
bischen UV und IR und grün. Osconiq P 2226:
Seit dem angeblichen Glühlampenverbot, was aber nur ein Verbot uneffektiver
oder giftiger Leuchtmittel ist, haben Hersteller plötzlich Hochvolt-
Halogenlampen mit besserer Energieffizienzklasse erstmals zu sparsamen
Preisen (unter 2 EUR) im Angebot, sogar in klassischer Glühlampenform.
Offenbar haben die Hersteller aber aus dem Fiasko der Energiesparlampen
nichts gelernt, denn erneut betrügen sie in der Werbung den Kunden nach
Strich und Faden. Nicht nur weil bei Osram die Lampenkörper kleiner ist.
So soll die OSRAM 64543 Eco Halogen Energy Saver 42W Lampe eine 60W Lampe
ersetzen, erzeugt aber nur 630 Lumen statt 710 Lumen. (60W stossfeste
Glühbirnen wie GE 91229 bringen nur 515 Lumen bei nur 1000h Lebensdauer,
60W Glühbirnen für Ampeln wie Narva 338000030 sogar nur 350 Lumen bei
5000h Lebensdauer). Da ist eine Energieeinsparung um 30% leicht möglich,
kommen doch 12% schon mal durch die geringere Lichtmenge. Das war keine
Einsparung, ist aber durch COMMISSION REGULATION (EU) No 1194/2012 gedeckt.
Inzwischen liefert Osram die 64543 in 46W mit 700 Lumen, da ist der Vergleich
ehrlicher aber die Einsparung beträgt auch nur noch 22%. Die teurere
Halogentechnik (1.99 EUR für 2000 Stunden Haltbarkeit) bringt gegenüber der
billigeren Normalglühlampe (0.34 ct für 1000 Stunden Haltbarkeit) nur 20%
bessere Effizienz, spart bei 25ct/kWh im Lampenleben von 2000h
1.99-2*0.34+(2*1000*60-2000*46)/1000*0.25 = 5.69 EUR ein. Na immerhin, die
teurere Lampe für 1.99 kaufen und trotzdem 5 EUR zu sparen als wenn man zur
billigeren Lampe von 0.34 EUR gegriffen hätte. Vorausgesetzt, die Lampe lebt
tatsächlich 2000 Stunden. Die 10 EUR, die bisher eine Hochvolt-Halogen
gekostet hat, haben sich nämlich nie gelohnt, zudem haben die Dinger
keinerlei Energie gespart. Allerdings lässt die IRC-Beschichtung der Energy
Saver Lampe mit der Zeit nach und die Lichtausbeute sinkt auf 80%, genau so
schlecht wie Normalglühlampen die keiner derartigen Alterung unterlagen. Es
wird also immer dunkler, so wie bei Energiesparlampen, und trotzdem wird mit
der maximalen Helligkeit einer neuen Lampe geworben.
Dummerweise gibt es keine matten Hochvolt-Halogen mehr, so daß man selbst den
Glaskörper mit Glasmattierungsmittel behandeln muss (Es ist das Zeug, mit dem
Kinder die U-Bahn-Scheiben verunstalten, keine reine Flusssäure, aber Achtung,
niemals an die Haut kommen lassen und nicht mit Wasser verdünnen, sonst bildet
sich doch Flusssäure und der Mattierungseffekt wird ruiniert).
Da üblicherweise 500 Lux (=500 Lumen/m2) als Beleuchtungsstärke am
Arbeitsplatz gefordert werden, und diese mindestens 50 cm drumrum eingehalten
werden muss, ist eine Lampe mit 2000 Lumen zur (direkten, indirekt geht ja
noch mehr verloren, ein Alublechreflektor wirft nur 70% zurück) Beleuchtung
von 4m2 erforderlich, oder 120 1 Watt LuxeonStar-LEDs oder 8000 5mm LEDs oder
1500-4500 Watt LED Licht. LEDs sind zur ordentlichen Beleuchtung also völlig
ungeeignet, nur für Schummerlicht brauchbar, und dafür ist ihr Licht zu
ungemütlich. Denn gerade bei weniger Licht hat sich der Mensch wohl durch die
Abenddämmerung an rötlicheres Licht gewöhnt wie es Glühlampen aussenden, es
gilt die Kruithoff'sche Behaglichkeitskurve. Ich war gerade in einer Kneipe
mit gemütlich dämmrigen Licht, die verwendeten Kühlschrankglühbirnen in den
Lampen.
Da der LED Spannungsabfall mit der Temperatur schwankt, und der Strom rapide
(exponentiell) mit der Spannung steigt, darf man eine LED nicht direkt (also
ohne weitere Bauteile) an eine Spannungsquelle anschliessen, nicht mal an den
(nicht für LED vorgesehenen) Ausgang eines ICs. Das kann sogar die Funktion
der Schaltung verhindern:
Die Helligkeit einer LED hängt vom durch sie hindurch fliessenden STROM ab,
sie benötigt also eine STROMquelle (meist von 20mA für volle Helligkeit), die
Spannung an der LED stellt sich dann nach ihrem Wunsch ein. Wenn man nur eine
Gleichspannungsquelle hat, muss diese eine Spannung liefern, die deutlich
grösser ist, als die Spannung, die die LED unter ungünstigsten Umständen
benötigt.
Zwischen LED und Spannungsquelle kommt dann ein Widerstand, der den Strom auf
den benötigten (20mA) begrenzt. Für eine weisse oder blaue LED (benötigt bis
4V) wäre also eine 5V Spannungsquelle ausreichend, für eine rote, gelbe oder
grüne LED (2.1V) reichen schon stabile 3.3V. Da die meisten 20mA LEDs bis
30mA erlauben, rechnet man als LED Betriebsspannung mit dem typischen Wert,
kontrolliert aber mit den min und max Werten im Datenblatt ob der Strom auch
bei ihnen im erlaubten Rahmen bleibt.
z. B. blaue LED mit typ 3.6V an 5V Quelle: (5-3.6)/0.02 = 70 Ohm . Wenn nun
der Spannungsbedarf der LED wegen Temperaturänderungen von 3.2V bis 4V
schwankt, ändert sich der Strom von 26mA bis 15mA und damit die Helligkeit
nicht mal um 1:2, was meist akzeptabel ist. Wenn zusätzlich auch noch die
Spannungsquelle nachlässt (Batterie oder Akku oder schwankende Netzspannung
statt Spannungsregler) sieht es schon schlechter aus, dann muss die Spannung
der Spannungsquelle noch deutlich höher über dem Spannungsbedarf der LED
liegen.
Bei den superbilligen Taschenlampen und Schlüsselfindern wie 'Photonenpumpe'
ist die LED manchmal ohne Vorwiderstand direkt an ein paar Alkali-Mangan
oder eine Lithium CR1620 Knopfzelle angeschlossen. Das widerspricht scheinbar
der oben gemachten Aussage, daß man eine LED nicht direkt an eine
Spannungsquelle anschliessen darf. Es geht aber doch oftmals gut, weil die
billigen Knopfzellen einen hohen Innenwiderstand haben, der als Vorwiderstand
wirkt.
Gut ist die Konstruktion dennoch nicht, weil die Helligkeitsänderung im Laufe
der Batterielebensdauer zu stark ist. Am Anfang (gut für den Anbieter beim
Ausprobieren im Geschäft) wird die LED massiv über ihren Grenzwerten
betrieben, ist richtig hell, es fliesst zu viel Strom. Die Batterie wird aber
schnell leer, ihre Spannung fällt und reicht eigentlich nicht mehr für die
LED aus. Es kommt dann nur noch Schummerlicht raus, bis man den Schrott
endlich wegschmeisst, denn Batterietausch lohnt meist nicht. Man darf bei den
Lampen auch keine qualitativ höherwertigen Batterien mit geringerem
Innenwiderstand einsetzen, weil sonst die LED noch mehr leidet.
Bei der Sonderanwendung Lichtblitze kann das Schalten an einer festen
Spannung schneller sein als das hochregeln eines Stromes, dann bleibt nur der
Widerstand als Strombegrenzung, und wenn dessen Wert so klein ist, daß der
Spannungsabfall kleiner ist als die Änderung der Vorwärtsspannung unter
Temperatureinfluss, dann muss man die Spannung vor dem Widerstand nachregeln,
hier in der Blitzlichtschaltung aus AOE mit minimalen Widerstandswerten an
passend eingestellter Spannung:
Bei stärker schwankender Versorgungsspannnung (wie aus Batterien/Akkus oder
der ungeregelten Netzspannung gleichgerichtet), die nur etwas über dem
Spannungsbedarf einer LED liegt, muss man Konstantstromquellen einsetzen.
Früher wurde ein JFET mit ca. 20mA bei 0V UGS wie BF254C verwendet, vor allem
vor der LED in Solid State Relais, um vor einer LED als Konstantstromquelle
zu wirken:
Allerdings funktioniert das erst bei einigen (ca. 3) Volt mehr als die LED
benötigt, und ist bei ca. 20V meist am Ende weil die zulässige
Verlustleistung des Bauteils erreicht wird, und ist ohne weitere Bauteile
nicht verpolungssicher.
Etwas aufwändiger ist eine diskret aufgebaute Konstantstromsenke:
aber diese linearen Konstantstromquellen sind alle durch die Verlustleistung
limitiert. Besser macht es ein step down Buck Schaltregler, der nicht etwa
eine geregelte Spannung liefert, sondern gleich den Strom durch die LED
regelt, also ein Stromschaltregler. Etwa für 1A aus 30V ein LT1073 mit nur
0.2V Verlust am shunt:
Die Bauweise ist lustig
aber der Wirkungsgrad mies weil der Übertrager jedesmal in Sättigung gepusht
wird, ausserdem muss man an den Windungszahlen des Trafos und dem Material
des Spulenkerns rumprobieren bis bei dieser Bastelei alles gut zusammenpasst.
Ein common mode choke eines kleinen Netzteils funktioniert aber oftmals.
Betriebssicherer aufbaubar ist dieser Boost Schaltregler, der noch über einen
battery low Eingang verfügt:
Besonders klein der XLC101/102/103 von Torex mit eingebauter Spule und 3MHz
oder für weisse LED ab 2V: DD211 DD212 (SiTi, nur ein Kondensator, verdoppelt
nur die Spannung, ein Widerstand muss den LED-Strom begrenzen).
Einige weitere boost-Regler:
Eine einzelne (weisse) LED an einem LiIon Akku oder USB (2.5-5.5V) ist weder
mit einem Boost noch einem Buck Regler mit Strom zu versorgen. An statt 5V
per Boost zu erzeugen und den Rest am Widerstand abfallen zu lassen, was
insbesondere bei höheren Leistungen viele Verluste kostet, kann man
invertierende Regler oder buck/boost Regler einsetzen.
Als buck/boost Schaltregler gäbe es
Für AMOLEDs gibt es boost/inverting buck-boost Treiber wie PriSemi PMO65651.
Chinesen kommen für viele LEDs auf solche Schaltungen. Sie läuft tatsächlich
an, auch ohne hochohmigen Widerstand zwischen den 2 Basisanschlüssen:
An 230V~ sind normale 20mA-LEDs nur mit Aufwand anzuschliessen. Eine LED ist
zwar eine Diode, mit einem 5k6 Vorwiderstand an 230V~ für 20mA mittleren Strom
Daher ergänzt man einen Sicherungswiderstand der den Spitzenstrom begrenzt
(3k2 auf 100mApeak, 2k2 auf 150mApeak, siehe Datenblatt der LED), einen
Entladewiderstand (spannungsfest aus 3 Widerständen im Reihe) am Kondensator
(Kondensatoren mit eingebautem Entladewiderstand gibt es auch, wie Iskra
KNB1530 oder WQC MPX, wird man aber als Exoten meiden, nur bei Reparatur
lohnt ein Blick) und (wenn man nicht 2 antiparallele LEDs will) einem
Brückengleichrichter, was wegen Gleichrichtereffekt einen grösseren
Kondensatorwert erfordert. Auf diese Art verbraucht die Schaltung nur
ungefähr 1W, sie ist also effektiver als die zuvor gezeigten Vorwiderstände.
Viele grössere LED Scheinwerfer für 230V~ richten die Wechselspannung gleich,
ohne Siebelko, legen viele LEDs in Reihe an einen Linearregler der den Strom
regelt wenn die Spannung über die gemeinsame Flusspannung geht. Das flimmert
natürlich wie Sau, aber wenn LED drauf steht kann man den Leuten jeden
Schrott anbieten.
Diese Schaltung findet sich in vielen nicht-dimmbaren LED Lampen, z.B. der
berühmten Dubai-Lamp. Obwohl es Stromregel-ICs gibt, nutzt man lieber den
Aufbau mit billigsten diskreten Bauteilen. Die Dimensionierung ist an den
Strombedarf der LEDs anzupassen.
+-----+ LEDs (viele in Reihe)
o---220nF---|~ +|--+---+--|>|--+
| | | | |
230V~ | MB8S| 2u2 10M |
| | | | |
o----10R----|~ -|--+ +---+--|I
+-----+ | | | |S
| | >|--+
| 360k E| |
| | | 120R
| | | |
+---+---+---+
Leider fordert VDE eine zusätzliche Plastikabdeckung, da eine LED keine
ausreichende Isolierwirkung hat. Nimm also gleich eine Glimmlampe :-)
Siemens VO610A = Vishays SFH6106 hat C und E im 4-poligen Gehäuse genau
vertauscht gegenüber allen anderen Herstellern. Krank. LiteOn LTV-819 gibt es
in -1 wie Siemens und -2 gespiegelt, aber keine normal, noch kränker. LTV-702
ist ein Optokoppler in DIP6 ohne Basisanschluss.
LEDs in Optokopplern altern über die Zeit, aber noch schneller vergilbt das
Epoxy zwischen LED und Phototransistor und das vor allem wenn die LED mit
hoher Helligkeit, also hohen Strömen betrieben wird, die man aber braucht,
damit auch am unteren Ende des CTR die Übertragung stattfindet.
Will man den Eingangsspannungsbereich erweitern, sollte man eine Stromregelung
bauen. Der 150k Widerstand muß bei minimaler Spannung ausreichend Basisstrom
zulassen damit der BU805 bis 5mA erlaubt, und darf bei maximaler Spannung
nicht zu viel Leistung verbraten und Strom für den BC547 erlauben. Der
Transistor für die LED muß ausreichend (über)spannungsfest sein und falls ein
sehr weiter Bereich der Eingangsspannung gewünscht ist, fährt man mit einem
Darlington gut. Der 150R Widerstand bestimmt den Strom durch die LED und ist
auf 5mA ausgelegt. Legt man noch einen 4u7 Siebelko C hinter den
Gleichrichter, pulsiert der Ausgang bei 50Hz nicht mehr, er reagiert dann
träger.
> LED als Lichtsensor
Wer wissen will, ob es überhaupt dunkel genug ist, um LEDs einschalten zu
müssen, kann die LED auch als Lichtsensor nutzen:
> Wie funktionieren eigentlich Glimmlampen ?
Die klassischen meist orange leuchtenden Glimmlampen kommen auf Grund
ihrer recht hohen Betriebsspannung von ca. 70V leider aus der Mode, dabei
sind es interessante Bauteile. Für den Betrieb reicht eine Spannungsquelle
ab 120V und ein Vorwiderstand von ca. 47k (bei 120V) bis 270k (an 230V~)
normaler Leistung (0.25W), weil eine Glimmlampe nur 0.5 bis 2.5mA benötigt.
Da eine Glimmlampe eine höhere Zündspannung (beispielsweise 100V) als
Brennspannung (z. B. 70V) besitzt, hat sie einen Betriebsbereich mit negativer
Widerstandskennlinie und kann deshalb als Oszillator (F.31.) und Speicher
(siehe F.28.) verwendet werden. Als Dauerbetriebsleuchten (Lichtschalter)
halten sie leider nur ein paar Jahre, als Betriebsanzeige (Waschmaschine)
aber i.A. das ganze Geräteleben lang.
Wenn man mehrere Stellen von 7-Segment LED Anzeigen haben will, oder gar
alphanumerische 16-Segment Anzeigen ansteuern muss, bietet sich ebenso wie
bei Punktmatrix von Laufschriften das Multiplexverfahren an. Manchmal wird
es von mehrstelligen Modulen gar erzwungen, weil die Anschlüsse intern schon
so verschaltet sind.
Im Multiplexbetrieb ist zu einer Zeit nur eine Stelle (Digit, Zeile) an,
also leuchten nur dort die gewünschten Segmente/Bildpunkte. Da das bei einer
N-stelligen/zeiligen Anzeige aber auch nur 1/N-tel der Zeit sein kann, muss
es derweil N mal heller strahlen, also der N-fache Strom fliessen (der bei
normalen 7-Segment Anzeigen und Maxtrixdisplays 10mA beträgt, also N*10mA).
Bei den Digitleitungen/Zeilenleitungen und deren Schalttransistoren, über die
bei 7-Segment Anzeigen ja der gesamte Strom von den 7 Segmenten und dem
Dezimalpunkt fliessen muss, bei Punktmatrixanzeigen der ganze Strom aller x
Bildpunkte dieser Zeile was hunderte sein können, ist der Strom noch höher,
nämlich x*N*10mA. Mehr als 10 Stellen/Zeilen sollte man nicht mehr
multiplexen, denn mehr als 100mA schadet den meisten kleinen Leuchtdioden.
Das steuernde IC (meist ein Microcontroller) muss also ausreichend Strom
liefern können. Teste mal (mit einem 1k Poti), bei welchem Strom (bei Display
mit gemeinsamer Anode von +5V in einen auf LO geschalteten Ausgang und bei
Displays mit gemeinsamer Kathode von einem HI Ausgang nach GND) der Ausgang
um 0.8V von seiner Versorgungsspannung weggezogen wird. Bei M Segmenten und N
Digits entsteht dabei schon alleine für die Segmente eine Verlustleistung von
M*N*10*0.8 [mW], also bei einer 4-stelligen 7-Segment Anzeige mit
Dezimalpunkten 0.26W. Mehr Strom sollte man also nicht entnehmen, zumal damit
je nach Belastung die Spannung für LED und Vorwiderstand um 0V bis 1.6V
absackt, sich also deutliche Helligkeitsänderungen ergeben.
Also muß man den Strom meist verstärken, dazu dienen externe Transistoren. Es
gibt mehrere Möglichkeiten:
1. bipolare Transistoren als Emitterfolger
Verringert die Strombelastung des IC-Ausgangs um den Stromverstärkungsfaktor
des Transistors (braucht also nur 1mA um 100mA schalten zu können), benötigt
keine zusätzlichen Bauteile (wie Basisvorwiderstände) so lange die UBEreverse
Spannung unter 6V bleibt kostet aber oft fast 1V Spannungsabfall am
Transistor (schau in Ubesat im Datenblatt deines Transistor bei dem
benötigten Strom) und bewirkt entsprechende Verlustleistung (die allerdings
meist kein Problem darstellt).
Blaue/weisse LEDs an 5V zu multiplexen ist damit nicht möglich, denn es
bleibt keine Spannung mehr übrig für den unbedingt notwendigen Widerstand der
den Strom definiert der durch die LED fliesst (5V-3.6V-1V-1V = unter 0V, er
bräuchte über 1V), die Schaltung taugt nur für rote bis grüne 2.1V LEDs oder
mehr Spannung (ab 6V, insbesondere Displays mit mehr als 1 LED pro Segment).
Passenderweise eignen sich blaue/weisse LEDs wegen des geringeren erlaubten
Verhältnisses von Dauerstrom zu Spitzenstrom eh nicht so gut zum Multiplexen.
1.1. Strom in eine Anode
2. bipolare Transistoren in Emitterschaltung
Schalten einen etwa 5 bis 200 (schau im Datenblatt auf Ib/Ic für Sättigung)
mal höheren Strom als der IC-Ausgang liefern kann, R1 muss angepasst werden.
R2 ist nur nötig, wenn der IC-Ausgang nicht auf +5V bzw. auf Masse schaltet
(ein Ein-/Ausgangspin der nach Reset auch als Eingang geschaltet sein kann,
open collector Ausgang, seinerseits ein einzelner Transistor, ...). Man
benötigt also zusätzliche Bauteile (Widerstände), denn Digitaltransistoren
sind nicht einsetzbar weil deren bereits eingebaute Widerstände zu hohe
Werte haben. Am ehesten taugt noch DDTB122.
Vorteil: Der Transistor schaltet in Sättigung und insbesondere LowSat
Transistoren wie BC368/BC369/ZTX1047/ZTX1147/FMMT617/NSS20201 haben dabei
einen niedrigeren Spannungsabfall als beim Emitterfolger. Das bewirkt nicht
nur geringere Verlustleistung, sondern mehr Spannung für die LED, was
insbesondere bei blauen/weissen LEDs und niedriger Gesamtspannung (5V) eine
Notwendigkeit ist, um den Strom durch Vorwiderstände ausreichend genau
einstellen zu können. Ein ZTX1047 kann aus den 20mA eines uC-Ausgang immerhin
4A schalten, kurzzeitig.
Wählt man als Transistoren jedoch Darlingtontransistoren wie BC517 (NPN) oder
BC516 (PNP) in der Hoffnung auf höhere Stromverstärkung oder ICs mit
Darlingtonausgangsstufen wie ULN2003/ULN2803 (low side) oder
UDN2981/UDN2983/MIC2981/MIC5891/XD54563/TD62783 (high side),
so ist der Vorteil des niedrigen Spannungsabfalls hinfällig, denn die
Darlingtons bewirken noch mehr Verluste als ein Emitterfolger.
Man nimmt besser saturated driver wie TD62381/2 (8*15V/500mA Toshiba) oder
MOSFETs wie TBD62083A/84A (Toshiba CMOS Äquivalent den ULN2803/4, 70ct bei
Mouser/Digikey) NCV7240 (ULN2003LV (CMOS 7*8V/100mA TI) TPIC2701
(CMOS-ULN2003 7*500mA/60V TI) TPL7407L (CMOS-ULN2003 7*600mA/40V TI) MP4411
(4*100V/3A Diode Toshiba) oder TPIC6273 (TI, mit Latch), MCZ33879 hat 8
geschaltete MOSFETs mit 0.6 bzw. 1.2A Strombegrenzung als high side und low
side switch verwendbar und arbeitet von 5.5 bis 27.5V, der LB1268 macht 1A,
1A und 2A, TPD2005 (Toshiba) schaltet high side 7 x 4-80V mit 1 Ohm, NCV7751
schaltet 12 mit bis zu 600mA per SPI, die high side switches STMPS2161 und
AP22802 sind für USB aber klein und schalten 0.5, 1 oder 2A.
Einzeltransistoren sind aber meist billiger und flexibler.
2.1. Strom in eine Anode
3. MOSFETs
MOSFETs wie IRF7401/IRF7314/IRLML6244/IRLML6402 lösen das Problem mit der
Stromverstärkung, dem Spannungsabfall und den zusätzlichen Bauteilen. Man
braucht Typen mit niedriger Uth Schwellspannung (LogicLevel) weil man ja
i.A. nur mit 5V arbeitet. In vielen Fällen sind MOSFETs die beste Lösung.
3.1. Strom in eine Anode
Wenn die Betriebsspannung der Ansteuerschaltung nicht mehr ausreicht, um die
LEDs zu versorgen (weil im Display mehrere in Reihe geschaltet sind), sind die
Schaltungen nicht mehr geeignet. Man braucht Source Driver wie UDN2981 oder
TD62783. Die haben zwar einen noch grösseren Spannungsabfall, aber man hat
sowieso eine höhere Spannung zur Verfügung. Bei Spannungen unter 20V können
MOSFET-Treiber-ICs sinnvoll angewendet sein. Alternativ nimmt man integrierte
Treiber die nach Masse schalten wie ULN2803 oder gar strombegrenzte Treiber
wie MBI5016 (siehe unten) und muss nur noch einen diskreten PNP Transistor
nach Plus schalten, der dann als gesättigter Schalter agiert:
+---+-- +Ub (je nach Treiber bis 17V oder 50V)
| 10k |E
MB5016 |---------+--|< PNP, z. B. BC368
| |
Anoden der LEDs
Man kann die LEDs jeweils per Vorwiderstand an eine Kette von zig 74HC595
anschliessen, das erlaubt volle 20mA pro LED.
oder NLSF595 (74HC595 mit SPI von OnSemi) oder HEF4894 oder UCN6277 oder
UAA2022 (obsolet, 16, SPI) oder PCA9532D (16*25mA dimmbar I2C, Philips bei
Sander-Electronic), HM6276 (Hopefind) oder MBI5016 (Macroblock, 16*bis 90mA)
TB62706 (16 x PCA9626 24*100mA STB08C596 (8*120mA/16V)
bsi 40V (I2C, NXP). Oder M5450/5451 (ST, Micrel) / MM5450/5451 (NS) nehmen,
an den 34/35 15mA LEDs ohne Vorwiderstand passen (bei Farnell um 6 EUR).
Rohm hat BD7851FP, BU2092/F/FV, BU2098/F/FV, BU2099/F/FV, BD7871FP mit bis
zu 50mA Konstantstromtreibern, erhältlich bei http://www.weisbauer.de/ .
Im Multiplexbetrieb spart man Anschlüsse, aber der Strom summiert sich so
dass man entweder starke Treiber oder effektive 2mA LEDs verwenden muss oder
Schummerlicht in Kauf nimmt.
Der MC14489 schafft 25 Einzel LEDs mit 7mA. Oder, wenn 5mA pro LED ausreichen,
je 64 Stück an einen MAX7221 oder 128 an einen MAX6954/55/60-63. HT1632C für
8x32 oder 16x24 mit 100uA oder 10mA bei externen Spaltentransistoren. BTC3668
mit 10x7 bis 200mA Spaltenstrom macht 2.8mA. VK16K33/HT16K33 für 16x8 mit
160mA/25mA oder den billigeren und leichter beschaffbaren ICM7218A, der bringt
aber nur 3.8mA/LED und ist nicht wirklich seriell anschliessbar, auch MAX7219
(8 digit 5mA, leider etwas schwach
https://www.mikrocontroller.net/topic/480685#5969680 aber mit externen SOT23
MOSFETs gut zu verstärken, nur Strombegrenzung dann über Widerstände) oder
TM1616 (4 x 7, ca. 6.25mA) TM1628 (7 x 11 Pixel ca. 2.8mA) TM1637 (6 digit
2.5mA) TM1650 (4 x 8, ca. 4.8mA, 21 Taster) Sonix SLED1730 Serie kann
8x9 bis 16x16 LED mit bis zu 270mA sink und 32mA constant current source
und die SNLED2730 kann 16x12 mit 640mA und 32mA.
oder A8474 (4 digit 10mA) oder AS1100/AS1106/AS1107. STLED524 versorgt 5
Anoden und 24 Kathoden mit 5mA avg. SAA1064 geht notfalls auch. BD26502
(Rohm) versorgt 117 LEDs mit 2.85mA. Exotisch: ISSI IS31FL3730 (64),
IS31FL3728 (128), IS31FL3731 (144), IS31FL3732 (144), http://www.fdhisi.com/
macht FD632, FD650, FD655, FD658Q, FD668, FD1642 mit 8x4, 7x5, 10x7, 13x4
von -16/130mA bis -45/350mA und Tastenabfrage in DIP16 bis QSOP24.
Billiger ist es, sich die Multiplexelektronik selber zu bauen: Bei 128 LEDs
in 8x16 Matrix und 20mA/LED sind das 2.56A für den Zeilentreiber, der an
einem Decoder mit open collector Ausgängen wie 74156/74141 hängt damit eine
höhere Spannung geschaltet werden kann, und 160mA für jeden Spaltentreiber,
dafür gehen zwei 150mA TPIC6B595 (oder 350mA TPIC6A595) sehr gut.
Verfügbare ICs:
Baut man eine Multiplexanzeige mit nicht strombegrenzten Treibern auf, muß
der Strom durch die LEDs durch Widerstände in den Zuleitungen definiert
werden. Dabei gibt es eine untere und eine obere Toleranz durch Streuungen
im Spannungsverlust an Transistoren und LEDs, für den meist in Datenblättern
nur typische Werte in Diagrammen angegeben werden die nicht mal bis zu den
Spitzenströmen reichen. Der Widerstand muss also so dimensioniert sein, dass
bei minimal möglichen Spannungsverlusten der maximal erlaubte Spitzenstrom
der LEDs nicht überschritten wird, und gleichzeitig bei maximal denkbaren
Spannungsverlusten immer noch ein ausreichend hoher Strom für eine
ausreichende Helligkeit der Anzeige entsteht. Deswegen muss der
Spannungsabfall am Widerstand deutlich grösser sein als die Toleranz der
anderen Spannungsabfälle, man sollte so 2V am Widerstand erreichen. Damit
wird die Gesamtversorgungsspannung schon zu einem Problem. Glücklicherweise
eignen sich die weissen und blauen LEDs mit 3.6V nominellem Spannungsabfall
eh nicht so zum Multiplexen, denn sie erlauben meist keine deutlich höheren
Pulsströme, so dass rote und grüne LEDs mit typ. 2.1V für Multplexanzeigen
besser passen. Man sollte beachten, daß bei solchen Impulsströmen die
Spannung über den LEDs merklich ansteigt verglichen mit den Werten bei 20mA.
Das können durchaus 0.5V oder mehr sein, da kann es sinnvoll sein, sich, mit
den Vorwiderständen, an den gewünschten Strom heranzutesten. Auch bei der
Helligkeit muß man selber testen, ob es so gut ist, da hat jeder andere
Vorstellungen, spätestens wenn dis Display draussen erkennbar sein soll wird
man aber alle Helligkeit wollen die möglich ist.
Da zum Schalten von Spitzenströmen auch ausreichende Basisströme nötig sind,
ist auch eine Kalkulation der Basisströme nötig, bei der man schnell erkennt,
daß der übliche Sättigungsstrom von 1/10 Ic oft nicht erreichbar ist, und man
im Datenblatt des Transistors genauer hingucken muss, welcher Strom wirklich
nötig ist. Es gibt bipolare high beta low sat Transistoren wie ZTX1048/1148,
die jedoch eher langsam schalten.
Bei einer 4-stelligen 7-Segment Anzeige mit 10mA/Segment für Normalhelligkeit
fliessen also 40mA pro Segment, und 320mA pro Digit (wenn alle Segmente der
Stelle AN sind). Bei 120 Ohm Basisvorwiderstand fliessen 32mA Basisstrom.
Wenn die LEDs eine hohe Kapazität haben, kann es bei schnellem Multiplexing
zu Nachleuchten kommen. Dann hilft ein Widerstand, die abgeschaltete Leitung
auch zu entladen, je nach Polarität als pull up oder pull down.
20mA pro LED bei 1:8 Multiplex braucht 160mA pro Spalte, 8 LEDs parallel
macht 1.28A pro Zeile. Ein helle rote LED mit 160mA Spitzenstrom kann schon
2.5V Spannungsabfall haben, an den MOSFETs fallen zusammen nicht mal 50mV ab,
bleiben 2.5V für den Widerstand für 160mA also 15 Ohm bei einer mittleren
Belastung von 0.05W.
100 LED Sternenhimmel:
Hier ein 5 x 25 Multplexer für einen 5 x 5 x 5 LED Cube mit 20mA LEDs:
Und hey: Wenn einem das Display bei Normalstrom zu hell erscheint: Man muss
ja die Stellen nicht jeweils 1/N-tel der Zeit anlassen :-)
Es wird eine Menge darüber erzählt, das schnell 'gepulstes' Licht (kein
Blinklicht) vom Auge besser wahrgenommen wird, aber das ist Unsinn. Kann
jeder selbst ganz leicht mit einer LED ausprobieren, bevor aus Halbwissen
wieder endlose Threads in d.s.e rumtheoretisieren.
Standard-LEDs sind bei Nennstrom am effektivsten, low current LEDs und high
efficiency rote LEDs sind jedoch bei höherem Strom, wie er sich z. B. bei
Multiplexansteuerung ergibt, effektiver als bei Nennstrom, siehe Datenblatt.
Braucht man keine Multiplexansteuerung könnten solche LEDs mit gepulstem
Strom etwas effizienter betrieben werden, aber die Effekte sind so klein,
das sich keine zusätzlichen Strom verbrauchende Pulsschaltung lohnt. Schon
gar nicht darf man von einer LED auf andere Typen verallgemeinern.
Wenn das Gerät mit Netzspannung betrieben wird, kann man auf besonders
einfache Art ein Display im Duplex-Multiplexbetrieb betreiben, um die Hälfte
der IC-Anschlüsse einzusparen und braucht dennoch keine leistungsstarken
Zeilentreiber: Es ergibt halt flimmrige 50Hz. Ein Trafo mit 2 Wicklungen in
Mittelpunktschaltung erlaubt:
Wie man 64 LEDs an 9 Leitungen hängt oder 56 an 8 zeigt
leider ist der Aufwand, aus einem three state Ausgang einen mit Power zu
machen, eher hoch:
Zur Tastaturabfrage kann eine Matrix in Frage kommen, hier 4 x 4
> 99 Ausgänge mit 100 Leitungen an 8 PortPins schalten
100 Leitungen klingt nicht zu wenig, aber damit meine ich schon nach dem
Decodieren, also z. B. hinter einer Handvoll HEF4514, wo nur eine der 100
Leitungen high sein kann und man mit 7 bits und einem Enable auskommt.
Will man damit Lampen schalten und mehr als eine soll eingeschaltet sein,
dann braucht man Latches (74HC259), die allerdings ihrerseits meist nicht
den benötigten Strom oder die benötigte Spannung schalten können, also noch
mal Treiberstufen dahinter. Es kann einfacher sein, an jeden Ausgang einen
Thyristor zu klemmen, vom kleinen BRX49/BT149D/BT169D für 500mA (aber
immerhin 400V) bis zu den dicken BTA139 der als TRIAC sogar negative Lasten
mit positiven Impuls einschalten kann. Bei Gleichspannung als
Versorgungsspannung bleiben diese eingeschaltet bis die Versorgungsspannung
durch den 100ten Ausgang kurz abgeschaltet wird (z. B. ein MOSFET in der
Zuleitung oder ein abschaltbarer Spannungsregler) so daß der Strom unter den
Haltstrom fällt.
Dann kann man blitzschnell alle Ausgänge, die eigentlich an bleiben sollten
wieder einschalten ohne daß der Benutzer was merkt. Bei Spule (Relais) als
Last dauert das Abschalten leider zu lange, bei Glühlampen sieht man nicht
mal was flimmern. Allerdings kostet ein eingeschalteter Thyristor/TRIAC
meist 1.5V.
Und wenn man nur Ausgänge ohne TriState hat und nur 1 LED leuchten muss
kann man auch ein bischen mehr rausholen:
Q0----------+--+
| |
R R
LEDs | |
+--|>|--+ |
Q1--+--|<|--(--+
| |
+--|>|--+ |
Q2--+--|<|--(--+
| |
+--|>|--+ |
Q3--+--|<|--(--+
| |
+--|>|--+ |
Q4--+--|<|--(--+
| |
+--|>|--+ |
Q5--+--|<|--(--+
| |
+--|>|--+ |
Q6--+--|<|--(--+
| |
+--|>|--+ |
Q7--+--|<|-----+
Wer einfach nur ein simples Lauflicht haben will, ohne dafür gleich einen
Microcontroller zu programmieren, muss wohl mindestens 2 ICs verwenden.
Entweder einen Oszillator (74HC14, TC4S584, NE555 oder ganz besonders
schlau eine Blink-LED am PullUp als Oszillator, den U880B gibt es ja leider
nicht mehr) und einen Zähler mit Decoder (CD4017, erlaubt auch weniger als 10
LEDs durch Rückführung eines Ausgangs an RST, CD4022) oder ein Oszillator mit
Zähler (CD4060) und Decoder (CD4028). An Q9 auch eine LED, Q1+Q8 parallel an
eine LED, ebenso Q7+Q2, Q6+Q3, Q5+Q4 für Knight Rider K.I.T.T. Lauflicht.
Geht der 270R Widerstand der LED nicht an GND sondern an den Ausgang des
NE555, blitzen die LEDs, vor allem wenn R1 gross im Vergleich zu R2 ist.
Es geht auch ganz analog mit einem Sinus- oder Dreieckoszillator (XR2206,
ICL/XR8038) und einer Leuchtpunktanzeige wie LM3914 (http://www.ti.com/ ),
Berechnungstool:
http://www.electro-tech-online.com/blog-entries/single-and-dual-lm3914-v3-0-calculator.136/?page=1
aber obwohl der LM3914 mit 3V auskommt, brauchen die XR mindestens 10V.
Es gibt sogar einen LED-Sequenz Chip für sequentielle Blinker, NCV7683 mit
8 Kanälen a 100mA.
Und wer einfach nur einen Zähler mit Grossanzeige will (oft gefragt) kann
aus mehreren LEDs in Reihe die Segmente bilden (oder fertige
Grossegmentanzeigen kaufen die auch oft mehrere LEDs in Reihe enthalten)
und einen mit bis zu 15V versorgten up/down-Zähler CD40110 nehmen. Reicht
der Strom nicht, kann ein ULN2003=MC1413=BA12003 nachgeschaltet werden.
gehen manchmal kaputt und müssen ersetzt werden, oder man möchte eigene
Geräte bauen, und praktischerweise fertige Fernbedienungssender verwenden. Um
die Codes herauszufinden, klemmt man ein Oszilloskop an die Sende-LED einer
vorhandenen Fernbedienung und protokolliert die Impulse und deren
Trägerfrequenz. Es gibt viele verschiedene Sendeverfahren, eine gute Quelle
ist hier: http://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP
Besonders einfach ist die Nutzung mit fertigen Arduino Libraries, die schon
selbst erkennen, welcher Code gesendet und demnach empfangen wurde.
Wenn man den üblich sparsambilligen HiFi-Geräten einige Tasten von der
Fernbedienung auf die Frontplatte bauen will, nimmt man eine zweite
Fernbedienung (oder zumindest deren Chip oder man programmiert einen uC
denselben Job zu tun), baut deren Tasten in die Frontplatte, entfernt die
Sende-LED und schliesst deren Zuleitung an den Ausgang des IR Empfängers des
Geräts per wired-or an (dabei muss man die Potentiale beachten, aber ihr
erkennt sicher das Prinzip).
Möchte man ein nicht-fernbedienbares Gerät fernsteuern, nimmt man eine
bestehende Fernbedienung und den dazu passenden Empfängerchip (oder
programmiert einen uC dasselbe zu tun), lässt von jedem dekodierten Ausgang
einen CD4066 Analogschalter schalten, der den jeweils gewünschten Taster im
Gerät überbrückt. VDD/VEE des CD4066 kommt an die höchste/niedrigste
Betriebsspannung des steuernden Geräteteils.
So muss man sich keine Gedanken machen um eine eventuelle Multiplexabfrage
der Tasten des Geräts. Potis muss man natürlich durch Motorpotis und
entsprechende Ansteuerung ersetzen.
Universell lernfähige Fernbedienung:
Empfänger:
IR-Sendedioden mit schmalem Abstahlwinkel: IR333/H0/L10 40 Grad, LD271 25
Grad, TSHA6500 24 Grad, TSAL6200 17 Grad, SFH486 11 Grad, TSAL6100 10 Grad,
VSLY5940 3 Grad.
Möchte man kein um die Trägerfrequenz gefiltertes Empfangssignal, sondern ein
mit der Trägerfrequenz moduliertes, wie es für Repeater oder selbstlernende
Fernbedienungen wichtig ist, dann geht SDR5601(20-40kHz), EAIRMAA0(30-56kHz),
TSMP1138(30-55kHz), TSMP4138, TSOP98138, TSOP98238(30-50kHz),
TSMP58138(30-55kHz) in dessen Datenblatt gleich die Schaltung einer einfachen
Fernbedienungsverlängerung ist
IR-Einschalter fuer PC
Funkfernsteuerung 4 x analog 10 bit, 8 digital, mit Conrad-Modulen
Ciseco XRF Module sind billigere XBEE Replikate mit grösserer Reichweite als
BlueTooth, WiFi oder ZigBee. Einfach Anschliessen an die serielle
Schnittstelle und fertig ist die Funkverbindung.
Ein Netzteil wandelt die Wechselspannung aus dem (bei uns 230V~) Stromnetz in
eine (oder mehrere) andere Spannung zur Versorgung von Geräten. Uns
interessiert hier die galvanisch getrennte SELV Schutzkleinspannung, meist als
Gleichstrom. Wir betrachten hier die Wandlung mit einem 50Hz
Sicherheitstransformator und noch keine Schaltnetzteile, deren Trafos höhere
Frequenzen benötigen.
Ein Transformator ist eine Spule mit einer zweiten Wicklung (oder mehr, oder
Spartrafo). Die primäre Wicklung ist so ausgelegt, dass bei offener (=nicht
vorhandener) zweiter Wicklung der Kern nicht in Sättigung geht (oder weil das
ja ein weicher Übergang ist zumindest der Trafo nur so weit in Sättigung geht
das er später nicht durch Ummagnetisierungsverluste, Wirbelstromverluste und
Drahtwiderstandsverluste in Betrieb zu warm wird, die DIN 41300 erlaubt +75
GradC bei einer Umgebungstemperatur von 40 GradC, also 115 GradC innen drin).
Die zweite Wicklung wird im notwendigen Windungsverhältnis angelegt, wobei es
den Unterschied zwischen Leerlaufspannung und Nennspannung bei Nennbelastung
gibt, hervorgerufen durch den ohmschen Widerstand der Sekundärwicklung und
dem transformierten Wicklungswiderstand der Primärwicklung (Kupferverluste)
und magnetische Kopplungsverluste.
Die gesamte Verlustleistung eines Transformators setzt sich zusammen aus den
Eisenverlusten, die bei fester Primär-Spannung pro Windung & Frequenz
weitgehend vom Eisengewicht abhängen, und den Kupferverlusten, die
quadratisch mit dem entnommenen Strom steigen. Die maximal übertragbare
Leistung ist dadurch begrenzt, daß der Trafo über seine Oberfläche seine
Verlustleistung loswerden muss, ohne zu überhitzen.
Für unsere Zwecke suchen wir meist Sicherheitstransformatoren nach IEC DIN EN
61558-2-6 VDE 0570 Teil 2-6 die SELV Schutzkleinspannung liefern und
eventuell sogar Spielzeugtransformatoren nach DIN EN 61558-2-7 mit weiteren
Anforderungen und eher keine Steuertansformatoren weil die kein SELV liefern
sondern wenn deren Ausgang geerdet wird PELV.
Die Kopplung eines Trafos ermittelt man durch Messung der Induktivität im
Leerlauf Lp1 und bei kurzgeschlossener Sekundärwicklung Lp2, dann ist k wie
es bei LTSpice anzugeben ist k = sqrt(1 - Lp2 / Lp1).
Kupferverluste: Berechne bei DC mit überlagerter HF (nicht nur 50Hz) den
Gleichstromquerschnitt und den Wechselstromquerschnitt (Skin-Effekt) getrennt.
Windungsanzahl bei Netztrafos: 230V/(4.44*1.4T*50Hz*Fläche in mm x mm)
EI Kerne M530-50A https://www.grau-stanzwerk.de/d-wAssets/docs/produkte/ei-kernbleche-abfalllos/Mech_Elekt_Daten-2017.pdf
https://www.hermoni.eu/TrafoRechner/Blechpaket
Für Seldbauer Ringkerntrafos gibt es (verschlüsselte) LTSpice Modelle zum
Download http://www.sedlbauer.de/de/produkte/induktive-komponenten#rkt-standardprogramm
kundenspezifische sind über Conrad bestellbar, Ringkerndrosseln direkt.
Wer bobbin Spulenkörper Wickelkerne für Trafos mit 3d-Stereolithographie
selber drucken muss, sollte CubiCure Evolution FR Photopolymer verwenden um
UL94-V0 erfüllen zu können. Leider geht das wohl nur im Heissdruckverfahren.
Ein einfacher Eisenkerntrafo trennt galvanisch und transformiert die Spannung,
meist nach unten, verändert aber nicht ihre Frequenz und liefert nach wie vor
Wechselspannung. Ein beispielsweise 48VA Trafo liefert 12V~ bei 4Arms
ohm'scher Belastung. Da die Netzspannung eine Toleranz von +/-10% aufweist,
unterliegt auch die Sekundärspannung diesen Schwankungen. Ist die Belastung
geringer, ist die Spannung höher. Ist die Belastung höher, liefert der Trafo
nicht mehr die Nennspannung, wird zu warm und überhitzt. Gute Trafos schützen
ihre Umgebung durch eine eingebaute Thermosicherung. Hat die ausgelöst wegen
Überhitzung, ist auch der Trafo hinüber, daher machen auswechselbare
Thermosicherungen nur Sinn wenn sie deutlich früher, sicher vor Schädigung des
Trafos, abschalten. Solche Trafos kann man also nur geringer belasten als der
Kern sonst hergibt, sind teurer und das nur für den Fall der Überlastung, also
wirtschaftlich unsinnig ausser bei Spielzeugtransformatoren, bei denen
selbstrückstellende Bimetallthermosicherungen als Schutz üblich sind.
Die Wechselspannung kann man durch Dioden gleichrichten um Spannung nur
einer Polarität zu erhalten, z.B. durch einen Graetz-Brückengleichrichter.
Diese Spannung ist noch pulsierend, also Gleichspannung mit Wechselanteil.
Das findet man in vielen Spielzeugtrafos die angeblich Gleichspannung
liefern. Da eine Diode je nach Strom zu einem Spannungsverlust von ca 0.7V
führt, ist die Ausgangsspannung effektiv um 1.4V geringer als die
Trafosekundärspannung.
Den Ripple kann man verringern, in dem man eine Drossel in den Stromkreis
schaltet, dabei wird auch die Spitzenstrombelastung von Trafo und Dioden
verringert, aber die Drossel muss bei 50Hz eine hohe Induktiviät im
Henrybereich haben. So wurde bei Röhrenradios geglättet, da waren Drosseln
billig und Elkos teuer und Selengleichrichter oder Gleichrichterröhren
vertrugen nur geringe Spitzenströme.
Wenn die Spannung zu ungenau ist, muss man sie stabilisieren. Dafür tun es
Spannungsregler. Die alte einfache Art ist eine Z-Diode die die Spannung auf
einen niedrigeren Wert stabilisiert. Entscheidend ist der Vorwiderstand R der
den Strom durch die Z-Diode begrenzen muss, damit weder Z-Diode noch Trafo
kaputt gehen. Angenommen man verwendet eine 10V Z-Diode und einen 4A~ Trafo
für 2.5A Gleichstrombelastung, dann darf R minimal 2 Ohm haben und muss 12.5
Watt vertragen, die Z-Diode 25 Watt, und der Trafo wird dauerhaft voll
belastet egal welchen Strom die Last benötigt, die nicht ganz die 2.5A
ausreizen darf, sondern nur so viel, daß der Strom durch die Z-Diode auch bei
niedriger Netzspannung und niedrigster Spannung am Elko nicht 0 wird. Diese
Stabilisierung ist also eher für kleine Ströme im Milliamperebereich geeignet.
Heut zu Tage baut man Festspannungsnetzteile aber moderner auf:
Für bestimmte feste Ausgangsspannungen tun es Festspannungsregler-ICs sehr
gut, der bekannteste ist Fairchild's uA7805, auch als UA7805 von Texas
Instruments, LM7805 von National Semiconductors, TS7805 von TaiwanSemi,
L7805 von ST Microelectronics, HA17805 von Hitachi, BA7805 von Rohm, PL7805
von Cystek, AD7805 von AnalogDevices, TDB7805/TDC7805 historisch von Siemens,
IFX7805 von Infineon, CG7805 von Cypress, MC7805 von Motorola/OnSemi, SG7805
von Microsemi (wirbt explizit mit fold back current limiting während bei
anderen oftmals nur durch höhere Eingangs-/Ausgangsspannungsdifferenz ein SOA
Schutz vorhanden ist), MA7805 (Tesla, haben laut Funkamateur keine fold back
Strombegrenzung), AN7805 von Panasonic, KIA7805 von KEC, und unter ähnlichen
Namen von anderen Herstellern angeboten, und als 7812 und 7815 u.s.w. für
andere Spannungen zu bekommen, vereinfacht schreiben wir 78xx.
MC78LCxx für 80mA, 78Lxx für 0.1A, MC78FCxx für 120mA, TA78DLxx für 0.25A
low drop, AN78Nxx für 0.3A, 78Mxx für 0.5A, 78Dxx 0.5A in TO252, 78xx für 1A,
78Dxx von Taitron für 1A low drop, 78Sxx für 2A (KA278RxxC=RxxLD20
abschaltbar), 78Txx für 3A, 78Hxx für 5A, 78Pxx für 10A, MIVR42055 (20A TO3
historisch 250 DM) an einem Graetz-Brückengleichrichter.
Nein, der LM317 muss keine 240 Ohm bekommen, er funktioniert genau so gut mit
120 Ohm, 270 Ohm, oder gar 470 Ohm, wenn man den anderen Widerstand (Poti)
entprechend anpasst. Da der Minimum Load Current to Maintain Regulation aber
typisch 3.5 mA und maximal 10 mA beträgt
nützen die 240 Ohm mit 5mA genau gar nichts, nur 120 Ohm führen zu den 10mA
ab denen man sich auf die Ausgangsspannung verlassen kann. 240 oder 470 Ohm
funktionieren also nur, wenn zusätzlich eine Mindestlast garantiert werden
kann. Warum überall 240 Ohm genommen werden ist also schleierhaft und ein
Zeichen, daß Dinge die man schon immer so gemacht hat nicht notwendigerweise
richtig gemacht wurden. Dem LM317L reichen aber 5mA und unter 15V sogar 2.5:
LM317 mit slow turn on, als Diode tut es eine 1N4001, als PNP Transistor ein
2N2907 oder BC556:
Amerikaner verwenden oft anders gewickelte Trafos in Mittelpunktschaltung und
kommen mit 2 Dioden aus. Wenn man dafür einen in Europa gefertigten Trafo mit
2 Wicklungen verwendet, bei dem beide Wicklungen für Dauerstrom und nicht nur
für 50%ige Nutzung ausgelegt sind, wodurch sich ein anderes Masseverhältnis
von Eisenkern zu Wicklungskupfer ergibt, kostet das nur unnötiges Geld für
den 1.4 mal dickeren Trafo. Als Hobbyist vielleicht egal, bei kommerzieller
Pfennigfuchserei aber wichtig. Im Umkehrschluss heisst das, das bei
amerikanischen Trafos nicht beide Wicklungen gleichzeitig voll belastet
werden dürfen, aber da der Trafo eh für 127V~ und 60Hz ausgelegt ist,
erübrigt sich dessen Verwendung meistens sowieso. Die Mittelpunktschaltung
hat nur 1 Diodenspannungsabfall, da aber bei gleichem Kern der
Wicklungswiderstand doppelt so hoch und damit der Spannungsabfall im
Belastungsfall höher ist, wird dieser Vorteil wieder aufgehoben.
Bei professioneller Auslegung wird der Trafoinnenwiderstand zwischen
Leerlaufspannung und Gleichrichterspitzenstrom eingepasst (Section 8 in
HB206 von OnSemi, auf gut Deutsch: Profis machen den Draht so dünn wie es
geht, es geht so lange die Elektronik die Effekte ausregeln kann, und
sparen damit Kupfer und senken die Spitzenstrombelastung der Bauteile),
als Bastler muss man nehmen was angeboten wird.
Eine Einweggleichrichtung benötigt einen doppelt so grossen Elko, nutzt den
Trafo noch schlechter aus, und zieht auch aus dem Stromnetz in einer Polarität
mehr Strom als in der anderen, ist also nur bei sehr kleinen Leistungen
akzeptabel, z.B. 9V/1mA für Panelmeterversorgung.
Wenn man nur knapp mehr Eingangsspannung hat, als die Ausgangsspannung
betragen soll benötigt man einen teuren 'low drop' Regler. z. B. für geregelte
5V aus einer 9V Blockbatterie die zum Ende hin ja nur noch 6V abgibt, oder
wie ein 2*6V Trafo, dessen 6*1.4=8.5V durch einfachen Gleichrichter (-1V)
und Siebelko (-10%) bei 10% Netzunterspannung gerade mal diese 6V abliefert.
Der MCP1825 braucht bei 0.1A nur 0.1V für sich und folgt auch einer zu
niedrigen Eingangsspannung bis herunter auf 2.2V, bevor er aufgibt zu regeln.
Schau bei http://www.st.com/ nach erschwinglichen Varianten wie L4940 und
LD1117, oder bei http://www.ti.com/ nach LM1084/85/86-3.3/5 bevor du bei
https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) Luxus einkaufst, und achte
auf die Anschlussbelegung, die sich meist von den 78xx-Typen unterscheidet,
ebenso wie sich der negative Regler 79xx vom 78xx unterscheidet. LowDrop/79xx
haben auch andere Spezifikationen. Manche brauchen eine Mindestlast (der 79xx
liefert ohne Last eine Spannung ca. 7V geringer als die Eingangsspannung),
manche widerstehen nur geringeren Eingangsspannungen als entsprechende 78xxer
und manche brauchen einen grösseren Kondensator (25uF) am Ausgang um ihre
Schwingneigung zu unterdrücken.
Falls jemand meint, man könne die Kondensatoren ja weglassen, weil im
Datenblatt steht "No external Components required" und nur in der Fussnote
"All characteristics are measured with capacitor across the input of 0.22 uF,
and a capacitor across the output of 0.1uF."
http://www.mikrocontroller.net/attachment/97748/78XX_05_12_15.pdf
dann sollte er hier mal lesen http://www.mikrocontroller.net/topic/204263
und es gibt viele weitere solcher Erfahrungen.
Modernere Texas Instruments LM78Lxx kommen mit 10nF aus, Messwerte sind aber
auch mit 100nF spezifiziert.
Von: Kai Klaas 13.05.2014
In manchen Datenblättern steht, daß der LM7805 und der LM317 eigentlich
keinen Kondensator am Ausgang brauchen. Das stimmt für eine perfekte rein
ohmsche Last. Sobald eine kleine kapazitive Last (so im 100pF Bereich) oder
induktive Last hinzukommt, werden sie instabil, um bei noch größeren
kapazitiven Lasten wieder stabil zu werden.
Da so ein Verhalten natürlich Murks ist, sollte man generell eine Kapazität
am Ausgang haben, die deutlich größer als die kritische kapazitive Last ist.
Dann kann keine unbestimmte kapazitive Last mehr den Regler instabil werden
lassen. Deswegen sollte man immer mindestens 100nF (oder was im Datenblatt
steht) am Ausgang haben.
Ausnahmen sind der 200mA LDO NCP4588 und 500mA LDO XC6503 sowie 150mA XC6504
mit Iq 600nA, bei denen besonders erwähnt wird, daß sie ohne
Ausgangskondensator auskommen.
Der Grund nicht nur für Ausgangskondensatoren, sondern sogar für einen nicht
zu hohen und nicht zu geringen ESR wird hier erklärt
und hier in Bezug auf Schaltregler, aber Regelschleifenstabilität gilt auch
bei Linearreglern:
3V Regler sind auch selten: HT7130 (Holtek, TO92), ebenso einstellbare
negative Regler wie low drop LM2991 (1A -3..-24V) und LT3015 (1.5A
-1.22..-29.3V), ADP7182AUJZ-R7 (200mA -28V) oder MIC5270 (100mA -2..-16V)
oder ICL7664/MAX664 (-25mA -2..-16.5V 12uA).
Wenn man genauere (LP2954, LP2986, LT1086) oder rauscharme TPS7A94
(0.46uVrms) LT3042 (0.8uVrms), HMC976 (1.5uVrms 1.8-5V 400mA aus 5.5V)
HMC1060 (1.5uVrms 1.8-5.2V 500mA aus 5.5V) ADM7160 (200mA 9uV) ADP150
(9uVrms 1.8-3.3V 150mA aus 5.5V) LP2985/3985, MAX8877/8878,
TPS7A49xx/TPS79301, LT1761/LT1762/LT1763 pos 30uVrms, LT1964 neg 30uVrms,
TPS7A47 pos 4uVrms, TPS7A33 neg 16uVrms, AP2125 extremly low noise,
LDLN025 (5V 250mA 6.5uVrms) MP2009 ultra low noise, LT3032 20uVrms pos+neg,
MCP1755 0.3uv/sqrt(Hz) 80dB PSSR 1kHz 40dB 20kHz,) AIC1748 (65dB PSSR low
drop 600mA in SOT23) LR1121B (70dB at 1kHz) MC33761 (12V 150 nV/vHz @ 100
Hz, 40 uVRMS) Spannungsregler haben will oder welche mit geringem
Eigenverbrauch TPS782xx (0.5uA/150mA), XC6206 (1uA/200mA/6V Torex, 15uA in
drop out), STLQ015M30R (1uA/150mA ST 2uA in drop out) TPS79730
(5uA/10mA/5.5V TI), NCP551 (4uA/150mA auch in drop out) S-812C, S1313
(Seiko, 1uA auch in drop out) MCP1702/1703 (2uA/250mA/16V Microchip
Reichelt), RT9058 (36V/100mA/2uA) LM2936, LP2950 bis 200uA in drop out)
oder rauscharm und sparsam zusammen (LT1763) rückspeisefeste (MC33269,
LT3012B, LT1761) oder welche die Eingangsstörungen auch bis zu hohen
Frequenzen noch gut bedämpfen (MCP1801) kann man auch nach Alternativen
anstelle der 78xx sehen, denn damit ein Regler was regeln kann, muss ja
erst eine Abweichung vom Sollwert vorliegen, und bei universellen Bauteilen
wie den 78xx darf die Verstärkung nicht zu hoch sein, da sie sonst zu leicht
ins Schwingen kommen, die anderen Regler brauchen daher meist grössere
Kondensatoren auf Lastseite. Bei Spannungsreglern sind einige Dutzend
Millivolt Regelabweichung also normal. Aber selbst die 78xx unterscheiden
sich bei verschiedenen Herstellern und werden mit den Herstellungsjahren
immer besser. Reicht ein integrierter Regler nicht aus, z. B. weil man
ultra low drop bei viel Strom haben will, kann man einen IC mit externem
Transistor einsetzen wie den LP2975. Oder es diskret aufbauen:
Wenn man aus einem Trafo mit Mittelanzapfung umschaltbar die einfache oder
doppelte Spannung erhalten möchte, geht diese Schaltung, die zwischen
Grätz-Brücke und Mittelpunktgleichrichtung auf doppelten Strom bei halber
Spannung umschaltet:
Wenn man eine positive und eine negative Versorgungsspannung braucht, reicht
ein Trafo. Wenn er 2 Wicklungen hat geht:
wobei C1 auch an GND gehen darf, wie hier für ungeregelte 24V:
> 48V Phantomspeisung aus 2 * 18V Trafo
Beachte unterschiedliche Widerstandswerte je nach Phantomspannung:
Muss man sehr hohe Spannungen runter regeln, helfen depletion Mode MOSFETs:
> Dimensionierungshinweise:
Der Trafo muss auch bei 10% Netzunterspannung (0.9) nach Gleichrichtung (1.4)
eine Spannung liefern, die die gewünschte maximale Ausgangsspannung um die
Verluste des Spannungsreglers (2.5V drop out), der Gleichrichterdioden (2*1V)
und dem Elko (0.8 = 80% gehalten = 20% Ripple) übersteigt.
also für ein 5V/1A Netzteil mit 7805 als Regler: 9V~ Trafo.
Der Elko soll bei Maximalstrom die Spannung nach dem Gleichrichter auf < 20%
glätten, bei 9V Trafospannung und 1 Ampere Maximallast also 4700uF. Für 10%
Ripple wären schon satte 10000uF notwendig (<10% Ripple ist eher unüblich,
der kleinere Stromflusswinkel führt dann zu verstärkten Verlusten im Trafo,
für die er nicht ausgelegt ist). Bei 50Hz nach Vollwellengleichrichtung, also
100Hz Ripple oder 0.01s, ist die Formel ganz einfach:
Hat man keinen als konstant angenommenen Laststrom, sondern eine konstante
Lieferleistung P wie bei einem nachfolgenden Schaltregler, so lautet die
exaktere Formel für Kapazität C und Stromflusswinkel TCH/T:
Es gibt aber, neben den sich durch steigende Verluste im Trafo nachteilig
auswirkenden kleineren Stromflusswinkel, ein oberes Limit für die
Siebelkogrösse, durch den Gleichrichter und dessen Spitzenstrom vorgegeben,
z. B. im Diotec Datenblatt des B..C3700/2200:
Der Elko muss dabei die gleichgerichtete (+41% = *1.4) Leerlaufspannung
(ca. +15% = *1.15) des Netztrafos bei 10% Überspannung (*1.1) im Netz
aushalten, also in unserem Fall:
Kleine Trafos produzieren oft hohe Leerlaufspannungen, also im Notfall messen:
Trafo+Gleichrichter+spannungsfesten Elko fast beliebiger Kapazität dran, keine
Last und dann messen und zur Sicherheit *1.1 (=10% Netzüberspannung) nehmen.
Aber bereits eine geringe Last (LED als Kontrollleuchte) bringt die Spannung
meist in akzeptable Regionen, weil sich ganz schnell der Diodenspannungsabfall
des Gleichrichters einstellt. Und Trafos mit grossem Unterschied zwischen
Leerlaufspannung und Nennspannung haben einen hohen Innenwiderstand und
belasten somit die Gleichrichterdioden viel weniger, weil der Stromflusswinkel
viel grösser ist als bei Trafos mit niedrigem Innenwiderstand. Die hohe
Leerlaufspannung eines kleinen Trafos kann auch ein Vorteil sein, wenn man
Netzteile baut die den Trafo geringer belasten als mit Nennstrom: Die Spannung
ist höher, man kann manchmal z.B. mit einem 6V~ Kleintrafo auskommen um 5V=
geringer Belastung zu erzeugen (weil der Trafo bei dem geringen Strom effektiv
8V~ liefert).
Wenn man ein Netzteil Surge und Burst Tests nach IEC 61000-4 unterwirft,
kann die Wicklungskapazität des Trafos hohe Spannungen auf Sekundärseite
übertragen, die die Sperrspannung der Dioden des Brückengleichrichters
überschreiten können. 10 bis 100 nF parallel zu jeder Diode koppeln diese auf
den Ladeelko, so dass die Dioden überleben. Zudem verhindern sie die
Gleichrichtung hochfrequenter Einstreuungen. Die Kondensatoren bekämpfen auch
die Störungen, die entstehen, weil die Diode nicht sofort sperrt, wenn die
Trafospannung die Elkospannung unterschreitet, sondern erst Strom in
Gegenrichtung fliessen lassen, der dann abrupt gestoppt wird, was
Nadelimpulse erzeugt, die über den Siebelko hinweg die Schaltung stören
können. Daher werden sie vor allem in Audioschaltungen gern eingesetzt.
Der Chip des Spannungsreglers darf bei der anfallenden Verlustleistung von
Maximalstrom*(1.57*Trafospannung-2-minimaleAusgangsspannung) Watt (hier
7.13 Watt) nicht über 150 Grad heiss werden (Tj im Datenblatt), also braucht
er einen Kühlkörper dessen Wärmewiderstand bei 40 Grad Umgebungstemperatur
zusammen mit dem Wärmewiderstand des Gehäuses (TO220: 3 bis 5 K/W, dazu 1.25
K/W für die Glimmerscheibe mit Wärmeleitpaste) nicht über (150-40) / 7.13 - 5
liegt, also hier 10 Kelvin/Watt. Da Kühlkörper selten so optimal eingebaut
sind, das ihre Werbe-Datenblattwerte erreicht werden, nimm ruhig einen
dickeren Kühlkörper von 5 K/W. Ein TO220 leitet ohne Kühlkörper senkrecht
montiert nur 1 Watt ab (85 K/W, experimentell ermittelt, Datenblätter reden
von 19 K/W bis 65 K/W).
Immerhin enthalten die 78xx eine Übertemperaturschutzschaltung. Fehlt diese,
muss man mal einen Dauerlauftest unter den ungünstigsten Bedingungen machen
und bei Überhitzungsgefahr eine Temperatursicherung dranschrauben. Ist ein
geschlossenes Gehäuse drumrum ist die Umgebungstemperatur der Bauelemente in
diesem Gehäuse natürlich höher als draussen. Wenn der Wärmewiderstand des
Gehäusematerials vernachlässigbar ist und nur der Wärmeübergang der
Oberflächen zählt, kann man von 3W/(m²K) ausgehen, ein 10x10x10cm3 Gehäuse
wird bei 10 Watt innen also um 60K wärmer.
Ein TO3 hat mit Wärmeleitpaste einen Wärmeübergang von case nach Kühlkörper
mit Glimmerscheibe von 0.3 K/W und ohne Glimmerscheibe von 0.1K/W.
Ein TO220 hat ohne Wärmeleitpaste 1.4K/W, mit Wärmeleitpaste ohne
Isolatorscheibe von 0.5K/W bei Befestigung mit Schraube und 0.3K/W bei
Befestigung mit Klammer, mit 0.1mm Glimmerscheibe und Wärmeleitpaste und
Klammer von 2.2 K/W, mit 0.05mm Glimmerscheibe und Wärmeleitpaste und Schraube
1.4K/W, und 0.25mm Aluminiumoxidisolator von 0.8K/W und mit Glimmer ohne
Wärmeleitpaste von 3.0K/W.
Ein TO218/TO3P hat mit Wärmeleitpaste einen Wärmeübergang von case nach
Kühlkörper mit Glimmerscheibe von 0.8 K/W.
Mit Wärmeleitpaste soll ein TOP3 ohne Glimmerscheibe 0.75K/W, ein TO264 und
TO247 0.4K/W schaffen bei richtiger Montage.
Ein dicker ISOTOP wie STE100N20 bringt 0.05K/W mit Wärmeleitpaste, Isolator
nicht erforderlich.
Silikonisolatoren haben um 1:2 unterschiedliche Wärmeübergänge, von besser
zu schlechter als Glimmer mit Wärmeleitpaste.
Keramikscheiben sind zwar 10 mal dicker, aber mehr als 10mal besser
wärmeleitend als Silikonpads, schneiden also besser ab, sind aber auch teurer.
Für quadratisches 2mm starkes Alublech bei senkrechter Montage, freier
Luftzirkulation und mittiger Montage der Wärmequelle gilt in etwa:
Der Trafo muss die LEISTUNG liefern können, die die Schaltung maximal
benötigt, hier 5 Watt Ausgangsleistung + 7.13 Watt für den Regler + 1.4 Watt
für den Gleichrichter ergeben ~14 Watt. Also 14VA, das sind bei 9V ca. 1.6A.
Diesen meist so 1.4 bis 1.8 mal höheren Strom am Trafo vergessen die meisten.
Da der Strom im Trafo in Pulsen fliesst (90% der Zeit gar nicht, 10% der Zeit
läd der 10fache Nominalstrom den Elko auf) und die Verlustleistung durch den
Widerstand des Kupferdrahtes quadratisch vom Strom abhängt, also (10% von
10*10) = 10 mal höher ist als bei Gleichstrom (den's beim Trafo nicht gibt,
aber RMS), ist der benötigte Trafo sogar noch grösser.
Folgende Korrekturfaktoren nennen Trafohersteller, um vom Strom, den man dem
Ladeelko entnehmen will, auf den Strom zu kommen, den der Trafo nach Aufdruck
(also als RMS-Wert) liefern können muss, wenn man nicht exakt ausrechnen will
oder am lebenden Objekt ausmessen will, sondern immer auf der sicheren Seite
sein will (die Werte sind etwas übertrieben):
Wie gross muss so ein Trafo sein ? Bei normalen Verhältnissen bzw. unbekannten
Trafos reicht eine Tabelle, in Katalogen wird manchmal nach oben geschummelt:
Transformatoren sind bei Beachtung der zulässigen Betriebstemperatur
kurzzeitig hoch überlastbar. Bei den vom Dauerbetrieb abweichenden
Betriebsarten ist u. U. die Verwendung kleinerer Transformatoren möglich,
soweit die mit steigendem Laststrom auftretende Absenkung der
Betriebsspannung vertretbar ist und eine Überhitzung z. B. durch
Thermosicherungen verhindert wird.
Die periodische Spieldauer als Summe aus Belastungszeit und Abkühlphase
beträgt 10 Minuten (˜600s); Belastungszeiten von mehr als 10 Minuten gelten
als Beginn des Dauerbetriebes.
Maximal zulässige Kurzzeitbelastung Spieldauer 10 Minuten (˜ 600s)
Trafos und Motoren gibt es mit maximaler Innentemperatur von 130, 155 oder
180 GradC, die halten bei der Temperatur dann im Mittel 10 Jahre. 10 GradC
weniger verdoppelt die Lebensdauer, es lohnt sich also, sie nicht voll
auszulasten. Übertemperaturgrenzen rotierender Maschinen nach IEC 60034-1
liegen je nach Isolierstoff bei 80(B), 105(F) und 125(H) GradC, also 10 GradC
niedriger, kalkulieren eine Einspeisespannungstoleranz von +/-5% wobei an der
oberen Toleranzgrenze die Temperatur um 10 GradC steigen darf.
Grössere Trafos übertragen bei 50Hz so 70W/kg, kleinere deutlich weniger.
Kleinere Trafos haben auch einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad, unter
10VA problemlos unter 50%, während grosse Trafos über 1000VA oft über 99%
kommen.
BASF Petra https://plastics-rubber.basf.com/northamerica/en/performance_polymers/products/petra.html in FR ist UL
listed und taugt für Spritzgussteile in Netzteilen.
Reichelt's Ringkerntrafo zeigt mal ordentliche Daten:
Der Draht ist also bis 180 GradC isoliert, die Temperatursicherung löst bei
125 GradC aus weil die Isolierfolien nur 130 GradC aushalten, der Trafo soll
in Betrieb nicht über 90 GradC bekommen (40 + 50) weil die Anschlussdrähte
(PVC Isolation) nur 105 GradC vertragen, wobei die Verluste zum grossen Teil
aus dem dünnen Draht stammen (8.95W) und nicht vom Kern (0.781W).
Besser ist immer eine im Trafo eingewicklete Temperatursicherung, aber wenn
der Trafo keine besitzt, wie bei vielen aus dem Versandhandel, dann muss man
wohl oder übel eine Feinsicherung anbringen. Die primäre Sicherung probiert
man am besten aus: Netzteil anschliessen, voll belasten und Primärstrom
messen. Eine träge Sicherung mit 1.25 bis 2 fachem Strom nehmen. Sie darf
beim Einschalten des voll belasteten Netzteils noch nicht durchbrennen.
Wenn man aber den Elko auf Sekundärseite kurzschliesst, und dann das Gerät
einschaltet, sollte sofort die Sicherung durchbrennen. Hat der Trafo mehrere
Sekundärwicklungen, muss die primäre Sicherung ja bei Kurzschluss jeder
einzelnen durchbrennen. Tut sie dies nicht, sind auch Sicherungen sekundär
angezeigt. Bei kleinen Trafos (unter 10VA) ist der Draht der primären
Wicklung so dünn, daß er selbst als Sicherung im Falles eines wegen
Überhitzung schmelzenden Trafos fungiert, eine extra Sicherung ist nicht
notwendig. Zur Sicherheit sollte das (dauerkurzschlussfest) im Datenblatt des
Kleintrafos stehen.
Der Nennstrom (rated current) ist der Strom den eine Sicherung unbegrenzt
lange leiten kann, der fusing current der Strom, bei dem sie sicher
auslöst, und wird als Schmelzintegral I*I genannt, weil sie bei höherem Strom
schneller unterbricht als bei knapperem.
Wenn man die Bauteile (Trafo, Kühlkörper) unterdimensioniert, sollte man
Temperatursicherungen (meist 105 Grad) einbauen. Ein Netzteil ist
unterdimensioniert, wenn es keinen Dauerkurzschluss aushält, also zählt
nicht der Nennausgangsstrom (hier 1A), sondern die Strombegrenzung des
Spannungsreglers (bei einem 7805 bis 2.2A). Man kann auch einen PTC (z. B.
Polyfuse) verwenden, um eine unkaputtbare Strombegrenzung zu erreichen.
Also kauft Steckernetzteile, so lange die möglich sind, bei FRIWO, die
28% aller weltweiten Handyladenetzteile produzieren, z. B. kosten die im
Schnitt 1.13 EUR und bringen 3 ct Gewinn lt. Geschäftsbericht.
Für USB Type C benötigt man ICs um die Ladespannung umschalten zu können,
beispielsweise Leadtrend LD3103A, LD8201 oder LD6610 USB-C Controller. Und
IP2721 (stand alone, 15V 20V), STUSB4500 (I2C programmierbar), FT232HP (USB-C
inkl. Power Delivery). Apple Ladekabel ebenso.
Von: MaWin 17.7.2000
Klassischerweise gehört zum ersten selbstgebauten Gerät ein einfaches
Netzteil mit integriertem Spannungsregler. Üblicherweise wird dieses erst mal
mit falscher Bauteiledimensionierung aufgebaut und hält dann keine Dauerlast
aus oder liefert keine saubere Ausgangsspannung bei Netzstörungen. Auch
Bauvorschläge aus Zeitschriften oder gekaufte Bausätze sind manchmal falsch
ausgelegt.
Siehe Application Note 1707.pdf "Power Supply Design Basics" von
http://www.st.com/ und "Linear & Switching Voltage Regulator Handbook"
http://www.soloelectronica.net/PDF/Linear%20&%20Switching%20Voltage%20Regulator%20Handbook.pdf
HB206/D von http://www.onsemi.com/ mit sehr detaillierter und begründeter
Siebkondensatorauswahl, Kühlkörperberechnung, Leiterplattenlayouttipps,
Transistorparallelschaltung, Schaltnetzteilauswahlkriterien, und allein 20
Seiten Erklärung wie man einen Transistor auf einen Kühlkörper schraubt.
Ebenso AN1040/D (auch in DL111-D enthalten) von Motorola mit seitenlangen
Montageanweisungen und Wärmewiderstandsberechnungen auch für exotische
Transistorgehäuse mit vielen Messwerten und Zahlenangaben zu Isolatoren.
Alles was mit dem Stromnetz verbunden wird muss besonders sorgfältig
aufgebaut werden, damit auch beim mehrmaligen Runterfallen keine Gefahr
besteht. Bei Schutzklasse I ist ein Metallgehäuse mit dem Schutzleiter
verbunden. Geht innendrin ein Kabel ab, gibt es einen Kurzschluss mit dem
Gehäuse und die Sicherung fliegt raus, aber für den Menschen bestand keine
Gefahr. Schutzklasse II hat einen 2-poligen Eurostecker und Plastikgehäuse
mit mindestens IP20 nach IEC60529 und alles ist doppelt gesichert: Selbst
wenn ein Draht abgeht oder eine Isolation durchschmurgelt, darf damit keine
Netzspannung an berührbare Kontakte kommen.
Alles was per Batterie, Generator oder sicherer elektrischer Isolierung
galvanisch getrennt ist und maximal 50V~ oder 120V= verwendet, gilt als
Schutzklasse III. Bis 25V~ und 48V= darf es sogar ohne Gehäuse sein (wie die
Schienen einer Modelleisenbahn), bei höheren Spannungen ist ein Abdeckung der
Strom führenden Teile gefordert. Die Schutzklasse II bleibt erhalten, wenn
der Schutzleiter nur als Funktionserde in das Gerät geführt wird. Leitfähige
Teile innerhalb der isolierenden Umhüllung dürfen nicht an den Schutzleiter
angeschlossen werde. Der Schutzleiter muß intern gehandhabt werden wie eine
gefährliche Netzspannung. Metallteile ausserhalb der SK II isolierenden Hülle
dürfen an den Schutzleiter angeschlossen werden, z.B. zum Potentialausgleich.
So haben HiFi Verstärker trotz Eurokabel oft eine Erdungsschraube.
Eine Funksteckdose zu prüfen nach VDE 0620 hat einen berührbaren
Schutzleiterkontakt und ist daher Schutzklasse I und darf kein Doppelquadrat
tragen, ähnlich wie eine Master-Slave Steckdose.
(Trenntrafos haben daher keinen Schutzleiterkontakt
"Geräte, welche teilweise nach Schutzklasse II, jedoch auch teilweise nach
Schutzklasse I gebaut sind, werden als Schutzklasse I eingestuft."
Siehe BGI 5090, Ausgabe 2006, Kapitel 7.2 . Bei Schutzklasse I muss laut DIN
EN 61439-1 (VDE 0660-600-1):2012-06 8.4.3.2.2 nicht jede Schraube geerdet
werden: "Dies gilt entweder, wenn sie nicht großflächig berührt oder mit der
Hand umfasst werden können oder wenn sie klein (ungefähr 50 mm x 50 mm) oder
so angeordnet sind dass ein Kontakt mit aktiven Teilen ausgeschlossen ist.
Dies gilt für Schrauben, Nieten und Typschilder. Dies gilt auch für
Elektromagnete von Schützen oder Relais, Magnetkerne von Transformatoren,
gewisse Teile von Auslösern usw. ohne Rücksicht auf ihre Größe im Inneren des
Geräts", aber besser wäre es doch, jedes berührbare nicht an den Schutzleiter
angeschlossene Teil wie Schutzklasse II zu isolieren. Nach VDE0660-600-1:2010
8.4.3.4 dürfen in einem SKII Gerät, das normalerweise gar keinen
Schutzleiteranschluss hat, selbst dann (VDE0100-410:2007 412.2.2.4
Leitfähige Teile innerhalb der isolierenden Umhüllung dürfen nicht an einen
Schutzleiter angeschlossen sein) keine Teile an einen Schutzleiter
angeschlossen werden (Das gilt auch für eingebaute Betriebsmittel, auch wenn
sie einen Schutzleiteranschluss haben), wenn nur zum durchschleifen ein
Schutzleiteranschluss existiert, sondern er muss isoliert sein wie ein
aktiver Leiter. Viele Geräte sind in Schutzklasse II ausgeführt weil sie sich
bewegende leitfähige Teile haben (Bohrmaschine, Schleifbock) so daß man sie
gar nicht in SK I bauen kann, weil man die Teile nicht mit dem Schutzleiter
verbinden kann. Nach VDE0100-410:2007 412.2.3.2 muss jedoch ein Schutzleiter
auch dann in einer Leitungsanlage bis zur Klemmstelle mitgeführt werden
(Beispiel: Lampenstromkreise), wenn die Betriebsmittel alle nur SK II haben
"es sei denn, die Anforderungen nach 412.1.3 sind erfüllt". Nicht jedes Blech
eines Metallgehäuses muss mit einem flexiblen Schutzleiterkabel mit dem
Erdungspunkt verbunden sein, es reicht oft die Befestigungsschraube wenn sie
einen leitfähigen Kontakt herstellt (nicht lackiertes Blech), siehe PC
Gehäuse Seitenbleche, aber wenn das Gerät ein Betriebsmittel enthält
(z.B. Netzschalter) und das Gerät auch bei abgenommenem Blech lauffähig ist,
dann muss das Blech mit einem flexiblen grün/gelben Kabel mit dem
Erdungspunkt verbunden werden, das also dran bleibt auch wenn das Blech
entfernt wird.
Im Medizinbereich gilt die EN 60601-1
wobei der Zielmarkt relevant ist, um zu entscheiden ob mit dem Release 2 oder
dem neueren Release 3. Nach der aktuellen Ausgabe sind immer 2
Schutzmaßnahmen erforderlich. Entweder Basisisolation plus
Schutzleiterverbindung oder zwei mal Basisisolation ( Doppelte isolation)
oder verstärkte Isolation. Insgesamt ist das Thema recht kompliziert, weil für
jede Isolationsstrecke auch noch die zugrundegelegte Betriebsspannung
betrachtet werden muss. Das bedeutet, dass es durchaus leitfähige berührbare
Teile geben kann, die nicht mit dem Schutzleiter verbunden sind, bei
Anwendungsteilen der Type BF bzw CF sogar durch mindestens 2 Schutzmaßnahmen
vom Schutzleiter getrennt sein müssen.
Nach DIN VDE 0100-410 ist die DAUERND zulässige Berührungsspannung bei DC
120V. Allerdings ist bereits ab 48V ein Basisschutz gefordert (z. B. ein
Gehäuse). Kondensatoren mit mehr als 1Ws Ladung müssen mit einem
Parallelwiderstand versehen sein der sie in weniger als 1 Minute entlädt (auf
unter 60V sagte man früher, heute also wohl 48V). Ein Teil ist nicht
berührungsgefährlich wenn bei höheren Spannungen als Kleinspannung der Strom
durch einen nichtinduktiven 2k Widerstand auf unter 2mA begrenzt ist und wenn
ausserdem die Kapazität bis 450V maximal 0.1uF beträgt, Ladungen bis 45uC
sind für Spannungen bis zu 15kV erlaubt, gespeicherte Energie von 350mJ
darüber. Bei 100kV (Pulversprühpistolen) liegt Personengefährdung bei 50uC
350mJ und 200uA laut DIN EN 61140 (Schutz gegen elektrischen Schlag) bzw.
TRBS 2153, so lange 50uC unterschritten werden, also z. B. bei 800VDC ein
Kondensator nicht grösser als 56nF, darf so etwas berührbar sein, aber weil
das Pulver (ATEX Z21) explosionsgefährdet ist, liegt der Grenzwert bei 200nC
und 2mJ laut Norm für handgeführte elektrostatische Pulversprühgeräte (EN
50177) (RL94/9/EG ist die Explosionsschutzrichtlinie welche sich an den
Hersteller wendet), also 100kV und 200uA. Es ist aber nicht die
Hochspannungsquelle allein, der gesamte konstruktive Aufbau wird getestet
(durch Ladungsansammlung an der Oberfläche des Gerätes könnten die Werte
überschritten werden). In der Bauvorschrift steht u. a. auch, daß der
Handgriff geerdet sein muß, damit ein "aufgeladener" Mensch keine Spannung
hinzuaddiert.
Merkwürdigerweise gibt es, seit dem sich Firmen mit CE Bapperl selbst die
Zulässigkeit ihrer Geräte zusprechen, Metallgehäuse ohne Schutzerde in
denen 230V an der Platine liegt, so dass schon eine abgefallene Schraube
an der falschen Stelle eingeklemmt zu einen 'heissen' Gehäuse führt. Solchen
Pfusch sollten Hobbybastler lieber lassen. Consumerschrott ist leider nicht
immer ein Vorbild für preiswerten, einfachen Aufbau (aber oftmals doch, dazu
muss nur eine Plastikkarte als Flächenisolierstoff (DuPont Nomex 410 bis 180
GradC, Fish Paper (zerbrechlich wenn geknickt), 3M Acuflex DMD, Mylar A,
Hostaphan WN, Formex GK/CN, Pertinax bis 90 oder 120 GradC, Trivoltherm,
Flexiso NMN 411 FI 14060 und andere Flexiso ) möglichst UL94 Klasse V0
listed, zwischen Platine und Gehäuse geschoben werden :-).
"So fordert die DIN/EN60950 und UL60950 für Isolationen in Geräten (z.B.
Schaltnetzteile, Isolation 230V-Anschluss zu Chassis) der
Informationstechnologie eine Mindestdicke der Isolation von 0,4 mm zwischen
aktiven elektrischen Teilen und dem Gehäuse."
- If a single layer of insulation is provided, the min. thickness is 0.4 mm
- With two sheets together, there is no thickness requirement but each sheet must meet the required electrical strength value
- With three or more sheets there is also no minimal thickness but every combination of two sheets must have adequate electric strength
- There is no thickness requirement for functional or basic isolation
Für die DGUV 3 Prüfung werden 230V~ ortsveränderliche Schutzklasse II SELV
Geräte nach DIN EN 50699 (VDE 0701-0702) mit 500VDC auf einen
Isolationswiderstand nicht unter 1MOhm geprüft, die Isolation nach EN60535-1
(2012) 13.3 Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch mit 1kV für
einfache Isolerung, 1.75kV für doppelte (und 3kV für verstärkte Isolierung),
es darf in 1 Minute kein Überschlag stattfinden.
Nach Reparaturen muss nach DIN EN 50699 (DIN VDE 0701:2021-02) "Allgemeines
Verfahren zur Überprüfung der Wirksamkeit der Schutzmassnahmen von
Elektrogeräten nach der Reparatur" und DIN EN5069 (DIN VDE 0702:2021-06)
"Wiederholungsprüfung für elektrische Geräte" eine Prüfung erfolgen. Sie
gelten für alle Geräte für die es keine eigene Prüfnorm gibt.
Viele Normen testen das Kunststoffgehäuse auf Isolierwirkung in dem es
komplett mit Alufolie abgeklebt wird (oder wenn wasserdicht in Salzwasser
getaucht wird) und dann der Isolationstester angesetzt wird.
Und Schutzleitermessung nach EN60730-1 erfolgt mit Wechselspannung nicht über
12V mit mindestens 25A per 4-Leiter (Kelvin Connection) Messung, wobei nicht
mehr als 0.1 Ohm gemessen werden darf. Lackierte/Eloxierte Gehäuse sind an
der Kontaktierungsstelle abzukratzen:
Lichterketten, bei denen nach Glasbruch der kleinen Lämpchen (und wem ist
das noch nicht passiert...) 230V offen rumliegen, weil sich der Hersteller
den Trenntrafo gespart hat, oder Toaster, die ein festgebackenes Toast
verbrennen, wenn man es nicht schnell - autsch - mit dem Frühstücksmesser
https://youtu.be/GyzzqtH_35I?t=136 https://youtu.be/zPs6r5b0pmM?t=16
rauspult - wo die 230V an den Heizwendeln nicht mal 1 cm weit weg sind, weil
der Hersteller ein Ceranglas gespart hat, halte ich aber für vorsätzlichen
Mord, die Toaster sind übrigens nur durch eine Ausnahmeregelung zulässig bei
denen die Lobby bestimmt gejammert und bestochen hat. Funksteckdosen und
Dimmer die auch ausgeschaltet nur 1 Pol abtrennen (N statt L, je nach
Position in der Steckdose) sind merkwürdigerweise auch zulässig. Dabei weiss
jeder, daß man nach einem Schuko-Stecker immer 2-polig abschaltende Schalter
einbaut, es sei denn, der andere Pol liegt geschützt.
EN 61010 (Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und
Laborgeräte, z. B. Schlagtest mit 5 Joule nach EN 61010-1, allgemein
IK-Stoßfestigkeitsgrad nach IEC 62262), EN 60335 (Sicherheit elektrischer
Geräte für den Hausgebrauch, enthält Prüfanweisungen für Schutzklasse I und
Schutzklasse II Geräte wie man Schutzleiter und Spannungsfestigkeit zu messen
hat, Glühdrahtprüfung für die verwendeten Gehäuse- und Isoliermaterialien,
etc. pp. für Hausgeräte, Isolationsabstände) EN 60950 (Sicherheit von
Einrichtungen der TK und Informationstechnik), DIN EN 62368-1
(Niederspannungsrichtlinie), 2004/108/EC (EMV-Richtlinie), 93/68/EEC
(Richtlinie zur CE-Kennzeichnung), 85/374/EEC (Produkthaftungsrichtlinie).
IEC60730 zur Sicherheit von Haushaltsgeräten und Industrieanwendungen
unterteilt in "Class A functions such as room thermostats, humidity controls,
lighting controls, timers and switches. These are distinguished by not being
relied upon for the safety of the equipment. Class B functions such as
thermal cut-offs are intended to prevent unsafe operation of appliances such
as washing machines, dishwashers, dryers, refrigerators, freezers and
cookers/stoves. Class C functions are intended to prevent special hazards
such as explosions. These include automatic burner controls and thermal
cut-outs for closed, unvented water heaters" und fordert Selbsttests wie CPU
Funktion und Speicherfunktion und plausible Taktrate, zu realisieren a) nach
der Produktion b) regelmässig in Betrieb c) mit 2 CPUs.
Zur VDE 0110-1 DIN EN IEC 60664-1 Isolationskoordination für Betriebsmittel
in Niederspannungs-Stromversorgungssystemen: Wenn man die 60335-1 erfüllen
muß, dann kann man nicht auf die kleineren Werte nach 60664-1 ausweichen,
AUSSER es ist in der 60335-1 ausdrücklich zulässig.
Bei Telekommunikation, Aufzügen, Schienenfahrzeugen, Medizintechnik:
98/37/EC (Maschinenrichtlinie), EN 60601 (Medizinische elektrische Geräte) =
UL60601 (Medizin) , 93/42/ECC (Richtlinie für medizinische Geräte), 98/79/EC
(Richtlinie für in-vitro Diagnostik), 2014/34/EU (ATEX-Richtlinie),
2001/95/EC (Produktsicherheitsrichtlinie).
EN 61000-4-5 beschreibt, welche Surges das Gerät überstehen muss,
(beispielsweise Einkopplung an 500V: an Leiter gegen Leiter über 2 Ohm 18µF,
an Leiter gegen Erde über 12 Ohm 9 µF)
EN 61000-3-2 beschreibt die zulässigen Oberwellen bei Netzversorgung,
ab wann ein Netzteil also eine PFC enthalten muss.
Wenn man kein Netzkabel, keine Datenleitungen über 3m hat und mit der Leistung
unter 50W liegt, sind das schon mal gute Voraussetzungen die Norm einzuhalten.
Eine Funkentstörung per Kondensator oder Gleichtaktdrossel und Kondensator
gehört hinter den Netzschalter und hinter die Sicherung, obwohl viele Firmen
sie wegen der Belastung des Netzschalters und Kondensators beim Einschalten
lieber vor den Netzschalter, dauernd am Netz, montieren. Aber es sind schon
genügend viele Entstörkondensatoren Verursacher von Bränden gewesen.
Die Valley Fill Schaltung kann bei konventionellen Trafonetzteilen mittlerer
Leistung die PFC unnötig machen, in dem die Siebelkos zumindest die halbe
Spannung an die Last liefern, Oberwellenspektrum aber höchstens ausreichend
für Klasse C Beleuchtungszwecke.
Die üblichen Grundnormen bei Produkten für gewerbliche oder nichtgewerbliche
Anwendungen:
DIN EN 61000-4 sagen wie etwas gemessen wird.
Störbeeinflussung durch Entladungen statischer Energie ESD (EN 61000-4-2) z. B. +/-8kV Luft +/-6kV Kontakt Schärfegrad 3 Kriterium B https://www.mikrocontroller.net/topic/513595#6597206
Störbeeinflussung durch Elektromagnetische Felder eingestrahlte HF (EN 61000-4-3) z. B. 10 V/m Schärfegrad 3 Kriterium A
Störbeeinflussung durch Elektromagnetische Felder 1MHz – 1GHz PM 1kHz (IEC 1000-4-3 / VdS 2834) z. B. 10 V/m
Störbeeinflussung durch Schnelle elektrische Transienten Bursts (EN 61000-4-4)
Störbeeinflussung durch Stoßspannungen Surges (EN 61000-4-5)
Störbeeinflussung durch Hochfrequente Spannungen eingeströme HF (EN 61000-4-6)
Störbeeinflussung durch Magnetfeld energietechnischer Frequenzen (EN 61000-4-8:1993 + A1:2000) z. B. Induktionsspule 50A/m Schärfegrad 4 Kriterium A
Störbeeinflussung durch Netzschwankungen (EN 61000-4-8)
Störbeeinflussung durch Netzunterbruch / Spannungsschwankungen (EN 61000-4-11)
DIN EN 61000-6 sagen etwas zu den Grenzwerten.
DIN EN 61000-6-1: Störfestigkeit Wohnbereich
DIN EN 61000-6-2: Störfestigkeit Industriebereich
DIN EN 61000-6-3: Störaussendung Wohnbereich
DIN EN 61000-6-4: Störaussendung Industriebereich
Leitungsgebundene Störungen (EN 55016-2-1)
Strahlungsgebundene Störungen (EN 55016-2-3)
Oberwellen (??)
Summary of main product standards for conducted EMI emissions product sector standards, ersetzt seit 2017 EN55022
Automotive: CISPR25 EN55025
IT & Multimedia (z.B. Audioelektronik): CISPR32 EN55032 + CISPR35 EN55035 (ehemals EN 55103) Part 15
ISM: CISPR11 EN55011 Part 18
Household appliances, electric tools and similar apparatus: CISPR 14-1 EN55014-1
Lighting equipment: CISPR15 EN55015 Part 15/18
aus https://www.ti.com/lit/wp/slyy136/slyy136.pdf inklusive Diagrammen von QuasiPeak und AVeraGe von 150kHt bis 30MHz
EMV-Richtlinie (EMC) 2014/30/EU (EMV, Elektromagnetische Verträglichkeit), vor 20.04.2014 2004/108/EG vor 19.7.2009 89/336/EWG
DIN EN 61000-4-x misst die Störfestigkeit bei 80-1000MHz mit 10V/m, oder 3V/m
bei 1,4 bis 2,7GHz und z. B. IEC61000-4-6 (leitungsgebundene eingekoppelte
Störungen), Prüfschärfegrad wäre z. B. 30V, d.h. bei Deinem Gerät wird an den
Anschlüssen durch z. B. eine Koppelzange auf der Leitung ein HF-Störpegel im
Frequenzbereich 150kHz bis 80MHz (nacheinander in Frequenzschritten) mit
einer Amplitude von etwa 30V erzeugt. Abstrahlung (im Gegensatz zu
leitungsgebundenen Störungen) wird i.A. erst ab 30MHz gemessen, da sich
unterhalb der Wellenlänge eh nur Nahfeld ergibt und keine Abstrahlung.
Dazu kommen halt auch die Tests mit elektrostatischer Entladung gegen das
Gehäuse mit +/- 4kV Kontaktentladung, sowie +/- 8kV Luftentladung. Dann noch
die Surge-Tests auf den Netz- und Signalleitungen.
und EN 61000-3-3 die Spannungsschwankungen und Flicker, (EN 50081-2)
EN 61000-6-4 Funkstörungen im Industriebereich, (EN 50081-1) EN 61000-6-1
Störfestigkeit im Wohnbereich, Geschäfts- u. Gewerbebereich und in
Kleinbetrieben, EN 61000-6-3 Funkstörungen im Wohnbereich, (EN 50082-2),
EN 61000-6-2 Störfestigkeit im Industriebereich, (EN 50082-1).
Die EN61000-6-2 beinhaltet eigentlich nur eine Zusammenstellung von Normen
der EN61000-4-x Reihe, deswegen ist die 6-2 auch nur wenige Seiten stark.
Für einfache ESD Prüfungen reicht erst mal ein Piezo-Feuerzeug/Gasanzünder.
Wenn das Gerät bei den Funken auf Gehäuse oder Masseanschluss aussteigt oder
gar beschädigt wird ist es schon mal schlecht.
ESD nach DIN IEC61000-4-2 lädt je nach severity level (1: 2kV, 2: 4kV, 3: 6kV,
4: 8kV bei contact discharge, 1: 2kV, 2: 4kV, 3: 8kV, 4: 15kV bei air gap
discharge) einen 150pF Kondensator über ca. 50 MegaOhm auf, und entlädt ihn
je nach Testlevel 2E, 12E, 42E über 330 Ohm auf das Testobjekt, der
Spannungsansteig erfolgt in Nanosekunden, also sehr kompakt aufbauen.
Störaussendungen für Beleuchtungseinrichtungen werden nach EN 55015 geprüft,
Störfestigkeit nach EN 61547, elektrische Sicherheit nach EN 61347-1 und 2-13.
LED Netzteile aktuell EU 1194/2012 Flimmern bis 80 HZ IEC 61547-1 oder EN
61000-3-3, 80-2000 Hz IEC 61358. Für Automotive ESD Test gilt ISO 10605, man
sollte(muss) dort an jedem Leiterbahnstrang der Platine ein Testpad anbringen.
EMV-Normen
Die Niederspannungsrichtlinie fordert, daß zu jedem Produkt eine technische
Dokumentation angelegt werden muss und legt in Anhang IV die Art der darin
enthaltenen Informationen und Dokumente fest. Sie dient dem Nachweis, dass
die Sicherheit eines Produktes richtig beurteilt wurde. Sie muss für 10 Jahre
nach der Herstellung des letzten Produkts unverändert aufbewahrt werden.
Ein Gerät, welches von 100-240V~ einsetzbar ist, muss wegen der Toleranzen
tatsächlich 90-265V~ aushalten, sogar 375V= Spitze, das darf aber nicht
draufstehen, sondern nur die 100-240V~.
Ein Labornetzteil sollte als Spannungsquelle und als Stromquelle einsetzbar
sein und demnach neben der Spannungseinstellung eine regelbare Strombegrenzung
haben, die die Spannung nicht weiter erhöht, wenn schon bei niedrigerer
Spannung so viel Strom fliesst wie eingestellt, zum Schutz der angeschlossenen
Elektronik. In Einzelfällen kann an Stelle der Strombegrenzung auch eine
abschaltende Sicherung zum Schutz des angeschlossenen Geräts sinnvoll sein,
die sollte aber eine umschaltbare Trägheit haben.
Ansonsten wird jeder seine eigenen Anforderungen an so ein Netzteil haben.
Spannungsbereich (der eine will 0-30V, der andere 0-300V), Strom (je mehr je
besser aber auch teuer), Genauigkeit (normalerweise nicht besonders hoch, aber
es gibt Ausnahmen), Ausregelgeschwindigkeit (es gibt furchtbar langsame
Netzteile), beständig gegen induktive (Überspannung durch Zündfunke beim
Abschalten einer Spule, abgefangen durch rückwärtsleitende Diode über dem
Regeltransistor) und hochfrequente (Drossel am Ausgang soll verhindern
das Hf hoher Leistung ins Gerät zurückfliesst, vor allem in die Regelung)
Lasten, digital einstellbar per RS232/IEEE488, eventuell mit
Zurückübermittlung der aktuellen Messwerte.
Auch interessant ist der Fall, in dem an den Ausgang eines auf 30V und 350mA
eingestellten Labornetzteils eine 1W LED angeschlossen wird. Wenn dabei das
Netzteil am Ausgang einen dicken Elko hat, der eine zu langsame Regelschaltung
kaschieren soll, brennt die LED trotz der eingestellten Strombegrenzung durch,
weil sich erst mal der Elko mit weit mehr als den eingestellten 350mA entlädt.
Also auf einen möglichst kleinen Elko direkt am Ausgang des Netzgeräts achten.
Beim Preisvergleich (boh sind fertige Labornetzteile teuer, ähm die Bauteile
alleine kosten auch so viel, es sei denn man schlachtet einen dicken
HiFi-Verstärker, von dem meist Gehäuse, Trafo, Gleichrichter, Elkos,
Leistungstransistoren (Audioleistungstransistoren sind gute Kandidaten für
Netzteillängstransistoren, schnell und gut kühlbar), Potiknöpfe, Kühlkörper
und OpAmps verwendbar sind, insbesondere für ein Netzteil mit positivem und
negativem Ausgang, aber Achtung: Aus einen 4*120-Watt Verstärker wird kein
2*30V/8A Netzteil, Verstärker-Angaben sind durch RMS-Angaben nach oben
geschönt, nachrechnen)
sollte man die verbilligenden Tricks der Hersteller kennen: Ich habe hier
z. B. die Wuchtbrumme PS2403D von Conrad. Aus der Referenz LM336 regelt
Strom und Spannung ein RC1458 über LEDs verodert per TIP31C einen 2N3773
auf SK02/100mm Kühlkörper. Das geht nur, weil der 2*160VA Trafo per Relais
in 3 Stufen umgeschaltet wird, ansonsten könnte weder der Kühlkörper noch
der Transistor die Leistung aushalten. Dafür merkt man schon beim Drehen am
Spannungsknopf, wie das Gerät beim Umschalten aus der Regelung fällt. Und
wenn ein 12V Akku dranhängt, leuchtet eine LED auch, wenn der Netzstecker
draussen ist. Schliesst man eine Dauerlast bei ungünstiger Spannung an, so
das am 2N3773 eine hohe Verlustleistung abfällt, reicht trotz
Trafoumschaltung der Kühlkörper nicht und es nützt nichts das auf ihm ein
Thermoschalter als Übertemperaturschutz geschraubt ist: Der Transistor
legiert wegen Überhitzung zuerst durch, und nimmt den OpAmp gleich mit
wenn man dann den Spannungsreglerknopf auf 0 stellt. So was kann man
natürlich billiger bauen, als ein Gerät, das bei geringer Ausgangsspannung
die volle Trafospannung am Ladeelko hält, um in Mikrosekunden nach
Belastungsende auf volle Ausgangsspannung kommen zu können (was man aber
auch nur selten braucht). Und bei billigen sind oftmals die Kühlkörper und
sonstigen Teile unterdimensioniert, wie https://www.mikrocontroller.net/topic/209139
zeigt. Aber teure Netzteile sind nicht unbedingt besser, das Philips PE1542
geht einfach mal kaputt wenn man ein Relais ausschaltet
https://www.mikrocontroller.net/topic/387211 immerhin findet sich in der
Bedienungsanleitung noch der Schaltplan, ein simpler uA723 Regler,
https://www.de-wolff.eu/download/electronics/service-manual/philips-pe1542/summary/download.html
das Hameg HM7042-5 macht z. B. Überspannungsspitzen von ca. 5% beim Ein- und
Ausschalten, wie auch die Präzisions-Labor-Netzgeräte NGRU 45 und NGSM 32/10
von Rhode & Schwarz, oder BK Precision
https://www.eevblog.com/forum/blog/eevblog-315-korad-ka3005p-reviewfail/msg130136/#msg130136
das HMC8043 macht aus 3.3V 4.2V wenn die 230V ausfallen
https://www.elektormagazine.de/articles/RS-HMC8043 so etwas ist natürlich
unbrauchbar. Billige (Wentronic LN103Pro) natürlich auch
https://www.mikrocontroller.net/topic/387037 und Sako SK-1715SL2A
https://www.mikrocontroller.net/topic/389601#5151256
Da ein Labornetzteil sowohl als Spannungsquelle als auch als Stromquelle
verwendbar sein soll, gibt es sich widersprechende Designkriterien.
Es gibt 2 prinzipiell unterschiedliche Topologien von Labornetzteilen:
Der Emitterfolger als Spannungsquelle:
Allerdings ist die Schaltung nicht stromstabil:
Zu den Emitterfolger-Netzteilen gehört das Stache NG 38-2 (0-30V, 20mA-2.2A)
https://www.mikrocontroller.net/topic/160342?page=single#5222135
https://www.mikrocontroller.net/attachment/348558/Stache_NG_38-2.GIF damals
aus der 0-30V/2mA-2A High Performance Power Supply Unit von R. Lawrence
entwickelt
https://www.americanradiohistory.com/UK/Practical-Electronics/70s/Practical-Electronics-1978-10.pdf
das von Smartkit mit viel zu kleinem Kühlkörper und hochgelogenen 3A wieder
aufgelegt wurde https://www.smartkit.gr/stabilised-power-supply-0-30v-3a-m.html
ähnlich dem hier https://320volt.com/en/0-30v-0-3a-adjustable-power-supply/
und derzeit gerne nachgebaut wird, weil es bei Banggood einen Bausatz von
Hiland mit Platine für wenige Euro gibt
http://img.banggood.com/file/products/201505080459530-30Vinstall.pdf
dem natürlich die teuren Teile wie Trafo, Kühlkörper und Gehäuse fehlen
https://www.banggood.com/0-30V-2mA-3A-Adjustable-DC-Regulated-Power-Supply-DIY-Kit-p-958308.html
aber die Schaltung taugt nichts: Mit dem empfohlenen 24V~ Trafo übersteigt
die Betriebsspannung wegen der -5.1V Hilfsspannung die absolute maximum
ratings der verwendeten 36V OpAmps (OPA604 würde wenigstens 48V überleben,
NE5532 44V), und selbst dann erreicht es wegen des zu kleinen Siebelkos nicht
30V unter Belastung, es geht maximal ein 20V~ Trafo und dann liefert es auch
nur 20V.
Bei 30V/3A wären die über 90W Verlust am 2SD1047 zu viel, man muss 2 parallel
schalten mit 0.33 Ohm Stromverteilungswiderständen. Auch der Siebelko ist
für 3A zu klein dimensioniert, es müssten mindestens 12000uF sein. Daher gibt
es den Umbauvorschlag von Paul mit Spannungsregler
http://diyfan.blogspot.com/2013/03/adjustable-lab-power-supply-take-two.html
http://www.paulvdiyblogs.net/2015/05/tuning-030v-dc-with-03a-psu-diy-kit.html
die inzwischen wohl von EEQKit übernommen wurde
http://www.icstation.com/product_document/Download/12479_installation_instructions.pdf
und eine Version mit geringerer negativer Hilfsspannung und MC34071/TLE2141
http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/40835-0-30v-0-3a-latest-data/
https://www.eevblog.com/forum/beginners/bangood-psu-enhancements/ aber Q1 muss
darin erhalten bleiben http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/29563-0-30v-stabilized-power-supply/&page=47&tab=comments#comment-144848
http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/29563-0-30v-stabilized-power-supply/&page=84&tab=comments#comment-156523
doch wer nicht auf die vorgefertigte Platine angewiesen ist, kann gleich eine
einfachere Variante mit moderneren Bauteilen aufbauen. MC34072 ist ein
schneller laststabiler single supply OpAmp der 44V aushält (TLE2142 wäre noch
genauer aber auch teurer), MJL3281 sind schnelle lineare Transistoren hoher
Stromverstärkung die sich gut kühlen lassen, der TL431 ist auf 5V eingestellt,
(wenn der Ausgangselko weniger als 0.1 Ohm ESR hat, muss man die
Pikofarad-Kondensatoren mit LTSpice berechnet vergrössern), es gibt mit T4
einen SOA Überstromschutz bei Beginn eines Kurzschlusses an dem der
Stromregler noch nicht reagiert und mit T5 eine nahezu Konstantstromlast
durch den verhungernden Transistor ohne negative Hilfsspannung, obwohl eine
echte Konstantstromsenke zu so einer negativen Hilfsspannung natürlich besser
wäre. Für ein 30V/3A Netzteil geht ein 30V~/4.8A Trafo mit 10000uF Siebelko
weil die OpAmps 44V überleben, mit 2x15V~ und Trafoumschaltung könnte man den
Kühlkörper kleiner dimensionieren. Baut man nur 20V/2A, reicht auch 1 MJL3281
ohne Emitterwiderstand und ein LM358/LT1013 an einem 25V Schaltnetzteil.
uA723 mit per 500 Ohm Poti einstellbarer Strombegrenzung ohne den beim uA723
üblichen Foldback und mit Sziklai-Darlington, damit der Spannungsverlust ab
der Trafospannung nicht so gross wird, mit ab 0 einstellbarer Ausgangsspannung
per 5k Poti. Man beachte die minimale Änderung gegenüber dem uA723 Netzteil
von Conrad, in dem Pin10 des 723 nicht mit dem Ausgang sondern Pin9 mit Masse
verbunden ist. Ziel war, keine zusätzlichen OpAmps verwenden zu müssen, denn
sonst hätte man den uA723 auch gleich ersetzen können. Da der uA723 maximal
660mW verträgt, sind bei 40V nur 15mA durch den inneren Transistor erlaubt
(das passt auch zu den 25mA der Z-Diode an Pin 9) und der BD138 verträgt laut
SOA auch nur 150mA bei 40V was mit 6 W aber schon einen Kühlkörper verlangt.
Der 2N3055 verträgt 2A bei 40V und die 80 Watt sind Dank der 200 GradC maximal
erlaubten Temperatur des TO3 Gehäuses mit einem 0.4K/W Kühlkörper abführbar,
also einem üblichen CPU-Kühlkörper mit Lüfter, die Bauteile sind also gerade
ausreichend um aus einem 24V~/72VA Trafo ein 24V 2A Netzteil zu bauen. Braucht
man weniger Spannung, reicht ein 18V~ Trafo für 3A mit dem 2N3055 bis ca. 16V,
also gut zur Emulation und Laden eines 12V Bleiakkus.
Eben so gut sind Transistoren im TO264-3 Gehäuse wie MJL4281A mit 0.54K/W,
MJL3281A=2SC3281 mit 0.625K/W, weil dann die Kühlkörper klein bleiben können.
Die Parallelschaltung von 2 oder mehr Transistoren erleichtert die Kühlung und
ist notwendig bei Plastiktransistoren wie BD249 (1K/W) oder noch mehr dem
schnelleren 2SD1047 der zwar 2A bei 50V aushält wenn man das Gehäuse auf 25
GradC hält, aber das wird eher 75 GradC warm, also braucht man zwei.
Die Parallelschaltung erfordert Stromverteilungswiderstände an den Emittern.
Die Ansteuerung muss nicht verändert oder neu berechnet werden, denn der
Strom bleibt gleich, er teilt sich nur auf mehrere Transistoren auf.
Berechnung: Der uA723 erzeugt an Pin6 eine Referenzspannung von 7.15V, leider
nicht sehr genau (6.8V..7.5V), die Exemplarstreuungen können mit dem Trimmpoti
P250 ausgeglichen werden so daß mit 6.8V weitergerechnet wird, man kann P250
aber auch weglassen und die Widerstandswerte nach dem realen Exemplar des
uA723 bestimmen. Wenn die Ausgangsspannung von 0 bis 24V (=Faktor 3.52 von
justierter VRef) regelbar sein soll, muss an Pin5 eine Spannung von
VRef-(VRef/3.52) angelegt werden, daher der Spannungsteiler 27k zu 68k. An
Pin4 kommt derselbe Spannungsteiler vom Ausgang. Das Poti P5k muss dagegen
niederohmig sein (5k macht gegenüber den 27k einen maximalen Fehler von 8% in
Mittelstellung), darf aber die Referenzspannung nicht zu sehr belasten. Steht
der Schleifer oben, ist die Ausgangsspannung 0. Das 500R Poti zur
Stromeinstellung soll 0V bis 0.7V erzeugen können, daher hängt es über 4k3 an
der justierten Referenzspannung. Der Strom durch den Ausgang fliesst auch
durch R33 und wenn die Spannung an ihm so weit steigt, daß zwischen Pin2 und
Pin3 ein Spannungsabfall von UBE überschritten wird, dann wird der
Ausgangsstrom weich begrenzt. Da UBE je nach Temperatur deutlich absinkt, ist
die Stromeinstellung nicht genau, die Stromgrenze sinkt wenn der Chip heisser
wird bis auf 66%. Genauer wird es, die Strombegrenzungsschaltung mit 2
externem Transistoren aufzubauen, der eine liefert 0.7V als Diode in
Vorwärtsrichtung, der andere ersetzt den internen Transistor des uA723 und
bedient Pin 13. Der 470R dient nur zum Schutz des Transistors im Fehlerfall.
Die Bauteile 100pF, 470pF, 1k, 330R, 10R, 100R und 4u7 sollen eine gutmütige
Regelcharacteristik ergeben damit der Regler nicht schwingt und sind an die
Transistoren anzupassen.
Ersetzt man den 2N3055 durch den schnelleren MJL3281A, muss der 10R auf 22R
vergrössert werden, kann 330R auf 220R verringern, und man kann 100p auf 47p
und 470p auf 220p verringern und 100R auf 68R. Statt der 3k3 kann auch ein
verhungerter Bipolartransistor den Ausgangselko mit nahezu Konstantstrom
entladen, z. B. 2N2219A zwischen out+ und out- mit 1MegOhm an +Ub leitet ca.
8mA ab, siehe Abschnitt 'Stromsenke als Belastung für ein Labornetzteil'.
Leider verkleinern die Spannungsteiler an Pin 4 und 5 die Differenzspannung
am SpannungsregelOpAmp, so daß sich die Ausregelungsgenauigkeit der Schaltung
gegenüber den normalen uA723 Schaltungen etwas verschlechtert. Das ist aber
notwendig, damit man die Ausgangsspannung von 0V an regeln kann, bei einem
common mode input range der OpAmps ab erst 2V.
Leider gibt es keine LED, die den Eintritt des Strombegrenzungsmodus anzeigt,
das macht in dieser Schaltung eh wenig Sinn da der Übergang so weich ist, und
bevor nun jemand auf die Idee kommt, diese per extra OpAmp nachzurüsten: Dann
kann man gleich die richtige Labornetzteilschaltung mit präziser
Stromregelung von oben nehmen.
Die zweite prinzipielle Topologie von Labornetzteilen sind Stromquellen:
Man könnte nun hoffen, daß bei ihm die Stromregelung besser ist, aber
Pustekuchen: Weil die Leute Wert auf Spannungsstabilität legen, ist am
Ausgang ein deutlich grösserer Elko als in der Emitterfolgerschaltung, und
der liefert erst mal mehr Strom, selbst wenn der Strom durch den Transistor
gleich bleibt. Die Stromregelschaltung besteht dann auch aus einem OpAmp und
versucht, krampfhaft wieder den Elko mit diesem begrenzten Strom zu laden bis
dessen Spannung stimmt damit der Ausgangsstrom sich auf den Nennwert
einpendelt, wobei ihm zum Entladen nur die Last hilft, und die ist sehr
unterschiedlich. Hier hat man also das schlechtere aus beiden Welten.
Eigentlich müsste man den Ausgang einer Stromquelle mit einer Spule
stabilisieren.
Auch die oft beim uA723 zur Minimierung des Spannungsabfalls verwendete
Schaltung mit Sziklai Ausgangsstufe:
Eine rudimentäre klassische Schaltung nach dem Prinzip findet sich in Elektor
Dezember 1982 mit uA723 als Referenzspannung und je einem uA741 als Strom und
Spannungsregler, aber die Schaltung neigt zu Instabilität und Überspannung
beim Ein- und Ausschalten.
Hier ein floating Regler mit GND der Steuerschaltung auf + wie HP E3610A. Es
nutzt einen Hilfstrafo der nach Gleichrichtung und Siebung eine potentialfreie
Hilfsspannung für den Regelteil liefert, die zur besseren Brummunterdrückung
mit einem Festspannungsregler geregelt werden kann, aber nicht muss. Über R1
wird eine Referenz Ref versorgt, wenn man nicht gleich die Hilfsspannung als
genau genug annimmt. Die Hilfsspannung fliesst über R2 in die Basis der NPN
Ausgangsleistungstransistoren T1 und T2 und steuert diese durch. R2 muss also
klein genug sein, damit multipliziert mit der Stromverstärkung der
Transistoren der maximale Ausgangsstrom erreicht werden kann. Damit R2 nicht
zu klein und die Stromlieferfähigkeit der Hilfsspannung zu gross werden muß,
bietet es sich an, für die Ausgangsleistungstransistoren eine
Darlingtonschaltung einzusetzen, die allerdings langsamer ist als bloss ein
Transistor.
Übersteigt der maximale Strom und Spannung des Netzteils den sicheren
Arbeitsbereich SOA und die Kühlfähigkeit eines Transistors, sind mehrere
parallel zu schalten, was hier mit T1 und T2 angedeutet wurde, aber natürlich
an die Bedürfnisse angepasst werden kann.
Die halbwegs gleichmässige Verteilung des Stroms durch die Transistoren
bewirken die Rs. Ein Spannungsabfall von 2 * 0.6V = 1.2V ist ausreichend für
bipolare Transistoren in Darlingtonschaltung und hält die Verlustleistung in
den Rs in verträglichem Rahmen um 5 Watt, da mehr als 2A pro Transistor kaum
realistisch sein werden. Bei MOSFETs muß man eher 5V ansetzen, es sei denn
man verwendet laterale MOSFETs oder LogicLevel Typen, wo es auch 2.5V tun
sollten. OpAmp V regelt die mit DAC_U oder einem Poti eingestellte Spannung,
dabei reicht der Regelbereich der Ausgangsspannung bis R4/R3*Referenzspannung.
OpAmp A begrenzt den Strom der als über die R zum Mittelwert summierter
Spannungsabfall über den Rs gemessen werde. C3 dient der Kompensation der
Regelschleife. Die Dioden D1 und D2 zur ODER-Verknüpfung kann man sich
sparen, (wenn der V-OpAmp ODER der A-OpAmp den über R2 fliessenden Basisstrom
von den Ausgangstransistoren nach Masse der Hilfsspannung ableitet, regelt
das Netzteil runter) wenn man OpAmps mit Open Collector Ausgang verwendet wie
den TAE2453. Die gesparten 0.7V an den Dioden erlauben es in dem Fall, daß am
Ausgang keine Darlingtons notwendig sind, dennoch mit single supply für die
OpAmps auszukommen. Der Ausgangskondensator C wird ermittelt, in dem das
Netzteil mit wiederholt schlagartig wechselnder Belastung geprüft wird und C
auf minimalen Spannungseinbruch und maximale Nachregelgeschwindigkeit ohne
deutliche Überschwinger eingepasst wird. Im Spannungsbegrenzungsbetrieb in
dem der V-OpAmp aktiv ist, wird C1 auf optimale Regeleigenschaften ohne
Neigung zum Schwingverhalten bei reelen und komplexen Lasten ausgelegt, C2
wird angepasst im Strombegrenzungsbetrieb bei dem der A-OpAmp aktiv ist.
Da die Regelung über eine Hilfsspannung versorgt wird und nichts mit der
Leistungsspannung zu tun hat (und falls im Fehlerfall doch, sind die
Ströme durch R3, R4 und die R begrenzt, ich empfehle daher ab 10k für diese
Widerstandswerte), kann das Netzteil recht weit dimensioniert werden, bis zu
hunderten von Volt. Die Spannung des Leistungstrafos und Strombelastbarkeit
des Netzteils wird nur durch die Ausgangsleistungstransistoren begrenzt.
Der Strom durch R2 muß von jedem OpAmp einzeln nach Masse abgeleitet werden
können. Man will einerseits einen möglichst hohen Basisstrom für die
Ausgangstransistoren da dann nicht 3 hintereinandergeschaltet werden müssen
sondern ein Darlington oder bei Kleinleistungsnetzteilen gar ein einzelner
Transistor ausreicht, weil die schneller sind. Allerdings wird der
Ansteuerstrom mitgemessen. Das heisst, daß normale OpAmps mit nur 20mA
Ausgangsstrom ein eher niedriges Limit setzen. Auch das spricht für solche
OpAmps wie den TAE2453.
.
Glücklicherweise ist eine negative Hilfsspannung leicht erzeugbar in dem an
Position >Z eine Z-Diode eingebaut wird, z. B. 4V7 (der eventuell ein kleiner
Kerko parallel geschaltet wird um ihre dynamische Impedanz zu verringern,
aber wenn der zu gross wird, neigt das Netzteil beim Einschalten zu einem
Überschwinger auf der Ausgangsspannung).
Dann liegt bei -VCC eine Spannung von -4.7V an, Masse vom Spannungsregler ist
Masse und +VCC liefert die positive Versorgungsspannung für die OpAmps.
Verwendet man keine single supply OpAmps ist so eine negative Hilfsspannung
sowieso notwendig. Benötigt man eine bessere Stabilität, kann man natürlich
ein split power supply mit 2 Spannungsreglern für die Hilfsspannung aufbauen,
fängt sich damit aber eventuell Probleme ein, wenn die negative Spannung vor
der positiven zusammenbricht, weil der Regler dann nicht mehr den Strom aus
den Leistungstransistoren abziehen kann, und die Ausgangsspannung hochläuft.
An Punkt x sind Hilfsspannung und Leistungsstromkreis verbunden. Der in die
Basis der Leistungstransistoren fliessende Strom fliesst hier wieder in den
Hilfsspannungstrafo zurück und nicht in die Last, wurde aber an den Rs
mitgemessen.
Da selbst gesperrte Ausgangstransistoren noch immer etwas Strom durchlassen
ist es notwendig, den Ausgang zu Belasten. Entweder durch Widerstände
von Basis zu Emitter und einer Ansteuerspannung unter 0, oder durch einen
Widerstand vom positiven Ausgang zum negativen Ausgang oder durch einen
Widerstand von den Emittern vor dem Rs damit der Strom nicht mitgemessen
wird zur negativen Hilfsspannung.
Legt man von aussen eine Ausgangsspannung an das Netzteil die höher ist als
die eingestellte Spannung, werden die Transistoren verpolt belastet. Oftmals
ist eine Diode in Rückwärtsrichtung in den Transistoren eingebaut oder von
aussen dazugeschaltet, damit zumindest der BE-Durchbruch bei 7V verhindert
wird. Allerdings lädt dann die Ausgangsspannung die Siebelkos im Netzteil und
versorgt es selbst dann, wenn dessen Netzschalter ausgeschaltet wird, mit dem
Risiko die maximale Spannung der Bauteile zu überschreiten. Daher kann es
sinnvoll sein, hinter die Ausgangstransistoren noch Dioden in Flussrichtung
mit einer ausreichendes Sperrspannung einzufügen.
Schaltet man mehrere Netzteile in Reihe, kann es passieren, daß ein Netzteil
dem anderen eine verpolte Ausgangsspannung verpasst. Dazu sollte eine
Leistungsdiode in Sperrichtung an den Ausgang, damit nicht mehr als ca. 1V
verpolt entstehen kann. Gegen einen Akku hilft das nicht, weil der keine
Strombegrenzung hat. Eine Schmelzsicherung im Ausgangskreis mit einem
Schmelzintegral welches kleiner ist als das der Diode kann das verhindern,
die Verbindung zu R4 muss aber näher an der Ausgangsklemme sitzen damit
der Spannungsabfall an der Sicherung bei hohem Strom nicht mitgemessen wird
(Nennstrom 3A, Absicherung 3.15A flink, Diode BY550 für 5A).
Hier ein trotz 10nF MOSFET schnell regelndes diskretes Netzteil von Björn,
das aber 3 galvanisch unabhängige Spannungsquellen benötigt:
Die OpAmps OPA548 und OPA549 zeigen in ihren Datenblättern Labornetzteile bis
25V/5A manuell oder digital einstellbar, die besonders einfach aufzubauen
sind, man muß nur die maximal per Kühlkörper erreichbare Verlustleitung von
50 bzw. 90 Watt beachten, immerhin schützen sich die Bauteile vor Überhitzung.
Bei regelbaren Labornetzteilen kann man die Spannung am Elko vorregeln.
Allerdings verringert sich die Nachregelgeschwindigkeit dadurch drastisch.
Siehe AN32 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) . Der MOSFET
in folgender Schaltung von Winfield Hill aus s.e.d. arbeitet als Schalter der
nur am Anfang jeder Halbwelle den Ladekondensator C2 niederohmig an den Trafo
koppelt.
Auch ein gesperrter Leistungstransistor lässt einen Reststrom durch, vor allem
wenn er heiss ist. Dadurch kann ein Netzteil ohne und bei geringer Last nicht
auf 0 regeln. Man baut Belastungswiderstände nach Masse ein, die aber bei
höheren Spannungen durchaus wesentlichen Strom ableiten. Insbesondere wenn
der Strom mitgemessen wird, mag man den damit eingeführten Fehler nicht.
Daher sind Konstantstromsenken sinnvoll, die kann man rausrechnen. Etwas
konstanter wird die Belastung, wenn der Widerstand nicht nach Masse sondern
hin zu einer eventuell vorhandenen negativen Spannung führt. Besonders elegant
wenn man eine negative Hilfsspannung zur Verfüghung hat:
> Wie schliesse ich digitale Einbauinstrumente (wie das DVM210 126594
Die Panelmeter benötigen, ausser den teuren DPM951/952/961/962 197564 von
http://www.conrad.de/ (die durch den verwendeten MAX138 letztlich nichts
anderes enthalten als das unten mit ICL7660 zusammengebaute), eine
potenzialgetrennte Versorgungsspannung von 9-12V, die man im Netzteil
normalerweise nicht hat, es sei denn man klaut aus einer alten
Ethernetkarte den 5V->9V Wandler oder baut die Schaltung aus dem Februar
1997 Magazin ltm9702.pdf von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/)
nach oder portiert die Messspannung mit einem LTC1043. Es funktioniert NICHT,
aus dem Ladeelko mit einem 78L09 eine Betriebsspannung herzustellen, und dann
eine Spannung ab 0V oder gar darunter zu messen. Es ergeben sich zwar
Messwerte, aber die stimmen überhaupt nicht und schwanken stark mit der
Versorgungsspannung.
Man kann einen extra 6.3V-Trafo per Einweggleichrichtung ungeregelt, oder
einen 12V/0.33VA Trafo mit Brückengleichrichter, Elko und 78L09
Spannungsregler spendieren. Wenn man die in den meisten Modulen intern
verbundenen Anschlüsse COM und INLO (Pin 30 und 32 des ICL7106 bzw. ICL7137)
trennen kann (das geht beim DVM210 von Conrad NICHT) oder mit dem ICL7106 ein
Messgerät selbst gebaut hat, geht es, mit einem 78L05 erst 5V herzustellen,
und dann aus den 5V mit einem ICL7660 -5V zu erzeugen und dann das Messgerät
zwischen 5V und -5V anzuschliessen. Dann kann es Spannungen um 0V messen,
also mit Spannungsteiler R1/R2 oder Stromshunt R auf Masse bezogene 200mV.
Wer den ICL7106 gegen uC ersetzt, kann massebezogen zumindest 3 Stellen
(10 bit A/D) messen http://electro-hobby.ucoz.com/blog/3_digits_digital_volt_meter/2012-07-10-235 ,
solche Panelmeter werden auch über eBay aus China angeboten und messen
teilweise mit 8 bit noch ungenauer, die Anzeige springt dann jeweils um
3er bis 4er Einheiten.
Genau geht's auch: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=191964.0
(5.5 Digit DVM - LTC2400 + LTC6655)
Bei Schaltungen für tragbare Messgeräte sollte man die Batterieanschlüsse
als +Ub und -Ub eventuell benötigter OpAmps hernehmen und COM liefert dann
problemlos einen Bezugspunkt ca. 2.8V unter +Ub. Bei Widerstandsmessung,
einfachen NTC Sensoren oder Brücken (KMZ10 Magnetfeldsensor
kann man beim ICL7xx6 sogar ratiometrisch ohne irgendwelche Verstärker und
Referenzspannungsquellen messen. Ein passender AC/DC-Wandler zur
Wechselspannungsmessung ist in Datenblatt des ICL7611 beschrieben.
Strommessung mit Differenzverstärkern
Besser ist es, man spiegelt den Strom nach Masse,
Fertig und präzise gibt es das in LT1787 und LTC6101, TSC1031, TP1001S3 uva.
Ein ZXCT1030 enthält nach dem high side Stromsensor gar noch einen Komparator
und Spannungsreferenz zur Erkennung von Überstrom.
Wer einen Wechselspannungs-Netztrafo hat, kann immer irgendwie zur normalen
positiven Versorgungsspannung noch eine negative Versorgungsspannung
hinzuzaubern (siehe F.9. Netzteile), aber ungewöhnlich oft wird danach
gefragt, wie man aus einer 'einfachen' Gleichspannungsquelle (sei es eine 9V
Batterie oder ein 12V= Steckernetzteil) eine symmetrische Spannungsversorgung
macht, wie sie von OpAmp Schaltungen benötigt wird (obwohl man dann eigentlich
zwei 9V Batterien oder ein Wechselstromnetzteil nehmen sollte). Aber es gibt
dennoch Möglichkeiten:
Begriffsklärung: Virtuelle Masse ist ein Punkt, der schaltungstechnisch
Massepotential (0V) hat, aber nicht mit Masse verbunden ist, beispielsweise
dieser Punkt am invertierenden Verstärker:
Wenn die Spannung U doppelt so hoch ist wie benötigt und 'halbiert' werden
kann, nimm einen Spannungsteiler mit ausreichend kleinen Widerstandswerten
oder als Puffer einer (Referenz-)Spannung nach GND (siehe TLE2425/TLE2426 von
TI). C2 und R1/R3 verhindern ein Schwingen und sollen so ausgelegt werden, daß
die Reaktion des OpAmps auf Belastungsschwankungen optimal wird.
L165 und LM675 sind nicht unity gain stabil, deren Datenblätter zeigen wie
man solche dennoch einsetzen kann. Der OPA569 wäre unity gain stabil bis 2A
bei 5V, der BUF634 schafft 250mA bis +/-18V. Der OpAmp muss i.A. nur wenig
Strom liefern können, weil meist sowieso nur ein paar Widerstände an der
GND hängen (in Gedanken einfach alle Ausgänge voll auf + und Strom
berechnen), und selbst wenn ein anderer OpAmp vollen Strom nach Masse
ableitet, hat er meist eine Strombegrenzung von 20mA. In ungewöhnlich
kritischen Fällen schalte über einen Vorwiderstand noch 2 Elkos zur
Entkopplung dahinter, oder verwende Figure 5 aus dem LMV321 Datenblatt
(Achtung, unterschiedliche LMV321 oszillieren unterschiedlich gerne:
https://www.eevblog.com/2018/02/15/eevblog-1057-%C2%B5current-murphy/ )
Wenn zur positiven Spannung eine gleich grosse negative Spannung hinzukommen
soll, die nur wenig belastet wird, nimm einen der üblichen Ladungspumpen
Spannungsverdoppler ICL7660/LTC1044/MAX1044 (5V/10mA), LT1026/MAX680,
LTC1044A (12V/10mA) ICL7662 (15V/10mA), MAX619/LTC1046 (5V/50mA) LTC1144
(15V/50mA) LTC/MAX660 (5V/100mA) MAX665 (8V/100mA) MAX889/LM2662/LM2663
(5V/200mA) (Intersil/Linear/Maxim). Schaltplan jeweils im Datenblatt.
Effizienz einer Ladungspumpe:
Reicht der Strom nicht aus, bleibt nur ein Schaltregler wie MC34063 oder die
ähnlichen: NJM2374A (40V 1.5A 100kHz dieselbe Anschlussbelegung) BL8033
(500kHz 3A 4.2-16V->0.8- SOT23-6 interne Diode step down) L5973D
(2.5A 36V 250kHz SO8 Comp) XL4005 (300kHz 32V 5A 0.8V TO263-5) JW5068 (500kHz
4-26V 8A in QFN20-3x3 synchronous step down) APE1707 (150kHz 45V 1.3V SO8)
AP5101 (1.4MHz 4.75-22V 1.5A 0.8V SO8) SC4520 (100-600kHz 4.4V-24V 3A 0.8V
SO8) TPS54332 (1MHz 3.5A 28V SO8)
B628??=MT3608=SX1308=AX5523=FP6291=SDB628=LN2220 (1.2MHz 2-24V->28V 2A step
up 0.6V SOT23-6, billige Fertigboards oftmals defekt
ACT4514 (1.5A 40V CVCC SO8 definierter shutdown) MP1584 (3A SO8 340kHz)
ST1S10 (18V 3A SO8 ab 0.8V) MP2493 (2A 36V SO8 mit Ilimit) SY8113 (500kHz 3A
16V 0.6V step down SOT23-6 s) AX3833 (500kHz 18V 2.6A 0.6V step down SOT23-6
s) SY8201 (27V 1A 0.6V step down SOT23-6 s) MP2307 (650kHz 4.75-23V 3A SO8
synchronous step down) SX2106=FR9801 (600kHz 21V 2.1A 0.8V step down SOT23-6
synchonous) EC8310 (1.4MHz 30V 1.2A 0.8V step down SOT23-6 synchronous)
AOZ1021 (3A 16V SO8 s) APE3502 (2A 4.5-18V SO8 synchronous) APE1581 (3A
44.75-23V SO8 synchronous) AIC2857 (2A 23V SO8 synchronous) sychronous kommt
ohne externe Diode aus.
Siehe AN-1118 von http://www.ti.com/ (National) wie ein LM2595 5V zu +/-12V
macht, AIC3632 dasselbe kleiner in SOT23-6 schafft, oder nimm gleich den
MAX743 oder TPS65130, TPS65131.
Aber Vorsicht: Die höherfrequenten Störungen auf der Versorgungsspannung, die
Ladungspumpen oder Schaltregler liefern, werden von OpAmps VIEL schlechter
unterdrückt, als 50Hz oder 100Hz Störungen, für die der PSRR Wert angegeben
wird. Also immer gut filtern, das geht bei höherer Frequenz ja auch leichter
(also bleibt der Bauteileplatzbedarf etwa gleich gross). Natürlich geht auch
ein (meist ungeregelter) Spannungswandler mit potentialfreiem Ausgang, dessen
positiven Anschluss man mit Masse der Schaltung verbindet, aber solche Module
sind meist zu teuer.
Bei allen bipolaren Versorgungen gibt es das Problem, daß beide Spannungen
nicht zur gleichen Zeit eingeschaltet werden, also gibt es eventuell ein
Problem mit der Ausgangsspannung, vor allem wenn als OpAmps keine R2R Typen
eingesetzt werden. Da sollte man, so lange nicht beide Spannungen stabil
sind, den Ausgang auf Mute schalten.
> Wie kann ich ohne Trafo aus 230V~ z. B. 24V mit ein paar mA erzeugen ?
Wenn man ohne Potenzialtrennung auskommt, gibt es mehrere Möglichkeiten:
Mit Kondensatoren in Form eines kapazitiven Netzteils wie in TB008/AN954 von
http://www.microchip.com/ gezeigt (der dortige X2 Kondensator ist nicht aus
Sicherheitsgründen erforderlich, er liegt nicht direkt zwischen L und N oder
PE, sondern wegen der Belastung. Ein Kondensatornetzteilkondensator wird mit
70mA/uF genau so belastet wie ein Motorkondensator, und das sind bekanntlich
besonders belastbare Metallpapier-Kondensatoren, die man mit kleinen
Kapazitätswerten eben als X2 findet. Auch dabei gibt es aber kurzlebigen
Schrott und langlebige, z.B. Kemet R46-H mit 100000h bei 125 GradC
https://content.kemet.com/datasheets/KEM_F3006_R46_X2_275_125C.pdf ).
Im Kondensatornetzteil fliesst primär ein Effektivstrom entsprechend dem
Blindwiderstand 0.157/(C*f) des Kondensators, bei 230V/50Hz und 270nF also
ca. 20mA, aber wenn man den durch einen Verbraucher nahezu konstanter
Spannung (LED oder Z-Dioden geschützter Elko am Ausgang) leitet, bildet man
den Mittelwert und der liegt bei nur 0.9 des Effektivwerts (wie beim
Mittelwert der sich einstellt, wenn man eine Sinushalbwelle per RC Glied
glättet, da werden aus 230Vrms auch nur 209VDC), also braucht man einen
höherkapazitiven Kondensator, für 20mA Verbraucher also beispielsweise ein
Kondensator mit 300nF der 22mA effektiv durchfliessen lässt. Es geht auch
grösser:
Wer trotzdem ein Kondensatornetzteil bauen will, sollte mal berechnen, was
mit dem passiert, wenn auf dem Netz ein Rundsteuerssignal liegt:
Will man mit dem Kondensatornetzteil eine Spannung in Bezug zur Netzspannung
haben (möglichst negativ, denn damit fällt das Zünden der meisten TRIACs
leichter), kann kein Brückengleichrichter eingesetzt werden um beide
Halbwellen zu nutzen, sondern man muss eine Halbwelle ungenutzt fliessen
lassen. Bei 5mA Last bekommt man 0.6V Ripple, bei 10mA nicht mehr die 5V, da
hilft auch kein grösserer Elko. Immerhin wird die ZD5V6 beim Einschalten im
Spannungsmaximum der Netzspannung nur mit 22mA Milliampere belastet, es ist
die 1N4148 die den Aufladestrom des 220nF Kondensators von 320mA für 1ms
tragen muss (was sie auch kann) weil der 100uF Elko noch entladen war. Da im
Schnitt nur 5mA zur Verfügung stehen, kann man den TRIAC (der 3 bis 50mA zum
Zünden benötigt) nur mit einem kurzen Nadelimpuls pro Halbwelle zünden.
In http://www.microchip.com/ DD1002 findet man noch eine lustige Variante mit
LEDs + Photozellen.
> grössere Leistungen ?
> Und die Gegenrichtung ?
Wenig Bauteilaufwand bei etwas Verlust am Vorwiderstand (0.325W), der aber
für 500V ausgelegt sein sollte also 4 SMD in Reihe, benötigt diese Schaltung,
deren Ausgang aber eher unsauber durchgesteuert wird. Man muss
programmtechnisch die Mitte des (HI/LO) Impulses rausfinden um den Zeitpunkt
des (Spannungsmaximum/Nulldurchgang) zu erfahren mit dem
Wechselspannungs-Optokoppler PC/KB/LTV 814/824/844.
Interessiert man sich nicht für die Phasenlage sondern bloss die Anwesenheit
der 230V~, benötigt ein Wechselstromoptokoppler mit Kondensatornetzteil bei
1.5mA Optokopplerstrom bloss 15mW. Die LED des Optokopplers wird beim
zufälligen Einschalten im 320V Spannungsmaximum durch den Ladestrom des 22nF
Kondensators über die 5k5 Vorwiderstand mit 60mA für 1ms belastet. Selbst bei
1k Vorwiderstand und 220nF Kondensator für 20mA Strom bei 0.4W Verlust bleibt
der 320mA Stromstoss unterhalb der Grenzwerte von meist 1A für die IR-LED der
meisten Optokoppler.
+--3k3--2k2--+ +--10k-- +5V
| | +-----+ |
o +--| |-----+------> 230V liegen an wenn low
230V~ |PC814| |
o +--| |--+ 4u7
| | +-----+ | |
+----22nF----+ +--+------- GND
| |
+--4M7--4M7--+ Bleeder-Widerstände
Mit nur 50mW viel weniger Energie benötigt eine Schaltung die nur exakt im
Nulldurchgang die LED des Optokopplers für 100us einschaltet:
Rohm schlägt
https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/applinote/ic/power/ac-voltage-zero-cross-detection-ics/bm1z002fj_evk_002_ug-e.pdf
vor. Ähm, nein.
Ebenfalls möglich und seit dem sie bei Reichelt halbwegs preiswert sind
lässt sich vielleicht mit dem zweiten Kanal etwas anfangen. Leider erzeugen
die ADUM eventuell Hf-Probleme beim EMV-Test, ebenso ISO7220/7221 von TI und
SI8710/8711 von SiLabs, ISO6781 sind wohl besser. NVE IL510-516/610-616 sollen
störungsfrei sein.
Von: MaWin 29.8.2001, Ralf Kusmierz 22.9.2004
Grosse Trafos (so ab 500 VA) und Motoren brauchen eine Begrenzung des Stromes
beim Einschalten, sonst leidet der Netzschalter und es donnert ggf. die
Haushaltssicherung raus.
Zum Einen braucht das Gerät im Einschaltmoment mehr Strom, weil erst die
Siebelkos im Netzteil aufgeladen werden müssen. Zum Anderen fliesst im Trafo
durch dessen parasitäre Induktivität um 90 Grad der Spannung nacheilender
Wechselstrom. Dieser Strom wäre, wenn der Trafo nicht im Spannungsmaximum
eingeschaltet wurde, im Einschaltmoment nicht 0 gewesen. Er muss jedoch beim
Einschalten bei 0 beginnen. Der Wechselstrom ist daher mit einer abklingenden
Gleichstromkomponente überlagert. Das erste Strommaximum kann durchaus beim
30-fachen des üblichen Werts liegen. Es dauert nun etwas, bis diese
Gleichstromkomponente verschwindet. Zeitkonstante L/R, mit L von mehreren
Henry bei grossen Trafos und R Wicklungsdrahtwiderstand und Impedanz des
Stromnetzes, also einige Ohm.
Eine Berechnung in LTSpice mit dem 826060 Modell des 500VA Sedlbauer
Ringkerns 2x30V an 230V mit 4 x MURS320 und 1000uF/10000uF/100000uF an
10 Ohm (also 2 x ca. 4A an 40V) ergab jedoch, daß bei 1000uF gerade ein
Einschaltmoment bei Netzspitzenspannung einen Einschaltstrompeak von 20A
über 1ms ergab, bei Einschaltmoment im Nullduchgang von normalen 4A,
ansonsten verhielten sich beide Einschaltmomente nahezu gleich, geprägt
vom Aufladestrom der Elkos (bei 10000uF erste Halbwelle 30A, zweite 10A,
dritte normal, bei 100000uF erste bis 40A, zweite bis 33A, langsam
abklingend. Allerdings wird die Simulation keine Remanenz mitsimulieren.
Eine Möglichkeit zur Reduzierung des Einschaltstroms ist ein Vorwiderstand
der in Reihe zur Primärwicklung liegt. Grundig verwendete einen speziellen
Kippschalter mit nacheilendem Kontakt, Statron verwendete einfach einen
Drehschalter als Einschalter dessen Mittelstellung "Vormagnetisierung" über
einen hochohmigen Widerstand führt der nur die Restremanenz aus dem Kern
holt, automatisiert kann man ihn von einem Relais überbrücken lassen.
Hier mit dem Relais Feme MZP A 001 52 10, 51.5VDC/12mA 250VAC/10A für einen
1000VA Trafo:
Etwas unzuverlässiger ist ein Gleichstromrelais am Siebelko. Allerdings wird
man den Widerstand von der Wattzahl und Grösse her so auslegen müssen, das er
nicht länger als eine Sekunde den Strom durchhält, und bekommt daher ein
Problem, wenn das Relais mal ausfällt. Ein Widerstand mit Sicherungslötstelle
(Rücklötauslöser, ein am Widerstand festgelöteter federnder Draht der abgeht
wenn der Widerstand so heiss wird, dass das Niedertemperatur-Lötzinn schmilzt)
wie Krah FTH oder FTX (normales SN99Cu1 Lot), Vitrohm KF oder KT, TOKEN FKU
und FRU, Tesla WK 669, oder ähnlicher Überlastungssicherungseinrichtung ist
erforderlich. KOA TPR enthält eine nicht reparable Temperatursicherung.
Statt dem Widerstand kann man einen NTC ('Anlaufheissleiter', current inrush
limiter, http://www.thinking.com.tw/, http://www.epcos.com/) nehmen. Den legt
man auf den maximalen Dauerstrom des Gerätes aus. So spart man sich das
Relais, allerdings ist der NTC noch heiss, wenn man das Gerät nur kurz
ausschaltet. Vielleicht ist so lange aber auch der Elko noch voll, vor allem
wenn der Netzschalter kurz vorher auch sekundär den Verbraucher trennt.
Murata http://www.murata.com/thermis/index.html sagte, welcher NTC bei 240V~
zu welchem primären Siebelko passt: Bis 69uF: 16R/9mm, bis 99uF: 8R/9mm, bis
122uF: 4R/9mm, bis 139uF: 11mm, bis 243uF: 12mm, bis 469uF: 16mm, bis 868uF:
20mm, bis 1493uF: 23mm. Noch eine Dimensionierung:
Berechnung:
Dauerstrom = Leistung / Primärspannung [Ampere]
Einschaltstrom = 10 (E-Kern) bis 30 (Ringkern) * Dauerstrom [Ampere]
Impedanz = 1.414 * Primärspannung / Einschaltstrom [Ohm]
Induktivität = Impedanz / ( 2 * 3.14 * Freqeunz ) [Henry]
Energie = 0.5 * Induktivität * Einschalttrom^2 [Joule]
Mindestwiderstand = 1.414 * Primärspannung / (Einschaltstrom - Dauerstrom) * 0.8 + Dauerstrom
-> NTC mit Mindestwiderstand und Joule-Rating suchen
Und dann kann man elektronisch verzögert den NTC überbrücken, sobald die
Ausgangsspannung stabil ist. Dann kühlt der NTC ab, während das Gerät an ist,
und man kann das Gerät auch mal kurz aus- und wieder einschalten. Für eine
Schaltung siehe
Damit das Relais den NTC etwas zeitverzögert überbrückt, kann man NTC auch
als Schaltverzögerer verwenden, wenn man noch einen Kontakt übrig hat.
Kühlschrankkompressoren haben dafür übrigens eine simple Kapsel drin, beim
Klixon heizt ein Widerstand einen Bimetall, um die Kurzschlusswicklung des
Spaltpolmotors nach dem Anlaufen zur Wirkungsgradverbesserung abzutrennen.
Nicht wirklich hi tech, braucht aber auch einen Moment zum Abkühlen.
Bei Glühlampen ist der Einschaltstromstoss noch höher, eine 12V/8W Wolfram
Lampe hat 18 Ohm bei 2600 GradC, aber nur 1.3 Ohm bei 20 GradC, da Wolfram
ein Alpha von 0.0048 hat ist R20 = R2600/(1+0.0048*(2600-20)). Schaltet man
diese Halogenlampe in Reihe mit einer 666mA Stromquelle, kann es sein, daß
sie nie leuchtet, weil der Stom am Kaltwiderstand 0.66A^2*1.3 = 0.577W nicht
ausreicht, um die Lampe auf Betriebstemperatur zu bringen.
Metalloxidvaristoren (MOVs, VDRs, Varistoren) bieten Überspannungsschutz, in
dem sie bei Überschreiten einer bestimmten (aber nicht besonders genau
festlegbaren) Spannung zu leiten anfangen, ähnlich wie Z-Dioden aber
bidirektional, aber anders als die alten Modelle aus Siliziumcarbid SiC
halten die modernen aus Zinkoxid ZnO nicht ewig:
Of prime concern is the fact that MOVs have a lifetime "joule" rating. The
joule is an engineering term for energy (energy can be measured in joules).
The joule rating for an MOV means that when a particular MOV has received the
specified amount of energy, it no longer works! This could be the result of
one or two large surges or several small surges. Therefore, for MOVs to be
used reliably, a strict replacement schedule is necessary. It is like not
having a gas gauge in your car - you never know when you are going to run out
of gas so you have to keep putting more gas in your car! Lack of replacement
can have very serious results - MOVs have been known to cause fires.
VDR werden entweder mit Nennwechselspannung und Aussendurchmesser bezeichnet
(vor allem in Europa üblich, TDK Epcos S14K230 Spannung nicht mit Nullenanzahl)
und MOV mit Keramikscheibendurchmesser und Varistorspannung bei 1mA (vor
allem in Fernost üblich, Panasonic ERZV14D361 Spannung mit Nullenanzahl)
und AVX liefert gar beide Varianten aber Spannung immer mit Nullenanzahl:
Nach EN 62368-1 sind Varistoren für 1,25 x maximale NENNspannung zu wählen,
bei 220V~ reichten also 275VAC 350VDC (z. B. Epcos S14K275 begrenzt bei 50A
auf 710V), für 230V~ gibt es nichts passendes und bei 240V~ braucht man
300VAC 385VDC (Epcos S14K300 begrenzt bei 50A auf 775V). 20mm Scheiben halten
dann 100A ab.
Hier ein Rechenbeispiel für einen 120V VDR mit 6000V/3000A Surge. Die einfache
LA Serie hält nur 1 Impuls durch, die bessere UltraMOS 2-10 und erst die teure
C-III kann 40, aber begrenzt nur auf unter 850V. Bei 230V~ wären das 1600V,
die kein realistischer Halbleiter überlebt. Die geringere Anforderung sind
surge Tests mit 2000V/1000A, aber auch die begrenzt der VDR nicht ausreichend.
Varistoren sind als potentielle Zündquelle (PIS) zu betrachten. Die einfachen
Varistoren ohne Übertemperatur und Explosionsschutz sind auf 230V-Anschlüssen
nach der 2017 verabschiedeten und ab 20.12.2020 gültigen Sicherheitsnorm
EN62368-1 (bisher EN60065-1 und EN60950-1) nicht mehr erlaubt. Dafür gibt es
inzwischen VDR und Thermosicherung in einem Gehäuse damit man sie nicht mehr
mit Schrumpfschlauch und Wärmleitsilikon zusammenhalten muss.
Eine für Überspannungszwischensteckdosen sinnvolle Schaltung besteht aus 2
MOVs VDR140 für 140V~ in Reihe, deren Verbindungspunkt per Gasableiter mit
Schutzerde verbunden wird, wobei jeder MOV mit einer drangeklemmten
Temperatursicherung für 98 GradC auf Überlastung und Alterung kontrolliert
wird, und eine Kontrolllampe (entweder Glimmlampe mit Vorwiderstand oder
LED mit Schaltung für 230V~, siehe F.8. LEDs an 230V~) signalisiert, ob die
Schaltung nicht schon lange beschädigt ist:
oder baut sich eine Crowbar:
auch mit LM4041-ADJ. Achtung, der Thyristor muss nicht nur ein grösseres
Schmelzintegral aushalten als die Sicherung, sondern auch das dI/dt
aushalten, sonst legt er nach der ersten Aktion das Netzteil für immer
lahm. Also nicht den dicksten aber dafür langsamsten Thyristor nehmen,
sondern so was wie 2N6505, FLC10 (ST). Man kann dI/dt durch eine
Ferritperle oder stromstarke Drossel im Anodenanschluss einbremsen.
+ --Sich--+----+---------+---
| | |
| | Ferrit
R1 | |
| | ----
+-LM4041 _\/_
| | / |
R2 +--R4--+ |
| | | |
| R3 C |
| | | |
| | | |
GND ------+----+------+--+---
>Wie funktioniert eigentlich ein Shunt-Solarladeregler?
Einfaches Ding:
Das Solarmodul ist über eine Diode, welche u.A. verhindern soll, dass sich
Nachts die Batterie in das Modul entlädt (die bei hoher Differenz zwischen
Leerlaufspannung und Akkunennspannung nicht nötig wäre aber gerade in dem
Fall auch nicht stört, bei kleiner Differenz gäbe es einen hohen
Nachtentladestrom so dass sie nötig wird aber sich leider mit ihrem
Spannungsabfall störend bemerkbar macht und Schottky-Dioden haben oft hohe
Rückströme nicht geringer als die Nachtentladeströme, sind also auch keine
Lösung) an den Akku angeschlossen. Über dem Modul ist ein LeistungsMOSFET
angeordnet, der bei Erreichen der Ladeschlussspannung des Akkus das Modul
kurzschliesst. Da bei Spannung=0 der Strom fast egal ist, entsteht dadurch
keine nennenswerte Verlustleistung, weder im Solarmodul noch im MOSFET.
Allerdings darf die Rückwärts-Spannung über den einzelnen Zellen nicht zu
hoch werden (ca. 15V sind meist ok), daher verfügen komplette Panels über
Bypass-Dioden, so daß auch bei erzwungenen 0V an den Anschlüssen intern
nie mehr als 15V Reverse-Spannung auftreten.
Angesteuert wird der MOSFET von einem Komparator, der die gemessene
Batteriespannung mit einer Referenz vergleicht, z. B. in Form des fertigen
Überspannungssensor ICL7665 eingestellt auf 13.8V. Der Komparator schaltet
bei einer höheren Spannung den MOSFET ein und erst bei einer niedrigeren
Spannung wieder aus (Hysterese), dadurch wird verhindert das der MOSFET im
Analogbetrieb 'halbdurchlässig' wird. Die dabei entstehende Verlustleistung
hält er nämlich nicht aus. Die Hysterese darf durchaus klein sein (also z. B.
0.1V und nicht 1V, aber zumindest so gross wie der Spannungsabfall bei
maximalem Ladestrom am Akkuinnenwiderstand), so dass der MOSFET auch bei
vollem Akku immer wieder kurz eingeschaltet wird, das führt zur
Erhaltungsladung. That´s it. Wahlweise kann man den MOSFET mit konstanter
Frequenz ansteuern und bei Annäherung von 13.7V an 13.8V die relative
Einschaltdauer von 100% auf 0% zurücknehmen (PWM).
Weiteres unter F.21.2. Bleiakkus.
Für 3.7V LiIon Einzelzelle mit und ohne eigene protection PCB, bei 0%
Toleranz der Bauteile Ladebegrenzung bei 4.17V, wiedereinschalten bei 4.08V,
Entladeschutz bei 2.87V und wiedereinschaltend bei 3.28V, mit Poti sind die
für LiIon zu grossen Fertigungstoleranzen des ICL7665 für die
Ladeschlusspannung ausgleichbar, Stromverbrauch 6uA bei Tiefentladung, 15uA
normal (wegen der 470k pull up die bei 2uA cut off Strom von Out1 unter 1V
ans Gate des FDN338 lassen), ohne Überstromschutz.
Ähnlich ist 'Shunt Battery Charger with Low-Battery Load Disconnect' im
Datenblatt des LTC1541, dort steht was man macht wenn der IC weniger
Spannung aushält.
Bei einem (Wasser-/Wind-)Generator möchte man nicht kurzschliessen,
sondern die überschüssige Energie verheizen. Also schliesst du deinen
Heizwiderstand einfach in die Drainleitung des N-MOSFETs.
Möchte man bei vollem Akku den Generator abklemmen, kann man das über eine
gesteuerte Thyristorbrücke machen.
Die besseren Solarladeregler verwenden einen Schaltregler und arbeiten im
maximum power point (MPP tracking, man entnimmt also der Solarzelle so viel
Strom, das ihre Spannung nur so weit zusammenbricht, das die entnommene
Leistung gerade maximal ist, CN3722, SM3320, LT3652 (zieht bis 2.5mA aus dem
Akku bevor SHDN verlassen wird), LTM8062, BQ25504, SPV1040) so lange der
Akku noch nicht seine Ladeschlusspannung erreicht hat, und wandelt die
Spannung (meist per StepUp) in die gerade aktuelle Akkuspannung um. Normale
Schaltregler eignen sich nicht an Solarzellen, weil sie, so lange noch wenig
Leistung aus der Zelle kommt, besonders viel Strom ziehen, und damit kommt
die Solarzelle nie auf ihr Leistungshoch (deadlock). Man braucht zumindest
eine Anlaufschaltung.
Wenn der Verbraucher nicht alle Energie aufnehmen kann die die MPP Schaltung
liefert (ein Akku könnte, ein Radio nicht), macht eine MPP Schaltung auch nur
wenig Sinn. Will man bloss die Solarzellenspannung heruntertransformieren,
tut es eine per PWM mit festem Tastverhältnis geschaltete Spule, also ein
step down Regler ohne Regelung. Bei 50% Tastverhältnis reduziert er
beispielsweise die Spannung auf die Hälfte.
Braucht man nur die Unterspannungsabschaltung als Tiefentladeschutz tut es:
Diese Schaltung signalisiert das 30 Sekunden vor dem Abschalten:
Hier lässt der ICL7665 eine LED mit 1mA und 1% Tastverhältnis blitzen wenn
die Spannung unter 4.5V sinkt. Stromaufnahme 4uA.
Energy Harvesting ist heute in Mode, ebenso wie Elektromobilität. Wer sich um
Energy Harvesting kümmert, sollte erst mal (sinnvolle) Beispiele kennenlernen:
Klassisch sind die Z-Dioden, aber die sind sehr schlecht. Unter 5.6V handelt
es sich um Zenereffekt-Dioden deren Kennlinie sehr weich ist, die Spannung
also stark stromabhängig, und oberhalb 6.8V sind es Avalanchedioden die
insbesondere bei geringem Strom rauschen wie Sau, eine konventionelle 30V
Z-Diode rauscht mit 5Vpp um 1MHz. Immerhin lässt sich Rauschen mit einem
Kondensator filtern. Nur um ca. 6.8V sind Z-Dioden temperaturstabil und gut,
1N829 und die LM329 buried Zener im Original uA723 (Nachbauten verwenden ggf.
eine Bandgap als Referenz, oder eine normale nicht buried Zener) als Beispiel,
wobei die im uA723 je nach Modell weiss oder rosa rauscht oder Popcorn noise
zeigt.
Daher gibt es, um für irgendwas (Messschaltung, Netzteil) eine genaue Spannung
zu bekommen, reihenweise Chips. Ein paar ausgesuchte:
Das Rauschen von Referenzspannungsquellen kann man auf Grund der konstanten
Spannung durch einen RC Filter reduzieren, allerdings führt bei hohem
Widerstand R der Leckstrom durch den Kondensator C zu einem Spannungsfehler,
den man jedoch weitgehend umgehen kann (siehe LT1009 Datenblatt) mit einer
Serienschaltung so daß am oberen C im Mittel 0V anliegen und somit 0uA
Leckstrom durch den wichtigen Widerstand R fliessen:
Von: MaWin 17.7.2000
Ein Bauteil allgemeinen Interesses sind die Schrittmotoren aus alten Druckern
und Floppylaufwerken. Es gibt unipolare Motoren, bei denen jeweils 2
gegenläufige Wicklungen (S) pro Magnetfeld (:) vorhanden sind, von denen nur
eine von Strom durchflossen wird, die benötigen 5 Anschlüsse
Weicher laufen die Motoren im Mikroschrittbetrieb, der Spitzenstrom, den der
Treiber liefern darf, ist dabei durch die angenäherte Sinusform das 1.4-fache
des rms Nennstroms aus dem Datenblatt, der in Halbschrittposititon (andere
Spule 0) durch den Motor geschickt wird, in Vollschrittposition fliesst dann
0.7 x 1.4 = normaler Nennstrom durch beide Spulen. Allerdings kann
Mikroschritt nicht feiner auflösen als das Verhältnis von Haltemoment zu
Rastmoment, oft so 1:10. Und wer mit Mikroschritt die exakte Positionierung
vervielfachen will, muss beachten, daß die immer kleineren Winkel natürlich
immer schwerer einzuhalten sind, die Kraft eines Schrittmotors zum Halten der
Mikroschrittposion lässt je nach Modell nach, hier ein Beispiel:
Motoren gibt es als Variable Reluctance (Weicheisenkern) oder Permanentmagnet
(meist im Blechfingerkäfig) oder Hybrid (beides zusammen, die üblichste
Bauform).
Regelmässig bauen Leute erst die Teile aus, und fragen dann, wie man sie
ansteuert. Leute, messt VOR dem Ausbauen, und nehmt die Ansteuerschaltung
gleich mit, die braucht ihr nämlich.
Schrittmotoren sollte man nicht auseinanderbauen, es kann sonst sein, daß sie
nach dem Zusammenbau teilweise entmagnetisiert sind.
Schiebe vorher ein (passend dünnwandiges) Eisenrohr über den Rotor.
Schrittmotoren haben, vor allem bei simpler Ansteuerung (UCN5804, SAA1027)
einen schlechten Wirkungsgrad und kommen ohne Bremsresonatorplatte schnell
an ihre Eigenresonanzgrenze. Ein Floppymotor muss halt nur den Kopf verschieben
können. Wie viel sind die xx Nm (Newton-Meter) Drehmoment bzw. Haltemoment
des Motors eigentlich ? 1 N ist die Erdanziehung von 102 Gramm. Baut man an den
Motor eine Seilrolle von 1 Meter Radius, kann ein Motor mit 1 Nm also ein
Gewicht von 100 Gramm anheben, oder 10kg bei einer Rolle von 2cm Durchmesser.
Kein Wunder, das Floppyschrittmotoren bloss milliNewtonMeter (ab 0.001 Nm)
haben. Bei Nenndaten (z. B. 6V/1A pro Spule, also 12W) wird der Motor innendrin
je nach Modell 65 oder 80 GradC wärmer als die Umgebung, kühlt man ihn aktiv
verträgt er mehr Leistung als aufgedruckt. Will man einen Motor voll ausnutzen,
benötigt man eine mehrfach überhöhte Betriebsspannung und Ansteuerung per
Stromchopper oder gleich Mikroschritt. Die Drehzahlkurven im Datenblatt wurden
zur Erreichung werbewirksam hoher Werte meist mit Schwingungsdämpfern gemessen
(z. B. die gelben Vexta Smart Damper), in besseren Datenblättern ist das
wenigstens erwähnt. Also etwas Grundlagen zum Schrittmotor:
Grundschaltung für unipolare Schrittmotoren ( _ aus, - an) ohne Stromregelung.
+------------------+
COM| |
+----+ _|_
| |--Phase1--+ /_\` ZD6V2 (mehr als Betriebsspannung, geht weil im ULN noch jeweils eine Diode in Reihe liegt)
| | | |
| ULN|--Phase2--+--+ |
|2003| | |
|o.ä.|--Phase3--+--+--+-- +5V (weniger als halb so viel Spannung wie der Treiber verträgt)
| | |
| |--Phase4--+
+----+
Eine einfache Methode, um Motoren etwas leistungssteigernd zu betreiben, ist
eine niedrigere Spannung bei Stillstand, und eine für Dauerstillstand zu hohe,
wegen der Spuleninduktivität im Betrieb aber tolerable Spannung beim Bewegen,
wie in folgender Schaltung für 6V Spulen, früher in Floppys eingesetzt:
Wave Betrieb (1.4-facher Strom erlaubt, damit trotzdem aber nur 0.7-fache Abgabeleistung gegenüber Vollschritt bei gleicher Verlustleistung)
Berger Lahr baute Schrittmotore mit 5 Spulen, für 500 Vollschritte bzw. 1000
Halbschritte pro Umdrehung, heute von anderen Herstellern lieferbar, die dann
so angesteuert werden:
Mikroschritte sind eine feine Sache, auch um Resonanzen zu vermeiden, bei
denen der Schrittmotor schon bei geringen Umdrehungszahlen ausser Takt
kommt. Wenn man allerdings mit Stromregelung hohe Geschwindigkeiten an der
oberen Grenze des Datenblatts fährt, dann wird der Nennstrom in einem
Schritt gar nicht mehr erreicht, also kann die Mikroschritt-Stromregelung
gar keine Sinusform mehr erzeugen. Wenn das Drehmoment bei langsamer Fahrt
locker reicht, kann es daher sinnvoll sein, den Nennstrom etwas geringer
einzustellen, dann bleibt auch noch bei höheren Drehzahlen der Kurvenverlauf
des Stromes sinusförmiger.
Allerdings kann ein Mikroschritttreiber zu hörbarem pfeifen und rauschen
neigen: Chopper Stability and Audio Noise.
"One problem commonly encountered when using chopping current control is audio
noise from the motor which is typically a high pitch squeal. In constant
frequency PWM circuits this occurrence is usually traced to a stability
problem in the current control circuit where the effective chopping frequency
has shifted to a sub-harmonic of the desired frequency set by the oscillator.
In constant off time circuits the off time is shifted to a multiple of the
off time set by the monostable. There are two common causes for this
occurrence. The first cause is related to the electrical noise and current
spikes in the application that can fool the current control circuit. In peak
detect PWM circuits, like the L297 and L6506, the motor current is sensed by
monitoring the voltage across the sense resistor connected to ground. When
the oscillator sets the internal flip flop causing the bridge output to turn
on, there is typically a voltage spike developed across this resistor. This
spike is caused by noise in the system plus the reverse recovery current of
the recirculating diode that flows through the sense resistor. If the
magnitude of this spike is high enough to exceed the reference voltage, the
comparator can be fooled into resetting the flip-flop prematurely. When this
occurs the output is turned off and the current continues to decay. The
result is that the fundamental frequency of the current wave form delivered
to the motor is reduced to a sub-harmonic of the oscillator frequency, which
is usually in the audio range. In practice it is not uncommon to encounter
instances where the period of the current wave form is two, three or even
four times the period of the oscillator. This problem is more pronounced in
breadboard implementations where the ground is not well laid out and ground
noise contributes makes the spike larger. When using the L6506 and L298N, the
magnitude of the spike should be, in theory, smaller since the diode reverse
recovery current flows to ground and not through the sense resistor. However,
in applications using monolithic bridge drivers, like the L298N, internal
parasitic structures often produce recovery current spikes similar in nature
to the diode reverse recovery current and these may flow through the emitter
lead of the device and hence the sense resistor. When using DMOS drivers,
like the L6202, the reverse recovery current always flows through the sense
resistor since the internal diode in parallel with the lower transistor is
connected to the source of the DMOS device and not to ground." Aus:
Moderne Schrittmotortreiber bieten 2 Bremsmethoden: Slow decay und fast decay.
Im slow decay wird die Wicklung über die Brücke kurzgeschlossen, dann wird
die Energie im Motor "verheizt". Beim Fast-Decay wird dagegen in die
Versorgungsspannung zurück gespeist. Das kann kritisch werden wenn die
mechanische Last groß ist, weil dann u.U. die Versorgungsspannung soweit
ansteigen kann, dass die Treiberstufe zerstört wird. Slow decay baut aber
bei schneller Bewegung den Strom eventuell nicht schnell genug ab.
http://www.trinamic.com/ baut ganze Servo-ICs (regelt Schrittmotor per Encoder
auf Sollposition, inklusive Mikroschritt, jedoch eher nicht geeignet wenn man
mit 2 Motoren Kreise fahren will).
Schrittmotoransteuerung
Das nötige Netzteil zur Versorgung eines stromgeregelten Schrittmotors im
Mikroschrittbetrieb berechnet sich durch folgende Rechenschritte:
Maximaler effektiver Motorstrom I, Innenwiderstand der Motorwicklung R,
Widerstand des oberen und unteren Schalttransistors der Endstufe (angenommen
synchrone Gleichrichtung, also derselbe Spannungsabfall in der Freilaufzeit),
Faktor F (im Vollschrittbetrieb 2, im Mikroschrittbetrieb 1.4),
erzeugtes Drehmoment M in Nm laut Motordiagramm bei Drehzahl n in upm.
Beispielsweise Nanotec Nema23 ST5709X2508 mit 3.5A 0.42Ohm und 0.5Nm bei
300upm im Mikroschrittbetrieb an einem TB6560 mit 0.4 Ohm und 0.5 Ohm:
Und wenn ihr zwar Schritt und Richtungssignal bekommt, aber
Gleichstromotoren mit Encoder per PID Regler damit steuern müsst,
passt vielleicht der Rutex, Gecko oder UHU, man sollte aber eine
Motorübertemperatursicherung auf alle Fälle einbauen.
Die benötigte Motorleistung berechnet sich so:
Auswahlbeispiele für Kugelgewindetriebe, von Motorleistung bis Lebensdauer:
Vom Aufbau her ähnelt ein BLDC einem Drehstrom-Synchronmotor, jedoch mit
einem Permanentmagnet statt der elektrisch erregten Läuferwicklung. Damit
fehlt ihm die Möglichkeit der Drehmomentanpassung an die Last, die beim
Drehstrommotor über die unterschiedliche Stromaufnahme der Läuferwicklung
erfolgt. Es gibt allerdings BLDC auch mit 2 (in Ventilatoren und einfachen
Pumpen bei denen die Drehrichtung egal ist)
und mehr als 3 Polen. Der BLDC dreht sich synchron mit dem umlaufenden
Magnetfeld, allerdings folgt nicht der Rotor dem Magnetfeld, sondern das
Magnetfeld muss mit dem Rotor passend umgeschaltet (kommutiert) werden. Das
macht ein konventioneller Permanentmagnet-Gleichstrommotor mechanisch mit den
Bürsten am Kollektor, und der BLCD muss es elektronisch lösen. Dazu muss die
Elektronik die aktuelle Position des Rotors erfahren, oftmals über
Hallsensoren, oder ohne Sensoren über die Rückmeldung der BackEMF ermitteln.
Die Phasenverschiebung beträgt für optimale Leistung meist 30 Grad.
DIE ZEITPUNKTE AN DENEN MAN DIE PHASEN TAKTET BESTIMMEN ALSO NICHT DIE
DREHZAHL, SONDERN HÄNGEN VON IHR AB. Die Drehzahl ergibt sich aus der
effektiv angelegten Spannung, die man per PWM aus einer festen
Betriebsspannung erzeugen kann, die über den von ihr erzeugten Strom zum
Drehmoment führt, welcher an der aktuellen Last die Drehzahl ergibt.
Im Gegensatz zum asynchronen Drehstrommotor, der sein Magnetfeld und damit
seine Kraft erst aus dem Schlupf erzeugt, wird ein BLDC ähnlich einem
Drehstrom-Synchronmotor nicht einfach anlaufen wenn man an ihn ein Drehfeld
einer festen Frequenz legt.
Drehstrom-Synchronmotore müssen mit anderen Mitteln beschleunigt werden, bis
ihre Drehzahl dem Drehfeld entspricht, und werden dann durch Einschalten der
Erregerleistung eingekuppelt. Folgende kleine Abweichungen der Drehzahl von
der Frequenz führen beim Drehstrom-Synchronmotor zu einer veränderten
Stromaufnahme je nach Kraft die er mechanisch erbringen muss um die Drehzahl
des Drehfeldes zu halten, und damit passt sich ein Drehstrom-Synchronmotor
von selbst an die Belastung an.
Das ist dem Permanentmagnet BLDC nicht möglich, daher ist er inhärent
instabil und muss von der Elektronik geführt werden, so wie ein PMSM
Permanent Magnet Synchon Motor, der im Prinzip dasselbe wie ein BLDC ist. Nur
baut man eine PMSM durch Schrägung des Feldes und Anpassung der
Windungszahlen auf den Polschenkeln besonders geeignet für Sinuskommutierung
(Vektorsteuerung) und dafür quasi ohne Rastmoment auf.
Man kann so eine Steuerung mit Hallsensoren zur Blockkommutierung diskret
aufbauen:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/177797/Bildschirmfoto_vom_2013-05-01_18_24_06.png
https://www.mikrocontroller.net/attachment/210394/Schaltplan_Dual_721.jpg
https://elektroniktutor.de/geraetetechnik/video/kopfmot.html (Videorecorder Kopftrommel mit IC2005 beim Blaupunkt RTV 301)
etwas Arbeit nimmt einem der VHS Videorecorder Kopftrommel IC uPC1246 ab, der
die Kommutierung aus 3 Hallsensoren übernimmt, man muss aber die Drehzahl
über die Motorspannung selber regeln,
oder fertige Ansteuerchips verwenden wie z. B. L6234 (52V/5A ST, uC Steuerung)
und DRV8332 (TI) oder TB6588 (50V/2.5A, Toshiba, sensorless, Drehzahl
abhängig von Steuereingangsspannung), TB6551 oder TB6556 mit externem Treiber
(LM5107) und Hallsensoren, LB11920 (35V/3.5A, Hallsensoren, Forward/Reverse,
Bremseingang und PWM Eingang für relative Spannung als Geschwindigkeit).
Schaltet man die Spannungen der Phasen nur zeitversetzt ein, Rechtecksignale,
nennt man das Blockkommutierung, vergleichbar einem bürstenbehafteten
Gleichstrommotor. Regelt man den Strom so dass eine Sinuspannung an den
Wicklungen anliegt, bekommt man den besseren Motorlauf eines Drehstrommotors.
Bei Dreieckverschaltung der Motorwicklungen verläuft der Strom pro
Wicklungsanschluss dann in Form einer Popokurve, mit 2 Buckeln und einem
lokalen Minimum https://www.mikrocontroller.net/topic/415707
Von: Bernd Rüter 13.1.2012
Prinzipiell stellt sich zu jeder Speisespannung eine ideale Schrittfrequenz
also Drehzahl ein. Ideal heißt in dem Falle, dass die Phasenlage genau zur
Rotorlage passt. Der stepping Modus zeichnet sich aber dadurch aus, dass man
die Rotorposition nicht kennt. Dadurch wird der Rotor bei einem
Schrittwechsel erst auf die neue Position beschleunigt und dann, weil das
timing nicht stimmt, wieder abgebremst, bis der nächste Schritt erfolgt.
Daher kommen die Vibrationen. Das geht schnell so weit, dass es erst zu
unrundem Laufverhalten kommt und dann die Kommutierung ganz versagt, obwohl
man nur ein paar Prozent neben der Phase liegt. Das liegt daran, dass der
Rotor beim erreichen des nächsten Schrittpunktes nicht einfach stehen bleibt,
sondern überschwingt und sich dort erst einpendeln muss. Das heißt, dass der
Motor unter Umständen noch pendelt, wenn der nächste Schritt kommt. Das führt
zu instabilen Startbedinungen für den nächsten Schritt und wird den Motor in
Summe bei unpassendem timing aus dem Tritt bringen.
Wenn es um das Gewinnen der BEMF Spannungen geht, würde ich (ausgehend von
einem AVR) die Komparator Methode empfehlen. Die ADCs sind erfahrungsgemäß
nicht schnell und genau genug. Die Komparatoren sind bei gutem Design gut
genug, um schon nach einem kräftigen Schritt ein verwertbares Signal zu
liefern. Bei ADCs mit 12bit und um die 100kS/s ist diese Auswertung natürlich
eleganter, besonders weil sie eine zuverlässige Sinuskommutierung ermöglicht.
Ich stimme übrigens zu, dass das filtern des PWMs eine nicht ganz triviale
Angelegenheit ist. Das Resümee meiner Tests ist, was die PWM Frequenz angeht:
Um so höher um so besser. Scheiß auf die Umschaltverluste, denn du musst
entweder einen riesen Aufwand für das timing machen und im richtigen Moment
die BEMF Auswertung abschalten, um nicht auf das eigene PWM zu triggern oder
man muss einen Tiefpass vorschalten. Das Problem beim Tiefpass ist aber, dass
er auch einen Phasenversatz mit sich bringt, den man berücksichtigen muss.
Daher: Um so höher die Differenz zwischen Schrittfrequenz und PWM-Frequenz um
so höher kann der Tiefpass angesetzt werden und um so kleiner ist auch der
verursachte Phasenversatz.
Von: MaWin 17.7.2000
Eine weiteres Bauteil allgemeinen Interesses sind die LC-Displays. Dabei gilt
es 4 Varianten zu unterscheiden:
a) einfache Gläser aus Uhren und Taschenrechnern
werden mit Rechteckwechselspannung von ca. 3V angesteuert (die
Mindestspannung hängt vom verwendeten Flüssigkristall ab, aber 3V reicht
eigentlich immer). Das ist einfach bei direkt angesteuerten (siehe AVR241
von http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc2569.pdf), geht
noch bei 1/2 bias und sollte bei 1/3 bias mit speziellen LCD-Treiberchips
wie PCE85133(1:4) PCF211x(1:2)/8577(1:2)/8566(1:4) von http://www.nxp.com/
uPD7225 (mit 7/14 Segment Decoder, aber wohl nicht mehr beschaffbar) von
http://www.nec.co.jp/ oder LC7582(1:2)/75821/75823/75850 von
http://www.sanyo.co.jp/ erfolgen. Ein uC mit eingebauter direkter Ansteuerung
ist der ATmega169A oder PIC16F1947. Externe Controller PCF8576C mit 60-120uA,
PCF85162 und PCF85176T mit 7uA, PCF8551 mit 5uA.
Wer ein LCD Glas in einem Gerät findet, das ihm gefällt, der sollte vor dem
Zerlegen in Betrieb (geht auch ohne LCD) die Spannungsverläufe messen. Da
findet man (ein Zeichen ca. 1 Millisekunde) bei Anzeigen mit 1 Backplane so
einen Spannungsverlauf
3-5V ----------
SegmentAus
0V ----------
3-5V ----------
SegmentEin
0V ----------
3V -- -- -- --
SegmentAus
0V -- -- -- --
3V -- -- -- --
SegmentEin
0V -- -- -- --
3V
2V -- -- -- --
SegmentAus 1V -- -- -- --
0V
3V
2V -- -- -- --
SegmentEin 1V -- -- -- --
0V
Backplane ------------
0.5V --
3.5V -- -- -- --
SegmentAus
1.5V -- -- -- --
3.5V -- -- -- --
SegmentEin
1.5V -- -- -- --
3V
2V -- -- -- --
SegmentAus 1V -- -- -- --
0V
3V -- -- -- --
2V
SegmentEin 1V
0V -- -- -- --
oder gucken, ob sie auch mit obiger Ansteuerung funktionieren.
Genaueres in
Liquid Crystal / Fluid: Should it come, contrary to expectations, to a glass
break and leakage of some fluid, avoid any skin contact with the liquid
crystals. If some fluid is coming in contact with your skin or clothing, wash
it thoroughly off with soap and water. The proportion of liquid crystals in a
single LC-Display is approximately 0.07% to its total weight. In coordination
with the German Federal Environment Agency (UBA) and the producers of liquid
crystals, extensive toxicity tests were conducted. According to these studies,
commercial liquid crystal mixtures are not acutely toxic, not mutagenic in
bacteria and mammalian cells, not harmful to aquatic organisms and not under
suspect to be carcinogenic. The liquid crystals used for this purpose are
classified in Water Hazard Class 2 and are not easily biodegradable. Based on
the studies of the ecotoxicology, UBA rates special requirements, due to the
proportion of liquid crystals, for the disposal of LCDs as not justified.
Die Polarisatorfolien sind oft diagonal polarisiert, dadurch kann durch flip
Umdrehen die Darstellung von schwarz/weiss auf weiss/schwarz geändert werden.
LCD Gläser sind oftmals mit Folienleitern kontaktieret, sie sich ablösen. Der
Kleber nennt sich ACF anisotropic conductive film und gibt es über AliExpress
in Rollen unterschiedlicher Breite um 10 EUR, leider nicht lange haltbar. Zum
Draufkleben benötigt man Wärme und Druck, 30-40kg/cm2 bei 140-160 GradC, man
empfiehlt zur Druckverteilung ein 0.3-0.45mm dünnes Silikon der shore Härte
70-80 (Henkel Bergquist GAP PAD TGP A2000) zwischen Heizung und Glas,
es dauert dann 5-7 Sekunden.
Ist auch der Folienleiter defekt und passt keine Standardware, kann man bei
https://docs.oshpark.com/services/flex/ welche aus Kapton fertigen lassen.
b) Punktmatrixanzeigen aus FAX-Geräten und Kartenlesern sind fast alle gleich,
basierend auf Hitachi's HD44780 oder kompatiblen wie Samsungs KS0066 oder
Sunplus SPLC780 oder Sanyo LC7965
Aber fast alle Leute haben Probleme damit, weil sie keine negative
Kontrastspannung bei Typen mit erweitertem Temperaturbereich anlegen oder das
Timing bei der Initialisierung nicht einhalten. Es wird manchmal behauptet,
dass die Controller unterschiedliche Initialisierungssequenzen brauchen,
weil unterschiedliche im Datenblatt stehen, aber das ist falsch, sie sind nur
verschieden angeordnet. Auch ist egal, ob am VEE ein 10k Poti zwischen VCC
und GND angeschlossen wird oder ein 2k5 Poti nur nach Masse, da von dem Pin
intern normalerweise 11k (Backplane-Spannungsteiler) nach VCC führen.
Unterlängen bei 11-pixeligen Displays sieht man nur nach function set
Umschaltung und bei bestimmten (anderen) Zeichencodes. Zum Umschalten in den
4-bit Modus verwendet man am besten 3 mal 0x20. Das geht auch, wenn das
Display schon im 4-bit Modus war. Dann kommt ein 0x01 (in 2 Nibbles).
Einzeilige Displays mit 16 Zeichen (1*16) sind als 2-zeilige zu initialisieren
und zu behandeln als ob 2 mal 8 Zeichen hintereinander stehen. Das Timing
sollte nicht zu knapp sein, schliesslich fährt nicht jeder Hersteller sein
Display mit derselben Taktfrequenz wie Hitachi in seinem Datenblatt, und das
Originaldatenblatt hat man ja meist nicht.
Displays ohne Hintergrundbeleuchtung haben eine weitgehend standardisierte
Anschlussbelegung 1=GND 2=VCC 3=VO 4=RS 5=R/W 6=E 7=D0 8=D1 9=D2 10=D3 11=D4
12=D5 13=D6 14=D7 aber die Hintergrundbeleuchtung mit 15=A und 16=K ist
entweder folgend oder VOR Pin 1, also sollte man universelle Lötpads mit 18
Pins so belegen: 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 und dann einen
16 (oder 14) poligen-Stecker einlöten, der zum Display passt.
Von: Thomas Just 18.8.2014
Die DOG Displays von EA brauchen aber zusätzliche Initialisierungsschritte
und ziehen im Einschaltmoment viel mehr Strom als die genannten 100uA.
Und wer nach seriell (I2C) ansteuerbaren LCD-Modulen fragt: PCF8574 (LCD
im 4 bit Modus) davorlöten statt teuer fertig kaufen ?
oder die 110 x 80 Pixel transluzente MFA aus dem VW Kombiinstrument verwenden
oder aus Nokia 3310 ausbauen wie es unter anderem im Olimex LPC-P1227 ARM Board
eingebaut ist. Der Controller
http://www.nxp.com/acrobat/datasheets/pcd8544_1.pdf
ist per SPI ansteuerbar:
c) Die digitalen TFT-Displays aus Laptops etc. verwenden oft den Flat Panel
Display Link (FPD-Link) http://www.ti.com/ (National) AN-1032 aber die Stecker
sind nicht genormt, man muss Kabel mit Adaptern zusammenfummeln. Neue
Grossdisplays haben http://en.wikipedia.org/wiki/OpenLDI .
Ältere Displays sind nicht standardisiert, man kommt nicht drumrum das
Datenblatt zu besorgen. Nur leider gibt es kaum Datenblätter. Mit Glück
findet man die Ansteuerung in der Beschreibung eines LCD-Grafikcontrollers
von Samsung, Oki, Epson (SED1335, S1D1370x) oder Toshiba. Bei den meisten
gibt es mehr oder weniger nur eine Taktleitung und n Datenleitungen (Pixel).
Zudem eine Leitung die das erste Pixel pro Zeile markiert und eine die die
erste Zeile des Bilds markiert. Die Alternating Line bei DSTN-Displays muss
bei jedem Bild den Zustand wechseln. Die Signale müssen mit stabilem Timing
generiert werden, bevor die LCD Spannung aufgebaut wird, und beim Abschalten
auch erhalten bleiben bis die LCD Spannung wieder komplett weg ist. Also
sollte man tunlichst die 'Grafikkarte' aus dem Laptop mit ausbauen, denn an
eine normale Grafikkarte für VGAs passen die nicht. Brauchbarer sind da schon
die Typen aus CamCordern mit Videosignal Eingang. Bei der Ansteuerung per EVE
von FDTI sollte man beachten, daß er keine Umlaute im Zeichensatz kennt und
keine CLUT color lookup table wie STM32F429 und STM32F7xx.
Schaue dir auch mal den TFP401 von TI an. http://www.ti.com/product/TFP401
Der macht DVI zu parallel und den gibt es auch als günstiges Board:
Ebay-Artikel Nr. 151763757417*
* Supports Pixel Rates up to 165 MHz (Including 1080p and WUXGA at 60 Hz)
* Digital Visual Interface (DVI) Specification Compliant(1)
* True-Color, 24-Bit/Pixel, 16.7M Colors at 1 or 2 Pixels per Clock
Es gibt auch kleine DSTN Displays mit Treibern aber ohne GPU, z. B. im GameBoy
(160 x 160 Pixel 4 Graustufen) oder 320 x 200 in 4 Graustufen die man so
ansteuert:
Von: Andreas Schwarz 11.8.2000
d) Die meisten kleinen Grafik-LCDs (128x32) haben den HD61830 als Controller,
die grösseren (240x128) oft den T6963C, die ganz grossen (320x240) den
SED1330. Das dumme am SED1330 ist, dass er AFAIK keinen Zeichengenerator
eingebaut hat, ansonsten gibt's keine grossen Unterschiede, und an einen
uC-Bus hängen kannst du sie alle. Aber wenn man sich ein LCD in einer
bestimmten Grösse rausgesucht hat, hat man meistens keine Wahl mehr, welchen
Controller man bekommt.
> Woher bekommt man eigentlich die für LCD Hintergrundbeleuchtung bei Laptops oder
CCFL sind Leuchtstofflampen ohne Heizung, in denen wenige Milligramm Quecksilber
UV-Licht aussenden, das vom Leuchtstoff in sichtbares Licht konvertiert wird. Bei
40 GradC sind sie am hellsten, bei 0 GradC kommen nur noch 25% der Helligkeit
wie bei 25 GradC heraus, bei 1,5-fachem Spannungsbedarf. Erst nach 30 Sekunden
erreicht die Helligkeit ca. 90%, von 70% direkt nach dem Zünden.
Von: MaWin 15.5.2001
Das sind die meist blaugrün leuchtenden Anzeigen in HiFi-Geräten. Das sind
noch echte Röhren mit Heizung, Anode und Kathoden und einem Leuchtstoff
wie in der Fernseherbildröhre, sie sind aber Dank Niederspannung einfach
anzusteuern. Datenblätter sind oft nicht zu bekommen, da die Anzeigen meist
kundenspezifisch hergestellt werden, also sollte man vor dem Ausbauen mal
nachmessen.
Die Heizung benötigt Wechselspannung, aufdrehen bis die Heizdrähte bei meist
4V im Dunklen dunkelrot glühen, die Segmente eine positive Spannung gegenüber
der Heizung von ca. 26V (von 6V bis 40V aufdrehen) bei weniger als 1mA pro
Segment. Für Multiplexbetrieb liegt zwischen den Heizdrähten und den
Segmenten noch ein Gitter. Ist das Gitter mit der Heizung (oder ein bischen
negativer) verbunden, sind die dahinterliegenden Segmente aus, ist es mit
der Segmentspannung (oder ein bischen weniger) verbunden, sind sie an.
Von: MaWin 17.7.2000
Das häufigste Problem beim Reparieren von Geräten ist das Prüfen von
Bauteilen. Es geht um das Prüfen der Grundfunktion, dann aber auch um das
vollständige Prüfen. Je nach Schaltung kann es notwendig sein, das Bauteil
abzuklemmen, um es ausmessen zu können. Daher lohnt sich ein Verständnis der
Schaltung (oder gar ein Schaltplan, in dem meist auch Sollspannungsangaben
drin sind) beim Messen. Manchmal hat man Glück, und hat ein vergleichbares
heiles Bauteil da, das ersatzweise eingelötet wird (es kann aber die Schaltung
so weit kaputt sein, daß dieses heile Bauteil beim Test zerstört wird, aber
bei Zeilentrafos ist dieses Vorgehen der einfachste Weg)
Für das Prüfen der Grundfunktion gibt es Messgeräte. Einen Ohmbereich,
Diodentest und Transistortest hat schon das 5 EUR Vielfachmessinstrument,
ein LRC-Meter (wie 122211 für 40 EUR von http://www.conrad.de/ oder selber
bauen siehe unter "Kapazitätsmessgerät / Induktivitätsmessgerät") ist nützlich
damit man auch Kondensatoren und Spulen bestimmen kann. Was dann meist
fehlt, sind Messgeräte für hochkapazitive Elkos und MOSFETs, IGBTs,
Thyristoren, TRIACs. Bei ICs hilft meist nur, sich das Verhalten des Chips in
der Schaltung anzusehen und mit den Datenblattangaben zu vergleichen, z. B.
die Stromaufnahme.
Dieser simple Durchgangstester aus einem OpAmp mit Offsetabgleich hat einen
besonderen Vorteil: Er wird so eingestellt, das er nur unter 0.1 Ohm anschlägt
und man kann dadurch tatsächlich durch Leitungen verbundene Stellen von
solchen unterscheiden, bei denen Bauteile dazwischenliegen. Die Messspannung
von 2 Millivolt reicht nämlich nicht aus, ausreichend Strom durch die Bauteile
fliessen zu lassen (bis auf den 0.01 Ohm Shunt, aber den wird man auch so finden).
Ein 4-Draht Milliohmmeter lässt sich, wenn man nicht an einem hochauflösenden
A/D-Wandler den zu messenden Widerstand in Reihe mit einem Referenzwiderstand
(ca. 10 Ohm) bei eingeschaltetem sowie ausgeschaltetem und kurzgeschlossenen
Messstrom vermisst und die Differenz bildet (um Mikrovolt-Thermospannungen
rauszurechnen), mit einem 200mV Panelmeter so aufbauen (1mV bei 1A = 1mOhm):
Ein genial einfacher Transistortester von Erich Schock ist mit einer
Piezoscheibe mit 3 Anschlüssen aufgebaut, wie sie in manchen Rauchmeldern
eingesetzt werden (Conrad 712930 hat nach Bild im Katalog auch einen dritten
Anschluss, aber nicht nach Masszeichnung, also kann man sich wohl nicht
darauf verlassen, daß Conrad was geeignetes liefert), und bildet einen
Oszillator der automatisch auf der Frequenz der Piezoscheibe schwingt, mit
einem Umschalter ausgestattet um NPN und PNP Transistoren testen zu können.
ABER: Selbst wenn ein Bauteil den Grundfunktionstest besteht, kann es dennoch
in der Schaltung der Grund des Ausfalls sein. Ein Bauteil kann z. B. erst bei
hoher Spannung oder Wärmebelastung sein Fehlverhalten zeigen, daher ist
Kältspray ein übliches Mittel in Werkstätten. Und die ganzen Daten eines
Bauteils (z. B. Güte von Spulen, ESR von Elkos) kann nur ein Komponententester
ermitteln.
Den ESR von Elkos und Spulen kann man messen, wenn einem das Datenblatt fehlt:
Elkos sind bei älteren Geräten ein häufiger Ausfallgrund. Man könnte sie pro
forma gleich ersetzen. Aber Vorsicht: 105 Grad Typen sollte man nicht durch
85 Grad Typen ersetzen, sonst hat man das Problem in kurzer Zeit wieder, und
low-ESR Elkos nicht durch normale Elkos (und machmal nicht umgekehrt).
Und da man die spezielleren Elkos selten da hat, lässt man die alten besser
drin, solange sie noch gehen.
Wenn man nicht den Elektor Transistortester verwendet oder die Erweiterung
zum Bauteiltester von Funkamateur, oder eines der dutzenden Replika von
Vellemann, aus China über eBay...
Von: MaWin 17.7.2000
Ein Thyristor oder TRIAC hat einen Zündstrom und einen Haltestrom (maximal
50mA bei kleinen Modellen, daher der Glühlampenwert). Man schliesst A (A2)
über eine ca. 12V/50mA Glühlampe an + und K (A1) an - einer 9V Batterie an.
Die Lampe bleibt aus. Verbindet man G über 180 Ohm mit + der Batterie, geht
die Lampe an und bleibt an, auch wenn man G wieder abtrennt oder mit -
verbindet. Sie geht erst aus, wenn die Lampe kurz abgeklemmt wird oder
(trickreicher) der TRIAC mit einem Taster (der eignet sich dann auch zum
Lampentest) überbrückt wird.
Beim TRIAC funktioniert das auch, wenn die Batterie verpolt wird, beim
Thyristor nicht.
NJFET sind meist selbstleitend, wenn also das Poti mit S verbunden ist
fliesst trotzdem Strom, teilweise bis 100mA, und mit der Schaltung kann man
keine negative Spannung erzeugen um den NJFET zu sperren, ebenso wie bei
N/P-Kanal Depletion MOSFETs. Hat man jedoch in Reihe zur Glühlampe ein
Milliamperemeter drin, kann man überprüfen, ob der Strom passt, wenn er
deutlich unter 100mA liegt, so bis zu 10 verändert die Glühlampe den Strom
nicht zu sehr, darüber wirkt die als Kurzschlusschutz. Dreht man das Poti
auf, fliesst mehr Strom, bis zu dem Moment an dem das Gate leitet, mehr als
0.5V sollte man also vermeiden.
Die Sperrspannung eines Transistors kann man so nicht prüfen, es gibt den
ersten Durchbruch, wenn die Basis offen ist, und den höheren zweiten
Durchbruch, wenn die Basis mit dem Emitter verbunden ist, also UBE=0V ist.
> Wie schliesse ich einen TRIAC richtig an ?
A1 (auch MT1 genannt) ist der Bezugspunkt, sozusagen der Emitter. Ein
verkehrt eingebauter TRIAC (A1 und A2 vertauscht) geht kaputt und nimmt die
Schaltung mit. Die meisten TRIACs zünden in allen 4 Quadranten, also sowohl
wenn A2 (auch MT2 genannt) in Bezug zu A1 positiv als auch negativ ist und
sowohl wenn in G Strom nach A1 hineinfliesst als auch aus G herausfliesst.
Nur die moderneren 'snubberless' TRIACs zünden nicht in Quadrant IV. Da
manchmal statt dem Quadranten auch die Triggerart genannt wird, hier eine
Tabelle:
I positiv gegenüber A1 positiv gegenüber A1 I+
II positiv gegenüber A1 negativ gegenüber A1 I-
III negativ gegenüber A1 negativ gegenüber A1 III-
IV negativ gegenüber A1 positiv gegenüber A1 III+
SMD codes für Halbleiter lassen sich hier finden, aber es gibt auch viele
Hersteller wie New Japan Radio, Ricoh, ISSI, die die Markings gar nicht in
die Datenblätter schreiben oder gleich, wie Maxim, sagen, sie stempeln drauf
was der Kunde will...
IC Logos um überhaupt erst mal den Hersteller herauszufinden:
Farbcodes wurden in der IEC 62 festgelegt, in der auch Bezeichnungen wie 3k3
oder 4n7 (damals noch in Grossbuchstaben) zu finden sind, heute DIN EN 60062
und JIS C 0802, Toleranzen in DIN 41429.
Der erste Ring liegt oft näher am Rand als der letzte Ring, der letzte Ring
ist oft abgesetzt von den anderen oder breiter. Jeder kennt sie, aber kennt
ihr auch die ?
> Kohlemassewiderstände (Gehäusefarbe meist phenolharzbraun, manchmal beige, an den Enden keine Kappen)
induktionsarm und impulsbelastbar, aber deutlich höheres Stromrauschen und
Wackelkontakt bei Alterung weil in ein Isolierstoffröhrchen gefüllt mit
Kohlegemisch die Anschlussdrähte nur eingepresst wurden bis der
Widerstandswert stimmte. Durch aufgenommene/abgegebene Feuchtigkeit kann sich
der Widerstandswert um bis zu +/-15% verändern, daher Toleranzen 20% und 10%
üblich, sind ebenso markiert wie:
> Kohleschichtwiderstände (beige oder rehbraun lackiert, an den Enden erkennbare Kappen)
Die ersten beiden Farbringe sind die Ziffern, der dritte Farbring die Anzahl
der Nullen, der vierte die Toleranz und der nur selten vorhandene fünfte die
maximale Betriebsspannung. Melf und MiniMelf tragen oft keinen Toleranzring,
sondern ermitteln die Toleranz aus der E-Reihe aus der der Widerstandswert
stammt.
Es gibt auch welche mit 2 Farbringen für den Wert und 1 für die Toleranz
Bei Werten unter 0.1 Ohm kann auch der erste Ring schwarz sein:
Uralte (damals, als man noch absolute und internationale Ohm unterschied)
Widerstände nach US Radio Manufacturers Association RMA nutzen dieselben
Farbcodes, aber eine andere Anordnung: Körperfarbe ist Ring 1, Kappenfarbe
(einseitig oder beidseitig) ist Ring 2, Punkt oder Ring in der Mitte des
Körpers ist Ring 3, und falls man eine Toleranzangabe benötigt ist die
aussermittig auf dem Körper oder die andere Kappe (durch gold/silber
erkennbar). Ein ganz oranger Widerstand hat dann also 33k, 20%.
Ein schwarzer Ring: 0 Ohm Widerstand als Drahtbrücke
Drei weisse Ringe: Nicht 99GOhm sondern keine Verbindung, als Codierbrücke
> Drahtwiderstände (oft grün glasiert, manchmal zementfarben, helltürkis oder unlackiert)
Hohe Induktivität aber geringes Rauschen, meist für niederohmige hochbelastbare
Widerstände verwendet und oft mit Ziffernaufdruck statt Farbringen, auch sehr
präzise Widerstände sind verfügbar. Für Werte unter 0.1 Ohm werden zwei
Multiplikatorringe, silber und gold hintereinander, verwendet:
> Metallschichtwiderstände (meist hellblaue Gehäusefarbe, selten beige oder rotbraun)
ab 47k geringeres Stromrauschen als Kohleschichtwiderstände. Je kleiner ein
SMD Widerstand ist, um so grösser ist die Current Noise Voltage Ratio.
Die ersten drei Farbringe sind die Ziffern, der vierte Farbring die Anzahl
der Nullen, der fünfte die Toleranz und der nur selten vorhandene sechste
die Betriebsspannung.
So ist orange weiss schwarz gold braun 390 * 0.1 = 39 Ohm mit 1% und nicht
39 ohne 0 = 39 Ohm mit 5% und übrigem braunen Ring für 100V weil hellblauer
Körper eben genauere Metallschicht vermuten lässt.
Präzisionswiderstände nutzen den 5. Ring eventuell als Langzeitkonstanz,
er nennt die relative Abweichung innerhalb von 1000 Betriebsstunden:
Bei MELF und MiniMELF fehlt oft der Toleranzring, die wird nur aus der
E-Reihe des Wertes hergeleitet, das kann bei geringen Widerstandswerten
z.B. zu braun blau weiss gold = 16.9 Ohm E96 (1%) führen.
> Sicherungswiderstand (jede Gehäusefarbe vertreten) fusible resistor
Sicherungswiderstände sind Kohleschicht-, Metallschicht- oder
Drahtwiderstände, die bei Überlastung definiert durchbrennen, normalerweise
bei 10-facher Überlast innerhalb von 1 Minute, und haben oft einen schwarzen,
blauen, violetten oder weissen letzten Farbring und ein Ausrufungszeichen
auf der Platine (IEC60062). Auch numerisch bedruckt mit einem Q drauf gibt es.
> Meßwiderstände (oft hellblaue Gehäusefarbe weil Metallschicht, manchmal mittelblau)
haben als sechsten Ring eine Angabe des Temperaturkoeffizienten nach DIN41429
IEC 115-1-4.5.
> Militärische Widerstände
Der 5. Ring kennzeichnet die prozentuale Ausfallwahrscheinlichkeit in 1000 Betriebstunden.
http://techsci.msun.edu/strizich/EET_110/Labs/Labs2-2and2-3.pdf
http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/4045/4142137/Appendices/Hambley_EE_4e_App_B.pdf
oder ebenfalls fusible=solderable resistor Sicherungswiderstand
http://www.dscc.dla.mil/Downloads/MilSpec/Docs/MIL-PRF-22684/prf22684.pdf
Ein unterbrochener violetter Ring zwischen 1. und 2. Band kennzeichnet bei Beyschlag
MBA/SMA 0204 VG06, MBB/SMA 0207 VG06, MBE/SMA 0414 VG06 eine Ausfallwahrscheinlichkeit E7,
ein unterbrochener oranger Ring zwischen 4. und 5. Band einen Temperaturkoeffizint von 15ppm/K
http://images.vishay.com/books/VSE-DB0007-0805_Leaded%20Fixed%20Film%20Resistors_INTERACTIVE.pdf
ein zusätzlicher oranger Punkt vor dem 1. Band einen Draloric HMA0207
Anforderungen der US Militärs an (SMD) Dickfilmwiderstände mit Prüfmethoden:
Bei SMD sind Dünnschichtwiderstände i.A. hellblau und Dickschichtwiderstände
schwarz lackiert auf dem weissen Keramikplättchen mit silbernen Enden.
Normale SMD Widerstände werden mit 3 oder 4 Ziffern bedruckt. Bei denen steht
die letzte Ziffer als Multiplikator der 0, 1, 2, 3, .. 8, 9 Nullen bedeutet.
Widerstandswerte unter 10 Ohm werden mit einem R statt dem Komma aufgedruckt,
oder gar mit einem Punkt https://www.mikrocontroller.net/topic/376711 .
Milliohmwiderstände werden oft im Klartext mit führender 0 bestempelt, wie:
Geht die Toleranz nicht aus dem Widerstandswert zur E-Reihe hervor, kann
durch Strichmarkierungen unter dem Wert eine bessere abweichende Toleranz
gekennzeichnet werden, aber jeder Hersteller macht da was eigenes:
Drei-Zeichen-EIA96-Kodierung - Widerstands-Wertkennzeichnung (meist auf SMD)
mit 2 Ziffern und 1 Buchstaben. Diese Tabelle zeigt die ersten zwei Ziffern:
NTC-Widerstände (Widerstandswert bei t=25°C) bei radialen: erster Ring bei
den Anschlüssen, letzter Ring an der Kappe.
wie http://www.vishay.com/docs/29049/ntcle100.pdf
auch ein Aussehen wie bei bedrahteten Keramikkondensatoren ist möglich,
beschriftet hier mit 2.2K und Unterstrich, also auch als 2.2pF +/-10% 63V
auffassbar.
> PTC die aussehen wie alte Keramikkondensatoren bzw. NTC
Abgekürzt mit nur einer Ziffer https://www.mikrocontroller.net/attachment/584846/ptcsl03.pdf
> PTC im DO34 Diodengehäuse mit 2 Farbringen
> PTC in 0805
mit V oder T markiert sind PolySwitch Temperature Indicators
Ein oranger SMD Widerstand in 0402, 0603, 0805, 1206 mit normalem
Widerstandszahlencode kann ein TFPT SMD PTC von Vishay sein:
> VDR-Widerstände nach Valvo/Philips
Stabförmige VDR 0,7 Watt, Farbe an einer Endkappe
> VDR Varistor nach Coonox
Sehen aus wie grosse Keramikscheibenkondensatoren in hellbraun, sind aber
beschriftet mit 6M, 8M, 12M, 17M oder 24M wobei das M den Eindruck einer
Kondensatortoleranzangabe macht, und einer Voltzahl:
> Siliziumcarbid-Varistoren
sind mit Nummern beschriftet, Dicke, Vdc, Vrms, W, J, Pulsstrom, Begrenzungsspannung, Spitzenstrom, Messspannnung, Messstrom, Steilheit 1/Beta
(Toleranz absolut bei <10pF, relativ bei >=10pF)
Spannungsfestigkeit je nach Kondensatorart TaSV=getauchte Tantalperlen von
Siemens Bosch ITT Valvo, TaUC=getauchte Tantalperlen von UnionCarbide,
Mica=Glimmer, Folie, Elko 4 Band Elko 3 Band
Ist der erste Ring breiter, kann das ein Temperaturkoeffizient in ppm/GradC
sein, danach folgen die üblichen Codes von oben. Bei
Scheiben-Keramikkondensatoren kann der erste breitere Ring auch eine
Spannungsfestigkeit angeben.und der 5. Ring die Temperaturabhängigkeit.
http://www.tpub.com/neets/book2/3g.htm
> Ich habe hier einen Scheibenkondensator mit folgender Aufschrift: 241K
241 ist die Kapazität in pF, wobei die letzte Ziffer die Anzahl der Nullen
angibt, also 240pF. Also vergleichbar mit SMD-Widerstandsmarkierungen oder
den Widerstandsfarbringen. Da 240 entweder als 240pF oder 24pF verstanden
werden könnte, lässt man die 0 oft weg.
Codes für Kapazität
In der ersten Zeile steht manchmal das Kerarmikmaterial C0G oder X5R, und
wenn der Platz nicht reicht auch als C0 und U2.
Grössere Folienkondensatoren werden mit Dezimalpunkt in uF gekennzeichnet,
.33K63 heisst also 0.33uF +/-10% 63V, .1 heisst 100nF und 1.5 eben 1.5uF.
Der Buchstabe ist nämlich die Toleranz:
A=Sondertoleranz, B=0,1pF, C=0,25pF, D=0,5pF/0.5%, E=0.25%, F=1pF/1%, G=2pF/2%,
H=2,5%, J=5%, K=10%, L=15%, M=20%, P=+100%/-0%, R=+30%/-20%, S=+50%/-20%,
W=+40%/-20% Z=+80%/-20%, X = GMV (was auch immer GMV heisst).
Ein zweiter Buchstabe kann die Spannungsfestigkeit nach DIN41930 angeben:
a=50V, (Kapazitätswert unterstrichen)=63V, (Kapazitätswert doppelt
unterstrichen)=100V, b=125V, c=160V, d=250V, u=250V~, e=350V, v=350V~,
(keine Angabe)=400V, f=500V, w=500V~, g=700V, h=1000V. Heute relevanter:
Z=30V, Y=63V, ohne=100V, X=160V, V=400V, U=630V so dass ein 2A104K ein
100nF 100V 10% Kondensator ist, oder eine vorangestellte Kombination:
04 = 40V 75 = 750V 05 = 50V 08 = 800V 06 = 63V 10 = 1000V
18 = 80V 12 = 1250V 01 = 100V 15 = 1500V 02 = 125V 13 = 1600V
51 = 150V 20 = 2000V 16 = 160V 32 = 3200V 22 = 200V 14 = 4000V
25 = 250V 50 = 5000V 30 = 300V 80 = 8000V 35 = 350V 11 = 10000V
40 = 400V 21 = 12000V 52 = 500V 55 = 15000V 66 = 600V 61 = 16000V
63 = 630V
1980=M 1981=N 1982=P 1983=R 1984=S 1985=T 1986=U 1987=V 1988=W 1989=X
1990=A 1991=B 1992=C 1993=D 1994=E 1995=F 1996=H 1997=J 1998=K 1999=L
2000=M 2001=N 2002=P 2003=R 2004=S 2005=T 2006=U 2007=V 2008=W 2009=X
2010=A January=1 February=2 March=3 April=4 May=5 June=6 July=7
August=8 September=9 October=O November=N December=D
Nur ERO Roederstein macht es anders, je nach Laune bedruckt mal mit echten
Kapazitätsangaben (1,J = 1uF 5%) oder 3-stelligem Kapazitätscode beginnend
mit der Anzahl der Nullen, gefolgt von der 2-stelligen Kapazität, auch das
Herstellungsdatum und Spannungsfestigkeit sind ungewöhnlich codiert.
Thomson hat Folienkondensatoren "D332K" mit vorangestellten Buchstaben zur
Spannungsfestigkeit versehen D=250V, I=400V, J=550V, Q=600V, E=630V, A=700V,
B=800V, C=900V, K=1000V, L=1100V, P=1200V, U=1250V, M=1600V, N=2000V
Electronic Industries Alliance (EIA) – voltage code table mit 2 Zeichen:
Bei DDR Polyesterkondensatoren zeigt ein Farbfleck an der Seite die
Spannungsfestigkeit: blau 25V, gelb 63V, rot 160V, grün 250V, braun 400V,
schwarz 630V, orange 1000V, bei Styroflex ist eine Seite so eingefärbt.
DDR Keramikkondensatoren zeigten durch die Gehäusefarbe das Material, es gab
aber 2 verschiedene Standards.
Die Bestempelung
Nennkapazität: ein- bis dreistellige Zahl = Kapazität in „pF“
Zahlen mit beigefügtem kleinen „n“ = Kapazität in „nF“
Kapazitätstoleranzen: C=0.25pF D=0.5pF F=1% G=2% J=5% K=10% M=20% S=–20..+80% W=-20%..+100% Z=-20%
Nennspannung:
Gleichspannung: m=10V a=50V t=63V b=125V c=160V d=250V e=350V (keine)=400V f=500V i=630V g=700V h=1000V
Wechselspannung: u=250V v=350V w=500V
Eine graue 5.5mm Scheibe mit Bestempelung 22, 33, 47, 68, 100, 150, 220, 330,
470, 69ß, 1K, 1.5K, 2.2K, 3.3K, 4.7K, 6.8K, 10K, 15K, 22K, 33K, 47K, 68K,
100K, 150K, 220K, 330, 470k auch einfach unterstrichen für 10% oder zweifach
unterstrichen für 5% kann aber auch ein K164 NTC sein, modernere Typen
davon enthalten aber ein zusätzliches Epcos oder TDK Zeichen.
Einige Polyesterkondensatoren sind z. B. mit UNL7W4P7 beschriftet und haben
keine 4p7 sondern 4u7 bei 750V: http://www.cde.com/catalogs/UNL.pdf
4=400V, 5=500V, 6=600V, 7=750V, 8=800V, 9=900V, 10=1000V, 12=1200V, 15=1500V
W4P7=4u7, W7P5=7u5, W10=10u, W13=13u, W13P5=13u5, W20=20u, W35=35u, W40=40u, W80=80u, W100=100u
Folienkondensatoren mit Epoxy-Coating unterscheiden teilweise nach Farbe,
rot ist flammhemennd, blau (Polypropylen) nicht, grün (Polyester) nicht.
> Was heisst X7R oder Z5U ?
Die Mindest- und Maximaltemperatur und Abweichung dazwischen nach EIA 384:
axiale DDR Kunststoffwickelkondensatoren erkennt man an der Transparenzfarbe
KT Polyesterfolie
MKL metallisierter Lackkondensator
KS Polystyrol (Styroflex)
d dämpfungsarm
> Kleine Keramik-Scheibenkondensatoren tragen nur eine farbige Kappe und
Die Grundkörperfarbe sagt nach IEC und EIA aus welchem Material sie sind,
die farbige Kappe welche Temperaturabhängigkeit sie haben, der Buchstabe die
Kapazität, üblicherweise vertragen sie 100V
Klasse 1A (TK Toleranz +/-15ppm/K) Klasse 1B (Körper grau, TK Toleranz +/-30ppm/K):
> Auf einem SMD-Keramikkondensator steht S4. Was bedeutet das ?
Der Buchstabe steht nach EIA für die Kapazität in pF
> Auf einem SMD Elko steht 470 jFK 4k3 oder 22 VFC 4R2 oder 47 HFK 6V5,
Das wird ein Panasonic FK bzw. FC Elko sein, der Buchstabe vor FK/FC sagt:
g=4V, j=6.3V, A=10V, C=16V, E=25V, V=35V, H=50V, J=63V, K=80V, 2A=100V
Trifft auch für andere Elkoserien zu, wie TG, HA, HB, aber Serie S verwendet
Ziffern 4=4V, 6=6.3V, 10=10V, ....
Nichion stempelt SMD Elkos mit 010 für 1uF, 2R2 für 2.2uF, 220 für 22uF, 222
für 2200uF und 0J für 6.3V, 1A für 10V, 1C für 16V, 1E für 25V, 1V für 35V,
1H für 50V, 1J für 63V, 1K für 80V und 2A für 100V in http://products.nichicon.co.jp/en/pdf/XJA043/e-cd.pdf
Oder abgekürzt bei Nichion https://www.nichicon.co.jp/english/products/pdfs/e-cv.pdf
Code V:
C 16
D 20
E 25
V 35
H 50
J 63
K 80
2A 100
2B 125
Oft steht auf einem SMD Aluminiumbecherelko neben dem schwarzen Polaritätsrand
zuoberst ein Datums/Lot-Code, in der Mitte die Kapazität in uF und unten die
Spannungsfestigkeit in der Abkürzung von oben und gleich dahinter die
Elkoserie als Abkürzung, manchmal bei 3-buchstaben-Serienbezeichnungen sogar
auf 2 Buchstaben gekürzt.
Manchmal die Kapazität in Mikrofarad mit Anzahl der Nullen wie bei Fujitsu
FPCAP und Nichian organischen Polymerelkos, das führt insbesondere bei 470
zur Verwirrung ob 470uF oder 47uF.
SMD Elkos ohne (schwarzen) Polaritätsrand sind bipolar, z.B.:
SMD Tantalkondensatoren haben den Kapazitätswert in uF oder als JEITA Buchstabe
A=1, C=1.2, E=1.5, J=2.2, N=3.3, S=4.7 gefolgt von Ziffer als Exponent in pF, so
ergibt sich S7=47uF, A8=100uF, C8=120uF, E8=150uF, J8=220uF, N8=330uF, S8=470uF
und teilweise die Spannung als Kennbuchstabe aufgedruckt: d=2V, e=2.5V, g=4V,
G=4V, f=6.3V, J=6.3V, k=8V, A=10V, C=16V, D=20V, E=25V, V=35V, H=50V.
Vishay nutzt 2 Buchstaben, e=2.5V, G=4V, J=6.3V, A=10V, C=16V, D=20V, E=25V,
V=35V und W=680nF, A=1, C=1.2, E=1.5, J=2.2, N=3.3, S=4.7, W=6.8; A=10uF,
E=15uF, J=22uF in Serie https://www.vishay.com/docs/40176/tmcj.pdf
und 3 Buchstaben in der Serie https://www.vishay.com/docs/40180/tmcu.pdf ,
mit demselben Spannungscode und A=1, E=1.5, J=2.2, N=3.3, S=4.7, W=6.8 und
Exponent 5, 6, 7 oder 8, manchmal fehlt der Spannungscode.
Braune SMD Keramikkondensatoren mit verwaschen schwarzem Strich an einem Ende
sind TACmicrochip Tantalkondensatoren.
Gelbe Klötzchen (4.5x3.2x3.2mm3) mit Beschriftung wie 472K müssen keine
Tantalelkos sein, wenn keine Polarität erkennbar ist können es in Nanohenry
beschriftete Epcos SMD Induktivitäten sein, hier B82432A1472K 4.7uH 10%,
auch in schwarz von Bourns wie CM453232-R47M
> auf einem Elko steht 1MFD und 360WV, was sind das für Volt ?
WV steht für englisch Working Voltage, also nichts schlimmes.
Und mF, MF, MFD und mfd stehen alle für Mikrofarad, nicht Millifarad.
HMF 25/100/21 bedeutet: Kond darf zwischen -25°C und +100°C Celsius betrieben
werden und hat den 21 Tage dauernden Test bestanden.
Von welchem Hersteller stammt ein Kondensator ?
Wie Kohleschichtwiderstände in uH. Oder Induktivität in uH mit goldenem Ring
an Stelle des Kommas. Militärisch spezifizierte Spulen beginnen mit einem
breiten (gross geschrieben) silbernen Ring, dann die 3 Widerstandsfarbringe,
dann der Toleranzring von 1%, 2%, 3% bis 4% (braun, rot, orange, gelb)
zusätzlich zu 5%, 10% und 20% (wenn fehlend).
z. B. blau grau gold silber 68uH +/-10%
z. B. rot gold violett braun 2.7uH +/-1%
z. B. SILBER blau grau braun orange 680uH +/-3% mil
Steht 3R3 auf der Spule, sind das keine 3.3 Ohm, sondern 3.3uH, 10R sind 10uH
und 331 sind 330uH. Ausser früher bei Epcos, die Deppen verwendeten teilweise
nH als Grundeinheit: https://en.tdk.eu/inf/30/db/ind_2008/b82462g4.pdf
"Marking on component: Manufacturer, L value (nH, coded), L tolerance (coded)"
und heute noch bei Coilcraft, deren "Dash number" in Nanohenry ist:
Wenn nicht sowieso mit Zahlen und Buchstaben geprägt
die ersten 3 geben die Milliampere an, der letzte breitere die Trägheit:
Farbpunkt am Kappenende: ESKA 525
Glaskörper:
3Dx8.4 Littlefuse 242 sind ebenso wie Bussmann C308F farbcodiert
5 x 20 bedrahtetes Keramikrohr, https://www.mikrocontroller.net/attachment/562883/20220708_172053.jpg
Glasrohr mit Kappen https://www.slimlab.net/mirror/fusecolours/fusecolours.htm (leider weg)
Wenn ein Buchstabe H auftritt, steht der wohl für high breaking capability,
findet sich ein L so steht das für low breaking capability.
Sieht das Bauteil wie ein SMD Widerstand aus, aber 2.54mm x 1.27mm gross
und mit einem der Buchstaben LPQRSTUVWXY oder Ziffer 1 oder 2 beschriftet,
kann es eine http://www.ncc-matsuo.co.jp/pdf_e/kah.pdf Sicherung sein.
Hier mit O,Z,C,D,E,F,I,A,K,L,M,H,N,S,T,U,ZB,CB,DB,EB,FB,IB,AB,KB,LB,MB,HB,NB,SB,TB,OD,ZD,CD,DD,ED,FD,ID,KD,LD,MD,ND,SD,TD,UD,XD,YD,201,251,321,401,501,631,801,102,132,162,202,252,
beschriftet von Kamaya Ohm: https://docs.rs-online.com/ba4e/0900766b81662b7c.pdf
Manche 7.5 x 4.2mm SMD Sicherungen sind aber auch vernünftig beschriftet:
http://www.daitotusin.co.jp/contents/c_j/Daito_J.pdf/CMF.pdf
Die Buchstaben BCDEFXGHJKLNOPST könnten eine Sicherung von 0.125 bis 5A von
https://xdevs.com/pdf/SMT_fuse.pdf sein, auch Doppelbuchstaben FB, FC, FD,
FE, FF, FG, FH, FU, TF, TH, TK, TN, TP oder 7 , .6 und .8 kommen vor oder
https://etechcomponents.com/wp-content/uploads/2018/07/kabt_en.pdf X2Y3456
auf 1608 Widerstandsgehäuse oder 0603FA von CooperBussmann.
KFZ Sicherungen sind farbcodiert
ATO
MINI Blade fuse
Im bedrahteten Glasgehäuse nach JEDEC (Jedec legt nur Eckdaten fest) gibt
es 3 Farbringe beginnend beim dicken Ring, der die Kathode kennzeichnet, als
Ziffern von 1Nxx wenn der erste schwarz ist oder 1Nxxx sonst, 4 Farbringe als
Ziffern von 1Nxxxx oder 1Nxxx mit suffix Buchstaben, und 5 Farbringe als
Ziffern von 1Nxxxx und ceinem suffix Buchstaben.
oder nach Pro Elektron (Pro Electron legt interne Bauform fest) erste Variante
oder Pro Elektron zweite Variante bei dem die Körperfarbe relevant ist
russische Dioden aus der UdSSR: https://static.chipdip.ru/lib/270/DOC000270836.pdf
Dioden in rundem bedrahteten Plastikgehäuse ungewöhnlicher Abmessungen mit
farbiger Schrift sind Transkiller (Transil und Diode in Reihe) von Shindengen:
ähnliche Origins Snubber Surge Clampers https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/SSCPF51201.pdf
SMD Dioden von Vishay
und Tektronix versucht es so:
ITT ZTE Stabilisierungsdioden
angeblich besser SLZ1.0 bis SLZ2.4 Low Voltage Ultra Sharp Knee Zener Diodes
in Keramik UB Package.
Es gibt auch besonders stromabhängige Dioden, Panasonic MA30 Series Varistor,
Silicon epitaxial planer type variable resistor mit 0.77V bei 1.5mA,
1.18-1.28V bei 3mA.
sehen aus wie unlackierte Dioden in DO35, MELF oder MiniMELF und sind
entweder mit einer Ziffer oder Farbringen bedruckt, wobei der Multiplikator
etwas weiter abgesetzt ist. Zusammengesuchte Farbcodes je nach Spannung;
Es gibt auch Spark Gap Arrestors in Widerstandbauform, Firstohm SGS
Bei Potis verwenden manche statt lin und log einen angehängten Kennbuchstaben
A oder B, wobei nicht standardisiert ist, was A oder B bedeutet, also muss
man nachmessen, ob das Poti bei halber Stellung halben Widerstandswert hat
oder eben nicht. Japanisch eher A = log und B = lin, europäisch eher A = lin
und B = log, in älteren Produkten findet man auch gelegentlich A = lin taper,
C = log. for audio taper, F = antilog taper. Habe auch D-, M- bzw. S-Type
gefunden. MN bedeutet stereo Balance mit Raste in der Mittelstellung, z.B.
von Bourns bei http://www.musikding.de/ zu haben. Ibanez verwendet noch D und
G mit unbekannter Begründung, steht aber wohl für linear und logarithmisch:
> Wie hart ist die Grenze der Spannungsfestigkeit von Becherelkos ?
Von: Ing. Franz Glaser 1999
Das ist einfach eine Frage der Lebensdauer der Elkos. Die Grenze ist ja nicht
eine harte Kante, sondern ab der Nennspannung gibt es zunehmend Durchschläge,
die allerdings selbstheilend sind.
Meine Erfahrung zeigt, dass das nicht so schlimm ist, wenn der Elko nicht auf
hoher Temperatur betrieben wird, z. B. mit hohem Ripplestrom. Und es kommt auch
auf das Fabrikat an. Ein guter Industrie-Elko verträgt viel mehr Spannung als
aufgestempelt ist unter normalen Umgebungsbedingungen. Das lässt sich ungefähr
mit dem Verhältnis Volumen (mechanisch) zu Coulomb ausdrücken.
Ich habe vor vielen Jahren einen Siemens Elko der professionellen Baureihe mit
einem halb so voluminösen einer anderen Firma in diesem Zusammenhang
verglichen. Der 40V-Elko von Siemens gab die ersten hörbaren Knacker bei über
80V von sich, der andere bei 46V. Beide waren 470uF / 40V.
An den Elkos erkennt man übrigens sehr schnell, wes Geistes Kind der
Hersteller / Entwickler ist!
Elkos lassen sich behutsam hochformieren. Das heisst, dass man sie zu etwas
höheren Spannungen hin "erziehen" kann, wenn man die Spannung eine Zeitlang
über einen Widerstand anlegt. Aber ich habe einfach vergessen, wie der
dimensioniert sein soll :-)) Sie verlieren dabei aber entsprechend an
Kapazität.
Statt dem ESR wird oft tan F oder der Verlustfaktor DF in Prozent angegeben
bei Elkos standardgemäss bei einer Frequenz f von 120Hz mit der Kapazität C
in Farad oder der Güte Q:
https://forum.digikey.com/t/berechnung-des-kondensator-esr-aus-tan/10681
Es lohnt sich bei älteren Kondensatoren den Leckstrom zu messen, in dem man
die Nennspannung + 10% anlegt und misst wie viel Strom dabei durch den Elko
fliesst nach dem er aufgeladen wurde. Ein Schalter, der sonst die
Messanschlüsse niederohmig kurzschliesst, verhindert daß geladene Elkos
oder unter Spannung stehenden Messtrippen angefasst werden.
Von: U. B. (pasewalker) 9.2.2015
Elkos vertragen zum Teil 2 Volt 'falsch herum', steht gelegentlich im
Datenblatt:
Von: MaWin 7.11.2000
Beim Einsatz von Elkos sollte man sich noch Gedanken machen, WELCHE Elkos
man verwendet. Siehe "power supply noise reduction and filtering" in
"mixed-signal and DSP design techniques" section 10 von
http://www.analog.com/ "Training and Events"
Vergleichsliste Aluminium-Elektrolytkondensatoren, nur um mal zu zeigen wie
viele verschiedene es gibt, die alle gleich aussehen:
Elektronenmikroskopaufnahmen einer weggeätzten Elko-Alufolie (nur die
Oxidschicht bleibt übrig):
Elkos ohne Spannung gelagert sollten nach spätestens 2-3 Jahren neu formiert
werden, auch wenn man also korrodierte Anschlussdrähte umgangen hat durch
fertig verlötete Platinen verbietet sich eine Ersatzteillagerhaltung über 10
Jahre.
Von: souleye 28.11.2018
Heutige Elkos haben oxidierende Elektrolyte. Da nimmt die Dicke der
Oxidschicht bei Lagerung nicht ab, daher braucht auch nicht formiert zu
werden. Der Nachteil: wenn Elektrolyt austritt greift er Metallteile an
und oxidiert diese. Das kann Leiterbahnen regelrecht zerfressen.
Elkos aus den '70ern und früher sollten tatsächlich vor Einbau auf
Leckstrom geprüft und ggf formiert werden. So alte Schätzchen wird man
aber ohnehin nur zum Restaurieren entsprechender Geräte einsetzen.
Und auch in Betrieb sind Elkos lebensdauerbegrenzt: Beispiele zur Haltbarkeit
bei Maximaltemperatur (Verdopplung alle 10 GradC weniger):
> Lebensdauer nach Temperatur und Ripplestrom
Die Lebensdauer bei Höchsttemperatur, z. B. 1000 Stunden bei 85 GradC, gilt
für den zulässigen Ripplestrom. Ist die Umgebungstemperatur geringer, darf
der Ripplestrom höher sein. Ist die Frequenz höher, darf der Ripplestrom
ebenfalls höher sein.
Es gibt
1. die Aluminiumfolienelkos
Haben hohe Toleranzen und trocknen mit der Zeit aus. Isolator ist Aluminumoxid
mit Dielektrizitätskonstante von ca. 7 und einer Durchschlagspannung von
800000V/mm. Die Kapazitäten werden mit Gleichspannung (G-Kapazität) oder 100Hz
Wechselspannung (W-Kapazität, ca. 1.1 bis 1.5 kleiner), gemessen. Elkos die
nur für Zeitgeber gedacht sind haben also die G-Kapazität aufgedruckt, andere
Elkos die W-Kapazität. Bei tiefen Temperaturen (z. B. -40 Grad) haben Elkos
insbesondere bei hoher Frequenz (z. B. 16kHz) eine wesentlich grössere Impedanz
(*100) als bei hohen Temperaturen, z. B. 85 Grad. Hochvolttypen, die lange
gelagert wurden, sollte man vor der ersten Verwendung vorsichtig formieren,
d.h. über einen Widerstand an Formierungsspannung (meist 1.5 * Nennspannung)
legen, damit er sich langsam in ein paar Sekunden aufladen kann, und dann noch
eine Zeit dranlassen. Vor dem Abklemmen entladen! Sonst gibt's einen gewischt.
Es gibt verschiedene Typen:
1.1. die normalen 'Elko rauh'
Nimmt man, solange nichts besseres notwendig ist. Sind verhältnismässig
klein in der Bauform. 'Schaltfest' sind heute eigentlich alle, d.h. sie dürfen
durch einen Kurzschluss entladen werden ohne das sie dabei gleich sterben.
Aber dennoch sollte man z. B. für Blitzgeräte passende Elkos verwenden, auch
in dicken 50Hz Netzteilen lohnt sich ein 'besserer' Elko zur Siebung oder die
Parallelschaltung mehrerer Elkos. Denn wenn man den Wechselstrom durch
einen Elko mit dessen ESR-Widerstand betrachtet, so führt die entstehende
Verlustleistung von I*I*R zu einer Erwärmung des Elkos von innen, und so
was verkürzt die Lebensdauer ungemein.
1.2. glatte Elkos
Sind für ganz spezielle Anwendungsfälle im Audiobereich geeignet, da sich die
Kapazität mit steigender Frequenz nicht so ändert wie das bei den 'rauhen'
Elkos der Fall ist. Allerdings passt es bei vielen Audioanwendungen, wie bei
Koppelkondensatoren, eher, wenn die Kapazität mit steigender Frequenz sinkt.
Die 'Audio-Caps' z. B. von Elna sind nicht wirklich glatt, sondern nur nicht so
rauh. Reichelt hat Visaton Spezial als glatte Elkos. Ich habe hier noch einen
alten Glattelko von 15000uF/16V in der Grösse einer Bierdose.
1.3. low ESR Elkos
Haben einen geringen Innenwiderstand und möglichst geringe parasitäre
Induktivität. Gut zur Filterung von Schaltreglern geeignet. (Klassischerweise
gilt: Je mehr Volumen ein Elko bei ansonsten gleichen Daten hat, je geringer
ist sein ESR. Widersteht der Elko mehr Spannung als nötig, hat er auch mehr
Volumen. Die Parallelschaltung von 2 Elkos ist kaum besser als einer mit
doppelter Kapazität, aber montagetechnisch oft günstig). LowESR wird bei
hohem Ripplestrom benötigt, damit dieser am Innenwiderstand möglichst nicht
zu mehr als 20 K Temperaturerhöhung im Inneren des Elkos führt. Besonders
niederohmig sind organische Elektrolyte wie in OS-CON und Poscap.
http://www.saga-sanyo.co.jp/oscon/cgi-bin/e_sizecode.cgi?id=SEPC
und http://www.apaq.com.tw/images/Product/4136667498_SE.pdf halten hohe
Ströme aus.
Der ESR in Ohm einiger ausgewählter Kondensatoren:
1.4. 105 GradC Elkos
Das sind die 'länger haltbaren' Elkos. Sie sind notwendig, wenn sich der Elko
durch hohe Rippleströme und deren ohmsche Verluste zwangsweise stärker
erwärmt, wie es in Schaltreglern der Fall ist. Die Gradangaben sind ziemlich
übertrieben, ein 85 GradC Elko hält nur 1000 bis 5000 Stunden bei dieser
Temperatur durch, ein 105 GradC Elko ebensowenig bei seiner Temperatur,
aber laut Arrhenius wird pro 10 K geringerer Temperatur die Lebensdauer
verdoppelt, also Elkos immer schön kühl halten und nicht direkt neben
Kühlkörpern plazieren. Noch länger halten OsCon oder Rubycon RX30 (130 GradC).
1.5. bipolare Elkos
Bestehen aus 2 gegeneinander verpolten Elkos doppelter Kapazität in Reihe.
Oft in Tonfrequenzweichen verwendet, obwohl man die Dinger eigentlich meiden
sollte. Denn an der inneren Verbindung sollte sich ja /eigentlich/ eine
Spannung einstellen, die grösser (oder kleiner, je nach Polung) ist als die
Spannung an jedem einzelnen Anschluss, sonst wäre ja ein Elko verpolt.
Allerdings arbeitet der endliche Widerstand des Dielektrikums
(Spannungsteiler) dagegen an und es funktioniert nur, weil gelegentlich
einer der beiden durchschlägt. Hat man eine Spannung, die nie positiver
(oder nie negativer) ist, als beide Elkoanschlüsse (des benötigten bipolaren
Elkos), baut man lieber 2 normale Elkos in Reihe und legt die Verbindungsstelle
mit einem hochohmigen Widerstand an die Spannung.
1.6. Blitzelkos
Sind extra für die gelegentliche starke Entladung ausgelegt und sauklein.
Normale Elkos passen als Ersatz nicht rein, Blitzelkos gibt es aber kaum bei
den Versendern.
2. Tantalelkos
Gesintertes Tantal mit trockenem Mangandioxid als Elektrolyt und
Tantalpentoxid mit Dielektrizitätskonstante 30 als Isolator. Wegen ihrem
geringem Reststrom gut für Langzeitgeber geeignet, haben aber hohe Toleranz.
Werden gerne bei SMD verarbeitet, als Entkoppelkondensatoren. Vertragen
aber keine hohen Ladeströme, z. B. das direkte Anlegen der Nennspannung über
einen Schalter. Daher nicht geeignet in Schaltreglern zur Siebung, dabei
explodieren sie gerne. Man sollte die Spannungsfestigkeit bei Tantal immer
deutlich (*2..*4) höher wählen, damit die Dinger ausreichend zuverlässig
werden. Tantalelkos trocken nicht aus, halten aber auch nicht ewig. Eine ganze
Platine voller 20 Jahre alten Tantalperlen ist mir beim ersten Anlegen der
Betriebsspannung einfach explodiert, also lösen die sich auch innerlich
irgendwie auf und halten nur 80 GradC aus.
3. Doppelschichtkondensatoren (Goldcaps, UltraCaps)
Bestehen nicht aus Gold, sondern haben ihre hohe Kapazität im Faradbreich
weil sich auf den beiden Kohlenstoffelektroden in schwefeliger Säure jeweils
eine superdünne Isolierschicht bildet, die leider nur 2.3V aushält (höhere
Spannung nur durch interne Reihenschaltung). Haben aber auch einen relativ
hohen Innenwiderstand. Bessere SuperCaps sind Alufolienwickel mit
Graphitlagen dazwischen. Sind als Ersatz für Akkus zur Pufferung von
CMOS-RAM zu verwenden, weil sie keine besondere Ladeschaltung benötigen.
Reparaturbetriebe berichten aber, das sie nicht zuverlässiger als Akkus sind.
Siehe auch: http://www.abcde.de/solaruhren_ersatzteile_citizen.html (nicht
die einzigen Lieferanten für MT Lithium Titanium Akkus in Deutschland).
Mehr Strom können die Ultracaps von http://www.maxwell.com/ultracapacitors/
Nicht mehr erhältlich sind 2700F/2.3V und 470F/13.8V von http://www.epcos.com/
. Bei Panasonic SD zeigt die Spitze der Dreiecke auf den Minuspol.
3.1. Sharp MD1B2/MD2B2A Memoriode
Ist ein hochkapazitiver Kondensator 1984 von Sharp tauglich bis +/-0.12V,
extrem geringe Selbstentladung, verwendet in Akkuladern (-DeltaU),
Dosimetern, Temperaturreglern als Integratorbauelement, also der noch nicht
so spannungsfeste Vorläufer des Doppelschichtkondensators.
3.2. Lithium-Ionen Kondensatoren
ähneln Lithium-Ionen Akkus, dürfen z. B. nicht unter 2.2V entladen werden,
und vereinen die Nachteile von Doppelschichtkondensatoren und LiIon Akkus.
4. Folienkondensatoren
Gelten als stabil und zuverlässig, gerne verwendet in Filterschaltungen und
Schwingkreisen, und als belastbare Motorkondensatoren. Es gibt
unterschiedliche Dielektrika für verschiedene Anwendungen.
Ölpapier (MP) für Motorkondensatoren.
Polyester haben eine Kapazitätsabhängigkeit von der Frequenz, bei 20kHz
gegenüber 1kHz kann der Abfall immerhin 1,5% betragen. Wenn das stört,
nimmt man besser Polypropylen oder Styroflex. Styroflex, heute noch
produziert von SunTan TS10, wiederum sind sehr induktiv und vertragen bei
75 GradC nur 50% weniger Strom und 25% weniger Spannung.
The difference between CBB capacitor and CL capacitor von XuanxCapacitors:
Conventional film capacitors are generally classified into metallized
polyester films and metallized polypropylene films depending on their
materials. The polyester film capacitor is also called CL capacitor & MER
capacitor; polypropylene film capacitor is called CBB capacitor & MPR
capacitor. There are two main structures for each material; foil CL11,
CBB11 and metallized CL21, CBB21, CBB22, and so on. In this way we can
easily see their material and structure from the model.
CBB capacitors, polypropylene capacitors.
With excellent high-frequency insulation performance, capacitance and loss
are independent of frequency in a large frequency range, with small changes
in temperature, and dielectric strength increases with increasing
temperature, which is difficult for other dielectric materials. High
temperature resistance, small absorption coefficient.
CL capacitors, polyester capacitors, also known as polyester film capacitors.
The capacity can be from 100pF to several hundred uF; the working voltage is
from tens of volts to tens of thousands of volts. High insulation resistance
and good heat resistance. With self-healing and non-inductive properties. The
disadvantages are large losses and poor stability of electrical parameters.
CL21 shows that the material of this capacitor is polyester and the structure
is metallized. Type CL11 is a low price product of quantity. The foil type
structure refers to a capacitor formed by winding a plastic film and an
aluminum foil together, and the conductive electrode is an aluminum foil. The
metallization structure is a method in which a very thin metal film is
evaporated on the film by vacuum evaporation in advance, and then the film is
wound into a capacitor. The conductive electrode is an evaporated metal film
(mostly aluminum film). In the same specification, the volume of the
metallized capacitor is smaller than that of the foil type. Metallized film
capacitors have self-healing characteristics, that is, if a certain point of
the plastic film in the capacitor has a defect, it will breakdown when the
voltage is applied, then the metal film here will evaporate without short
circuit, so that the capacitor can still be normal. jobs. Metallized
capacitors also have the advantage that they are drawn from the metal-sprayed
end face, making the current path very short, so they are also called
non-inductive capacitors.
Difference between CBB capacitor and CL capacitor
Loss: The CBB capacitor and the CL capacitor do not differ greatly in their
appearance, but they differ greatly in their electrical properties. The loss of
polyester capacitors is relatively large, typically around 50×10-4 at 1 kHz,
which is comparable to paper-based capacitors. The loss (1 kHz) of the
polypropylene capacitor is about 10×10-4, which is actually less than 5×10-4,
which is about one tenth of that of the polyester capacitor.
Insulation: CBB capacitors and CL capacitors have particularly good insulation
properties and are superior to other capacitors. For example, a CBB22 type
100nF capacitor can have an insulation resistance of more than 50,000 megaohms.
Temperature coefficient: The temperature coefficient of the CBB capacitor and
the CL capacitor is generally about 300PPM/°C, but the CL type is a positive
temperature coefficient and the CBB type is a negative temperature coefficient.
It was previously described that the capacity of a CBB capacitor is reduced by
about 1-2% when the temperature rises by 40°C. Therefore, neither capacitor
can be made into a precision capacitor with an accuracy of ±5% (J).
Für höhere Ansprüche an die Zuverlässigkeit, weil Ausfälle tödlich sein
könnten, gibt es Kondensatorklassen (EN60950):
X2: Verwendung zwischen 230V Phase und Null (Kurzschluss löst Sicherung aus, 2.5kV Test)
X1: Zwischen 400V Drehstromphasen (Kurzschluss löst Sicherung aus, 4kV Test)
Y2: Zwischen 230V Phase und berührbaren aber geerdeten Geräteteilen (Kurzschluss tödlich wenn Erdung defekt, 5kV Test)
Y1: Verwendung zwischen Phase und berührbar nicht geerdeten Geräteteilen (Kurzschluss wäre tödlich, 8kV Test, 2 * X1 in Reihe)
allerdings halten die dauernd an 230V in Feuchtigkeit auch nicht lange, man
muss gute Qualität (mit dicker Aluschicht) wählen wie 684K0305AB1221U von HJC:
Formal gibt es eine DIN zur Kennzeichnung von Folienkondensatoren:
WIMA MKS2 metallisierte Polyester miniaturisiert
WIMA MKS4 " " für erhöhte Anforderungen, grösser
5. Keramikkondensatoren
altern auch, insbesondere Y5V erheblich
Besonders die höherkapazitiven neigen zu Ausfällen per Kurzschluss, dagegen kann
man 2 in Reihe schalten, und noch auf der Platine orthogonal zueinander anordnen,
dann wird bei einem Ausfall nicht gleich die Stromversorgung kurzgeschlossen.
Ferroelektrische Materialien unterliegen einer Zeitabhängigkeit, bekannt als
Alterung. Man glaubt, dass diese Eigenschaft auf die Formänderungsenergie im
ferroelektrischen Bereich zurückzuführen ist, die nach der Formierung stets
nach Orientierung in gegenseitigem Bezug bestrebt ist. D.h. ferroelektrische
Materialien unterliegen nach Abkühlung unter den Curiepunkt einer Alterung
der dielektrischen Konstante logarithmisch zur Zeit. Die Alterungsrate von
Kondensatoren wird in Stundendekaden ausgedrückt. 2R1 (X7R) Dielektrika z. B.
altern um 2 % per Stundendekade; d.h. der Kondensator verliert 2% an
Kapazität zwischen 1 und 10 Stunden nach Abkühlung und weitere 2% zwischen 10
und 100 Stunden und zusätzliche 2 % zwischen 100 und 1000 Stunden. Der
Alterungsprozess von Ferroelektrika ist reversibel. Bei Erwärmen des
Materials über den Curiepunkt fällt die Strukturdomäne wieder zurück auf
ihren Ausgangspunkt, und der Alterungsprozess beginnt neu.
> Mein Kondensatornetzteil mit Keramikkondensator lässt mehr Strom durch als berechnet
Keramikkondensatoren, auch gute wie X2 oder Y1, haben bei höheren Spannungen
erhebliche Leckströme, im Milliamperebereich
> Ich suche engtolerierte und temperaturstabile Kondensatoren
Im KFZ Bereich sollte man besser automotive Keramikkondensatoren wie Flexiterm
von AVX einsetzen, mit X8R halten die auch höhere Temperaturen aus.
C0G (temperaturstabile Keramik +/-30ppm), Glimmer (Mica): 0..+70 ppm,
Polycarbonat, Polystyrol (Styroflex): -50..-250 ppm, Polysulfon
HF-Kondensatoren geringer Toleranz und hoher Güte
gespeicherte Energie in Kondensatoren hängt quadratisch von der Spannung ab:
und führt zum Kondensatorproblem: http://www.hcrs.at/KOND.HTM
Von: Christian Almeder 1999
> Wie testet man, ob son Ding noch in Ordnung ist ? Mit ´nem Standard-
Oje, wenns 11uF angezeigt hat, geht er wahrscheinlich nicht mehr...
Trotzdem eine Methode:
Auf eine bekannte Spannung U aufladen (ein paar Volt reichen, aber
Nennspannung wäre gut zum Testen der Spannungsfestigkeit), einen Widerstand
R anschliessen und tau stoppen (die Zeit, bis nur noch 37% der Spannung
anliegen). tau ist die sog. Zeitkonstante: Mit u=U*e^(-t/tau) und tau=R*C
ist dann C=(-t/ln(u/U))/R=tau/R Ich würde ca. 10s messen wollen, 30uF also
mit R=tau/C=10s/30uF=ca. 330k Ohm
Kapazitätsmessgerät / Induktivitätsmessgerät:
Von: MaWin 1999
> Wo findet man ein paar Daumenregeln für sowas?
Bei TTL/LS/HC: 100nF Keramik Z5U, möglichst SMD
Bei S/F/AC: eher 10nF Keramik Z5U SMD
Was bedeutet X7R oder Z5U ?
So ein Kondensator muss den Strom liefern können, den der Chip beim
Umschalten zieht, BEVOR (aufgrund ihrer Induktivität) die Zuleitung den
Strom nachliefern kann, ohne dass der zwischenzeitliche
Versorgungsspannungsabfall eine Fehlfunktion provoziert. Ein CMOS-IC ohne
Takt zieht fast keinen Strom, nur beim Schalten, was je nach Taktfrequenz
zigmillionenmal pro Sekunde passiert. Die grössten Umschaltimpulse gibt
es, wenn ein Ausgang mit kapazitiver Last umschaltet. 100nF ist
normalerweise viel grösser als alle kapazitiven Lasten zusammen (und das
sollte er auch um mehr als den Faktor 25 sein), aber dicke FPGAs brauchen
ganze Batterieen von Kondensatoren. Ist der Kondensator zu gross, kann er
nicht schnell genug reagieren (Streuinduktivität) und hilft nicht am
Impulsanfang. Braucht man grosse Kondensatoren (1uF Tantal oder so), muss
ein kleiner (27nF oder so) dazu, um erstmal am Anfang eines jeden Impulses
den Strom liefern zu können. Es spielt keine Rolle, wie oft der IC
schaltet (1 mal pro Sekunde oder 1 Mrd mal pro Sekunde), sondern wie
schnell er schaltet (langsames CD4xxx oder schnelle AHC)
Das Keramikmaterial Z5U ist superbillig und speziell dafür gemacht (vermeidet
Resonanz durch Kapazitätsänderung in Abhängigkeit von der Spannung, für
andere Anwendungen taugt es nicht), leider fallen sie öfters mal mit Kurzschluss
aus.
Sitzen auf einer Platine viele 100nF Abblockkondensatoren, sollten auch noch
einige normale 10uF Elkos dazu, die durch ihren Serienwiderstand die
Schwingneigung dämpfen, die sonst das Board irgendwo zwischen 5 und 20MHz hätte.
Bedrahtete 100nF Keramikkondensatoren verlieren oberhalb 7MHz ihre Wirkung
SMD 100nF Keramikkondensatoren verlieren oberhalb von 17MHz ihre Wirkung
100nF in Präsisionsfassungen schon oberhalb von 3MHz
Je nach Kapazität haben sie ihr Impedanzminimum bei unterschiedlichen
Frequenzen, aber bei 1GHz sind alle wirkungslos:
Lasst euch von den hohen Kapazitäten von Z5U Keramikkondensatoren nicht
täuschen, die lässt mit steigender Spannung drastisch nach, ein 22uF/25V Z5U
Keramikkondensator hat bei 25V nur noch 5% seiner Kapaziät, nur noch 2uF,
also 90% seiner Kapazität verloren, Modelle anderer Hersteller sind nicht
besser:
Von: Thomas Rehm 2.2002
Bei 1 GHz (nochmal angemerkt, das es hier um die Flankensteilheit und nicht
unbedingt die Impulswiederholrate geht) sind Kondensatoren größer 1nF schlicht
unwirksam.
Beispiel: 10nF-Kondensator in SMD-Technik, Bauform 0805, also
etwa 2mm lang. Als Faustformel sagt man haben 1cm Leitungslänge
etwa 10nH Induktivität. Der 10nF-Kondensator hat also etwa
2nH Induktivitätsbelag, dazu kommen noch Leiterbahnlängen.
Im bestmöglichsten Falle (2nH) wird der 10nF-Kondensator also
eine Serienresonanzfrequenz von 37 MHz(!) besitzen (Thomsonsche
Schwingungsformel). Oberhalb von 37 MHz wird der Kondensator
zu höheren Frequenzen hin mehr und mehr induktiv, also hochohmiger.
Du siehst also nun, warum du bei 1 GHz keine "Probleme" mit
Kondensatoren 20n..100n hast? ;-)
Für optimale, breitbandige Abblockung bis 1GHz müßte man eigentlich
eine Kondensatorbatterie zusammenschalten: 10pF, 100pF, 1nF, 10nF.
Bei zu groß gewähltem Abstand der Werte kann es jedoch zu
Parallel-Resonanzen kommen, wodurch es erst Recht Probleme gibt.
Wenn man also tatsächlich bis 1GHz abblocken muß, wird man nicht
drumherum kommen, Layout und Abblockmassnahmen sinnvoll zu kombinieren
(Ground und Power als eigene Planes z. B., und Leiterbahnen zuerst an
die Abblockmaßnahmen heranführen, nicht zunächst an die abzublockenden
Bauteile etc.).
Von: Robert Hoffmann
Die Dinger nennt man meist "Stützkondensatoren" bei Digitalschaltungen bzw.
"Bypass-Kondensatoren" bei Analogschaltungen. Sie sollen für die
hochfrequenten Anteile des Stroms, den der Baustein zieht, einen möglichst
niederohmigen und bei sehr schnellen Schaltungen auch einen möglichst
niederinduktiven (d.h. Kondensator sehr nahe ans IC) Pfad darstellen. Damit
erreicht man, dass Bezugspotenziale (insbesondere Masse) möglichst "rein"
bleiben.
z. B. benötigen CMOS-Bausteine statisch praktisch keinen Strom, während sie
im Umschaltvorgang Strom ziehen. Die entsprechende Energie kommt aus dem
Stützkondensator und kann insbesondere in den Schaltpausen von der externen
Versorgung relativ langsam "nachgefüllt" werden.
Prinzipiell hängt die Grösse des Kondensators davon ab, wie gross diese
Stromspitzen sind, wie oft sie auftreten und wie gut die externe Quelle den
Kondensator aufpäppeln kann. Bei den meisten Digitalschaltungen werden so typ.
47nF bis 100nF KERKOS (am besten Vielschichtvarianten wenn nicht ohnehin SMD)
verwendet. Bei Bausteinen mit sehr grossem Stromverbrauch z. B. grosse FPGAs
soll man dann noch zusätzlich einen Tantal-Elko hinzufügen, dabei sollte der
Kerko aber näher beim IC sitzen, als der Ta-Elko.
Übrigens: wenn die Kondensatoren irgendwo anders sitzen, dann bilden sie mit
der Zuleitung zum Verbraucher einen Schwingkreis (1nH/mm als Faustregel pro
Hin- bzw. Rückleitung) und erzeugen dann ein sog. "Klingeln" auf der Leitung,
das erstens auf andere Leitungen überkoppeln kann => Störung, bzw. die
Versorgung, die der IC an seinen Anschlüssen sieht wird verhunzt. Das kann
dann heissen, dass er Digitalpegel nicht mehr richtig erkennen kann. Ähnlich
dramatische Auswirkungen auf eine Analogschaltung kannst du dir ja dann
vorstellen.
Zur Dimensionierung kann man simulieren und teilweise Überraschungen erleben,
z.B. Einschalten eines 100A Impulses per MOSFET an einer Zuleitung mit 10uH
benötigt einen 10000uF Elko damit die Spannung von 12V nicht unter 10V
nachgibt, mit 1000uF reicht es nicht, 100uF schon gar nicht, aber man
simuliere den Innenwiderstand und die Zuleitungsinduktivität zum Elko mit.
Von: Ing. Franz Glaser 1999
In der Wirklichkeit ist es aber so, dass viele Laien und Halbfachleute
überhaupt nicht daran denken, dass die Watt-Angabe von elektrischen Geräten
was ganz Anderes besagt als die U*I - Formel vermuten liesse.
Ein typisches Beispiel ist ein Kühlschrankmotor. Ich nehme den hier deswegen,
weil er ein 230V - Verbraucher ist. Der hat zwar laut Typenschild eine
Nennleistung von z. B. 500W, aber das ist die Leistung an der Welle, nicht die
vom Netz aufgenommene ! Und die Angabe besagt auch überhaupt nicht, dass er
500W abgibt, sondern das ist nur eine Angabe, die sich auf seine BELASTBARKEIT
bezieht. So, dass er nicht durchbrennt. Ein Motor nimmt immer so viel Saft
aus dem Netz, wie er an der Welle gerade abgeben muss, im Gegensatz zu einem
Heizkörper.
So ein Motor hat einen Wirkungsgrad von angenommen 75% und einen cos_phi von
0,7 womit sich eine Scheinleistung von 952 VA ergibt. Die Stromstärke wäre
daher ca. 4,33A. Und das ist nur der Nennwert. Bei einem Kühlschrank wird der
nur beim Einschalten überschritten, und zwar um ein Vielfaches, weshalb
Gefriertruhen und Kühlschränke erfahrungsgemäss nicht an 10A - Sicherungen
hängen können. Andere Antriebe können repetitive Stossbelastungen erzeugen,
die weit höher sind als die Motor-Nennleistung. Da kann man sich zwar mit
trägen Sicherungen oder Schutzschaltern abhelfen, aber es ist in jedem Fall
zuerst die Sicherung zu dimensionieren und darauf aufbauend die Belastbarkeit
zu ermitteln.
Oder umgekehrt: Die Stromaufnahme der Verbraucher bestimmt, welche Sicherung
eingesetzt werden muss und daraus ergibt sich die nötige Draht-Dimensionierung.
Und deswegen habe ich mich dagegen gesträubt, mich auf die Watt einzulassen
und stattdessen die Ampere-Betrachtung eingeführt.
Von: Oliver Bartels 1999
> Frage: Darf ich in Deutschland überhaupt mit etwas selbstgebasteltem
Es gibt die ISM Bänder (27MHz, 40MHz, 434MHz, 2,45GHz, 5,8GHz, 24GHz, also
für jeden etwas ...) sowie das SRD Band (868MHz mit sehr genauen
Nutzungsvorgaben), auf denen Geräte mit begrenzter Sendeleistung unter einer
allgemeinen Frequenzzuteilung (d.h. ohne "Anmeldung") arbeiten können.
Desweiteren besteht im Bereich von 9kHz bis 30MHz eine Allgemeinzuteilung für
induktive Funkanwendungen mit niedrigen Sendeleistungen (-15 dBµA/m bei MW).
Voraussetzung ist die Einhaltung der einschlägigen Normen (ETS 300 220, ETS
300 440, ETS 300 328 für erhöhte Leistung mit Frequency Hopping im 2,4GHz
Bereich), diese begrenzen im allgemeinen die Leistung auf 10mW (im GHz-
Bereich teilweise mehr). Noch ein paar mehr je nach Anwendung:
Wenn ein Gerät zu mehr als nur Testzwecken genutzt und insbesondere in
Stückzahlen produziert werden soll, braucht es für die Nutzung dieser Bänder
eine EU Baumusterbescheinigung. Die gibt es entgegen landläufiger Meinung von
vielen Stellen, nur nicht von der Post (der Begriff "Postzulassung" ist daher
schlicht Quatsch), in Deutschland sind (m.W. nach) derzeit acht Testhäuser
als benannte Stelle beliehen, die so etwas ausstellen. Allerdings wird man die
EU Baumusterbescheinigung nur dann beauftragen, wenn die Entwicklung
abgeschlossen ist. Auf deren Basis schreibt dann der Hersteller selber die EG
Konformitätserklärung für das ce-Zeichen. (Der Test vorher ist nach dem EMVG
ausdrücklich zugelassen, sofern niemand gestört wird. Auf Messen dürfen mit
Hinweisschild auch Geräte noch ohne Zulassung gezeigt werden, auch solange
niemand gestört wird.)
Es gibt auch die Möglichkeit, einzeln höhere Leistungen und spezielle
Frequenzen zugestanden zu bekommen, im Extremfall für kurze Zeit sogar breite
Bänder (was meinst du wohl, wieviel von dem bei F1-Rennen genutzten Equipment,
das irgendwo herumfunkt, zertifiziert ist, das geht alles über spezielle
Zuteilungen ... Soviele Kanäle für On Board Kameras gibt es nornalerweise gar
nicht ;-)
Der Knackpunkt für den "Bastler" ist nur das Einhalten der Vorgaben z. B. nach
den ETS-Normen. Ohne Geräte wie Spektrumanalyser oder Messempfänger ist das
sehr schwierig, die Wahrscheinlichkeit, das irgendwelche Nebenwellen jemanden
stören, ist recht gross.
Im Grunde gilt das auch für viele Amateurfunker, nur nutzen die (wegduck ;-)
sowieso bloss wieder fertige Kisten, die dann auch wieder zertifiziert sind.
Daneben ist gerade bei Bastlern und hohen Frequenzen die Wahrscheinlichkeit
eh' recht gross, dass der Sender infolge Konstruktionsfehler gar nichts
sendet, bei 2,4GHz reichen da z. B. 5..10mm (!) Draht anstelle einer
impedanzrichtigen Leitung an manchen Stellen völlig aus. Ohne
Netzwerkanalysator (noch so eine Kiste, hat mit dem Spektrumanalysator wenig
gemein und dient zum Bestimmen der sogenannten s-Parameter, welche u.a. etwas
über die Anpassung aussagen) schaut man da recht alt aus. Die Störfestigkeit
ist daneben bei der ce auch ein Thema, hier sind u.a. Signalgeneratoren recht
nützlich ...
Ein Beispiel: 434MHz Modul mit PLL.
Problematik: Störstrahlung, Nebenwellen in ca. 13 MHz Abstand links und rechts
vom Träger.
Ursache: Einstreuung einer Teilerfrequenz der PLL, Mischung, festgestellt
mittels Spektrumanalyser und Probe.
Abhilfe: Layoutänderung und eine Massnahme im Signalpfad.
Folge: Neue Leiterkarte, neue Bestückung ...
Problematik: Grosssignalfestigkeit, SAW Filter notwendig,
Kunde baut ihn testweise ein, nach Einbau geht nichts mehr.
Ursache: Fehler in der 50 Ohm-Anpassung des Filters.
Messung mittels Netzwerkanalysator.
Nach Messung, Berechnung und Realisierung eines Anpassungs-
netzwerks geht es besser als vorher ;-)
So, und nun wünsche ich unserem Bastler mit dem 250 EUR
Conrad-Skop (wenn überhaupt) viel Glück, er wird es brauchen.
Um einen Preiseindruck zu geben:
- Messtechnik:
Spektrumanalyser brauchbar so ab 10000-15000 EUR
Networkanalyser dto., wobei gut da eher bei 30000-40000 EUR liegt
Signalgenerator ca. 5000-25000 EUR je nach Modulationsart.
Probe für HF so um die 2500 EUR
achja, es gibt auch DSOs, Programmer, Counter, Multimeter,
Netzteile usw.
- Entwicklung, Test:
Leiterkarten : etwa zwei bis vier Durchgänge (je einige Tausend EUR,
insbesondere bei anderem Basismaterial als FR4, oder wenn
man nicht auf den Pool warten will, Bestückung der bei hohen
Frequenzen nötigen SMDs nicht zu vergessen).
Testhauskosten : realistisch 5000-15000 EUR je nach Schwierigkeit.
... und nicht zu vergessen: einige Mannmonate Zeitaufwand für
die reine Entwicklung.
All das macht die Sache für ein Bastelprojekt nicht gerade einfach.
Darum war das klassische Bastelprojekt früher die 27MHz/40MHz
Fernsteuerung (LM1871) für Modelle aller Art, weil da die Anforderungen
an den Schaltungsaufbau eher gering sind. Bei 434MHz wird es schon
sehr schwierig (ich kenne einige Leute bei Fahrzeugherstellern,
denen bestimmte Zähne fehlen, weil sie sich diese daran ausgebissen
haben ;-), darüber hinaus sieht es ohne Messmittel eher nach
Glücksspiel aus ...
Das ist auch der Grund, warum Anfragen nach Schaltbildern hier
regelmässig Freude und Heiterkeit auslösen. Jeder, der sich auch nur
ein bisschen mit HF auskennt, weiss, das ein einfaches Verdrahten der
Bauteile nach Schaltplan ohne geeignete Leiterplattenkonstruktion und
ohne Auswahl der richtigen Bauteile (gilt selbst für simple Kondensatoren)
schlicht nicht funktioniert, von der Einhaltung der ETS-Normen einmal
ganz zu schweigen. Wer das weiss, fragt nicht nach Schaltbildern, wer
das konstruieren kann, macht sich auch das Schaltbild schnell selber.
Und wer's nicht lassen kann: Schaltungen und Platinenlayouts in den
Datenblättern und AppNotes von Atmel Chips T5754, U2741, U2745,
T5743, T5744, U3741, U3742, U3745, Mono-FM-UKW-Sender MAX2606,
und dazu zeigt AN192 von Philips ein UKW Radio mit TDA7000.
Besser nutzt man fertige Module:
RFM12 (RFM01, RFM02) https://www.mikrocontroller.net/articles/RFM12
JDY-40 https://www.mikrocontroller.net/topic/462446
RFM63W https://www.mikrocontroller.net/topic/341751 .
Von: Der Schwabe, 8.6.2004
Was heißt Ordnungswidrig? Ein Verstoß ist keine Straftat, man kann also
dadurch nicht vorbestraft werden. Die Verwaltungsbehörde, in diesem Falle die
RegTP, kann (muß nicht!) ein Bußgeld festsetzen. Erst wenn dagegen Einspruch
erhoben wird, geht die Sache vor Gericht. Die RegTP kann dem Funker ihre
Kosten für den Verwaltungsakt, dazu gehören auch Peilung und Aushebung, in
Rechnung stellen. Der Aufwand für den Verwaltungsakt muss im Verhältnis zur
Ordnungswidrigkeit stehen.
Die RegTP kommt immer dann, wenn Störungen von Betroffenen gemeldet werden.
Wichtig dabei: "Eine Störung!" sowie "Ein Betroffener!" "Da sendet jemand
schwarz auf einer freien Frequenz" ist noch kein Grund für die Herren tätig
zu werden! Eine Ausnahme in Deutschland bildet die RegTP Krefeld, die
aufgrund der Nähe zu den Niederlanden und der existierenden
Amtshilfevereinbarung auch ohne Störmeldung aktiv werden kann. Krefeld ist
zuständig für NRW. Störungen treten z. B. dann auf, wenn Oberwellen durch
minderwertiges Equipment erzeugt werden oder belegte Frequenzen genutzt
werden. Fazit: Keine Störung - kein Besuch
Die RegTP misst und ermittelt den Störer. Dies dauert je nach Senderstandort
und Leistung zwischen 15 Minuten und mehreren Tagen. Bei geringfügigen
Verstößen klingelt die RegTP beim Störer und weist auf den Verstoß hin bzw.
bittet um Aushändigung des Störers. Ohne Durchsuchungsbefehl darf die RegTP
nicht in die Wohnung oder in ein Ladengeschäft. Beim typischen Schwarzsenden
mit höherer Reichweite (mehrere Kilometer) wird bei der zuständigen
Staatsanwaltschaft ein Durchsuchungsbefehl erwirkt. (Dauert ca. 3-7 Tage).
Danach wird geklingelt, eingetreten und die Anlage beschlagnahmt. Die Anlage
verbleibt jedoch im Eigentum des Besitzers und muß nach der Prüfung
zurückgegeben werden. Bei gravierenden Verstößen, es verwendet z. B. jemand die
Frequenz eines örtlichen Senders, ist kein Durchsuchungsbefehl notwendig. Es
gilt "Gefahr im Verzug". Nach ca. vier Wochen kommt dann das Ticket mit der
Strafe.
Die RegTP kann Strafen zwischen 0 und 2 Mio. Euro verhängen zzgl. des
Verwaltungsaufwandes. Real richtet sich die Strafe nach Alter, vermutetem
Einkommen und Art des Verstoßes. Man kann bei Normalverdienern etwa mit
folgendem Rahmen rechnen: Illegaler Hausrundfunk: 0-500 Euro Dorfsender;
großflächige AM-Sender: 1000-3000 Euro. SWR3 Ortssender großflächig
überlagern: 10000-2 Mio. Euro. Schüler und Studenten bekommen "Rabatt",
Amateurfunker u. ä. zahlen mehr, da die RegTP automatisch von Vorsatz
ausgeht. Ratenzahlung ist möglich. Mehrfaches Erwischtwerden kostet immer
gleich. Gleiche Verstöße kosten bei einer Ordnungswidrigkeit immer gleiches
Geld.
Ja! Es ist bei der RegTP eine Genehmigung einer UKW-Frequenz für
"nichtöffentlichen Rundfunk" möglich. Dies ist UKW-Rundunk innerhalb eines
Grundstückes. Es wird genau, die Sendeleistung genehmigt die notwendig ist
um ein Grundstück 100%ig nach Norm (60dB yV) zu versorgen, also auch den
Keller! Gibt natürlich leichten Overspill, aber was solls. Die Kosten für die
Genehmigung betragen einmalig rund 500
Von: MaWin am 20.8.02
Grenzwerte für Feldstärken im Bereich 10-400MHz:
Von: MaWin 2002
Funk, also elektromagnetische Wellen, und elektrische Felder, sind ebenso
wie magnetische Felder seit Anbeginn der Welt um uns und um alle Tiere und
Pflanzen herum. Sie stammen aus dem Weltall, von Blitzen, und vom Magnetfeld
der Erde. Sie sind sogar recht stark im Vergleich mit den technisch erzeugten,
beispielsweise ist die Erde gegenüber den Wolken so stark negativ geladen,
das dein Kopf in einer Gegend ist, die ca. 200 Volt positiver ist, als deine
Füsse (dennoch passiert nichts, weil die Luft so ein schlechter Leiter ist,
so dass der 'Kurzschluss' durch den menschlichen Körper sofort zu einer
Angleichung der Spannung führt, zum Zusammenbrechen des Feldes, aber das
nur als technische Erklärung am Rande). Bei DEUTLICH mehr als 100V/m,
je nach Luftfeuchte nämlich so ab 100000V/m, gibt es einen Blitz :-)
Auch Nordlichter sind letztlich 'offene' Neonröhren von immensem Ausmass
(über 100GW = 100000000000 Watt), und irgendwo ist zu jeder Zeit eins aktiv,
ebenso wie irgendwo auf der Erde zu jeder Zeit gerade ein Gewitter blitzt,
ca. 100 pro Sekunde mit jeweils 20000 Ampere für 30 Mikrosekunden, ein Blitz
bringt maximal 1TWh und eher 300 kWh, taugt also nicht als Stromquelle.
Wir wissen aber alle, dass viele technische Geräte durch Gewitterblitze und
Sonnenwindeffekte in ihrer normalen Funktion gestört oder zerstört werden,
was zeigt, wie stark die Naturgewalten hier sind.
Die Stromversorgung in Kanada brach 1989 in ganzen Bundesländern
zusammen, weil elektrisch geladene Teilchen von der Sonne an den Polen
bis zur Erdoberfläche durchdringen und in den Hochspannungsleitungen
so hohe Ströme induzieren, daß im Stromnetz die Sicherungen rausflogen.
Selbst der menschliche Körper (Nerven, Gehirn, Muskeln) arbeitet elektrisch,
und die bewegten elektrischen Teilchen produzieren damit elektromagnetische
Wellen (wie auch der Laie am EEG und EKG erahnen kann). Merkwürdigerweise
gibt es Personen, die Magnetismus eine positive Wirkung zuschreiben und
Elektrizität eine negative Wirkung unterstellen, dabei tritt untrennbar immer
beides zusammen auf.
Das zeigt sich auch sehr schön, wenn man die Elektrotechnik physikalisch
herleitet. Dazu benötigt man nur Coulomb und Relativität. Die magnetischen
Effekte ergeben sich dabei als Scheinkräfte aus der Zeitverzögerung.
Niemand behauptet, das elektrische Felder und elektromagnetische Wellen
KEINEN Einfluss auf Menschen und die anderen biologischen Lebewesen haben.
Vielleicht gäbe es uns Menschen ohne sie nicht, ebenso wie es uns ohne
Radioaktivität wegen fehlender Mutation nie gegeben hätte. Möglicherweise
haben sie sogar schädliche Auswirkungen, eventuell würden wir ohne sie 200
Jahre alt oder wären doppelt so klug....
Es nützt also nichts, alle technischen Quellen von 'Elektrosmog' abzustellen,
denn es gibt viel zu viele natürliche Quellen die oftmals stärker sind, und
oft ausgeprägter sind (das impulsartige Spektrum von Blitzen überdeckt
fast alle technisch genutzen Frequenzbereiche, die 230V der Steckdose
entspechen gerade mal der natürlichen Feldstärke von 2 Metern, etc.).
Wer den Test machen will, ob es ihm ohne elektrische Felder und ohne
elektromagnetische Wellen besser oder schlechter geht, der kann sein Leben
in einem faradyschen Käfig (einer Kiste aus Blech) verbringen, denn dort
dringen keine Funkwellen hinein und dort herrscht kein elektrisches Feld.
Als Mensch habe ich dazu keine Lust. Aber viele Tiere mussten schon ihr
ganzes Leben in Käfigen (aus Metall, und damit faradaysche) verbringen.
Das war sicher ein doofes Leben, aber biologisch verbessert (oder
geschadet) hat es ihnen millionenfach erkennbar nicht.
und Leute die nicht daran glauben:
> Ist Gleichstrom oder Wechselstrom gefährlicher ?
Gesetzliche Grenzwerte für potentialfreie offen liegende elektrische Teile:
25V bei Wechselspannung und früher 60V heute 48V bei Gleichspannung (Kinder,
Nutztiere) denn bei 50V Wechselspannung und 120V Gleichspannung wurden schon
Todesfälle beobachtet, zeitabhängig, es sind aber auch schon Leute unter
extrem ungünstigen Bedingungen an einer 9V Batterie gestorben
http://www.darwinawards.com/darwin/darwin1999-50.html
Leider macht Gleichstrom bei Schaltern technisch schon ab 40V Probleme wegen
Funkenbildung die nicht löschen, was bei Wechselstrom kein Problem ist.
Von: Andreas Ferber
Der Unterschied liegt in der Physiologie der Muskelzellen begründet. Eine
Muskelzelle wird durch elektrischen Strom zur Kontraktion angeregt. Dabei
löst ein einzelner Impuls nur ein kurze Zuckung der Muskelzelle aus, ebenso
dass Einschalten eines lang andauernder konstanter Strom. Danach erschlafft
die Zelle sofort wieder. Wenn mehrere Impulse kurz aufeinander folgen,
erschlafft die Faser nicht vollständig bevor die nächste Kontraktion beginnt.
Je dichter aufeinanderfolgend die Impulse sind, desto stärker wird die
durchschnittliche Kontraktion der Muskelfaser, bis ab einer gewissen Schwelle
der sogenannte Tetanus eintritt (dann sind die Fasern vollständig kontrahiert).
Der Punkt, an dem ein Loslassen eines umfassten elektrischen Leiters
nicht mehr möglich ist, nennt man die Loslassstromstärke. Bei der
50Hz-Wechselspannung unseres Stromnetzes liegt sie bei 10-20mA.
Trägt man die Loslassstromstärke gegenüber der Frequenz des Stroms
auf, so erhält man ungefähr den folgenden Verlauf:
Tödlich kann der Wechselstrom sein, weil die oben beschriebenen
Vorgänge natürlich genauso auch beim Herz zu finden sind, daher löst
der Strom u.U. einen Herzstillstand oder Kammerflimmern aus.
Bei reinem Gleichstrom sieht das ganze ein wenig anders aus. Wenn der
Gleichstrom eingeschaltet wird (ob gewollt oder nicht), verkrampfen
die stromdurchflossenen Muskeln einmal kurz und erschlaffen dann
wieder. Häufig führt dies bereits dazu, daß der Kontakt zu der
Spannungsquelle unterbrochen wird, da man durch die Muskelzuckungen
fortgeschleudert wird. Beim Ende des Stromflusses sind auch wieder
Bedingungen gegeben, die zu einer Muskelverkrampfung führen, daher
gibt es beim Abschalten auch noch einmal einen kurzen Krampf. Während
der Strom aber konstant fliesst, ist ein Loslassen unabhängig von der
Stromstärke immer möglich. Beim Gleichstrom hat man von daher nur
Messungen gemacht, ab welcher Stromstärke freiwillige Versuchspersonen
nicht mehr bereit sind, die Krämpfe beim Ein- und Ausschalten
hinzunehmen, und der Versuch daher beendet wurde. Diese Stromstärke
liegt bei ca. 75mA, also bereits deutlich höher als die Loslassstromstärke
beim Wechselstrom.
Reiner Gleichstrom ist aber im Gegensatz zu Wechselstrom i.d.R. nicht
in der Lage, ein Kammerflimmern oder gar einen Herzstillstand zu
verursachen (dies kann nur dann geschehen, wenn das Ein-/Abschalten
des Stroms genau in die sogenannte "vulnerable Phase" des Herzschlags
kurz vor Beginn der Diastole fällt, aber selbst dann ist es relativ
unwahrscheinlich), daher sind tödliche Unfälle mit reinem Gleichstrom
ziemlich unwahrscheinlich (selbst bei höheren Spannungen von mehreren
100V).
Anders sieht es mit technischem Gleichstrom aus, der noch eine gewisse
Welligkeit besitzt. Dieser setzt sich im Prinzip aus einem reinen
Gleichstrom und einem Wechselstrom zusammen, und diese beiden Ströme
kann man im Hinblick auf ihre physiologische Wirkung getrennt
betrachten. Ein aus Wechselspannung durch eine einfache Diode ohne
Glättung gewonnener pulsierender Gleichstrom ist sicherlich nicht
wesentlich weniger gefährlich als der Wechselstrom.
Eine andere Wirkung, die unabhängig von der Art des Stromes immer
auftritt, ist die thermische Wirkung des Stroms. Diese ist jedoch
relativ selten tödlich, nur bei Hochspannungsunfällen ist sie eine
häufige Todesart. Dabei ist zu beachten, daß damit nicht nur äussere
Verbrennungen gemeint sind. Ein Stromopfer kann äusserlich relativ
unverletzt sein, während das Körperinnere regelrecht verkocht ist.
Auch z. B. das bei Hochspannungsunfällen häufig auftretende
Nierenversagen hängt mit diesen Effekten zusammen. Äussere
Verbrennungen entstehen meistens durch Lichtbögen, die vor allem bei
Mittel- und Hochspannungsunfällen häufig entstehen.
Zum Spielen eignen sich mit 1mW (CD-Player) bis 10mW (CD-Brenner) infrarot
strahlende (und damit nur sinnvoll mit einer Videokamera erkennbare)
Laserdioden oder mit 1mW (Laserpointer) bis 25mW (DVD-Brenner) sichtbar rot
strahlende Laserdioden (wobei solche mit 635nm 4 mal heller erscheinen als
solche mit 670nm gleicher Leistung). Aber behandelt die Dioden vorsichtig,
sie gehen durch elektrostatische Entladung in Nanosekunden kaputt (Vor dem
Ausbauen oberhalb der Platine einen blanken Draht ein paar mal um die 3 Pins
wickeln, erst nach dem Einbau wieder entfernen). Ab einem bestimmten Strom
beginnen die Dioden zu leuchten, ab einem höheren Strom zu lasern und bei
noch höherem Strom gehen sie schlagartig kaputt und werden zur teuren LED.
Leider weiss man nicht wie weit man den Strom aufdrehen darf weil die
Herstellungsschwankungen locker 1:5 betragen (schaut mal in so ein Datenblatt).
Die maximal zulässige Leistung ist nicht ganz leicht zu bestimmen. Man erhöht
dazu den Strom und misst dabei die Lichtleistung. Ab einem bestimmten Strom
treten so genannte "Kinks" auf, d.h. die Lichtleistung ändert sich sprunghaft.
Von da an reduziert man den Strom wieder auf z. B. 70%.
Wenn man die Diode nicht riskieren will, nimmt man eine Photodiode wie BPW33,
lässt einen Laser gleicher Wellenlänge bekannter Leistung komplett darauf
scheinen und vergleicht den Photostrom mit dem warmgelaufenen einzustellenden
Laser. Echte Laserpowermeter sind kalibriert und vermeiden zusätzlich Streulicht
und Spiegelung. Da kalte und alte Laserdioden in der Leistung nachlassen, haben
alle Laserdioden eine Photodiode eingebaut, mit der man den Strom so regeln
kann, das die Helligkeit gleich bleibt, was auch jeder CD-Player aber nicht
jeder Laserpointer tut. Leider ist auch der Photostrom kein absoluter Messwert,
sondern schwankt je nach Exemplar um 1:4 so dass ein Einstellen per
(Selbstbau-)Laserpowermeter nicht zu vermeiden ist. Daher lohnt sich unbedingt
der Kauf von fertigen Lasermodulen mit bereits justierter Regelelektronik,
passender Laserdiode und ordentlich montierter und justierter Linse. Denn der
Laserstrahl ist ohne Optik absolut nicht gebündelt, sondern divergiert um 30
Grad in der horizontalen und 10 Grad in der vertikalen, ist also schlechter
gebündelt als eng abstrahlende LEDs.
Mit einer Linse (wie im CD-Player) kann man ihn fokussieren, will man einen auf
grosser Länge gleichdicken runden Strahl braucht man schon 2 justierbare Linsen,
und die Mechanik bekommt man kaum besser und billiger hin als in fertigen
Modulen. Wenn das aus irgendwelchen hoffentlich wirklich guten Gründen nicht
geht, gibt es die Regelschaltungen auch einzeln überall wo es Laserdioden gibt,
aber wenn man den Strahl schnell ein- und ausschalten (modulieren) will, z. B.
um Daten zu übertragen, braucht man spezielle (eben modulierbare) Lasermodule
bzw. Regelschaltungen. Einen Strahl hoher Qualität (konstante Wellenlänge,
kein Modensprung, hohe Kohärenzlänge, holographietauglich) bieten einige
Laserdioden wenn man die Chiptemperatur per Peltier konstant hält und den Strom
komplett rauschfrei (da ist eine Batterie besser als ein Spannungsregler) durch
die Diode schickt.
Laser(module) gibt es z. B. bei:
Und wer Musik in schlechter Qualität über Lichtleiter senden will nimmt
60-280-49 von http://www.elv.de/ oder aus Funkamateur 4/2008
http://www.sander-electronic.de/bs0006.html, für gute Qualität
wandelt man A/D auf Senderseite und D/A auf Empfängerseite mit klassischen
DigitalAudiochips (Cirrus Logic) und überträgt digital (z. B. im
Standardformat S/P DIF).
Laserentfernungsmesser nutzen 2 Oszillatoren G1 und G2 mit um 0.1%
unterschiedlicher Frequenz, dabei werden ein mal beide Signale direkt
gemischt, und ein mal ein Signal direkt und das andere verzögert über die
Laserstrecke gemischt, was eine um den Faktor 1000 geringere Frequenz
ergibt, dann gleichgerichtet und per AM Demodulation die Hüllkurve gebildet,
die nun die Phasenverschiebung ebenfalls um den Faktor 1000 wiedergibt, was
problemlos mit einem uC an den Signalen a und b abtastbar ist. Der
wesentliche Trick liegt eher darin, die Verstärkung der Laserstrecke so hin
zu bekommen, daß die Signale dieselbe Amplitude haben, und für grössere
Entfernung auch noch mal mit anderen Frequenzen zu messen.
Für das von BlueTooth verwendete CVSD (continuously variable slope
delta) Modulations-Verfahren gibt es haufenweise Chips (MC34115, CMX639,
HC55564), ansonsten geht ADPCM noch recht einfach. Zur Datenübertragung
gibt es viele Vorschläge, allerdings kostet seit 1.2.2014 jede BlueTooth
Lösung Gebühren (4000 bzw. 2500 US$), auch diejenigen die bisher fertig
lizensierte Module verwendeten, die Regeln eines Privatkonsortiums haben
eben nicht den Bestand von Gesetzesregelungen:
http://www.mikrocontroller.net/topic/117960#3503122
Na ja, USB ist auch kein Schnäppchen, 6000 US$ für die Vendor ID, 1750 US$
pro Jahr für das Logo.
Der Benzinstand im Auto wird mit Schwimmer gemessen, der über einen Hebel
den Schleifer eines Potis um einige Grad bewegt. Man kann auch einen Draht
(bewusst kein temperaturunabhängiges Konstantan, sondern eher Kanthal mit
höherem Widerstand) von oben nach unten durch den Tank laufen lassen, ein
mal den Widerstand messen, dann erneut mit hohem Stromfluss messen, da der
Teil im Wasser gekühlt wird, ist die Widerstandserhoehung proportional zum
Wasserstand. Man kann auch einen Drucksensor als hydrostatischen
Füllstandssensor im Tank versenken, die Waschmaschne nutzt eine Druckdose,
oder oben im Tankverschluss einen Ultraschallentfernungsmesser drankleben.
Fertig mit 4-20mA Ausgang taugt https://www.amazon.de/Detektor-Fl%C3%BCssigkeitsstand-Messumformer-Wasserstand-Signalausgang/dp/B08C76RJ1P .
Heute bieten sich TOF Entfernungsmesser an wie VL35L0X oder bei unregelmässig
geformten Tanks Gewichtsmessung per Kranwaage, das hat den Vorteil dass man
den aufgehängten Tank herunterlassen kann damit die Waage nicht dauerbelastet
wird. DMS Wägezellen sollten nicht dauerbelastet werden.
Von: Hans-Joachim Koch
Von: Mario Ruetti 1999
(Zusammenfassung des Threads)
Von: Michael Linnemann 1999
Ein konkreter Vorschlag (den ich hier schon ein paar mal breitgetreten
habe...) ist eine kapazitive Sonde. Die besteht aus zwei i.A. zylindrischen
Elektroden (z. B. zwei Kupferrohre unterschiedlichen Durchmessers), von denen
die dünnere in der dickeren steckt, um einen Zylinderkondensator zu bilden.
Beide werden durch Abstandshalter voneinander getrennt und sind zusätzlich
durch Lack isoliert, um genau die evtl. vorhandene Leitfähigkeit des Wassers
etc. aus der Messung rauszuhalten.
Der Trick ist, dass das Wasser in den Zwischenraum zwischen den Elektroden
eindringt und die Kapazität der Anordnung ändert. Man erhält also eine
Parallelschaltung aus einem Zylinderkondensator der Länge l-h (mit l als
Gesamtlänge und h als Fullhöhe) und der Dielektrizitätszahl 1, und einem der
Länge h und der Dielektrizitätszahl 81 (die von Wasser).
Der kapazitive Sensor vom https://www.mikrocontroller.net/articles/Giess-o-mat
versucht das als primitive Platine, die muss aber vor Umwelteinflüssen
geschützt verpackt werden, manche nehmen Asphaltlack. Der Oszillator ist aber
sehr temperaturanhängig. Profis machen das mit Referenzelektroden besser:
Mein Vorschlag wäre: Schau dir Applikationsbeispiele für den 555-Timer an, und
such dir eine Schaltung raus, die mit deinem Sensor (Selbstbau, Ehrensache)
Ausgangsfrequenzen im hörbaren Bereich verspricht. Häng einen Kopfhörer dran
und probier es aus! Ziel auf einen "mittleren" Frequenzbereich (1kHz), denn du
wirst das Ziel womöglich gehörig verfehlen, und dann willst du wissen wo du
gelandet bist. Wenn du so weit bist, dass eine brauchbare Frequenz rauskommt,
kannst du die direkt an deinen Mikrocontroller verfüttern, um die Frequenz zu
messen.
Von: MaWin 1999
Mach's doch so wie alle: Druck messen. Ein Schlauch (unten angeschlossen, nach
oben führend) voller Luft, oben ein fertiger Druckmesser dran. Wenn's billig
sein soll und Schaltstufen reichen, bau eine Druckdose aus einer Waschmaschine
aus.
Von: Oliver Betz 2000
Bei langfristiger Anwendung wird der Schlauch mit der Zeit voller Wasser sein,
denn "ganz dicht" ist schwierig. Deshalb mit einer kleinen (Membran-) Pumpe
wenig (!) Luft in den Schlauch pumpen, so daß unten Bläschen rausblubbern. Das
wird z. B. industriell im Ex-Bereich (Benzintank usw.) eingesetzt.
Von: Rafael Deliano 1999
Oder einfach die Schachtel mit dem Sensor auf Grund senken. Es gibt z. B. von
Siemens (für 75 EUR allerdings) hübsche Piezosensoren mit korrosionsfester
Metallmembran. Könnte man wohl mit einigen ICs als 4-20mA beschalten.
Temperaturempfindlichkeit des Sensors problematisch, wenn der Behälter flach
ist. Dann müsste man den Temperaturfühler auch noch beschalten. Druck ist
nicht so billig wie kapazitiv, macht aber weniger Überraschungen.
Ultraschall gäbs auch noch. Entweder von Grund zur Oberfläche (Flüssigkeit
ist für Ultraschall günstiger als Luft) oder durch Luft von oben zur
Oberfläche (Weniger Probleme mit Korrosion, Dichtigkeit). Man kann sich
jedoch ekelhafte Probleme durch Mehrfachechos von Seitenwänden holen. Zudem
nicht billig und schaltungstechnisch aufwendig. Je niedriger die Frequenz,
je weiter kommt man. Bei 40kHz nur 20m, bei 1kHz gar durch Staub hindurch.
Die Ultraschalllaufzeit ist temperaturabhängig, man muss also kompensieren.
Von: ? 1999
Rad auf Achse lagern und an dieser ein Drehpotentiometer oder einen digitalen
Drehgeber befestigen. über das Rad eine Schnur füren, an welcher ein Schwimmer
und ein Gegengewicht befestigt ist. Bodenfeuchte geht auch je nach
Eintauchtiefe in leitfähigen Flüssigkeiten.
> Den Prof angesprochen, dass man sich da nichts vorstellen kann, antwortete der:
Von: Bernd Langmann
Wenn du an eine Leitung eine Spannung anlegst, welcher Strom fliesst dann im
ersten Moment ? Die Spannungsquelle kann ja wegen der endlichen
Ausbreitungsgeschwindgkeit des Lichts nicht wissen, was sich am hinteren
Ende der Leitung befindet. Der Strom wird also zunächst nur durch die
Parameter der Leitung (Induktivität, Kapazität) bestimmt, der
Proportionalitätsfaktor zwischen Spannung und Strom ist der Wellenwiderstand
oder die Impedanz des Kabels. Nun läuft eine Welle mit dem Spannungssprung
durch die Leitung, nicht ganz mit Lichtgeschwindigkeit, etwas langsamer
(Verkürzungsfaktor), bis zum Ende. Je nach Leitungsabschluss wird dann eine
positive oder negative Welle reflektiert (oder keine) und erst wenn das sich
ausgleicht, fliesst der Strom entsprechend "richtig".
Für Hochfrequenzanwendungen wird man versuchen, die rücklaufende Welle zu
vermeiden, indem man den Abschlusswiderstand gleich gross wie die
Leitungsimpedanz macht. Da man sich aber nicht sicher sein kann, das es
keine rücklaufende Welle gibt, muss man auch den Ausgangswiderstand der
Quelle an den Wellenwiderstand es Kabels anpassen, um wenigstens dort die
Reflektion zu unterdrücken.
Früher gab es 60 Ohm Koaxialkabel und 240 Ohm Antennenleitungen, dann hat
man sich aus technischen Gründen im professionallen Bereich, vor allem bei
Sendern, für 50 Ohm entschieden (die Impedanz eines Lambda/4 Stabes mit 4
abwärtsgewandten Lambda/4 Radials als Hf-Ground) damit man maximale Leistung
über das Kabel transportieren kann, und beim Empfang 'zu Hause' für 75 Ohm
(die Impedanz einer Lambda/2 Dipol Antenne, leider mit Balun von symmetrisch
zu asymmetrisch zu transformieren), weil dort die Verluste am niedrigsten
sind, zumindest wenn man Luft als Dielektrikum nutzen würde. Die normalen
2-adrigen Leitungen (Telefon, Klingeldraht, Flachbandleitung) haben um 120
Ohm.
Auch eine Antenne ist nichts anderes als ein Impedanzwandler von den 50 Ohm
des Sendeantennenkabels auf die 377 Ohm des freien Raums. Ein gefalteter
Lambda/2 Dipol hat 300 Ohm und für Fernsehempfang geeignete grosse Bandbreite
und wird oft mit Yagi-Direktoren/Reflektoren versehen.
Von: Oliver Bartels 1999
1. Vor-/Rücklaufende Welle:
Strom kann in beide Richtungen fliessen, und kann auch an beiden Enden eines
Kabels eingespeist werden. Ganz einfaches Beispiel: Wenn ich einen kleinen
Akku an das eine Ende vom Kabel hänge, und eine Birne an das andere Ende,
wird Energie aus dem Akku in die Birne transferiert, sie leuchtet. Ersetze ich
nun die Birne durch ein Ladegerät, so wird der Akku geladen, es fliesst
Energie zurück vom Ladegerät in den Akku. Das ist eine Binsenweisheit, gilt
aber auch für Wechselspannungen und für Hochfrequenz. Die Energie kann in
beide Richtungen fliessen.
2. Wellenwiderstand:
Ein am einen Ende der Leitung angelegtes Signal ist nicht unendlich schnell
am anderen Ende, es braucht seine Zeit. Warum ? Was ist denn das
wesentliche an einem Leiter: Elektronen, die sich in gewissen Grenzen frei
bewegen können (sog. Leitungsband nahe am Valenzband). Nun "schubsen"
die Elektronen sich aber nicht gegenseitig, sondern stossen sich sogar ab,
weil allesamt negativ geladen. Ausserdem sind sie sehr langsam, wer es
nachrechnet, wird feststellen, dass die Dinger bei Gleichstrom sich im
Kupferkabel in der Geschwindigkeitsregion Meter/Minute (sic!) bewegen.
Was da schnell ist (das Einschalten der Lampe dauert keine Minute ...) sind
also nicht die Elektronen, sondern das Feld. Die Elektronen führen nur das
Feld am Leiter, die Energie selber steckt im Feld! Das Feld ist das gleiche
wie das für das Licht, nämlich das elektromagnetische, ergo breitet sich so
eine Welle maximal mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Was passiert dabei: Die Ladungsverschiebung baut ein Magnetfeld auf
(das will die Physik so), das sich ändernde Magnetfeld baut wieder ein
elektrisches Feld auf, dass sich anfänglich dem ursprünglichen Feld
entgegenstemmt. Deshalb braucht es etwas länger, bis das Signal sich
ausbreitet. Abhängig vom Dielektrikum des Kabels kann es kürzer oder
länger dauern, bis sich das elektrische Feld aufgebaut hat, weil da u.U. im
Material zwischen den Leitern noch ein paar Elektronen oder gar Moleküle
mit Ihrer trägen Masse verschoben oder gedreht werden wollen (Polarisation).
Man kann diesen Vorgang nun durch ein Modell nachbilden, bei dem ein
Bauteil, dass gerne steigenden Strömen Spannungen entgegenstellt,
nämlich eine Induktivität, mit einem anderen Bauteil, das auch etwas Zeit
braucht, bis es geladen ist (d.h. in ihm sich das Feld aufgebaut hat), nämlich
einem Kondensator, verknüpft. Der Kondensator hängt dabei parallel zu den
Polen der Quelle, die Induktivität davor in Serie. Um das Modell nun genauer
zu machen, hängt man mehrere solcher Teil-Modelle hintereinander und
lässt am Ende deren Zahl gegen unendlich gehen. Dafür muss man
natürlich die Induktivitäts- und Kapazitätswerte durch die Anzahl der
Teilmodelle teilen, und wenn es um unendlich kleine Grössen geht, ist die
Infinitesimalrechnung das Mittel der Wahl.
Und die zeigt nun (hier ohne Nachweis, füllt mehrere Buchseiten), das eine
Quelle dann keine Induktivitäts- oder Kapazitäts- werte mehr sieht (also nur
noch einen realen Widerstand), wenn die Leitung mit einem realen
Widerstand Z abgeschlossen ist, der die Grösse (ohne reale
Widerstandbeläge) Z = sqrt (L'/C') hat. Optimal funktioniert die
Energieübertragung dann, wenn die Quelle den selben Innenwiderstand hat,
man kann aber auch mit Leitungen solche Innenwiderstände transformieren
(sic!).
3. Stehwellen:
(habt Ihr das alle vergessen ;-)
Wenn die Leitung nicht mit einem solchen realen Widerstand abgeschlossen ist,
bleibt irgendwo in der Leitung Energie im Feld stecken (quasi bezahlt und
nicht abgeholt ;-), und die führt zu einem rücklaufenden Strom (Woher weiss
der Strom, in welche Richtung er fliesst: Wie beim Akku, wenn z. B. bei
positiver Spannung Strom in den Pluspol reinfliesst, ist die Quelle keine
Quelle, sondern eine Senke ;-), da wir es aber hier mit Feldern zu tun haben,
gibt es eine rücklaufende Welle. Diese Reflexion findet im Modell an der
Stelle statt, an der sich die Diskontinuität befindet, also an der sich
entweder der Wellenwiderstand ändert (z. B. Stecker!) oder der
Abschlusswiderstand nicht gleich dem Wellenwiderstand ist. Auch dieses Signal
braucht wieder seine Zeit zurück bis zur Quelle.
Bei richtiger HF (also nicht zittrigem Gleichstrom ;-) hat aber in der Zeit,
in der der Strom einmal über das Kabel läuft, dieser schon einige Mal seine
Richtung geändert, d.h. die Wellenlänge ist kurz gegenüber der Kabellänge.
Jetzt wird klar, warum das Kabel in Teilstücken gerechnet werden muss: An
jeder Stelle ist eine andere Spannung vorhanden und eine andere Stromrichtung!
Das Modell erlaubt es nun, die vor- und rücklaufenden Wellen zu addieren (d.h.
Spannungen werden addiert, Ströme subtrahiert, laüft auf sogenannte
Bilineartransformationen hinaus), das Ergebnis ist eine Interferenz dieser
Wellen, die Stehwellen erzeugt. D.h. es gibt Stellen auf der Leitung, bei
denen in Summe keine Spannung zu sehen ist, und solche, bei denen die
doppelte Spannung zu sehen ist (Genauer muss man das eigentlich auch mit den
Strömen rechnen, deshalb nimmt man normierte Wellen, weil beides bei HF
so schlecht zu messen ist, das führt dann zu den s-Parametern und zu einem
sündteuren Messgerät namens Networkanalyser. Billiger gehts mit der SWR-
Messbrücke, die aber wieder nur die Hälfte anzeigt, die Phaseninfo fehlt ...).
Diese Stehwellen führen im günstigsten Fall zu merkwürdigen Effekten, im
ungünstigsten Fall können sich so hohe Spannungen aufbauen, dass sich die
Quelle auf französisch verabschiedet und den Reparaturetat belastet. Letzeres
passiert gerne bei leistungsstarken Sendern, wenn z. B. ein Windstoss die
Antenne "klaut" ...
4. Videosignal/75 Ohm Abschluss:
Wo diese Minima und Maxima liegen, ist frequenzabhängig. Und genau da liegt
das Problem für das Videosignal: Eine schlecht angepasste Leitung beeinflusst
das Videosignal in einer frequenzabhängigen Art und Weise, insbesondere bei
hohen Frequenzanteilen (karierte Kleidung, kleine Schrift usw.)
Bei kurzen Kabeldistanzen würde das noch nicht viel ausmachen, bei langen
Distanzen (3MHz entsprechen ca. 100m, 30MHz 10m Wellenlänge in Luft, aber
verkürzt, da Kabel langsamer, um gut einen Faktor zwei bis drei (ungefähr
sqrt(eps_r) für mu_r~=1), also bei einem Monitorkabel mit 100MHz nur noch z. B.
1m für eine komplette Welle mit beiden Polaritäten!). Man sieht, dass die
Problematik bei Fernseh-Video noch nicht so gross ist, hingegen bei
Computermonitoren je nach Zusammensetzung des Bildes bei schlechter Anpassung
die schönsten Muster entstehen können, je nach Bild und Länge des Kabels!
5. Audio:
Bei Audio bringt das nichts, weil die Wellenlänge im km-Bereich liegt und
zudem der reale Widerstand des Kabels im Modell signifikant wird
(Z=sqrt((R'+i omega L')/(G'+i omega C') mit realen Belägen, da omega klein,
wird R' signifikant, das mögen sich die HiFi-Kabel-Fritzen hinter die Ohren
schreiben).
6. Merkregel, Buchempfehlung:
a.) Der Leitungswellenwiderstand ist das Verhältnis einer einzigen, in positiver
Leitungsrichtung laufenden Spannungswelle zur damit verbundenen Stromwelle.
b.) Die Merkregel zu a.) stammt aus Hoffmann, Hochfrequenztechnik, Springer
Verlag (ISBN 3-540-61667-5, auch wenn die ISBN nicht streng wissenschaftlich
ist ;-)
7. Genauigkeit von Modellen:
Dieses Modell bedingt, dass die Leitung sich in etwa durch solche Teilstücke
simulieren lässt. Das ist nicht selbstverständlich, weil Spulen Magnetfelder
erzeugen, die auf andere Spulen wirken können und das auch tun (siehe Trafo),
gleiches gilt für das elektrische Feld von Kondensatoren. Solange wie das
modellierte Kabel halbwegs homogen ist, funktioniert das Modell aber ganz
gut.
Andernfalls wird es sehr kompliziert, man muss dann eine echte 3D
Feldberechnung anhand der (von Oliver Heaviside in die uns heute bekannte
Form überführten) Maxwellschen Gleichungen durchführen, das geht mit FEM,
FMM oder FDTD Simulatoren, die komplex zu bedienen und zumeist nicht
ganz billig sind. Die Maxwellschen Gleichungen sind nette partielle
Differentialgleichungen mit ersten Ableitungen von allen Feldkomponenten
jeweils nach allen Raumdimensionen und der Zeit, ineinandergeschachtelt gibt
das zweite Ableitungen und die MW-Gleichungen sind, ausser für einfache Fälle
(Transversalwellen, einfachste Antennen und Kabel etc.) analytisch nicht
lösbar. Selbst für eine schnöde Leiterbahn gibt es nur Schätzformeln, die
sich rein von ihrer Grösse und Komplexität "gewaschen" haben.
Die Simulation ist aber nötig, weil solche inhomogenen Kabel auch Filter aller
Art (eben Leitungsbauteile), aber auch Zirkulatoren oder Antennen sein können,
ganz lustig wird es, wenn dann auch noch dielektrische Materialien mit
seltsamen Eigenschaften dazukommen (geht hin bis zum magnetisch abstimmbaren
YIG-Oszillator).
Von: Oliver Betz 2000
Die Newsgroup zum Thema: news:de.etc.beruf.selbstaendig
> Von der Idee zum Produkt
Ihr habt eine Schaltungsidee, und sogar schon einen Prototypen aufgebaut ?
Ihr glaubt, das sich das als Produkt verkaufen lässt ? Nur zu, aber es gibt
eine Menge Hürden, die für die etablierten Firmen alle kein Problem sind,
nicht zuletzt die Handwerkskammern, für die so was in den Bereich
"Elektrotechnisches Handwerk" fällt und die dazu einen Meistertitel oder
Ingenieur sehen wollen, wenn man was von "Inbetriebnahme", "Installation",
"Reparatur" auf die Gewerbeanmeldung geschrieben hat statt "entwickeln",
"herstellen", "vertreiben" wofür die IHK zuständig wäre, produzieren geht
immer im Rahmen eines Hilfsbetriebes.
DARF das Produkt verkauft werden ? Verstösst es gegen keine Patente und hält
es die Vorschriften ein und ist es im Sinne der Produkthaftung unbedenklich ?
Das ist schon schwer zu prüfen, aber ein batteriebetriebenes Gadget ohne
spitze Kanten kann höchstens nicht-funktionieren. Nach IEC61508 und 61511
müssen für Geräte, die höchstens leichte Verletzung einer Person bzw. kleinere
schädliche Umwelteinflüsse verursachen können, keine SIL-klassifizierten
Teile verwenden werden. Bei netzbetriebenen Schaltungen sollte man die 230V~
im Steckernetzteil lassen, so lange dieses möglich ist, das erspart eine
Menge Probleme. Sobald etwas funkt, an die Telefonleitung oder im Auto
eingebaut wird, werden die Vorschriften zur Wissenschaft.
KANN das Produkt sinnvoll hergestellt werden ? Manch einer hat eine Idee, die
sich dann aber als zu teuer in der Fertigung herausstellt. Massenproduktion
senkt die Herstellungskosten immens, aber die Investitionen sind auch nicht
ohne. Und die meisten wollen garantierte Abnahmemengen, bevor sie sich auf
gute Preise einlassen. Diese Garantie darf man natürlich nie geben, sondern
nur für das was man sich gerade leisten kann. Ein kommerzielles Produkt
benötigt ein ordentliches Plastikgehäuse, ab einer bestimmten Stückzahl wird
man das im Spritzguss anfertigen lassen. Wer nach Preisen fragt, kommt mit
Aluformen für einige tausend Spritzgussvorgänge aus, und braucht keine
Stahlformen für 500000 Schüsse (die auch nur 900-1200 US$ kosten, wenn man
sich nicht verarschen lässt:
ausserdem könnten Formen noch mal aufgearbeitet werden, bei
glasfaserverstärktem Kunststoff ist das nach 5000 Vorgängen eh nötig. Bei
wenigen Exemplaren gibt es verschiedene Methoden zur Herstellung von
Prototypen https://www.cp-gmbh.de/ . Wechselformplatten für
ein gemietetes/zurückgegebenes/mehrfachverwendetes Stammwerkzeug
(https://www.hasco.com/) sind recht preisgünstig, wenn nicht gehärtet wird und
die Oberflächen keine Struktur oder hochglanzpoliert werden sollen kommt man
mit 1000 EUR hin. Oberflächen kosten Geld, hochglanz 600 EUR, geätzt
Lederoptik 450 EUR, bei Kleingehäusen, natürlich je nach Grösse.
Spritzgussform ohne Einleger kostet so um 3000 EUR, mit 2 Einlegern, z. B.
Messinggewindebuchsen https://www.kvt-fastening.de/produkte/marken/tappex/
oder 2 Schiebern für Hinterschneidungen schon 5000 EUR.
Man besorge sich eine Stammform komplett mit Führungen die zur
Spritzgussmaschine der benötigten Grösse passt, die kann man beim nächsten
Projekt wiederverwenden wenn man geschickt ist (es gibt halt immer mehr
Löcher für die Auswerfer), lasse die obere und untere Formplatte per CNC
(fräsen und erodieren) herstellen, aus Aluminium falls man nur wenige tausend
braucht sonst aus Stahl, setze die Formplatte mit Angussdüse und den
benötigten Auswerfern in die Stammform ein und montiere Kühlflüssigkeitsnippel
(falls benötigt, für 100 Schüsse in PP, PA und bedingt ABS geht's notfalls
langsamer ohne Kühlung) wie verlangt in internationaler oder anderer Norm
https://maku-industrie.de/shop/de/rectus/formenkuehlung/
dann kann eine Firma die Kunststoffteile auf ihren Maschinen herstellen, dabei
rechnet man mit 80-120 Hüben/Stunde bei Maschinenstundenpreisen von 20-50 EUR
(Dumpingpreise auch mal 10 EUR/h) bei bekanntem Materialverbrauch für je nach
Kunststoffsorte 1 bis 5 EUR/kg und lasse sich nicht Material für Angussnippel
bei fehlender Heissdüse in Rechnung stellen, die werden wieder eingemahlen.
Mit Rüstzeit können 1000 handliche Gehäuse also schon mal 1000 EUR kosten,
(zusätzlich zur Form), eine bestückte gedruckte Leiterplatte, ein gedrucktes
Manual und einen ordentlichen Karton, ein CE-Bapperl und eine EAN-Nummer, und
bei all den Dingen muss man 1000, besser 5000 Stück auf ein Mal abnehmen,
damit die Preise interessant werden. Handarbeit ist bei geringen Stückzahlen
gar nicht mal so teuer, ihr glaubt nicht wie schnell man 100 Platinen
bestückt, in ein Gehäuse eingebaut, in einen Karton gesteckt, in Folie
eingeschweisst und auf eine Palette gestapelt hat, man braucht dazu mit Übung
nur 1 Tag und ein Tauchlötbad mit Drahtabschneider. Bei Handbestückung werden
bei passender Arbeitsumgebung bloss 3 Sekunden pro Bauteil angesetzt. Ihr
könnt also selbst ausrechnen, wie viel Gewinn bei 'nur 3,5 cent/Bauteil' dem
Bestücker bleibt.
Für SMD Hühnerfutter sind 0,5 cent/Bauteil ausreichend, das wird schliesslich
automatisch platziert, allerdings sind die Einrichtungskosten erheblich.
In China fällt ein DVD-Player für 7 Euro mit Verpackung vom Band. Chinesische
Lieferanten verfügen in den meisten Fällen über sehr geringe Gewinnspannen,
die üblicherweise um die 2-3% liegen.
KENNST du die nötigen Leute ? Wer nicht schon Abnehmer und Lieferanten kennt,
bekommt schlechtere Konditionen oder gar keinen Fuss in die Tür. Nicht
umsonst lebt dieses Land von Beziehungen und Bestechungen. Und das ist auch
kein Wunder, denn wenn du dir selbst überlegst, mit wem du Geschäfte machen
möchtest, denkst du auch zunächst an Freunde und Bekannte, obwohl du weisst,
das die nicht unbedingt die Allerbilligsten oder Allerbesten sind, aber man
weiss bei ihnen wenigstens, was man hat, und hofft, nicht total beschissen zu
werden.
WIRD das Produkt den Kunden erreichen ? Herstellen alleine genügt nicht, das
Produkt muss auch an den Mann gebracht werden, und ihr ahnt nicht, wie schwer
es ist, einen Karton in die Regale grosser Handelsketten zu bekommen. Ohne
Bestechung (aka Regalfläche mieten) geht da eigentlich gar nichts.
Glücklicherweise ist der Vertrieb seit dem Online Shop im Internet wesentlich
einfacher geworden, aber manche Produkte müssen halt im Einzelhandel unter
die Leute gebracht werden. Und Werbung ist noch ein ganz anderes Kapitel.
Einfacher ist es, wenn man Zulieferer ist, und man den Abnehmer schon kennt,
dafür verdient man dabei auch weniger weil man vom Abnehmer abhängig ist.
HÄLT das Produkt, was es verspricht ? Ausfälle und Reklamationen sind teuer.
So lange sie nur am Gewinn zehren, geht das noch, aber es kann anfangen, mehr
Geld zu kosten, als die ganze Sache ursprünglich eingebracht hat. Erst Recht,
wenn Anwälte und Gerichte ins Spiel kommen. Warum stecken in vielen
kommerziellen Geräten mehr Bauteile, als in der Application Note des
Herstellers ? Warum werden bestimmte Bauteile verbaut, andere (bessere,
billigere) aber nicht ? Das hat meist etwas mit der Erfahrung der anderen
Anbieter zu tun. Sie ergänzen die Schaltung, damit sie zuverlässig
funktioniert, sie meiden Bauteile, die für Ausfälle oder Beschaffungsprobleme
bekannt sind. All das weisst du nicht. Insofern lohnt es sich immer, ein
ähnlich geartetes Gerät der Konkurrenz zu kaufen, und die darin verwendeten
Bauteile und Methoden zu übernehmen, solange nichts dagegen spricht.
Die Ausfallrate kann man berechnen, allerdings muss man noch die Temperatur
berücksichtigen. Wer zuverlässige Schaltungen berechnen will, sollte Bauteile
mit angegebener FIT-Rate einkaufen. Manche Ausfallraten sind schon recht gut:
Prüffirmen bieten für sicherheitskritische SIL/ASIL Anwendungen FMEDA Failure
Modes Effects and Diagnostic Analysis nach IEC61508, IEC61800-5-2, IEC62061,
ISO13849-1 und ISO26262 an, für weniger kritisches FMEA mit dem eine
Abschätzung der Zuverlässigkeit nach IEC 62380 (RDF 2000 UTE C 80-810) oder
SN29500, IEC61705, FIDES-Guide gegeben werden kann. UL-2743 ist der Standard
für Portable Power Packs und deren Sicherheit.
Patente stören weniger als man denkt, denn die meisten Schaltungstricks sind
schon alt und die Patente lange lange ausgelaufen. Bekommt man Ärger, lohnen
sich eigene Patente, die man zum Tausch anbieten kann. Das ist letztlich auch
der einzige Anwendungszweck für ein eigenes Patent, denn zum Schutz vor
Konkurrenten sind die eigentlich untauglich: Die Anmeldung ist ohne 5000 EUR
Patentanwalt unmöglich, 18 Jahre Gebühren kosten ebenso viel, doch wenn man
sich die Kosten der 3 Gerichtsverfahren zum Streitwert nicht leisten kann,
muss man das Patent erst gar nicht anmelden, man könnte es eh nicht einklagen.
Sollte ein Unternehmensberater also lediglich auf die steuerlichen Aspekte
eingehen, schmeisst ihn gleich wieder raus. Denkt allerdings als Freiberufler
an die Betriebshaftpflicht, denn ohne GmbH seid ihr voll haftbar, nicht nur
bei Vorsatz (dann hilft auch keine Haftpflicht). Eine 1 Mio Versicherung
kostet ca. 1500 EUR im Jahr. Orientiert euch, was es als einzelbetriebliche
Förderung in eurer Region gibt, da kann der Staat schon mal 65% des
Investitionsvolumens wegsubventionieren, wenn der Bürgermeister einen mag.
Wenn man keinen eigenen Betriebsstandort hat, sondern die Tätigkeiten beim
Kunden ausführt, entfallen schon mal GEZ und Abfall (denn Gewerbeabfälle
sind nicht im Haushaltsmüll mit drin) mit der Gewerbeabfallverordnung, die
nicht nur Mülltrennung vorsieht, sondern auch Nachweispflicht dafür bedingt.
Wer als Freiberufler (Ingenieurbüro) arbeitet, um Gewerbesteuern und
Gewerbeanmeldung zu umgehen, darf sich nicht wundern, wenn er von Firmen
nicht beliefert wird, die nur an Gewerbe(treibende) im B2B liefern. Eine
Gewerbesteuernummer erhält man bei einer Gewerbeanmeldung automatisch,
als Selbständiger und Freiberufler per Antrag vom Finanzamt.
Als Chef ist man nicht versichert, aber so bald man Mitarbeiter einstellt,
ist die BG Berufsgenossenschaft als Versicherer Pflicht und schreibt dir
manches zur sicheren Arbeitsumgebung vor und nennt den Unfallarzt. Als
Handwerker hat man ein Problem mit Meisterpflicht, aber wer industriell
Teile herstellt (CNC) ist da raus. Als Modellbauer unterliegt man keiner
Kammerpflicht.
Die Mindestausrüstung einer Werkstatt für Elektrotechnik nach ZVEH mit einem
Prüfplatz nach DIN EN 50191 (VDE 0104)
Auszug der Bayernwerke:
Erforderliche Mindest-Werkstattausrüstung:
Mess- und Prüfgeräte (auch in Kombination)
- Spannungsmesser mind. 600v nach DIN EN 61010-1
- Strommesser mind. 15A nach DIN EN 61010-1
- Isolations-Messgerät nach DIN EN 61557-2
- Schleifenwiderstands-Messgerät nach DIN EN 61557-3
- Widerstands-Messgerät nach DIN EN 61557-4
- Zweipoliger Spannungsprüfer nach DIN EN 61243-3
- Messgerät zum Prüfen der Wirksamkeit der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
(RCD) nach DIN EN 61557-6, prüft mit ansteigendem Prüfstrom bis 39mA (In+30%
Erforderliche Fachliteratur:
- "Auswahlordner für das Elektrotechniker-Handwerk" mit den jeweils
gültigen VDE-Bestimmungen, einschließlich
- Ergänzungsabonnment (VDE-Verlag GmbH, Berlin)
- Praxishandbuch "Elektrotechniker-Handwerk" aus der Schriftreihe
"DIN-Normen und technische Regeln für die Elektroinstallation"
(Beuth-Verlag GmbH, Berlin)
Zusammenfassung:
- Gewerbe anmelden
- TREI-Schein machen (1300€)
- Werkzeug kaufen (2 pol. Spannungsprüfer mit Drehfeldanzeige ~100€,
Multimeter 600v/15A ~200€ + Installationsmessgerät ~1300€ + Gerätetester
~500€)
- Gewerbe beim EVU eintragen lassen
Wer das ganze möchte muss also mind. 2100€ investieren und die Prüfung
zum TREI-Schein erfolgreich ablegen.
von: Chris D.
Die IHK bietet einen Lotsendienst, pensionierte Manager/Unternehmer die
ehrenamtlich einen Blick auf dein Unternehmen (oder die Idee) werfen und
Tipps geben. Das ist besser als jeder Unternehmensberater, denn die haben
nie ein Unternehmen geführt sondern wollen nur Geld machen.
Entscheidend ist, was man in der Gewerbeanmeldung angibt, das sollte
ausreichend handwerksfern (nicht: Fernseher-Reparatur) sein, z. B.:
§ 2 - Gegenstand des Unternehmens - Der Gegenstand des Unternehmens ist
- die Entwicklung elektronischer Baugruppen und Geräte der Rundfunk- und Nachrichtentechnik
- Leiterplattenlayout
- Aufbau von Mustern und Prototypen
- Projektierungs- und Beratungsleistungen auf den Gebieten der Rundfunk- und Nachrichtentechnik.
oder
- Dienstleistungen im Bereich elektronischer Baugruppen
- Handel mit Elektronikkomponenten/Waren aller Art ausgenommen Erlaubnispflichtigen
Meldet sich jemand von der HWK Handwerkskammer, hilft es nachzufragen, in
welcher Ausbildungsbeschreibung seiner Stände denn deine Tätigkeiten, wie:
"Layout von Leiterplatten" oder: "Entwicklung von Programmen in der Sprache
C" vorkommt. Laut Gesetz gehören grundsätzlich alle Gewerbetreibenden zur
IHK die kein Handwerk ausüben. Als Dienstleister aufzutreten ist prinzipiell
gut, die fallen weder unter IHK noch HWK. Man kann auch prozentual sowohl zu
IHK als auch HWM gehören, aber erst bei mehreren Mitarbeitern. Ist der Umfang
der Tätigkeit so gering, dass dafür kein Extra-Mitarbeiter eingestellt werden
muss und damit quasi im Jahresdurchschnitt weniger als eine Person zu tun
hat, besteht ein sogenannter "unerheblicher Nebenbetrieb".
1) FA will erstmal nur, dass Du Dich registrierst und monatlich Deine USt.-VA
machst - ist wirklich nicht schwer, vor allem wenn man als Kleinunternehmer
gar nicht umsatzsteuerpflichtig ist :-), allerdings machen Firmen ungern
Geschäfte mit Kleinunternehmern weil sie die USt. nicht absetzen können.
Kleinbetragsrechnungen (= bis 250 Euro inklusive Mehrwertsteuer) müssen keine
fortlaufende Nummer enthalten.
Achtung beim Einkauf von Gebrauchtgeräten (ohne ausgewiesene Mehrwertsteuer)
und dem Verkauf nach §25a USt-Gesetz: Laut Gesetz KANN man die Rechnung
"nicht zum Vorsteuer-Abzug berechtigt" schreiben, laut Ausführungsverordnung
MUSS man sie so schreiben, und erzwingt damit, daß ein gewerblicher Kunde
die Differenzmehrwertsteuer doppelt abführt.
2) Zuersteinmal will die IHK kein Geld sehen
Sie bietet jährliche Veranstaltungen über steuerliche Neuerungen, Beratung zu
ElektroG und Widerrufsbelehrungen, kostenfreiue Steuerberater- und
Patentsprechtage und gibt Tips zu Vermeidung von Fehlern im Aussenhandel,
zudem pflegen sie das Register zur Verpackungsverordnung - im Gegensatz zur
Stiftung EAR kostenfrei.
3) Gewerbeanmeldung kostet hier einen Zehner - nur aufpassen, dass Du das
industriell machst, nicht handwerkmäßig -> Meisterzwang. Darüber gab es
neulich erst einen Thread. Also so etwas wie "industrielle Produktion". Wenn
du einen Job hast und das Gewerbe nur nebenbei betreibst, ist es wichtig,
Nebenerwerb draufzuschreiben, sonst gibt es bei Arbeitslosigkeit kein Geld.
4) RoHS ist geschenkt, CE-Zert. kannst Du Dir sparen, wenn Du Dir sicher
bist, dass Deine Kiste keinen stört - im Zweifel Metallgehäuse drumherum und
Leitungen abblocken ;-) EMV ist aber Erfahrungssache - ich weiss nicht,
inwiefern Du da fit bist. Möglicherweise kannst Du auch günstig an der Uni
messen lassen - manchmal sogar für Kaffeekassenbeitrag. CE-Zert. ist auch
dann unnötig, wenn Du Baugruppen für Produkte anderer Unternehmen produzierst.
5) Steuerberater benötigst Du am Anfang nicht, es sei denn Du machst direkt
eine GmbH auf. Man kann sogar ganz ohne Steuererklärung und Belege das
Finanzamt die Steuer schätzen lassen und fährt damit eventuell günstig. Damit
man aber weiss obs günstig war, sollte man zuvor für sich selbst schon mal
die Steuerhöhe ausgerechnet haben. Bis 50000€ Gewinn/500000€ Umsatz reicht
einfache EÜR, das kann sogar Großmutter Erna mit 90 noch (und macht es
besser ;-)
6) Wenn Du eigene Produkte verscherbelst benötigst Du natürlich eine
WEEE-Nummer. take-e-way bietet da Pakete für kleines Geld an. Wenn Du nur
Baugruppen produzierst, die andere verbauen, fällt das flach.
Ein englisches eBook:
Von: superK 21.1.12
Ich sehe die UG für Absolventen die Startups gründen um ihre Innovationen an
den Mann zu bringen gerade zu als Bestmittel! Wo sonst kann man anders als
Technologieträger z. B. seine Software oder Hardware verkaufen? Etwa als
Einzelperson??? - Vor allem können so steuerliche Vorteile genutzt werden,
auch wenn man zu Anfangs nicht die großen Umsätze einfährt.
Sollte das Geschäft laufen, wird sowieso automatisch eine GmbH daraus nach
dem man seine 25T€ zusammengeschäffelt hat. (25% des Jahresgewinns müssen als
Stammkapital eingezahlt werden bis man die 25T€ erreicht hat).
Trick 17: bei 12500€ einfach die Firma liquidieren und eine GmbH mit 12500€
Stammkapital gründen, da eine UG nicht wie sonst üblich bei 12500 zur GmbH
wird sondern wirklich erst ab 25T€.
Haften tut übrigens auch eine UG mit 25.000 EUR falls das Kapital keine
25000 EUR schwer ist, haften die Gesellschafter ergänzend mit ihrem
Privatvermögen.
Ein Vorteil ist die steuerliche Toleranz seitens der Finanzämter. Eine
Überweisung der USt.VA ist nicht sofort nach Rechnungserhalt nötig, sondern
kann bei erhalt des Rechnungsbetrages überwiesen werden.
Ich kann die UG als Rechtsform für Startups nur empfehlen!!!
Hier übrigens eine kleine Schritt für Schritt Übersicht der Kosten und
Behördengänge:
1. Stammkapital (bspw. und auch sinnvoll mind. 1000€) auf ein Konto einzahlen
(ggf. eigenes Konto mit Guthaben von mind. 1000€ vorweislich bereit halten).
2. Termin mit Notar zwecks Gesellschaftervertrag und Gründung einer UG
vereinbaren.
3. Zum Termin mit dem Notar den Kontoauszug mitbringen wo das Stammkapital
sich befindet.
3a. Gründungskosten im Gesellschaftervertrag auf max. 1/10 des Stammkapitals
festsetzten (mehr ist nicht erlaubt... also im Falle von 1000€ = 100€)
3b. Gegenstand der Gesellschaft bspw.: Vertrieb von Software und
Softwareentwicklung als Dienstleistung
3c. ggf den Gesellschaftervertrag einer GmbH als Vorlage benutzen wenn es
mehr als einen Gesellschafter gibt.
4. Nach Erhalt des Gesellschaftervertrags bzw. einer Kopie des Notars
zur Bank gehen und ein Geschäftskundenkonto auf Namen der UG "in Gründung"
eröffnen.
5. Notar erledigt Handelsregister Anmeldung und IHK Anfrage ob das in Ordnung
geht oder ob Einwände bestehen.
6. Stammkapital auf das Konto einzahlen
7. UNBEDINGT EINEN STEUERBERATER/IN SUCHEN UND MIT IHM/IHR:
- Die Gewerbliche Steuer/Ust. Anmeldung der UG fürs Finanzamt ausfüllen
- Die Eröffnungsbilanz der UG machen und ans Finanzamt senden
- Basics für die Buchhaltung erklären lassen z. B. wenn ich ein PC kaufe
für 1001€ im Namen der UG, da man dann direkt insolvent ist da der
Einkauf das aktuelle Stammkapital überschritten hat! Man muss vorher
angeben mit was man diesen Invest bezahlen will!! UNBEDINGT VOM
Steuerberater erklären lassen!!!
- Ordnerstruktur und Konten für Einkäufe/Verkäufe
8. Nach erhalt der Ust/St ID kann die Geschäftstätigkeit beginnen.
(diese könnte auch vorher beginnen aber erst nach der Anmeldung der UG
beim Handelsregister greift die beschränkte Haftung!!)
9. Als Einzelunternehmer bist Du auch nicht in's Handelregister eingetragen.
10. Gründungskosten:
Notar mit Gesellschaftervertrag (bspw. 2 Personen und erweiterter
Vertrag) = 480€
Anmeldung beim Handelsregister + Bundesanzeiger = 150€ + 1€
Eröffnungsbilanz = 100€ (ggf. aushandeln)
Laufende Kosten:
monatlich: Steuerberater zwecks Belege und Ust voranmeldungen. 50€
jährlich: Jahresabschluss + Bilanz + etc.: 600 - 1000€
Der Wert vom Materialbestand, Halb- und Fertigware muß aus steuerrechtlichen
Gründen jährlich durch Inventur erfaßt werden, wurden Teile unterschiedlicher
Beschaffungen gemischt muss der niedrigste Einkaufspreis genommen werden (das
ist sogar von Vorteil weil es in der Bilanz nicht gewinnerhöhend wirkt). Man
kann nur wertvolle Teile (z. B. Stückpreis > 10 EUR oder Lagerwert > 1000 EUR)
zählen und Kleinteile schätzen z. B. durch wiegen. Dabei ist sogar
Mittelwertbildung möglich, d.h. es wurden Bauteile gekauft zu einem mittleren
Preis von 1 ct und Gewicht von 1g die alle in einem Regal liegen und der
Regalinhalt wiegt 25kg, dann kann man steuerlich 250 EUR ansetzen. Ob die
Schraube letztlich wertlos ist weil man sie nie braucht, oder 10 EUR wert ist
weil man sie sonst so aufwändig einzeln beschaffen müsste, zeigt, daß der
wahre Wert des Lagerbestandes sowieso nicht berechenbar ist.
Man kann bei Lagern mit vielen kleinen Plätzen auch eine kontinuierliche
Inventur machen, d.h. z. B. Bei jedem Nulldurchgang (Fach leer) wird gezählt,
was einfach ist. Am Jahresende bleiben dann nur noch die Fächer ohne
Nulldurchgang übrig, die man sich eh genauer anschauen sollte. Davon hat man
zu viel im Bestand.
Hier noch ein Tipp wenn man mal pausieren will: Normalerweise muss man ab
Anmeldung jedes Jahr Einkommensteuererklärung, Umsatzsteuer usw. machen.
Ist mal länger Pause (keine Umsätze wegen was auch immer) will das Finanzamt
trotzdem die Erklärungen haben. Wenn dann der Hinweis kommt man solle halt
das Gewerbe abmelden (und später wieder anmelden) ist das so nicht ganz
richtig. Man kann das Gewerbe auch 'ruhen' lassen und später dann einfach
wieder weitermachen. Aber Achtung: Die Gewerbeämter der Gemeinden kennen
den Begriff nicht und wollen einen einfach abmelden ! Das ruhen muss man
allein mit dem Finanzamt ausmachen, dort den Status ändern, und KEIN
Gewerbeamtsbesuch. Spart Geld und man spart sich das ganze Anfangsgedöns
(IHK & Co) nochmal machen zu müssen. In der Zeit des Ruhens entfällt dann
die Pflicht die 'leeren' Erklärungen zu den geforderten Terminen abgeben zu
müssen, auch bei 0 Umsatz wird das FA sonst stinkig wenn man den Termin
vergisst.
Von: Rafael Deliano 1999
> Gefühl für Elektronik-Preise
Dass man sich alle Fakten nicht aus dem Finger saugen kann ist klar, aber auf
Gefühl sollte man sich nicht verlassen.
> Automobilbereich
Immer im Auge behalten, dass "einfache" Schaltungen, dort nicht mehr einfach
sind. Die Teile sollen erweiterten Temperaturbereich haben (nicht immer
billig, nicht immer handelsüblich), die Aufbauten sollen Schock- und
Vibrationsprüfungen IEC 60068-2-27, DIN EN 61373 und IEC 60068-2-6 bestehen
korrosionsfest sein. Es gibt spezielle EMV-Anforderungen für Abstrahlung, seit
sie ABS, Funktelefone usw. haben. Das Bordnetz ist bekannt schmutzig, man
muss also auch störfest sein. Alles in der Entwicklungsphase raussuchen,
Liefersperre vom Kunden während der Fertigungsphase kann für kleine Firmen
der Ruin sein. Pfuschen ist für Grossfirmen eben leichter. Kunden habe ferner
scharfe Stichprobenprüfungspläne. Einige Nieten können zu Rücksendungen
ganzer Lieferungen führen (= Lieferausfall, teuer). D.h. kosteneffektive und
gute Testbarkeit berücksichtigen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei hohen
Stückzahlen Ausfälle durch Bauteilstreuung oder Lötfehler nicht mehr durch
Reparatur so nebenbei zu beheben sind, es sind dann einfach zu viele Boards
die man bearbeiten müsste. Niemand kann im Prüffeld eine chinesische Armee
aufbauen um solche Fehler zu suchen und wem nicht klar ist, warum man die
Baugruppen nicht wegwerfen kann, dem kann ich das gerne separat erläutern.
Also Optimierung von Schaltung und Layout dahingehend frühzeitig ernsthaft
betreiben.
Von: soul eye 27.12.2013
Die Ausschußquoten liegen im einstelligen Prozentbereich, manuelle Nacharbeit
ist nicht zulässig. Kalkulatorischer Vorhalt sind 5%, diese deutlich zu
unterbieten steht jedoch in der Zielvereinbarung jedes Werksleiters.
> Stückzahlen 1...3 Mio/a.
Real oder Vertriebsprognose ? Meine Erfahrung: Inschinöre schätzen um Faktor
2, echte Vertriebsleute um Faktor 4 - 10 zu hoch, wenn es um zu erwartende
Stückzahlen für ein Produkt geht, das die Firma bisher nicht produziert hat.
> Aber wie bekommt man die zu erwartenden Preise in den Griff?
- Im Rechner der Distributoren stehen bekanntlich Preise bis 100 St als
Listenpreise. Oberhalb 1k wirds recht schnell Verhandlungssache. Wobei der
Kunde die besten Karten hat, der über längere Jahre hohe Stückzahlen bei dem
Distributor gekauft hat. D.h. ein neues, unbekanntes Unternehmen kriegt hohe
Preise genannt, kalkuliert dementsprechend teuer, fliegt bei Ausschreibung
sofort raus.
- Da der Wechselkurs oft in den Preis eingeht (Distributor fragen, wie er
abrechnet), kann es interessant sein Wechselkurse über die Jahre bezüglich
bestimmter Währungen zu beobachten. Von Katastrofen abgesehen, gibt es immer
Trends die ein paar Jahre halten. Man hat schliesslich die freie Wahl, ob man
als Controller einen Japaner oder Amerikaner oder Europäer einbaut.
- Lieferfähigkeit ist während der Produktionsphase wichtiger als der Preis
(sieht jeder erst ein wenn's zu spät ist). Manche Mengen kann man nicht vom
Lager der verschiedenen Distributoren zusammentelefonieren. Auch mündliche
Zusagen der Distributoren über Lieferfähigkeit sind wertlos, nach einem
halben Jahr erinnert sich da niemand mehr dran. Aber andererseits will
niemand langfristige Lieferverträge mit Distributoren abschliessen. Wenn die
Fertigung schleppend hochfährt, oder die Stückzahlprognose zu hoch lag oder
die ewig fleissigen Entwickler das Teil schon wieder rausdesigned haben kriegt
man Teile, die man nicht braucht, und soll sie zahlen. Die Lieferverträge
decken manchmal das Währungsrisiko ab, hängt aber oft ab was im Detail
vereinbart wurde.
Wenn man sich ohne langfristige Verträge bei Halbleitern durchmogeln muss:
- second source verfügbar ? Heute oft kaum noch möglich das zu
berücksichtigen. Upgrades funktioniert oft noch: d.h. OP mit Standardpinning
immer durch anderen, besseren ersetzbar.
- Reputation des Bauteilherstellers bezüglich Lieferfähigkeit beachten. Einige
sind berüchtigt: Motorola, Maxim ...
- Unbekannte Hersteller die über Preis in einen Markt eindringen wollen, aber
praktisch noch nichts fertigen oder verkaufen sind auch verdächtig. Sie gehen
so schnell wie sie kommen.
- Bei Distributoren anfragen welche Stückzahlen er ab Lager liefern könnte.
Hohe verfügbare Menge deutet auf viele design-ins hin und das Teil sollte damit
gängig sein.
- Zu alte oder zu neue Teile meiden. Alte, exotische Teile (vor 1990) werden
oft abgekündigt, weil der Hersteller die Fertigungslinie abbaut. Bei neuen
Teilen sammelt er oft schon Bestellung, kriegt die Fertigung aber nicht so
schnell hoch wie er meint. Rückstau zwangsläufig, kleinster Kunde hat
geringste Priorität.
- Bestehen Zweifel an der Zahlungsfähigkeit keines Kunden, muss man eine
Kreditausfallversicherung abschliessen. Wird die verwehrt, muss man die
Geschäfte mit dem Kunden einstellen, sonst können geleistete Zahlungen nach
§133 Insolvenzverordnung zurückgefordert werden.
Für kleine Firmen sind die hohen Stückzahlen oft eher eine Einladung sich das
Genick zu brechen, als eine lukrative Gelegenheit.
Von: Rafael Deliano 1999
>> Lieferfähigkeit ... wichtiger als der Preis
Man kann auch sagen warum: wenn geliefert wird, kommt Zahlung rein. Ob das
Produkt statt ein wenig Gewinn, ein wenig Miese macht, merkt man selbst oft
erst beim Nachrechnen. Die Bank jedenfalls merkt nichts. Wenn jedoch wegen
Lieferunfähigkeit keine Zahlung kommt, wird die Bank nervös und knipst einem
oft vorschnell das Licht aus.
>> (ca. 1 kB ROM, ca. 200 Byte RAM)
Ein derartiger Controller (20 Pins) wie der 68HC707J1A kostet bei 1k als OTP
nur noch 1.20 EUR. Die Variante KJ1A (16 Pin) als OTP bei 1k -.80 EUR ist bei
grösseren Stückzahlen (500k) unter -.45 EUR. (Das sind Preise die Future mal
veröffentlichte) ROMs sind nochmal billiger, aber die Stückzahlen ab denen sie
der Hersteller annimmt sind dementsprechend hoch. Offensichtlich sind Typen
wo man die Fertigung mit OTPs hochfahren kann und erst wenn alles stabil ist
auf ROM wechselt empfehlenswert.
> kundenspezifischen ASIC
Wie oben gesehen ist gegen Standardcontroller vom Preis nicht viel zu holen.
CPLDs sind teuer und brauchen viel Strom, Gate Arrays sind nicht so
änderungsfreudig wie Software und es dauert oft Monate bis die Samples kommen.
Ich hab vor 10 Jahren mal ein kleines gemacht: 50% der Zeit ging drauf das
Programm für den Tester zu schreiben ...
5 Punkte gäb's noch um am Preis für hohe Stückzahlen zu bohren:
- Für simple Anwendungen ist 8 Bit oft überdimensioniert. 4 Bit CPUs werden
speziell für Preiskriege immer noch gemacht. Hauptsächlich Japaner. Aber z. B.
in Deutschland (Eching/Heilbronn Fertigung in Frankreich) MARC4 von
Atmel/Temic. Einige Teile auch OTPs. Einsatz z. B. mit Transpondern in
KFZ-Schliessanlagen (Temic gehörte mal Daimler-Benz). Wenn man beim
Distributor fragt, wird man meist abgewimmelt. Besagt aber nichts, die Teile
werden hauptsächlich für einen Kundenkreis, der nicht bei Distributor kauft,
gefertigt. Besser direkt beim Hersteller bohren.
- bipolare Analogschaltungen kann man mit Zetex als "analoge" GateArrays
fertigen, braucht allerdings Stückzahlen (10k/Jahr ?). Auf dem Chip sind NPN,
(lausige) PNP, Widerstände, kleine Kondensatoren. Man zahlt nur eine
Metallisierungsmaske. Die Standard-ICs die Zetex selbst anbietet basieren alle
auf diesen vorgefertigten Arrays. War bei vielen Produkten von Ferranti und
Exar genauso. Hat den Vorteil, dass die Parameterstreuung ständig kontrolliert
wird und das Ausgangsprodukt billig ist. Zum Entwickeln gibts DIL-IC-Kits die
die Transistoren enthalten. So kann man Breadboards aufbauen. Ferner gibts die
Transistordaten in PSPICE-Format, man kann also auch MonteCarlo-Analyse
machen (konnt man bei Ferranti damals noch nicht).
- Leiterplatten aus Fernost in FR1/FR2 und einlagig sind billiger (Kostenfaktor
gegenüber FR4: 0.3 bei FR1, 0.6 bei FR2, 0.7 bei CEM1, 0.8 bei CEM3). Die Sorte
wird in Deutschland zwar kaum noch produziert, aber immer noch von vielen
Firmen bei preiskritischen Produkten verwendet. Technisch ist es nötig das
Layout (Leiterbahnbreite, Lötaugendurchmesser) sorgfaltig abzustimmen, wegen
der schlechteren Haftfestigkeit des Kupfers. Man kriegt auch einfache
SMD-Schaltungen drauf. Als Material gibt es die "echten schlechten" braunen
aus Fernost die nicht bleifrei lötbar sind, aber auch das gelbliche,
plastikartige FR3-Material das z. B. auch für Posttelefone eingesetzt werden
durfte und in Europa noch produziert wird. Vorher abklären wie es in der
Anwendung um Anforderung an Flammschutz, Aufquellen bei Feuchtigkeit,
mechanischer Festigkeit aussieht. Bei grossen Boards (Netzteilen) verzieht
sich FR1 beim Schwallen oft unschön oder hängt bei Trafos durch.
Wenn man weiches Leiterplattenmaterial hat, muss man die Boards auch nicht
mehr bohren sondern kann Stanzwerkzeug (allerdings grösserer Lochdurchmesser)
machen, was bei hohen Stückzahlen sinnvoll sein kann.
- Lieber mehr als weniger herumtelefonieren, wenn Teile teuer und der Markt
uneinheitlich ist. Trifft besonders für elektromechanische Teile und ähnliche
Exoten zu. Ich brauchte unlängst einen 600:600 Ohm Übertrager ohne weitere
Anforderungen. Erste Anruf an Haufe/Deutschland: die wollten 5 EUR. Weiter
zu Consar, der amerikanische Trafos für Modems führt. Kompakte Teile, guter
Qualität aus automatischer Fertigung, aber etwa 2 EUR. Verwendet wurde dann
ein Teil aus Fernost das etwas über -.50 EUR kostet. Es ist keine Augenweide,
funktioniert aber auch.
- Versuchen Probleme prinzipiell anders anzugehen, insbesondere in Software zu
verlagern. Ich habe hier eine Leiterplatte mit einem kleinen Controller und
einem bipolaren analogen Freisprech-IC (4 EUR) das zusätzlich einen Schwung
kleiner Aluelkos benötigt. Da der Controller abgekündigt wurde, kommt ein
etwas grösserer rein der zusätzlich A/D-Wandler und mehr Pins hat. Alles nicht
benötigt, aber der Typ ist die preiswerteste Alternative in der Familie.
Gleichzeitig werde ich versuchen das Freisprech-IC durch einen Analogschalter
4066 (0,10 EUR) zu ersetzen und den Controller die Schalterei machen zu lassen.
Er kann sich durch die A/D-Wandler den Pegel in beiden Kanälen bestimmen und
tut während des Sprechens ohnehin sonst nichts.
> "Entwickeln" kann man ja eigentlich nicht sagen, da das ja eh nur
Manch einer denkt, daß Seriengeräte nur nachgebaute ApplicationNotes sind.
Für industrielle Anwendung ist servicefreie Lebensdauer, also verbesserter
Blitzschutz interessant.
die analoge Beschaltung kann oft deutliche Auswirkung auf die
Fehlerhäufigkeit BER haben. Eher bei höheren Geschwindigkeiten ein Problem.
die analogen Telefonnetze in Europa sind nicht sonderlich kompatibel und daß
es Zulassungstests besteht bedeutet nicht, daß es in der Praxis dann auch
überall funktioniert. z. B. innerhalb Nebenstellenanlagen.
einige (Modem-)Chipsätze hatten Macken. Rockwell z. B. manchmal nur
Verbindungsaufbau zwischen Rockwell-Chips aber nicht zu anderen Modems.
Auch der automatische Wechsel zwischen Geschwindigkeiten im Betrieb war
früher oft problematisch.
D.h. "jeder" kann zwar ein bischen ein Modem bauen, aber nur spezialisierte
Firmen mit KnowHow und geeigneten Meßgeräten können Produkte basteln die
marktfähig sind. Ist in den meisten Branchen so.
Wer beim Aufkleben des CE-Bapperls Skrupel hat, ist als Unternehmer
charakterlich ungeeignet.
Schlechte aber billige Fertigung von Foshan Lötstationen in China:
In Deutschland gibt es die Berufsgenossenschaft mit folgenden Anforderungen
an einen Elektronikarbeitsplatz:
* Lötrauchabsaugung (denn Flussmittel gelten als allergieauslösend und evenuell krebsauslösend)
http://komnet.nrw.de/ccnxtg/frame/ccnxtg/danz?lid=DE&did=10145
* Beleuchtungsstärke bis 1500 Lux in Elektronikwerkstätten
https://www.vbg.de/apl/tr/asr_a3_4/anh1.htm
* Not-Aus-Schalter
https://tu-dresden.de/die_tu_dresden/arb_umw_schutz/nptu_arbeitsschutz/datein_gb_jan2011/elektro.pdf
* Berufsgenossenschaft
http://www.arbeitssicherheit.de/de/html/library/law/5005064,32,20060201
Von: Hardwareentwickler 03.04.2015
Du kannst meine Position haben. Ich habe nach 15 Jahren keine Lust mehr, weil
das, was ich täglich tue, nichts mit dem zu tun hat, was ich eigentlich
machen wollte.
Musst halt viel über aktuelle Bauteile wissen, Abkündigungen verfolgen und
Dich mit dem Projektleiter rumärgern, der andauernd was Anderes will. Eagle
kannst Du vergessen. Für Arbeiten im Kundenauftrag ist Eagle nicht mehr
akzeptabel: um den Kunden weiter betreuen zu können, z.B. bei Ändernungen,
müsste man bis in alle Ewigkeit monatliche Miete an Eagle überweisen, das
übersteigt auf die Dauer jede Verdienstmöglichkeit. Der Kunden wird ja auch
kaum bereit sein, für ein Layout einen Dauerauftrag mit monatlichen Zahlungen
zu unterschreiben. Wir haben Mentor Expedition. Ansonsten musst Du mit
Visio Schaltungen malen, die dann zum Zulieferer gehen, für externe Vergabe.
Ein Drittel der Arbeitszeit ist das Beschreiben der Schaltung mit Doors in
Form von Requirement-Spec-Keys. Man beschreibt zudem, was man machen will,
erstellt Kostenpläne und lässt es sich abzeichnen.
Ein Weiteres Drittel ist die umständliche spätere Änderung der Keys, weil
wieder ein Knödelhops was Neues will. Dann muss man auch oft Doors-Probleme
umschiffen.
Das dritte Drittel ist das Herumärgern mit der dämlichen und arroganten
QM-Abteilung, die irgendwelche Rechtschreibfehler in den Zulassungsdokumenten
bemängelt und Dich schikaniert.
Für das eigentliche Entwickeln bleibt keine Zeit mehr und wenn, dann ist es
das permanente versteckte Arbeiten gegen die formellen Prozesse, damit doch
was rauskommt.
Hardwareentwickler ist große Scheiße geworden in diesen Tagen!!!!!!!
Die folgenden Absätze betreffen nur gewerblich Handelnde. Wer nur Oma's
Altgeräte oder seine ausrangierten Basteleien verkauft, keine nachhaltige
Gewinnerzielungsabsicht (Als nicht nachhaltig auf Gewinn gerichtet gilt
insbesondere eine Tätigkeit, die gegen geringes Entgelt erbracht wird, siehe
https://www.gesetze-im-internet.de/schwarzarbg_2004/__1.html ) sondern nur
Liebhaberei (Finanzamtsdeutsch) dahintersteht, braucht sie nicht zu beachten.
Wer allerdings Bausätze für andere Modellbaufreunde anbietet, damit er die
100 zu viel gekauften Platinen wieder los wird, muß sich schon überlegen, ob
das nicht gewerblich aufgefasst werden könnte. Die durch einige Musterurteile
begründete Grenze liegt bei Einnahmen von 410 EUR und 5 Verkäufen auch von
extra für den Verkauf angefertigten Gegenständen, unter denen es im Jahr als
Hobby durchgeht, danach sollte man ein (Klein-)Gewerbe anmelden (was
Rechnungsstellung, Steuernummer, Impressum, Rücknahme und Gewährleistung, AGB
(Art 253 EGBGB abschreiben), WEEE, VerpackGesetz, DSGVO
Datenschutzgrundverordnung umfasst) das bis 410 EUR/Monat von
Krankenkassen/Rentenabgaben verschont bleibt, ab 17500 EUR Umsatz/Jahr
(netto=brutto da Kleinunternehmer) wird man umsatzsteuerpflichtig, und ab
24500 EUR Gewinn/Jahr sind Gewerbesteuern fällig (Zahlen ändern sich ggf.
jedes Jahr). Seit 1.1.2023 werden im Jahr kumulierte Verkäufe auf den
Plattformen Amazon, Ebay, Ebay-Kleinanzeigen, Facebook-Shop, Google-Shopping,
Hood, Yatego, Avocadostore, Alibaba, Rakuten, Fairmondo, Shopify, Shpock über
30 Stücke oder in der Summe 2000 EUR automatisch an das Finanzamt gemeldet,
obwohl ja normalerweise beim Verkauf von Gebauchtwaren durch privat nur
Verlust gegenüber dem Anschaffungspreis gemacht wird. Man will wohl den Gewinn
gegenüber verschrotten und wegwerfen besteuern.
Für Kleinunternehmen
http://ec.europa.eu/growth/smes/business-friendly-environment/sme-definition_de
gibt es Vereinfachungen bei Regulatorien, leider nicht bei WEEE und CE die
als vorsätzliche Behinderung schlimmer als zu Fürstentümers Zeiten aufgelegt
wurden. Wer keine geringwertigen (unter 800 EUR) Wirtschaftsgüter sondern
teurere Dinge weniger als 1 Jahr nach Anschaffung verkauft, unterliegt ggf.
§ 23 Absatz 1 Satz 1 Nr. 2 § 23 Absatz 3 Satz 5 EStG, falls der Gewinn 600
EUR im Jahr übersteigt. Und wer vom Kleinunternehmer zum Grossunternehmer
wird, kann in dem Moment für alle Lagerwaren die pro Stück mehr als 5264 EUR
kosteten, also mehr als 1000 EUR Umsatzsteuer ausmachen, die bezahlte
Umsatzsteuer zurückholen (§ 44 Abs. 1 Umsatzsteuer-Durchführungsverordnung
UStDV).
> CE
Jedes in Europa auf den Markt gebrachte Produkt muss den in seinem Bereich
geltenden Richtlinien und Gesetzen genügen. Falls das Produkt unter eine oder
mehrere dieser Richtlinien fällt
signalisiert der Inverkehrbringer (eine Bereitstellung auf dem Markt liegt
u.a. nicht vor wenn "ein Produkt einem Hersteller für weitere Vorgänge z. B.
zur Montage, Verpackung, Verarbeitung oder Etikettierung überlassen wird",
oder von einer Firmenniederlassung in eine andere transportiert wird, auch
USA nach EU. Genausowenig muss eine Firma eine Konformitätserklärung für was
selbst gebautes für eigene Zwecke erstellen (z.B. Prüfstand). Sie muss aber
natürlich trotzdem die Grenzwerte einhalten.) die Einhaltung durch Aufkleben
des CE-Zeichen, wozu er vom Hersteller eine Declaration of Conformity wie
Prüfnachweise für LVD, EMC, RED für das Gerät benötigt, in der der Hersteller
sagt, welche Normen und Anforderungen das Gerät erfüllt. Fällt das Gerät
unter keine dieser Vorschriften, DARF es kein CE Zeichen tragen, also auch
die fälschliche Anbringung kann rechtliche Probleme nach sich ziehen. Ein
FI-Schalter trägt CE wegen der Niederspannungsrichtlinie die er einhält und
muss dabei auch RoHS erfüllen. So argumentiert ABB bei Umrichterantrieben:
Ein uC-Development-Board ist ohne Stromversorgung EMV unrelevant und nicht
Endbenutzereinbaubar, also kein CE-Zeichen. Arduino hat trotzdem eine
Erklärung, aber nur für Störfestigkeit nach EN 61326-2-3
Ist es aber ein Lego Mindstorm, fällt es unter CE wegen Spielzeugrichtlinie
und wird auch EMV erfüllen müssen weil Endbenutzerinstallierbar. Ein
Funkmodul fällt unter RED 2014/53/EU und bekommt dewegen ein CE Bapperl auch
ohne Gehäuse und Netzteil, Funk-Evaluation-Boards sind aber von ihr explizit
ausgenommen. Und Amatuerfunkerequipment hat die EN 301 783-1. Ein Verstoss
gegen §10 FTEG stellt eine Ordnungswidrigkeit dar. Gegen den Betroffenen kann
in der Folge ein Bußgeld von bis zu 25.000 Euro verhängt werden." EN 300220-1
trifft für viele Funk-Produktre zu.
Gerät (DIN VDE 0701-0702) oder Maschine (DIN VDE 0113 (EN 60204), 209-030,
DIN-EN 61496-1, DIN-EN-ISO 13855, DIN-EN-ISO 13857) oder Apparat ? Apparate
haben keine Energiequelle ausser der Muskelkraft des Benutzers und fallen
unter keine dieser Richtlinien ausser vielleicht der Spielzeugrichtlinie oder
PSA. Erster Anhaltspunkt: Geräte kann man während des Betriebs herumtragen,
sie haben meist einen Schukostecker, Maschinen stehen während des Betriebs
fest, sind aber nicht unbedingt elektrisch fest installiert sondern haben
manchmal auch Stecker. Eine Handbohrmaschine ist also ein Gerät. Auch im
Bohrständer. Eine Tischbohrmaschine, die auf dem Tisch festgeschraubt ist,
immer noch. Erst eine Standbohrmaschine, ein Bohrwerk, ist eine Maschine. Ein
Sägewerk, bei dem die Säge auf Schienen den Baumstamm entlang fährt, ist fest
installiert weil die Schienen liegen. Logisch ist das nicht. Ein Lüfter kann
einen Apparat zu einer Maschine machen (z.B. Lötrauchabsaugung, nur ein
Ventilator) was eine Risikobeurteilung nach Maschinenrichtlinie DIN12100
erforderlich macht, ist es für den häuslichen Gebrauch bleibt es ein Gerät.
Immerhin kann man die CE Erklärung des Ventilatorherstellers übernehmen wenn
nichts anderes als der Ventilator verbaut wurde.
Die für die CE-Kennzeichnung relevanten Richtlinien findest du hier:
Es geht bei den ganzen CE Richtlinien um Risikobewertung, hauptsächlich um
Personenschäden, aber auch um den Schutz von Haus- und Nutztieren und
Sachwerten. Bei EMV ist der Schaden das Stören oder Gestört werden und die
eventuellen Folgen. In den Richtlinien werden Normen genannt. Eine Einhaltung
der für das Produkt relevanten Normen bedeutet eine Erfüllung der Richtlinie,
aber Normerfüllung ist freiwillig. Man verliert jedoch die Vermutungswirkung,
und Prüfinstitute prüfen nach der konkreten Norm, nicht nach der Richtlinie.
Harmonisierte Normen dienen also den Herstellern als Hilfestellung zur
Risikoanalyse (IEC26262, IEC61508) und bei der Umsetzung der grundlegenden
Anforderungen. Mitbewerber wenden sich bei Missstandsvermutung an die
Bundesnetzagentur, deren Aussendienstmitarbeiter ggf. den Hersteller/Importeur
aufsuchen, die Unterlagen sichten, überprüfen und Strafen wegen
Ordnungswidrigkeiten verhängen. Man sollte also die für einen geltenden
Vorschriften kennen und im Zweifel messen ob die eigenen Geräte sie einhalten,
sonst kann man böse Überraschungen erleben. "Ist der Tatbestand des
Inverkehrbringens von Geräten ohne CE-Kennzeichnung erfüllt, droht ein Bußgeld
von bis zu 50000 Euro." (Bei Händlern als Ersttäter auf Grund von Nichtwissen
sind ca. 1250 EUR fällig).
Das Produkthaftungsgesetz sollte man gelesen haben und auch BGB §823(2).
Produktsicherheitsgesetz § 39 Abs. 1 Nr. 6 und Abs. 2: "Bei Verstößen drohen
dem Verpflichteten bei Vorsatz oder Fahrlässigkeit Bußgelder in Höhe von
bis zu 10.000 Euro". Zum haftenden Hersteller wird man auch, wenn man einem
Produkt den eigenen Markennamen aufklebt, oder es in die EU importiert, und
wenn man als Lieferant nicht innerhalb 1 Monats den wahren Hersteller nennt.
Heizelemente, bei denen der Heizdraht bei Bruch ein geerdetes Gehäuseteil
berühren kann, müssen 2 Temperatursicherungen haben, in jeder Zuleitung eine,
denn man kann ja beim Schukostecker nicht sicherstellen, an welcher Zuleitung
Phase liegt, und ob die Installation über einen RCD/FI verfügt.
So sollte ein Batteriefach entweder mit einer Schraube oder nur durch eine
doppelte Bewegung (drücken und schieben) zu öffnen sein, damit Kleinkinder
nicht an kleine Batterien herankommen, sie verschlucken und daran sterben.
Viele aber nicht alle Produktstandards und Normen für Endgeräte fordern, dass
verwendete Lithium-Ionen- und NiMH-Batterien nach der IEC 62133-2 geprüft und
UN38.3 zertifiziert sein müssen.
Zur Nahrungsmittel-Sicherheit muss ein "Hazard analysis and critical
control points" Plan https://de.wikipedia.org/wiki/Gefahrenanalyse_und_kritische_Kontrollpunkte
eingehalten werden und die mit den Lebensmitteln in Kontakt kommenden Stoffe
"Lebensmittelkontaktmaterialien" (Verpackung, Maschinenteile) müssen
entsprechend geeignet sein. Damit ein abgesplittertes Messer nicht in die
Tüte kommt, verwenden solche Anlagen eben Metalldetektoren am Ausgang und
benutzen keine Keramikklingen.
Nach australischem Recht muss ein Unternehmen binnen 48 Stunden die Regierung
informieren, wenn es erfährt daß eines seiner Produkte zum Tod oder zu
Verletzungen bei Nutzern führte.
Optimal ist es, ein Prüflabor zu beauftragen. Damit bekommt man dann
eine "Expert Opinion" von einem "Notified Body". Damit ist man bestens gegen
rechtliche Probleme gewappnet. Mehr kann man im Prinzip nicht tun.
Tektronix schreibt: "Eine All-in-One-Pre-Compliance-Lösung einschließlich
eines USB-Spektrumanalysators RSA306B, SignalVu-PC mit dem EMCVu Plugin,
Nahfeldsonden, Netznachbildung (LISN), gerichteten Testantennen, Stativ und
Verkabelung ist ab 28.543 € (unverbindliche Preisempfehlung) erhältlich.
Dies entspricht in etwa den Kosten für einen einzigen Besuch bei einem
EMV-Testhaus." Damit ist klar, daß eine EMV Prüfung für kleine Anbieter
überhaupt nicht finanzierbar ist und sie durch die bestehende EU Regelung
de facto einem Gewerbeverbot unterliegen.
Wer keine selbständig funktionierenden Endprodukte sondern nur Komponenten
liefert die nicht vom Endbenutzer zu installieren sind, der muß CE
Konformität nicht nachweisen, es ist bei Bauteilen sogar unzulässig ein
CE-Zeichen aufzukleben. Mit dem CE-Zeichen darf nicht als Qualitätsmerkmal
geworben werden.
Es ist ja auch unmöglich, bei nackten Platinen oder Bauteilen den Berührschutz
etc. sicherzustellen, dennoch sind manche Produkte anders: Netzkabel, Trafos,
PC-Einsteckkarten, obwohl ohne Gehäuse so ein Teil natürlich Abstrahlungen
weit oberhalb der erlaubten Werte hat und ein CE Bapperl eigentlich Unsinn
ist, aber es ist eben endbenutzerinstallierbar. Alle Teile müssen aber
geeignet sein, die CE Richtlinien zu erfüllen, es gibt also keine Ausrede für
zu geringe Sicherheitsabstände auf der Platine, Netzschalter ohne ein µ (steht
für Kontaktabstand > 3mm wenn ausgeschaltet) oder nicht UL94 genügende
Unbrennbarkeit der Materialen, ein Käufer wäre zu Recht unzufrieden, er
benötigt ja die Declaration of Conformity z. B. über die Unbrennbarkeit von
Gehäusen, um entscheiden zu können, ob er das CE Zeichen aufkleben darf.
Sonderanfertigungen erhalten/benötigen kein CE Zeichen, beispielsweise 3.8
MPG http://www.tuev-media.de/leseprob/lp_90227_inhalt.pdf
Auszug aus der deutschen Zollverordnung für Importe und CE Kennzeichnung aus
Drittländern, NICHT MEHR unter http://auskunft.ezt-online.de/ezto/Welcome.do
zur Einfuhr Suchkriterien Codenummer 95030075900 Suche starten Maßnahmen und
Hinweise Übersicht (Hinweise) Tabelle ganz rechts den Link "FN" (Fußnote)
lesbar ist:
"Die Überführung von Spielzeug i.S.v § 1 der zweiten Verordnung zum Geräte-
und Produktsicherheitsgesetz (SpielzSiV) in den freien Verkehr ist nur
möglich, wenn auf dem Spielzeug oder seiner Verpackung die CE-Kennzeichnung
angebracht ist und gut lesbare Gefahrenhinweise, Gebrauchsvorschriften, Name
und Anschrift des Herstellers oder seines Bevollmächtigten in der
Gemeinschaft angegeben sind (Art. 27 Abs. 3 Buchstabe b) bzw. c) VO (EG) Nr.
765/2008 i.V.m. § 4 und 5 SpielzSiV). Die Angaben sind nicht erforderlich bei:
- privaten Einfuhren,
- Spielzeug für Kinder über 14 Jahre,
- Erzeugnissen des Anhang I der RL 88/378/EWG (s. Abs. 4 der Dienstvorschrift E-VSF SV 0626 - 5) und
- Gegenständen, für die noch eine weitere Be- oder Verarbeitung notwendig ist -SV 0626-. (861)"
von: AufArbeit 12.11.2019
Wenn ein Anschluß außenrum aus Metall ist, das mit dem Gehäuse direkt
verbunden ist, wird keine ESD Enladung gemacht, weil davon ausgegangen
wird, dass erst der Metallkragen berührt wird.
Surge vermeidet man einfach, in dem man in die Doku reinschreibt, dass
die Leitungen kürzer als 10m sein müssen. Geschirmte und und direkt mit
dem (geerdeten) Gehäuse verbundene Leitungen (BNC, Ethernet) machen
allerdings selten Ärger bei Surge. Gegen ESD reicht eine normale
bidirectionale TVS-Diode.
43 GradC ist DER allseits bekannte Grenzwert bei Geräten / Maschinen. Wird
ein dauerhaft anzufassendes Teil (z. B. Handgriff) heißer als diese
Temperatur, sind zusätzlich Schutzmassnahmen notwendig. Entweder von
Herstellerseite oder die Betriebsanleitung schreibt eine "PSA" (persönliche
Schutzausrüstung) vor, z. B. Handschuhe. Ein Lenkrad eines in der Sonne
geparkten Autos wird problemlos über 43 GradC warm, aber nicht durch das
Auto. Die Grenztemperatur zum Berührungsschutz ist allgemein 65 GradC. EN ISO
13732-1 nennt 85 GradC bis 1 Sekunde und 60 GradC bis 1 Minute bei
Kunststoffoberflächen.
In der DIN EN 60335-2-7; VDE 0700-7:2014-07 werden darüber hinaus Grenzwerte
für zufällig berührbare heiße Oberflächen eingeführt, zum Schutz besonders
schützenswerter Personen wie Kinder genannt.
Wie robust sollte ein elektrisches Gerät gegen Stösse und runterfallen sein ?
Normen für die elektrische Sicherheit:
Beispiel für eine Konformitätserklärung;
Firmenkopf
(Firmenbezeichnung und vollständige Anschrift)
EG-Konformitätserklärung nach EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG,
Anhang II A
Hiermit erklären wir, dass die nachstehende Maschine
Maschinenbezeichnung, Typ, Seriennummer, Handelsbezeichnung
den einschlägigen Bestimmungen folgender Richtlinien entspricht:
Maschinenrichtlinie 2006/42/EG
EMV-Richtlinie 2004/108/EG
….
Angewandte harmonisierte Normen:
EN ISO 12100
EN 1010-1
EN 1010-2
EN 1010-3
EN 1010-4
EN 1010-5
EN ISO 13849-1
EN 60204-1
….
Angewandte nationale Normen und technische Spezifikationen:
…..
Bevollmächtigter für die Zusammenstellung der technischen Unterlagen:
H. Steller, Anschrift
Musterstadt, 29.12.2012 H. Mustermann, Geschäftsführer
Eine Leuchte sollte aufführen
RoHS-Richtlinie 2011/65/EG
EMV-Richtlinie 2014/30/EG
Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EG
Produktsicherheit-Richtlinie 2001/95/EG
Leuchtennorm EN 60598
Selbst für die Bedienungsanleitung für Endverbraucher gibt es eine Norm, die
DIN EN 82079, mit gewissen Defiziten, aber zumindest grundlegend Richtigem:
http://www.itl.eu/fileadmin/media/docs/infopool_veroeffentlichungen/2015/itl_Fachmagazin_2015_Sonderausgabe_Dokunorm.pdf
Tests von Spelsberg https://www.spelsberg.com/service/technical-information/technical-information/tests-and-test-methods-according-to-iec-/en-standard/
Technical Information Tests and test methods according to IEC-/EN-Standard
The mentioned tests are based on the following standards:
DIN EN 60670-1 (VDE 0606-1),
DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1),
DIN EN 62208 (VDE 0660-511)
with all associated amendments and extensions.
The tests described below are carried out, documented, analysed and evaluated
there.
DIN EN 60670-1, VDE 0606-1 This standard applies for sockets, housings and
housing parts for electrical installation equipment with a rated voltage of
less than 1000 VAC and 1500 VDC, which are intended for household and similar
fixed electrical installations both indoors and outdoors.
(DIN EN 60670-1, 1 Application Area)
DIN EN 61439-1, VDE 0660-600-1 This standard defines terms and specifies the
operating conditions, construction requirements, technical characteristics
and requirements for certification of low-voltage switch gear assemblies
whose rated voltage is below 1000 VAC and 1500 VDC and which are movable or
fixed.
(DIN EN 61439-1, 1 Application Area)
DIN EN 62208, VDE 0660-511 This standard applies for empty enclosures, as
supplied by the manufacturer before any equipment is installed by the
manufacturer of the switchgear assembly.
(DIN EN 62208, 1 Application Area)
Note:
Our in-house testing laboratory is certified according to:
UL (Underwriters Laboratories)
DIN EN 60670-1, 60670-22, 60529
The tests described below are carried out, documented, analysed and evaluated
there.
Proof of mechanical structure
DIN EN 60670-1
Lids, covers or cover plates or parts thereof
DIN EN 61439-1
Design verification of switchgear assemblies
DIN EN 62208
Type testing of empty enclosures
Proof of non-removable lids
DIN EN 60670-1:
The forces are applied perpendicular to the mounting surface, at the middle
of the lid, gradually increasing for one minute.
Proof of removable lids
DIN EN 60670-1:
The forces are applied ten times, gradually increasing, to the device to
remove the lid. The equipment under test shall be free of damage afterwards.
Proof of resistance to ingress of solid foreign bodies
DIN EN 60670-1
DIN EN 62208, 9.8.1.2
The equipment under test is set up as in normal use and any existing cable
inlets are fitted with cables. Protection is achieved if the probe cannot
penetrate into the tested equipment (IP4X).
For protection level IP5X, no part of the inner surface may be covered by
dust from the outside. For protection level IP6X, no dust may penetrate the
into the tested equipment.(See IP code, page 309)
Proof of resistance to harmful effects of water ingress
DIN EN 60670-1
Proof of electrical stability
DIN EN 60670-1:
Insulation resistance and electric strength of boxes and enclosures
DIN EN 61439-1:
Protection against electric shock and continuity of earth leads in switchgear
assemblies
DIN EN 62208:
Proof of insulation resistance of empty enclosures
Proof of protection against electric shock
DIN EN 61439-1:
DIN EN 62208:
The test must demonstrate that all conductive parts of the device are
effectively connected to the external earth lead. A resistance meter must be
used here, which can supply at least 10 A. The test must result in a circuit
resistance of = 0.1 O.
Proof of electric strength
DIN EN 60670-1:
The test voltage is applied between two metal foils as for proof of insulation
resistance. The test starts with about half the specified voltage and then
increases rapidly to full voltage. The test is passed if no breakdown or
flashover occurs.
The test voltage is applied between the connected poles of the main circuit
and the earthed enclosure, between the unconnected poles of the main circuit,
between the control and auxiliary circuit and the main circuit as well as the
earthed enclosure.
In order to furnish proof, the overcurrent relay must not trigger and there
should be no breakdown.
Eie einfache Platine mit uC ohne Netzstromversorgung und Funk, nicht zum
Einbau in ein Auto gedacht und kein Kinderspielzeug und keine Maschine
unterliegt:
- Directive 2014/30/EU on electromagnetic compatibility
- Directive 2011/65/EU Restriction of Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment
Für Länder innerhalb der EU muss eine Betriebsanleitung in der Sprache des
Verwenderlands und, falls dies nicht die Herstellersprache ist, eine weitere
Betriebsanleitung in der Sprache des Herstellerlands geliefert werden. Das
gilt auch beim länderübergreifenden Verkauf gebrauchter Maschinen.
Auch Metallbauer haben nach DIN EN 1090-1 ihre Produkte in EXC1 bis EXC4
einzustufen, ab EXC2, für Tragwerke aus Stahl und Aluminium wie Geländer
und Treppen im öffentlichen Bereich, dürfen nur von einer nachgewiesen dazu
ausgebildeten Fachkraft geschweisst werden, damit keine Materialermüdung die
Statik ruiniert, und dieses per CE-Zeichen kundgetan werden wenn mehr als ein
Einzelstück, CE betrifft also nicht nur Elektronik.
> Niederspannungsrichtlinie
Sie gilt erst für "elektrische Betriebsmittel zur Verwendung bei einer
Nennspannung zwischen 50 und 1000 V für Wechselstrom und zwischen 75 und 1500
V für Gleichstrom" als Ein- bzw. Ausgangsspannungen, also nicht für
Elektronik an Kleinspannung. Wer seine Bastelei also nicht mit 230V~
verbindet sondern über Batterie oder ein fertiges CE konformes
Steckernetzteil versorgt, der hat mit der Niederspannungsrichtlinie nichts zu
tun. Es sei denn, das Gerät verwendet Funk und fällt daher unter RED, dann
gilt die Niederspannungsrichtlinie auch bei Kleinspannung. Dennoch könnten
manche Geräte ein CE Zeichen benötigen, beispielsweise weil sie unter die
EMV-Richtlinie fallen oder als Spielzeug anzusehen sind.
Wer seine Steckernetzteile europaweit ausliefern will, muss eine Beschreibung
in jeder europäischen Amtsprache beilegen, einen Firmennamen mit
Kontaktadresse aufkleben und eine Risiko-Analyse und -Bewertung muss im
vorgeschriebenen Stil in der Declaration of Conformity Dokumentation
abgeheftet sein. Diese Dokumentation kann die Behörde im Zuge der
Marktüberwachung einfach mal anfordern, es ist dann keine Zeit mehr sie zu
erstellen, aber wenn sie plausibel aussieht ist es damit eist erledigt.
http://ec.europa.eu/growth/sectors/electrical-engineering/lvd-directive_en
https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen/2020/Mai/Positionspapier_Funkanlagenrichtlinie_RED/Positionspapier_Funkanlagenrichtlinie_RED.pdf (Informationen für Hersteller von Beleuchtungsprodukten mit Funkkommunikation)
> EMV
Nicht jedes elektronische Gerät fällt unter EMV Vorschriften, viele sind
aufgrund ihrer Beschaffenheit hinsichtlich EMV unkritisch (nur eine
Glühbirne drin) oder sind für eine ortsfeste Installation vorgesehen, oder
sind Funkgeräte, die früher unter R&TTE-Funkgeräterichtlinie 1999/5/EU
fielen, heute unter RED 2014/53/EU . Wer aber unter RED fällt, muss neben
WEEE, RoHS auch noch EMCD und LVD einhalten weil die Spannungsgrenzen dann
wegfallen. Wenn ein Gerät aufgrund eines Funkmoduls unter die RED fällt,
muss das gesamte Gerät (nicht nur das Funkmodul) zusätzliche Anforderungen
erfüllen: Funkanforderungen (ETSI EN 300 328 / 300 220-1) Elektrische
Sicherheit (EN ??) Funk-EMV (ETSI EN 301 489-17 in Verbindung mit ETSI EN
301 489-1) EMF (EN 62479). Hätte das Gerät kein Funkmodul, gäbe es keine
Anforderungen an die elektrische Sicherheit, wenn die internen Spannungen
unterhalb von 73 V sind. Wenn ein Funkmodul mit klar abgegrenzter
Schnittstelle und eigenem Gehäuse eingesetzt wird, kann sich der
Maschinenbauer auf die Papiere seines europäischen Zulieferes der RED-Anlage
verlassen und seine Maschine ganz gewohnt nach Maschinenrichtlinie & EMV usw.
bearbeiten, sagt 2006/42/EG, obwohl nach RED eigentlich das Modulkonzept der
FCC nicht existiert, aber wenn Funk nicht der wesentliche Bestandteil des
Geräts ist (sprich: es funktioniert und nützt auch ohne), kommt man drumrum.
http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0470189304.html (Electromagnetic Compatibility Engineering, Ott, ISBN 9780470189306)
Man kann sehr viel schon durch passende Auslegung machen: kurze Leitungen,
schon fallen viele Dinge der 61000-6-1/-2/-3/-4 raus, kleine Spannungen,
schon war's das mit der LVD Niederspannungsrichtlinie, nichts mit Funk,
niedriger Takt, schon Messungen nicht mehr bis 6GHz sondern nur bis 1GHz.
Eine Abstrahlungsmessung nach Haushaltsnorm in einem Prüflabor ohne
Prüfbericht liegt bei ca. 350 EUR, interessant wenn man Produkte von
Konkurrenten auf Normeinhaltung überprüfen will.
https://www.mikrocontroller.net/topic/504164#6425874
Wenn das Gerät unter EMV fällt, sind folgende Vorschriften einzuhalten:
Störfestigkeit nach EN 50082-2 DIN 61000-6-3 (EMV-Störfestigkeit)
Funkentstörung Klasse A DIN 61000-6-1 (EMV-Abstrahlung) je nach Warengruppe
KFZ: EN55025
IT&Multimedia: EN55023
ISM: EN55011
Beleuchtung: EN55015
Haushalt: EN55014-1
ggf. IEC-60929 elektronische (Leuchtstofflampen-)Vorschaltgeräte
Sicherheit von Einrichtungen der Informationstechnik einschließlich elektrischer Büromaschinen
ggf. ISO 26262 für Elektroautos, zumindest IEC61508, ECE R100 wenn man es nicht verkaufen will.
Prüflabore: http://www.ce-lab.de/ (80 EUR/Stunde, sonst sind eher 130 für
Labor+Prüfer üblich und 150-200 ist teuer) und http://www.reichl-emv.de/ und
http://www.emc-test.de/ und https://www.emtest.com/de/home.php . Für RED
Funk Zulassungen gibt es https://www.cetecom.com/ , https://www.tuvsud.com/
und https://www.7layers.com/ sowie https://www.szhtw.com.cn/ .
ESD dauert etwa 1h, Freifeld etwa 1-2h, Surge etwa 1-4h, Burst zwischen 1-4h.
Prüfungen sind besonders teuer, wenn es um selbstgebautes GSM oder ähnliches
geht, weil dann die Basisstation simuliert werden muss, das kann bis 10000 EUR
kosten, ein uC mit fertigem GSM Modul liegt bei CETECOM bei 400 EUR. Eine
komplette Marktfähigkeitsprüfung erledigt inzwischen:
http://www.take-e-way.de/leistungen/marktfaehigkeitspruefung/
Ab dem 20.04.2016 muss für das CE-Zeichen ein Nachweis der Risikoanalyse nach
der Maschinen- und Niederspannungsrichtlinie (wenn jeweils relevant) erbracht
werden. Wenn man sich bei der Konstruktion und beim Bau an die einschlägigen
Normen hält, ist eine Risikobeurteilung nicht explizit gefordert. Allerdings
muss nach der EMV-Richtlinie (wenn relevant) eine Nachweis über die
geforderten Messungen erbracht werden.
Wer selber messen will (ohne Abschirmkammer eh bloss Grenzwerte abschätzbar)
untersucht zunächst (in einer (G)TEM Zelle), ob das Gerät unzulässig viel
abstrahlt, und wenn ja, dann sucht er mit der Nahfeldsonde wo es vor allem
herkommt. Danach sendet man mit entsprechender Leistung über die
Frequenzbänder in die (G)TEM Zelle und schaut, ob das Gerät nicht gestört
wird. Hat das Gerät Leitungen nach aussen (Stromversorgung), sind die
leitungsgebundenen Störungen zu messen. Dazu wird die Zuleitung per Filter
abgeblockt, so kommen keine Störungen von aussen rein, und Störungen nach
draussen sehen eine hohe Impedanz, sind also messbar ohne kurzgeschlossen zu
werden.
http://j3.rf-explorer.com/ http://rfexplorer.com/
https://signalhound.com/products/usb-sa44b/ http://www.signalhound.eu/
https://www.datatec.de/YIC-Technologies-EM8000 (EMV Flachbettsensor bis 4GHz oder 8GHz für ca. 13000 EUR + Speki, siehe https://www.mikrocontroller.net/topic/490212#6152021 )
http://www.aaronia.com/ (HF-60100 V4 1500 EUR)
https://www.batronix.com/versand/zubehoer/tem-zellen.html (kleine TEM Zellen)
https://emcsupplies.com/collections/near-field-probes (Nahfeldsonden mit Verstärkern zum Anschluss an FFT Speki)
https://www.beehive-electronics.com/probes.html (Nahfeldsonden mit Verstärkern zum Anschluss an FFT Speki)
http://www.emcprima.com/ (siehe https://www.mikrocontroller.net/topic/494374#6237598 )
https://www.tekbox.com/product/Pre-Compliance_Conducted_Emission_Measurements.pdf (leitungsbgebundene Stärungen, Klassen, Messmethoden, Grenzwerte)
https://www.rolfheine.de/NNB216Z.html (LISN nach CISPR 16-1, gemessen von 9kHz bis 150kHz und 150kHz bis 30MHz)
https://www.tekbox.com/product/TBOH01_Manual.pdf (LISN für DC nach CISPR-25, ISO 7637-2, ISO11452-2/4/5 inkl. Schaltplan und Bauteilauswahl aber ohne Leiterplatte wird ein Nachbau nichts)
https://www.mikrocontroller.net/topic/517521 (Netznachbildung)
https://www.eevblog.com/forum/projects/5uh-lisn-for-spectrum-analyzer-emcemi-work/50/ (TekBox Eigenbau)
https://www.solar-emc.com/LISN.html (verschiedene LISN für verschiedendste Standards)
Risikoanalyse sagt es schon, die ISO9001 soll es sicherstellen, daß immer
dieselbe Qualität produziert wird. Agile Methoden wie Scrum, Kanban, Kaizen,
Lean können das prinzipbedingt nicht liefern, Six Sigma DMAIC (define,
measure, analyze, control, improve) liegt näher an ISO9001, im seriösen
Umfeld gilt DO-178, V-Modell XT und IEEE 12207 falls es um den ganzen SW
Lifecykle geht. Die DIN EN 61508 ("SIL-Norm") verlangt daher für
sicherheitsgerichtete Funktionen die Wasserfall oder V-Modell Methode bei
der Entwicklung.
Wenn in der Konformitätserklärung die DIN EN 60204-1 genannt ist, muß davon
ausgegangen werden, daß die Erstprüfung nach BGV A3 / DGUV A3 / TRBS2131
erfolgt ist, sie ist ja Bestandteil der Norm.
1. Technische Dokumentation
2. Automatische Abschaltung (wenn vorhanden)
3. Durchgängigkeit Schutzleitersystem (bei 1.5mm2 gilt: bis 5m < 0.3R, danach pro 7.5m Leitung + 0.1R bis max. 1R)
4. Isolationswiderstand
5. Hochspannungsprüfung
6. Schutz gegen Restspannung
7. Funktionsprüfung
Beispiel: Schneeräumgerät mit elektrischem Motor:
ISO 8437:1989+A1
EN 60335-1:1994+A1+A2+A11-A16:2001
EN 55014-1:2000+A1+A2
EN 55014-2:1997+A1
EN 61000-3-2:2000
EN 61000-3-3:1995+A1
98/37/EC-Annex 1
Beispiel CNC Fräse
http://www.mixware.de/bau1/ceerlaerung.pdf
Allgemeine Vorlage für Spritzgussformen
https://www.vdwf.de/fileadmin/user_upload/Konformit%C3%A4tserkl%C3%A4rung_2019_01.pdf
Transformatoren DIN VDE 0532 / 0570 DIN EN 61558 IEC 14 / 7
Kleintransformatoren und Steuertransformatoren DIN VDE 0570 DIN EN 61558 IEC 14 D
Trenn- und Sicherheitstransformatoren DIN VDE 0570 DIN EN 60742 DIN EN 61558 IEC 742
Ringstelltransformatoren DIN VDE 0552 / 0570
Transformatoren zur Versorgung medizinisch genutzter Räume DIN VDE 0570 / 0107 DIN EN 60742
Normen zur Audiotechnik
IEC 60094 (Magnetic tape sound recording and reproducing systems)
IEC 60098 (Rumble measurement on Vinyl Disc Turntables)
IEC 60268 (Sound system equipment)
IEC 60386 (Wow and Flutter measurement (Audio))
IEC 60574 (Audio-visual, video and television equipment and systems)
IEC 60581 (High fidelity audio equipment and systems)
IEC 60849 (Sound systems for emergency purposes )
IEC 60908 (Compact disk digital audio system)
IEC 60933 (Audio, video and audiovisual systems - Interconnections and matching values)
IEC 60958 (Digital audio interface)
IEC 61030 (Audio, video and audiovisual systems - Domestic Digital Bus (D2B))
IEC 61096 (Methods of measuring the characteristics of reproducing equipment for digital audio compact discs)
IEC 61119 (Digital audio tape cassette system (DAT))
IEC 61305 (Household high-fidelity audio equipment and systems - Methods of measuring and specifying the performance)
IEC/TR 61602 (Connectors used in the field of audio, video and audiovisual engineering)
IEC 61603 (Transmission of audio and/or video and related signals using infra-red radiation)
IEC 61606 (Audio and audiovisual equipment - Digital audio parts - Basic measurement methods of audio characteristics)
IEC 61883 (Consumer audio/video equipment - Digital interface)
IEC 61909 (Audio recording - Minidisc system)
IEC 61937 (Digital audio - Interface for non-linear PCM encoded audio bitstreams applying IEC 60958)
IEC 61938 (Audio, video and audiovisual systems - Interconnections and matching values - Preferred matching values of analogue signals)
IEC 62002 (Mobile and portable DVB-T/H radio access)
IEC 62087 (Methods of measurement for the power consumption of audio, video and related equipment)
IEC 62104 (Characteristics of DAB receivers)
IEC 62105 (Digital audio broadcast system - Specification of the receiver data interface (RDI))
IEC 62106 (Specification of the radio data system (RDS) for VHF/FM sound broadcasting in the frequency range from 87,5 to 108,0 MHz)
IEC 62121 (Methods of measurement for minidisc recorders/players)
IEC 62389 (Methods of measurement for DVD players)
Für die „Elektrische Ausrüstung von Maschinen“ ist in der EN 60204-1:2006
(VDE 0113-1), in Abschnitt 6.4.1 festgelegt, dass eine Seite des Stromkreises
oder ein Punkt der Energiequelle des PELV-Stromkreises an das
Schutzleitersystem angeschlossen werden muss.
> Zoll
http://www.zoll.de/DE/Fachthemen/Zoelle/EORI-Nummer/eori-nummer_node.html
Wer gewerblich importiert/exportiert hat mit dem Zoll zu tun und beantragt
eine EORI-Nummer mit obenstehendem Formular. In einigen Bereichen gilt das
Reverse Charge Verfahren für die Umsatzsteuer, bei Integrierten Schaltungen
ab 5000 Eur, d.h. der Lieferant stellt dem gewerblichen Kunden keine MWSt.
in Rechnung, und der Kunde, der sowieso eine monatliche
Umsatzsteuervoranmeldung abgibt und gegenrechnet, hat sie - soweit nicht
ausgeglichen - an das Finanzamt abzuführen. Kennt der Absender die Regelung
nicht, reicht dem Finanzamt auch ein Trackingnachweis des
Transportunternehmens.
Sollte der Zoll ein privat importiertes Ding wegen fehlender CE Kennzeichnung
abweisen, ist zu verweisen auf "für den Eigenbedarf hergestellte oder
importierte Elektro- und Elektronikgeräte gelten nicht als in den Verkehr
gebracht, soweit die Geräte tatsächlich selbst genutzt und nicht gewerbsmäßig
für den Vertrieb oder die Benutzung bereitgestellt werden sollen" sagt die
Stiftung EAR
https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:detfCUqEXqgJ:https://www.stiftung-ear.de/index.php%3Fid%3D355+&cd=1&hl=de&ct=clnk&gl=de
Zudem kann man Platinen als ERSATZTEIL deklarieren, dann braucht es weder
eine Bedienungsanleitung (die gehört ja zum kompletten Gerät) noch ein CE
(das trägt ja auch das komplette Gerät). Besonders schlau wäre es natürlich,
dann noch so eine Bedienungsanleitung mit CE eines passenden Geräts dabei zu
haben.
> UL
Im Gegensatz zu CE in Europa ist UL in den USA kein gesetzlicher Zwang, wird
aber von vielen Kunden als Sicherheitskriterium verlangt. Damit ein Produkt
die UL Prüfung in einem der Underwriter Laboratories besteht, sollten alle
sicherheitsrelevanten Bauteile UL listed sein. "Resistor products are not
considered as the UL standard applicable because there is no category in the
UL standard about them."
https://fscdn.rohm.com/en/techdata_basic/resistor/flammability/UL-E.pdf
Per Steckernetzteil oder Batterie betriebene Geräte sind vor allem dann nicht
UL relevant, wenn die Leistung sowieso nicht ausreicht um einen Brand zu
verursachen (unter 200mA Strom im Fehlerfall bei Kleinspannung, unter 15W).
UL fordert bei benutzerzugänglichen Boards ein inherentes Stromlimit von 8A
oder eine 5A Sicherung, oder 240~VA Limit oder 150 Watt Limit. Letztlich
legt UL fest, welche Bestandteile der Schaltung sicherheitsrelevant sind,
aber wo Netzspannung anliegt kann man davon ausgehen. Das betrifft also die
Leiterplatte (Category Code ZPMV2 Wiring, Printed - Component), Schalter,
Steckverbindungen, Netzzuleitung, Trafo, Optokoppler oder X und Y
Kondensatoren. Bei normalen Bauteilen und Gehäusen gilt UL94 (Tests for
Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Applications) als
ausreichend, die wird von IC Herstellern normalerweise in einem
Sammeldokument belegt. Letztlich muß der Hersteller der Leiterplatte für
genau diesen Typ (also z. B. Epoxy doppelseitig durchkontaktiert) UL
zertifiziert sein, sich regelmässig prüfen lassen und darf dann das
UL-Zeichen mit seinem Herstellerzeichen und dem Fertigungsdatum aufdrucken
(dafür sollte man auf der Platine also Platz lassen), und ebenso der
Fertiger der Baugruppe und der Hersteller der das Produkt in Verkehr bringt.
Mit bestandener UL kommt das Produkt bei einer FCC (Funktechnik) oder FDA
(Medizintechnik) Prüfung auch schneller durch. Da in den USA der Importeur
haftet, möchte der oft eine FCC Compliance (EMV) Prüfung sehen, die von
einem FCC zertifizierten Labor (auch in Deutschland) gemacht wurde. Die
UL508 "Industrial Control Equipment" wird zunehmend durch ANSI/UL61010-2-201
ersetzt, die doppelte/verstärkte Isolation zwischen berührbaren Teilen und
Teilen mit gefährlicher Spannung statt einfacher Isolation fordert, Schutz
gegen mechanische Gefahren wie scharfe Kanten und bewegliche Teile,
Stückprüfungen wie Hochspannungsprüfung und Schutzleiterprüfung in der
Fertigung von Geräten, Einzelfehlerprüfungen bei denen nachgewiesen wird dass
bei einem Einzelfehler immer noch ein Basisschutz für den Anwender vorhanden
ist, spezifische Eigenschaften für das umhüllende Gehäuse, eine strengere
Bewertung von Transformatoren mit trennender Isolation, aufwändigere
Temperaturmessungen auch am unteren Ende des spezifizierten
Temperaturbereichs, die Durchführung einer Risikoanalyse, zusätzliche Tests
zur Beurteilung der Langlebigkeit und Lesbarkeit von Gerätekennzeichnungen
(Wischtest mit Isopropanol).
https://www.fcc.gov/general/rules-regulations-title-47
http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx?SID=dc47da3c5ed1a7be56881c59e0704770&mc=true&tpl=/ecfrbrowse/Title47/47cfr15_main_02.tpl
https://www.pulspower.com/fileadmin/global/common/Print/White_papers/WP70_UL-Norm_DE.pdf
https://www.federalregister.gov/documents/2014/02/10/2014-02560/energy-conservation-program-energy-conservation-standards-for-external-power-supplies (US Anforderungen an Netzteile)
https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:6826bcbd-f0a9-476b-bef9-9ab23763f167/controlpanelna-guideline-icp-us.pdf (UL Classification Class 1 Class 2 ab Seite 144)
Class 1 control circuit: Definition in accordance with UL 508A, Chapter 2.6
A Class 1 control circuit is a control circuit with the following properties:
- On the load side of a short-circuit protective device
- On the load side of a transformer or power supply
- With max. 600 V control voltage (regardless of whether AC or DC)
In Chapter 9.1.2.1 and 9.1.2.2, NFPA 79 limits the voltage to 120 V AC or 250 V DC.
7.2.2 Class 2 control circuit
A Class 2 control circuit shall always be established when components are approved only for
a Class 2 control circuit. Such components are marked "For use in class 2 circuits only" or
similarly.
Definition in accordance with UL 508A, Chapter 2.8
A Class 2 control circuit is a control circuit with the following properties:
- Supplied from a source with a limited voltage of 30 Vrms or less
- Supplied by a Class 2 power supply or transformer
NFPA 79 contains the Class 2 control circuit but does not describe it in more detail since it is
defined as follows in the NEC, Chapter 725:
- Circuit on the load side of a listed Class 2 power supply
- Offers fire safety and protection against electric shock due to the limited energy
Note
Components and wiring located completely within a Class 2 control circuit do not have to be
accepted by the inspector.
? Unlisted components and wiring can be used.
However, despite this exception, use of UL approved components and wiring is
recommended if this is possible. This exception is primarily intended to nevertheless enable
the use of components available on the market that do not have UL approval. In special
purpose machine manufacturing, for example, components without UL approval can be
mandatory (e.g. proprietary control PCBs).
Overcurrent protection and sizing of the control circuit
7.2.3 Low-voltage limited energy circuit
The low-voltage limited energy circuit is described only in UL 508A. In Chapter 2.33, this is
defined as follows:
- Voltage = 42.4 V peak (= 30 Vrms at AC voltage) or DC voltage
- Supplied by a battery or an isolated secondary circuit
- Current limiting through
a) An overcurrent protective device (e.g. a listed fuse in accordance with UL 248-4…12, -
15 or a circuit breaker in accordance with UL 489) or
b) The inherent capacity of an isolation transformer or power supply, or
c) The combination of a secondary winding and an impedance
- Tap from the line voltage using a voltage divider is not permitted
Note
The short-circuit protective device shall be selected in accordance with the table
"Overcurrent protection for a low-voltage limited energy circuit" below.
The low-voltage limited energy circuit is limited to:
• Max. power of 100 VA
• Output current of 5 A at a voltage of = 20 V
• 42.4 V peak (= 30 Vrms at AC voltage) or DC voltage
Conversions in accordance with the table below are permitted provided the maximum values
are not exceeded.
Table 7- 1 Overcurrent protection for a low-voltage limited energy circuit
Open-circuit secondary voltage, volts (peak) Maximum overcurrent device, amperes
0 … 20 5
20.1 … 42.4 100/Va
a Where "V" is equal to the peak or DC open-circuit secondary voltage.
Source: UL 508A, Table 43.1
Overcurrent protection and sizing of the control circuit
Exception 1
A secondary circuit that complies with the limited voltage/current circuit requirements for
secondary circuits in accordance with UL 508 (Industrial Control Equipment) is not required
to be protected in accordance with the table "Overcurrent protection for a low-voltage limited
energy circuit".
Exception 2
A current transformer is not required to be protected in accordance with the table
"Overcurrent protection for a low-voltage limited energy circuit".
Note
Analogously to the Class 2 control circuit, components and wiring located completely within a
low-voltage limited energy circuit do not have to be accepted by the inspector.
? Unlisted components and wiring can be used.
However, despite this exception, use of UL approved components and wiring is
recommended here too if this is possible. This exception is primarily intended to
nevertheless enable the use of components available on the market that do not have UL
approval. In special purpose machine manufacturing, for example, components without UL
approval can be mandatory (e.g. proprietary control PCBs).
Die FCC sagt, Schaltungen von denen privat nicht mehr als 5 Stück gebaut
werden sind ausgenommen von den Regelungen, Bausätze aber nicht.
Der Markt fuer Spezialitäten ist demzufolge ausgetrocknet.
> Luftfahrt
In der Luftfahrt gilt RTCA DO-160G für fast alle Elektronikboxen, und
sowohl die Entzwicklungs- als auch die Fertigungsbetriebe müssen ebenso
wie die Reparaturbetriebe zertifiziert sein. Hardware wird nach RTCA
DO-254 entwickelt und Software nach RTCA DO-178C, die beschreiben
"Design Assurance" (Level A bis D) oder "Development Assurance". Eine
Produktzertifizierung kostet locker 100000 EUR nur für ein einziges
Luftfahrzeugmodell. SAE ARP4754A und SAE ARP4761 beschreiben den Prozess,
nach denen das Safety Assessment betrieben wird, und zwar auf der
Flugzeugebene beginnend bis herunter bis zu einzelnen "Steuergeräten".
ABD0100 ist ein Airbus-interner Standard, den man nur als Zulieferer für
Airbus lesen muss.
https://www.sae.org/standards/content/as9100d/
https://www.iso.org/committee/46506/x/catalogue/
https://www.amazon.de/s?k=9781118341803&camp=1638&creative=6742&linkCode=ur2&tag=mikrocontrollern
> CSA
Von: Sapperlot 27.10.2016
In Kanada muss Elektronik CSA zerifiziert sein. Das bedeutet Tests machen.
Keine Selbstdeklaration, man muss fuer die Tests auch happig abdruecken.
> ISO9001
Die ISO9001 will im Kern sicherstellen, daß deine Produkte stets dieselbe
Qualität haben (ob hohe oder niedrige ist dabei egal). Dazu gibt es
verschiedene Methoden. Selbst wenn man sich nicht zertifizieren lässt (was
bei Kleinbetrieben sowieso nicht geht weil die ISO mindestens 4 Mitarbeiter
fordert die nicht dieselbe Person sein dürfen, nämlich Geschäftsführer,
Qualitätsmanager der an Geschäftsleitung berichtet, ISO9000ff Beauftragter der
an den Qualitätsmanager berichtet und derjenige dessen Arbeit nach ISO9000ff
zu überwachen ist) ist es sinnvoll, sich über die Qualitätssicherung Gedanken
zu machen, damit z. B. bei der Softwareentwicklung nicht dersselbe Bug zum
zweiten mal gefixt werden muß, oder einem bei Zulieferung keine Fälschungen
untergejubelt werden. Viele schlechte Umsetzungen erfordern allerdings hohen
zusätzlichen Arbeitsaufwand, nur wenn es vollautomatisiert (und damit auch
automatisch protokolliert) umgesetzt wurde, ist es gut gelungen. Bei
Medizinprodukten unterliegt schon der Entwicklungsprozess der ISO 13485.
Selbst bei Einhaltung der ISO9000ff von Zulieferern obliegt das Risiko von
Produktfehlern dem Inverkehrbringer.
http://www.blog.loesungsfabrik.de/wp-content/uploads/2018/07/Checkliste-ISO-9001-2015.pdf
https://www.dekra.de/media/iso-9001-checkliste-de-dekra-de.pdf
ISO9001, IATF16949 für Automotive, ISO13485 für Medizintechnik, EN9100
für Luftfahrt, schreiben eine Traceability vor, man muss also aufschreiben
und nachweisen können, welche Zulieferproduktcharge in welchem Endprodukt
gelandet ist, und gut umgesetzt ist diese Anforderung nur, wenn sie
automatisch erfolgt. Dienstleister die beispielsweise Platinen bestücken
und nicht tracable sind, sind unbrauchbar. Um so grösser die Charge ist, um
so grösser ist ggf. die Anzahl der zurückzurufenden Produkte.
> RoHS ElektroStoffV
Haushaltsgroßgeräte, Haushaltskleingeräte, Geräte der Informations- und
Telekommunikationstechnik, Geräte der Unterhaltungselektronik,
Beleuchtungskörper, elektrische und elektronische Werkzeuge, Spielzeug
sowie Sport- und Freizeitgeräte, medizinische Geräte (In-Vitro ab 2016),
nichtindustrielle Überwachungs- und Kontrollinstrumente, Überwachungs- und
Kontrollinstrumente in der Industrie (ab 2017), automatische Ausgabegeräte,
sonstige Elektro- und Elektronikgeräte die nicht unter die Nummern 1 bis 10
fallen (ab 2019) und mit bis zu 1000V~ oder 1500V= betrieben werden, ausser
Geräte, die für den Schutz der wesentlichen Sicherheitsinteressen der
Bundesrepublik Deutschland erforderlich sind (einschließlich Waffen,
Munition und Wehrmaterial für militärische Zwecke, Ausrüstungsgegenstände
für einen Einsatz im Weltraum, Geräte, die speziell als Teil eines anderen,
von dieser Verordnung ausgenommenen oder nicht in den Geltungsbereich dieser
Verordnung fallenden Gerätetyps konzipiert sind und installiert werden
sollen und ihre Funktion nur als Teil dieses Geräts erfüllen können und oder
nur durch gleichartige Geräte ersetzt werden können), ortsfeste industrielle
Großwerkzeuge, ortsfeste Großanlagen, Verkehrsmittel zur Personen- oder
Güterbeförderung (mit Ausnahme von elektrisch angetriebenen
Zweirad-Fahrzeugen, die nicht typgenehmigt sind), bewegliche Maschinen,
aktive, implantierbare medizinische Geräte, Photovoltaikmodule die zur
Verwendung in einem System bestimmt sind das zum ständigen Betrieb an einem
festen Ort zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie für
öffentliche, kommerzielle, industrielle und private Anwendungen von
Fachpersonal entworfen, zusammengesetzt und installiert wurde und Geräte, die
ausschließlich zu Zwecken der Forschung und Entwicklung entworfen wurden und
nur auf zwischenbetrieblicher Ebene bereitgestellt werden, dürfen nicht mehr
als 0.1 Gewichtsprozent Blei, Quecksilber, sechswertiges Chrom,
polybromiertes Biphenyl (PBB) oder polybromierte Diphenylether (PBDE) je
homogenen Werkstoff oder 0.01 Gewichtsprozent Cadmium je homogenen Werkstoff
enthalten. (Das gilt übrigens auch für Anstrichfarben und Lacke, es ist also
nicht nur die Elektronikbranche betroffen). Lassen Sie sich von JEDEM
Zulieferer bestätigen daß seine Artikel keine Substanzen aus folgender Liste
enthalten oder die jeweiligen Maximalmengen in % nennen.
JEDEC hat e-Zeichen erfunden auf manchen IC von ST: IPC/JEDEC J-STD-609:
Dafür bekommen sie eine EG-Konformitätserklärung in deutscher und englischer
Sprache und ein CE-Zeichen entweder auf dem Gerät, der Verpackung oder den
beigelegten Unterlagen, die Unterlagen sind 10 Jahre aufzuheben. Der
Hersteller muss sicherstellen, dass seine Elektro- und Elektronikgeräte zur
Identifikation eine Typen-, Chargen- oder Seriennummer oder ein anderes
Kennzeichen und seinen Namen, eingetragene Firma oder eingetragene
Markennamen tragen.
Schwarz und gelb chromatierte Metallteile (Schrauben, Bleche) sind also durch
ihren Chrom 6 Anteil nicht mehr zulässig in Elektronik und Automobilbau, wenn
die Cr(VI)-Konzentration der Oberfläche über 0,1µg/cm² liegt.
Viele Metalle (Legierungen für Automatenzerspanbarkeit von Alu, Messing und
Stahl) enthielten Blei und sind nicht mehr zulässig. Wenn man "Automatenstahl"
liest, sollte man also klären, welche Legierung damit genau gemeint ist, mit
Blei (verboten) oder Mangan (erlaubt). Auch Rotguss ist Problem, allerdings
sind Kupferlegierungen derzeit bis 4%Pb von RoHS ausgenommen. In PVC und
damit Kabelummantelungen ist Bleistearat als Stabilisator verwendet worden,
also auch bei Plastik eine RoHS Bescheinigung einholen.
Ausnahme ist Cadmium (oder Cadmiumoxid) in Kontakten von Relais und Schaltern:
http://www.therelaycompany.com/materials.php (Relaiskontaktmaterialienarten)
die Ausnahme für CdS in LDR scheint am 31.12.2013 ausgelaufen zu sein:
http://www.element14.com/community/servlet/JiveServlet/download/65345-5-138797/Exemption%20List%20June%202014%20ERA.docx
aber LDR altern eh und sind daher als Messinstrument kaum geeignet (mussten
früher alle 2 Jahre nachkalibriert werden), heute gibt es RoHS tauglichen
Ersatz: http://www.lxd.com.hk/index.php/list/index/g/e/id/1.html funktionieren
bipolar so: https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.5006819
RoHS gilt nur für Produkte innerhalb der angegebenen Kategorien, die vom 01.
Juli 2006 an 'in Verkehr gebracht' werden. Experimentelle Konstruktionen und
Prototypen sind davon ausgenommen, da sie nicht als in Verkehr gebracht
gelten.
Die DIN EN IEC 63000 legt die technische Dokumentation fest, die der
Hersteller erstellen muss, um die Einhaltung der geltenden
Stoffbeschränkungen zu erklären. Man muss das aber nicht so machen (die
Einhaltung der Norm erleichtert nur den Nachweis daß man sich an RoHS
gehalten hat), sie ist eine reine Handlungsempfehlung, es reicht auch,
Stückliste, Lieferscheine und RoHS Zertifikate der Zulieferer in den
Geräteordner zu tun, und zu vermerken, ab welcher Seriennummer welche
geleferte Charge verbaut wurde und an wen die Produkte geliefert wurden.
Da RoHS für jede mechanisch separierbare homogene Stoffmenge gilt, sind
schon Anschlusspins eines Chips den es nicht als RoHS gibt ein Problem, das
aber spezielle Dienstleister durch Austausch der Kontaktoberfläche lösen
können. Zur Analyse gibt es Massenspektrometer die per Laserstrahl kleine
Stoffmengen verdampfen und analysieren können.
Seit 1.1.2013 müssen an US-Börsen notierte AGs und deren Tochterunternehmen
jährlich vollständige, "gewissenhaft" recherchierte und ggf. auditierte
Berichte zur Verwendung von Ta, Au und Sn bereitstellen. Der Nachweis ist
eher schwierig und muss an die Zulieferer weitergereicht werden. Wer also
etwas an Mercedes/VW/Siemens liefern will, sollte sich vorsehen.
> WEEE 2012/19/EU
Ab März 2006 muss Elektronikschrott von den Herstellern zurückgenommen und
entsorgt werden. Europaweit https://weee-forum.org/members/ und in
Deutschland ist die http://www.stiftung-ear.de/ zuständig. In der Schweiz
heisst die vorgezogene Recyclinggebühr seit 1998 VREG und ist supereinfach:
0.15 EUR pro Gerät < 0.25 kg, 0.40 EUR pro Gerät < 5 kG, KEINE Gebühren,
KEINE Mitgliedschaften und KEINE Containerlotterie.
Ab Juli 2016 muss der Schrott auch von jedem Händler zurückgenommen werden der
mehr als 400m2 Verkaufsfläche hat, für Versandhändler müssen Annahmestellen
in zumutbarer Nähe zum Kunden geschaffen werden, also so 10000 in Deutschland,
und wer ins europäische Ausland liefert, muss in jedem Land eine Zweigstelle
gründen. Das ist ein praktisches Handelsverbot für alle kleiner als Metro und
MediaMarkt und ein eklatanter Verstoss gegen europäische Gedanken.
Ab 15.8.2018 ändert sich das Verfahren, es gibt weniger Produktkategorien die
nach Abmessungen bewertet werden. Also alles umschlüsseln und manches Produkt
neu aufnehmen (z.B. blinkende Turnschuhe):
Ab 1.5.2019 fallen auch konfektionierte Verlängerungskabel, Lichtschalter,
Steckdosen und Stromschienen unter WEEE.
Für Kleinunternehmer sollte die Härtefallregel für Kleingeräte bis zu 80kg
Gesamtmenge greifen: Man zahlt dann einmalig 166,48 Registrierungsgebühr an
Stiftung EAR und 238.- Eintrittsgebühr Bitkom und jährlich 261,80
Jahresgebühr Bitkom (im Anmeldejahr nur die Hälfte falls Abschluss in der
2. Jahreshälfte) und 0,0714 EUR pro kg für bis zu 80 kg Elektroschrott in der
Kategorie Kleingeräte. Durch den kleinen Härtefall entfallen die jährlichen
51,41 EUR für die Garantieprüfung. Das teuerste ist also die Bitkom, nicht
die Stiftung EAR.
Noch günstiger könnte man mit einem Antrag an das Bundesumweltamt durchkommen
in dem man sich von allem ausser der 131 EUR Anmeldegebühr befreien lässt.
Wenn man Produkte anbietet, die sich klar an andere Gewerbetreibende wenden,
also B2B und nicht B2C an Endverbraucher, reicht es, sich bei EAR als
Hersteller zu registrieren (25 EUR Mitgliedschaftsgebühr im Jahr) und
jährlich die Mengen zu melden, und zurückgesendete Geräte selbst gewerblich
zu entsorgen. Bei B2C muss man jede einzelne Geräteart bei der EAR
registrieren und die Entsorgung der kommunalen Sammelstellen mitbezahlen,
in Deutschland durch eine Abholung nach Verteilschlüssel und
insolvenzsichere Garantie desselben. Das gilt für jedes europäische Land in
das man liefert.
“Directive 2012/19/EU on WEEE aims to prevent or
reduce the negative environmental effects resulting from the generation and
management of WEEE and from resource use. The WEEE Directive does not pose
any ban in sales and does not forbid the sales of EEE from one Member State
to another Member State. Producers placing EEE on the market of the Member
States have some obligations to fulfill. For example:1.According to Article
12 of the Directive, all producers of EEE (as they are defined in Article
3(1)(f)), including those who sell EEE by means of distance communication
directly to the users, shall provide at least for the financing of the
collection, treatment, recovery and environmentally sound disposal of WEEE
from private households that has been deposited at collection facilities.
According to Article 16 of the Directive all producers of EEE (including
those who sell EEE by means of distance communication directly to the users)
shall be registered in the Member State that they sell to. This means that
if a producer sells to more than one Member State he shall be registered to
each register in the Member State that he sells to. Where producers
supplying EEE by means of distance communication are not registered in the
Member State that they are selling to, they shall be registered through
their authorised representative as referred to in Article 17(2) of the
Directive. These obligations apply to all producers irrespective of the
amount of sales of the producer (big companies/companies with massive sales
or smaller companies)"
Das neue ElektroG bringt für Hersteller ohne Niederlassung in Deutschland
weitreichende Veränderungen mit sich. Diese können selbst nicht mehr
registriert werden bzw. bleiben. Betroffene, bereits registrierte
Hersteller ohne Niederlassung in Deutschland können eine Niederlassung in
Deutschland einrichten oder einen Bevollmächtigten mit Niederlassung in
Deutschland beauftragen und diesen gegenüber der Stiftung EAR benennen.
Dies muss innerhalb von 6 Monaten nach Inkrafttreten des ElektroG geschehen.
Die möglichen Kosten für ein Einzelgerät sind immens und übersteigen den mit
dem Verkauf zu erzielenden Gewinn bei Weitem. Damit entspricht die Regelung
einem faktischen Exportverbot in andere europäische Länder (aber nicht in den
aussereuropäischen Raum), denn man muss sich in jedem EU Land für die dort
in Verkehr gebrachten Geräte anmelden und für CE eine Bedienungsanleitung in
Landessprache beilegen. Wer vor der Stiftung EAR einen Feststellungsantrag
stellt in dem die Stiftung einem verbindlich bescheinigt, daß man von den
Regelungen des ElektroG nicht betroffen ist (z. B. als Anbieter eines anderen
europäischen Landes der einen Artikel nach Deutschland liefern will), soll
alleine für dessen Bearbeitung 400-800 EUR zahlen. Auch wer wenig produziert,
bekommt eventuell einen Container an Elektronikschrott zur Entsorgung
aufgedrückt. Zur Entsorgung können sich viele Kleinanbieter
zusammenschliessen, die Anmeldung muss jedoch jeder selbst durchführen und
bezahlen. Bei Kleinmengen unter 30kg bzw. 300kg (je nach Produktart) im Jahr
reicht inzwischen die Anmeldegebühr von 200 EUR.
Allerdings: zur Registrierung muss ich die insolvenzsichere Garantie erstmal
vorweisen. Erst danach kann ich Antrag auf den Härtefall stellen. Da beißt
sich die Katze in den Schwanz.
Man kann die Stiftung verklagen weil sie im Sinne des § 78 Abs. 1 Nr. 1 VwGO.
passiv prozessführungsbefugt ist. Ein normaler Einspruch gegen Bescheide der
Stuftung EAR ist nicht möglich, da im zuständigen Gerichtsbezirk Ansbach das
Einspruchverfahren gegen Behördenbescheide abgeschafft wurde. Es ist im
Zweifelsfalle nur der Klageweg möglich.
Da Glühlampen keine Elektronik enthielten und nicht unter EAR Rücknahme fielen
sind auch LED-Leuchtkörper nicht bei EAR zu registrieren und bekommen kein
Mülltonnenverbotssymbol. Man sieht, wie widersinnig mache Gerichtsentscheidung
ist. Allerdings wird die Regelung gerade geändert.
Turnschuhe mit LED brauchen (bis 15.8.2018) keine Registrierung denn wenn das
LED Licht kaputt ist taugt der Turnschuh immer noch, eine Taschenlampe jedoch
nicht mehr.
Betrachtet man die Anmeldungen bei EAR, sieht es so aus, als ob die meisten
Importeure sich nicht anmelden. So lange man seinen Produkten keine Namen
gibt, sondern sie nur an andere Leute verkauft, die ihren Namen draufstempeln
bevor die Geräte an Endanwender gehen, ist man als OEM nicht vom EAR
betroffen.
Jeder Hersteller und Händler muss auch noch das VerpackGesetz beachten, das
nach dem Erfolg der Stftung EAR zur Unterdrückung von neuen Kleinunternehmen
seit 1.1.2019 dieselbe konkurrenzverhindernde Methode nutzt: Man muss sich im
LUCID System registieren, monatliche Mengenangaben machen, jährlich ein
Entsorgungspaket im voraus kaufen und bis 30.6 des Folgejahres die exakten
Mengen gerichtsfest belegen, immerhin noch ohne Gebühren. Die früheren
Möglichkeiten mit denen sich Kleinanbieter die Bürokratie vom Hals halten
konnten, in dem sie teure vorregistrierte Verpackungen nutzen, wurden
gestrichen. Auch einen Artikel in einem Karton auszuliefern, den man übrig hat
und auf diese Art recykelt, ist im Zuge der vorsätzlichen Umweltzerstörung mit
Strafen bis 200000 EUR belegt. Immerhin sind alle Hersteller, die einen
Artikel in eine Umverpackung stecken und alle Importeure, die unregistrierte
Verpackungen bekommen, gleichermassen betroffen. Wer Batterien (von der
Knopfzelle bis zum Bleiakku) in Deutschland erstmals in Verkehr bringt (also
herstellt oder importiert), der muss sich bei Stiftung EAH registrieren.
Die meisten kaufen aber Batterien und Akkus hier ein und liefern sie nur mit
ihren Erzeugnissen aus, sie sind (selbst wenn die das Gerät herstellen) nach
dem 2021er Batteriegesetz nur Vertreiber (Händler, Distributoren). Im Rahmen
ihrer Sorgfaltspflichten müssen sie vor allem sicherstellen, dass die
angebotenen Batterien und Akkus ordnungsgemäß vom Lieferanten bzw. dem
Hersteller im deutschen BattG-Melderegister angemeldet und auch ansonsten
mit dem Gesetz konform sind, ansonsten dürfen sie diese nicht
weitervertreiben bzw. müssen selbst als Hersteller Pflichten übernehmen.
Händler müssen solche Batterien in haushaltsüblicher Menge von Endnutzern
zurücknehmen, die sie ansonsten auch in ihrem Sortiment haben bzw. hatten,
es sei denn, diese sind zum Zeitpunkt der Rückgabe in einem alten Elektro-
oder Elektronikgerät verbaut. Wer also Geräte herstellt, in die er Akkus
einbaut, muss sich nur um Stiftung EAR kümmern, nicht mehr um die einzelnen
Akkus.
In Österreich ist das Verfahren viel einfacher und bei Kleinmengen mit 160
EUR (für 16000 Artikel a 100g a 1ct Mindestbeitrag) jährlich erledigt (wenn
man den Geräten keine Batterien beilegt), dort hat keine Lobby der
Grosskonzerne konkurrenzverhindernde Gesetze geschaffen.
Bausätze werden wie die sich bei korrektem Zusammenbau laut Beschreibung
daraus ergebenden Geräte (falls der Bausatz überhaupt ein Gerät nach WEEE
ergibt) behandelt, entgegen der Vorstellung mancher Uninformierter.
"Die stiftung ear sieht Bausätze im Anwendungsbereich des ElektroG, wenn sie
für den Erwerb durch Endnutzer in Verkehr gebracht werden, die daraus ein
Gerät zusammensetzen, das seinerseits in den Anwendungsbereich des ElektroG
fällt. Solche Bausätze sind grundsätzlich hinsichtlich der Bestimmungen des
ElektroG ebenso zu behandeln wie fertig montierte Geräte. Die Fachkenntnisse,
welche ein Endnutzer dazu benötigt, einen Bausatz zu einem eigenständigen
Elektro- und Elektronikgerät zusammenzubauen, spielen jedenfalls keine Rolle
für die Beurteilung der Frage, ob die Geräte in den Anwendungsbereich des
ElektroG fallen."
Immerhin ist das Gewicht meist gering und die meisten sind auch nach dem
Zusammenbau aller mitgelieferten Teile keine eigenständig funktionierenden
Geräte.
Wer Geräte herstellt, die nur angebaut eingesetzt werden, z. B.
Maschinensteuerungen "sind ohne an die Maschine angebaut zu werden sinnlos",
dann fallen die Produkte nicht unter WEEE. Allerdings eventuell unter die
Maschinenrichtlinie (beispielsweise 3d-Drucker), und bei der ist CE strenger:
Da geht Nichts ohne Zertifizierung. Die Abnahme durch eine zertifizierende
Stelle allein kostet etwa 5kEUR, die dazugehörige EMV nochmal 5kEUR.
Ganz allgemein: Wenn man beim Lesen der Gerätegruppen merkt daß das eigene
Produkt eigentlich zu keiner Gruppe passt (Dimmer zum UP-Dosen-Einbau,
KFZ-Tiefentladeschutz, Transistortester), dann unterliegt man nicht der EAR.
Hersteller von Geräten, die zur Reparatur oder Produktion benötigt werden und
daher i.A. gewerblich eingesetzt werden, wie Messgeräte, müssen sich bei der
EAR nur für die Geräteart "Überwachungs- und Kontrollinstrumente für
ausschließlich gewerbliche Nutzung" registrieren, so machen es Agilent,
Tektronix und National Instruments. Das Beagle-Board versucht sich auf
rechtlich zweifelhafte Art aus RoHS und WEEE rauszuhalten, unterliegt aber als
nicht eigenständiges Gerät sowieso nicht CE:
Seit den 2014er Richtlinien 61000-6-xx dürfen Eval-Boards aber nicht an Laien
abgegeben werden.
Batteriegesetz, ElektroGesetz, Akkus und Batterien in Geräten:
Pb = Batterie enthält mehr als 0,004 Masseprozent Blei
Cd = Batterie enthält mehr als 0,002 Masseprozent Cadmium
Hg = Batterie enthält mehr als 0,0005 Masseprozent Quecksilber.
ElektroG Paragraph 4 Absatz 2: "Elektro- und Elektronikgeräte, die vollständig
oder teilweise mit Batterien oder Akkumulatoren betrieben werden können,
sind so zu gestalten, dass eine problemlose Entnehmbarkeit der Batterien
und Akkumulatoren sichergestellt ist." Paragraph 13 Absatz 7: "Elektro- und
Elektronikgeräten, die eine Batterie oder einen Akkumulator enthalten, sind
Angaben beizufügen, welche den Nutzer über den Typ und das chemische System
der Batterie oder des Akkumulators und über deren sichere Entnahme
informieren.". Eigentlich ist glasklar, daß Apple beim iPhone und Motorola
beim Droid RazR mit den eingeklebten Akkus dagegen verstossen, auch Braun mit
den Akkus die bei vorgesehener Entnahme den Rasierer zerstören. Aber so
einfach ist es nicht, beispielsweise fehlt die Sanktionierung und ist nicht
klar, ob die Anforderungen auf die Phase der Nutzung oder (nur) auf die
Entsorgungsphase beziehen. Selbst klare Gesetze können durch Rechtsverdreher
und Lobbyisten also ins Gegenteil verkehrt werden, weil es Richter gibt, die
wohl mangels Fachkenntnis darauf reinfallen.
Bei Autolampen ist es ähnlich, eigentlich müssen alle seit August 2006 in
Verkehr gebrachten Autos wegen Ergänzung 07 der Richtlinie ECE 48 das
Auswechseln der Glühlampen (bis auf LED und Xenon) nur mit Bordwerkzeug
ermöglichen, aber die Autohersteller halten sich einfach nicht daran.
> enthält mein alter Kondensator PCB und muss deshalb, insbesondere wenn er
Andere Länder, andere Sitten, äh, Kennzeichnungen:
> Ersatzteile (Art. 4 Abs. 4 und 5 der RoHS-II-Richtlinie)
Für Ersatzteile oder Zubehörteile gelten dieselben Kriterien wie für das
Gerät für welches das Ersatzteil bestimmt ist, zum damaligen Zeitpunkt als
es gebaut wurde. Stammt das Gerät von vor 2006, muß es RoHS nicht einhalten,
bei Medizingeräten gar bis 2014.
Baut man Teile aus einem Altgerät aus, um sie als Hersteller in einem
Neugerät einzusetzen, darf man 10 Jahre alte Richtlinien verwenden, wenn die
Wiederverwendung in einem closed-loop B2B business-to-business return system
erfolgt und den Verbrauchern mitgeteilt wird, dass Teile wiederverwendet
wurden. Eigentlich hätte das für wiederbefüllte Tonercartridges gelten
können, aber leider steht im Gesetz B2B. So torpedieren Gesetze strohdummer
Politiker den nachhaltigen Umweltschutz.
Das ElektroG sagt nur, dass auf einem Gerät angegeben werden muss, ob das
Gerät erstmals nach dem Stichtag 13.08.2005 in Verkehr gebracht wurde. Es
muss also keine Jahreszahl angegeben werden, sondern nur nach vor bzw. nach
dem Stichtag unterschieden werden. Eine Möglichkeit dafür ist der Balken
unter der Mülltonne, der dazu ausdrücklich *keinen* Text enthalten darf.
Elektronikschrott ist auch was wert:
Daher kann es sinnvoll sein, eine grössere Menge so einem Entsorger zu
übergeben, sich das quittieren zu lassen und bei der EAR zu melden. Damit
ist man raus aus dem Verteilungsverfahren und braucht keine insolvenzsichere
Rücklage nachweisen so lange man im Plus ist UND hat etwas Geld verdient statt
ausgegeben.
Die RoHS Richtlinie verbietet die Verwendung von Bleilegierungen als Lot in
Consumer-Geräten. Anhang III, der die Geräte Kategorieweise von der
RoHS-Pflicht ausnahm, ist 2014 abgelaufen. Anhang IIIa der im Grunde das
gleiche tut, aber die Hersteller mit Dokumentationspflichten nervt, hat
Ablaufdaten nach 2025. Der Anhang IV, der die Medizintechnik und Mess- und
Kontrollinstrumente regelt ist im Oktober 2015 nochmal erweitert worden
und hat kein Ablaufdatum. In der Medizintechnik ist bleifreies Lötzinn
weiterhin verboten. Man hört von bis 3mm langen Zinn-Nadeln (Tin-Whiskers)
die Probleme bei Verwendung von Reinzinn (was aber nicht Stand der bleifrei
Technik ist) vor allem an nicht-verlöteten Bauteilanschlüssen verursachen:
Derzeit wird behauptet, daß die immense Ausfallsquote bei Microsofts XBox360
von über 30% mit Schäden von über 1 Milliarde Dollar auf bleifreies Lot an
wärmebelastetem BGA zurückzuführen ist. Auch der Ausfall des LHC soll auf
bleifreies Lot zurückzuführen sein. Man kann das unterschiedlich bewerten,
da aber RoHS in Japan eingeführt wurde auch mit dem Ziel nicht-RoHS-konforme
Importe verhindern zu können, ist das ein voller Erfolg von Sony. RoHS hat es
geschafft, einem ausländischen Konkurrenten zu schaden.
Zum Nachweis benötigt man Funkenspektrometer
https://www.bruker.com/de/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/optical-emission-spectrometry/q4-mobile/overview.html
Röntgenfluoreszenzspektrometer
https://www.911metallurgist.com/blog/portable-xrf-analyzer-price
http://www.spectro.de/produkte/rfa-spektrometer/xsort-rfa-handspektrometer
LIBS Laser induced breakdown spectroscopy analyser
https://hha.hitachi-hightech.com/en/product-range/product-type?product-type=hand
oder Lead Test Kits wie
https://www.homedepot.com/p/3M-LeadCheck-Instant-Lead-Test-Swabs-2-Pack-LC-2SDC6/203313743
Oder Papier oder Taschentuch auf Platine reiben. Dunkler Abrieb deutet auf
Blei, annähernd reines Zinn sollte keine Spuren hinterlassen.
https://www.mikrocontroller.net/topic/439296
Bei Jägern, die jährlich 3000-4000 Tonnen Blei allein in Deutschland in
die Landschaft verpusten, hat man das Bleiverbot wieder gekippt, das landet
ja nur auf unserem Teller:
> E-Typgenehmigung
Für Fahrbetriebs- oder Sicherheitsrelevante oder eventuell störende in KFZ
eingebaute Geräte braucht man eine e-Typgenehmigung nach 72/245 EG (aktueller
Änderungsstand 2006/28 EG) bzw. die E-Typgenehmigung nach ECE R10, sie
unterliegen dafür im Gegenzug nicht der WEEE denn sie wandern nicht in die
Tonne sondern auf den Schrottplatz. E1 kommt aus Deutschland, E13 aus
Luxemburg ist oft preiswerter zu bekommen und hier auch gültig.
Nach Anfangsbewertung deines Unternehmens durch das Kraftfahrbundesamt, bei
der eine Zertifizierung nach ISO 9000 ff. hilfreich ist, gehst du mit deinem
Equipment zu einem vom KBA zertifizierten Prüflabor, das Dich berät, ein
Gutachten erstellt, und den Antrag zur Typgenehmigung beim KBA einreicht.
Das KBA erteilt dann nach Prüfung der Unterlagen gegen Gebühr 522,00 EUR die
Typgenehmigungsnummer. Gelegentlich wird deine Fertigung vom KBA Dresden
gemäß 70/156/EWG, Anhang X, geprüft. Systeme zur aktiven Sicherheit wie ESP
oder Airbag werden nach dem höchsten Level der ISO 26262 'ASIL D' bewertet.
Softwaretechnisch wird in der Programmierung zwischen Handcode und Autocode
unterschieden. Autocode erfolgt zumeist mit Simulink, ist dann aber nach dem
Code-Generieren auch C. Einiges wird auch händisch in C programmiert. Mit
entsprechenden Coding-Guidelines wie MISRA-C kein Problem. Programmierung mit
Pointern ist zumeist explizit untersagt, ebenso das Benutzen der
Standardbibliotheken. Dynamische Speicherverwaltung (malloc, new) ist im
ASIL-Kontext zwar nicht verboten, aber man hat das Nachweisproblem, dass es
sicher funktioniert. Der einfachere Weg ist darauf zu verzichten.
Auch mit ABE oder Einzelzulassung ist ein Einbau möglich.
Wer sein Auto umbauen will, sollte beachten, daß die Betriebserlaubnis
erlischt durch:
Von: Manuel H. 23.01.2014
Laut 27/245/EWG Anhang I, Punkt 3.2.9: "Bauteile, die als Nachrüstteile
verkauft werden und zum Einbau in Kraftfahrzeuge bestimmt sind, benötigen
keine Typgenehmigung, wenn sie nicht im Zusammenhang mit Funktionen der
Störfestigkeit stehen (Anhang I, 2.1.12). In diesem Fall muss eine
Übereinstimmungserklärung gemäß dem Verfahren der Richtlinien 89/336/EWG oder
1995/5/ EG abgegeben werden. Diese Erklärung muss beinhalten, dass die EUB
den in den Ziffern 6.5, 6.6, 6.8 und 6.9 in Anhang I dieser Richtlinie
festgesetzten Grenzwerten entspricht." Das heißt, wenn keine der Punkte die
in 2.1.12 genannt werden beeinflusst werden, dürfen Teile ohne Typgenehmigung
eingebaut werden. Weiterhin muss man laut der Richtlinine 2009/19/EG nun
keinen technischen Dienst mehr beauftragen, der überprüft ob die geforderten
Grenzwerte eingehalten wurden und ob es sich um ein Bauteil handelt welches
die Störfestigkeit beeinflusst. Es muss nur sichergestellt werden das diese
Grenzwerte eingehalten werden. Zu finden sind diese in der Richtlinine
72/245/EWG in den Punkten 6.5, 6.6, 6.8 und 6.9 in Anhang I.
Funktionen im Zusammenhang mit der Störfestigkeit sind:
Viele im KFZ verwendeten elektronischen Bauteile benötigen AEC-Q101 Freigabe,
das sind Prüfverfahren die sowohl der Bauteilhersteller als auch der
Verwender machen kann.
Für Flugzeuge gilt DO-178C / ED-12C mit Sicherheitsstufen DAL A-F.
> ATEX
In explosionsgefährdeten Bereichen brauchen Geräte eine ATEX (EEx Zone 0, 1,
2, 22) Zulassung. Anschlüsse nach aussen (z. B. Batterieladekontakte) müssen
Vorkehrungen enthalten, die ein Kurzschliessen verhindern, oder verhindern
daß zündfähige Energie an die Anschlüse geliefert wird, Bauteile im Gerät
müssen in der Leistung so begrenzt sein, daß Temperaturklasse T4 eingehalten
wird wenn irgendwo Kurzschlüsse auftreten, Dioden in Sperrichtung gelten erst
dann als sicher sperrend wenn 3 in Reihe montiert sind (DIN EN 60079-11), das
Aussengehäuse darf nicht elektrostatisch aufladbar sein, u.s.w. Autos sind
aber von der Richtlinie 94/9 EG ausgenommen, dort gilt ja schon 72/245 EG.
> BGV A3 (DGUV Vorschrift 3)
Die Firmen selbst müssen ihre elektrischen Einrichtungen auch prüfen oder
prüfen lassen nach BGV A3/DGUV A3 (VDE701/702), was unter 5 EUR pro Gerät
kosten sollte, und das muss dokumentiert werden damit Versicherungsschutz
besteht, sollte von dem Gerät ein Schadensfall ausgehen, und dazu muß jedes
Gerät und jedes Kabel eine Identifikation (z. B. Barcode) bekommen, was
wiederum bei Neuanschaffungen jede Menge Arbeit macht.
Von: MaWin 4.7.2000
> Wie lädt man Akkus wieder auf ?
Gewerbliche Verwender sollten beim Einsatz von Akkus auf deren Zulassung nach
IEC62133-1 "Industriezellen" achten, um Haftungsfragen aus dem Weg zu gehen.
In Nickel-Cadmium (NiCd) und Nickel-Metallhydrid (NiMH) Akkus kann man einfach
14 Stunden lang einen Strom hineinschicken, dessen Mittelwert einem Zehntel der
Kapazität entspricht, also z. B. einen 700mAh Akku mit 70mA aufladen. Das tun
die ganzen Billigladegeräte, bei denen der spezielle Trafo gleich die
Strombegrenzung übernimmt (Prinzip Klingeltrafo) und die man nach 14 Stunden
manuell abklemmen soll.
Trafo Diode
o---+ +--Sich--R--|>|--o + (Sicherung als Schutz vor Überlastung durch defekten Akku)
| |
230V~ S:S Akku
| |
o---+ +----------------o -
Trafo Diode
o---+ +--+---Sich---+--R--|>|--o + (LED mit Vorwiderstand als Anzeige defekter Sicherung)
| | | |
230V~ S:S +--R--|>|--+ Akku
| | LED
o---+ +------------------------o -
Achtung: Es lohnt sich, bei gekauften Ladegeräten mal den mittleren Ladestrom
bei halbvollem Akku (1.2V/Zelle) mit einem einfachen Analoginstrument oder
Digitalinstrument nachzumessen, der Mittelwert ist hier passend, TrueRMS
misst hier falsch. Der Strom liegt meist so weit vom Sollwert entfernt, das
man die aufgedruckte Ladezeit entsprechend korrigieren sollte. Manche Akkus
sind mit höherem Strom auch in 4 Stunden schnellladefähig.
Am Fahrrad tun es 5 NiCd-Zellen (6V) hinter einem Brückengleichrichter weil der
Dynamo konstant 500mA liefert und damit zum Akkuladen ideal geeignet ist, wenn
der Akku ausreichend Kapazität hat (z. B. ein in 4h schnelladefähiger 2Ah-Akku
aus SubC-Zellen wie für Modellbau). Der Akku stabilisiert zu dem die Spannung,
braucht aber einen Tiefentladeschutz, notfalls einen simplen Schalter.
Gleichrichter Schalter S
Dynamo --+-----|>|--+--+--o/o---+----IRF7410----+-------+
| | | | | | |
| +--|>|--+ | + | | | |
| | Akku UM810L-----+ Lampe Rücklicht (6V)
+--(--|<|--+ | - | | |
| | | | | |
Masse ------+--|<|--+--+--------+---------------+-------+ (NICHT Rahmenmasse)
4*1N4001
Glücklicherweise funktioniert der aus MOSFETs aufgebaute Brückengleichrichter
auch ohne Ansteuerung, er richtet gleich über die Body-Dioden, nur nicht so
effizient, so dass die Elektronik vom Ausgangselko versorgt werden kann und
effizienzsteigernd eingreift so bald die Spannung dort hoch genug geworden
ist.
Es geht auch simpler, wenn es nicht akkugepuffert sein soll:
Wenn der voll geladene Akku im MP3-Player nur als halbvoll angesehen wird,
liegt es nicht unbedingt an einem defekten Ladegerät, sondern an einer
billigen Akkuanzeige, die nur die aussagelose Spannung anzeigt, und für 1.5V
Batterien statt 1.2V Akkus ausgelegt ist. Bei 0% (0.9V) sind wenigstens beide
leer. Hier Entladekurven üblicher Akkus und Batteriezellen:
Will man ein einfaches Ladegerät mit einem normalen Trafo selber bauen,
benötigt man eine explizite Strombegrenzung, die leider zu zusätzlichen
Verlusten führt. Einfach ein Vorwiderstand, besser eine Glühlampe die
etwas stromregelnd wirkt und Kontrolle zugleich ist, oder aufwändig mit
elektronischer Stromquelle z. B. mit dem LM317, der aber mindestens 4.5V
'verbraucht'. Aber Achtung: Bei der gezeigten einfachen
Gleichrichtervariante ohne Siebung ist der Strom im Mittel geringer, als
das was man mit Spitzenwerten ausrechnet, also schön aufpassen.
Zu dem ändert sich ja die Akkuspannung pro Zelle von 0.9V (je nach
Entladezustand auch 0V) auf 1.5V (je nach Strom der beim Laden fliesst,
bei Schnelladung auch bis 2V), und in allen Varianten soll die
Strombegrenzung zumindest zu ähnlichem Strom führen, also muss die
Trafospannung insbesondere beim einfachen Vorwiderstand und Lampe
deutlich höher liegen als die Akkuspannung. Die letzte Variante mit
einem OpAmp wie LM321 ist für eine konstante Versorgungsspannung
vorgesehen, die dafür nur so hoch wie die maximal zum Laden benötigte
Spannung von 1.9V/Zelle sein muss. Wenn Spannungsteiler R1 und R2 0.1V
bildet (also z. B. 49k und 1k bei 5V), dann muss bei 0.1V durch R3 der
gewünschte Ladestrom fliessen (also z. B. 1.42 Ohm für 70mA). Die einfache
Begrenzung per PNP Transistor kostet nur ca. 1V wenn man eine rote LED mit
1.6V Flusspannung nimmt, den Vorwiderstand R2=U/0.02 so wählt daß auch bei
Maximalspannung nicht zu viel Strom durch die LED fliesst, dann sagt
R1=1/I we viel Strom maximal durch den Akku fliessen kann, bei Stömen über
100mA sollte man auf Verlustleistung von R1 und Transistor achten, ein
BD136 am Kühlblech ist sinnvoll.
allerdings 60%, ebenso Sun Battery, die DIN wird also nicht überall ernst
genommen.
Wenn man auch teilentladene Akkus mit mehr Strom aufladen will, muss das
Ladegerät eine automatische Akku-voll-Erkennung und Abschaltung enthalten.
Da ein voller Akku die hineingesteckte Energie nicht mehr chemisch binden
kann, wird die Energie statt dessen in Wärme umgesetzt. Wenn man genügend
Strom zum Laden verwendet (1C), ist die Temperaturerhöhung deutlich
erkennbar, und man kann sie direkt am Akkumetallgehäuse messen und bei ca.
40 GradC abschalten, z. B. mit einem Bimetall-Temperaturschalter und einem
Relais oder Thyristor in Selbsthaltung (denn es soll natürlich nicht
weitergeladen werden wenn die Temperatur wieder unter 40 GradC sinkt). Man
kann einen Widerstand über den Kontakt legen der den Akku abschaltet um mit
geringem Strom von C/50tel eine Erhaltungsladung zu realisieren. Der von
Pollin angebotene Temperaturschalter PEPI-C ist für eine Notabschaltung bei
57 GradC in Ladegeräten gedacht, die normalerweise per -DeltaU abschalten
sollten. Als normale Akku-Voll-Abschalttemperatur ist das zu viel.
Lädt man nicht einzelne Akkus, sondern mehrere in Reihe geschaltete Zellen
als Säule, so sind nicht alle Akkus zur derselben Zeit voll. Man muss aber
den hohen Ladestrom abschalten, wenn die erste Zelle voll geworden ist. Da
der -DeltaU Effekt von der steigenden Spannung der anderen Zellen überlagert
wird, kann man nicht mehr auf eine fallende Spannung am Akkupack warten.
Man schaltet ab, wenn sich die Kurve wieder abflacht, also die Ableitung der
Kurve der Ladespannung ihr Maximum überschreitet. Siehe ICS QuickSaver
von Galaxypower.
Da -DeltaU bei NiMH früher abschalten muss als bei NiCd, sollte man NiMH
nicht in automatischen NiCd-Ladern aufladen, das Ladeende wird nicht
rechtzeitig bzw. nicht zuverlässig erkannt, der Akku eventuell überladen.
Umgekehrt geht es, bei NiCd wird halt der Schnellladevorgang etwas früher
beendet. Da bei so einem Ladevorgang der Akku nicht überladen wird, spielt
der auf dem Akku aufgedrucke maximale Ladestrom keine Rolle, schliesslich
darf er auch beim Entladen überschritten werden.
Man nimmt normalerweise 1C (also 1 Stunde Ladezeit), damit die Akkus am
Ende der Ladezeit so 40 GradC warm werden können, weil das Ladegerät nur
an der wegen steigender Wärme fallenden Spannung erkennt, dass der Akku
voll ist. Trotz dieser Ladezeiten muss man keine explizit schnellladefähigen
Akkus verwenden, sondern es tun normale mit C/10tel angegebene Akkus.
Lädt man in 15 Minuten mit 4C spielt der Innenwiderstand der Zelle schon
eine Rolle, das sollte man also nur niederohmigen (also vom Hersteller als
hochstromgeeignet und schnellladefähig gekennzeichneten) Zellen zumuten,
läd man in 4 Stunden mit C/4 wird der Akku nicht richtig warm, es sei denn,
er ist in ein Gehäuse verpackt.
Wer neue Akkus kauft, bei denen man nicht weis wie lange sie schon rumliegen,
vor allem NiMH, und wer ein Ladegerät hat, das per -DeltaU elektronisch
abschaltet, der sollte die Akkus erst mal (im Gerät, also auf ca. 0.9V/Zelle)
entladen (sind sie vermutlich eh), dann ausrechnen wie lange sie im Ladegerät
laden müssten (per Kapazität/Ladestrom Berechnung, ohne Korrekturfaktoren wie
140%), sie laden lassen und zur berechneten Zeit aus dem Ladegerät rausnehmen,
im Gerät benutzen bis sie leer sind und noch mal auf die beschriebene Art
laden. Erst danach sollte man das Ladegerät seine eigene Ladeschlusserkennung
anwenden lassen, in der Hoffnung das es die Akkus dann nicht auf 70 GradC
aufkocht, was sonst leicht passiert, weil bei neuen Akkus offenbar das
Ladeeende nicht gut erkannt werden kann und in Ladegeräten oft nur die
zeitgesteuerte Notabschaltung greift, wenn es denn überhaupt eine hat.
Lange gelagerte Akkus bilden bei der Selbstentladung im Inneren grössere
Kristalle die den Innenwiderstand erhöhen, so daß die ersten paar Ladezyklen
diese auflösen müssen bevor der Akku wieder seine Leistungsfähigkeit erreicht.
Will man das vermeiden, kann man NICd Akkuzellen vor der Lagerung über einen
Widerstand komplett bis auf 0V entladen und mit einer Kurzschlussbrücke
lagern, denn bei 0V wachsen keine Kristalle. NiMH würde man auf die Art töten.
Das Schnellladegerät beendet den Schnellladevorgang mehrerer Zellen, wenn die
erste Zelle voll ist. Um die restlichen Zellen voll zu laden, darf man aber
durch die volle Zelle nur noch den Nennladestrom von meist C/10tel schicken.
Der Akku muss also noch einige Zeit (1 Stunde oder so) im topping charge mit
maximal dem aufgedrucken Ladestrom nachgeladen werden. Danach schaltet man in
den trickle charge Modus (mit C/50 oder was das Datenblatt als
Erhaltungsladestrom empfiehlt) zurück, um mit Dauerladung den Akku gegen
dessen Selbstentladung immer voll zu halten, bis er aus dem Ladegerät
entnommen wird. NiCd scheinen mit Dauerladestrom besser zurecht zu kommen
als NiMH. Zumindest sollte man die für 3000 Ladezyklen und 5 Jahre guten
Eneloop Lite verwenden wenn NiMH dauergeladen wird, die vertragen das besser
als normale Eneloop und ähnliche LSD low self discharge Typen und kommen schon
fast an NiCd heran.
Das Reflexladeprinzip des ICS170x ist besonders interessant und wird im
NC2000 verwendet. Auch ohne Entladeimpuls eignet sich der IC besonders für
Schaltregler (LM2576T-ADJ, besser XL4005 wegen 0.8V feedback) als
Stromquelle, weil er vor dem Messen die Stromquelle abschaltet. GalaxyPower
ist pleite und stellt die ICS17xx-Chips nicht mehr her (Ersatz AIC1781),
aber das Patent auf das Reflexladeprinzip ist auch ausgelaufen, man hat also
kein Problem sich auch kommerziell den Algorithmus in einen uC mit 12 bit
A/D zu programmieren.
Einfache Schaltung ähnlich AN17 von Galaxy Power ohne überflüssigen DCHG
Das Computerized Charging System (CCS9620 von http://www.conrad.de) von BTI
http://www.bticcs.com ist bloss ein vorprogrammierter PIC Microcontroller
ohne A/D-Wandler. Das VDX-Verfahren (Voltage Descend Expander) vergleicht
die Ladespannung mit und ohne Ladestrom und das Reflex-ähnliche ACT-Verfahren
kommt von hier: http://www.actcharge.com/
Ein Überblick findet sich in http://www.basytec.de/ladung/ladung.html
Ein NiCd/NiMH-Akku geht kaputt, wenn er umgepolt wird. Das passiert bei
einer Säule, wenn eine Zelle leer wird (0V) und die anderen Zellen (über den
Innenwiderstand des angeschlossenen Geräts) ihre Spannung entgegen der
Polung an die leere Zelle anlegen. Einen abgeklemmten Akku (kein uA darf
fliessen) kann man problemlos lagern, möglichst leer aber nicht kurzgeschlossen
(Selbstentladung schadet offenbar), und im Kühlschrank. Nach längerer Lagerzeit
muss er, ebenso wie neu gekaufte Akkus, ein paar mal aufgeladen / entladen
werden, bis er seine volle Leistungsfähigkeit wieder erreicht. Hat sich ein
voll aufgeladener und danach abgeklemmt gelagerter NiCd/NiMH Akku schon nach
wenigen Tagen selbst fast ganz entladen, hat man Ausschuss mit defektem
Separator erwischt.
Von: Robert Obermayer 8.2.2006
Die mittels Widerständen gekillten Akkus waren 2200er GP und 2000er
Panasonic (also die besten 4/5 SC NiMH), die durch langes Lagern bei
0V ausgelaufenen waren 1250SCR, CP1700, N-SCRC 1700 (die guten schwarzen)
und einige 650er Varta AA(NiCd). Mindenstens gleich lange rumliegende,
aber nicht gesondert entladene Packs des gleichen Typs haben die
Lagerzeit ohne Kapazitäts (und Flüssigkeits-)verlust überstanden und
hatten noch >1V/Zelle wie ich sie wieder geladen habe.
Panasonic schreibt in einem manual auch sinngemäß:"for extended storage
periods, recharge every year to avoid leakage" und hat da imo. recht
Wie schnell sollte das Ladegerät den Akku aufladen ? Das hängt von der
Verwendung des Akkus ab. Im Prinzip gilt, "ebenso wie er entladen wird".
Bei Hochstromanwendungen (Modellsport) also schnell Laden, bei
Niedrigstromanwendungen (Wecker) besser langsam laden. Der Grund liegt in der
Kristallbildung im Akku: Hohe Ströme brechen die Kristalle, was zu niedrigerem
Innenwiderstand führt (gut bei Hochstrom) aber auch die Selbstentladung
beschleunigt (schlecht bei geringem Strombedarf). Ebenso enthalten
schnellladefähige Akkus viel Katalysator, was ebenfalls die Selbstentladung
beschleunigt. Allerdings *müssen* automatisch abschaltende Ladegeräte
schnellladen, da sich nur dann bei vollem Akku eine Temperaturerhöhung ergibt,
die in Folge zu einer Spannungsänderung führt, die dann gemessen werden kann.
Länger als 4h sollte also kein automatisch abschaltendes Ladegerät brauchen
(und unter 15min wird's auch kritisch). Zeitgesteuerte Ladegeräte sollten den
Akku vorher entladen (auf 0.9V/Zelle) und dann 14h oder 4h aufladen und dann
auf Erhaltungsladung (kleiner C/25tel) umschalten. Bis zu welcher Spannung darf
man einen NiCd/NiMH-Akku entladen ? Im Prinzip 0V, aber dabei muss in einer
Säule JEDE Zelle beachtet werden, da ja keine umpolen darf. Die Akkukapazität
wird aber nach IEC durch eine Entladung bis 0.9V/Zelle gemessen, ebenso wie
bei normalen Zink-Kohle / Alkali-Mangan Batterien, und da man bei
0.9V*Zellenanzahl bei einer Säule davon ausgeht (was in der Praxis oft, aber
nicht immer hinhaut), das jede einzelne Zelle noch mehr als 0V hat und nicht
umgepolt wird (was tödlich wäre), nimmt man für Akkus auch 0.9V bei Entladung
von C/10tel. Die Spannung bricht ab 1.1V eh so schnell zusammen das unter 0.9V
eigentlich nichts mehr zu holen ist. Bei Hochstromentladung spielt der
Akkuinnenwiderstand aber eine grössere Rolle, so dass bis 0.5V herunter
entladen wird.
> Nickel-Eisen NiFe Akkus
Sind der Vorläufer und die deutlich langlebigere Alternative zu Nickel-Cadmium,
nur darf man keine hohe Kapaziät oder Strombelastbarkeit von ihnen erwarten:
Es gibt die offenen wartbaren Blei(-Antimon) Akkus (mit Stöpseln), die
geschlossenen nicht-wartbaren Blei-Calcium Akkus und die geschlossenen nicht
wartbaren Blei-Gels(/Vliess) Akkus.
Ein Bleiakku (Pb) wird an eine Spannungsquelle angeschlossen, die pro Zelle
(je nach Akkumodell) 2.3-2.4 Volt liefert (bei 20 GradC, temperaturabhängig
-4mV/K), also 13.8V für einen Bleigelakku. Die Spannungsquelle muss damit
klar kommen, dass der Akku mehr Strom haben will, als der Akku aushält und
die Spannungsquelle liefern kann, also eine Strombegrenzung enthalten.
Wieviel steht i.A. drauf, wenn nicht kann man sich nach Panasonic richten,
die sagen 0.4C bei ihren Bleigelakkus, also 4.8A bei 12Ah Akku. Der Lader
muss also eine Strombegrenzung als Schutzeinrichtung enthalten, wie das
normalerweise bei integrierten Spannungsreglern der Fall ist (z. B. uA723,
LM317 Bleiakkulader siehe Datenblatt LT317, einstellbar L200 Schaltung im
Datenblatt beachten, PB137 taugt wenig weil erheblicher Rückstrom fliesst
selbst wenn vor dem Eingang eine Diode den Rückstrom blockiert und er zudem
keine Temperaturkompensation macht und keine definierte Strombegrenzung um
zu verhindern dass die Quelle überfordert wird, UC3906 macht
temperaturkompensierte Schnelladung mit nachfolgender Erhaltungsladung,
AppNote U131, UC2909 ist moderner). Die Temperaturabhängigkeit kann man gut
mit einem Pt100 RTD Platinwiderstandstemperatursensor, NTC oder einer
Siliziumdiode im Spannungteiler des Spannungsreglers ausgleichen, siehe
Datenblatt des LT1038 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/)
oder AN66 Figure 148. CN3767 ist ein 4A, 12V Lead-Acid Battery Charger IC
With Photovoltaic Cell MPPT Function, CN3717 ein 5A, Lead-Acid Battery
Charger IC, CN3768 für 4A 12V.
Simpel mit Transistoren und (ausgemessener) Z-Diode hier für 6V Akkus mit
ca. 1A Ladestrom an 9-12V:
Eine Stromsymmetrierung über den Masseanschluss findet sich hier:
Im Auto werden Regler-IC wie L9444/L9448/L9480 verwendet, die ebenfalls eine
Temperaturkompensation machen.
Ein Bleiakku geht kaputt, wenn er entladen rumsteht (er sulfatiert dann),
netterweise darf man ihn ewig an einem wie beschrieben spannungsgeregelten
Ladegerät lassen. Der Selbstentladestrom liegt so um 1/1000 der Kapazität.
Lädt man ihn nur kurz auf und klemmt ihn dann vom Ladegerät ab, darf man
auf 14.4V (2.4V/Zelle bei 20 GradC) gehen, so wie es die Lichtmaschine im
Auto macht. Die billigen Autoakkuladegeräte enthalten lediglich einen
strombegrenzenden Trafo und einen Gleichrichter ohne jede
Ladespannungsbegrenzung, der volle Akku wird also gnadenlos überladen, er
gast. Beim Autoakku kann man dann das zersetzte destillierte Wasser wieder
nachfüllen, 'wartungsfreie' Bleigel-Akkus sind dauerhaft geschädigt.
Den relativen Akkurestkapazitätszustand kann man über 4-Leiter
Innenwiderstandsbestimmung mit C/5 Entladeimpulsen in Millisekundenlänge
ermitteln.
Üblich ist bei 11.4V eine Akku-Leer-Warnung und bei 10.8V der Lastabwurf,
bei hohem Entladestrom (Automotoranlasser) geht es auch mal unter 8V.
In Anlagen entsprechend VdS wird der dauergeladene Akku gelegentlich durch
Entladepulse überprüft, ein Innenwiderstand grösser 1 Ohm (bei den üblichen
meist 7.2Ah Bleigelakkus) wird als defekter Akku gemeldet.
Erst bei 12.6V wird die Last wieder drangeschaltet. Kam der Akku mal unter
11.4V, darf er ein mal bis auf 15V (2.5V/Zelle bei 20 GradC nur bei genauester
Beachtung der Temperaturkompensation) aufgeladen werden, kam er mal unter
12.4V kann man ihn ein mal bis 14.4V aufladen.
Unter dem Namen Lead Crystal bieten einige Händler Blei-Akkus von
http://leadcrystalbatteries.com/ an, die Tiefentladungen bis 0V wegstecken
sollen und mit doppelter Haltbarkeit werben, aber belastbare Daten sind nicht
bekannt.
Es gibt länger haltbare (Bleigel-)Akkus, z. B. Effekta BTL mit 8-10 Jahren,
Excide/Sonnenschein A602/200 mit 18 oder Absolyte GP/BAE OPzS mit 20 Jahren.
Lithium-Ionen-Akkus werden im Prinzip ebenso wie Bleiakkus geladen,
allerdings muss die Ladeschlussspannung von 4.20 Volt (man achte auf die 0)
JEDER ZELLE auf 0.5% genau eingehalten werden, sonst wird sie entweder nicht
voll, 0.1V macht 10% aus, oder fängt beim Überladen Feuer:
Und wer meint, er hätte noch nie gehört, daß LiIon-Akkus Feuer fangen, und
das würde bei ihm bestimmt nicht passieren:
0.5% einzuhalten ist nicht so einfach. Nimm einen fertigen LiIon Ladechip,
falls nicht schon ein Li-Ion protection chip im Akkupack enthalten ist. Mit
solchen vor Überladung und Tiefentladung geschützen Akkus ist der Ladevorgang
ein Kinderspiel: Er schaltet den Akku ab, bevor er zu tief entladen wird oder
wenn das Gerät zu viel Strom zieht (Kurzschluss), und er klemmt den Akku von
der Ladestromversorgung ab, wenn er voll ist oder zu viel Ladestrom bekommt.
LiIon-Akkus mit eingebauter Schutzschaltung sind also nur für Belastungs- und
Ladeströme bis zu bestimmten Werten zu gebrauchen, meist nur bis 1C, darüber
trennt die Schutzschaltung den Akku wegen Überstrom ab. Daher verwenden
Modellbauer Akkus ohne Schutz und benötigen deshalb kompliziertere Ladegeräte.
Zum Laden geschützter Akkus reicht aber einfach eine strombegrenzte
Spannungsquelle nicht zu hoher Leerlaufspannung (meist unter 6.5V gefordert).
Man sieht die strombegrenzte Spannungsquelle z. B. beim LTC1730 Ladecontroller.
Man kann den Ladestrom per Vorwiderstand begrenzen, oder einen schon
strombegrenzten Trafo verwenden, oder ein Schaltnetzteil welches bei zu hoher
Belastung die Spannung zurücknimmt. Das nennt man CCCV Ladung, Ladung zuerst
mit begrenztem Strom Constant Current CC und dann begrenzter Spannung Constant
Voltage CV.
oder mit Serienregler als Strombegrenzung (hier für 2 Zellen):
Ein LiIon-Akku geht sofort kaputt, weil sich Lithiumionen in die
Metalloxidelektrode einlagern, die dabei an Volumen zunimmt und zerbröselt,
wenn er unter eine bestimmte Spannung (2.3V) entladen wird, auch durch
Selbstentladung, also muss man rechtzeitig bei meist 3.0V abschalten und
gleich wieder aufladen. LiPolymer sind letztlich LiIon Akkus ohne Hülle, also
nichts prinzipiell anderes, und werden genau so behandelt. Ob 3.6V oder 3.7V
als Nennspannung angegeben wird, ist letztlich egal, nur die
Ladeschlussspannung von 4.1, 4.2 oder 4.3V darf nie überschritten werden.
Eine niedrigere Ladeschlussspannung verlängert angeblich die Akkulebensdauer
signifikant (das halte ich aber für Humbug, auch Sanyo redet bei trickle
charge nur von einer Gefahr die im Akku befindliche Sicherung auszulösen).
Die JEITA schlägt bestimmte Ladebedingungen je nach Akkutemperatur vor:
Hat man mehrere LiIon Zellen in Reihe, darf man die Reihe nicht mehr
weiterladen, wenn eine davon schon voll ist, also wird die andere nicht
ganz voll. Die ist jedoch beim Entladen als erste leer. Dadurch veringert
sich die nutzbare Kapazität des Gesamtakkus, obwohl die Zellen selbst noch
Kapazität hätten. Um das zu vermeiden, gleicht ein Balancer unterschiedlich
geladene Zellen wieder an. Es ist nicht erforderlich (und sinnvoll) das beim
Laden mit dem vollen Ladestrom zu tun, sondern es reicht, nach dem Laden
(während des rumliegens) mit geringem Strom umzuladen. Entweder in dem die
übervolle Zelle mit einem Entladestrom beaufschlagt wird:
oder in dem die vollere Zelle langsam entladen wird:
> Halten Lithium Akkus länger, wenn man sie kühl/halbaufgeladen lagert ?
Von: Peter Dannegger 19.06.2014
Ich hatte mal ein Samsung Notebook mit 2 Akkus. Den einen hatte ich ständig
dran, falls mal die Netzstrippe rausrutscht (passierte leicht). Den anderen
habe ich nur für Reisen benutzt, er lag die meiste Zeit rum. Beide nutzten
sich gleich stark ab, d.h. die Laufzeit pro Ladung war nach 6 Jahren etwa
gleich gesunken.
Von: batman 19.06.2014
Genau das Gleiche mußte ich sowohl mit einer Digicam als auch mit einem
Handy erfahren. Trotz kühler Lagerung hat es die Ersatzakkus genauso
schnell verschlissen wie die im Dauergebrauch befindlichen.
> BQ771807
Dieser LiIon-Überspannungs-Schutzschaltungs-Chip der bei schlecht
balancierten Akkupacks zuschlägt wenn eine Zelle über 4.45V geladen wird,
zerstört eine Sicherung im Akkupack und macht es dadurch unbenutzbar.
> Wie signalisiert ein USB Ladegerät wie viel Strom es liefern kann ?
Von: Hergen Lehmann 9.4.2016
Bei Apple signalisiert das Ladegerät (über eine Widerstandskombination
an den Datenleitungen, welche dort Spannungen produziert) seine
Belastbarkeit an das Handy, welches den Ladestrom entsprechend anpasst.
Bei Ladegeräten nach USB-Standard findet nur eine grobe Signalisierung
(bis 500mA/über 500mA) über einen Widerstand von maximal 200 Ohm zwischen
den Datenleitungen statt. Stattdessen ist das Ladegerät explizit so
gebaut, das es nicht abschaltet, sondern - wie ein Labornetzteil - den
Strom begrenzt. Das Android Handy erkennt den dadurch einsetzenden
Spannungsabfall und schraubt seine Ansprüche entsprechend herunter
damit zumindest 4.75V ankommen.
LiFePO4 Akkus (Daten der 2600mAh Rundzelle) sind nicht so kritisch wie
LiIon oder LiPoly. Sie verkraften weit höhere Ladeströme (typ 2.5A max 5A)
und Entladeströme (typ 10A max 25A) und reagieren nicht so sauer auf eine
ungenaue Ladeschlusspannung (typ 3.65V max 4.1V) und Entladespannung (typ
2.5V max 2V) und manche haben trotz kompletter Tiefentladung keinen Schaden
genommen oder sind trotz Aufladung auf 10V nicht explodiert. Mit dem L200
(hier auf 1A Ladestrom dimensioniert) oder LT3081 geht mit Relaisabschaltung
bei Stromausfall:
Wer ein bisher mit NiCd/NiMH-Akkus ausgestattetes Gerät (Akkuschrauber) hat,
das über ein strombegrenztes Steckernetzteil geladen wird (meist ca. 400mA für
4 Stunden laden eines 1.2Ah Akkus), der kann es leicht auf LiFePo4 oder sogar
LiIon umbauen, in dem er die Akkus im Akkupack wechselt und mit einer
Schutzschaltung versieht. Die Schutzschaltung für LiIon muß genau sein und
einzelne Zellen überwachen, man nimmt beispielsweise einen Sharp S8205, für
LiFePo4 tut es eine einfachere Schaltung mit einem ICL7665, zumindest bis 4
Zellen oder MCP65R41/6 für 1 Zelle.
Der Inhalt des bisherigen Ladeteils wird unverändert übernommen. Beispielhaft
hier gezeigt mit grüner LED für Netzspannung vorhanden und roter LED für lädt
ausgestattet, aber ohne Zeitschaltung oder gar intelligenten Ladecontroller,
R zur Ladestrombegrenzung implizit im Steckernetzteiltrafo:
Als Selbstentladungs-Balancer kann man ICL7660 oder den Microampere CMOS
OpAmp von oben verwenden.
Diese Akkus mit einer Nennspannung von 3V halten angeblich 3000 (bei 80%) bis
5000 (bei 70% Entladetiefe) Ladezyklen aus, sind aber natürlich auf Grund des
seltenen Yttriums teuer.
> nicht-wiederaufladbare Lithium Batterien wie CR2025
haben bei Lagerung das Problem der Passivierung, die bei minimalem Strom nicht
durchbrochen wird. Daher in Niedrigststromanwendungen hin und wieder mal einen
kräftigeren Entladeimpuls ansetzen, sagt Rafael Deliano in d.s.e Message-ID
<52af494e$0$9507$9b4e6d93@newsspool1.arcor-online.net>
Haben nur 2.3V Nennspannung, 2.8V Ladeschlusspannung und halb so viel
Energieinhalt wie eine LiFoPo4, aber 30000 Ladeezyklen bei 1C und arbeiten
von -40 bis 75 GradC. Sie gelten als robust und betriebssicherer als LiIon,
haben aber nedriger Energiedichte und Spannungslage.
Es gibt auch 1.5V Lithium-Akkus von Tenavolts, z.B. in Bauform AA, die haben
aber eine LiIon mit einem Spannungswandler drin. Tenavolts scheint keine
Homepage zu haben.
Kleine Knopfzellen mit der Bezeichnung ML (z.B. ML2032) mit 3V Nennspannung
die zwar weniger Kapazität als CR2032 haben, aber wiederaufladbar sind.
Schaltung mit minimalem Entladestrom von 150nA bei Ausfall der Ladespannung:
Als Nachfolger der Nickel-Metallhydrid-Akkus könnten sich die Nickel-Zink
Akkus mit 1.6V Spannung etablieren. Bei Mignon um 30mOhm Innenwiderstand,
1.2Ah Kapazität und angeblich 3% Selbstentladung pro Monat sind ordentliche
Werte, allerdings vertragen sie nicht über 4C Entladestrom und brauchen
andere Ladegeräte. Bei Conrad für 4 EUR pro Stück kein Schnäppchen, aber bei
Geräten die 1.5V benötigen und mit 1.2V schlechter laufen eventuell sinnvoll.
Anwender berichten, daß die Akkus eine WEIT geringere Kapazität haben als
aufgedruckt, also statt 1.5Ah nur 250mAh oder so, ausserdem kurz nach dem
Aufladen 1.8V und sich schnell selbstentladen, in weniger als 1 Monat sind
sie wieder leer, die Werbeversprechen also nicht halten.
Ladevorgang strombegrenzt mit 1.9V Ladeschlusspannung, z. B. per L200:
Es gibt auch Zink-Luft Akkus, billig für stationäre Energiespeicher:
Es gibt auch wiederaufladbare Alkali-Mangan Akkus für Geräte, die 1.5V/Zelle
benötigen. Allerdings sind diese Akkus sehr schlecht. Sie können (sogar nach
Herstellerangabe) nur wenige Male (ca. 25) wieder aufgeladen werden. Rechnet
man die Kapazität einer nicht wiederaufladbaren Alkali-Mangan Zelle (Mignon
2.8Ah) und die Kapazität eines Alkali-Mangan-Akkus (1.5Ah wenn neu, 0.5Ah
kommen bei jedem Wiederaufladen dazu), gegen den Preis auf, lohnt sich das
nicht. Siehe http://horst-lehner.mausnet.de/efaq/efaq.pdf Kapitel 2.6 und c't
23/2002 S. 193. und AppNotes zu BQ2902/2903 von http://www.ti.com/ , die von
Rayovac verwendet wurden.
> Was tritt eigentlich bei Alkali-Mangan Batterien als weisses Kristallpulver aus ?
Der Elektrolyt aus 35 bis 50 Gew.% KOH, 6 Gew.% ZnO und Zusätzen von LiOH oder
Ca(OH)2.
Datenblatt von Alkali-Mangan Batterien:
Bei Benutzung, Tiefentladung und vor allem beim unzulässigen Aufladen geben
Alkali-Mangan-Batterien Wasserstoff ab, in geschlossenen Gehäusen mit Luft
kann es Explosionsgefahr durch Knallgas geben:
Mit 'Memoryeffekt' wird das Verhalten von NiCd-Akkus beschrieben, die
mehrfach nur teilentladen wurden (z. B. durch eine automatische Abschaltung
des Geräts) und dann ein Mal weiter entladen werden soll. Die Spannung bricht
an der Stelle der alten Abschaltgrenze messbar zusammen. Die Restkapazität
lässt sich nur bei verringerter Spannung herausholen. Warum ?
Da die chemische Reaktion 'Ladung' im NiCd nicht gleichmässig über das innere
Volumen abläuft, gibt es bei 'halbleeren' Akkus Zonen die chemisch entladen
sind, wenn andere noch chemisch geladen sind. In einer lange nicht
'angefassten' Region vergrössern sich Kristalle, ebenso wie in einem Akku,
der lange rumliegt. Grössere Kristalle bewirken einen erhöhten
Innenwiderstand. Ein belasteter Akku mit höherem Innenwiderstand bricht in
der Spannung ein, er erscheint dem angeschlossenen Gerät 'leerer', es
schaltet früher ab, wodurch diese 'Zone' des Akkus nie mehr angefasst wird,
also auch nicht besser wird. Man behebt den Effekt durch mehrmaliges
entladen (bis die schwächste Zelle nur noch 0.5V hat) und wieder aufladen.
Siehe section 5 "battery chargers" des "practical design techniques for power
and thermal management" aus "Training and Events" von http://www.analog.com/ .
Es gibt im Web auch eine andere Meinung zu lesen, aber man behebt sie auf
dieselbe Art, so dass einem die Physik dahinter egal sein kann.
NiMH Akkus sind von diesem Effekt bei weitem nicht so stark betroffen, aber
ich habe hier NiMH Akkus erlebt, die zwar fast volle Kapazität hatten, aber
mit dem Alter einen immer weiter steigenden Innenwiderstand (2 Ohm) der sich
auch durch Hochstrom-Lade-/Entladezyklen nicht besserte und die damit
unbrauchbar waren.
Unbelastete Akkuzellen haben ja eigentlich, auch wenn sie leer sind, eine
Spannung von um die 1 Volt. Was tun, wenn in einer Akkusäule eine Zelle nur
0 Volt hat ? Diese Zelle ist dann intern kurzgeschlossen. Durch Umpolen der
Zelle während einer Tiefentladung sind Cd-Nadeln gewachsen, die beide
Elektroden miteinander verbinden. Man kann diese Cd-Nadeln durch einen
Hochstromimpuls knacken (z. B. vollgeladenen 10000uF/35V Elko an die Zelle
halten). Das hilft aber nicht wirklich, da sich nicht die ganze Cd-Nadel
zurückbildet. Der Akku hat eine höhere Selbstentladung, wird also in der
Säule wieder als erster leer, wird umgepolt und man hat das Problem erneut.
Ersetzt man nur diese Zelle, hat man in einer gebrauchten (verbrauchten :-)
Säule einen neuen Akku, der seine Stärken nicht ausspielen kann. Ersetze
lieber gleich alle Zellen und verwende die restlichen woanders.
> Wie redet mein Notebook mit seinem Akkupack ?
> Wie lädt mein Telefon seinen Akku wieder auf ?
Von: Ingolf Pohl
Beim Entladen wird der Strom gemessen (eher selten) oder die Software
des Telefons kennt die Verbräuche des Gerätes in den einzelnen Zuständen
hinreichend genau. Einige Hersteller veranstalten dazu einen ganz
schönen Aufwand bei der Produktion, bei jedem Telefon im Endtest wird
der Stromverbrauch für die einzelnen Zustände protokolliert und im
geräteeigenen EEPROM abgelegt, ohne ständiges Messen im Betrieb kann
die Software so einigermaßen bilanzieren.
Die Software des Gerätes verwaltet dazu ein Ladekonto mit aktuellem
Ladezustand und maximalem Ladezustand im EEPROM.
Ich versuch jetzt mal so ein Lade-Entladezyklus zu beschreiben,
ausgehend davon dass leere Akkus in ein neues Gerät gesetzt werden.
1. Das Gerät verfügt über eine Voreinstellung des maximalen
Ladezustandes von 500mAh. Es lädt den eingesetzen Akku mit 120% (bis
150% je nach Mut des Herstellers) des maximalen Ladezustandes. Ein
500mAh Akku wäre mit 120% überladen, ein 1600mAh Akku nur zu 1/3
geladen. Das Ladekonto wird auf 500mAh gesetzt
2. Beim Entladen wird je nach Aktion vom Ladekonto abgebucht. Hat es zum
Beispiel 10% erreicht, dann gibt das Telefon bescheid, denn bei einem
angenommenem 500mAh Akku wären ja nur noch 50mAh Rest. Bei einem
1600mAh Akku wären noch 1150mAh Rest.
3. Wird jetzt das Telefon nicht gleich hysterisch auf die Ladeschale
gesteckt, sondern echt leer telefoniert bis die Hardware eine
Tiefenentladung durch Zwangsabschaltung bei kleiner 0.9V/Zelle
vollstreckt, dann hat das Ladekonto (im EEPROM) beim 500mAh Akku
ungefähr 0, beim 1600mAh Akku einen negativen Wert, denn es wurden ja
320% entnommen.
4. Beim nächsten Ladezyklus wird zuerst der maximale Ladezustand
korrigiert, beim 500mAh Akku wird er sich nicht sonderlich ändern, beim
1600mAh Akku wird er um 220% größer sein, als das letzte Mal. Jetzt wird
wieder mit 120% (der korrigierten Kapazität) oder mehr geladen...
Fazit der Methode ist einfach:
Ähnliche Methoden wurden (werden) auch bei GSM-Telefonen eingesetzt,
das erklärt auch warum bei einigen die Batterieanzeige nach längerem
Benutzen immer ungenauer wird, oder warum plötzlich bei 50% Anzeige das
Telefon abschaltet. Man muß auch hier öfter mal das Telefon komplett tot
telefonieren und anschließend schön voll laden. Bei meinem ältlichen GSM
ist das tatsächlich so, plötzlich ist bei "halbvollem" Akku Schluss.
Wenn der Strom wieder da ist, dann hat auch das Bilanzprogramm gemerkt,
dass der Akku leer war und die Anzeige wieder auf Null gesetzt...
Laptop-Akkus verfügen oft über eine Fuel-Gauge, also einen Chip im Akku
der rein- und rausfliessenden Strom misst und versucht, die Akkukapazität
mitzuführen, wie BQ2010 (siehe Datenblatt bei http://www.ti.com/ ). Wohl
wegen unzureichender Software im Laptop haben diese Chips die Eigenart,
mit der Zeit immer weniger über den Akkuladezustand zu wissen und auch
leere Akkus nicht mehr nachladen zu wollen oder volle Akkus als leer
anzusehen. Bei vielen hat es geholfen, der Chip mal vom Akku abzulöten
(Rücksetzen) oder per direktem Ansprechen (über die Parallelschnittstelle
des Laptops) umzuprogrammieren, und plötzlich spielten die Akkus wieder
mit. Also: Schaut auch im WWW um, was sich bei eurem Akku machen
lässt, bevor ihr verzweifelt dessen Zellen tauscht.
> Wie baue ich ein Lade-Netzteil für mein Handy bzw. Notebook ?
Handys und Notebooks haben meist eine ganz einfache Akkuladeschaltung
drin: Ein Transistor schaltet den Strom vom Netzteil direkt an den Akku,
der jedoch je nach Ladezustand eine unterschiedliche Spannung benötigt.
Wenn das Netzteil zu viel Strom liefert (weil es seine Nennspannung halten
will) geht, insbesondere bei leerem Akku, dieser Transistor und sonstwas
kaputt. Das Netzteil muss also eine Strombegrenzung haben und darf im
Leerlauf eine nicht zu hohe Spannung liefern. Wie viel, steht meist auf dem
alten Netzteil drauf (z. B. 4.5V/250mA oder 16V/3.8A). Der Grund liegt darin,
das im Gerät (Handy bzw. Notebook) keine zusätzliche Wärme entstehen
soll, und daher ein analog runterregelnder Transistor, der bei ausreichend
Spannung von selbst den Strom begrenzt, wegen der anfallenden Verluste
nicht verwendbar ist.
Daher darf man ein Notebook nicht direkt an den Autoakku anschliessen,
obwohl ja meistens die Spannung des Notebookakkus, zumindest entladen,
niedriger liegt als die Autoakkuspannung und die Spannung des Netzteils
vom Notebook höher liegt als die Autoakkuspannung, es also eigentlich
passen müsste.
Bei leerem Akku würde jedoch das Notebook versuchen, den Akku zu laden,
und dabei würde zu viel Strom fliessen, weil der Autoakku ja hergibt, was er
kann. Wenn man jedoch den Akku aus dem Notebook entfernt, geht es oft,
das Zuleitungskabel sollte jedoch eine KFZ-Schutzschaltung enthalten.
Man kann ein Labornetzteil (so ein Ding mit einstellbarer Maximalspannung
und Maximalstrom) verwenden, in dem man den Maximalstrom auf den zum
Akku passenden Ladestrom einstellt, oder ein vorhandenes (Schalt-)Netzteil
entsprechend umbauen.
Die primitivsten Handyladesteckernetzteile haben einen simplen Trafo drin,
der wie ein Klingeltrafo kurzschlussicher ist, weil bei steigendem Strom
dessen Verluste (Wärmeentwicklung) so hoch ansteigen, das kaum noch
Spannung rauskommt, und dahinter Gleichrichter und Siebelko. Das
allerprimitivste Autoladekabel besteht aus einem Vorwiderstand (13.8V-
Akkuspannung)/Ladestrom und einer Z-Diode (begrenzt Maximalspannung bei
Leerlauf und bietet Schutz vor Verpolung und Überspannung) am Ausgang, aber
die Bauteile verheizen ziemlich viel Leistung (5W Widerstand, 3W Z-Diode) und
sind deswegen nicht billig. Die Besseren verwenden einen Linearregler wie
L200 (NRND und nicht die defekte Charge L200C 82A333 ST SING, Reichelt) von
http://www.st.com/ mit eingebauter Strombegrenzung, der braucht aber auch
einen Kühlkörper, oder LT3081. Effektiver ist ein Schaltregler wie MC34063,
bei dem man zumindest den Eingangsstrom begrenzen kann, und damit den
Ausgangsstrom bei nicht zu stark abweichender Eingangsspannung im Rahmen
halten kann. Siehe auch F.24. Schaltregler Nokia Laderegler.
Am Besten ist aber eine Konstruktion, bei der ein Schaltregler sowohl
Feedback von der Ausgangsspannung als auch vom Ausgangsstrom erhält. Siehe
LT1510, LT1512, TL494=DBL494=M5T494=KIA494=KA7500=SDC7500=EG7500, TL598,
ACT4514 (NRND), LM25011 (42V 2A buck) L7987 (61V 3A buck), LT1618 (1.6-18V
boost), FP5202 (2.4-5.5V boost). Hat das Netzteil 3 Leitungen (Masse,
Versorgungsspannung, Ladespannung) ist meist die Ladespannung strombegrenzt,
die Versorgungsspannung nur gegen Kurzschluss geschützt.
Einschalten und Ausschalten der Spannungsversorgung per Taster (manche uC
haben an einem Ausgang, oft dem Programmierpin MCLR oder RESET, keine
Schutzdiode nach VCC sondern erlauben dort eine höhere Spannung, dann kann
der NPN entfallen und der uC direkt die 1k zur Selbsthaltung an GND ziehen):
> Mein Batteriehalter schmilzt beim Laden weg
Verwende Batteriezellenhalter von Bulgin (bei Conrad, Farnell, RSOnline),
die halten bei Lötfahnenanschluss bis 20A aus, oder gar "BAT FIXTURE BF 1L"
für 15 EUR pro Stück
> Ich brauche über mehrere Jahre Batteriestrom
Für Weidezaungeräte gibt es Batterien und Akkus um 100Ah als Zink-Kohle,
Alkali-Luft, Zink-Luft, und Bleiakkus, die speziell bei geringer
Stromentnahme lange Laufzeiten erreichen zu akzeptablen Preisen.
Desweiteren ist die (6V) "Laternenbatterie" recht gross und günstig.
> Ich brauche eine Batterie für hohe Umgebungstemperaturen
Panasonic BR1225A, BR1632A, BR2330A, BR2450A und BR2477A. (man achte auf das
A) geht bis 125 GradC, ist aber sehr schwer zu bekommen.
> Der Akku meiner Uhr ist kaputt
Von: Peter Diener
Ein Kondensatorschweißverfahren eignet sich nicht zum Schweißen von
Akkulötfahnen. Kondensatorentladeverfahren heizen grundsätzlich per
Lichtbogen, diese können an den planen Lötfahnen nicht gezündet werden.
Ein Aufschalten auf einen direkten Kurzschluss verheizt fast die gesamte
Energie in den Schaltelementen (Thyristor) und den Kondensatoren. Das
liegt daran, dass Kondensatorverfahren - um die benötigte Energie
bereitzustellen - mit sehr hohen Spannungen arbeiten (bis 250 V) und
dabei die Innenwiderstände der Kondensatoren zu groß wären für eine
Kurzschlussschweißung.
Akkulötfahnen werden immer mit Transformatorpunktschweißgeräten
geschweißt. Die Elektroden sind nicht aus Wolfram, sondern aus Kupfer.
Damit sie nicht schmelzen, werden sie von innen wassergekühlt. Die
Schweißströme liegen je nach Blechdicke zwischen 1000 A und 5000 A,
wobei die Schweißzeit bei so dünnem Material etwa 0,5 Sekunden beträgt.
Damit der Strom nicht durch den Akku fließen muss, werden immer 2
Elektroden verwendet. Der Strom fließt von einer Elektrode durch das
Blech hindurch, in die Akkuoberfläche, von dort zur anderen
Schweißstelle und wieder durch das Blech zurück in die zweite Elektrode.
Ein geschlitztes Blech verhindert, daß der Strom gar nicht erst zum Akku
will.
Während dem Schweißvorgang wird zunächst zum Heizen eine relativ geringe
Kraft auf die Elektroden aufgebracht und nach etwa 2/3 der Schweißzeit
dann die Schweißstellen verpresst, wobei der Trafo dann im vollen
Kurzschluss arbeitet und durch Elektromigration bei Schweißtemperatur
die Schweißstelle auf Molekularebene verbunden wird und mechanisch
spannungsfrei gehalten wird. Der Übergangswiderstand ist jetzt recht
gering geworden und die freigesetzte Leistung reicht nicht mehr, um das
Material auf Schmelztemperatur zu halten. Bis zur Abkühlung auf etwa
700°C bleibt der Kurzschlussstrom noch anstehen, was dazu beiträgt, dass
die Abkühlung nicht zu schnell passiert, andernfalls entstehen
Spannungsrisse. Dann wird abgeschaltet.
Die Abschalttemperatur ist ein entscheidender Parameter für die Härte
und Sprödigkeit der Schweißstelle, deswegen ist es sehr schwierig, im
Hobbykeller die richtigen Parameter nachzubilden und die Bleche halten
dann nicht.
Wenn man nicht genug Leistung hat, kocht die Zelle am Ende, weil die
Schweißzeit viel zu groß sein muss.
Kleine Punktschweißtrafos haben 100 - 200 W, M-Bleche mit Luftspalt
geschichtet oder E-I-Kerne mit Luftspalt (Streufeldtrafo). Sekundär 2 -
4 - 6 V um 30 A. Anschluß über Bananenbuchsen. Schaltung über Fußtaster
primär und eignen sich zum schweissen dünner Drähte (Thermoelemente,
Hitzedrahtsensoren).
Ich habe das auch mal mit einfachen Mitteln versucht, aber das hält
einfach nicht. Deswegen löte ich jetzt alle meine Zellen. Ich habe damit
auch noch keine zerstört, man braucht halt auch hier genug Leistung,
damit es entsprechend schnell geht.
MOT Mikrowellenofentrafos sind leistungsstarke (früher 1.5kVA, heute 900VA,
besser aus gewerblichen Mikrowellenöfen) strombegrenzte 2kV
Hochspannungstransformatoren und können zum Punktschweissen verwendet werden,
wenn die Sekundärwicklung entfernt wird und durch ein paar Windungen dicken
Drahtes ersetzt werden. Dauerkurzschlussfest sind sie aber nicht, auch nicht
wenn sie wie in der Mikrowelle mit Lüfter betrieben werden.
Die Metallplatten (Joch, Streufeldjoch) sollten im Trafo bleiben, sonst wird
die Leerlaufstromaufnahme zu hoch und der Trafo überhitzt an Nennspannung.
Mit herausgenommenen Platten als "steifer" Trafo ohne Strombegrenzung ist er
also nur bei geringerer Primärspannung zu gebrauchen (so 180V).
> Wie schützt man einen Akku vor Tiefentladung ?
Vor allem LiIon aber auch Bleiakkus werden beschädigt, wenn die Spannung
durch Entladung zu weit absinkt. NiCd und NiMH werden beschädigt, wenn die
Spannung einer Zelle in einer Batterie unter 0V fällt, also umgepolt wird
durch die Restspannung der anderen Zellen über den Verbraucher hinweg.
Während LiIon durch ein protection PCB geschützt werden, wenn vorhanden,
schützt man zyklenfeste Bleiakkus durch einen Tiefentladeschutz, wie Pollin
810533, Kemo M148A, IVT Hirschau 200030 und 200031. Leider brauchen
ungeschickt konstruierte Schutzschaltungen auch nach der Abschaltung
erheblichen Strom und sorgen so erst für die Tiefentladung mit Beschädigung
des Akkus, die sie eigentlich verhindern sollten. Auch möchte man oftmals die
positive Leitung von Akku trennen und nicht dem Akku seine Masseverbindung
wegnehmen. Ebenso möchte man oft das Ein- und Ausschalten des Geräts (dann
über Taster statt Schalter) mit dem Tiefentladeschutz verbinden.
Am besten trennt man mit Relais, dann fliesst nach dem Abschalten auch
garantiert kein Strom mehr. Die Schaltung braucht aber eingeschaltet
zusätzlich den Relaisstrom. Leider ist die Abfallspannung von Relais extrem
ungenau, selbst für einen Unterspannungsschutz bei dem es nicht so genau
drauf ankommt, also muss eine Elektronik her. Ein Unterspannungssensor (z. B.
TL7702, ICL7665, MC34161, TL431, LTC1440), oder eine Kombination aus OpAmp
als Komparator und Spannungsreferenz (MCP65R41/6, es muss ja nicht der teure
LM10 sein), dessen Ausgang so lange mit Masse verbunden ist (active high
Reset Pin), wie die Betriebsspannung über der Mindestspannung liegt (je nach
Unterspannungssensor fest oder einstellbar), und dessen Ausgang den
Spulenstrom des Relais dauerhaft aushält. Damit kurze Belastungsspitzen, bei
denen die Akkuspannung einbricht, nicht gleich zum Abschalten führen, kann
man den Unterspannungssensor mit einem Kondensator C am Spannungsteiler
träger machen. Man kann den Einschalttaster parallel zum Relaiskontakt den
ganzen Laststrom schalten lassen, und den Ausschaltaster als Öffner
unterbrechen lassen:
> Ladezustand von Akkus anzeigen.
Suche nach 'Fuel Gauge/Gas Gauge' von Benchmarq bei http://www.ti.com/
wie BQ2010 und SAA1501 bei Philips oder STC3100 von ST.
Einige Akkuladegeräte:
Wenn der Spannungsabfall an einer normalen (oder Schottky) Diode zu gross ist
> Durchlassspannung einer Diode
Eine Halbleiterdiode lässt den Strom nur in einer Richtung hindurch. Aber eine
Diode ist kein ideales Ventil, das in einer Richtung ohne Verluste arbeitet,
und in der anderen Richtung dicht ist. Auch die oft genannte
Vereinfachung, das an einer normalen Silizium-Diode einfach 0.7V Verlust in
Leitrichtung auftritt, also die Diode unter 0.7V einfach nicht leitet, ist falsch.
Man sollte sich daran gewöhnen, das Dioden bei vollem Strom nach Datenblatt
ca. 1V Spannungsverlust bewirken. Fliesst nur ganz wenig Strom durch eine
Diode liegt der Spannungsverlust eher bei 0.5V. Die Spannung ist auch noch
stark temperaturabhängig (was in einem Thermometer ausgenutzt werden kann).
Schottky-Dioden haben so 0.3V weniger, sperren aber auch schlechter.
Germanium-Dioden haben bei kleinen Strömen noch weniger Spannungsverlust,
der aber normalen Strömen schnell ansteigt und Silizium-Dioden überflügelt.
Den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung in Durchlassrichtung einer
Diode drückt die Shockley-Formel aus:
Eine Diode soll verhindern, das Strom 'rückwärts' durch sie hindurchfliesst.
Aber es ist dem Hersteller nicht möglich, dieses Sperrverhalten unabhängig
von den anderen Anforderungen zu optimieren. Zu dem verdoppelt sich der
Sperrstrom bei einer Temperaturerhöhung um 10K. Daher gibt es verschiedene
Dioden, und man sollte für den jeweiligen Zweck die passende wählen. Grosse
Dioden haben auch eine grosse Kapazität in Sperrrichtung, die auch nervt.
Will man hochohmige Eingänge schützen, kann man einen active Guard nehmen,
mit einem OpAmp der nicht unter phase reversal leidet, der Strom fliesst
dann über die in CMOS-OpAmps meist eingebauten Ausgangsschutzdioden nach
VCC bzw. Masse
Von: MaWin 12.11.2003
Der Bipolartransistor besteht aus einer Diode von Basis nach Emitter
(das ist auch das im Schaltzeichen eingezeichnete Diodendreieck) die sich
auch wie eine Diode mit einer Sperrspannung von ca. -6V verhält. Ab +0.5V
zwischen Basis und Emitter fliesst zunehmend mehr Strom.
Das besondere am Transistor ist nun, das der kleine von Basis nach Emitter
fliessende Strom es ermöglicht, das ein grosser Strom vom Kollektor zum
Emitter fliessen kann, wenn denn am Kollektor ausreichend Spannung anliegt.
Ein kleiner Strom durch die Basis-Emitter-Diode ermöglicht dabei einen um
den Stromverstärkungsfaktor hfe (zwischen 10 und 1000, meist so 100)
grösseren Strom durch den Kollektor.
Natürlich wird der Kollektorstrom nur so gross, wie es die umgebende
Schaltung erlaubt, im Beispiel bestehend aus Spannungsquelle und Last.
Beide Ströme fliessen zusammen durch den Emitter wieder aus dem Transistor
heraus. Leider sind die Dinger recht unlinear, was man mit geeigneten
Schaltungen zu begradigen sucht.
Wenn man z. B. eine Spannungsverstärkung um das 10fache erreichen will,
muss der Lastwiderstand einen 10 mal so hohen Widerstandswert haben
wie der Emitterwiderstand, sagen wir Re=10 Ohm und Rl=100 Ohm.
Wenn wir 24V als Versorgungsspannung haben, fliessen maximal 210mA
durch beide, wobei durch den Emitterwiderstand zusätzlich der
Basisstrom fliesst, und der Emitter im Transistor auch schon ein
paar Ohm beiträgt. Damit diese 210mA durch den Emitterwiderstand
fliessen, muss an ihm ca. 2.2V anliegen, und an der Basis ca. 2.9V.
Bei nur 0.6V an der Basis geht der Transistr aus, es liegt keine
Spannung am Emitterwiderstand, es fliesst kein Emitterstrom und
kein Kollektorstrom und damit auch kein Strom durch die Last und
die hat damit keine Spannung.
Wer mit normalen bipolaren Kleinleistungstransistoren schnell schalten will,
darf man sie nicht in Sättiging bringen. Entweder per Schottky-Diode:
Oft findet man in Geräten Transistoren mit der Bezeichnung A1015, C557, C38,
D998, F830, H945, A1703 oder K1117 die in keinem Katalog zu finden sind. Fügt
dann ein 2S, IR, SC2, KT, µP oder B vor die Typennummer und sucht im Katalog
erneut, denn asiatische Hersteller lassen gerne das 2S weg, die DDR das S und
die 2, Koreaner das KT, Europäer manchmal das B, ST beim Nachbau von
Motorola-ICs den MC34 Prefix (063 steht dann für MC34063) und International
Rectifier das IR so wie NEC das µP und Excelliance MOS das EM.
Aber glücklicherweise gibt es kaum Nummernüberschneidungen. Die obigen Typen
sind also 2SA1015, BC557, SC238, IRF830, µPA1703 und 2SK1117 und F30N02 ist
ein EMF30N02P. Leider funktioniert das manchmal doch nicht:
KSD/KTD998 und 2SD998 oder KSC/KTC778 und 2SC778 sind nicht dasselbe.
Ersatztyp für KTD998/KTC778 ist 2SC4387/2SA1672 oder mit Isolierscheiben
TIP33C/TIP34C oder BD245/246. Mit H beginnen manche Hitachi
Consumer-Transistoren. H945 ist also ein schlechterer 2SC945, HA42 ist MPSA42,
H548 ist BC548, H9012 ist C9012. Wobei C9012 ein Consumer-Transistor von
Motorola ist, nicht ein 2SC9012 oder gar BC9012, die gibt's nämlich nicht und
D44C/D45C sind keine 2SD44C/BD44C sondern heissen wirklich SavantIC D44/D45.
Elektor Crescendo / Mini-Crescendo 2SJ50/2SK135 = 2SJ56/2SK176 =
2SJ1058/2SK162 in TOP3P
Viele Hersteller wie Motorola (MT), Fairchild (FD), ST (ST), Philips (PH),
Harris (RF), OnSemi (ND) Samsung (SS), Siliconix (SM) bezeichnen MOSFETs
nach einem einfachen Schema: MTP50N10 heisst Motorola TO220 50A NMOSFET
100V, also Herstellerkürzel, Gehäusebuchstabe A=TO220isoliert B=D2PAK
D=DPAK E=ISOTOP F=TOP3Pisoliert H=TO218 I=I2PAK J=TO220isoliert K=STO82
M=TO3 N=SOT223 O=SOP8 P=TO220 S=TO220isoliert U=TO251/IPAK V=D3PAK W=DIP
X=TO220isoliert Y=TO264, Amperezahl, Kanal-Polarität, Volt in 10er Schritten.
Auch IGBTs folgen oft diesem Muster: STGB20NB32 schafft z. B. 20A, 320V.
Manchmal hilft ein Herstellerkürzel auf dem Transistor, ansonsten orientiert man
sich erst mal an den Bezeichnungen der anderen im Gerät verbauten Transistoren.
Bei SMD-Bauteilen reicht der Platz für Typennummern nicht aus, und die Kürzel
sind HERSTELLERBEZOGEN, also mehrfach vergeben:
Transistorgrundschaltungen finden sich in
Warum kann man Emitter und Collektor nicht vertauschen, dem Ersatzschaltbild
eines Transistors nach haben die doch keine Unterschiede?
Doch, haben sie, von der Geometrie her, trotzdem funktioniert ein Transistor
bei vertauschen Emitter/Collektor im sogenannten inversen Betrieb, und der
hat 4 Effekte: Eine viel geringere Stromverstärkung, so 5 statt 100, und eine
viel niedrigere Sättigungsspannung VCEsat. Die Transitfrequenz ist in dieser
Betriebsart wesentlich höher. Die maximale Spannung viel niedriger, meist nur
5V (UBEreverse).
> Warum schaltet mein MOSFET direkt am uC Ausgang angeschlossen nicht durch ?
Weil du vermutlich im Datenblatt den UGSth-Wert fälschlicherweise als die
Spannung angenommen hast, ab der der MOSFET durchschaltet. Das ist aber
mitnichten so, es ist die Spannung ab der er gerade eben nicht mehr sperrt.
Die Spannung, ab der er bestimmt leitet, steht hinter der RDSon Angabe meist
in Form eine @UGS xxV. Das liegt daran, weil die Gate-Threshold-Spannung sehr
starkt schwankt, von Exemplar zu Exemplar und von Betriebsbedingung zu
Betriebsbedingung. Garantiert leiten tut der MOSFET nur bei einer Spannung
zwischen Gate und Source, die bei RDSon angegeben wurde (auf diese Spannung
hin wird der MOSFET auch in der Fabrik geprüft), als Beispiel mal dieses
Datenblatt welches zeigt, daß die UGSth Schwankung von 0.5V bis 3.2V reicht:
> Kann man MOSFETs zur Leistungssteigerung parallelschalten ?
Von: Rolf Zimmermann
MOSFETs als Schalter betrieben kann man ohne Symetrier-R parallel schalten.
Der Kanalwiderstand Rds(on) steigt mit der Chiptemperatur, und symmetriert
den Strom durch den einzelnen FET entsprechend der Temperatur (der kühlste
FET bekommt mehr Strom ...)
MOSFETs im Linearbetrieb (also 'nicht ganz durchgeschaltet') verhalten sich
ab einer bestimmten Ugs gerade umgekehrt (der wärmste FET bekommt noch mehr
Strom...) weil die Gate-Source-Spannungskennline negativ temperaturabhängig
ist. Hier braucht's dann mindestens die R's in die Source des FETs. Da die
Threshold-Spannung von MOSFETs mit ca. 3.5V viel grösser ist als die nur 0.6V
grosse Ube-Spannung von Bipolartransistoren und die Werte auch locker um
Faktor 2 streuen, benötigt man im Vergleich zu Bipolartransistoren recht
grosse Widerstandwerte bei den Stromverteilungswiderständen und erhält damit
recht grosse Verlustleistungen. Man sollte wenigstens die MOSFETs gut
selektieren.
MOSFETs brauchen wenig Strom wenn sie langsam umgeschaltet werden können, ein
Microcontrollerausgang reicht für Frequenzen bis 20kHz wenn LogicLevel MOSFETs
verwendet werden. Der N-Kanal MOSFET schaltet die Verbindung nach Masse ein,
wenn der Microcontrollerausgang HIGH ist. Ein hochohmiger Widerstand vom Gate
nach Masse verhindert, daß der MOSFET halb durchschaltet wenn der uC Pin noch
als Eingang geschaltet ist. Ist gar denkbar, daß er versehentlich als Eingang
mit internem pull up geschaltet wird, sollte der Widerstand eher 10k haben.
Ein MOSFET an einem Pin der nie ein Eingang sein kann braucht den pull down
Widerstand nicht.
Normale MOSFETs brauchen aber Ansteuerspannungen um 10V, so daß man eine
Ansteuerschaltung benötigt. Ein N-Kanal MOSFET trennt die Verbindung nach
Masse und wird ausgeschaltet wenn der Microcontrollerausgang HIGH liefert:
Daher gibt es fertige MOSFET Treiber ICs wie den simplen MC34151/34152 von
http://www.onsemi.com/ , den schnellen LTC1693 von https://www.analog.com/
(http://www.linear.com/) bzw. TPS2811-15 von http://www.ti.com/ und
IR2010/2011/2104/2111 mit Ladungspumpe von http://www.irf.com/ bis hin zu 30A
Treibern IXDD430 von Ixys, und sogar optisch isolierte wie HPCL3120 oder
siliziumisolierte wie Si823x bis 5kV. Besonders nützlich ist, wenn sie bei zu
geringer Spannung abschalten, damit der MOSFET nicht halb durchgeschaltet
werden kann. Doch manche machen Probleme, insbesondere die ganz schnellen:
> HIP4080
Aus sci.electronics.design von Adam Seychell:
Has anyone here used this chip successfully? I'm designing a high frequency
PWM H-bridge using the HIP4080IAP MOSFET driver (to provide +-3V output at 20
amps). After reading all the application notes from Intersil they point out a
"shoot through" situation can occur when the the driver is first powered up.
They provide a circuit to fix this problem
(see http://www.intersil.com/data/TB/TB3/TB321/TB321.pdf )
It seems to me that this was a design fault in the driver because the fix
they describe is shown at ends of application notes and is not included in
the ev ion board. Their explanation of the issue is very brief and I was
wondering if anyone who has used this chip before could recommend what to do
about a power up circuit.
Winfield Hill:
I have used the 4080A chip in several designs without any problem at all with
powerup. Please notice that the TB321 was written for the 4080 and 4081
chips (old non-A versions, don't buy them, are even they still available?).
Of course the 4080A with its separate HI and LO inputs gives you the
capability to externally cause trouble, but that's your issue! I would pay
attention to the stuff in AN9404. How are you planning to implement your
H-bridge control? I'm a really big fan of the 4080A and the 4081A, have used
them to 2MHz, and have often recommended them here on s.e.d. They're so hip.
:-)
Jim Stockton:
I have used it in the past and it worked well after sorting out some ground
bounce issues. The then Harris FAE Ivars was very helpful in taming the
beast. I had to use a 33pf & 1 Ohm snubber from each output of H bridge to
ground and added 1 Ohm resistors in series with BHS & AHS lines to
controller. He had also suggested Toshiba Magnetics spike killer beads (AMO
Beads?) on Source Leads on top Fets & on Drain leads of bottom Fets. I didn't
need to use them though. Great part once circuit is tamed but in the mean
time plan on buying a tube for development work. They arent very forgiving at
high power levels.
> Warum sollte bei einem MOS Transistor ein Vorwiderstand vor das Gate ?
MOSFETs im linearen Analogbetrieb:
Weil die Zuleitung (Induktivität) und das Gate (Kapazität) einen Schwingkreis
bilden, und so eine Schwingneigung bei sehr hohen Frequenzen existiert, die
durch Verschlechterung der Güte des Schwingkreises durch den Widerstand
gemindert wird.
Im Linearbetrieb wird der MOSFET oft von OpAmps angesteuert, und viele OpAmps
sind nicht stabil bei hohen kapazitiven Lasten wie sie das Gate eines MOSFET
mit bis zu 1nF darstellt. Dann ist zur Stabilität des OpAmps ein Widerstand
notwendig, falls man nicht passende OpAmps wie den MC34071 verwendet.
Winfield Hill:
High-voltage power MOSFETs love to RF oscillate at from 10 to 30MHz when used
in the linear mode at even modest currents, like 5mA, and with more than say
25V across their drain-source. The easiest way to prevent this is to use two
ferrite beads and slip one over both the gate and source leads of a TO-220
part. Sometimes a gate resistor alone can spoil the oscillation (they're
always recommended anyway, and especially if you use a gate-source zener,
isolate the gate with a resistor), but I have better results and am more
comfortable with two ferrite beads.
MOSFETs im digitalen Schaltbetrieb:
Im Schaltbetrieb bildet ebenso die Zuleitung (Induktivität) und das Gate
(Kapazität) einen Schwingkreis, mit störender Neigung zum Klingeln, was man
durch Verschlechterung der Güte des Schwingkreises durch den Widerstand
mindert.
Wenn man nicht so schnell umschalten will (für Motoren und Glühlampen reicht
eine eher langsame PWM ab 100Hz die man nebenbei in Software erzeugen kann)
kann man auf die Idee kommen, LogicLevel MOSFETs (also solche, die bereits bei
4.5V soll durchgesteuert sind) direkt an einen PortPin eines uC oder Ausgang
eines CMOS-ICs zu hängen. Da aber das durchschalten beispielsweise von +5V
auf einen entladenen Kondensator (die Gate-Kapazität) wie ein Kurzschluss
wirkt, fliesst dann Strom ausserhalb des absolute maximum ratings des ICs.
Daher findet man an dieser Stelle oft einen Gate-Widerstand um den Strom auf
das erlaubte Maximum zu begrenzen. Allerdings müsste der Gate-Widerstand um
220 Ohm haben, was selbst bei 100 Hz die Umladezeit einer 1nF Gate-Kapazität
schon deutlich beeinflusst, so daß viele Entwickler den Widerstand auf 10
Ohm reduziern. Damit geht der Ausgang doch in die Abschnürbereich und der
Widerstand verhindert genau nix.
Als einfacher Pegelwandler von 5V aus 10V kann ein CD4504 nützlich sein. Für
nicht rasend schnelles umschalten komplementärer MOSFETs aus ausreichend
hohen Ansteuerspannungen kann ein CD4041 hilfreich sein.
Bei mehreren parallel geschalteten MOSFETs an einem Treiber sollte jeder
einen Gate-Vorwiderstand bekommen, da die Spannung am Gate auf dem Plateau
hängen bleibt und damit die anderen MOSFETs am zügigen Umschalten hindert
weil jeder MOSFET eine andere Plateauspannung hat.
Um einen Latch-Up des Treibers zu verhindern, kann es sinnvoll sein, den
Gate-Widerstand in der Source-Verbindung zu platzieren (Figure 18)
Zur genauen Berechnung der Umschaltzeit eines MOSFETs siehe dieses Dokument:
Bei häufigem Schalten entfällt die ganze Verlustleistung des Umladevorgangs
(Kondensatorparadoxon) auf den Treiber, der dann zu heiss wird. Ein
Gate-Vorwiderstand kann dann einen Teil der Verlustleistung übernehmen und
damit den MOSFET-Treiber vor Überhizung schützen, allerdings auf Kosten eines
langsameren Umschaltvorgangs.
Von: Michael S. 4.8.2014
Ohne Gatewiderstand geht es bei HV-MOSFETs nicht mehr, weil das dU/dt am
Drain dann nicht mehr beherrschbar wird. Man kann die Hochvolt-MOSFETs auch
mit relativ schwachen Treibern mit 10R Gate-Widerstand locker so schnell
treiben, dass man mehr als 100kV/µs erreicht. Diese Transienten machen aber
ganz neue Probleme und schlagen kapazitiv überall hin durch.
Von: MaWin 11.8.2000
Häufig werden Fragen gestellt, wie man mit 'den 12 Volt' im Auto umgehen
soll. Sei es, weil man ein Handyladegerät bauen oder einen PC im Auto
betreiben möchte. Dabei hat das Bordnetz beispielsweise 8 Volt beim Anlassen,
12.6 Volt beim Rumstehen, 14.4 Volt beim Fahren, 28.8 Volt beim Jumpstart vom
LKW, kurzzeitig -100 Volt wenn ein Relais abfällt oder +100 Volt wenn ein
Kabel der Lichtmaschine einen Wackelkontakt hat, von Störungen (bis 60V und
massiver Masseversatz) wenn am Auto geschweisst wird ganz zu schweigen, die
sind ja auch nicht in den Testimpulsen berücksichtigt.
Immerhin ist dank DIN 72552 im Auto an Klemme 30 (meist rot) Dauerplus und an
Klemme 15 (meist schwarz) Plus über Zündung und Klemme 31 (meist braun) ist
Masse. Die Stahlblechkarosserie liegt an Masse, weil die Leitungen aus Kupfer
oder Messing positiver in der Spannungsreihe liegen und so Korrosion
verhindert wird - ausser bei der Masseleitung von Akku und Lichtmaschine.
Abblockkondensatoren an Klemme 30 sollten kurzschlussicher 'automotive'
sein, generell sollte das Produkt aus Kapazität und Spannung U*C nach
Möglichkeit grössergleich 2200 nF*V sein. Und die Bauform zwischen 0603 und
1206.
Der Test nach ECE-Norm R 112: "Die Prüfspannungen der Hersteller liegen bei
Halogenlampen bei 13,2 Volt, bei Signallampen 13,5 Volt."
Nur mal zur Verdeutlichung die Testimpulse, die ein KFZ-Bauteil nach
ISO16750 (ehemals ISO 7637-1:1990 (12 Volt system) und ISO 7637-2:1990
(24 Volt system) und DIN40839) und AEC-Q100 aushalten muss
Von: Thomas Rehm 26.6.2000
siehe Datenblatt des VN750 und VNH3SP30 von http://www.st.com
dabei ist alles mögliche definiert: Die Länge und der Abstand der
Zuleitungen, die Höhe der Leitungen über dem Boden, definierter
Quellwiderstand, damit auch unterschiedliche Laboratorien zu gleichen
Ergebnissen kommen.
Inzwischen verwendet man gerne Testimpulse aus der LV-124, erzeugt mit
Arbiträrgenerator mit 1kW Verstärker und nachgeschalteten
Widerständen/Impedanzen, die im 12V Bordnetz nur bis 27V oder 32V gehen,
weil moderne Autos einen Überspannungsschutz schon in der Lichtmaschine
haben. Für 48V Systeme ist die LV-148 zuständig.
Allerdings beachten die Autohersteller nicht mal die einfachsten Dinge:
Von: Philipp Geiser 26.03.2018
"In 'meinem' Auto Schrauber Forum haben es bisher zwei geschafft, die
Batterie verkehrt dran zu hängen, Fahrzeug Baujahr 1998: Sämtliche, ich
betone sämtliche Steuergeräte, angefangen vom ABS Steuergerät, vom Airbag
Steuergerät bis zum Motorsteuergerät waren defekt. Das einzige was überlebt
hat war das Radio."
Standard-Lichtmaschine/Laderegelung am Autoakku:
Von: Patrick Schäfer, 28.2.15
Das Cranking-Profil nach LV 124-1 E-11 "normal" geht für 20ms auf 4,5V und
rödelt dann 10s bei 6,5V herum. E-11 "severe" hat erst 20ms bei 3,2V, dann
330ms bei 5,0V und schließlich 10s Gerödel bei 6,5V.
Nicht jede Schaltung muss immer funktionieren, nur FPSC Status I (Class A).
Bei Status II (Class B) darf sie während der Testimpulse ausgehen, muss aber
nach dem Test von selbst wieder funktionieren. Bei Status III (Class C) darf
dazu ein erneutes Anlassen des Fahrzeugs notwendig sein, und bei Status IV
(Class D) kann ein Besuch in der Werkstatt nötig sein, wo die Batterie
ab/angeklemmt wird oder per OBD wieder aktiviert wird. Und Class E ist kaputt,
die Glühlampe muss in der Werkstatt ersetzt werden.
"The SAE J537 CCA test mandates to cool a fully charged battery to -18°C (0°F)
for 24 hours, and while at subfreezing temperature apply a high-current
discharge that simulates the cranking of an engine. A 500 CCA battery would
need to supply 500A for 30 seconds and stay above 7.2V (1.2V/cell) to pass".
Alle im Auto fest eingebauten (Prinzip: Man wirft sie zusammen mit dem Auto
weg, würde ihren Ausbau also als ausschlachten und nicht als abstöpseln wie
bei einem Handyladegerät oder Navi am Zigarettenanzünder betrachten)
Schaltungen brauchen eine E-Typgenehmigung nach ECE R10, siehe "F.20. Firma
aufbauen" wie man die erlangt. Der VDA spezifiziert für Elektronik eine
Haltbarkeit von 15 Jahren, 250.000 km, 5000 Betriebsstunden und je nach
Hersteller 20..2000 Temperaturwechsel zwischen -40°C bis 70°C oder >100°C.
Achtung: Kommerzielle Geräte zum Anschluss an den Zigarettenanzünder die mit
dem Hinweis 'nur bei ausgeschaltetem Motor betreiben' versehen sind haben
KEINE Schutzmassnahmen und halten obige Testimpulse NICHT aus.
https://www.mikrocontroller.net/topic/449995 So etwas ist natürlich in der
Praxis unbrauchbar und grob fahrlässig. In einem Original Siemens KFZ
Handyladeadapter befindet sich aber sehr wohl eine Schutzschaltung wie unten
gezeigt.
Laut StVZO führen Änderungen am Fahrzeug zum Erlöschen der Betriebserlaubnis
(mit durchaus weitreichenden Folgen wie Erlöschen des Versicherungsschutzes
und Bussgeld, Stilllegung und Aufforderung zum Rückbau), wenn "eine
Gefährdung von Verkehrsteilnehmern zu erwarten ist" oder "eine Änderung der
Fahrzeugklasse" bzw. "eine Verschlechterung der Abgas- bzw. Geräuschemission"
eintritt. Man darf also natürlich eigene Einbauten machen oder vorhandene
ersetzen und sich dazu an die vorhandene Elektroinstallation hängen, und wenn
man einen von den folgenden zulassungspflichtigen Bereichen berührt, kann man
eine Einzelzulassung beim TÜV beantragen (sollte natürlich vorher die
Vorschrift gelesen haben):
Für einfache Anwendungen reicht es oft, nur die Stromzufuhr gegen
zerstörerische Spannungsspitzen abzublocken. Kernbauteil ist dabei ein
Spannungsregler, der bis zu 32V (LV124 E05 und E04) längere Zeit abkann, und
auch noch bei der geringsten Spannung von 6.5V (wenn die Schaltung auch beim
Anlassen nicht ausgehen soll) oder 10V (wenn die Schaltung nur im Betrieb
laufen muß) in der Lage ist, die gewünschte Ausgangsspannung zu liefern.
Üblich sind L49xx von http://www.st.com/ oder LM2931 von http://www.ti.com/ .
Kurze Spannungseinbrüche puffert ein Elko vor dem Spannungsregler, der auch
kurze Spannungsspitzen abfängt (ISO Puls 2 100V für 50us dafür reichen 47uF,
hat man keinen Elko kann man den Puls per Transil abfangen). Damit dieser
Elko beim Absinken der Bordnetzspannung nicht entladen wird, sollte eine
Diode in Reihe vor ihn, die Betriebsstrom und maximale negative
Spannungsimpulse (ISO Puls 1 -100V) aushält. Damit ist man schon mal
resistent gegen die Prüfimpulse, es kann aber ein Problem mit länger
andauernder hoher Spannung geben weil der Spannungsregler zu heiss wird.
Das sollte die Elektronik erkennen und ihre Stromaufnahme reduzieren.
Schaltregler sind von dem Problem nicht betroffen. Steuert die Elektronik
Dinge die nicht geschützt sind, z.B. Glühlampen, sollte sie diese bei
Überspannung abschalten bis die Spannung wieder ok ist.
Um Störungen mit so hohen Frequenzen abzuhalten, die der Spannungsregler gar
nicht erst ausregeln kann und die der Elko wegen seines ESL nicht filtert,
ist eine Drossel sinnvoll, die diese Frequenzen dämpft. Ein S14K14AUTO
beispielsweise erlaubt eine rms-Spannung von 14V~, eine DC-Spannung von 16V,
leitet bei 22V (minimal, maximal, typisch?) 1mA und hält 25V sicher 5 Minuten
lang aus, begrenzt auf 43V wenn die Quelle nicht mehr als 10A liefert, also
nachfolgenden Bauteile müssen zumindest 43V vertragen, obwohl er für ein 12V
Bordnetz vorgesehen ist. Eine SM30TY ist für das KFZ Bordnetz "against surges
defined in ISO 7637-2 and against electrostatic discharges according to ISO
10605" gebaut.
Für kleine Ströme bei 5V bis Test Level II tut es oft ein MIC2950 (bis +60V
und -20V). Mit Verpolschutz und >47 µF bist du die ganzen ISO-Pulse und alle
negativen Spannungen los. Gegen Jumpstart (27 V / 60 min) und Loaddump (32V /
300 ms) hilft nur anständige Halbleiter verwenden. Ein 40V-LDO von Infineon
ist da eine gute Wahl, ein TLE7270 liefert gleich noch eine RESET Signal und
frisst nur 20uA. NCV8664 (-42..+45V/150mA/30uA Iq)
Diese Schaltung kommt mit Überspannung gut klar (DIGIFANT):
http://www.mikrocontroller.net/attachment/113036/KFZ-Stabi.PNG
Nicht regeln, sondern nur Überspannung abblocken und kurze Aussetzer stützen
kann man mit 65V aushaltendem LM74700. Der LTC4365 kann das von -40V bis +60V
mit einstellbaren Grenzen, der NCP3712A bis 105V, oder mit dieser Schaltung:
Bei empfindlicheren Schaltungen sollte man auch die Ein- und Ausgänge
schützen, damit sie beim Fremdstarten oder Schweissen nicht gleich kaputt
geht. Um den geschilderten Testimpulsen zu widerstehen tut es meist
und wer gegen die massiven Störungen eines EMP gewappnet sein will, findet
dessen Daten hier:
Von: Rafael Deliano 26.8.2000
Siehe im Datenblatt des LTC1435 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) den Abschnitt
"Automotive Considerations: Plugging into the Cigarette Lighter"
Einen Kopfhörerausgang blockt man nicht gegen KFZ Bordspannung ab, sondern
weil jedes Kabel wie eine UKW Antenne wirkt gegen Rückwirkung hoher
Frequenzen. Die kleinen Werte von 10nF und 10uH beeinflussen Audio nicht.
Von: MaWin 11.8.2000
Anstelle von 50Hz Trafos und Linearreglern werden vermehrt Schaltregler in
Netzteilen oder Spannungsreglern eingesetzt, die mit kleineren Spulen oder
Trafos auskommen und weniger Verluste haben und daher ab irgendeiner
Leistungsgrenze billiger (und wenn nicht billiger und kleiner, so zumindest
leichter und kühler) sind. Hier ein einfaches Modell für 230V auf 5V:
Leider sind die Dinger auf der einen Seite schwer zu bauen, auf der anderen
Seite gehen sie gerne kaputt. Bei der Reparatur hat man das Problem, das
Netzteile primär an 230V~ hängen und auf 325V= gleichrichten. Ein
Trenntrafo ist nützlich, damit man auf dieser Seite wenigstens messen kann.
Meistens sind Schaltnetzteile einfach zu reparieren. Der Starterwiderstand
(so 50k auf Primärseite, durch ihn fliesst Strom zum Aufladen in einen kleinen
Elko auf der Primärseite aus dem der IC seine initiale Betriebsspannung bezieht)
brennt gerne durch, worauf hin das Netzteil gar nicht anläuft. Der *kleine*
Elko auf der Primärseite und die Siebelkos auf Sekundärseite verlieren gerne
Kapazität, worauf hin man das Netzteil mehrmals ein-/ausschalten muss, bis es
anläuft, oder schlechtes Regelverhalten zeigt. Eine Überspannung aus dem Netz
zerstört gerne den Leistungstransistor auf Primärseite, meist hat der
entstehende Kurzschluss dann den Strommesswiderstand am Emitter zerstört,
die Sicherung ausgelöst und den SCK 'inrush current limiter' NTC beschädigt
und den Schaltregler-IC mitgenommen. http://www.ti.com/ "Off-Line SMPS Failure
Modes" SLVA085.PDF . Pfeift es, kann man versuchen, die Spulen zu verlacken.
Wer allerdings aus einem normalen PC-Schaltnetzteil den Lüfter ausbaut, weil
er meint, der Umbau der Transistoren und Dioden auf externe grössere
Kühlkörper wäre ausreichend, vergisst, das auch die restlichen Bauteile wie
Elkos und Widerstände in so einem Netzteil kostenoptimiert auf Zwangsbelüftung
ausgelegt sind. So ein Netzteil hält dann keine 6 Monate durch.
Die Schaltpläne mit Spannungsangaben und Oszillogrammen befinden sich in den
Datenblättern des verwendeten Steuer-ICs, und für den Selbstbau enthalten
diese Datenblätter alle notwendigen Infos. Insbesondere AN19, AN25, AN30,
AN66 und AN84 und AN118 für hohe Spannungen von https://www.analog.com/
(http://www.linear.com/), http://www.national.com/appinfo/power/files/f5.pdf
und die Simple Switcher von http://www.ti.com/ (National) und TOPSwitch von
http://www.powerint.com/ AN120 von Philips oder VIPer und L4970/4980 von
http://www.st.com/ und Infineons
https://www.infineon.com/dgdl/AN_SMPS_ICE2xXXX_V12.pdf ICE2 sowie Fairchild
FSL336 https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-4159.pdf haben
ausführlichste Application Notes und Tipps zur Bauteilauswahl, aber es ist
meist schwer, die vorgeschlagenen Bauteile zu bekommen. Nicht jeder Elko und
nicht jede Spule ist für Schaltregler geeignet, 50Hz Netzgleichrichterdioden
(1N4004) schon gar nicht. Alleine die Verluste im Abschaltmoment liegen bei
P=0,5*Irrm*Vout*trr*f. Wenn die Kiste nicht sofort abraucht, führen
ungeeignete Bauteile zu verringerter Leistung oder zu höheren Störungen. Ohne
100MHz Oszilloskop kommt man denen nicht auf die Schliche. Bei hohen
Leistungen scheinen sich CoolMOS/MDmesh als Schalter und SiC-Dioden ab
200V/100W/250kHz zu bewähren. Schnell schalten GaN MOSFETs dank niedriger
Gate-Ladung wie
Bei Spannungen ab 200V mag zwar eine UF4007 Diode nach Datenblatt ausreichen,
sie hat aber eine viel zu hohe reverse recovery charge (Ladung, bei hohen
Spannungen viel wichtiger als reverse recovery time, denn P=0,5*C*U*U*f ist
die Verlustleistung die wegen dieser Ladung irgendwo im Schaltregler
verbraten wird. Eher HFA04TB60, 8ETH06, MUR1620, BYV29FX-600). Siehe AN849
des MAX1856.
Grundlagen
Designhilfe
Spulenberechnung für alle SMPS Topologien:
Hobbytaugliche Grundlagen für DC/DC-Wandler um 100 Watt
Design eines 1.1kW Schaltnetztels mit dem UC3825
94.5% Efficiency, 500-W Industrial AC/DC Reference Design
EMV Betrachtungen eines Reference Designs
Kleiner step up ab 0.6V ähnlich TL498 oder XT1861 mit ME2108A
L7986 zeigt im Datenblatt wie ein (4.5-38V 3A 0.6Vfb) step down auch als buck
boost oder inverting genutzt werden kann:
Mini-Ringkernrecher (berechnet Induktivität aber keine Stromdichte):
Micrometals Designsoftware (für Reichelt Ringkerne -18 und -26)
Für Schaltregler braucht man Elkos mit hoher Wechselstrombelastbarkeit und
niedrigem ESR (Innenwiderstand). Bei http://www.rs-components.com/ und
http://www.farnell.de/ sind solche Angaben wenigstens im Katalog aufgeführt,
andere Versender haben meist gar nicht begriffen, das Angaben wie "Elko
1000uF/16V" heutzutage nicht mehr ausreichen. Man sollte daher 105Grad Elkos
aus geschlachteten Schaltnetzteilen und PC-Mainboards gut aufheben, und sich
möglichst ihre Datenblätter wegen Wechselstrombelastbarkeit und ESR-Angaben
aus dem Internet holen oder messen:
Eine Spule soll (bei der Schaltfrequenz) die benötigte Induktivität aufweisen
ohne durch den Strom in Sättigung zu gehen (wobei sie ihre Induktivität
verlieren würde und der Strom rapide ansteigt, siehe C4 in Appendix C von
AN25 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) ). Sie darf
ausserdem nicht zu heiss werden. Optimalerweise in dem die Hälfte der
Verluste im Kern und die andere Hälfte der Verluste im Draht auftritt, aber
dieses Optimum ist nur selten zu erreichen.
Ein Kern ist je nach Material nur bis zu bestimmten Frequenzen zu gebrauchen
und hat bestimmte Grenzwerte, nämlich eine maximale Spannung/Windung und
einen maximalen Strom*Windung, bei deren Überschreitung die Verluste zu sehr
ansteigen (Sättigung, Eddy current Wirbelströme - hierher kommt die Erklärung
warum bei einem Trafo die kleinste Wicklung nicht immer einfach nur eine
Windung hat).
Die maximalen Volt(rms)/Windung hängt von der Querschnittsfläche des Kerns,
der maximalem Magnetisierung und Frequenz ab, man muss keinen Al-Wert kennen
und keine Induktivität ausrechnen, sondern bloss messen und rechnen:
Bei einem Eisenblechtrafo mit 1.7T und 3cm x 3cm Kernquerschnitt für 50Hz
bei einem Ferritkern mit 0.4T und 3 mm x 3mm für 25000 Hz
Die 4 kommt, weil die Wechselspannung 2 Halbwellen hat, im ersten Teil wird
die Magnetierung der vorherigen Polarität abgebaut und nur im zweiten Teil
steigt sie.
In einem Trafo sind die Kernverluste abhängig von der Höhe der
Eingangs(wechsel)spannung und deren Frequenz, und die Kupferverluste steigen
quadratisch mit dem fliessenden Strom, also der Belastung. Bei zu hoher
Temperatur altert ein Kern in dem er mehr und mehr Verluste durch steigende
Eddy-Currents bekommt: http://www.micrometals.com/thermalaging_index.html
Oszillogramm am Ausgangskondensator hinter der Spule:
Den Kopplungsfaktor k von Trafos bei Nennfrequenz kann man bestimmen, in dem
man die Induktivität L bei offener (open) und kurzgeschlossener (short)
Sekundärspule misst:
Von: Johannes 24.10.10
Das ist ein ziemlich komplexes Thema, zuerst must Du herausfinden, welche
Prüfspannungen für dich gelten.
Bei 230V~ Netzbetrieb 230V~ gilt normalerweise die Überspannungskategorie II,
wenn das Gerät dauerhaft (nicht dauerhaft = man könnte es jederzeit ohne großen
Aufwand = ohne Werkzeug, entfernen, man beachte den Konjunktiv) fest am
Stromnetz angeschlossen ist, die Kategorie III.
Bei Kategorie II und Verschmutzungsgrad 2 gelten folgende Werte:
(alle Angaben ohne Gewähr!) http://www.schaltrelais.de/aktuell/16_1.htm
Basis-Isolierung:
Luftstrecke: 1,5mm
Kriechstrecke auf Leiterplatten: 1,5 mm
Stoßspannung: 2500V
Wechselspannung (1 min): 1350 Veff
Gleichspannung (1 min): 1900 V
Verstärkte Isolierung:
Luftstrecke: 3,3 mm
Kriechstrecke auf Leiterplatten: 3,3 mm
Stoßspannung: 4250V
Wechselspannung (1 min): 2300 Veff
Gleichspannung (1 min): 3250 V
Dann brauchst du die entsprechenden Messgeräte, mit denen Du diese
Prüfungen machen kannst.
Mit Hobby-Mitteln kann man eigentlich nur die Luft- und Kriechstrecken
optisch überprüfen, wenn man die Prüfgeräte nicht hat.
Und im Zweifelsfall die Wicklungen lieber etwas dicker isolieren und
dafür größere Verluste durch die Streuinduktivität in Kauf nehmen.
Von: Antimedial 11.01.2014
Ein Optokoppler wird normalerweise nach EN60747 (VDE 0884) geprüft und
erfüllt damit die doppelte oder verstärkte Isolierung, dann stehen
Arbeitsspannungen für "VDE" im Datenblatt, abhängig von der
Überspannungskategorie (die ist hier nämlich entscheidend). Dazu müssen
noch die Luft- und Kriechstrecken angegeben sein (diese kann man z. B.
nach EN60664 ermitteln). Wenn solche Werte nicht im Datenblatt stehen,
such dir einen anderen Optokoppler.
Fertige Spulen gibt es von Epcos, Coiltronics, Coilcraft, Talema, Pulse,
Taijo Yuden. Für Simple Switcher ausgewählte Spulen gibt es bei
http://www.farnell.de/ und http://www.darisus.de/ . Speicherkerne von der
Stange sind für StepUp-Wandler gedacht, die mit einem DeltaB von ungefähr
0.3*Bmax gefahren werden. Bei mehr werden die Kernverluste größer und der
Kern heißer.
Unbewickelte Ringkerne von http://www.amidoncorp.com/ und die "-18" und "-26"
von http://www.micrometals.com/ gibt es bei http://www.reichelt.de/ ,
passende Datenblätter jeweils bei den Herstellern, Wickelmaschinen kommen von
Jovil.
Bei grösseren Leistungen nimmt man Ferrit E-Kerne von http://www.conrad.com/,
vollständige Daten dafür bei http://www.tridelta.de/, Material MF198=N87
100kHz, MF196=N27 25kHz, direkt aufeinandergeklebt bei Koppeltrafos, mit
Spalt bei Speicherspulen, veränderter Al-Wert im Datenblatt ablesbar.
NiZn ist für wirklich schnelle Impulse, sonst nimmt man MnZn.
Unter 20kHz erlauben Kerne aus MetGlas http://www.metglas.com/ die höchsten
Flussdichten, vor allem China steigert damit die Effizienz seines Stromnetzes.
Theoretisch müsste man für jeden Kern Grösse, Verluste und Preis ausrechnen,
um den 'Besten' (nach Kosten, Effizienz oder Platzbedarf) zu ermitteln, aber
mit Material 77 von Amidon für Koppeltrafos bis 100kHz, 26 von Micrometals
für Speicherspulen bis 50kHz und 18 für Speicherspulen bis 500kHz liegt man
nicht völlig daneben. Die ringkerntypisch hohe Temperaturabhängigkeit der
Induktivität stört beim Schaltregler nicht. Ein FT87-77 überträgt schon 20
Watt bei 20kHz, ein FT240-77 schafft maximal 1700 Watt bei 100kHz, gross
genug sind sie also auch. Bei Ferritkernen ist die Kopplung gut und man kann
auf eine Seite die primäre und auf die andere Seite die sekundäre Wicklung
aufbringen. Bei Eisenpulverkernen mit ihrem verteilten Luftspalt ist die
Kopplung schlecht, so daß man beide Wicklungen ineinander, also bifilar
wickeln sollte, wenn man einen Trafo baut.
Herstellung von Schaltnetzteil-Trafos: https://youtu.be/aw5vaiBSISs?t=310
Ein anderer Rechenweg:
Wenn das Kernmaterial eine Magnetisierung bis 0.3T verträgt, der Kern einen
Querschnitt von 2cm2 (2e-4m^2) hat, kann man 0.3*2E-4 = 60uVs drauf geben.
Will man 24V über 100us anlegen ohne daß der Kern sättigt, also 2400uVs,
braucht man 2400/60 = 40 Windungen damit er nicht gesättigt wird.
Ansonsten bleibt einem nichts anderes übrig, als Speicherspule eine Drossel,
wie sie zur Entstörung von TRIAC Schaltungen angeboten werden zu nehmen und
auszuprobieren. Oft ähneln sie dem Amidon Eisenpulver-Material 16, sind sie
gelb mit weisser Seite dem Micrometals 26, und ein distributed air gap haben
konstruktionsbedingt alle Eisenpulver Materialien. Die Maximalstromangabe
dieser Spulen ist in RMS, das Material geht also erst bei mehr als dem
1.4-fachem Strom in Sättigung. Allerdings sind diese Drosseln für höhere
Spannungen ausgelegt (mehr Windungen um V/Wdg und damit Wirbelströme
klein genug zu halten) und somit nicht für Niederspannungsregler (minimaler
Drahtwiderstand) optimiert.
Bis 50kHz sollten sie aber einsetzbar sein. Man kann sie auch neu wickeln.
Bisherige Windungsanzahl Nalt zählen und Al aus Induktivität Lalt berechnen
Al = (Nalt^2) / Lalt, neue Windungsanzahl Nneu für die Sollinduktivität Lneu
berechnen Nneu = sqrt( Lneu / Al ), und bedenken, das die Strombelastbarkeit
Aneu = (Nalt^2 * Aalt) / (Nneu^2) ist.
Braucht man einen Koppeltrafo, nimmt man stromkompensierte Drosselspulen
mit 2 Wicklungen, die haben einen hochpermeablen Ferritkern.
Möchte man die transformierte Primärspannung messen, darf man den Kern nicht
in Sättigung fahren, ein 230V~ Trafo eignet sich also nicht, um unbelastet
die Netzspannung messen zu können, ab 175V~ kommt zunehmend weniger raus,
bis bei 230V~ je nach Qualität 10% im Kern verloren gehen. Man braucht also
400V~ Trafos oder 2 230V~ Trafos in Reihe (sekundär auch in Reihe), oder
andersrum: Zur Spannungsmessung mehr Windungen/V wickeln als nach Datenblatt
vorgeschlagen.
Im Allgemeinen stört es nicht, wenn der Kern eine grössere Induktivität (oder
höhere Strombelastbarkeit) hat als berechnet, denn oft liegt die Induktivität
bei Nennlast sowieso nur halb so hoch wie angegeben. Es verschiebt sich nur
der Übergang vom kontinuierlichen Betrieb zum diskontinuierlichen Betrieb, in
der Hoffnung, das der Regler in beiden Betriebsarten eine stabile
Regelschleife hat. Aber MC34063 (NCV3063, AIC1563 bis 30V, NJM2374AE bis 48V),
78S40 und TL497 sind so alt dass das noch nicht gilt. Beim 78S40 und MC34063
berechnet man Ct (entgegen dem Datenblatt) so dass die Spule massig Zeit hat
sich in den Ausgang zu entladen (also off-Zeit festlegen). Die on-Zeit ist
dann durch Ct so lang, das sie immer vorzeitig durch Erreichen der
Strombegrenzung (Widerstand Rs also passend zum maximalen Spulenstrom
dimensionieren) abgebrochen wird. Die Induktivität ist also kleiner als das was
sich nach Datenblatt als minimale Induktivität ergibt. Bei extrem überhöhter
Induktivität nimmt die Ausregelzeit des Schaltreglers zu. Eine zu kleine
Induktivität oder ein Kern der sättigt führt dazu, das der Transistor vorzeitig
wegen Überstrom abgeschaltet wird, wenn der Schaltregler eine Strombegrenzung
hat. Dann führt das zu zu wenig Leistung. Oder sogar stirbt, wenn der
Schaltregler keine Strombegrenzung hat.
Manche Schaltregler (beispielsweise selbstoszillierende Push-Pull) verwenden
aber auch absichtlich die Sättigung des Kernes, was zu höherer Strombelastung
und potentiell Zerstörung der Transistoren führt, wenn man einen 'besseren'
Kern nimmt oder eine nicht-passende Induktivität.
Also berechnet man aus der angelegten maximalen Spannung die minimale Anzahl
der Windungen (und nimmt bei Niederspannung eher mehr). Wählt dann einen Kern
mit dem passenden Al-Wert aus, um die benötigte Induktivität n*n*Al erreichen
zu können. Da die üblichen Kernmaterialien einen viel zu hohen Al-Wert haben
und somit schon bei viel zu niedrigen Strömen in Sättigung gehen, führt man
einen Luftspalt ein oder nimmt Ringkerne mit 'distributed air gap'.
Eigentlich sind im Frequenzbereich der einfachen Schaltregler (<50kHz) alle
Eisenpulver- und Ferritkerne geeignet. Richtig Gedanken muss man sich nur
machen, wenn man den baulich kleinsten, effektivsten oder billigsten Kern
haben will. Aber Bauweisen mit geringem Streufeld (Ringkern, Topfkern,
Schalenkern) sind natürlich vorzuziehen. Entsprechend der Windungsanzahl und
dem Platz dafür schaut man, welche Drahtstärke man verwenden kann. Dann
rechnet man die Verluste im Draht (getrennt nach Gleichstromanteil und
Wechselstromanteil in Schaltfrequenz, denn wegen des Skin-Effekts ist der
Wechselstromwiderstand ja meist höher) aus und schaut nach, ob man mit dem
Kern hinkommt oder den nächstgrösseren braucht.
Von: Axel Schwenke 21.10.2013
> ich habe ein Verständnisproblem bei der Auswahl eines geeigneten
Im Prinzip muß ich dir recht geben. Während bei Kondensatoren die
maximale Spannung angegeben wird, bekommt man keine vergleichbare Angabe
für die maximale Durchflutung (Ampere * Windungen) für Spulenkerne.
Warum nicht?
Die Antwort ist, daß zum einen das Sättigungsverhalten eines Kerns nicht
so abrupt ist wie der Durchbruch des Dielektrikums im Kondensator. Zum
zweiten ist die Sättigung auch stark frequenzabhängig. Es hängt also von
der Anwendung ab, wie weit man den Kern ausreizen kann und will.
Aber gut. Nehmen wir einfach mal an, es gäbe eine derartige Kenngröße
eines Kerns und sehen wir weiter.
Ein Kern hat zwei wesentliche mechanische Eigenschaften: die effektive
Weglänge l und den effektiven Querschnitt A. Für einen Ringkern kann man
beide ganz gut aus den Abmessungen bestimmen: l = \pi*(Di+Da)/2 und
A=(Da-Di)*h/2. Für andere Kerne gibt es Tabellen.
Ferner hat das Kernmaterial zwei wesentliche magnetische Eigenschaften:
die Permeabilität µ und die Sättigungsflußdichte B_max. µ wird dabei oft
in Form der relativen Permeabilität gegeben: µr = µ / µ0 mit der
Vakuum-Permeabilität µ0 = 4*pi*1E-7 Vs/(Am).
B_max ist wie gesagt frequenzabhängig und auch keine harte Größe, weil
die Sättigung nicht schlagartig einsetzt, sondern ein weicher Übergang
ist. Oft setzt mal willkürlich für B_max den Wert ein, bei dem µr auf
80% des Nominalwerts zurück gegangen ist. Typische Werte sind 300mT für
Ferrit 500mT für Eisenpulver und 1.4T für Trafoblech.
Aus der mechanischen Kerngröße und der Permeabilität des Kernmaterials
ergibt sich der A_L Wert: A_L = µ*A/l. Dieser Zusammenhang ist nützlich,
denn so läßt sich für einen ausgemessenen Kern (A_L, A, l bekannt) die
Permeabilität des Materials berechnen und daraus abschätzen was für ein
Material es ist.
Der Artikel zur Spule gibt uns eine nützliche Formel:
I_sat = B_max * l / (N * µ) bzw. umgestellt für die Durchflutung
I_sat * N = B_max * l / µ
Wenn man statt mit µ lieber mit A_L rechnet:
I_sat * N = B_max * A / A_L
(man braucht entweder die Weglänge oder den Querschnitt des Kerns)
Und das wars schon.
Beispiel: Ein Amidon Ringkern T106-26. Material #26 hat µr=75.
Querschnitt und Länge sind 66mm² bzw. 65mm. Macht A_L=96nH, die Tabelle
sagt 93nH. Paßt also.
Die maximale Durchflutung für 0.5T wären dann 0.5T * 65mm / (75 * µ0) ~=
345A. Also z. B. für 1mH und 100 Windungen I_max=3.45A.
Möchte man auf einem T80-18 eine 100uH/1A Spule selber bauen, guckt man nach
dem Al-Wert des Kerns. Vorsicht: Der wird unterschiedlich in nH/Wdg,
uH/100Wdg oder in mH/1000Wdg angegeben, in der Formel ist er in H/Wdg
einzusetzen. Die notwendige Windungszahl N für eine Induktivität L ergibt
sich aus N = sqrt(L/Al), beispielsweise bei Al=31nH/Wgd bekommt man 100uH
durch sqrt(0.0001/0.000000031) = 57 Windungen.
Material Sättigungsflussdichte
N22 0,2T
N27 0,4T
18... 0,6T
26... 0,9T
52... 1T
Ein Buch kann meist nicht schaden:
Kleinere Trafos bekommt man bereits, wenn man die Gleichspannung am Eingang
in eine höherfrequente Rechteckwechselspannung zerhackt, am einfachsten mit 2
nicht überlappend angesteuerten gegensinnigen Wicklungen (TL494=KA7500B,
TL598, UCC2808, SG3525, L4990/L5991, LTC3705, LT3999 2.7-36V 1.4A 50k-1MHz,
LM5015, SN6501 3.3-5V SOT23), und am Ausgang mit schnellen Dioden (UF4004,
MBR0520) gleichrichtet. Das ist effizient, aber die Ausgangsspannung ist
ungeregelt.
Es reicht z. B. für KFZ-Audio-Verstärker, in denen die nachfolgende Endstufe
ja selbst als Spannungsregler der Ausgangsspannung zum Lautsprecher hin wirkt.
Die maximale Ausgangsleistung so eines Verstärkers ist dadurch natürlich
eingangsspannungsabhängig, was dumme Jungs mit dicken Stabilisierungselkos
und Zuleitungskabeln teuer bekämpfen versuchen an statt einfach den nächst
grösseren Verstärker zu nehmen.
Möchte man eine geregelte Ausgangsspannung, regelt man nicht am Ausgang mit
zusätzlichen Verlusten, sondern natürlich besser eingangsseitig und kommt zum
Flusswandler (forward converter): Eine Drossel am Ausgang des obigen Trafos,
deren Induktivität im Verhältnis zur Schaltfrequenz hoch ist, dämpft dessen
Wechselspannung in einen dezent steigenden und fallenden Strom, mit dem der
Ausgangselko geladen wird, um die gewünschte Ausgangsspannung (von ca. 80%
Sekundärwechselspannung des Trafos) zu erzeugen.
Die tatsächliche Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Last wird dann
durch das prozentuale AN/AUS Verhältnis der primären Wechselspannung
geregelt. Fehlt der Trafo und ist der Eingang somit nicht galvanisch vom
Ausgang getrennt nennt man ihn step down oder Buck Regler. Er kann die
Eingangsspannung nur auf eine kleinere Ausgangsspannung reduzieren, macht
das aber effektiver als ein Linearregler.
Besonders einfach ist der Buck Regler als Hystereseregler: Er schaltet AN so
lange die Ausgangsspannung zu klein ist, und AUS wenn die Ausgangsspannung zu
hoch wird. Da dessen AN-Zeit aber sehr lang sein kann, und der Strom durch
die Spule in der Zeit besonders hoch ansteigt, muss er eine für den
Normalbetrieb überdimensionierte Spule haben. Daher ist die zu gross und
teuer. Man nimmt lieber Regler mit begrenzter AN-Zeit oder einen der
ausschaltet wenn der Spulenstrom einen beabsichtigten Maximalwert (unterhalb
der Sättigung der Spule) erreicht. Dann dauert es halt etwas länger bis der
Ausgang auf Spannung kommt, man hat aber im Normalbetrieb keine Nachteile.
Dafür ist die Betriebsfrequenz etwas stabiler.
Sperrwandler (flyback converter): Prinzip Zündfunke: Die Spule wird aus der
Spannungsquelle 'geladen', und wenn man die Spannungsquelle abschaltet,
entsteht schlagartig eine EMK Spannung in entgegengesetzter Polarität, die
über eine Diode sekundär in einen Ausgangselko geleitet wird. Bei jedem
Puls wird ein klein wenig Energie (Joule) transportiert, man braucht einfach
genug Pulse, um die Ausgangslast zu versorgen.
Ein Sperrwandler mit einer Spule der nicht galvanisch trennt heisst step-up
(Boost-Regler), ein Sperrwandler dessen Spule eine Anzapfung hat und der
so die Ausgangsspannung noch ein wenig höher transformiert heisst
boosted step-up und ein Sperrwandler mit Trafo, der Primärkreis und
Sekundärkreis galvanisch trennt, heisst Flyback, hergeleitet vom Fernseher,
bei dem aus 130V auf diese Art 1000V erzeugt werden, die man braucht, um die
Ablenkungsspule für den Rücklaufimpuls schnell genug umzusteuern. Da beim
Sperrwandler die Spule nicht kontinuierlich genutzt wird, sondern nur die
halbe Zeit aufgeladen und die halbe Zeit entladen wird und nur eine
Magnetisierungsrichtung verwendet wird, lohnt sich dessen Einsatz nur unter
100 Watt, darüber verwendet man besser andere Topologieen (Flusswandler)
weil die zusätzlichen Transistoren dann billiger sind als ein dickerer Trafo.
Sperrwandler werden zum Aufladen von Kondensatoren bei Blitzgeräten verwendet
weil sich die Ausgangsspannung anpasst, es wird in jedem Puls eine bestimmte
Energie übertragen. Bei höheren Leitungen würde man gerne Flusswandler
verwenden, doch deren Ausgangsspannung ist eher steif. Da bietet sich der
Resonantwandler an.
Von: old man 02.08.2013
Ich habe zum Akkuladen schon mal einen Resonanzwandler verwendet (mit
IR2153). Der Trafo wurde auf einen 2-Kammer Spulenkörper gewickelt damit
die Streuinduktivität ausreichend hoch! war. Das ganze hatte eine
Resonanzfrequenz von ca. 100Khz, wurde aber nur mit 50Khz getakted.
Damit war der Wandler so weich, dass der Kurzschlussstrom nicht mehr als
50% über dem Nennstrom lag. Sowas würde sich sicher auch gut zum
Kondensatorladen verwenden lassen. Vorteil ist auch, dass die
Schaltvorgänge in den Mosfets immer stromlos erfolgen.
Invertierender Regler. Die einfachste Art, ohne Trafo eine Ausgangsspannung
zu erhalten, die grösser und kleiner als die Eingangsspannung ist, da es in
vielen Fällen nicht stört, wenn GND der Eingangsspannung nicht GND des
Ausgangs ist.
Buck-Boost: In dem beim Buck-Regler die Diode durch einen aktiv gesteuerten
Transistor als Schalter ersetzt wird, kann er sowohl herunterregeln (Buck)
als auch hochregeln (Boost).
SEPIC und Zeta-Wandler: Uneffektive Abwandlung eines Buck-Reglers durch einen
zusätzlichen Kondensator im Strompfad und 2 Spulen, damit er sowohl step-up
als auch step-down wandeln kann. Nimm lieber Buck-Boost (inverting),
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN954-D.PDF oder Trafo, die brauchen eh
weniger Bauteile.
SEPIC lohnt nur manchmal, wenn man durch ihn einfache fertige Spulen statt
eines speziell gewickelten Trafos verwenden kann. Der LM3478 spinnt wohl
manchmal: c0236a96-544e-49bd-a26b-367bb8a78ad3@i7g2000prf.googlegroups.com .
voltage mode beim Flusswandler: Der Schaltregler regelt in Abhängigkeit von
der Ausgangsspannung das AN/AUS Tastverhältnis beim NÄCHSTEN Impuls. Eine
Sättigung der Spule wird durch eine festgelegte maximale Impulsdauer
verhindert, aber ein zusätzlicher Überstromschutz ist notwendig wenn das
Netzteil kurzschlussfest sein soll.
voltage mode beim Sperrwandler arbeiten meist so, das sie die (durch
konstante Einschaltzeit in der Form festgelegten) Impulse komplett
unterdrücken, so lange die Ausgangsspannung ausreichend hoch ist.
current mode: Der Schaltregler regelt in Abhängigkeit von der
Ausgangsspannung den Spitzenstrom beim nächsten Impuls, dadurch eingebaute
Überstromsicherung und Schutz vor Sättigung der Spule. Das Prinzip ist gut
geeignet für Sperrwandler.
bidirektional: Es gibt sogar Schaltregler, die kleinere in grössere Spannungen
und umgekehrt wandeln können, je nach dem, welche Seite Strom benötigt: LM5170
macht das von 4 bis 80V mit 50A.
Snubber: Schaltet der Transistor den Strom durch eine Spule (auch ungewollt
die Streuinduktivität der Zuleitung eines Trafos) aus, entsteht der bekannte
'Zündfunke', dessen hohe Spannung den Schalttransistor gefährdet, wenn nichts
dagegen getan wird. Hier leitet die Diode die Energie in einen Kondensator C.
Die in C aufgefangene Energie wird dann in einem Widerstand R verheizt. Diese
Schaltung aus Diode und RC-Glied heisst Snubber:
Es gibt auch noch viele andere Snubber-Methoden. http://www.ti.com/
"Snubber Circuits" SLUP100.PDF wobei Patente für so etwas wie die
Baker Clamp längst ausgelaufen sind, also heute nicht mehr stören.
http://www.elektroniknet.de/?id=243
Flextronics Patent 7,924,578, 7,830,676, 7,760,519, and 8,000,112: Two
Terminals Quasi Resonant Tank Circuit.
Die wohl billigsten Schaltregler-ICs sind die uralten TL497, uA/LM78S40 und
MC34063 (http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN920-D.PDF) für
Niederspannung, die alle auf Grund der niedrigen Schaltfrequenz leicht zu
beherrschen sind und für die es Zweithersteller gibt. Leider erreicht man mit
ihnen kaum über 75% Effektivität, vor allem bei step-down, da sie einen
uneffektiven Darlington NPN Emitterfolger als Schalter haben, und damit eine
recht hohe Schalt-Verlustspannung von ca. 2V. Man sollte sie eher in step-up
einsetzen, oder von relativ hohen Spannungen runterregeln (ja, es gibt da
auch noch die Schaltung mit dem externen PNP Transistor, aber wer will schon
zusätzliche Bauteile spendieren, wenn man einfach andere ICs nehmen könnte).
Da sie die Eigenschaft haben, die Spannung durch Auslassen von Impulsen zu
regeln, kann so ein Regler allerdings je nach Last pfeifen oder rauschen.
Noch billiger geht es ohne ICs:
So sieht ein kommerzieller KFZ-Handyladeadapter aus, ohne jegliche
Schutzbeschaltung (Betrieb also nicht bei laufendem Motor) und prompt
fehldimensioniert (R1=0.5R, R2=5k1) so dass das Handy wegen
Überspannung und Überstrom abschaltete, richtig war R1=1.2R, R2=3k3
und an den Eingang sollte wenigstens 100uF/35V.
Einen Schaltregler mit einfach regelbaren Ausgang von 0-5V zeigt AN66 von
https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/)
Ein Schaltregler mit eingebauter Spule sind SIMPLE SWITCHER power modules und
Point Of Load Converter wie http://www.power-wide.com/HM10107B%20-cyntec.pdf
mit so hohen Schalfrequenzen und kleinen Induktivitätswerten bei der Spule,
daß ein grössere Aufbau kaum noch angeraten wäre.
Ungeregelt 300V aus 3V erzeugt
oder geregelt mit MAX1771 für Nixie-Röhren
Digital einstellbarer Buck-Boost von 2.025 bis 5.2V ist der RT6160A bis 3A.
Per Trafo (oder zumindest Spule mit Anzapfung) kann auch ein nur 40V
aushaltender MC34063 die 180V erzeugen, die man für Nixie-Röhren benötigt.
Man kann die Transformierung auf 50:50 Ein-/Ausschaltzeit festlegen, dann
wird die Einschaltzeit durch Rsc vorzeit abgebrochen.
jeweils Baugleiche oder zumindest bauähnliche Schaltregler-IC aus http://www.micro-bridge.com/news/news.asp?id=2081
MSCAD+SCAD berechnet die Schaltregler von https://www.analog.com/
(http://www.linear.com/). Die für die bei den Versendern eher erhältlichen
älteren Typen LM257x benötigte Simple Switcher V3.3 Software ist schwer zu
finden. Für PowerInt TopSwitch/TinySwtch/LinkSwitch geht PI Expert
Gerade die Simple Switcher sind sehr einfach aufzubauen. Es reicht, die
Bauelemente fliegend zu verdrahten, in dem die gekürzten Anschlussdrähte
direkt zusammengelötet werden, mit dem GND-IC-Bein als Massepunkt
und alle Bauteile sternförmig drumrum. Es wird funktionieren, wenn man
die Schaltung nicht ohne eine Mindestlast entsprechend dem kleinsten im
Berechnungsprogramm angegebenen Ausgangsstrom betreibt. Ohne
Oszilloskop bekommt man keine bessere Schaltung hin. Nur mechanisch
muss man sich überlegen, was die Bauteile hält, ohne das die
Verbindungsdrähte zu lang werden. Lochrasterplatinen und Drähte unten
umknicken funktionierte bei mir gut.
Nationals Simple Switcher Berechnungssoftware gibt wenigstens Vorschläge
für Rc+Cc bei den Wandlern mit COMP-Anschluss an, die optimalen Bauteilwerte
hängen aber von den Nebenwerten der anderen Bauteile und dem Layout ab.
Nachmessen und Anpassen ist also für optimalen Wirkungsgrad,
Ausregeleigenschaften und Störreduzierung notwendig. Bei
https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) braucht man ein Oszilloskop
dafür, kann dann aber die besser ausregelnden LT107x, LT117x, LT1270
verwenden. Man braucht zum Messen aber eine (z. B. mit 100Hz) geschaltete Last:
Siehe http://www.analog.com/ POWER_SECT8.PDF "Power supply noise reduction
and filtering" und "Grounding techniques for regulator circuits"
Fertige einseitige Platinenlayouts im Datenblatt des MC34063 von
http://www.onsemi.com/ und LM2671 von http://www.ti.com/ (National)
AN711, AN776, AN1229 zeigen optimale Leiterplattenlayouts,
gute Platinenlayouttipps am Beispiel MAX1636, MAX1771 in AN1031 von
http://www.fairchildsemi.com/, im L4960 Datenblatt und in AN557 zum L4970
und in AN1074 zum VIPer20 von http://www.st.com/.
Galvanisch getrennte Schaltregler
Chips für simple primärgetaktete Schaltnetzteile kleiner Leistung:
Halogenlampentrafos
Energiesparlampenvorschaltgeräte
Gute und schlechte Beispiele für kleine Schaltnetzteile:
Eine der häufigsten Fragen in d.s.e ist, "wie mache ich aus 12V irgendwas im
Bereich von 16V bis 24V bei einigen Ampere", meist zur Versorgung des Laptops
im Auto, und ein Schaltregler (hier step-up) ist die Lösung. 240W mit UC3845
erzeugt diese Schaltung, die im lückenden Betrieb stabil regelt, im
kontinuierlichen Betrieb jedoch eine Rampenkompensation per extra Transistor
(siehe Datenblatt) benötigt um SHOs (Oszillationen) zu vermeiden:
Betrachtung zu Kompensationsnetzwerken bei Buck-Konvertern wie LTC3705 von
Fralla: http://www.mikrocontroller.net/topic/236132
Ausführliche Berechnung Kompensationsnetzwerk ebenfalls nach der Methode:
https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Active-Semi%20PDF%27s/ACT4514_Rev_2.pdf
Gängige Praxis ist es, die Transitfrequenz auf 1/5 der Taktfrequenz ein
zu stellen (ActiveSemi nimmt 10).
Verständliche und umfassende Papers zur Stabilität von Schaltreglern von
einem Hersteller von Schaltnetzteil-Testgeräten:
http://venable.biz/ (register mit fake eMail)
z. B.
C3 = 1/(2*Pi*Fz*R1)
R3 = 1/(2*Pi*Fz*C3)
R1=18k
R2=9k
C3=2n
R3=1k2
C1=3n9
C2=250p
R4=3k158
Wer nicht rechnen will sondrn ausprobieren, oder die Rechnung in der Praxis
kontrollieren will, braucht eine sich ändernde Last.
Für nicht-einstellbare Belastungen kann man auch 2 niederinduktive
Belastungswiderstände nehmen und den einen mit einem MOSFET per Oszillator
schalten, dann muss nichts angepasst werden und die Flanken sind besser als
jedes Netzteil regelt.
einfache elektronische Last (Konstantstromsenke):
Getaktete elektronische Last (Konstantstrom oder Widerstandsfunktion):
Für die positive und negative Versorgungsspannung von bis zu +/-35V/8A, die
ein Verstärker im Auto benötigt, die aber ungeregelt sein kann, bietet sich
der SG3525 oder TL494=KA7500B Push-Pull IC an. Er arbeitet wie ein
Wechselstromtrafo, kann ihn aber regeln und bietet Überstromschutz, ist also
viel besser als ein NE555 und nicht viel teurer. Man lässt ihn mit 40-120kHz
arbeiten. Verwendet einen Ferritkerntrafo (Ringkern oder E-Kern).
Den LM3479 im Text gibt es zwar nicht, aber im Schaltplan steht LM3478
http://daycounter.com/Circuits/Flyback/Flyback.phtml und man kann sich die
Bauteile auch ausrechnen lassen
http://www.daycounter.com/Calculators/Flyback-SMPS/Flyback-SMPS-Calculator.phtml
Christophe Basso hat ein Flybackspredsheet gebastelt:
EDN Using open loop analysis to model power convertes with multple
OnSemi Flyback Transformer Design Tool XLS
Richtek Design Tool for Flyback Converter XLS
The dark side of flyback converters
21dianyuan Using an automated Excel spreadsheet to compensate a flyback converter
wenku Flyback loop compensation
How2Power.com Basso
AND8453 Loop Control Design of an AC/DC Adapter using the NCP125ß
Wer gleich das PC-Netzteil ersetzen will, kann ein altes PC-Netzteil nehmen.
Vorher Schaltfrequenz messen, Topologie ermitteln (Flusswandler, Sperrwandler,
resonanter Wandler) und primäre Induktivität berechnen, die Sekundärseite so
lassen, den Trafo abwicklen (Sekundärwindungen zählen), und den Primärteil
für Ub=10-14.4V z. B. je nach Topologie mit einem UC3843A neu aufbauen
(weniger Windungen mit dickerem Draht). So sind wenigstens Bauteilauswahl und
Layout der Sekundärseite geeignet, aber man wird wohl nur die Hälfte der
alten Leistung herausholen können. Die war sowieso nicht so üppig wie es in
der Werbung stand, denn auch bei PC-Schaltnetzteilen setzen sich PMPO-Angaben
durch: Schaut vor dem PC-Schaltnetzteilkauf mal in das Original-Datenblatt
vom Hersteller (wenn er denn überhaupt ein informatives Datenblatt hat) und
erkennt, das die angeblichen 400 Watt gar nicht gleichzeitig entnommen werden
dürfen, sondern nur 280 Watt, und selbst diese 280 Watt nicht kontinuierlich
geliefert werden können, sondern manchmal nur 80 Watt (erkennbar an Angaben
wie 12V mit 14A maximal, 4.6A nominal).
Die ältere Lösung, einen 50Hz Rechteckoszillator (Multivibrator) mit zwei
Transistoren zu bauen, und einen 2*12V->24V Trafo mit Brückengleichrichter
anzuschliessen, klingt einfach aufzubauen (wenn man so einen blöden Trafo
findet), ist aber schwerer und teurer. Für 230V~/50Hz gehen normale Trafos
und da (unterbrechungsfreie Stromversorgung) ist diese Schaltung noch immer
handelsüblich (Trapezwandler, nur 25% der Zeit ist der obere an, 25% der
untere und 50% keiner, damit die Spitzenspannung wie beim Sinus ist, die
mittlere Leistung auch wie beim Sinus, aber in den Pausen muss die
Blindstromkompensation stattfinden).
Besser natürlich Sinuswandler wie AN35 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) oder
Reference Design PICREF-1 von http://www.microchip.com/ .
Dann kommt noch oft die Lösung mit dem ungeregelten Spannungsverdoppler aus
Rechteckgenerator, Elkos und Dioden. Vergesst den, er hat einen schlechten
Wirkungsgrad (elektrophysikalisches 'Paradoxon': verbindet man einen vollen
mit einem leeren Elko, hat man im Endergebnis nur noch die halbe Energie -
der Rest verpufft im Verbindungskabel) und die arg strapazierten Elkos gehen
schnell kaputt.
Von: MaWin 11.11.2000
Oft wird gefragt, wie man einen Elektromotor (gemeint sind Bürstenmotore) in
der Geschwindigkeit oder eine Glühlampe in der Helligkeit steuert (Dimmer).
Bei beiden reicht es, die Betriebsspannung schnell (mit 50Hz bis 5kHz) ein-
und auszuschalten, damit IM MITTEL die für die gewünschte Drehzahl oder
Helligkeit notwendige Spannung geliefert wird. Das geht bei Gleichspannung
einfach mit einem Transistor oder MOSFET, der in diesem Schaltbetrieb nur
geringe Verluste hat, bei Wechselspannung mit einem TRIAC im Phasenanschnitt.
Dafür läuft der Motor bei PWM mit geringerer Drehzahl an, wird aber heisser.
Parallel zum Motor sollte eine Diode 'verpolt' angeordnet sein, um dessen
Spannungsspitzen beim Abschalten abzufangen (Freilaufdiode), schnell genug
für die PWM Frequenz. Bei Glühlampen kann man sich die sparen, muss aber
den 10 x höheren Einschaltstrom einkalkulieren und sollte bei Dimmern daran
denken, das eine 230V~ Glühbirne beim Durchbrennen oft einen Kurzschluss
produziert, weil der entstehende Metalldampf einen gut leitenden Lichtbogen
ermöglicht. Die 16A Haussicherung reicht zum Schutz des TRIACs nicht aus, es
sollte eine Feinsicherung dazu mit einem Schmelzintegral kleiner als das
Schmelzintegral des TRIACs. Obwohl die Last nicht induktiv ist, besitzt ein
Glühlampendimmer eine Funkentstördrossel und im Kurzschlussfall fliesst erst
viel Strom durch die Drossel der dann bei Durchbrennen der Sicherung abrupt
unterbrochen wird. Damit dabei nicht die maximale Abschaltspannung der
Sicherung überschritten wird, ist mit VDR und Snubber die induktive Energie
im Abschaltmoment aufzufangen. Bei Motoren ist zur Auslegung der Bauteile der
Anlaufstrom = Blockierstrom = Betriebsspannung / Innenwiderstand anzusetzen,
sonst geht die Schaltung beim ersten Anlaufen des Motors kaputt, nur die
Kühlkörper kann man mit dem Dauerstrom berechnen (und sollte dann gegen
länger blockierten Motor einen Thermoschalter dranbauen). Zum Schutz vor
Kurzschlüssen in der Zuleitung zum Motor reicht das nicht, dazu benötigt man
Strommessung per shunt und Abschaltung des PWM Pulses, allerdings darf der
Strom in dem Moment zwischen Erreichen der Überstromschaltschwelle und dem
Abschalten nicht zu weit steigen, man begrenzt die
Stromanstiegsgeschwindigkeit durch eine Spule in Reihe zum Schalttransistor
auf der Platine. Eine flinke Sicherung kann auch reichen. Bei Gleichstrom hat
man oft eine Strombegrenzung im Netzteil, allerdings auch Siebelkos die kurz
weit mehr Strom liefern würden.
Die Tests für Dimmer lauten also: Überlebt die Schaltung (nicht deren
auswechselbare Sicherung), wenn man den Verbraucher kurzschliesst.
Diese Schaltung erzeugt so ein PWM-Signal, so dass der Motor mit der Spannung
an v (oder über 10k Poti) einstellbar ist. Bauteiledimensionierung je nach
Motor, alle R sind mit 10k nicht so schlecht, Rv passend für genug Basisstrom.
Die Betriebsspannung des Reglers kann man noch mit Vorwiderstand, Z-Diode und
Elko stabilisieren um von der Betriebsspannung des Motors unabhängiger zu
werden. Vor allem wenn beim Anlauf eines Motors bzw. beim Einschalten einer
Glühbirne die Versorgungsspannung wegen Überlastung einbricht, besteht sonst
die Gefahr, daß der Schalttransistor nicht mehr voll durchgesteuert wird, und
an Verlustleistung stirbt. Ordentliche MOSFET Treiber haben daher einen UVLO
Unterspannungsschutz.
Auf diese Art erzeugt ein CMOS-555 eine nicht frequenzstabile PWM von 10% bis
90%, wobei sie bei Potistellungen am Anschlag in der jeweiligen Richtung
aussetzt (0% 100%). Statt dem Poti kann auch eine 0..+Ub Steuerspannung
verwendet werden.
Einfach nur ein Oszillator z.B. zur Ansteuerung eines MOSFETs, geht auch mit
dem UC3842 (ab 12V) oder UC3843 (ab 9V), 0.2 bis 28Hz bei R=1-100k, C=47uF:
Eine richtige Drehzahlregelung machen aber all diese Schaltungen nicht, bei
Belastung sinkt die Drehzahl, regeln muss da der Mensch. Da ein DC Motor bei
grösserer Belastung mehr Strom zieht, steigt der Spannungsabfall am Draht im
Motor und sinkt damit die effektive Spannung die ihn antreibt. Eine einfache
Stabilisierung erhöht die Spannung wenn der Strom steigt (Mitkopplung), so
werden z. B. Cassettenrecordermotoren stabilisiert, wie das z. B. der TDA7275
macht. Die Mitkopplung muss aber immer kleiner als 1 sein sonst schwingt die
Regelung. Eine richtige Drehzahlerfassung kann man über die Back EMF, also
die als Generator erzeugte Spannung, in Pausen der PWM Ansteuerung machen,
wie Uwe es zeigt:
Analoge Motorregelung, der PNP leitet so viel Strom in den NPN, bis über dem
Motor so viel Spanung abfällt, daß die Diode den Strom abzweigt, die Spannung
am Motor ist dann ungefähr so hoch wie am Poti eingestellt.
+---------------+-----+---+-----+-47R-+-- +U
| | | | | |
10k +--10k---+ | | | | |
| | | 100uF 470k | 1000uF Lampe
+--+--|+\ | | | | | |
| | >--+ | | | | |
| +--|-/ 10k +-----+--|-\ | |
| | LM358 | | | | >---(----|I NMOSFET
| +--------+---(-----(--|+/ | |S
10k | | | | | |
| 1uF Türkontakt 1M5 | | |
| | | | | | |
+--+------------+-----+---+-----+-----+-- GND
Kleinere Leistungen kann man auch analog dimmen (Fader), hier in 3 Sekunden:
Kommt die PWM aus anderer Quelle (z.B. ein uC PWM Ausgang), tut es zur
Pegelwandlung und Filterung der PWM so eine Schaltung (Tiefsetzsteller =
Abwärtswandler ohne Regelung) wenn man die positive Leitung steuern will
und eher Gleichspannung am Verbraucher haben will:
Für den PC-Lüfter tut's diese Lüfterreglung, bei der der Motor aus ist wenn
die Temperatur zu niedrig ist, er immer schneller wird, wenn die Temperatur
steigt, und Vollgas läuft, wenn die sehr hoch ist (einstellbar über P1 und
P2, C1/R5 bestimmt PWM-Frequenz, die eher 30Hz als 30kHz betragen sollte).
Die Schaltung ist für 'echte' Motoren und nicht solche mit Elektronik
ausgelegt, obwohl viele Lüfter mit Elektronik dennoch damit laufen und
regelbar sind.
Um gewisse Eigenschaften zu verändern, kann man nun zusätzliche Bauteile
spendieren. Ein Z-Diode von z. B. 5V1 ergibt eine Mindestspannung für den
Lüfter von 7V und somit eine gewisse Mindestdrehzahl, das schützt auch
davor dass man den Lüfter mit dem Poti ganz ausdreht:
Um mit einer Steuerspannnug (hier 0-5V, auch gewinnbar aus gefilterter PWM)
einen Lüftermotor linear analog zu regeln (hier 0-12V) kann man folgende
Verstärkerschaltung nutzen:
PC Lüfter mit 4 Pin Anschluss mit Tacho-Ausgang erwartet der PWM-Eingang
einen open collector Ausgang der nach Masse zieht. The following requirements
are measured at the PWM (control) pin of the fan cable connector see Figure 7
and Table 1: PWM Frequency: Target frequency 25 kHz, acceptable operational
range 21 kHz to 28 kHz Maximum voltage for logic low: VIL = 0.8 V Absolute
maximum current sourced: Imax = 5 mA (short circuit current) Absolute maximum
voltage level: VMax = 5.25 V (open circuit voltage) This signal must be
pulled up to a maximum of 5.25V within the fan.
Bei Wechselstrom (Bohrmaschine oder Glühlampe) kann man Dimmer mit TRIACs für
PhasenANschnitt verwenden:
Bei geringerer Wechselspannung sind die 30V des DIACs etwas viel, die alten
MBS4991, MBS4992, MBS4993, BS08D-T112 Silicon Bilateral Switches mit ca. 8V
sind leider ausgestorben. NTE6407 (28V) NTE6408 (32V) NTE6411 (40V) NTE6412
(63V) DB4 (40V) SMP758 (15V) MKP3V240G (220V) selten. Eher findet man noch
MKP SIDACs ab 70V von Littelfuse oder Breakover-Dioden wie IXBOD 1 für
600V-1200V unidirektional.
Dimmen funktioniert auch für Gleichstrommotore an Wechselspannung, Schaltung
der Proxxon IBS/E:
oder IGBTs für PhasenABschnitt (bei elektronischen Halogentrafos o.ä.
kapazitiven Lasten):
Das Problem bei 2-adrig angeschlossenen Dimmern ist, daß man aus der 230V~
Netzspannung die Betriebspannung holen will, sich aber mit dem Einschalten
der Last die Netzspannung selber wegnimmt. Bei dieser Schaltung leitet immer
einer der IRFI840I MOSFETs rückwärts über seine Body-Diode und stellt damit
die Verbindung für GND her (negativer Zweig des Brückengleichrichters), die
Betriebspannung wird über eine der beiden 1N4007 gewonnen (positiver Zweig
des Brückengleichrichters) wobei die Diode gleich ein Abfliessen der Ladung
aus dem Ladeelko verhindert.
Man darf die MOSFETs erst einschalten, wenn der Elko geladen ist (der, der
über die Body Diode leitete, leitet dann noch besser, damit der hohe
Laststrom nicht zu hohen Verlusten führt), und die 1N4148 verodern den
über die Shunts gemessenen Strom, man muss abschalten wenn der Strom für die
MOSFETs zu hoch wird, denn eine Feinsicherung wäre langsamer als die MOSFETs
sterben.
Die Spannungsfestigkeit von TRIAC und OptoTRIAC muss die maximale Spannung
übersteigen, auf die der vorgeschaltete VDR die Schaltung schützt.
Bei induktiven Lasten kann die folgende Modifikation aus dem Datenblatt
vieler OptoTRIACs nötig sein, bei denen nach dem Zünden zwar sofort die
Spannung zwischen MT1 und MT2 des TRIAC auf 0 fällt, aber der Strom wegen der
induktiven Last erst langsam über den Haltestrom des TRIACs steigen wird.
Damit das Gate so lange noch Spannung hat und mit Strom durchflossen wird,
ist der 47nF da, der keine relevante Phasenverschiebung bewirkt.
Von: Rene A. 17.08.2015
"Bei dem Optokoppler der nicht kaputt geht, geht L an Pin 6 und das Gate an
Pin 4. Bei denen die sterben ist L an Pin 4 und Gate an Pin 6".
Ganz ohne Mindeststrom gehen PhotoMOS wie AQY216EH (600V 50mA 5000Viso),
AQV209 (1200V 75mA 1500Vrmsiso), AQV259 (100V 30mA 1500Viso) AQV258 (1500V
20mA 1500Viso) oder Ixys PLA170/1/2 (800V 100mA 3750Vrmsiso) oder CotoMOS
CT140 (1500V 45mA 3750Vrmsiso) oder Standex SMP1A40 (1500V 45mA 3750Vrmsiso).
Für Trafos oder andere induktive Lasten an Wechselspannung sind die aber
nicht geeignet weil sie auch inmitten der Halbwelle abschalten würden.
Von: opamanfred 22.03.2018
Will man eine Master-Slave Steckdose aufbauen, tut es folgende Schaltung,
wenn die Last nicht gerade nur Milliampere zieht. Man achte darauf, daß das
Schmelzintegral der Dioden und des TRIACs grösser ist als das der
vorgeschalteten Feinsicherung. Die Spannungsfestigkeit der Dioden ist
egal, schon 50V sind üppig, aber die Strossstrombelastbarkeit sollte hoch
sein (grösser als Schmelzintegral der 16A Sicherung) und die 25 Watt Verlust
müssen weggekühlt werden, Gesamtkühlkörper also ca. 4K/W.
Langsames auf- und abdimmen für Dimmer mit 0-10V Steuereingang durch Nutzen
der Offseteinstellung eines Integrators und Ausgangsspannungsbegrenzung des
CA3140, für Aquarien Sonnenaufgänge und -untergänge:
Von: Philipp Siefke, 25.01.2014
In guten Fernseh-Studios und Opern Häusern werden in der Regel 400
Mikrosekunden Anstiegszeit spezifiziert. In einigen sehr seltenen Fällen
(Orchestergraben, extrem leise Opernhäuser) werden teilweise sogar bis
zu 800 Mikrosekunden gefordert. Das kann man fast nur mit
Festinstallations-Dimmern machen (Gewicht). Gute Profi Tour Dimmer haben
in der Regel um die 100 - 200 Mikrosekunden. (Ok es gibt auch noch
bessere). Da man diese ja auch noch Transportieren können muss. Und dann
gibt es die gesamte low-cost und "Disco" Fraktion. Da es in diesem
Marksegment leider fast nur auf den Preis und so gut wie gar nicht auf
"Features" ankommt, müssen die Hersteller hier leider Kompromisse
machen. Diese Dimmer haben in der Regel weniger als 100 bis hin zu <10
Mikrosekunden Anstiegszeit. Wer hier seine Tonanlage bzw. Audiokabel in
der Nähe aufbaut bzw. Dimmer und Audio Kabel nebeneinander legt, hat
leider verloren... Als Faustformel kann man gut die Formel von Hendrik
Hölscher heranziehen: L = (t*U)/(2.198*I) t ist die risetime in [s], U
die Spannung in Volt und I ist der Strom in Ampere
Um dann seinen Dimmer nach der Konstruktion auch zu überprüfen, geht man
bei den Messungen folgendermaßen vor: (Nur diese Messung ist international
anerkannt und kann als Vergleichsmerkmal zu kommerziellen Dimmern
herangezogen werden:)
- 50% Dimmer Ansteuerung
- Unter Nennlast des Dimmer Kanals: (Ein 0.5KW Dimmer muss auch mit
0.5KW belastet werden. Bei niedrigerer Last werden die Zeiten kleiner =
schlechter)
- Mit einem Oszilloskop muss die Zeit zwischen 10% und 90% der Dimmer
Ausgangsspannung im Zeitpunkt der Thyristor Zündung gemessen werden
(Vorsicht Netzspannung)
Will man keine so grossen Drosseln, kann ein Sinusdimmer, der per schnell
geschalteten MOSFETs oder IGBTs die 50Hz zerhackt und als Schaltregler
auf eine geringere Sinusspannung wandelt, eine Lösung sein.
Wenn man beim Dimmer 'slow turn on' als Softstart braucht, um den Anlaufstrom
zu verringern nimmt man den U209/U2008/2010 oder diese einfache Schaltung
(deren 'Turn-On Verzögerung' aber leider von der aktuellen Dimmeinstellung
abhängt). Diese Schaltung taugt aber nichts, verzögert nur das Einschalten:
Oder mit dem U2008:
Fertig für Reihenschlussmotore bis 2kW ist ein soft start Sanftanlauf unter
AOL DS12A zu finden, oder z. B. unter Sanftanlaufelektronik bei
https://www.isc-gmbh.info/isc_de_de/sanftanlaufelektronik-23.html oder mit
3 Anschüssen unter
https://www.isc-gmbh.info/isc_de_de/sanftanlaufelektronik-21.html , allerdings
würden bessere Sanftanlaufschaltungen den TRIAC bei Vollgas mit einem Relais
überbrücken, weil sonst der TRIAC bei Überlastung (blockieren) des Motors
schnell kaputt geht, wie das hier eine Schaltung für Käfigläufermotore macht:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/384303/rsb4015b.pdf (Carlo Gavazzi
RSB).
Zum Umschalten der Richtung muss man einen Gleichstrommotor M umpolen. Das
geschieht mit einem doppelpoligen Umschalter oder Relais 2*um als Polwender
Die unten angeordnete Schaltung aus R5, dem Transistor T7 und den beiden
Dioden zu den Eingängen dient dem Kurzschlussschutz. Vor Überstrom bei
Überlastung hilft sie nur bedingt. Zwar regelt sie die Transistoren runter
wenn ca. der 1.5-fache Strom fliesst, aber dann sind die Transistoren nicht
mehr voll durchgeschaltet und die Verlustleistung an ihnen steigt an. Ohne
auch für Strombegrenzung ausreichenden Kühlkörper überhitzen die schnell.
Bauteiledimensionierung je nach Betriebsspannung und Motorstrom. Ggf.
Darlingtontransistoren für die 4 in der Brücke oder MOSFETs. R6,R8,R9,R11
verbessern das Ausschaltverhalten. Sie bilden bei MOSFETs einen
Spannungsteiler mit dem verwendeten R7,R10 um eine maximale Gate-Spannung
von kleiner 20V zu erreichen, und können bei Bipolartransistoren entfallen
wenn man die Brücke nicht schnell mit PWM schalten will. Ansonsten nimmt
man bei bipolaren Transistoren Werte in der Grössenordnung der R. Anstelle
der beiden äusseren Transistoren kann man auch Phototransistoren von
Optokopplern verwenden, wenn man die Ansteuerung galvanisch trennen möchte,
leider ist dabei so einfach kein Überstromschutz möglich, der aber auch nur
begrenzt nützlich ist, weil man die Transistoren nicht auf die im
Überstromfall entstehende Verlustleistungswärme auslegen kann. Man sollte
bei Überstrom besser abschalten.
Die verschiedenen Methoden der PWM: one phase chopping, two phase chopping,
enable chopping:
Mit einer H-Brücke kann man den Motor auch bremsen und die Energie
zurückgewinnen. Verringert man den PWM duty cycle wird der Motor schon
langsamer, will man definierte Bremskraft, schaltet man einen Transistor und
nutzt die Freilaufdiode eines anderen, um den Motor kurzzuschliessen, bis der
benötigte Strom fliesst, dann öffnet der Transistor und der Strom aus der
Induktivität des Motors wird über die andere Freilaufdiode in die
Versorgungsspannung geleitet bis er unter den zur Bremskraft notwendigen Wert
absinkt.
Bei maximal 6V (sonst würde UBEreverse überschritten) und einer
Ansteuerspannung die ebenso hoch ist wie die Motorspannung lässt sich die
Schaltung mit 4 NPN Transistoren, davon zwei als Emitterfolger, vereinfachen,
der Motor bekommt +Ub-UBE-VCEsat ab, also ca. 4.5V bei 6V Versorgung.
F für vorwärts, R für rückwärts auf high legen, aber niemals beide zusammen:
Rohrmotore für Rolläden, Jalousien, Dachluken, sind Kondensatormotore mit
zwei gleichen Wicklungen und damit Trafos. Die beiden Spulen für links und
rechts (auf und ab) sind auf denselben Kern gewickelt, hier ..... gepunktet,
und wenn an einer Spule 230V~ anliegen, transformiert sich die Spannung auch
auf die andere Seite als 230V~, allerdings 180 Grad phasenverschoben, es soll
ja für die Gegenrichtung sein. Die Differenzspannung liegt damit bei 460V~,
und diese Differenzspannung liegt über dem (eigentlich abgeschalteten)
anderen TRIAC. Wenn dann noch der Endschalter den Strom unterbricht, wird
dabei die Induktivität der Motorspule durch Gegen-EMK in die andere Spule
mehr als 1000V induzieren.
Wegen der 460V~ mit 650V Spitzenspannung kann man die TRIACs auch nicht
einfach mit 275V VDR schützen, die wenigstens bei 710V begrenzen würden so
daß 800V TRIACs ausreichen würden. Und ein 550V VDR begrenzt erst auf 1500V.
Leider gibt es TRIAC-Ansteueuerschaltkreise maximal für 800V, MOC3083.
Man kann das so schalten, dann muss jedes Relais nur 230V~ aushalten aber
mit der induktiven Last des Rollladenmotors klarkommen:
Miele S381 schaltet 5 Ausgänge parallel um den TRIAC einzuschalten:
Eltako ER12DX kann man direkt an serielle Ports anschliessen. Eine Platine
für die Hutschiene https://www.cctools.eu/ext_index.php/artikel/1802
Eltako ER12-001-UC haben bistabile Relais und sehr geringen Steuerstrom:
https://www.eltako.com/fileadmin/downloads/de/_bedienung/ER12-001_002-UC_22001601-1_internet_dtsch.pdf
http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc2508.pdf zeigt, wie man ohne Optokoppler
einem Microcontroller die Phasenlage des Wechelstromnetzes mitteilt, auch wenn
der Microcontroller potenzialgetrennt (über Trafo) angeschlossen wird.
Allerdings kann man dann ebenso die Sekundärwicklung des Trafos verwenden,
wenn nicht zufällig der zu steuernde Stromkreis an einer anderen Phase hängt.
Natürlich geht es auch mit einem Relais am Parallelport
Die AN53 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) enthält viel
Interessantes: "Wie steuert man einen MOSFET an, wie baut man einen
Kurzschlussschutz, wie berechnet man einen Shunt als Leiterbahn, wie steuert
ein Notebook seinen Stromverbrauch". Wer mit MOSFETs schaltet, sollte die
gelesen haben.
Wer einen Servo bauen will (Poti regelt Gleichstrommotor auf Position die
ebenfalls per Poti erfasst wird): TDA3629 geht bis 0.8A, TLE4206 und MC33030
bis 1A, DRV590/591/593/594 regeln Motoren bis 3A durch PWM. LM629 = Servo mit
Beschleunigungsrampen, Inkrementaldecoder für Permanentmagnetmotoren, aber
externer DAC + LeistungsOpAmp. Eine Nachführung eines Solarpanels geht mit 2
mitgedrehten Photodetektoren, von denen einer mehr beschienen wird wenn die
Sonne weiter links steht. Am Morgen sollte es dann umgekehrt sein. LDRs sind
in dieser Anwendung angenehm träge, allerdings macht man so eine Nachführung
besser per Uhrzeit. Lediglich auf einem bewegten Objekt (Wohnwagen) macht
eine Sonnennachführung per Sensor Sinn.
> Wie Drehstrom-Asynchronmotor an Wechselstrom anschliessen ?
Man braucht einen Metallpapierkondensator von 47-80uF/kW Motorleistung, den
man an ein Wicklung und, je nach Drehrichtung, eine Zuleitung anschliesst. An
die anderen Anschlüsse kommt die Wechselspannung.
Das ist die Steinmetz-Schaltung. Motorenhersteller schreiben
merkwürdigerweise für's griechische mü ein grosses M. Beispielmotoraufschrift:
Die meisten an einer 230V~ Phase zu betreibenden Asynchronmotore sind aber
Kondensatormotore mit nur 2 Spulenwicklungen, intern bereits so aufgebaut daß
sie bei 90-90-180 Grad Phasenverschiebung am Besten arbeiten. Die brauchen
nur einen ca. 12µF/kW Kondensator. Genauer je nach Auslegung der Wicklung:
Asynchronmotore kann man nicht so einfach in der Drehzahl regeln. Man benötigt
einen FU Frequenzumrichter, und da gibt es Varianten für Drehstrommotore und
für Kondensatormotore. Ein mit xx kW bezeichneter FU kann schon etwas mehr
Leistung bringen, passt also zu einem xx kW Motor, allerdings wird bei
richtigen Motoren die Wellenleistung angegeben und nicht die elektrische
Leistung. Wenn man die Kraft statt der Geschwindigkeit verändern will, wie es
bei Deckenventilatoren üblich ist, kann man die Betriebsspannung mit einem
Stelltrafo verändern, per Vorwiderstand oder einem Sinusdimmer reduzieren,
oder falls vorhanden die unterschiedlichen Wicklungen am Motor verwenden. Mit
einem Phasenanschnittdimmer brummen sie und der Kondensator wird gestresst
bzw. stresst den Dimmer.
Manche "einphasige, asynchrone Induktionsmotoren" (Lüfter, Laugenpumpen,
Plattenspieler) sind aber auch Spaltpolmotore ohne Kondensator, bei
Ventilatoren geht ein Vorwiderstand oder Stelltrafo oder Sinusdimmer, mit
einem Phasenanschnittdimmer brummen sie.
Bei Waschmaschinen gibt es mindestens sechs verschiedene Motoren: In alten
stecken Asynchron-Drehstrommotoren mit 2 unterschiedlichen Statorspulensätzen
für niedrige (Wasch-) Geschwindigkeit und hohe (Schleuder-) Geschwindigkeit.
Auch Kondensatormotoren an 230V~ waren üblich. Im Osten wurden die in der
Drehrichtung umgepolt (D/D0=U1/U2, W/W0=Z1/Z2, 0/00 Kondensator) und über
eine drehrichtungsabhängige Kupplung die passende Riemenübersetzung zur
Trommel für Waschen oder für Schleudern gewählt.
In normalen WaMa stecken tachogeregelte Allstrommotoren (Universalmotoren)
mit meist auch 2 Statorwicklungen für niedrige und hohe Geschwindigkeit (3
Anschlüsse) und eine einzeln zur Drehrichtungsumkehr zugängliche Rotorspule
(2 Anschlüsse) und einen eingebauten Tachogenerator entweder als Spule (2
Kontakte), oder als Hallsensor (3 Kontakte), teils mit eingebautem
Thermoschalter (weitere 2 Anschlüsse) die man am besten mit dem TDA1085,
TDA2086 oder U209 ansteuert. Dann gab es Gleichstrom-Permanentmagnet-Motore
beliebt bei Windkraftanlagenbauern als Generator. Und in modernsten stecken
bürstenlose BLDC die die Haltbarkeit der Drehstrommotore mit der Regelbarkeit
der Allstrommotore kombinieren, aber schwierig zu regeln sind (siehe BLDC).
Beispiel: 10-poliger Motoranschluss, Rotorwicklung (8-9) 1.72 Ohm,
Statorwicklung (5-10) 1.3 Ohm, halbe Staturwicklung (5-1) 0.47 Ohm
(demnach bleiben 0.87 Ohm für die andere Hälfte zwischen 1 und 10),
Tachogeneratorwicklung (3-4) 184 Ohm, Temperatursicherung (6-7) 0 Ohm.
Bei Leuchtstofflampen mit konventionellem Vorschaltgerät (Drossel) ist der
Snubber kritischer, da geht wegen der hohen Drosselinduktivität nur 10kOhm
und 47-100nF, sonst wird das Stromnetz zum Schwingkreis.
+----+---Drossel---+---Thermoschalter--Last---o
| R |
Triac | VDR 230V~
| C |
+----+-------------+---Sicherung--------------o
+----+---Drossel---+--Thermoschalter--o
| R |
Triac | VDR 230V~
| C |
+----+----Last-----+--Sicherung-------o
Mindeststrom und Mindestspannung, Maximalstrom und Maximalspannung an
Schaltern kann man umrechnen:
Umrechnungsfaktor des erlaubten Stromes eines 125VAC Schalters bei
anderen Spannungen:
Relais benötigen unbedingt eine Freilaufdiode, denn da sich bei einer Spule
der Stromfluss nicht plötzlich ändern kann, will beim Abschalten der
Spulenstrom weiterfliessen, und dazu steigt die Spannung des Spulenanschluss
am Schalttransistor schlagartig bis der Strom einen Weg gefunden hat (Prinzip
Zündfunke). Für diesen Strom bahnt die Freilaufdiode einen Weg, so dass die
Spannung nur bis zur Betriebsspannung steigt und nicht darüber hinaus. Die
in der Induktivität der Relaisspule gespeicherte Energie wird dadurch
vernichtet. Die Freilaufdiode bringt man am Bestem am Schaltelement an, also
in der Nähe des Transistors, und nicht am Verbraucher, also am Relais, um
die von einer Änderung des Stromflusses beim Abschalten betroffenen Leitungen
möglichst kurz zu halten. Um Störungen zu vermeiden (der am Schalttransistor
befindliche Spulenanschluss ändert schlagartig seine Spannung, was sich durch
kapazitive Kopplung auf den anderen Relaisanschluss, der an Betriebsspannung
hängt, auf diese auswirkt), werden Relais direkt am Siebelko, noch vor dem
Spannungsregler angeschlossen (also 9V Trafo, 12V Relais, 7805 für 5V).
Wegen der höheren zu schaltenden Spannung kann man das Relais nicht direkt an
einen uC Ausgang anschliessen, sondern benötigt einen Schalttransistor (NPN
wie BC338 über 220R wenn der uC bei HI ca. 1/20tel des Relaisspulenstroms
liefern kann, ansonsten z. B. bei uC der 8051er Reihe NPN-Darlington wie BC517
über 2k2, NMOSFET wie BSS295, oder IC wie ULN2003 mit eingebauten Dioden).
Braucht man saubere 5V auf einer Platine die dreckige Lastspannung schaltet,
geht diese Anordnung mit dem 5V Spannungsregler auf der Platine dessen
Massebezug dort den Spannungsabfall auf der Zuleitung ... kompensiert.
Achtung vor Relaisplatinen aus China mit den SongLe SRD Relais: Die isolieren
nur 1500V zwischen Spule und Kontakt und sind dadurch nicht geeignet, um SELV
und Netzspannung zu trennen. Man kann sie einsetzen, wenn die Ansteuerseite
sowieso auf 230V~ liegt (Funksteckdose) oder bei den 120V in den USA oder wenn
sowieso nur Kleinspannung geschaltet wird (nicht über 30V DC). Wer so ein
Board hat, möglichst noch mit Isolierschlitzen um den zentralen Relaiskontakt,
der kann sie gegen Omron G5LE mit 2000V/4500V oder Finder 36.11 mit 2500V/4kV
Isolationsspannung ersetzen.
Soll das Relais aber im Hausnetz installiert werden, muss es nicht nur 16A,
sondern den Kurzschlussstrom aushalten bis der Leitungsschutzschalter
auslöst, das kann ESB 20-20 (ABB monostabil), RTX3-1AT-C012 (bistabil) oder
RTS3TF12 (TE), ansonsten müsste man es mit einer zusätzlichen Feinsicherung
schützen wie das in Funksteckdosen gemacht wird.
Auch die Isolationswerte sind je nach Spannung und Einsatz unterschiedlich:
EN 50178 Überspannungskategorie III, Verschmutzungsgrad 2, Isolierstoffgruppe III:
Da der Spulenstrom nach dem Abschalten des Transistors noch deutlich länger
durch die Freilaufdiode fliesst, weil statt der Betriebsspannung nur noch die
Diodenflussspannung anliegt, bleibt das Relais noch ein paar Millisekunden
angezogen. Wünscht man ein schnelleres Abschalten, nimmt man eine Z-Diode
parallel zum Schalttransistor, die erst so bei doppelter Betriebsspannung,
zumindest aber unterhalb der Maximalspannung des Transistors, leitet. Dann
klingt der Stromfluss schneller ab, das Relais geht schneller aus.
Ebenso sollte man eine Autohupe oder Klingel nicht mit einer Freilaufdiode
behindern, sondern eine ausreichende Z-Diode oder einen RC Snubber verwenden.
> Haltespannungsabsenkung
Schrack sagt:
Für monostabile Gleichspannungsrelais (DC-Spule) ist bei niedrigen Schwing-
und Schockanforderungen eine Reduktion der Leistungsaufnahme der Spule
möglich. Nach einem Ansteuerpuls mit mindestens der Spulenbemessungsspannung,
muss nach 100 ms mindestens noch die minimale Ansprechspannung (75% der
Spulenbemessungsspannung), an der Spule anliegen. Nach dem der Kondensator
geladen bzw. entladen ist muss die Spannung an der Spule für ein 12 V Relais
im Bereich von konstant 4,4…6 V liegen. Unter diesen Betriebsbedingungen ist
ein Betrieb bei einem max. Kontaktstrom von 22 A bis zur Umgebungstemperatur
von +85°C, bei einem max. Kontaktstrom von 26 A bis zu +75°C zulässig.
Es gibt sogar spezielle ICs dafür: DRV120, HV9901, iC-JE (IC-Haus), LM1949
(peak & hold injektor drive controller)
Da ein Relais eine bekannte Last ist, kann man das problemlos ungeregelt über
einen PWM Ausgang eines uC machen. Zunächst schaltet man die PWM so, daß die
Einschaltspannung am Relais anliegt, dann verändert man das Tastverhältnis
so, daß nur noch genug Haltestrom fliesst. PWM funktioniert als ungeregelter
step up sogar mit Relais, die eine höhere Betriebsspannung haben, z. B. 12V
Spulenspannung aus 5V anzusteuern, wenn man eine Schaltwandlerspule verwendet.
Die EMV Störungen nehmen natürlich zu.
und umgekehrt IC die aus monostabilen Relais Stromstoßrelais machen, die sich im
Gegensatz zum echten Stromstoßrelais bei Spannungsausfall zurücksetzen aber in
einer Stellung dauerhaft Strom benötigen:
Hat das bistable Relais 2 Spulen und einen Umschaltkontakt (und einen zweiten
damit etwas damit geschaltet werden kann, falls nicht zufällig die
durchgeschalteten +12V vor den 2k2 passen) geht https://i.stack.imgur.com/55fWk.gif:
Wer aus einem bipolaren bistabilen Relais ein Stromstossrelais machen will,
kann das per uC: http://stompville.co.uk/?p=260
Gleichstromelektromotoren entstört man mit UKW Drosseln und
Keramikkondensatoren direkt an den Motoranschlüssen so:
Von: Bürovorsteher 22.01.2018:
Einen kräftigen Motor mit 12 V/ca. 10 W konnte ich mit 2 x 0,47 µF und einer
Ringkernbifilardrossel mit 4,7 mH wirksam entstören.
Ein Motor produziert die grössten Störungen bei maximaler Stromaufnahme.
Nachdem es noch keine de.sci.roboter gibt, posten viele Leute Fragen zum
Roboterbau in d.s.e. Zur Mechanik kann man nur eines sagen: Nehmt ein
fertiges funkgesteuertes Modellauto ! Damit werden alle Beschaffungsprobleme
für Motoren, Getriebe und Mechanik kostengünstig erschlagen und die
Ansteuerung (Modellbauservoimpulse) ist auch sehr einfach.
Zwischen Fernsteuerempfänger und Servos kommt dann ein Microcontroller,
dadurch gibt's die Funkverbindung zum Roboter auch noch umsonst.
Der uC sollte, ebenso wie es die Fernsteuerung macht, die Servoimpulse
zeitlich nacheinander erzeugen, damit nicht alle Servos zu derselben Zeit
Strom ziehen, und gut entstört muss der uC auch sein (siehe F.23. Das
KFZ-Bordnetz).
Zudem ist die Lenkung viel interessanter als die 'Panzersteuerung' der
üblichen tonnenförmigen Roboter und schneller sind die Teile auch noch.
DANACH könnt ihr euch um Sensoren, Algorithmen, Greifarme etc. kümmern,
und scheitert nicht wie so viele schon an der Beschaffung eines GETRIEBES.
Notfalls für 40 EUR den fertigen Emiglio-Roboter aus dem Spielwarenladen.
Ein nützliches Messgerät in der Elektronik ist ein Oszilloskop (Oszi, Scope),
GERADE wenn man erst die Grundlagen der Elektronik erlernt, weil es einem
zeitliche Signalverläufe sichtbar machen kann. Bedienung:
Leider sind Oszis teuer. Die klassische Frage eines Hobbyisten lautet:
"Welches ist erschwinglich und universell", aber das ist die falsche
Fragestellung. Man frage sich besser nach konkreten Messaufgaben (und wenn
man noch keine hat braucht man noch kein Messgerät), und suche dann das
Messgerät, welches die Messaufgabe zum günstigsten Preis ausreichend
erledigt. Wenn man Pech hat, reicht nicht mal das 350000 EUR teure 62GHz
Agilent :-) https://www.keysight.com/en/pd-2108916/infiniium-high-performance-oscilloscope-63-ghz?cc=DE&lc=ger oder das 1.2 Mio
teure Keysight UXR1104A 110 GHz Scope.
Bei Oszilloskopen gibt es vier Möglichkeiten:
a) ein einfaches Oszilloskop für unter 500 EUR neu kaufen, wie Hameg oder LG,
inzwischen auch als erschwingliches Digitaloszilloskop von Rigol, Siglent,
Hantek oder UniT.
Das Einkanal-Gerät 122413 von http://www.conrad.de/ ist zwar besser als gar
keins, aber normalerweise greift man zum OWON SDS1022 für 179.95 von Pollin
oder 250 EUR zum Rigol 1052 oder 500 EUR zum Siglent SDS1104X-E
https://www.eevblog.com/forum/testgear/siglent-sds1204x-e-released-for-domestic-markets-in-china/
https://www.eevblog.com/forum/testgear/sds1104x-e-hack-to-200mhz-and-full-options/
weil die als digitale Oszilloskope auch einen Speicher enthalten. Achtung,
https://www.eevblog.com/forum/testgear/is-rigol-ds1054z-still-a-good-option-in-2019/
das Rigol DS1054Z ist beispielsweise nur Messkategorie CAT I, also nur zur
Messung von Geräten geeignet die, wenn überhaupt, über eine
Überspannungsschutzvorrichtung ans Netz angeschlossen sind. Der Profi
verwendet sicherlich nichts mit weniger als 100MHz, oder gleich ein
Digitalscope von Tektronix und Gould mit Spektrumanalyzer.
Bei Rigol gibt es manchmal Hacks um zu mehr Bandbreite und Features zu
kommen, bei Hantek ist die Software open source, so daß man sie umstricken
kann wenn man die Hardware versteht (keine Ahnung, ob bei jedem Modell).
b) ein gebrauchtes Oszilloskop
Bei http://www.ebay.de/ gibt es durchaus Schnäppchen, vor allem 2 Kanal 20MHz
analoge Oszilloskope (LG) gehen oft für unter 50 EUR weg, aber man sollte
den Preis eines entsprechenden Neugeräts kennen und die Beschreibung
aufmerksam lesen, denn viele sind kaputt (war leider keine Steckdose da...).
Per Annonce (eBay Kleinanzeigen) kann man sich das Gerät wenigstens vorher
ansehen bevor man dafür Geld ausgibt. Gebrauchtgerätehändler
geben zumindest ein gewisse Funktionsgarantie, die sind aber nicht billig
und eher eine Adresse für Firmen und Institute.
Wenn aber ein altes Gerät kaputt geht, was urplötzlich passieren kann,
bekommt man kaum noch Ersatzteile, oder vielleicht nur sehr teuer. Hameg
und LG lassen sich meist leicht reparieren weil sie überwiegend aus
Standardbauteilen bestehen, Tektronix, Philips und Hewlett-Packard sind wegen
Spezialbauteilen (Nuvistoren, Hybridschaltungen) und der Verschleierung von
Typennummern oft unreparabel. Nur als Beispiel, wie diese Firmen Gold aus
Standardbauteilen mach(t)en:
Von: TekMan
> Die Schaltungsunterlagen zu den P6460 Data Probes habe ich mir
Der Preis ist nicht so sehr das Problem. Das IC ist schlichterdings
nicht lieferbar, da Tektronix den Support dafür eingestellt hat und es
nicht mehr produziert. Die IC Division ist schon vor Jahren an Maxim
verkauft worden, und Maxim hat die Produktion der Tek ICs nicht weiter
verfolgt, da die Stückzahlen (nach Maxim-Massstäben) nicht gross
genug sind. Soviel zum Thema 'Support eines Markenherstellers'.
c) einen Vorsatz für den PC kaufen, um dadurch ein Oszi zu ersetzen
Klingt wie eine preiswerte Variante, schliesslich sparen die Hersteller dabei
Gehäuse, Netzteil, Bildschirm und Bedienknöpfe ein, sie sind aber in
Wirklichkeit viel teurer als vergleichbare Analoggeräte. Warum ? Weil ein sps
(Sample/Sekunde) nicht mit einem Hz (Hertz) vergleichbar ist, ein 20Msps
Digitalscope ist eben NICHT mit einem 20MHz Analoggerät vergleichbar, da
braucht es schon 200Msps für (die 10-fache Abtastrate), OBWOHL manche
Werbung da gerne rumlügt (aber z. B. Tektronix nennt ehrlichere Angaben).
Das Shannon'sche Abtastheorem hin oder her (für eine Erklärung siehe Elrad
12/97). Digitale Scopes wie Conrads 121887 sind also immer noch recht teuer,
auch das Red Pitaya von Elektor ist für die Leistung unverschämt teuer.
PC-Einsteckkarten kann man zu dem wegschmeissen, wenn das nächste
Betriebssystem kommt oder der nächste PC (der dann keine ISA-Slots mehr
hat :-( ). Allerdings können Digitalgeräte auch als Speicheroszilloskop
arbeiten und damit langsame Vorgänge aufzeichnen, so dass die Kombination
schnelles Analoges + im Vergleich langsames Digitales sehr praxisorientiert
ist. Schlechtere Digitalscopes beherrschen zudem den XY Modus nicht.
Ein solcher Vorsatz lohnt vor allem in automatierten Testständen, wo man
genau weiss, was gemessen werden soll, und immer dasselbe, und die Daten
sowieso nur vom PC ausgewertet werden. Da will man auch viele Kanäle.
d) und die Soundkarte ?
Es gibt eine Reihe von Programmen, die die Soundkarte verwenden, aber die
unterliegen natürlich alle den Rahmenbedingungen der Soundkarte: Sie kann
keine Gleichspannungsanteile darstellen (im Prinzip wegen dem
Koppelkondensator, aber der wurde natürlich schon lange auf den Chip als SC
Filter integriert), sie kann nur 44000 samples/Sekunde, ist also effektiv nur
als Oszilloskop von 40Hz bis 4kHz einsetzbar, selbst bei 192ksps ist bei
20kHz Schluss, und der A/D-Wandler ist kein Messwandler: Drift, absolute
Genauigkeit und missing codes sind bei Audio ziemlich egal. Aber: Wer sich
als Anfänger gar kein Oszi leisten kann, der kann ja dafür sorgen, das seine
Experimente nur in diesem Frequenzbereich stattfinden, und wenn man nur den
Kurvenverlauf und gar nicht eine absolute Genauigkeit braucht, ist der
PC-Oszi eine billige Möglichkeit. Und eine hochqualitative 24 bit, 192ksps
Soundkarte kann schon einen Audiomessplatz abgeben. Aber Achtung: Es kann
sein, das die beiden Eingangskanäle nicht zur derselben Zeit sampeln, sondern
nacheinander. Deswegen sind Korrelationsrechnungen mit Vorsicht zu geniessen.
Die 'USB Oszilloskope' sind mit ihren 200ksps und gleichstromgekoppeltem
(aber selten mit Eingangsvorteiler ausgestattetem) Eingang ein winzig kleines
bischen besser (und genauer) als Soundkarten, eignen sich aber auch nur für
den Audiobereich bis 20kHz, bei 8 oder 10 bit aber nicht für Audiomessungen.
Leider ist die Software Proprietär, so dass einem ein Soundkartenoszilloskop
letztlich wohl doch mehr Freude macht, zu mal die USB-Oszilloskope für den
einen Chip innendrin masslos überteuert sind.
Und nein, von Taschenoszilloskopen (Fluke, Wilke, GBDSO) reden wir hier gar
nicht, die sind vielleicht witzig, aber letztlich rausgeschmissenes Geld.
Technik
Damals hat man noch kompakt hochqualitativ über die Technik hinter den
eigenen Produkten geschrieben, um die Kundschaft über die Unterschiede
zur Konkurrenz zu informieren:
Wenn man sich fragt, wie die heute eine A/D-Wandlung mit 1Gsps hinbekommen:
Gar nicht. Bei Tektronix TDS210, 220, 1002, 1012, 2002, 2012, 2014, 2022 und
2024 und Fluke ScopeMeter Serie 190 wird das Signal erst mal in einen CCD
analogen Eimerkettenspeicher eingelesen, also sozusagen tausendfaches
analoges sample&hold, und dann gemächlich durch einen A/D-Wandler geschickt.
Dadurch sieht man ein gewisses Grundrauschen der analogen CCD. Das
entfiel erst bei viel teureren Geräten (Gould) mit mehreren zeitversetzten
Flash-A/D-Wandlern, inzwischen machen das bei geringen Frequenzen alle
Hersteller so, Rigol hat 5 Wandler a 2 D/A Kanälen mit 100Msps parallel um
1Gsps erreichen zu können.
Oszi-Tastköpfe:
Normale (1:1) Tastkopfkabel sind NICHT an die Impedanz des Kabels bzw.
des Oszilloskops angepasst und haben deswegen einen Widerstandsdraht
im Koaxialkabel um die Reflexion ausreichend zu dämpfen.
Für die meisten Messungen reichen die gekauften Tastköpfe (die leider
teuer sind, obwohl sowohl TesTec als auch EldiTest nur die allerbilligsten
Alligatorclips verwenden, soviel zur deutschen Qualität), aber wenn man
wirklich gute Messungen machen möchte, muss man sich seinen Tastkopf selber
bauen:
Oszitastkopf selber bauen
Einfachvariante:
Fertiggeräte:
Tastköpfe muss man auch abgleichen und überprüfen an bekannt sauberen
Impulsen. Die sind gar nicht so einfach zu produzieren
Und wenn das Oszilloskop keinen 'Komponententester' enthält, baut man sich
halt einen aus einem 6V/50mA Kleintrafo, anstatt dafür Geld auszugeben:
Von: Michael Koch
Klar geht das, aber ob es sich lohnt ist eine andere Frage.
Hab das vor 20 Jahren auch mal gemacht.
Du brauchst zwei Ablenkspulen-Sätze. Einer verbleibt an der
Bildröhre, da wird ein Stereo-NF-Verstärker angeschlossen.
(das begrenzt natürlich die Ablenkfrequenzen auf NF)
Der andere Spulensatz wird irgendwo weiter weg gelegt und an
die Fernseher-Elektronik angeschlossen. Das ist notwendig,
weil sonst die Hochspannungs-Erzeugung nicht mehr geht.
Problem der Sache: Die dynamische Focussierung geht so
natürlich nicht mehr, der Strahl ist unscharf.
http://www.dansworkshop.com/Homebuilt%20oscilloscope.shtml
http://www.oocities.com/hagtronics/analyzer.html
Logicanalyzer: http://alternatezone.com/electronics/pcla.htm
http://www.freepcb.com/eebit/
Sinusgenerator: http://seti.harvard.edu/synth/index.html
http://www.amplifier.cd/Technische_Berichte/Amplifier_reiner_Sinus/Amplifier_reiner_Sinus.htm (Aufbau der LinearTech AN67: 10kHz -160dBc mit LT1007 LT1230 LT1228)
http://kudelsko.free.fr/ (arbitrary DDS)
http://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN1999.pdf (switched capacitor MAX292 filter aus Rechteck, auch frequenzvariabel)
Netzwerkanalysator: AD5933 (Analog Devices)
Frequenzmesser: http://www.mino-elektronik.de/fmeter/neue_versionen.htm
Vorstufe: http://www.mikrocontroller.net/topic/231005 (0-50MHz, 5V)
Drehrichtungsanzeige
> Suche Schaltplan für Messung von Leistungsaufnahme / Energieverbrauch
Von: Dietrich Lotze
"EDN January 7, 1993, Page 102: EDN-Design Ideas: Four transistors measure
rms power (Joseph L. Souza, Sipex, Billerica, MA)" eine (passive) Schaltung,
die über die Kennlinien der Transistoren eines 4-Transistor-Arrays (CA3096)
Strom- und Spannung miteinander multipliziert und als (DC-)Spannung ausgibt.
Wirkleistungsmessungs-IC 0.1%: CS5462 (Cirrus Logic), PM9102/9602 (SAMES),.
AN32 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) hat auch eine
(schwer lesbare) teurere Lösung. AN265 von http://www.ti.com/ (National) ist
auch verwendbar, AVR465 von Atmel zeigt einen 1-Phasen Wirkleistungsmesser,
INA219 digitalisiert Strom und Spannung einer Gleichspannungsleitung bis 26V
und liefert die Leistung per I2C. Und mit LM394:
http://electronicdesign.com/test-amp-measurement/what-s-all-wattmeter-stuff-anyhow
Will man nur die effektive Spannung (oder Strom) messen, tut es:
Der Soyosource GTN1200 missst die Netzspannung über die Isolationsbarriere so:
Will man nur den Strom aus einem Stromwandlertrafo gleichrichten um ihn
mit einem uC messen zu können, tut es ohne Filterung:
> möchte die Ausgangsspannung beibehalten, ohne den 220V~ Trafo zu modifizieren.
Von: Harald Wilhelms
500VA sind bei 220V 2.27A, mit 90% Wirkungsgrad 2.5A. 2.5A bei 10V sind 25VA.
Nimm einen 230V->10V 25VA Trafo und lege dessen Primärwicklung ans Netz und
die 10V Wicklung (richtig gepolt, sonst wird's für 210V~) in Reihe zur 220V~
Wicklung des alten Trafos.
> Mein einfacher 230V (Rechteck)wechselrichter bringt nicht genug Spannung
Wenn nur das eine Gerät anzuschliessen ist, kann ein (Motor)kondensator in
Serie in der Zuleitung helfen. An den passenden Wert sollte man sich rantasten
(Spannung im Gerät am Ladeelko messen), aber ein paar uF werden notwendig
sein.
> Umwandlung von Drehstrom in stärker belastbaren Wechselstrom
Scott-Trafo oder Küblerschaltung oder Z-Wicklung, 2 Phasen werden addiert,
dadurch entsteht eine Wechselspannung die phasenrichtig zur dritten
parallelgeschaltet werden kann, verwendet z. B. in der Galvanik oder
Schweisstechnik. Wenn man nicht volle 11kW braucht auch einfacher:
> Inkrementale Drehgeber wie auswerten?
Von: Michael Biere 29.9.1999
Zunächst muss man sich von der Vorstellung frei machen, dass die beiden
Signale A und B des Drehgebers irgendwelche Zähler triggern müssen und
man deshalb die Flanken erkennen muss. Sonst bekommt man früher oder
später Probleme mit "Flattereffekten" deren Frequenz man nicht mehr folgen
kann. Prellende Signale darf man niemals auf Interrupteingänge geben:
Statt dessen macht man sich klar, dass die beiden Signale zusammen VIER
Zustände annehmen können:
Die Spuren müssen nun mit einer Mindestfrequenz abgetastet werden. Diese
Frequenz ist abhängig von der Strichzahl des Gebers und der maximal möglichen
Drehzahl. Es muss sichergestellt sein, dass bei voller Drehzahl jeder der vier
Zustände erkannt werden kann. D.h. die Abtastrate muss mindestens viermal so
groß sein, wie die Signalfrequenz einer Spur. Angenommen der Anfangszustand
ist "ab". Wenn der letzte Zustand "ab" ist und man liest "Ab" ein, dann
inkrementiert man den Positionszähler. Liest man "aB" ein, dann dekrementiert
man den Positionszähler. Liest man "AB" ein, dann hat man zu langsam
abgetastet, denn dann ist ein Zustand übersprungen worden. Soweit zum
Grundprinzip. Wenn jetzt ein Signal anfängt zu flattern (es kann immer nur ein
Signal flattern, da sich von einem Zustand zum nächsten immer nur ein Signal
ändert), dann "übersieht" die abtastende Software zwar einige Flankenwechsel,
die resultierende Position ist aber immer korrekt. Es gibt kein Wegdriften
durch übersehene Flankenwechsel.
Von: MaWin 25.7.2001
Am einfachsten realisiert man das mit einer state machine als Tabelle. In C
sieht das so aus.
loop: ; oder fester Zeitgeber-Interrupt, wenn man die Register nicht für anderes verwendet, müssen sie auch nicht gerettet werden.
mov R22,R21
swap R22
in R21,PORTB ; A3,A2,A1,A0,B3,B2,B1,B0
eor R22,R21
lsr R22
adc R16,R20
lsr R22
adc R17,R20
lsr R22
adc R18,R20
lsr R22
adc R19,R20
lsr R22
sbc R16,R20
lsr R22
sbc R17,R20
lsr R22
sbc R18,R20
sub R19,R22
; Weiterverarbeitung der 4 Registerinhalte R16..R19 kostet natürlich zusätzliche Zeit.
; Wer geschickt ist macht loop unrolling und fügt hier nur jeweils einen Befehl ein.
rjmp loop ; oder return from interrupt
ansonsten brennt man sich das in ein GAL: Falk Brunner
Da beim Übergang von einer Position zur nächsten die Signale prellen können
(mechanische Tastkontakte prellen, Welle vibriert, elektrische Einstreuung in
Photodiodensignal) zählt jede der obenstehenden Lösungen an den Übergängen
eventuell hoch und runter, was die Auswertelogik stören kann (hat plötzlich
ein Drehrichtungswechsel stattgefunden ?). Wenn man das Nutzsignal y aber nur
bei geraden Werten der Position x setzt, wird man die flatternden Übergänge
los, bekommt aber nur die halbe Auflösung.
x 0001101111111211222222223323333334434444444444334433333233222222 <- Position x
y 0000000000000222222222222222222224444444444444444444444222222222 <- if(!(x&1)) y=x;
Diese Drehgebersignale lassen sich auch mit der richtigen Methode wie oben
nicht erfolgreich auswerten, oder zicken im Alter rum, sondern benötigen RC
Filterung vor den Eingängen der Auswerteschaltung, damit die glücklicherweise
statistisch häufiger richtig liegenden Kontakte entstört werden.
Gibt es auch mit Drehknopp als Poti-Ersatz oder ganz teuer für industrielle
Zwecke mit schweinehoher Auflösung. Mit 2 verdrehten Hallsensoren (KMZ51) und
einem Magneten kann man sich sogar ein Sinus/Cosinus Analogsignal liefern
lassen, Heidenhain MT12/MT25 liefern auch sin/cos und lassen sich genau auswerten:
Die WACOM Graphiktablettmaus verwendet um einen Zähler zu bedienen einen
flankengetriggerten Decoder, bei dem Quadratursignal B durch ein RC-Netzwerk
und Schmitt-Trigger entprellt wird, und dann als Takt zum Sampeln des
Zustandes des (nicht entprellten) Quadratursignals A verwendet wird.
Allerdings braucht man ein Power On Reset Signal an S und R um den
Anfangszustand richtig zu setzen, z. B. erzeugt durch eine RC Kombination.
Ausserdem stört die Remanenz der Nickelschicht unter vergoldeten Platinen
wenn man Magnetfeldmessungen vornehmen will, auch Allegro ACS Stromsensoren
leiden darunter. Hallsensoren also nur auf Platinen ohne Gold löten.
Magnetfeldmessung bis 285A/m unter Ausnutzung der Kompensationsspule eines
KMZ51 (aber ohne die Flip-Spule zu nutzen, Aufmagnetisierung also möglich,
und ohne Temperaturkompensation, ggf. vom uC zu messen und einzurechnen).
> Wie hoch ist das Magnetfeld einer Luftspule in Tesla und Gauss, innendrin
Damit ein handelsüblicher Magnetfeldsensor wie TLE4905 oder SS495A voll
ausgesteuert werden kann, braucht es etwa 250 Amperewindungen, also 25000
Windungen bei 10mA. Anders gesagt: Sie sind ziemlich unempfindlich, noch
schlechter als empfindliche Reedschalter, Permanentmagnete erkennen sie
nur aus ca. 1cm Entfernung. Das Erdmagnetfeld hat ca. 1 Amperewindung.
Wenn ein Taster direkt ein Taktsignal für einen IC liefern soll, z. B. um bei
jedem Tastendruck ein Flip Flop umzuschalten, damit ein Gerät AN und AUS geht,
dann muss man den Tastenkontakt entprellen. Am einfachsten geht das mit einem
Taster mit Umschaltkontakt (DigiTast), und entweder einen RS-FlopFlop wie
74xx279 oder 4044 (wahlweise LS TTL oder HC CMOS, lässt sich auch mit 2
NAND-Gattern eines 74xx00 aufbauen)
Man kann an einem Port hängende Tasten gleich in einem Rutsch verarbeiten,
bei einem 8-bit-Port also 8 Tasten auf einmal, im Beispiel Port D, das spart
Anweisungen.
while(1)// die Programm-Hauptschleife
{
geaendert=tasten^PIND; // key changed ?
zaehler0=~(zaehler0&geaendert); // reset or increment zaehler0
zaehler1=zaehler0^(zaehler1&geaendert); // reset or increment zaehler1
geaendert&=zaehler0&zaehler1; // count until roll over ?
tasten^=geaendert; // then toggle debounced state
gedrueckt=tasten&geaendert; // 0->1: key press detect
if(gedrueckt&1)
{
// Taster 1 wurde gerade runtergedrückt, mach was
}
if(gedrueckt&2)
{
// Taster 2 wurde gerade runtergedrückt, mach was
}
// mach was sonst in der Programm-Hauptschleife passieren muß
_delay_ms(5); // damit 3 davon bestimmt länger dauern als eventuelles Prellen
}
In Systemen mit erhöhten Anforderungen bezüglich der funktionalen Sicherheit
ist nicht bloss Entprellung, sondern auch Plausibilitätsbetrachtung nötig.
Von: Martin Siegwarth 5.4.2005
Will man bei jedem Tastendruck umschalten, kann man Entprellung und FlipFlop
verbinden. Diese Schaltung lässt sich auch gut zum Ein-Ausschalten einer
Schaltung mit einem Taster verwenden. Dazu muss natürlich der Stromverbrauch
minimal sein, es gehen also nur CMOS-Chips wie CD4093 oder 74HC04.
Hier aus OpAmps (geringe Stromaufnahme, kleines Gehäuse, grosser
Spannungsbereich) bedient es ein bistabiles Relais kurzzeitig um aus ihm ein
Stromstossrelais zu machen:
Einfacher ist es aber, den uC direkt an die Batterie anzuschliessen und den
Taster an einen Eingang zu legen, der den uC aus sleep/power down aufwecken
kann. Die meisten aktuellen uC verbrauchen dabei so wenig Strom, daß eine
weitere Reduktion überflüssig ist.
Der Spannungsregler TLE4267 hat einen Enable-Eingang und extra Hold-Eingang,
so dass er von der Batterieseite und von der Microcontrollerseite aktiv
geschaltet werden kann, und braucht abgeschaltet nur 1uA, leider erfährt der
uC nichts über einen erneuten Druck auf den Taster an Enable.
Die LTC2950/1/2/3/4/5/6 sind push button controller die per MOSFET den uC
einschalten können, brauchen aber dauernd 6uA. Von ST gibt es STM6600/1,
mit 1uA von 1.6 bis 5.5V, TI liefert TPS3422 1.6 bis 6.5V mit 0.25uA in USON6
und Torex hat XC6190/2/3/4(schaltet 1A) von 1.75 bis 6V mit 0.01uA in USPN6,
der MAX16150/4 von Maxim und der CAT874 von OnSemi machen ähnliches.
MAX667/ADP667/ADP3367 sind Spannungsregler mit shutdown, deren LowBatteryInput
verwendet werden kann, um den Taster, der ihn einschaltet an den Verbraucher
zu melden. LBO geht auf einen uC-Eingang mit pull up, der vom uC geschaltete
Transistor hält ihn eingeschaltet bis der uC seinen Ausgang auf low setzt.
Recht oft kommt die Frage, wie man aus einem Impuls beim einschalten und beim
ausschalten je einen weiteren, kürzeren Impuls machen kann. Da gibt es viele
Möglichkeiten. Mit RC Verzögerung und einem EXOR Gatter braucht man einen
Schmitt-Trigger hinter dem RC damit das Signal für den EXOR gut genug wird.
Leider gibt es keine EXOR mit eingebautem Schmitt-Trigger. Ein zweites Gatter
des Schmitt-Triggers lässt sich zur Verbesserung des Eingangssignals
verwenden, denn die Schaltung ist Abhängig von der HI/LO Spannung des
Eingangssignals.
oder die Frage, wie man ein digital eine Frequenz durch 1.5 bis 4.5 teilt:
Auch programmierte Frequenzteiler werden gerne nachgefragt, hier aus PIC12F675
http://www.leapsecond.com/pic/picdiv.htm für 10MHz auf 1Hz.
> Ich möchte ein 0V/12V Signal mit 5 Sekunden Zeitverzögerung weitergeben
Gerne gebaut werden Audioverstärker, als ob es so was nicht fertig zu kaufen
gäbe. Aber die Leistungsangaben kommerzieller Verstärker (zuerst Sinus, dann
Musik, dann RMS, dann PMPO, dann Maximalleistung) sind halt oft geschönt,
("200 Watt PMPO aus einem 2x 1.2 Watt RMS Verstärker", "2*120 Watt mit einen
4.8VA Steckernetzteil", "6600 Watt aufgedruckt bei real 6 x 20 Wrms aus 3
TDA7377 im Auna Silverhammer", "1000W mit angeblichen, aber nicht mal
ansatzweise erreichbaren 132dBspl im ElectroVoice ELX112P aus 230V/0.6A",
"120W PMPO aus 2 TDA2822 mit je 0.38W", "2x160 Watt PMPO Maximalleistung;
2x5.25 Watt RMS", "2 x 300W aus einem CD7377CZ an 17.5V im autoradiogrossen
Bedee 600W HiFi Stereo Verstärker BT298A, "2 x 50Wrms Dynavox CS-PA1 mit
TDA2004 und 13.5VA Trafo" "MADISON MAD-TA10BT NobSound MS-10D Pro Liston-12
Hybridverstärker mit Röhren nur in der Vorstufe und leerem
Ausgangsübertragergehäuse weil LM1875 den Endverstärker spielen".
Ein Brüllwürfel gibt beim Aufprall 120 Watt ab wenn man ihn aus grosser Höhe
fallen lässt, die Rechnung kommt ziemlich genau hin, d.s.e Message-ID
2r55f1F163u5iU1@uni-berlin.de) weil mickrige Kühlkörper, kleine Trafos und
Ausgangstransistoren billiger sind (TDA7294 Datenblatt sagt, man legt sie für
1/10 der Leistung bei 10% THD aus). Auch die angebliche 'high end' Branche
macht trotz exorbitanter Preise keine Ausnahme
so dass man 'was ordentliches' selber bauen muss, wenn einem Bühnenequipment
nicht hochwertig genug ist. Selbst IC Hersteller wie Philips machen aus dem
4*25W TDA8569Q von 1997 einfach 2003 einen 4*40W Chip. Immerhin sind die JBL
Brüllwürfel, wie Creature II, ehrlicher, 63VA Trafo und TDA8512 ist aber
trotz solider Bauweise von HiFi weit entfernt. Eine Syrincs M3-220 mit
angeblich 220Wrms wird aus einem 160VA 50%ED Ringkern versorgt. Eine
altehrwürdige Hitachi HMA 7500 nutzt je 1 EL96b mit 2 x 12000uF und einem
2SJ49/2SK134 Päärchen für 70W Dauer, 100Wrms und 200W Spitze pro Kanal und
ein FRL264 (DEC MSJ2, Takamisawa MAT2B-119H, Finder 55.12/55.34.9.048.5000)
Lautsprecherrelais, bei angegebenen 500W Leistungsaufnahme sind 2*100Wrms
also seriös, leider hat sie aber keine Kurzschlussstrombegrenzung und keine
Trafo- und Kühlkörpertemperaturüberwachung, ist also nicht robust.
Für Kopfhörer (TPA6120, TPA6130A2 mit I2C Lautstärkeregler, TS482/TS922,
TDA1308/TDA2822/TDA7050, MC33202/MC34119/TS34119, M5218, NJM2113 mit 100nF
direkt an VCC http://www.mikrocontroller.net/topic/314727#3403140 , NJM4556,
LME49610, TPA0253 (1W 5V stereo mono 34uV noise), MAX4335 (50m 2.7-5.5V)
MAX98310, MAX9722+MAX97220 (BTL mit differentiellem Eingang), Lehmann Linear
SE Analyse: https://www.mikrocontroller.net/topic/408126 , O2 Headphone Amp
http://nwavguy.blogspot.com/2011/07/o2-headphone-amp.html inkl. Messwerten
von QRV09, QRV09, AMB Mini3, cMoy .
für PC Lautsprecher (NCS2211 5V 1W BTL 0.2% THD+N, NJU7084 2.8-5.5V 1W 4R
LM4861/71+TS4871 2-5.5V 1.1W BTL 0.7% THD), TDA7052A mit
Gleichspannungslautstärkeregelung/TDA7053, TEA2025 (schlechter als LM386 aber
mehr Leistung), TDA8551 1W 8 Ohm BTL an 5V mit digitaler Lautstärke aber
hörbarer 100uV output noise selbst TCA0372/L272 ist da besser, APA2068 Stereo
BTL mit 2.6W bei 5V an 4 Ohm mit 32 Stufen Laustärke aber eigentlich für 16/32
Okm Kopfhörer, LM4952 mit 20dB..-46dB digital einstellbarer Verstärkung 8uV
output noise mit A-bandbegrenzendem Filter), NCP2991 (1.3W BTL an 8 Ohm,
rauscharm in BGA), als einfacher Amp (LM1875 20W 0.015% THD, LM1876 2x20W
0.009% THD), TDA7056 bis 300kHz, PAM8403 2x3W 5V 4Ohm Class-D per eBay, LN2011
(2.5-5.5V 1.1W class D BTL 0.3% THD) NS4165 2W 5V 4Ohm) oder für viel Power
(TDA1514A (1x50W), TDA2052 (1*60W), LM3875 (1*56W) LM3886 (1*68W bipolar),
LM4766T (2x40W/angeblich 1x120W BTL eher 1x80W) LM4780 (2*60W/1*120W),
TDA7293/7294/7295 (DMOS) über 50W nur in der aufwändigen high efficiency
Schaltung einsetzbar oder mit 2 Chips als schlechteren BTL)) und TDA7850
(4x50W bis 300kHz bis 2 Ohm) suchen viele Leute einen Bauvorschlag.
Im Auto geht TDA7375 (4*4W, 2*22W - der geht bei Medion schon mal als '4*70
Watt PMPO' durch) LA4425 (5W mit 1000uF Elko) AN7190K (2x20W) TDA7381 (4*25W)
TDA1554Q/TDA1558Q (4*11W, 2*22W, fixed gain 20dB bzw. 40dB, Reichelt) TDA8566
(2x25W BTL an 4 Ohm) TDA7388 (4 x 26W BTL) STA540 (2*38W/18V oder 4*7W/14.4V
stabil ohne Boucherot) TA8233 (2*30W, realistisch eher 10W), TA8254 (2*45W
realistisch eher 25W an 2 Ohm), TDA7377 (2*30W) TDA7560 (4*30W), AN7161
(20W+Kopfhörer) TDA8563 (2*40W) TDA8571 (4*40W) STPA001 (4x50W 0.007% THD typ
@ 4W) TDA7240/7241 (1*20W BTL) TDA7391 (21W 1% mono BTL) TDA7386 (4x22W 1%)
oder TDA8567 (4*25W) TDA8591 (2*22W 0.5%) oder TDA1562 (55W 0.5% Class-H aus
14.4V durch Spannungsverdopplung, eher für höhere Frequenzen), TDA7231 soft
clipping "Röhrensound" (bis 1.6W).
Es müssen ja nicht gerade die für ihren Klirrfaktor und ihre Schwingneigung
bekannten uralten TBA810, TDA1020, TDA2002, TBA820=KA2201, LM386 (
http://ludens.cl/Electron/audioamps/AudioAmps.html ) mit grossem und teurem
Ausgangselko sein, die damals den IC-Verstärkern den bis heute schlechten Ruf
eingebracht haben.
Aus Japan kamen früher viele STK Hybridverstärker, bei denen Transistoren und
SMD Widerstände auf einer Platine mit Plastik umhüllt wurden. Leider sind
Bauteile und Datenblätter schwer beschaffbar, so daß bei einer Reparatur der
Austausch des ganzen Endverstärkers gegen einen (Bausatz) mit diskreten
Bauteilen sinnvoll sein kann. Bekommt man jedoch so einen STK als Schnäppchen,
kann man mit ihm ruck-zuck einen brauchbaren Audioverstärker aufbauen. Die
zusätzlich nötige Schutzschaltung steht im Datenblatt zum STK4044V und
STK4182II (der wird schon mal in "400 Watt" Endstufen verbaut), in letzterem
auch eine Kühlkörperberechnung wie sie laut EIJA bei kommerziellen Verstärkern
gemacht wird.
Die offizielle Sinusleistung nach DIN 45500 (von 63 Hz bis 12,5kHz, heute DIN
EN 61305, professioneller DIN EN 60283) wird über 10 Minuten gemessen mit
1kHz aller Kanäle bis 1% Klirrfaktor an rein ohmscher Last ausgesteuert. Bei
mehr als 1kHz schafft nicht mehr jeder Verstärker die volle Leistung, man
kann aber weniger nehmen, wie 400 oder 50Hz, wenn das eigene TrueRMS-Messgerät
keine 1kHz schafft. Mehrwege-Lautsprecher würden durch Sinus zerstört, man
misst daher Lautsprecher mit rosa Rauschen von 20Hz bis 12,5kHz (-3dB Punkte)
einen RMS Wert. Da mathematisch ideales Rauschen unendlich hohe Spitzen
enthält, wäre die rms-Leistung von Verstärkern 0, denn sie schaffen diese
Spitzen nicht, Leistungsmessung per Rauschen macht also bei Verstärkern keinen
Sinn, zumal man beim statistischen Rauschen die Verzerrungen (Klirr) nicht
messen könnte. Die Musikleistungsangabe nach DIN 45500 ist ähnlich wie PMPO
Unsinn. Das FTC (federal trade commission) rating wird von 20Hz-20kHz bei 0.1%
THD an allen Kanälen gemessen, ist heute also die angemessendste Methode. In
den 80er Jahren gab als Gegenstück zur DIN 45500, aus Japan die EIAJ, die
Vereinigung der japanischen Elektronikindustrie. Die Messmethode für die
Messung von Verstärkerleistung war echt amüsant: Das Testsignal, ein
Rechteckimpuls, hatte ein Puls/Pause Verhältnis von 1:20. Klar, daß die
Verstärker, die nach dieser "Norm" gemessen wurden, astronomisch hohe
Wattangaben hatten, der Klang dagegen war meist bescheiden.
Solche unterschiedlichen Leistungsangaben kann ein und derselbe Verstärker
(Yamaha A-S500) haben, wenn man nach den unterschiedlichen Vorschriften misst:
https://www.mikrocontroller.net/topic/508842#6511000 sagt:
IHF-A -> 1kHz Burst 20ms mit 500ms Interval, das ist der Bezugslevel
-> 1/8 bandbegrenztes rosa Rauschen. Entspricht normaler Musik mit
gelegentlichen Eingriffen durch den Limiter. Das sollten normale
Endstufen bis 45 GradC können.
-> 1/3 bis 1/2 Sinus 1kHz 30min -> das sollten EVAC Systeme bei 55
GradC für 30min können.
Bilder der Auswirkungen von Clipping als Klirrfaktor auf Sinussignale:
Für Zimmerlautstärke nimmt man üblicherweise eine elektrische Leistung von
50mW Durchschnittswert an, die Spitzen liegen vom Pegel her so 5 mal höher,
d.h. als Leistung das 25-fache, also bei 1.25W (andere Quellen sagen +12dB
und 16-fach). Um 3 bis 5W Dauerleistung zu erhalten, das ist dann schon
Partybeschallung, sollte es also ein Verstärker von 75 bis 125 Watt sein.
Daher fallen die winzigen Kühlkörper und kleinen Trafos bei kommerziellen
Verstärkern meist nicht auf, die Musik kocht meistens nur auf kleiner Flamme.
Erst bei Konzerten will man mehr Dauerleistung, entsprechend dicker fallen
die Kühlkörper an PAs (Public Address, Publikumsveranstaltungen) aus. Zum
Belastungstest kann man 10 parallelgeschaltete 5 Watt Widerstände in ein Glas
mit Wasser stopfen bis es kocht.
Für die Wahnsinnigen, deren Autos an Wettbewerben wie "dB drag racing"
teilnehmen, reicht das natürlich nicht. Da bei 170dB die Trommelfelle platzen,
wird dort glücklicherweise nur mit einem tiefen (aussuchbar 20-80Hz) Dauerton
gemessen. Man muss also versuchen, bei diesem Ton den optimalen Wirkungsgrad
herauszuholen. Und den bekommt man, wenn die Resonanzfrequenz des Ganzen
(Lautsprecher und Schallraum) bei genau der Frequenz des Tons liegt, und der
Lautsprecher genau so viel Volumen 'vor' der Membran hat wie 'dahinter'. Aber
Achtung: Normale Lautsprecher schlagen da heftig mit den Membranen an, es muss
ein speziell geeigneter Lautsprecher mit viel Weg sein, oder ein MTX Audio
T9922-22" 6000 Watt JackHammer Subwoofer oder Sundown Zv5, und ein gepanzertes
Auto, denn ab 160dB splittert Glas und verbiegt Blech. Glücklicherweise lassen
sich bei den tiefen Tönen effektive Class-D Subwoofer-Verstärker einsetzen,
wie der A6000GTi mit 6kW RMS von http://www.jbl.com/ (nach dem BCA Prinzip von
http://www.crownaudio.com/ , die bauten 1987 auch den Class AB MacroTech
MT10000 mit 10kW
http://adn.harmanpro.com/site_elements/resources/1022_1425482522/Macro-Tech-MA-10000-Datasheet-k10684_original.pdf ,
heute nur noch IT8000, ähnlich http://www.hoellstern.com/ DELTA 7.2.2, der
1Mio€ http://www.onlycreative.it/opera-only liefert 6 x 20kW aus 400V/450A,
eher P.M.P.O. liefert der http://www.labgruppen.com/ FP13000 die 13kW mit
230V/16A Stecker) dummerweise verlangt ihm der Messton jedoch die
Sinusdauerleistung ab, der Sundown NS-2 holt 20kWrms aus 14.4V bei nur 650A.
Niemand zwingt einen jedoch, den Strom mit unsinnig dicken Kabeln aus einer
12V Autobatterie holen zu müssen, was einen uneffektiven Wandler erfordert,
sondern man kann auch je 10 Akkus in Reihe schalten und hat saubere +/-120V
für 6kW an 2 Ohm, bei immer noch 60A Peak.
Versucht also erst gar nicht, die erfundenen hochgelogenen Leistungszahlen
der kommerziellen Billigverstärker als Massstab und zum Ziel zu nehmen,
sondern baut was seriöses.
Bei jedem brauchbaren Verstärker ist eine SOA Strombegrenzung für die
Ausgangstransistoren drin, damit er nicht gleich beim ersten Kurzschluss der
Lautsprecherleitungen (unisolierte Kabelenden ohne Stecker) hops geht. Der
NAP250 enthält eine klassische Variante die dem optimalen SOA-Schutz recht
nahe kommt. Ein Clipping-Indikator erkennt, wenn die Gegenkopplung ausser
Tritt kommt weil der Ausgang nicht mehr dem Eingangssignal folgen kann; sei
es wegen Übersteuerung, Erreichen der maximalen Slew Rate oder
Strombegrenzungseinsatz. Es ist ein Temperatursensor drin, der den
Verstärker bei höherer als berechnet erlaubter Kühlkörpertemperatur
abschaltet. Damit wird er dauerkurzschlussfest. Er hat eine
Temperatursicherung im (immer unterdimensionierten :-) Trafo, damit wird er
überlastungssicher. Und er hat eine Schutzschaltung mit Relais für die
Lautsprecher, um sie beim Einschalten, Ausschalten und bei versehentlicher
Gleichspannung am Lautsprecherausgang diese abzutrennen, damit ein defekter
Verstärker nicht die teuren Boxen beschädigt. Nicht jedes Relais schafft es
die bis zu 60V Gleichspannung abzuschalten, daher G5LE-1 (125V/0.6A) G6C-1117P
(125V/150mA) Phoenix Contact REL-IR/L(DP)-24AC/4X21 AU (250V/5A Conrad 745594
+ 745558), G9EJ-1-E-UVD DC12 (15A 40VDC), Finder 62.xx 2/3 Kontakte in Serie
60V/16A.
Daher trennt Accuphase den Lautsprecher auch mit gegeneinander geschalteten
MOSFETs ab https://www.mikrocontroller.net/attachment/260069/p-4200_g.pdf .
Man kann auch PhotoMOS wie AQZ202G oder AQV252 (wenn spannungsfest genug)
verwenden, oder 2 MOSFETs an TLX9906, TLP3905, APV1122, APV1121, APV2121,
APV2111, PVI5080, VO1263 antiseriell anschliessen.
Auch eine Feinsicherung am Lautsprecherausgang oder in der Box ist eine
probate Absicherung, denn eine Überlastung des Lautsprechers folgt denselben
Wirkmechanismen die eine Sicherung zum Auslösen bringen, beide passen also
gut zusammen, nur ist die Sicherung nicht rückstellend. Feinsicherungen
können auch in den positiven und negativen Versorgungsspannungszuleitungen
verwendet werden um die Endtransistoren vor Kurzschluss am
Lautsprecherausgang zu schützen, wenn es gelingt, eine flinke Sicherung zu
finden mit einem Schmelzintegral kleiner als dem des Transistors, die
trotzdem im Normalbetrieb nicht auslöst. Leider passt hier die Kennlinie
nicht ganz so gut zusammen, immerhin schützt die Sicherung den Lautsprecher
wenn ein Transistor schon kaputt ist. Viele Bauvorschläge oder allerbilligste
Kaufhausware haben solche Schaltungen nicht und sind damit ebenso wie viele
hundeteure High End Geräte aus der audiophilen Ecke von mieser Qualität.
Richtig professionelle Verstärker modellieren gar per DSP die Leistungsgrenze
bekannter Lautsprecher (z. B. DriveRack von dBX, PowerH von Dynacord) und dem
Sicherungsautomaten in der Stromzuführung (z. B. MCS in PowerH von Dynacord)
um die einzuhalten. https://meyersound.com/ passt die Basskennlinie damals
per Mikrophon und heute DSP Vorverzerrung an die Defizite der Lautsprecher
an. Die Nennleistung eines Lautsprechers wird mit der Leistung eines rosa
Rauschen von 20-12.5kHz angegeben von dem jedes Chassis nur den für ihn
bestimmten Teil abbekommt. Ein Sinus mit der gleichen Leistung der die
ganze Leistung auf einer Frequenz liefert zerstört den Lautsprecher.
> Soll ein Verstärker mehr oder weniger Leistung bringen als die Lautsprecher
"Ein Lautsprecher, der 1 Watt an Schallleistung abgibt, erzeugt in 1 Meter
Entfernung eine Lautstärke von 112 Dezibel. Reale Lautsprecherboxen aus dem
Veranstaltungsbereich liegen zwischen 99 und 106 dB/Wm, mit 100 Watt werden
sie also 119dB bis 126dB erzeugen. Lautsprecherboxen aus dem HiFi-Bereich
liegen grob bei 92 dB/Wm oder darunter, erzeugen mit 100 Watt also 112dB.
Das berühmte Klipschhorn hat 105dB/W, JPB K2 S8500 bringt 95dB/W. Typische
Wirkungsgrade von HiFi Lautsprecherboxen liegen demnach bei 1% oder darunter,
und von Beschallungsboxen im Veranstaltungsbereich bei 10% oder mehr." aus:
Bringt der Verstärker mehr Leistung, wird der Tieftöner im Lautsprecher
zerstört, wenn man den Verstärker zu weit aufdreht. Hat der Verstärker zu
wenig Leistung, und dreht man ihn so weit auf bis er ins clipping gerät,
zerstört es den Hochtöner wegen massiv ansteigendem Obertonanteil. Es ist
also egal, selbst bei nur einem Chassis (Lautsprecher), ist weniger
Verstärkerleistung als Lautsprecherleistung nicht immer sicher. Clipping kann
man mit einem clipping-Indikator vermeiden wie er in professionellen
Verstärkern zu finden ist. Richtig professionelle Amps berechnen die Leistung
die pro Frequenzspektrum auf jedem Einzellautsprecher einer X-Wege-Box
entfallen per DSP und Warnen (bzw. reduzieren) vor der Überlastung.
Ein einfacher clipping-Indikator:
"Hochtonlautsprecher: die Nennleistungsangabe benennt oft das gesamte
Frequenzspektrum eines rosa Rauschen, wobei sie jedoch nur mit
demjenigen Frequenzband gespeist werden, für das sie spezifiziert sind.
Sie können damit zum Einsatz in einer Mehrwegebox verglichen werden."
Röhrenverstärker werden hoch geschätzt, obwohl ihre technischen Daten auch
bei guter Ausführung schlecht sind (RIM Organist gehört mit 0.5% bei 35W zu
den guten "Ultralinear"-Schaltungen) https://www.jogis-roehrenbude.de/Rim/Organist.htm ,
sie verzerren das Signal, allerdings auf eine Weise, die als angenehm
empfunden wird. Hier die Begründung was passiert:
Man sollte Röhrenverstärker immer an den Lautsprechern ihrer Zeit betreiben.
Das waren hart aufgehängte Chassis mit hohem Wirkungsgrad. Sie brauchen weder
eine elektrische Dämpfung durch den Verstärker noch eine hohe Leistung.
> Dämpfungsfaktor
Gerne wird mit dem Dämpfungsfaktor geworben, also dem Verhältnis von
Lautsprecherimpedanz zu Verstärkerquellwiderstand, und Werte grösser 100
angestrebt, also 0.04 Ohm Verstärkerausgangswiderstand, die dann auch nicht
mit Lautsprecherkabel (5m 1.5mm2) von 0.1 Ohm kaputt gemacht werden sollen.
Allerdings wirkt die elektrische Dämpfung der Membranen nur direkt an den
Anschlüssen der Schwingspulen, jede normale Frequenzweiche hat schon mehr als
0.1 Ohm (z.B. übliche Spule für Tieftöner 0.5 Ohm) und ruiniert damit die
elektrische Dämpfung stärker als das Kabel oder ein Mittelklasseverstärker.
Wenn überhaupt, erreicht man eine hohe Dämpfung durch einen niedrigen
Ausgangswiderstand einer Endstufe direkt am Lautsprecher in einer Aktivbox
mit aktiver Frequenzweiche vor den Endverstärkern. Bei diesen in sich
geschlossenen Systemem wird aber der Dämpfungsfaktor gar nicht gesondert
herausgehoben.
> Spannungsangaben im Schaltplan
In Röhrenschaltungen wurden die Spannungen für ein Analog-Multimeter mit typ.
100uA Messwerkstrom also 10 bis 20 kOhm pro Volt (Skalenendwert)
Innenwiderstand angegeben. Entsprechend misst sich die Leerlaufspannung mit
einem Digitalmultimeter höher.
Typischer bis theoretisch maximaler (bei Vollaussteuerung) Wirkungsgrad
verschiedener Verstärkertopologien:
+Ub
|
+---47k-----+
| |
+----------|+\
| | >-----+
In --100nF--(--20k--+--|-/ |
| | |
| +------47k--+
| |
| +------47k--+
| | |
| | Lautsprecher
| | |
| +------47k--+
| | |
+----+-------(--|+\ |
| | | | >-----+
100nF 47k +--|-/
| | |
GND GND GND
Edwin Prinzip von Elektor 1970: Stark vorgespannte Klasse AB Stufe 1 mit hohem
Ruhestrom und hohem Ausgangswiderstand. Bei hoher Last übernimmt ruhestromlose
Klasse B Stufe 2. Den hohen Verzerrungen wird mit viel Gegenkopplung begegnet.
1 2
+--+---+-- +
R | |
+-|< | NPN
A| |E |
D +--|< NPN
| R |E
D +---+-- out
| R |E
D +--|< PNP
K| |E |
+-|< | PNP
-|< | |
+--+---+-- -
Klasse AA, ebenso Class A+ (1977 SE-A1) New Class A (1979, SU-V10, SU-V10X,
SU-V2A STK8040, SU-V4K STK8050), Class AA (1985 SVI4003/SVI4004/SVI3204/SVI3205),
MOS Class AA (1995, SU-A900 0.01%, SU-VX820 0.007% ), Class H+ (1994,
Hybrid): Technics Markenname für Klasse B Endstufen mit kleinen
Erweiterungen wie ein paar Widerstände zwischen Treiber und Endtransistor,
nachgeschalteter bipolarer Stufe nach MOSFET Stufe, oder dynamischer
Ruhestromanpassung, ergibt bis runter auf 0.0007% THD mit 170W an 8 Ohm
(SE-A100), 0.0009% (SU-V560, SU-V450, SU-V460, SU-V45A), 0.00067% (LME49830),
0.0004% (halcro dm58 http://www.stereophile.com/content/halcro-dm58-monoblock-power-amplifier-measurements-part-2#lLgh6Rxx8KFhSIrx.97 )
oder 0.0001% (Halcro dm68 Distortion At Full Output: <-120dB THD up to 20kHz,
400 Watts, 4 Ohms. SMPTE IM intermodulation products each <-120dB.
http://www.sengpielaudio.com/calculator-thd.htm )
Klasse C Ein Transistor leitet nach +, negative Schwingung durch Schwingkreis:
Nur Sinus, 75-100%, HF-Sender-Endstufen
Klasse D (1 bit D/A Wandler mit Power): 80% bis knapp unter 100%
Klasse E Patent 1976 Nathan Sokal abgelaufen (nur Sinuserzeugung durch ein/aus
Schalter und Schwingkreis im Nulldurchgang, Ausgangsspannung abgeleitet über
Tiefpass von diesem Schwingkreis): bis knapp unter 100%.
http://people.physics.anu.edu.au/~dxt103/160m/class_E_amp_design.pdf
Bei Transistoren ist diese und die folgende Betriebsart auch unter dem Namen
ZVS bekannt, Zero Voltage Switching. Für höhere Frequenzen einfacher mit Röhren
realisierbar, weil die Gitterkapazität kleiner ist und man daher schneller
schalten kann.
Klasse F: 2 Schalter am Schwingkreis
http://www.813am.qsl.br/artigos/py2ko/burrico/quaggi.pdf (beschreibt Class AB/F)
Klasse G: Modulation durch Betriebsspannungsregelung: http://www.classeradio.com/
Klasse H: Modulation durch Betriebsspannungsregelung: http://www.classeradio.com/
Klasse H (Hybrid) (Klasse AB mit Kondensator-Spannungsverdoppler, TDA1562): bis 78%
Klasse H (Klasse AB mit niedriger und hoher Versorgungsspannung) Yamaha: bis 86%, Dynacord L3600FD L2800FD
Klasse I (http://www.crownaudio.com/ ) = Klasse D
Klasse T: Siehe Elektor 402 = Klasse D Variante
Klasse Z = Klasse D von http://www.zetex.com
Die heutzutage von kommerziellen Verstärkern angegebenen technischen Daten
(>100dB Rauschabstand N, <1 Promille THD) lassen sich kaum erreichen
(Schliesslich feilen die ernsthaften Hersteller seit 25 Jahren an derselben
Grundschaltung rum, um durch Detailverbessungen, zueinander passende
Bauteileauswahl, optimale Bauteileanordnung und Leiterbahnverlauf einen
kostengünstigen Verstärker hinzubekommen, der in den jeweiligen Messungen
super abschneidet) und schon gar nicht mit Hobbymitteln messen. Man sollte
daher keine Schaltungen nachbauen, bei denen KEINE Messdiagramme für einen
Musteraufbau angegeben werden, denn das heisst dann nur, das die technischen
Daten nie ermittelt wurden. Da nimmt man besser den Schaltplan eines bekannt
guten kommerziellen Verstärkers oder eine AppNote eines Chipherstellers und
baut die nach, solange er keine speziellen Bauteile verwendet, aber möglichst
nichts von vor 1985 (Ausgangselko, der keine besseren Daten als 0.01% THD
zulässt laut Douglas Self).
> Reichen 20 Hz bis 20 kHz bei der Audioübertragung ?
Man hört reinen Sinus bis 8Hz https://www.deutschlandfunk.de/infraschall-der-mensch-hoert-tiefer-als-gedacht.676.de.html?dram:article_id=326569
Und er hört zwar nur bis 20kHz, aber Obertonfrequenzen bis 50kHz spielen für
das Hörempfinden eine Rolle.
Welche Schaltungen sollte man heute nachbauen ? Vergesst das alte Zeug mit
2N3055, BD249 oder ähnlichen. Selbst MJ15024/MJL21194/2SC1047 und die
lateralen MOSFETs BUZ900-903 2SK176 2SJ56 2SK1058 2SJ162 sind überholt.
Es gibt inzwischen NJL/MJL3281A/1302A=2SC3281A/2SA1302A=2SC5200/2SA1943 ,
die dramatisch besser sind, hohe Verstärkung, gleichmässig über den Strom.
Nur kann man leider nicht einfach in einen alten Schaltplan einen neueren
Transistor einsetzen, sie sind schneller, der Verstärker neigt zum Schwingen.
Auch muss man beim Einkauf aufpassen, Pollin und Reichelt liefern Fälschungen
die z. B. die angegebenen Stromverstärkungen nicht mal ansatzweise erreichen,
man muss bei TME oder Digikey oder ähnlich seriösen einkaufen.
Von: Karl B. 14.2.2018:
Habe bei Reparatur eines 100W Verstärkers festgestellt, dass ein etwas zu
hoch eingestellter Ruhestrom zunächst scheinbar eine bessere Wiedergabe
bringt, ab einer bestimmten Aussteuerung schwingt die Schaltung. Die
Schwingneigung ist nicht ganz so leicht in den Griff zu bekommen. Es ist so
eine Schaltung, bei der mehrere Endstufentransistoren "parallel" geschaltet
sind (mit Emitter-Ausgleichswiderständen).
Neu sind Class D Verstärker (na gut, 1977 kam Arcus DPA 320 und Sony TA N88),
die per Pulse Width Modulation (1 bit D/A Wandlung, wie bei CD Playern)
arbeiten, aber nur für tiefe Frequenzen (Subwoofer) geeignet sind, da
44.1ksps bei 16bit satte 2.89GHz ergeben, zu schnell für aktuelle MOSFETs,
auch wenn Tripath das gerne hätte. Selbst moderne Chips (TPA3000) werden
teils vom Hersteller (TI) nicht mehr empfohlen, wohl weil sie ihre Versprechen
nicht halten konnten. Übrigens erkennt man an den 2.89GHz auch, dass moderne 1
bit D/A-Wandler in CD-Playern nicht so gut sein *können*, wie echte 16 bit
Wandler guter Qualität, es liegen nur die Verzerrungen im Klang dank noise
shaping dort, wo man sie nicht erwartet, die Hersteller sagen 'nicht hören
kann', jeder kann sich selbst seinen Reim drauf machen. Die TPA3125 (2.5W
Stereo 5W Mono an 8 Ohm, 10/20W Datenblatt sind unrealistisch bei 10% Klirr)
und TPA3122 (10W an 4 Ohm, 15W an 8 Ohm, unter 1% Klirr) gehört im DIP-Gehäuse
zu den wenigen, die auch von Hobbyisten verbaut werden können, notfalls auf
Lochraster, einseitiges Platinenlayout ist im Eval-Kit dargestellt.
> Warum benutzen 100V ELA Anlagen einen Transformator ?
Nicht nur, damit der Lautsprecher egal für welche Leistung an 100V anpassbar ist,
sondern auch am Verstärker weil die Leitungen erdfrei sein müssen, ein Amp der
1200 Watt und damit 100V an 4 Ohm schafft reicht also nicht.
> Welches Netzteil für meinen Verstärker ?
Ein Audioverstärker ist ein Spannungsregler, dessen Ausgangsspannung variabel
ist und durch die Spannung des Eingangssignals vorgegeben wird. Er reagiert
auf Änderungen des Eingangssignals genau so sauber und schnell (eben mit
20kHz) wie er Änderungen der Versorgungsspannung ausregelt (es sei denn, der
Erbauer hat in der Schaltung gepfuscht). Daher braucht ein Audioverstärker
kein geregeltes Netzteil, im Gegenteil, 2 aktive Regler nacheinander
schaukeln sich ggf. auf und sind schwer stabil zu bekommen.
Da aber die üblichen Netzspannungsschwankungen +/-10% und der -20% Ripple den
die Siebelkos zulassen und die Leerlaufspannungsüberhöhung eines Trafos von
+10% zusammen eine Versorgungsspannungstoleranz von Faktor 1.6 ergeben, kann
es schwer werden, die maximale Leistung insbesondere aus IC Verstärkern zu
holen, ohne unter ungünstigen Rahmenbedingungen die zulässige Maximalspannung
zu überschreiten. Dann benötigt man eine Vorstabilisierung der
Versorgungsspannung und dafür bieten sich vor allem Emitterfolger an, weil
die stabil sind und kein Regelproblem haben. Wer nun allerdings erwartet,
daß so ein Netzteil für besseren Klang sorgt, der irrt, denn die
Spannungsschwankung unter Belastungsspitzen hinter so einem Emitterfolger
sind grösser als die Spannungsschwankungen direkt aus dem Siebelko,
schliesslich ergibt der Transistor einen erhöhten Stromquellenwiderstand
zusätzlich zum Elko aus dem er sich bedient. Immerhin im Takt der Musik und
damit nur als Klirrfaktor und nicht mit Netzfrequenz als Brumm. Hier ein
solches Netzteil mit Spannungsverdopplung zur Erzeugung einer Vorspannung für
die Z-Dioden, damit diese einen halbwegs konstanten Strom bekommen auch wenn
die Siebelkospannung kurz vor dem drop out steht.
Überstrom-Schutzschaltung eines kommerziellen Verstärkers:
> Manch simpler Verstärker koppelt das Ausgangssignal per Kondensator auf die
An statt einer Konstantstromquelle kann man einfach einen Widerstand nehmen,
hier R13, wenn über ihm eine konstante Spannung anliegt. Und ohne Signal liegt
an ihm ca. 1/3 der Betriebsspannung, er wirkt also wie eine Stromquelle.
Damit das auch bei Aussteuerung so bleibt, koppelt C11 die Ausgangsspannung
zurück, damit bleibt die Spannung über dem Widerstand erhalten.
und auch in noch simpleren Verstärkern recht trickreich anwendbar:
Die meisten Audioverstärker enthalten am Ausgang ein Boucherot-Glied, eine
RC-Kombination parallel zum Lautsprecher (findet man auch bei der Ansteuerung
von Elektromotoren). Das Teil soll die Reaktanz des Lautsprechers kompensieren
und die Sprungantwort verbessern. Da man den konkreten Lautsprecher aber nicht
kennt, und grosse Kondensatoren teurer sind, sind die verwendeten Werte immer
weniger als perfekt. Korrekterweise ist R gleich dem Gleichstromwiderstand und
C exakt so, das er die Induktivität der Spule aufhebt C = L / (R*R), aber das
ist bei Mehrwegeboxen natürlich nicht mit einem Bauteil zu erreichen (z. B.
ausprobieren bis keine relevanten Überschwinger auf dem Oszilloskop).
Man kann hier gegenüber kommerziellen Verstärkern durch Anpassung an den real
verwendeten Lautsprecher einiges (THD, Klirr) herausholen, insbesondere bei
Aktivboxen wo Lautsprecher und Verstärker prinzipbedingt aneinander gebunden
sind. So schlecht sind Lautsprecher aber auch nicht, ein Neumann KG120A
https://de-de.neumann.com/kh-120-a-g#technical-data erreicht 0.5%, hier ein
paar Messwerte von 0.2% THD: http://pmacura.cz/speaker_dist.htm
Frequenzweichen: http://www.sup-audio.com/assets/applets/coils.pdf und
Bändchenhochtöner mit 0.5% Neo3PDR
http://www.zaphaudio.com/nondomes/extended.html oder hier 0.3%
https://www.hifisound.de/Lautsprecher-Selbstbau/Lautsprecher-Chassis/Hochtoener/ACCUTON-C25-6-012-KERAMIK-KALOTTE-6-OHM.html
und Kopfhörer wie Sennheiser HD800S laut Hersteller 0.02% oder Orpheus HE1060
mit 0.01%. Es gab aber auch mal Planarlautsprecher mit frequenzabhängigen
Impedanzminima von 0.2 Ohm die an jedem Verstärker wegen Strombegrenzung
schlecht klangen.
> Warum sind die 4mm Löcher in Lautsprecheranschlüssen oft mit einem Plastikstopfen zugestopft ?
In Europa dürfen derzeit (angeblich, keine belastbare Quelle, lediglich die
Berufsgenossenschaft fordert in ihrem Bereich, also gewerblich, ab 25V~/60V=
bei Bananensteckern solche mit Isolierhülse) keine Bananenstecker für die
Verbindung von Lautsprechern mit einem Verstärker verwendet werden.
> Soll man 4 oder 8 Ohm Lautsprecher verwenden ?
Verstärker bringen an 8 Ohm deutlich (also nicht mal halb so viel) geringeren
Klirrfaktor, dafür weniger Leistung, vor allem Leistung bei gegebener
Spannung, weswegen auch 2 Ohm bei geringen Betriebsspannungen nicht unüblich
sind. Wer also auf Qualität Wert legt, nimmt einen 8 Ohm Lautsprecher mit
möglichst guten Daten, und kauft einen für dessen Leistung ausreichenden
Verstärker. Wer es bloss laut haben will, nimmt 2 4 Ohm Lautsprecher parallel
an einem mit 2 Ohm stabilen Verstärker. Paul Klipsch erwähnte schon, dass es
einen Zusammenhang mit Effizienz und Klirrfaktor beim (passiven) Lautsprecher
gibt. Eine hart aufgehängte Membran profitiert von der Wirkung der
Rückstellkraft der Sicke und Spinne und muss sich, wenn die Schwingspule mit
nachlassendem Strom keine so grosse Auslenkungskraft mehr erzeugt, nicht so
auf den Gegenluftdruck in der Box verlassen, verbiegt aber mehr. Also sollte
man auch nicht die effektivsten Lautsprecher (dB/W) suchen.
> Warum werden Lautsprecher eigentlich immer mit einem Spannungssignal
Bei der Spannungsansteuerung hat die Quelle einen niedrigen Innenwiderstand,
bei der Stromansteuerung einen hohen. Durch den niedrigen Innenwiderstand
werden Eigenschwingungen des Lautsprechers nochmals elektrisch gedämpft.
Was wir hören und was man messen kann:
http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/-House-of-Fire-Firebottles-And-Groove-Tubes-Versus-Devices-That-Find-Their-Origins-in-Sand-Part-1-
und
http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/Tubes-Versus-Solid-State-Audio-Amps-The-Last-Word-Or-House-Of-Fire-Part-2-
Grundlagen der Studiotechnik "Hörbedingungen und Wiedergabeanordnungen für Mehrkanal-Stereofonie"
https://docplayer.org/28619317-Empfehlung-fuer-die-praxis-ssf-01-1-2002-hoerbedingungen-und-wiedergabeanordnungen-fuer-mehrkanal-stereofonie.html
Die Bibel
http://douglas-self.com/ampins/books/book.htm
und eine Analyse davon
http://www.nanovolt.ch/resources/power_amplifiers/pdf/audio_power_amp_design_comments.pdf
http://opus4.kobv.de/opus4-fau/files/104/drarbeit.pdf (Doktorarbeit Lautsprecherparameter inkl. Membranbewegungsmessung mit vielen Referenzen)
http://users.ece.gatech.edu/~mleach/papers/vcinduc.pdf ("einfache" Lautsprechertheorie)
https://sound-au.com/tsp.htm (Beispielrechnung Lautsprecher)
http://www.linkwitzlab.com/thor-design.htm (Bass Box Modell berechnen)
"Die Konstruktion von Basslautsprechergehäusen", Jörg Panzer, Franzis 1987, ISBN 9783772319624
"Frequenzweichen für Lautsprecher", Jörg Panzer, Franzis 1988, ISBN 9783772388116
http://www.boxsim.de/download/Boxsim1.93.zip http://www.visaton.de/vb/showthread.php?t=29588 (Boxsim 1.93)
http://www.lautsprechershop.de/index_hifi_de.htm?tools/main.htm (Software-Werkzeuge, Lautsprecher-Berechner)
http://www.transistoramp.de/ (einfache Transistorverstärker berechnen)
Von: dfhhdrjh 20.09.2012
Um Audioverstärker durchzumessen reicht eine bessere Soundkarte
und Software:
Right Mark Audio Analyzer ist meiner Meinung Schrott da unflexibel was die
Pegel angeht, aber sehr beliebt weil es die Messergebnisse
praktischerweise gleich als hübsch formatiertes html abspeichert.
Von: big 18.05.2012
Um die Thiele-Small Parameter des Lautsprecher Chassis zu bestimmen reicht
eine Soundkarte und ein paar Widerstände sowie ARTA als Messprogramm.
Wer sich mit der Lautsprecher-Messtechnik genauer befassen will, dem empfehle
ich auch das Buch von J. D'Appolito zum Thema. Dort gibt es die theoretischen
Grundlagen zu der praktischen Umsetzung der Messungen, die mit ARTA
vorgenommen werden können.
Ein Lautsprecher mit (10%) Verzerrung kann durch Vorverzerrung des Signals auf
0.056% gebracht werden:
Kopfhörerverstärker:
Ein normaler Lautsprecherausgang mit nachgeschaltetem 2k Widerstand ergibt
ähnlich laute Kopfhörer, egal ob 2000 Ohm des HD414, 600 Ohm der AKG K141 und
K240DF, den 250 Ohm des DT990pro, 32 Ohm des Walkmankopfhörers oder 8 Ohm des
Kinderspielzeugkopfhörers, ähnlicher Grund mit 22 Ohm bei kleinerer Spannung
für 32 und 8 Ohm Kopfhörer. Für Kopfhörer gibt es jedoch irgendeinen IEC/ISO
Standard mit 120 Ohm Ausgangswiderstand. Die Kopfhörerhersteller sagen aber,
dass sie den Kram hauptsächlich für nah-bei-0 Ohm entwickeln. Dennoch kann
ein Widerstand sinnvoll sein, wenn der Verstärker sonst rauscht (z. B. mit
100uV bei kurzgeschlossenem Eingang) dann reduziert der 120R Widerstand
(z. B. bei einem 8 Ohm Kopfhörer) das Rauschen auf unhörbare 6uV. Die maximale
Ausgangsspannung von z. B. 5V reicht dann immer noch für ausreichende
Lautstärke. Sennheiser HD414 geht an Endstufenausgängen kaputt, wenn sich der
Ausgangselko über ihn auflädt, also Kopfhörerausgang nach dem Schutzrelais.
Da ein gegengekoppelter Verstärker und ein Oszillator im Prinzip dasselbe
ist, muss der Verstärker in der Bandbreite begrenzt werden, damit er nicht
schwingt. Das passiert durch einen kleinen Kondensator an passender Stelle,
der über 20kHz die Verstärkung mit 6db/Oktave verringert. Damit ein
Verstärker eine Bandbreite von 100kHz haben kann, muss er so schnell sein,
das seine Oszillationsfrequenz über 500kHz liegt, damit man ihn mit dem
Kondensator bei dieser Frequenz ausreichend bedämpfen kann. Deswegen sind
Verstärker mit deutlich mehr als 20kHz Bandbreite selten (Sony TA-F707 ES,
Sony TA-F700 ES, 200kHz). Manchmal schwingt auch eine Stufe alleine. Bei
Röhren und MOSFETs helfen 1k Ohm bzw. 100 Ohm Widerstände in der Gates/Gitter
Zuleitung die intrinsische Schwingneigung zu unterdrücken. Auch 100nF
Kondensatoren an der Versorgungsspannung und Ferritperlen an den Signalwegen
können helfen. Wenn er schwingt, tut er das meist auf unhörbar hoher Frequenz,
so dass sich das ohne Oszilloskop nur in erhöhtem Rauschen, Stromaufnahme und
Wärmeentwicklung bis zur Zerstörung äussert. Wenn man den offenen Eingang auf
Masse legt, und sich dann im Rauschen eine Änderung ergibt, ist dies ein
Hinweis auf Schwingen.
Gegenkopplung verbessert die Linearität, aber wenn der nicht-gegengekoppelte
Verstärker einen Klirrfaktor von 1% hat, den man per Gegenkopplung auf 0.01%
drücken will, dann muss der Verstärker eine Verstärkung haben, die 100 mal
höher ist als ohne Gegenkopplung nötig wäre, und das über den ganzen
Frequenzbereich 100 * 20000 (Hz) = überschüssige GBW von 2MHz. Also muss
schon der nicht-gegengekoppelte Verstärker möglichst linear und klirrarm und
schnell sein.
Von: Abdul K. 05.04.2017
Die Verzerrungen sind bei Gleichtaktaussteuerung (nichtinvertierender Betrieb)
bestimmt durch die Spannungen im Eingangs-Differenzverstärker. In erster
Näherung tanh folgend. Will man weniger Verzerrung, muß dort die
Differenzspannung verringert werden. Man braucht dann folglich insgesamt mehr
Verstärkung und das Eigenrauschen dieser Stufe begrenzt letztlich das
technisch Mögliche.
Im invertierenden Betrieb liegt der Eingangs-Differenzverstärker mit in der
Gegenkopplung, seine eigenen Verzerrungen werden mit ausgeregelt, dafür ist
der Eingangswiderstand gering. Meiner Meinung nach muß man dann auch von
spannungs- auf stromgesteuertes Geschehen wechseln. Der niedrige
Eingangswiderstand folgt dann sowieso als Konsequenz, ist aber gut für
geringes Rauschen.
Sammlung üblicher Audioschaltungen:
aktive Subwoofer Frequenzweichen:
einfacher 2-Transistor Audio(vor)verstärker mit Berechnungsgrundlagen
einfachster Audiomischer (Summenlautstärke bleibt gleich):
in>--+
|
10k | |
<-|-+--+--> out = in / (1 + 10*in - 10*in^2), in = 0..1
| | |
| 1k (1/10 der Potiwiderstandes)
| |
gnd -+---+--gnd
45dB Dynamik:
in >--R--Poti------+--> out = in / (1 + R/P - in), in = 0..1
| |
+--|-\ |
| >--+ R = 0,06 * P
+--|+/
|
GND
Verzerrer-Abschwächer um Line Signale in RIAA Phono-Eingänge (MM) schicken zu
können:
Phasenumkehrschaltung ohne Durchlaufverzögerungsdifferenz zwischen normalen
und invertiertem Ausgang für BTL Eingang aus links/rechts Signal zum Subwoofer
+12V --100R--+---+---+
| | 1.01k
left ---+ 10u 15k +--1uF-- invertiert
1k | | |
+-1u-(---+--|< BC547
1k | | |E
right --+ | 4k7 +--1uF-- normal
| | 1k
GND ---------+---+---+
Differenzverstärker können leicht in guter Qualität mit dem INA134 aufgebaut
werden, aber wie erzeugt man nach der Verstärkung wieder ein diffentielles
Ausgangssignal ausser mit DRV134 ? Siehe Innenschaltung des SSM2142 mit 50
Ohm Ausgang oder siehe AD8228 Datenblatt mit dem ref-Eingang eines INA137:
Der BA3121 stellt einen Ground Isolation Amplifier dar der bei geringen
Differenzen zwischen Eingangs-GND und Ausgangs-GND verwendet werden kann,
also als Audiotrenntrafo bzw. DI-Box Ersatz.
professionelle XLR to Chinch to XLR Umsetzung mit Pegelanpassung:
Während bipolare OpAmps recht robust sind, besteht bei CMOS-OpAmps die Gefahr,
daß beim Einstecken des Kabels eine höhere Spannung (aufgeladene
Koppelkondensatoren, anderes Gerät durch Y1 Kondenstaor auf 230V~) einen Strom
durch die Eingangsschutzdioden treibt, der im OpAmp zum Latch Up führt, also
einem Thyristor der einen Kurzschluss zwischen V+ und V- verursacht bis die
Versorgungsspannung wieder weggenommen wird. Die Spannung leitet man mit
Dioden ab, die 1k verhindern zu viel Strom durch den OpAmp Eingang. Die 470pF
blocken Hochfrequenzeinstreuungen ab.
> Welche Spannung müssen die Eingangskoppelkondensatoren aushalten ?
Schlechtestenfalls verbindet man zwei Schutzklasse II Geräte miteinander,
deren Stecker unterschiedlich in der Steckdosenleiste stecken, dann ergibt
sich über die Y1 Funkentstörkondensatoren folgende Schaltung:
Will man was Verstärken (Spannung, Strom, allgemein Leistung) tut es oft ein
Transistor, vor allem im digitalen Schaltbetrieb, aber auch bei
Analoganwendung. Die Berechnung von Transistorschaltungen füllt ganze Bücher
(MausNet FAQ).
In vielen Fällen ist jedoch ein Operationsverstärker die angemessenere Lösung.
Grundschaltungen in AppNotes AN-20 und AN-31 von http://www.ti.com/ (National)
400 Seiten Op Amps for Everyone (wirklich nicht schwer) Design Guide (TI
slod006b.pdf) http://web.mit.edu/6.101/www/reference/op_amps_everyone.pdf
Filterberechnungen
(aber Achtung: Simuliere aktive Filter mit dem gewählten OpAmp auch per
Spice, denn hohe Frequenzen werden von handelsüblichen OpAmps erschreckend
schlecht bearbeitet, da kann sich ein aktiver Filter schon mal ins Gegenteil
verkehren).
In Sallen Key Filtern werden die OPV als Spannungsfolger betrieben, was
wesentliche Vorteile für die Stabilität und Präzision bei hohen Frequenzen
mit sich bringt. Sallen Key ist jedoch für Q > 10 keine gute Wahl, da
geringe Toleranzen von R und C die Filtereigenschaft stark beeinflusst.
Multiple Feed Back Filter http://www.ti.com/lit/an/sboa114/sboa114.pdf
haben eine starke Unterdrückung.
Normale Operationsverstärker verstärken eine Spannungsdifferenz zwischen
beiden Eingängen und produzieren davon abhängig eine radikal verstärkte
Ausgangsspannung.
Wegen der sehr hohen Leerlaufverstärkung kann man sagen, das der Ausgang
nach +V geht wenn der + Eingang positiver als der - Eingang ist, und
nach -V geht wenn der - Eingang positiver als der + Eingang ist (oder
der + Eingang negativer als der - Eingang ist, wie auch immer man es sieht).
Damit der OpAmp nicht zum Komparator wird, muss also die Schaltung drumrum
so aufgebaut sein, das die real produzierte Ausgangsspannung so auf einen
Eingang rückwirkt, das dadurch beide Eingänge wieder gleichziehen können,
die sogenannte Gegenkopplung, meist realisiert durch einen Widerstand vom
Ausgang zurück zum Eingang.
Die beiden Eingänge sind also möglichst hochohmig, sollen sie doch wie ein
Voltmeter funktionieren. Es gibt aber auch andere Bauarten. Man kann auch den
durch den Eingang (nach Masse oder zum anderen Eingang) hineinfliessenden
Strom zur Grundlage der Messung machen, dazu wäre ein Eingang dann
möglichst niederohmig. Und der Ausgang könnte als Stromquelle/senke
ausgelegt werden. Eine Tabelle:
Die OpAmps mit den grössten Stückzahlen
Der NE5532 ist bei Quellimpedanzen unter 18.5k rauschärmer als der TL072,
bei 20 Ohm beispielsweise 3 mal rauschärmer, hat eine Eingangsimpedanz von
typisch 200k und minimal 30k und unter 30Hz ein popcorn noise. Bei typischen
Audioschaltungen ist also der NE5532 besser, bei hochohmigen (Kristallmikro,
wegen Batterieanwendungen 100k im Rückkopplungszweig) ist der TL074 besser,
er darf aber NIEMALS weniger als 2V über -Ub am Eingang bekommen sonst geht
der Ausgang auf entgegengesetze Polarität, verzerrt also gigantisch, auch
ist sein Ausgang nicht so kräftig, ein NE5532 ist also besser geeignet um
Anlagenausgänge zu treiben als der TL074.
Der TDA2822 hat ein Eingangsrauschen von 2,5 µV. Bei einer Verstärkung von
10 (20 dB) rauscht der Ausgang mit 30 µV. Da die "Closed Loop Voltage Gain"
(nur) mindestens 36 dB hat, wirst Du mit der Verstärkung gar nicht viel höher
als 20 dB gehen können, weil der TDA2822 dann schwingt. Die "Supply Voltage
Rejection" liegt (nur) mindestens bei 24 dB. Also wirkt sich das Brummen der
Versorgungsspannung mit Faktor 1/16 aus.
Parallelschaltung von OpAmps zur Verstärkung des Ausgangsstroms:
Aber was reden wir über Details, erst mal sollte man die immer wieder
gefundene ungeschickte OpAmp Beschaltung beheben, mit PSRR von miesen 6dB und
Risiko der Instabilität:
Bei Klangreglern und Equalizern gibt es ebensolche einfach vermeidbaren Fehler
Rauscht der Vorverstärker am Schaltnetzteil, liegt es ggf. am Schaltnetzteil:
Extrem rauscharme Opamps für niederohmige Quelle (Dehnungsmessstreifen,
Audio-Moving-Coil-Phonovorstufe, dynamische Mikrophone, vor allem die
professionellen mit nur 200 Ohm. Die 600 Ohm für Amateur-Videorecorder oder
das 500 Ohm Shure SM57 erfordern nicht so teure ICs). Hier ein paar
Grundlagen zum Mikrophon:
Bei Photodioden rechnet man so:
Von: Kai Klaas 24.9.2010
Transimpedanzverstärker mit Fotodiode an "-" Eingang, "+" Eingang auf Masse
und 1M Widerstand in der Gegenkopplung. Macht beim TL07X 18nV/SQRT(Hz) am
Ausgang aufgrund des Spannungsrauschens, welches mit dem Faktor 1 verstärkt
wird (die Kapazität der Fotodiode soll jetzt mal vernachlässigt werden, kann
bei Bedarf aber auch berücksichtigt werden). 0,01pA/SQRT(Hz) ergibt am 1M
Widerstand einen Spannungsabfall von 10nV/SQRT(Hz), der genauso, also
unverstärkt, am Ausgang des OpAmp erscheint. Kommt noch das
Widerstandsrauschen des 1M Widerstands dazu, also 129nV/SQRT(Hz), das
ebenfalls genauso also unverstärkt am Ausgang erscheint. Jetzt entscheide
selbst, ob der Rauschstrom des TL07X ins Gewicht fällt oder nicht. Bei
Fotodioden mit hoher Kapazität, tritt das Spannungsrauschen des OpAmp stärker
in den Vordergrund. Da gibt es dann andere Möglichkeiten der Abhilfe...
Das Ersatzschaltbild einer Fotodiode besteht im wesentlichen aus einem
hochohmigen Widerstand und parallel dazu der Detektor-Kapazität. In vielen
Fällen ist dieser Widerstand erheblich größer als Rf, sodaß, bei
Vernachlässigung der Detektorkapazität, die Noise Gain gleich 1 ist. Die
Rauschspannung des OpAmp wird also mit dem Faktor 1 verstärkt. Wenn die
Detektorkapazität nicht vernachlässigbar ist, erhöht sich die Noise Gain
spürbar mit zunehmender Frequenz. Bei 50pF hast du bei 1kHz eine Impedanz von
rund 3M. Wenn Rf in der gleichen Größenordnung liegt, dann ist die Noise Gain
dort nicht viel größer als 1. Bei 100kHz ist die Impedanz der 50pF
Detektorkapazität aber nur rund 32k. Mit Rf=3M3 beträgt die Noise Gain dort
also schon rund 100!
Chopperstabilisierte OpAmps können Probleme bei Photodioden machen.
Von: Rafael Deliano 16.4.2016
Wenn man mehrere BPW34 parallelschaltet um die Empfindlichkeit zu steigern
wird die Kapazität erheblich. Damit der OP dann stabil bleibt muß man den
Kerko in der Rückkopplung erhöhen, damit geht die Bandbreite runter.
Von: Michael Köhler 10.11.2015
Das Widerstandsrauschen ist proportional zur Wurzel des Widerstandes, das
Signal ist proportional zum Widerstand. Das SNR bzgl. des Widerstandrauschens
wird mit steigendem Widerstand also besser bei TIA. Problem ist dabei wohl
eher, dass ein steigender Feedbackwiderstand auch das Stromrauschen von
Photodiode und OPV mit verstärkt. Wollte ich nur mal so erwähnen nicht dass
jemand auf die Idee kommt, das Rauschen des Widerstandes wäre das Problem.
Der Widerstand macht die Probleme bzgl. Rauschen nur sichtbar.
> Rauschen messen
Den Verstärker mit seinen Designwiderstand am Eingang betreiben. Dieser
Widerstand hat eine Rauschleistung von 4kTBR und eine Rauschspannung von
Sqrt(4kTBR). Das waeren dann etwas in der Richtung von 0.5nV/rtHz bei 50
Ohm und Raumtemperatur. Dieses Rauschen wird dann um die Verstaerkung des
Verstärkers verstaerkt, plus das Rauschen des Verstärkers quadratisch
addiert. Also Rauschen nach Verstärker = Sqrt( Sqr(Eingangsrauschen) +
Sqr(Verstärkerrauschen) )
Falls man das Rauschen nach dem Verstärker noch nicht sieht, muss man
eben mit einem bekannten Verstärker nachverstaerken.
Die effektive Messung macht man mit einem Lock-in
Manchmal findet man als Angabe den Rauschabstand = Verhältnis Rauschspannung/Nutzsignalspannung
Wird dann meist logarithmisch ausgedrückt, in Dezibel (dB). Beispiel:
60 dB bedeutet, dass die Rauschspannung 1/1000 so gross ist, wie das
Nutzsignal, bei Vollaussteuerung, jeweils effektive Spannungen.
Bob Pease:
Meanwhile, try to avoid Tee networks in the feedback network. They often
cause poor signal-to-noise ratios. Next time, I'll explain that completely.
Yes, a Tee network might help you avoid buying 1000-MO resistors, but that's
only okay when you have proven that the noise is
okay.
Phil 30.06.2015
Das T-Netzwerk bringt einem immer mehr Rauschen, weil das Widerstandsrauschen
nur mit SQRT(R) steigt, das Rauschen durch die zusätzliche Verstärkung des T
aber linear.
Schaltung zum Messen des Widerstandsrauschen
Allerdings haben Opamps meistens Probleme beim Rauschen im Bereich tiefer
Frequenzen, das "1/f - Knie" liegt meist im Bereich einiger 100 Hz, diskret
bekommt man das besser hin. Beispielsweise 2N4403 mit Rb 4 Ohm, BCW60 mit
Rb 10 Ohm gegenüber BC560 mit Rb 30 Ohm, BCX70K. Ansonsten ist für tiefe
Frequenzen der OP470 nicht ungeeignet, auch LT1028 und OP27 (Quellimpedanz
3-4 kOhm) manchmal ok, LMP2021 wirbt mit "no 1/f noise component".
> Mikrofonverstärker mit Kompressor:
> Präzise Operationsverstärker
dazu passen dann Widerstände. Mit gewöhnlichen Metallfilmwiderständen in der
Beschaltung muss man es erst gar nicht probieren, die sind schlechter als die
OpAmps, da wäre der OpAmp rausgeschmissenes Geld. 0.005% Widerstände haben
dann jedoch einen geringeren Temperaturkoeffizienten als die
Kupferzuleitungen, sind meist also auch rausgeschmissenes Geld. Mehr Infos zu
Widerständen:
Anja 05.07.2012:
Naja. Echte Präzision und SMD schließen sich eigentlich aus. Anschlußdrähte
halten einiges an mechanischer Spannung vom Widerstandselement ab.
Entscheidend ist vor allem das Herstellverfahren. Billige 0.1% Widerstände in
SMD sind Dickschicht-Widerstände. Nach Reflow und Alterung bleiben bis zu 2%
Abweichung. Bessere Widerstände in Bezug auf Alterung sind Dünnfilm. In SMD
sind dies häufig runde Bauformen (Melf, MiniMelf). Die haben nach TÜV / UL
auch den Vorteil, im Fehlerfall keinen Kurzschluss zu verursachen. Es gibt
aber auch flache Bauformen (RN73, RN73H). Für high-end Anwendungen gibt es
dann noch Vishay Metallfolien-Widerstände, z. B. VSMP-Serie (0.2ppm/K typ +
50ppm Alterung) VHP100 0.001% Zero TCR, +/-2ppm Alterung.
und 1% Widerstände mit TK 5ppm von Vishay/Dale 71-PTF56XXKXXXBZEK für unter 1
EUR bei http://www.mouser.com/
Die ppm Angabe ist der mittlere Temperaturgradient des Widerstandes der
gemittelt über den ganzen Temperaturbereich des Widerstandes zwischen
-100ppm/Kelvin und +100ppm/Kelvin liegen kann (also in Summe 200ppm/Kelvin).
Spezifiziert wird das meist mit der "Box-Methode". Man mißt mindestens
bei der Minimalen Temperatur (z. B. -25 Grad = 99KOhm) bei Raumtemperatur
(25 Grad = 101KOhm) und bei der maximalen Temperatur (z. B. 125 Grad = 98
KOhm). Die 3 KOhm Differenz zum nominalwert 100K ergeben dann 3% / 150
Kelvin = 0,02% oder 200 ppm/K Temperaturband. Da man bei der Box-Methode
Fehler immer ausmittelt entstehen hieraus +/-100ppm als Temperaturangabe.
Über den Verlauf des Temperaturganges wird hierbei nichts ausgesagt. Bei
guten (Draht/Metallfolien) Widerständen ist der Verlauf oft parabelförmig
mit einem Extremwert in der Nähe von 25 Grad oder in der Mitte des
spezifizierten Temperaturbereiches. Insbesonders an den Bereichsrändern ist
dann der tatsächliche (differentielle) Temperaturgradient viel größer.
Dieser Rechner https://www.rohm.de/calculators/tcr-calculation taugt also
NICHT zur Vorhersage des Widerstandswertes, wie in 2) auch gesagt wird.
Mit dem mittleren Temperaturgradienten +/-100 ppm kannst du also lediglich
aussagen daß über einen Temperaturbereich von 150 Grad zusätzlich bis zu 3%
Temperaturfehler entstehen können.
Es gibt übrigens auch noch Alterungsdrift. Bei billigen Widerständen sind
dies auch noch 1-2% nach 1000 Stunden bei Nennlast.
Bei den bedrahteten sieht es ähnlich aus. Weit verbreitet sind die
RC55Y-Widerstände. (15ppm/K Dünnfilm) Dann gibt es eine Reihe von
Drahtwiderständen (NEOHM UPW25, UPW50, Riedon USR2, 5E10, 8E16, Rhopoint
Econistor) mit 3-5ppm/K und 25-50ppm Alterung. Und natürlich auch Vishay
Metallfolien-Widerstände S102 (2ppm/K) oder Z201 (0.2ppm/K). Wenn es
besonders alterungsstabil sein soll dann auch noch im hermetisch dichten
ölgefüllten Metallgehäuse.(VHP-100).
Wer es mit Trimmpotis korrigieren versucht, baut auch nichts besseres:
Ralf Richard Ohmberger:
Beide Cermettrimmer zeigen einen Effekt, den ich schon oft bei älteren
Geräten mit diesem Trimmertyp festgestellt habe. Versucht man sie
abzugleichen stellt man fest, dass man sich wieder exakt dem Punkt nähert,
wo sie zuvor schon standen, obwohl der Abgleich nicht gepasst hat. In dieser
Position, die dann eigentlich die Idealposition sein sollte, macht die
Einstellung dann aber plötzlich einen Sprung, um dann beim Weiterdrehen
wieder zurück zu springen und nahe dem Optimum zu sein, diesmal aber mit
einem Fehler mit umgekehrtem Vorzeichen. Genau die Stelle, wo die Einstellung
optimal wäre und der Schleifer des Trimmers schon jahrelang stand, hat
offensichtlich Kontaktprobleme. So etwas habe ich, wie schon gesagt, bei
einigen Cermettrimmern unterschiedlichster Bauform und von verschiedenen
Herstellern erlebt.
Wer Widerstände besser als 0.01% benötigt
http://www.vishaypg.com/foil-resistors/voltage-dividers-networks/
http://www.vishay.com/resistors-discrete/res-tol-less-pt01/
http://www.vishay.com/docs/63081/smn.pdf
kann von Vishay welche Lasertrimmen lassen (15-25US$/Stück für 0.01%)
http://www.digikey.com/product-search/en?FV=fff40001,fff804f6,fffc0324
will man nur 2 Widerstände in genauem Verhältnis haben altern die
vielleicht sogar gleichartig genug.
Auch TDK hat 0.01% Widerstände: TDK RHMC
Oder als 10 MOhm 6 Dekaden Spannungsteiler für Vielfachmessgeräte VISHAY
SFERNICE - CNS471A6 mit 0.03% matching und ein paar von Caddock wie 1776-C6815
http://de.farnell.com/vishay-sfernice/cns471a6/praezsionsspannungsteiler-duenn/dp/1165210
http://www.caddock.com/Online_catalog/Mrktg_Lit/Type1776.pdf
LT5400A (4x 0.01%)
MAX5426A (8x 0.025%)
http://www.vishay.com/docs/60001/mpm.pdf (SOT23 Thin Film Pair 0.01% 0.2ppm)
http://www.vishay.com/docs/60005/orn.pdf (Vishay Dale ORN SO8 4x 0.01% 25ppm)
http://www.vishay.com/docs/49683/49683-pt9045.pdf (Vishay MPD/MPDA TO253 Thin Film Triple or isolated Pair 0.05% 2ppm)
http://www.vishay.com/docs/49273/49273_9109.pdf (Vishay MP SC70 Thin Film 0.05% 2ppm)
> Instrumentenverstärker
> Analogcomputer
> wie kann man Analog das Maximum mehrerer Spannungen finden ?
Analoge Maximalwertschaltung (belastet Eingänge mit herausfliessendem Strom
über 1k):
oder viel Geld für wenig Leistung
oder hunderte von Watt
> Galvanische Trennung
Trenntrafo: Übertrager können nur dann optimal angepasst werden, wenn die
Eingangs- und Ausgangsimpedanz bekannt ist. Ein '600 Ohm' Telefon-Übertrager
hat keine 600 Ohm (Wicklungswiderstand oder eigene Impedanz), sondern hat bei
600 Ohm Eingangs- und Ausgangs-Impedanz einen optimalen Frequenzgang
erreicht durch Kernlamellenaufbau, Drahtdurchmesser und Wickeltechnik, damit
sich Induktivität und Kapazität zu einem glatten Frequenzgang im
interessierenden Bereich (300Hz-3500Hz bei Telefontrafos, 20Hz-20kHz bei
Audiotrafos, 50Hz-5MHz bei Videotrafos, kein Wunder das Telefontrafos billiger
sind) ergänzen. Bei Conrads GLI-18 (311405) steht die Impedanz leider nicht
dabei, daher sollte man zu etwas Besserem greifen: Pikatron (Typ ÜP 3091 M),
Haufe, Lundahl (http://www.lundahl.se/) Jensen
(http://www.jensen-transformers.com/), Sowter (http://www.sowter.co.uk/),
Monacor, Behringer, oder eine DI-Box mit Ground-Lift wie
http://www.netzmarkt.de/thomann/artikel-159520.html
Audiooptokoppler: IL300 (Vishay), HCNR200/201 (HP), KP9010 (Cosmo bei Endrich),
LOC110/111/112/117/210/211 (Clare, Ixys) oder ACPL-C870 (100kHz 0-2V 0.05%)
LCR VTL5C lineare Optokoppler
Isolation amplifier, Trennverstärker, Isolationsverstärker sind nämlich zu
teuer:
LDR-Optokoppler: NSL-28/NSL-32 (Luna, ehemals Silonex, bei Farnell)
Perkin Elmer Vactorol
> Rail-To-Rail Operationsverstärker
Seit dem die Versorgungsspannungen bedingt durch die immer kleineren
Chipstrukturen, die immer weniger aushalten, immer niedriger werden, kann
man es sich nicht mehr leisten, mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers
nur so 3V an die positive und negative Versorgungsspannung heranzukommen (für
bessere Linearität nutzen bessere Schaltungen gar nur das mittlere Drittel).
Seit dem bieten die Hersteller sogenannte Rail-To-Rail (R-R, R2R) OpAmps an.
Diese OpAmps schaffen es, mit dem Ausgang bis auf weniger als 0.1V an die
Versorgungsspannungen heranzukommen, wenn die Belastung nicht zu hoch ist (so
10k). Manche vertragen auch Eingangsspannungen bis an die Grenzen der
Versorgungsspannung heran, oder sogar darüber hinaus (INA117 200V, LT1490
44V. Viele Rail-To-Rail OpAmps wie TS912/TS914, OP191/OP291/OP491, OP279
haben eine schwankende Offsetspannung/strom je nach Eingangsspannung. Also
Vorsicht: Viele Rail-To-Rail OpAmps sind nicht so gut wie bisherige normale
OpAmps. Um eine geringe negative Spannung zu erzeugen damit der R2R garantiert
bis 0V herunter kommt, kann man den LM7705 verwenden, er macht -0.232V aus 5V.
Oder man legt die CB-Diodenstrecke eines beleuchteten Optokopplers von Masse
zum Ausgang des OpAmps, dadurch fliesst etwas Strom (100uA) und zieht den
Ausgang unter 0V, kann aber leicht vom OpAmp hochgezogen werden.
Oliver Betz hat mal eine Liste zusammengestellt http://oliverbetz.de/rropv.htm
und schlägt den TLV272 statt dem LMV358 oder TS912 vor, und den TLV2372
oder LMC6482 anstelle des teuren AD822, der entgegen dem Datenblatt doch
unter phase reversal leidet, wie der OPA176. Meistgekauft wird der TSV324,
MCP6001, LMV324, FAN4272, alle nur 5V und bis 8mV Offsetspannung, und BU7411
mit 4kHz GBW aber unter 1uA Versorgungsstrom.
Der LM324 und seine baugleichen LM124 LM224 LM158 LM258 LM358 LM2904 7B358
AN1358=AN6562 CA158 CA258 CA2904 CA358E CD7358 CF358/CP BA10358/S BA728
DBL1017 DG358 F358 FX358 GL358 HA17358 HA17904/PS KA22495 KA358 KM258
LA6358 LF358 M5223/P M5N358/P MB47358 NE532/N NJM2904 als Spannungsfolger
leidet durch seinen geringen phase margin von 60 Grad immer unter Overshoot
der erst über 75 Grad verschwindet. Dafür akzeptiert er Eingangspannung auch
wenn die Versorgungspannung fehlt ohne Ableitströme zu verursachen. Die THD
beträgt 3% http://nice.kaze.com/av/M5223.pdf (andere sagen 10% bei 6kHz
) und kann durch einen Belastungswiderstand auf 0.02% verringert werden.
Und er leidet auch unter phase reversal wenn die Eingangsspannung an einem
Pin 0.5V unter GND fällt
Wer nicht ganz R2R braucht, sondern nur einen single supply OpAmp sucht,
der zwar nicht bis plus messen kann aber keine Übernahmeverzerrungen hat,
und am Eingang und Ausgang bis Masse geht, der nimmt den TLC271/TLC274 (16V).
Er ersetzt in CMOS den bipolaren Klassiker LM324, ist aber inkompatibel zum
TS271/TS274 von http://www.st.com/, was Reichelt offenbar nicht weiss :-(
Die TLC27x haben eine zusätzliche Einschränkung: Wenn die Eingänge nahe 0
sind, geht der Ausgang nur bis etwa 0.6 V runter (low level output voltage
vs. common mode input voltage).
Braucht man's genauer als die 900uV VOS des TLC279, geht der LT1013 (150uV)
der auch näher an 0V kommt, oder der LT1077 (micropower 40uV) als single
supply OpAmp.
Und wenn der Ausgang nicht bloss bis 2.2V sondern bis fast (0.3V) an die
Versorgungsspannung kommen muss den TLV271/TLV274 (16V) solange es nicht
besonders schnell sein muss. Bis auf 0.1V (pos) dafür aber nur 0.18V (neg)
kommt der Ausgang des LMV324/LMV358/LMV321 (5V max) an die
Versorgungsspannung, MCP609 oder LT1885, der OPA188 ist sogar auf 25uV genau.
LTC2054MP geht bis 150 GradC, Texas Instruments OPA211HT bis 210 GradC,
ebenso Analogs Instrumentenverstärker-OpAmp AD8229, Cissoid CMT-OPA bis 225
und Honeywell HTOP01 und HT1104 funktionieren bis 300 GradC, allerdings ist
die Lebensdauer bei so hohen Temperaturen nicht mehr so berauschend und der
Eingangsstrom nimmt deutlich zu. Kondensatoren halten auch nicht so hohe
Temperaturen aus, Vishay TH5 sind Tantal bis 200 GradC, VJ X8R Keramik bis
150 GradC, 123 SAL-A Elkos kurzlebig bis 200 GradC
Siehe "amplifiers for signal conditioning" in "Sensor Signal Conditioning"
section 10 von http://www.analog.com/ "Training and Events"
Operationsverstärker werden normalerweise mit Gegenkopplung betrieben. Der
tatsächliche Verstärkungsfaktor wird durch einen externen Spannungsteiler
eingestellt, beispielsweise auf (R1+R2)/R1 beim nicht-invertierenden Betrieb:
Besser also beide Quellimpedanzen aneinander anpassen durch einen
zusätzlichen Widerstand R3=R1|R2-Eingangsimpedanz am + Eingang
Aber in welchem Rahmen darf man die Verstärkung auf diese Art einstellen ?
Die Untergrenze steht im Datenblatt und liegt meist bei 1 (interessant hier:
LT1028 1, LT1128 -1 (= +2)), bei grösserer Verstärkung ist der OpAmp auf Grund
der begrenzten Slew Rate ja langsamer so dass die Stabilität eh besser wird.
Im Datenblatt steht die 'open-loop-gain' als maximale Verstärkung' und die
'unity gain bandwidth', die maximale Frequenz bei der er gerade noch die
Verstärkung 1 schafft.
Liegt die 'open loop gain' bei 100000 und 'unity gain bandwidth' bei "1 Mio",
so schafft er bei 1Hz also eine Verstärkung von 1:100000 (open loop gain),
bei 10Hz 1:100000 (open loop gain und unity gain bandwidth), bei 1kHz 1:1000
(unity gain bandwidth), und bei 20kHz nur noch 1:50 (unity gain bandwidth).
Soll der Ausgang also auf 10V liegen, braucht es dazu eine Spannungsdifferenz
zwischen den OpAmp-Eingängen von 0.2V. Hat man den Verstärkungsfaktor
durch R1 und R2 also auf 10 gestellt, und glaubt, das eine Eingangsspannung
von 1V damit auf 10V verstärkt wird, so irrt man. Da (+) um 0.2V grösser als
(-) sein muss, reichen 1V am (-) Eingang nur für 8V am Ausgang. Ein durchaus
wesentlicher Verstärkungsfehler von 20%, bei der schlappen Frequenz von
20kHz und einem Verstärkungsfaktor von 10. Also: So schön die Zahl "1 Mio"
klingt, so genau sollte man sie im Auge behalten, wenn man einen präzisen
Verstärkungsfaktor haben will und es nicht gerade um Gleichspannung geht.
Deswegen braucht man bei schnellen Signalen oft mehrere Stufen mit eher
geringer Verstärkung hintereinander und ist damit wesentlich schneller und
genauer als mit einer Stufe, und vermindet noch das Risiko von unerwünschten
Oszillationen.
Bei Verstärkern mit sehr hoher Leerlaufverstärkung kriegt man ja tiefe THD
(total harmonic distortion, Verzerrungen) in invertierter Schaltung hin, siehe
AD745 usw.
In nicht-invertierter Schaltung braucht man hohe CMRR, und zwar bei
Audiofrequenz und nicht bei DC. Da gäbe es etwa den AD797, mit dem
man 120dB THD erreichen könnte.
THD+N (noise, Rauschen) ist ein anderes Kapitel, bei audiotypischem Level
wird man da kaum über 100dB kommen.
Für niedrigst-Rausch-Anwendungen hätte man gern nicht-invertiert mit
Verstärkung >=100, dort sind dann auch sehr schnelle Opamps irgendwann
mal am Ende und viel mehr als -90dB THD+N sind dann auch nicht mehr drin.
Für schnelle Signale tut es der LM7171 oder LM6171 ganz gut.
Von Kai Klaas 18.6.10:
Da beim invertierenden Verstärker die Noise Gain immer größer ist als
die eingestellte Signalverstärkung, machen sich hier Offsetspannungen
beispielsweise stärker bemerkbar. Bei V=-1 hat man beispielsweise am
Ausgang die doppelte Offsetspannung als bei V=1.
Auch tragen die Beschaltungswiderstände viel stärker zum Rauschen bei
als beim nicht-invertierenden Verstärker. Soll beispielsweise eine
Verstärkerstufe eine Eingangsimpedanz von 47kOhm haben und von einer
100R-Quellimpedanz getrieben werden, hat man beim invertierenden
Verstärker rund 47kOhm Widerstandsrauschen, beim nicht-invertierenden
Verstärker dagegen nur 100R Widerstandsrauschen. Durch die
Verstärkungseinstellung kommt zwar noch etwas hinzu, das kann aber
erheblich kleiner gehalten werden, als beim invertierenden Verstärker.
Die Parallelschaltung von Transistoren wird oft als Methode zur Reduzierung
des Rauschens genannt. Allerdings schwanken die Rauschwerte der Transistoren
erheblich, wenige sind gut, viele mittel, manche schlecht. Und wenn man
unselektierte parallel schaltet, wird das Ergebnis vom Schlechten bestimmt,
es wäre besser gewesen, wenn man nur den Guten als einzelnen verwendet hätte.
Parallelschaltung macht also nur bei selektiert Guten Sinn.
Im Datenblatt des MAT02 und MAT03 von http://www.analog.com/ finden
sich Schaltungen für rauscharme und driftstabile Verstärker für Signale aus
niederohmigen Quellen (Dehnungsmesstreifen, Hallsensor), die besser als die
besten derzeit hierfür verfügbaren monolithischen OpAmps sind (LT1028,
LT1128, OP27), aber so driftstabil muss es für Audio (dyn. Mikrophon, Moving
Coil) gar nicht sein, zudem schreibt Douglas Self: "The LT1028 gives poor
performance in MM application because it has a bias injection circuitry, so
the effective voltage noise in MM applications is about 39uV/sqrt(Hz)" und
damit schlechter als ein uA741. Auch LT1128 und OP27 sind betroffen. Eine
Sammlung Mikophonvorverstärker findet sich in
Wenn man Operationsverstärker ohne Gegenkopplung (sondern vielleicht sogar
mit Mitkopplung für Schmitt-Trigger) als Komparatoren einsetzen will, dann
sollte man 2 Dinge beachten: So ein in Sättigung übersteuerter OpAmp braucht
länger bis er aus der Sättigung kommt, ist also langsamer, und MOSFET-OpAmps
wie CA3130 haben das Problem, daß der Offset durch Ionenwanderung davonläuft.
> Lautsprecherkabel
> Audio-ICs bzw. Bausätze Mangelware?
Filter LMF100 parametrisierbarer SC Filter:
Von Marc
Nun, das liegt wohl daran, das Audio Effekte kaum noch analog
mit Spezial-ICs gemacht werden. Für Billigstanwendungen mit niederer
Qualität werden oft einfache Mikrocontroller eingesetzt. Für "richtige"
Effekte dagegen DSPs. Du solltest den Einstieg in DSP wagen und
dir ein sog. "Starterkit" besorgen. Das gibt es so ab 75-150 EUR neu,
oder bei eBay auch schon mal für 20 EUR.
Früher, als die PCs noch nicht leistungsfähig genug waren, haben
viele Hobby-Leute DSPs für Audio eingesetzt. Motorolas 56k war da
eigentlich am beliebtesten. Du solltest aus der damaligen Zeit
eine Menge Beispielcode finden können. Die aktuellen Symphony DSP
von Freescale sind noch codekompatibel.
Ein FFT ist in fixed point numerisch stabil, in floating point nicht mehr,
ein IIR funktioniert in fixed point nicht wirklich und braucht floating
point.
Interessant für kleine Anwendungen sind auch die ADAU1761/1786 von
Analog Devices, die Stereo A/D und D/A Wandler bereits beinhalten,
Stm32F7 Discovery, mit 16 bit Stereo AD/DA, 8 MB RAM, 16MB Flash und
4.3" Touch wenn 16 bit reichen, auch CS47024 und andere von Cirrus
Logic mit bis zu 4 rein 3 raus, und ADAU1701/1702 mit 2 Stereoausgängen,
ähnlich den alten Fujitsu Whisper (die aber nicht HiFi-tauglich waren).
Ganz reichhaltig sind die DSP von Asahi-Kasei, a la AK7722, leider im
Web nicht gut dokumentiert:
In der Gruppe comp.dsp bekommst du kompetente Antworten, wenn du
z. B. einen bestimmten Audio-Effekt implementieren möchtest, aber
nicht weisst wie man das am besten anpackt.
Hier ein paar Links:
Mit einem DSP kannst du selbst mit einfachsten Standard-Filtern viele
interessante Effekte erzielen. Zum Beispiel kannst Du zwei Räume "einmessen"
in dem du ein Knallgeräusch aufzeichnest. Der erste Raum könnte das
gekachelte Badezimmer sein, der zweite ein Theater. Aus der Messung erstellst
du einen inversen Filter. Nun machst du eine Sprachaufnahme im Badezimmer,
und filterst die Einflüsse des Raumes weg. Übrig bleibt die pure Sprache.
Dann legst du den Theater-Filter an und schon entsteht der Eindruck eines
grossen Auftritts vor gespanntem Publikum. Das macht ein DSP im Leerlauf,
aber mit "fertigen Spezial-ICs" kriegst du das nie hin.
Die Nachbildung eines ganzen Hörraumes an einem anderen Ort ist mit der
https://de.wikipedia.org/wiki/Wellenfeldsynthese möglich.
Nützlich wäre das für Vorverzerrung von Audiosignalen, um Abweichungen der
Übertragungskette (Verstärker, Lautsprecherweiche, Chassis) vorzukompensieren,
was natürlich im konkreten Fall nur mit Messmikrophon zu ermitteln ist. Die
zeitrichtige Tonaufnahme- und Wiedergabetechnik stammt von Peter M. Pfleiderer
Von: Bastelfuzzi 21.11.2013
Den Beweis, dass DSP nicht kompliziert sein muss, liefert ADI mit dem
ADAU1701. Das Evalboard bekommt man bei ADI inkl der Software SIGMA STUDIO
direkt für 199 USD. Der Käfer liefert 4 analoge Kanäle, kann stand alone
auch ohne µC arbeiten, bietet viele GPIOS für die externe Steuerung usw..
Ich finde das Teil spitze. Die Programmierung erfolgt graphisch. Es gibt
massenhaft vordefinierte Filter, das Ergebnis kannst du direkt abhören.
> SDR software defined radio
Ein DSP ist schnell und kann mehr, so auch ein Antennensignal demodulieren
als SDR, software defined radio, wie AD9361 oder es UKW FM Chips SI4730-35
von SiLabs machen (softwarekompatibel Si4700/01, Si4702/03-B16, Si4702/03-C19,
RDA5807 BK1080 aber die chinesischen Replikate haben Empfangsprobleme und RDS
Decoder Probleme) oder RTL2832 von realtek für DVB-T, oder hier
> VU-Meter, Peak-Meter, PA Power Meter
Ein VU-Meter (Volume-Unit = Lautstärkeeindruck) misst rms (There's the
standard, 0 VU is equal to +4 dBm or 1.228 volts RMS across a 600 Ohm load
im professionellen Audiobereich) und hat per Definition eine Zeitkonstante,
so daß es 300ms dauert bis die Anzeige auf 99% steht, das hängt mit der
Trägheit der ursprünglichen Zeigerinstrumente zusammen. Eine LED-Zeile ist
kein VU-Meter, wenn sie schneller reagiert, sondern wahrscheinlich ein PPM
(Peak Programme Meter, Spitzenwertanzeige). Die Zeitkonstante ist da nach
DIN45406 bzw. IEC60268-10 etwa 400us (bis 15dB an Sollwert), 3ms (bis 4dB),
5ms (bis 2dB), 10ms (bis 1dB), Abfallzeit 1.5s pro 20dB. Ein PA Power Meter
verwendet log10 statt log20. Statt echtem rms Effektivwert ermitteln viele
VU-Meter bloss den Mittelwert durch einfache RC Filterung und rechnen mit 1.1
um, das scheint für Audio ausreichend. Nach den Forderungen der DIN 45406
soll ein Peakmeter einen Anzeige-Umfang von 55dB und eine Auflösung von
0.25dB haben, müsste also 220 LEDs pro Kanal besitzen. Selbst Vishay PG 12201
haben aber nur 201 Punkte, IN-33 nur 105. VU-Meter sind nach ANSI C 16.5 /
IEC 268-17 standardisiert und haben eine lineare Skala, die allerdings in dB
(also nicht-linear) beschriftet ist, d.h. der Zeiger wandert proportional mit
dem reinkommenden Spannungspegel. Damit ist klar, daß auf der Hälfte des
Anzeigebereichs die -3dB-Marke liegen muß (bei +3 db "roten Bereich"), bei
Vollaussteuerung sind es dann eben +3 dB (=doppelte Spannung gegenüber
Skalenmitte, entspricht 6 dB Unterschied). Entsprechend teilt sich der linke,
verbleibende Bereich immer weiter so auf, daß die linke Zeigergrenze nur
leicht unterhalb der -20dB-Marke liegt. PPM hat hingegen eine logarithmische
Skala. Blöd natürlich, wenn man VU und PPM auf derselben Skala darstellen
will. Wer direkt digitale Signale verarbeitet, sollte weder VU noch PPM
anzeigen, sondern den echten Spitzenwert, da digital bei Übersteuerung ja
hart clippt.
Weil VU-Meter langsamer reagieren als Spitzen in der Musik, werden sie in
Deutschland mit einem Vorlauf von ca. 6.3dB eingemessen: Die 514 nWb/m des
Messbandes sollen eine Anzeige von +6.3dB ergeben (falls diese +6.3dB nicht
anzeigbar sind hat das Messinstrument einen Knopf mit dem es um einen
entsprechenden Wert gedämpft werden kann, dann ist bei gedrücktem Knopf auf
0dB einzumessen). In den USA haben Messbänder nur 250 nWb/m und sind damit
automatisch leiser und immer auf 0dB einzumessen obwohl der Signalpegel nur
dem Wert von -6.3dB entspricht. Bei PPM-Anzeigen ist dieser Vorlauf jedoch
nicht enthalten, sie sind in D auf 0dB und in USA auf -6.3dB einzupegeln.
VU-Meter 20Hz-20kHz, 300ms Zeitkonstante bis 99%, 0dB bleiben 0dB ob im
professionellen Umfeld (0dB=1.228V) oder Heimumfeld (0dB=0.7V), dazu muß
Mittelwert um 2.2 statt 1.1 verstärkt werden weil negative Halbwellen fehlen,
allerdings funktioniert das korrekterweise nur bei sinusähnlichen Signalen.
Die Schaltung nutzt aus, daß der single supply OpAmp nicht unter 0V kommt
(allerdings muss man die Eingangsspannung clippen), und daß der LM358 nicht
so rasend schnell ist, allerdings bildet sie nur den Mittelwert und nicht den
rms Wert, für den man einen teuren AD636 oder ähnlich bemühen müsste.
200kHz "Current Boosted Improved Peak Detector"
Möchte man PPM und VU kombinieren, sollte man das Signal auf beide Arten
parallel gleichrichten und nicht das eine aus dem anderen berechnen
(Spitzenwert = 1.4 * Effektivwert bei angenommenem Sinussignal), denn
Lautheitskompression besteht gerade daraus, den PPM Wert kaum grösser als
den VU Wert zu machen (die realen Signale sind also kein Sinus mehr).
Um mit LM3915 sowohl rms als auch peak anzeigen zu können, multiplext man,
mit einem Oszillator oder Netzfrequenz. Man schaltet 1/100 Sekunde den rms
Wert auf den LM3915 im bar mode und 1/100 Sekunde den peak Wert wobei man
auf dot mode wechselt. Wahlweise auch mit rot/grün Duo-LEDs mit gemeinsamer
Kathode wobei bei rms die grünen LEDs und peak die roten LEDs Anodenspannung
bekommen. Und wer dann noch weiter an den LM3915 sparen will, multiplext
auch links und rechts vom Stereosignal.
Der OPA698/AD8037 voltage limiting OpAmp (LT1970 wäre ein strombegrenzter)
ist auch sehr interessant als 100MHz Präzisionsgleichrichter und zur
Begrenzung des Eingangssignals für A/D-Wandler, allerdings recht niederohmig
und nur bis +/-5V.
Schneller beidseitiger Spitzenwert (20ns) wenn es nicht so genau sein muss:
Logarithmiert man, kann der Anzeigebereich sehr gross werden:
http://www.dc4ku.darc.de/S_Meter.pdf.
Will man ein Spektrum darstellen, kann das ein uC berechnen, man verwendet
keine FFT, sondern Oktavfilter: Angenommen 40ksps, dann rechnet man ein
Terzfilter von fs/4 bis fs/2, also von 10-20kHz. Dann schmeisst man jedes
zweite Sample weg und wartet doppelt so lange damit wieder dieselbe Anzahl
von Samples vorliegt, und rechnet dieselbe Funktion erneut, bekommt nun eine
Oktave tiefer.
Der handelsübliche Schaltplan einfacher 3 Kanal Lichtorgeln befindet sich in
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/de/000116246ML05/bedienungsanleitung-116246-conrad-components-hb-2161-3-kanal-lichtorgel-ausfuehrung-bausatzbaustein-bausatz-230-vac.pdf
der NF-Trafo am Eingang dient der galvanischen Trennung.
Eine automatische Lautstärkeregelung wünscht man sich spätestens, seit dem
die Werbung im Fernsehen einem wegen Lärmmaximierung die Ohren abfallen
lässt. Die simpelste Methode verwendet einen Spannungsteiler aus einem
Widerstand und einem LDR der von einer Glühlampe bestrahlt wird, die am
Lautsprecher hängt, weil die Glühlampe eine perfekte RMS-Umsetzung macht und
der LDR die passende Trägheit für die Regelung mitbringt. Tontechniker haben
'ihre' Glühlampe gehütet wie ihren Augapfel. Lässt sich auch mit einem OTA
wie LM13700 aufbauen oder VCA wie M5207 oder AUK S4308 ALC.
Um viel besser zu werden, muß man das Signal vorher kennen und entweder eine
Sekunde Vorlaufzeit haben oder gleich die ganze Aufnahme durchrechnen können,
dann kann man den Pegel vor Spitzen langsam absenken.
Moderne Mikrophonverstärker wandeln das Mikrophonsignal von der Hörschwelle
mit -94dBu bis ca. 22dBu direkt mit 24 bit und bestimmen die Verstärkung und
damit Lautstärke erst danach digital, so daß gar keine Bauteile mehr im
Signalweg liegen, die das Signal verzerren könnten.
Auch ausserhalb der Akustik werden oft Angaben in dB (Dezibel, 10tel Bel)
gemacht, obwohl es keine SI Einheiten sind. Mit Dezibel gibt man immer das
Verhältnis von 2 LEISTUNGEN P1 und P2 an dB = 10 log (P1/P2), damit man bei
Hintereinanderschaltung von Verstärkern oder Abschwächern einfach die Angaben
addieren kann und nicht multiplizieren muss. Also alles eine Erfindung der
Vor-Taschenrechner-Ära.
3 dB mehr sind also eine Verdopplung der Leistung, 10dB schon Verzehnfachung
der Leistung und 20dB ist eine Verhundertfachung der Leistung.
Da man an derselben Last mit doppelter Spannung die vierfache Leistung
bekommt, sind die Spannungsverhältnisse leicht ableitbar db = 20 log (U1/U2).
3 dB mehr Leistung entsprechen also der 1.4-fache Spannung, 10dB der
ungefähr 3-fachen und 20dB der 10-fachen Spannung.
Bleibt die Frage: Im Verhältnis zu was ? Fachidioten sagen "ist doch klar",
Klügere schreiben es wenigstens dazu, z. B. dBuV, also Dezibel in Bezug auf
1uV, und merken nicht, dass das immer noch nicht ausreicht, weil man zum
Vergleich mit einem dBm (Bezug 1mW) wissen muss, an welchem Lastwiderstand Z
gemessen wird. In diesem Fall an 60 Ohm, weil es bei uV wohl um
Antennensignale geht. (Dieser Satz stammt aus der Zeit als Koaxkabel noch 60
Ohm hatten, heute haben sie 75 Ohm, man sieht also, wie blind die Annahme
ist, daß 'man schon weiß' welche Impedanz gemeint ist).
Von: Hartwig Retzlaff 9.9.2008
Ähnlich ist es mit dem Rauschabstand, denn es kommt darauf an, worauf der
Rauschabstand bezogen ist. Normalerweise würde man das Nenn-Ausgangsignal ins
Verhältnis setzen mit dem Rauschen, das am gleichen Ausgang ohne
Eingangssignal bei entsprechend abgeschlossenem Eingang gemessen wird. Also
angenommen, die Bezugs-Ausgangsspannung deines Verstärkers sei 1V an 600Ohm,
bei einem Eingangssignal mit einem Quellwiderstand von 47kOhm, dann ist ein
Signal mit diesem Quellwiderstand einzuspeisen und die Verstärkung (wenn
einstellbar) so einzustellen, daß am Ausgang an 600Ohm 1V anliegen. Dann das
Eingangssignal abklemmen und den Eingang mit 47kOhm abschließen. Verstärkung
nicht verstellen und jetzt das Ausgangssignal messen. Das wird dann ins
Verhältnis gesetzt. Bei einem MP3-Player wird es recht schwierig, das
Rauschen der Elektronik von dem durch die Aufnahme/Kompression verursachten
Rauschen zu unterscheiden. Grundsätzlich müßte man die Nenn-Ausgangsamplitude
des Players kennen und dann den Ausgang ohne Signal messen. Oder halt eine
leere MP3-Aufnahme erzeugen und dann das Signal messen - das wäre dann aber
streng genommen das Bandrauschen wie aus der Zeit der Bandgeräte, nicht
unbedingt das des Players.
So gesehen stellt sich dann die Frage nach der Sinnhaftigkeit der Angabe,
wenn nicht genau beschrieben wird, wie das gemessen wurde.
Bei Audio gibt es noch ein anderes Problem. Man will optimale Qualität. Da
Stromrauschen und Spannungsrauschen nicht zu trennen sind, und bei auf 0
reduziertem Stromrauschen eben der andere Term maximal wird und umgekehrt,
erreicht man minimales Rauschen bei Leistungsanpassung. Eine starke Belastung
des Ausgangs erhöht aber normalerweise ihren Klirrfaktor. Die der Berechnung
zu Grunde gelegten 600 Ohm des Ausgangs will man durch den Eingang nicht
belasten, also hat der über 10k.
Bei Cinch-Buchsen ist 0dBu (deciBel unloaded) = 1mW an 600 Ohm und somit
0.775Vrms oder 1.1Vp oder 2.2Vpp der line pegel, im amerikanischen
Studiobereich (XLR) wird in dBVU gemessen und 0dBVU = +4dBu, also 1.228Vrms,
in Deutschland (ARD) bis +6dBu entsprechend 1.55Vrms, und bei 3.5mm Klinke
mit -6dBV = 0.5V oder -10dBV = 0.3162Vrms. Weiteres inklusive Mikrophon und
Events durch Widerstände siehe IEC61938 (davor IEC1938 davor IEC268) und:
3,5mm Klinke zu Chinch müsste also eigentlich immer verstärkt werden. Wandelt
man Digitalsignale von/auf XLR, muss die maximal verarbeitbare
Differenzspannung +/-4.9V sein (9.8Vpp) entsprechend +9dB über dem
Referenzpegel, der seinerseits bei +4dB über dem 0dBu Wert liegt. Bei Chinch
reichen 4dB weniger, also +/-2.18V, bei 3.5mm Klinke +/- 0.69V. Höhere
Spannungen müssen nicht gewandelt werden bzw. dürfen nicht erzeugt werden.
Verarbeitet man analog, sollte der Headroom über dem Referenzpegal bis
Verzerrungen durch Übersteuerung auftreten bei XLR +9dB betragen +/-4.9V,
und da OpAmps nur im mittleren Drittel der Versorgungsspannung halbwegs
linear sind, kam es zu +15V/-15V Versorgungsspannung. Bei Chinch reichen
+6dB über dem Referenzpegel also +/-2.18V, aber selbst mit +9dBU reichen
+/-5V als R2R-OpAmp-Versorgung. Die 3 oder 5 polige DIN 41524 Buchse stammt
noch aus dem Röhrenzeitalter und von Kristalltonabnehmern und ist sehr
hochohmig und durch 1uA = 0dB Strom definiert, was beispielsweise bei 1Vrms
an 1MOhm erreicht wird wie es in der DDR Standard war, aber auch durch 47mV
an 47k. Seine Verwendung im niederohmigen Halbleiterumfeld ist eigentlich
falsch.
> von Cinch zu XLR
DIN und Cinch
Die für viele Bastler erste Schaltung ist der 2-Transistor-Rechteckgenerator.
Ab 6V Versorgungsspannung Ub benötigt er Dioden in der Basiszuleitung, sonst
wird Ubemaxreverse der Transistoren überschritten, denn die Spannung der
beiden sich in X kreuzenden Leitungen liegt zumeist unter 0 Volt im
Negativen. In der Simulation geht der nur, wenn man absichtlich Unsymmetrieen
einbaut und ihm viel Zeit zum Anschwingen lässt:
Wenn für R1 (und R4) Glühlampen (oder LEDs mit Vorwiderstand) genommen werden,
und die Cs gross genug sind (Elkos) bekommt man einen (Wechsel-)blinker. Mit
kleinen Kondensatoren und Lautsprecher anstelle R4 (oder Verstärker an out)
wird´s ein Tongenerator. Ein Blitzlicht entsteht durch:
Sinus fester Frequenz aus NE555 mit aktivem Filter aus nur 1 Transistor:
Es oszilliert sogar mit 1 Transistor, zumindest wird die LED heller und
dunkler. (siehe http://www.dieelektronikerseite.de/ Weichblinker, je höher
Betriebsspannung, je weicher blinkt er)
Colpitts:
+--------------+
| out |
+-B|\ | |
| >C--+--C--+
+-E|/ | |
| C Q
| | |
GND GND GND
Clapp:
+--------------+
| out |
+-E|\ | |
| >C--+--C--+
+-B|/ | |
| Q C
| | |
GND GND GND
Butler:
+-----------------+
| |
+-C|\ |
| >E--Q--+--C--+-- out
+-B|/ | |
| C L
| | |
GND GND GND
modified Butler:
+--------------+
| out |
+-B|\ | |
| >C--+--L--+
+-E|/ | |
Q C C
| | |
GND GND GND
Viele (digitale) Schaltungen benötigen ein Taktsignal. Klassischerweise kann
man den NE555 oder dessen CMOS-Version LMC555/TLC555 nehmen, aber der braucht
recht viele zusätzliche Bauteile. (Beim NE555 braucht man ausserdem einen
extrem niedrigen Pegel um RESET auszulösen, 0.5V können schon zu viel sein).
Immerhin kann man die Einschalt- und Ausschaltzeit beim NE555 beliebig haben,
mit einet Schaltung die nicht im Datenblatt steht:
Ein Schmitt-Oszillator mit dem 74HC14 bzw. TC4S584 Schmitt-Trigger ist
einfacher wenn die Frequenz nicht so genau sein muss, denn die Schaltschwellen
der integrierten Schmitt-Trigger haben meist grosse Fertigungstoleranzen und
die Oszillatoren sind temperaturempfindlich, was der Giess-O-Mat Feuchtesensor
nicht weiss. Leider braucht ein 74HC1G14 beim Umschalten viel Strom (1mA), die
Schaltungen eignen sich also nicht für Batteriebetrieb
Weniger Strom (330nA) braucht der TLV7031 (push-pull Ausgang), aber einen mit
ihm realisierten Schmitt-Oszillator wird man mit 1MOhm aufbauen, der
Eingangsstrom ist mit 1pA klein genug, bekommt also 5uA Stromverbrauch bei
leider erheblichem Bauteilaufwand.
Schaltungen für transistorisierte Uhren zur Erregung mechanischer Unruh:
Erstaunlicherweise funktioniert als Oszillator auch diese Auslegung, sowohl
in der Praxis als auch Simulation, obwohl der +In wegen des Spannungsteilers
10k|100k in der Theorie immer positiver ist als der -In der nur über 100k an
der Ausgangsspannung des OpAmps hängt, aber hier hilft die doch zu geringe
Verstärkung des OpAmps damit die Schaltung läuft - und zwar mit fast jedem
OpAmp Modell, ob R2R oder uA741.
Bei Motorradblinkgebern braucht man keine lastabhängigkeit, da geht diese
Schaltung die nur in Reihe zur Lampe gelegt werden muss und an LED wie
Glühlampen gleichermassen funktioniert. Ja, N-Kanal, die Betriebsspannung
wird trickreich verdoppelt wenn der MOSFET einschaltet, daher die Diode:
von: Harald Wilhelms 21.12.10
In Uhren aller Art wird häufig ein genauer Taktgeber gebraucht. Den entnimmt
man am besten einer Analog-Quarzuhr, die man teilweise für < 1EUR kaufen
kann. Als erstes sollte man die Uhr einige Tage laufen lassen, um die
Genauigkeit zu testen. Dann entfernt man alle Mechanik-Teile. Die
Stromversorgung erfolgt über einen Vorwiderstand und einer parallel
geschalteten roten LED. Dann werden die beiden Anschlüsse der Antriebsspule
über je einen Vorwiderstand von ca. 1kOhm an den Basen von zwei
Kleinleistungstransistoren z. B. BC548 angeschlossen. Die Emitter werden beide
an Masse angeschlossen. Die Kollektoren werden parallel geschaltet und über
einen passenden Arbeitswiderstand mit der Plus-Versorgung der zu taktenden
Schaltung verbunden. Man bekommt so den gewünschten 1s-Takt. Für einen
2s-Takt nimmt man nur einen Transistor.
Ohne zusätzliche Bauteile, dazu noch programmierbar und ohne Quartz auf
1% genau sind DS1075 & Co von http://www.maxim-ic.com/, DS1065 gar nur
3-polig, aber wer verkauft die schon ?
Mehrere Kanäle von 2.5kHz bis 200MHz bietet der Si5351
http://www.ov-selbstbau.de/doku.php?id=de:projects:pro_bgm_7:pro_bgm_7
und DS1085 8.1kHz bis 133Mhz hat 2 Ausgänge.
Für Betriebsspannungen unter 1V
Ladungspumpe ab 0.3V S882Z http://www.sii-ic.com/en/product1.jsp?subcatID=3&productID=1788
ALD110900 0.16V bistabiler Multivibrator http://discovercircuits.com/H-Corner/verylowosc.htm
ALD110802 0.16V 33nW RC Oszillator http://www.aldinc.com/pdf/fet_11118.0.pdf
5.5mV LC-Oszillator http://www.dicks-website.eu/fetosc/enindex.htm
Für Sinussignale siehe http://www.ti.com/lit/an/snoa665c/snoa665c.pdf
und LB-16 von http://www.ti.com/ (National) ,
oder das Datenblatt des CA3140 von Intersil (mit CA3080A und CA3086).
Siehe auch XR2206 (nein, der schafft nicht wirklich 2MHz
https://docplayer.org/11723282-Ein-einfacher-funktionsgenerator.html
es gibt ihn aber als billigen Bausatz "XR2206 Funktionssignalgenerator
Modul" ) oder eine saubere Bauanleitung mit Frequenzzähler
https://www.changpuak.ch/electronics/FG2206/FG2206-ConstructionManual.pdf
oder hier http://www.vwlowen.co.uk/arduino/xr2206/XR2206-function-generator.htm ,
XR8038 und MAX038 als Funktionsgeneratoren http://www.alternatezone.com/electronics/hsfg.htm
oder http://www.cappels.org/dproj/functsweep/functionswp.html
und NE570/NE571 als Wien Brücken Sinus Oszillator dank eingebautem AGC
http://www.waynekirkwood.com/images/pdf/NE570_Applications.pdf
oder https://www.mikrocontroller.net/attachment/459611/G2_Sinus.gif
im Audiobereich mit THD zwischen 0.1 und 1% oder HSP5412/5416, ISL5314 und
AD9850/9852 u.a. als DDS Generatoren oder AD9833 erzeugt bis 10MHz DDS Sinus,
Dreieck, Sägezahn, Rechteck, ADF4350 Sinus/Cosinus von 134MHz bis 4.4GHz per
PLL.
Und die blinkende Glimmlampe ist so leicht nicht zu schlagen, in der BlinkLED
sind viel mehr Bauteile hineinintegriert.
> Quartzoszillatoren
...sind Schwingquartze zusammen mit der Oszillatorelektronik in einem Gehäuse
(ca. 1 x 2cm wie DIP14 mit Pin1:n.c. Pin7:GND Pin8:Ausgang Pin14:VCC).
Wie misst man Temperaturen ?
Bei ratiometrischer Messung kommt man ohne Referenzspannungsquelle aus und
spart sich somit Probleme mit deren eventueller Temperaturabhängigkeit oder
sinkender Batteriespannung. Grundschaltung ist die Wheatstone-Brücke bei der
die Differenz auf 0 abgeglichen wird, oder ein batteriespannungsbezogenes
Sigma-Delta A/D Umsetzungsverfahren wie im ICL7107 möglich. Für die
ratiometrische Messung eignen sich eigentlich nur mit der Temperatur den
Widerstandswert ändernde RTDs (Platin, NTC und PTC, auch Silizium KTY),
netterweise gehören die auch zu den billigeren Sensoren.
Da sich bei NTCs der Widerstandswert um 5% pro K ändert, ist es besonders
einfach, genaue Messungen damit aufzubauen, man denke an Fieberthermometer,
und gibt auch sehr genaue NTC, bis hin auf 1 Millikelvin. Dafür hat man auf
Grund der unlinearen Kennlinie Probleme grosse Temperaturbereiche gut
auflösend zu messen, vor allem in der simplen Schaltung als Spannungsteiler.
Linearisierung eines NTC R(parallel) = Rntc(T) * (B-2T)/(B+2T) mit T
mittlerer Temperatur.
Verwendet man als Thermistor einen Silizium Temperatursensor wie KTY ehemals
von Siemens/Infineon und Philips/NXP, PTC von AlphaTherm, TMP63, TMP64, LT73
früher von TEConnectivity heute von KOASpeer, der eine mit der Temperatur
steigende Krümmung in der Kennline hat, linearisiert man ihn in dem R1 nach
dem Widerstand des KTY bei kleinster (Ra) und grösster (Rc) Temperatur
eingestellt wird: R1 = ((Rb*(Ra+Rc)-2Ra*Rc)/(Ra+Rc-2Rb) mit Rb = dem
Widerstand des Thermistors bei mittlerer Temperatur (Ta+Tc)/2.
Alterung von KTY: http://www.b-kainka.de/Daten/Sensor/gentemp.pdf .
Platin Pt100 (100 Ohm bei 0GradC, Messstrom um 1mA, Spannung um 0.1V, sonst
Eigenerwärmung zu gross) und Pt1000 (100uA für 0.1V, auch 333uA für 0.333V)
sind genau und temperaturfester, aber auch teurer und leider auch nicht ganz
linear. Dafür haben sie genormt reproduzierbar bekannte Widerstandswerte je
nach Temperatur und man kann sie einbauen und nutzen oder auswechseln ohne
die Schaltung mit präzise gemessenen Vergleichstemperaturen kalibrieren zu
müssen. Daher sind sie besonders attraktiv wenn man genaue Thermometer bauen
möchte und kein noch Genaueres zur Kalibrierung besitzt.
Theoretisch ist eine Messgenauigkeit von 5uK möglich, Draht-Pt25 in Glas
erreichen 1 Millikelvin, aber schon ein PT100 auf Keramiksubstrat kann eine
Hysterese von bis zu 0.5 GradC haben:
Ein typischer drahtgewickelter Pt100 Sensor hat eine Alterung von 0.05 GradC
pro Jahr, genauere erreichen 0.01 bis 0.005.
Empfindliche Messtechnik sollte eine Unterdrückung von 50Hz, 60Hz, 100Hz und
120Hz enthalten, damit Netzstörungen keinen Einfluss haben.
Um das Signal eines solchen Temperatursensors auf den Bereich zu verstärken,
den ein A/D-Wandlereingang eines Microcontrollers sehen will, kann man einen
OpAmp verwenden, der aber präziser sein sollte als ein LM324. Denn schon ein
Klasse B Pt100 mit 0.3GradC erfordert eine Elektronik besser als 0.1%/150uV
um seine Messgenauigkeit nicht zu versauen.
Da die Messung ratiometrisch ist, ist die Ausgangsspannung abhängig von
Vref+. Verwendet man dieselbe Spannungsquelle, die auch der A/D-Wandler als
Referenzspannung verwendet (Aref), ist das Messergebnis unabhängig von der
Betriebsspannung VCC. Als Versorgungsspannung für den OpAmp kann man eine
andere Spannungsquelle verwenden. Das ist sinnvoll, wenn der OpAmp mit dem
Ausgang nicht bis zur vollen Betriebsspannung kommt (weil er kein
rail-to-rail OpAmp ist), sondern ein paar Volt drunter bleibt (wie z. B. der
preiswerte LM324 oder der präzise LT1014) aber immerhin bis knapp an 0V kommt
(also immerhin single supply fähig ist).
oder einfacher einem Widerstand nach Masse.
Nutzt man die VCC Versorgung des uC und OpAmp als Referenzspannung, braucht
man einen genauen Rail-To-Rail-OpAmp wie TS507, hier eine Schaltung für 0-100
GradC mit Pt1000 an A/D-Wandler
Beispielrechnung zur ratiometrischen Temperaturmessung mit Platinwiderstandssensoren:
Beim 3-Leiter-Anschluss dient die dritte Ader dazu, den Spannungsabfall der
(eventuell langen) Zuleitung zu kompensieren. Dazu misst die dritte Leitung
stromlos die Spannung und der Spannungsabfall über die Stromleitung wird von
ihr abgezogen (Rt/Ct zur Filterung von Störungen, auszulegen nach Bedarf).
Andere Schaltungen und Rechenwege
http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:PT1000-Br%C3%BCcke.png
Rechenformeln siehe http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3450
http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlung/Temperatur/Pt1000/Pt1000.html
Da besonders temperaturstabile Widerstände besser als 0.1% langsam ins Geld
gehen, ist bei steigenden Genauigkeitsanforderungen ein Konzept sinnvoller,
bei dem zwischen dem RTD und einem Referenzwiderstand eine Vergleichsmessung
vorgenommen wird, in dem man einen Spannungsteiler aus dem Pt100 und einem
temperaturstabilen Präzisionswiderstand mit einem 24 bit A/D-Wandler
ratiometrisch ausmisst, dann geht nicht mal die Referenzspannung in die
Messung mit ein (Linear Technology AN78 LTC2400 Bonus Circuit #1) und
hinterher linearisiert, allerdings muss entweder simultan gesampelt werden
oder das Temperatursignal darf sich zwischen den beiden Messungen nicht
relevant verändern.
Der AD7768 macht das besonders einfach und präzise, aber es geht auch mit
Analogschaltern, weil es dann nur auf die absolute Präzision dieses
Widerstands ankommt, mit dessen Messwert man die aktuelle Verstärkung
korrekturrechnet. Mit R1/R2/R3 wird der Messstrom aus der Referenzspannung
Aref abgeleitet (R1=2k4, R2=100R, R3=100R für 1mA), mit dem 74HC4051 schaltet
man den Messtrom auf einen Vergleichswiderstand oder einen der Pt100 und ein
zweiter Multiplexer verbindet den Messverstärker damit, dort bestimmen die
Widerstandswerte R4/R5/R6 den Messbereich (R4=23k, R5=2k2, R6=22k ergibt 21.5
GradC (0V) bis 586 GradC (2.5V). Als OpAmp an 5V tut es ein präziser single
supply OpAmp wie LT1013.
Hier ein 18 bit A/D-Wandler mit PGA zur Messung von 3 Pt100 Sensoren im
Vergleich zu einem 100 Ohm/0.1% Widerstand, als Stromquelle tut es ein
4k7 Widerstand an +5V so lange die +5V kurzzeitstabil sind.
Von: Uwe Bonnes 04.09.2015
Rechenweg vom Widerstandswert zur Temperatur
#define R0 1000.0
/* Formeln aus
* Elektrische Temperaturmessung, Mattias Nau
* Teilenummer: 00074750
* Buchnummer: FAS 146
* ISBN-13: 978-3-935742-06-1
*
* Formeln 18/19
*/
float R2T(float rx)
{
float tnew;
if (rx < 999.9)
{
float ti;
tnew = -5.0;
do
{
float tmp1, tmp2;
ti = tnew;
tmp1 = 1 + KOEFF_A * ti + KOEFF_B * ti * ti + KOEFF_C * (ti - 100.0)* ti * ti * ti;
tmp2 = KOEFF_A + 2 * KOEFF_B * ti + KOEFF_C * (3 * ti * ti * (ti - 100.0) + ti * ti *ti);
tnew = ti - (((R0 * tmp1) - rx) / (R0 * tmp2));
}
while(fabs(ti - tnew) > 0.2);
}
else
{
float tmp;
tmp = -R0 * KOEFF_A;
tmp += sqrt(R0 * KOEFF_A * R0 * KOEFF_A - 4 * R0 * KOEFF_B * (R0 - rx));
tnew = tmp / (2 * R0 * KOEFF_B);
}
return tnew;
}
float tmp = (float) Summe / (Anzahl * ( 1 << N-Bit(Aufloesung))
r = tmp * R0 /( 1.0 -tmp)
t = R2T(rx)
oder auch: https://www.mikrocontroller.net/attachment/290355/pt-1000.png
return (-a/(2*b)-sqrt(R/(R0*b)-1/b+(a/(2*b))*(a/(2*B))));
}
Notwendige Genauigkeit einer Messkette TAR/TUR Test Accuracy Ratio/Test
Uncertainty Ratio Kurze Einführung: http://www.transcat.com/media/pdf/TUR.pdf
Umfangreicher: http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5991-1267EN.pdf
oder z. B. http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/NHBK873919-4.pdf
Für 0.1 GradC Genauigkeit und 0.01 GradC Auflösung von -200 bis +800 GradC:
Thermoelemente ERZEUGEN gar eine Spannung, allerdings benötigen sie einen
ZWEITEN Temperatursensor zur Kompensation, weil man mit einem Thermoelement
eigentlich nur die Temperaturdifferenz zwischen Sensor und Messgerät misst.
Billige Multimeter mit Thermoelementanschluss gehen daher davon aus, dass das
Messgerät immer 20 GradC hat :-)
Weil die Spannung des Thermoelementes unlinear mit der Temperatur steigt,
addiert man zur Kaltstellentemperatur nicht etwa die Klemmenspannung des
Thermoelementes nach Tabelle umgerechnet hinzu, sondern sucht ausgehend von
der Kaltstellentemperatur in der Tabelle bei welcher Differenztemperatur man
die gemessene Spannung bekommen würde:
Siehe "temperature sensors" in section 7 und "resistor and thermocouple errors
in high accuracy systems" in section 10 der "practical design techniques for
sensor signal conditioning" von http://www.analog.com/ "Training and Events"
Schaltung für K-Type NiCr thermocouple Thermoelement siehe Datenblatt des
OP291, LT1014, LTC2485, LTC2984 und LTC6078+LT1025. Sekundenthermometer
ähnlich TM-902C Typ K mit ICL7106 siehe Elektor Oktober 1991, passendes
(teures) Gehäuse Bopla BOS 704, wie es Greisinger verwendet.
Thermoelemente wie die üblichen Type K lassen sich von modernen uC mit
internen Temperatursensoren und differentiellen A/D Wandlern mit PGA wie im
ATXmega (x64) oder ATtiny25/45/85 (x20) direkt auswerten, weil damit eine
ausreichende Empfindlichkeit und Kaltstellenkompensation möglich ist,
allerdings müssen die Schaltungen kalibriert werden weil weder die interne
Referenz noch der Gain noch der interne Sensor besonders genau sind.
Muss man ohne Kalibrierung genau messen, baut man extern eine
Referenzspannungsquelle und einen Rail-To-Rail Präzisions-OpAmp dran wie
Ist der Sensor kälter als die Klemmen, werden negative Spannungen erzeugt.
Ebenso sind die anderen Thermoelemente verwendbar. Aber Achtung, zwischen
250 und 600 GradC sind K Type Thermoelemente ungenau.
Viele Halbleitersensoren wie LM334, LM335=?1019??1, LM35, MCP9700, AS22100,
FM20, FM50, FM51, TS20 (UTC) liefern ein lineares Signal. Damit kann man aber
nicht mehr ratiometrisch messen sondern benötigt ähnlich den Thermoelementen
eine stabile Referenzspannung.
LM135 liefert 2.18V bei -55 GradC und linear mit 10mV/K bis +150 GradC 4.23V,
LM235 liefert 2.33V bei -40 GradC und linear mit 10mV/K bis +150 GradC 4.23V,
LM335 liefert 2.33V bei -40 GradC und linear mit 10mV/K bis +100 GradC 3.73V,
die sind bis 9 GradC ungenau aber auf 2 GradC über den Bereich kalibrierbar:
Oder man nimmt einfach die Vorwärts-Flussspannung einer Diode, die ist
temperaturabhängig genug, vor allem wenn man es schafft sie mit einem
temperaturstabilen Referenzstrom durchfliessen zu lassen, siehe auch
AppNote AN781.pdf "Solving Sensor Offset Problems with the TC7106" von
http://www.microchip.com/ oder von SMSC, heute ebenfalls Microchip:
Obwohl die meisten Mikrocontroller inzwischen eingebaute A/D-Wandler sogar
mit 10 bit haben, suchen viele Leute noch immer nach direkt digitalen Sensoren
wie DS1620/DS1820 (Maxim, bleiben nach hundert Auslesungen schon mal einfach
stehen, nur VCC aus/an hilft) LM75/LM76 (einen Entkoppelkondensator (z. B. die
üblichen 100nF) direkt über die Versorgungsspannungsanschlüsse löten sonst
zeigt er ggf. ein paar GradC zu viel an, und einen 1k Widerstand in Reihe vor
den SCL Eingang, sonst zeigt das Teil eventuell falsche Temperaturen an (ggf.
120GradC statt 40GradC) wenn Strom über die Eingangsschutzdiode fliesst).
SE95D=LM75A von Philips liefert 0.125 GradC Auflösung), MCP9808 von Microchip
mit 0.5 GradC Genaugkeit zwischen -20 und +100 GradC, AD7816 (Analog) obwohl
die teuer und ungenau sind und relativ schnell wieder durch inkompatible
'Nachfolgemodelle' ersetzt werden. Der TSIC301/303/306 von IST/ZMD misst von
-50.. +150 teilweise +/-0.3K genau und 0.125 GradC auflösend ist aber bei
Reichelt und Conrad 5 EUR teuer und damit ähnlich teuer wie ein ähnlich
genauer Kl B Pt1000, TSIC716 ist 0.07K genau in einem Bereich von 30 GradC,
TSIC501/503/506 für 15 EUR ist 0.1K genau in einem Bereich von 40 GradC und
TSIC201/203/206 ist 0.5K genau über 80 GradC, Sensirions STS21/STS31/STS40
schafft 0.2K, TSYS01 ist 0.1K zwischen -5 und +50, der TSYS01-1 sogar 0.1K
zwischen -20 und +70, 0.1K schafft auch der TMP117 von 25 bis 50 GradC, die
aber nur von -50/-55 bis +125/+150 GradC aushalten und dann auf 0.3 GradC
ungenauer werden, also ähnlich genau wie Platin Klasse AA sind. SI7051 ist
von 35.8 bis 41 GradC auf 0.1 GradC genau, der MAX30205 von 37 bis 39 GradC,
die sind also für Fieberthermometer, Der ADT7320/ADT7420 auf 0.25 GradC genau
und auf 0.0017K auflösend.
Der LM56 von http://www.ti.com/ ergibt einen selbständigen Thermostaten,
ebenso wie NCT22 und NCT24 von OnSemi, der ADT05 sowie teure TMP01 von
http://www.analog.com/ auch, aber man kann so was auch einfach mit einem als
Schmitt-Trigger verwendeten OpAmp basteln.
Möchte man bei einer bestimmten Temperatur einschalten und bei einer anderen
ausschalten, eignet sich ein NE555 mit resistiven Temperatursensoren (NTC,
PTC, KTY), denn der NE555 enthält nicht nur Komparatoren und ein FlipFlop,
sondern schaltet auch Lasten bis 200mA an 16V, so daß man oft mit weniger
Bauteilen auskommt als bei einem als Schmitt-Trigger geschalteten
Operationsverstärker, dessen Ausgangsstrom meistens mit einem Transistor
verstärkt werden muß. Neben dem NE555 und dem Sensor braucht man einen
Widerstand, um die eine Temperaturgrenze zu bestimmen und einen zweiten
Widerstand, um die andere Temperaturgrenze festzulegen und einen
Versorgungsspannungsentkopplungskondensator. Pin 5 wird NICHT beschaltet.
Leider liegt die Genauigkeit des NE555 nur bei 10%, das ergibt bei den
bekannten KTY Temperatursensoren einen Fehler von über 10 GradC, der SE555
wäre mit 4% deutlich präziser. Wenn man es genauer einstellen können will,
muss man (Trimm-)potis Poti1 und Poti2 vorsehen. Strom liefernde
Temperatursensoren wie LM334 oder AD590 sind ebenso wie Spannung liefernde
wie LM335 nur verwendbar wenn die Versorgungsspannung genau genug ist und
bleibt.
Siehe auch PWM Lüfterregelung F.25. Motoren & Dimmer
Berührungslos kann man Temperaturen mit PIR Infrarotsensoren wie RE200 von
http://www.glolab.com/ messen, beschrieben in http://www.glolab.com/pirparts/appckt.pdf.
Da die Dinger nur auf TemperaturÄNDERUNG reagieren, klappt beim
'ImOhrFieberThermometer' mechanisch eine Oberfläche gemessener Temperatur
aus der Sensorsichtlinie. Bessere enthalten eine Thermopile, mit der man
direkt absolute Temperaturen messen kann. Das sind übereinandergestapelte
Thermoelemente (z. B. TPS334 von Perkin-Elmer, bei Reichelt) oder winzigst
TMP006 von TI.
Zur Leitwertmessung benötigt man gleichspannungfreie Wechselspannung. Die
kann ein uC heute einfacher liefern als alte Analogelektronik, und auch
gleich noch den Messbereich umschalten: An PA0 liegt eine exakt 50% PWM,
und an EINEM der PA3, PA4, PA5 oder PA6, die anderen sind Eingänge.
Wenn man bei 25 GradC misst, spielen unterschiedliche Lösungen keine Rolle:
Temperature Compensation Curve: This is a function of the program that controls
the sensor, not the sensor itself. At 25°C, there is no need for compensation.
Below or above 25, the following coefficients should be used for the different
conversion factors/solutions:
CCS811 ist wohl noch schlimmer
Sensirions SPG30 ist Siloxan-beständig.
Selbst NDIR CO2 Sensoren brauchen gelegentlich mal "frische Luft" gegen drift.
Die meisten Hobbybastler haben Angst vor Spulen, obwohl das die einzigen
Bauteile sind, die man mit gutem Ergebnis (oft sogar besserem als kommerziell
hergestellte) selbst bauen kann. Dann sollte man das auch tun :-) schliesslich
ist das kommerzielle Angebot so dünn, weil auch viele Elektronikproduzenten
sie sich aus Draht selber herstellen. Drosseln (choke) nennt man solche
Spulen, bei denen der Gleichstromanteil grösser als der Wechselstromanteil
ist. Drosseln sind deswegen auf geringen Drahtwiderstand hin optimiert,
während Spulen (coils) lieber weniger Ummagnetisierungsverluste bringen.
Die bei Detektorempfängern verwandten komplizierten Waben-Luft-Spulen
(honeycomb) mit extrem niedriger Wicklungskapazität und hoher Güte (bis 100)
aus seidenumsponnener Hf-Litze sind heute dank aktiver Bauelemente
(Verstärkung) nicht mehr nötig, es tut meist ein um einen Kern gewickelter
Kupferlackdraht was eine Güte von 40 ergibt. Induktivität und Güte ändern
sich letztlich mit der Frequenz und dem Strom. Ein LRC-Messgerät ist nützlich,
damit man sein Ergebnis bewerten kann, denn Datenblätter und Formeln geben
nur Abschätzungen an. Aber bei Störfiltern und Schaltreglern kommt es eh nicht
so genau drauf an, und bei Schwingkreisen wird man sowieso an einer Stelle
eine Trimmbarkeit haben.
Kondensatoren kennt jeder: Wenn man in einen 1 Farad Kondensator 1 Sekunde
lang einen Strom von 1 Ampere hineinschickt, wurde er um 1 Volt aufgeladen.
Die Ladung wird im elektrischen Feld im Dielektrikum gespeichert. Die Spule
funktioniert vollkommen identisch, lediglich Strom und Spannung sind
vertauscht. Wenn man an eine 1 Henry Spule 1 Sekunde lang 1 Volt anlegt,
steigt der Strom durch die Spule um 1 Ampere. Die Energie wird im magnetischen
Feld gespeichert. Ein geladener Kondensator, den man kurzschliesst, erzeugt
einen heftigen Strom. Eine geladene Spule, die man von der Stromquelle
abklemmt (ja, wenn schon das Gegenteil, dann richtig gegenteilig), erzeugt
eine hohe Spannung (Zündfunke durch Gegeninduktion).
Während man an einem Kondensator ruck-zuck den fliessenden Strom ändern kann
(z. B. von wenig hinein auf viel heraus), sich aber die Spannung an den
Anschlüssen nur widerwillig ändert, weswegen man Kondensatoren zur Glättung
der Spannung verwendet, kann man an einer Spule die Spannung an den
Anschlüssen beliebig ändern, der Strom jedoch wehrt sich und ändert sich
nur langsam, so daß eine Spule zur Glättung des Stromflusses verwendet werden
kann.
Man mag fragen, welchen Unterschied das macht, fliesst doch bei einer
bestimmten Spannung auch meist ein bestimmer Strom (U=R*I), so dass es egal
ist, was man nun von beiden glättet, das andere wird dann gleichziehen. Aber
das gilt nur bei einer rein ohmschen (also primitiven) Schaltungsbetrachtung.
Sobald es interessanter wird, macht es sehr wohl einen Unterschied. Bei der
rein ohm'schen Betrachtung eines Stromkreises gilt die Kirchhoff'sche
Maschenregel, die Spannung entlang eines Leitungskreises ist 0. Die Wirkung
des magnetischen Feldes kommt aber gerade dadurch in den Stromkreis, dass die
Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum eben nicht gleich 0 ist, sondern
-dPhi/dt.
Wer sich dann nur auf ein Bauteil (den Kondensator) verlässt, konstruiert
murksige Schaltungen. Ein Beispiel wäre die Verringerung einer Gleichspannung
von sagen wir 12V auf 5V bei einem Strombedarf von 1A. Man kann das
(ungeregelt) mit einem Widerstand von 7 Ohm machen, oder durch den geregelten
Widerstand eines Transistors aus einem linearen Spannungsregler, verbrät
damit aber 7 Watt. Man kann auch mit einem (Transistor als) Schalter die 12V
nur 17.36% der Zeit einschalten, was an den Verbraucher dieselben 5 Watt
bringt, aber die meisten Verbraucher halten diese gepulste Überspannung (PWM)
nicht aus (Widerstände, Motoren und Glühlampen i.A. schon). Ein Kondensator
parallel zum Verbraucher, der die Spannung glätten soll, erzeugt Probleme:
Schaltet der Transistor ein, bewirkt das einen Kurzschluss zwischen der 12V
Spannungsquelle und dem ungeladenen oder auf 5V geladenen Kondensator. Es
fliesst viel Strom, der Transistor geht kaputt, und es wird mehr als 50% der
in den Kondensator fliessenden Energie im Zuleitungskabel in Wärme
verballert. Da hätte man gleich einen Widerstand oder Linearregler verwenden
können. Man muss also den Stromfluss in der Zuleitung zum Kondensator
glätten, obwohl die Spannung springt. Dafür eignet sich eine Spule. Es
interessiert die Spule nicht, das die Spannung an ihren Anschlüssen springt,
sie hält einen nahezu gleichen Stromfluss aufrecht, wenn ihre Induktivität
gross im Verhältnis zur Schaltzeit ist. Wenn man nun noch das
Ein-/Ausschaltverhältnis des Schalttransistors in Abhängigkeit zur
Ausgangsspannung regelt, ist der Step Down Buck Schaltregler mit seinem hohem
Wirkungsgrad erfunden.
Eine gute (aus dem englischen übersetzte) Erklärung findet sich hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen
Wer mit Spulen zu tun hat, sieht oft das Hysteresediagramm:
Von: Bill Sloman 22.02.2007
The maximum magnetic field you can build up in the magnetic path is
independent of the gap - it is limited by the saturation flux for the
core material. The number of ampere-turns of current through the
winding required to generate that flux depends on the magnetic path
length. The magnetic path length through the core itself is divided by
the relative permeability of the core (about 1000 times air for
ferrites, and 10,000 times air for iron) so even a small air-gap can
dramatically increase the magnetic path length.
A ten-fold increase in magnetic path length allows a ten fold increase
in current through the winding before you hit stuaration, and reduces
the inductance of the assembly by a factor of ten, thus allowing a
factor of ten increase in the energy stored in the inductance (LI^2)
before saturation sets in.
A gap in a transformer core increases the leakage inductance, which is
usually undesirable.
Moreoever, a transformer isn't usually used as an energy storage
device, so increasing the energy storage capacity is rarely a design
priority.
At 100kHz you probably need to worry more about inter-winding
capacitance. The detailed structure of the windings can get to be very
important at this sort of frequency. The pot core may well have a two
or four section former with the windings built up as two or four
successive sections, while the toriod is more likely to have its
windings built up as successive layers, one on top of another, which
gives a higher winding capacitance and a lower self-resonant
frequency.
Legt man von aussen an die Spule eine Spannung (von 1 Volt) eine Zeit (1
Sekunde) lang an, bewegt man sich auf der B-Achse nach oben. Legt man die
Spannung doppelt so lange an, bewegt man sich doppelt so weit nach oben. Legt
man die halbe Spannung an, kommt man nur halb so weit. Je weiter man im
Diagramm nach oben kommt, um so mehr steigt auch der Strom in der Spule an. Je
steiler die Kurve ist, je grösser ist die Induktivität der Spule, je höher die
Permeabilität, aber irgendwann ist die Spule gesättigt (bei Metallkern recht
schnell, bei Luft eher nie). Dann steigt der Strom sehr schnell an, die Spule
hat kaum noch eine Induktivität. Legt man dann 0 Volt an die Spule an
(Anschlüsse kurzschliessen), fliesst weiterhin der bis da hin erreichte Strom
(Verluste durch Drahtwiderstand), kehrt man aber die angelegte Spannung um, um
den Stromfluss zu verringern, folgt man der anderen Linie der Hysteresekurve.
Der Unterschied zwischen den beiden Linien ist der Verlust im Kern.
Das war's, das Diagramm für Kondensatoren sieht übrigens genau so aus, bloss
Strom und Spannung vertauscht und (viel geringere) dielektrische Verluste statt
Verluste im Kern, und statt Sättigung gibt es Durchschläge.
Eine Spule geht kaputt weil sie zu heiss wird und die Isolation schmilzt oder
der Kern seine Curie-Temperatur überschreitet. Sie muss also die Verluste im
Draht und vom Kern (optimalerweise 50% zu 50%) über ihre Oberfläche an die
Umgebung abstrahlen können. Eine Spule muss also eine bestimmte bauliche Grösse
haben, um eine bestimmte Leistung verbraten zu können. Das kann man bei
üblichen Umgebungsbedingungen aus den Datenblättern der Kernmaterialhersteller
abschätzen, wer's genau wissen will muss die Temperatur in seinem Aufbau messen,
und wer sich nicht sicher ist, nimmt eine baulich grössere Spule. Wer eine
kleinere Spule haben will, nimmt ein (bei der Frequenz) tauglicheres (=teureres)
Kernmaterial.
Wer Kondensatoren kauft, versucht, den nötigen Kapazitätswert zu bekommen (oder
etwas mehr) und kauft ein Teil, das mindestens die angegebene Spannung aushält.
Eine viel zu hohe Spannung ist baulich zu gross und zu teuer, wird man also
vermeiden. Bei Spulen sollte halt auch der Induktivitätswert erreicht werden,
und die Spule muss mindestens für den fliessenden Maximalstrom geeignet sein.
Das war's im wesentlichen, statt 1000uF/16V also 45uH/2A.
Und ebenso, wie es unterschiedliche Kondensatoren gibt (Elkos, Vielschicht, Folie,
Glimmer) die aber normalerweise 'schon passen', gibt es verschiedene Spulen
(Eisenkerntrafo, Ferritringkern, Luftspule) deren Eigenschaften auch zum
Anwendungszweck passen sollten. Zur EMV Unterdrückung nimmt man Material #43.
Leider unterscheiden sich deutsche SI und amerikanische CGS Einheiten:
Von: Joerg Schulze-Clewing 22.9.2004
Übertrager: Im Datenblatt des Hersteller nachsehen, ob er für die Frequenz
geeignet ist. Dann Al Wert nachsehen. Alte Bauernregel: Wicklung muss etwa
vierfache Blindimpedanz haben verglichen mit der Nennimpedanz der Schaltung,
die den Übertrager treibt. Oder etwas mehr. Die dazu nötige Zahl Windungen
mit dem Al Wert berechnen. Sekundär so viele Windungen, dass das gewünschte
Verhältnis herauskommt. Es sollte einfach, zweifach, vierfach, halb, viertel
etc. sein, damit man bifilar wickeln kann. Dann bekommt man einen schönen
Breitbandübertrager.
Kleine Reed-Schalter brauchen eine Durchflutung von 5-10 AT, grosse 55-110AT,
wenn der grosse also bei 16A sicher schalten soll: 7 Windungen Draht drumrum.
Und wenn das Zuleitungskabel zum Reed-Kontakt länger als 5m ist: "Meder:
Series resistor recommended for > 5m cable length", denn schon die geringe
Kabelkapazität bewirkt ein verschweissen der Kontakte empfindlicher
Reed-Relais.
Das Magnetfeld der Erde hat bis zu 1 AT
Normaler Kupferlackdraht (magnet wire) besteht aus einer Lackschicht, triple
insulated wire ist 3-fach ummantelt und damit in einigen Ländern (USA...) als
ausreichend eingestuft um Primärspannung und Sekundärspannung schutzisolierter
Geräte zu trennen. Back-Lackdraht (bondable wire) enthält eine Lackschicht
deutlich niedrigeren Schmelzpunkts über dem Lackdraht, die beim backen
schmilzt und mit den Nachbarwindungen verklebt.
> Güte eines Schwingkreises
Stösst man einen Schwingkreis der Güte 6 mit einem impulsförmigen Strom von
3A an, stellt sich ein Kreisstrom von 3*6=18A ein.
Leergehäuse sind teuer. Billige Gehäuse sind Ramsch. Teure Gehäuse können
ebenfalls Ramsch sein, berühmt sind die Bopla Element Gehäuse die nach
einigen Jahren gilbbraun wegen austretendem Brom-Flammschutzmittel wurden.
Derzeit gibt es aber bei Pollin (IP65 ABS Gehäuse) und Reichelt (RND 455
Handgehäuse, Druckguss-Alugehäuse und IP65 Polycarbonatgehäuse) Gehäuse
eines noch unbekannten Zulieferers, bei denen sich Bopla warm anziehen muss,
sinnvolle Formen in guter Qualität zu vernünftigen Preis, leider keine
Platinen-Masskizzen und leider liegen keine Platinenbefestigungsschrauben
bei.
Damit bei den eben genannten Bopla Element Gehäusen keine
Befestigungsschrauben im Frontdeckel notwendig sind und man den Deckel
einfach abnehmen kann, baut man alles auf die im Boden eingelassenen
Gewindebuchsen auf, durch ausreichend grosse, eventuell mehrstöckige Platinen
auf Gewindeabstandsbolzen. Allerdings fehlt schon mal die passend kurze
gewindefurchende Schraube für thermoplastische Kunststoffe PT Schraube für
die Montagenocken und Bopla weiss es auch nicht (keine Massskizze oder
Grössendefinition dabei), aber WN1411 oder KN6031 wäre gut, wenn man sie in
passender Grösse findet. Kleinmengen sind schwer zu bekommen, im Gegensatz
zu Reichelt & Co. hat TME aber kurze Schrauben für Plastik von Bossard ab 2
EUR/100 Stück, sonst aus alten Gehäusen ausbauen bevor ihr die wegschmeisst.
Schon das simple Anbringen eines Bauteils ohne direkte Befestigungsmöglichkeit
an einer Frontplatte kann zu einem Abenteuer werden, weil man es meist nicht
solide genug macht. Kleben ist schon mal ganz schlecht, man muss das Teil
sicher noch mal austauschen. Irgendein Halter irgendwo ist auch wackelig.
Lötet man das Teil auf eine eigene Platine, und befestigt diese mit 2
Gewindeabstandsbolzen und 2 Schrauben hinter der Frontplatte, taugt es was.
Betrachte die sichtbaren Schrauben in der Frontplatte als Markenzeichen für
Qualität.
> Selbermachen ?
Wenn man sich keine fertigen Gehäuse leisten will, sollte man sich nach
Plastikschachteln und alten HiFi-Geräten umsehen. Man kann Frontplatte
und Rückseite meist leicht mit einer dünnen selbstklebenden Aluplatte oder
PVC/ABS Platte abdecken, auch UV-belichtbar
Leicht und in jeder Grösse aus 2 einfach abgekanteten Blechen herstellbar:
Aber ohne Biegebank kann man das Abknicken von Blech schlicht vergessen
(und fertige Biegebänke sind selbst bei eBay teuer, weil sich die meisten
metallverarbeitenden Betriebe Ihre selber bauen oder viel grössere kaufen).
Es bleiben nur einfache Methoden, die ohne Blechbiegerei auskommen. Eine
Lösung ist PVC, das lässt sich mit scharfem Werkzeug gut sägen undbohren und
mit Tangit gut verschmelzend kleben, es ist dann wie aus einem Stück. Hier
kann man Wände zusammenkleben oder flache Gehäuse in Schichten aufbauen.
Denkt durchaus auch an Gehäuse aus Holz, ein in der Massenproduktion viel zu
edles Material, das man durch eintauchen in Natronwasserglas oder
Natriumtetraborat (Borax) flammhemmend hinbekommt, das geht auch bei
Holz-PLA-Filament.
Wer eine (hydraulische) Werkstattpresse besitzt kann eine Biegebank wie
Optimum Biegemaschine FP 30 durch 2 Prismen aus Stahl selber bauen. Der
Winkel muss etwas spitzer als 90 Grad sein weil Blech wieder zurückfedert,
und auf dem Blech gibt es Abdrücke wenn das Metall nicht poliert ist und
das Blech foliert.
3d-Druck ist beliebt, aber die meinsten Drucker in der Grösse ziemlich
beschränkt, und wenn 230V~ im Gehäuse sind braucht man ein flammhemmendes
Filament bzw. Resin wie:
Gehäuseherstellung aus Platinenmaterial:
Grosse Gehäuse, so ca. 19", ohne Brandschutzimprägnierung, können aus einem
niedrigen Schränkchen gebaut werden, 2 Seitenbretter z.B.
kunstoffbeschichtete Spanplatte oder Echtholz oder furniert, dazwischen oben
und unten ein Regalbrett mit den für IKEA-Möbel üblichen verdeckten
Verbindern, und darin (an seitlich angenagelten Leisten) eine Frontplatte und
eine Rückplatte, meist aus Metall, hinten eventuell Lochblech oder MDF.
Bekleben mit bedruckbarer selbstklebender Folie (z.B. Vinyl für Inkjet
https://www.photopaperdirect.us/inkjet-vinyl-self-adhesive-glossy-4-7mil-8-5-x-11/
Zweckform 2507 oder Laserdrucker Polyesterfolie Avery/Zweckform 4776) oder
mit Ausschnitten für Anzeigen und LEDs, laminieren bzw. abdecken mit
Klarsichtfolie (REGULUS Signolit UV 2G), das ist dann auch geeignet, um
Taster hinter Löchern abzudecken.
Laserschneiden (1mm Edelstahl) kostet weniger als 1 EUR pro Meter.
Man kann sie auch aus UV-bedruckten Polystyrol/ABS Schildern ausfräsen
https://www.digitaldruck-fabrik.de/werbeschilder/konturfraesen.aspx ,
zweifarbig gravieren https://www.mikrocontroller.net/topic/468269#5729644 ,
in Aluminium mit Untereleoxaldruck https://www.gedacolor.ch/ fertigen lassen,
oder als (weisser Lötstoplack) Platine mit (schwarzem) Bestückungsgdruck
anfertigen, da sind gleich SMD Bauteile von hinten auflötbar.
Solche Profile http://www.segor.de/ "Gehäuseprofil 1" erlauben die
Eckverbindung, wenn man in der Lage ist, das Profil mit Schrauben in die
eingesetzten Muttern nach innen zu ziehen, dazu sind entsprechende Widerlager
für die Schrauben an Front- und Rückplatte bzw. in den Ecken erforderlich.
Nimmt man 2mm dicke Frontplatten die an 5mm Rändern auf 1mm abgefräst werden
sind die Profile nicht erhaben.
> Kunststoffgehäuse
Fast alle kommerziellen Kleingeräte besitzen ein kundenspezifisch geformtes
Kunststoffgehäuse, das nicht nur isoliert, sondern auch gleich die mechanische
Grundlage bildet. Die Spritzgussbranche besteht in Deutschland fast nur aus
Abzockern "Aufgrund der miesen Ansprechpartner welche wir in Deutschland
gehabt haben" (Martin) fragt man besser bei http://protolabs.de/ mit einem CAD
Modell an, bekommt gleich die gröbsten Fehler und einen nicht zu niedrigen
Preis genannt, und hat damit eine Grundlage, die in Verhandlungen nicht
überschritten werden dürfte, auch direkt mit chinesischen Firmen die für das
erhöhte Risiko noch billiger sein müssen. JLCPcb und PCBWay scheinen bei
Fräsen, Biegen und Spritzguss weniger als die Hälfte zu kosten. Besonders
günstige Formen aus Alu für wenige tausend Stück mit fräsrauher Oberfläche
(UP-Dosen-Einsätze) fangen bei 1000 EUR an, wenn man die Stammform nur mietet,
einfache Kleingehäuse liegen bei 3000 EUR und wenn besondere Oberflächen bei
grossen Gehäusen mit Unterschneidungen und eingelegten Metallgewinden
gefordert sind, kann es auch 6-stellig werden. Ein Spritzgussvorgang dauert
ca. 30 Sekunden, 1 Maschinenstunde auf einer kleinen Boy oder Arburg kostet
ca. 20 EUR, plus Rüstkosten von um die hundert EUR. Die kleinste
(Hobby-)Spritzgiessmaschine ist wohl die Arburg C4b, Filme auf YouTube. Damit
man Löcher in fertige Kunststoffgehäuse bekommt, kann man fräsen, muss dazu
aber vibrationsfrei aufspannen, daher empfehlen sich ABS Gehäuse die man gut
lasern kann.
Alte vergilbte Gehäuse bekommt man wieder sauber mit Wasserstoffperoxid, auch
als Gel:
Für Nikotingilb reicht auch Kaffeemaschinenreiniger.
Von: Ralf Stephan 23.11.1999
ELKO Elektronik Kompendium Elektronik Grundlagen-Wissen
Grundlagen in Englisch
Texas Instrument SLYW038A Analog Engineer’s Pocket Reference: Sammelsurium von
Elektroniktutorium Transistorschaltungen
Bauelemente der Elektrotechnik (vom Widerstand bis Hallsensor)
Online Elektronik Grundlagen Bücher mit Experimenten
The Unusual Diode FAQ
DSP Digitale Signal Prozessoren
Electronics info page
The Art and Science of Analog Circuit Design
Standardwerk zu Wechselrichtern von Felix Jenni und Dieter Wüest
Alte Datenbücher
Telefunken Laborbuch (alt, aber wenn es um Trafos geht, oder wie man es damals bauen musste):
Mikrophone
GNU
Von: Oliver Betz 1999
> Wo kann ich die teueren Normen und Bücher einsehen?
Im Lesesaal der Hochschule Deines Mißtrauens. Kostenlos, und jeder mit
Wohnsitz in D kann sogar ausleihen, auch wenn er nicht studiert. Mache ich
heute noch, obwohl schon an der Schwelle zum Verwesi.
Von: MaWin 7.8.2000
Gehört nicht in die d.s.e FAQ sondern https://www.druckerchannel.de/forum ,
aber mein Epson Stylus Color 600 hatte neulich Probleme mit verstopften
Düsen, und nach d.c.h.d kommt das öfters vor. Allerdings fand sich in
d.c.h.d und den dort genannten WebSeiten keine Problemlösung und keine FAQ.
Also musste ich selbst ran:
Fehlerbeschreibung: Der Drucker funktionierte problemlos mit 2 Sätzen
Original Epson Tinte. Seit dem ich auf die deutlich billigere KMP Ersatztinte
umgestiegen bin, erforderte jede längere Stillstandszeit 1 - 2 Reinigungen.
Seit dem mein Händler UPrint Tinte lieferte (zuerst bei farbig verwendet),
nützte auch mehrfaches Reinigen nichts mehr, einige Düsen blieben inaktiv.
Im Gegenteil: Die nächste Reinigung zeigte oft ein schlechteres Druckbild
als die vorhergehende. Also konnte es keine Verstopfung sein. Da beim
Reinigen auch schwarz leer wurde, tauschte ich auch schwarz gegen eine neue
Patrone von UPrint. Danach fiel schwarz komplett aus. Nur nach tagelangem
Warten kamen beim Düsentest mal kurzzeitig einzelne Linien. Ursachenanalyse:
Nach Auseinanderbau des Druckers (4 Schrauben des Deckel ab, blauen
Patronenhalterdeckel hinten aushaken und wegklappen) und Entnahme der
Patronen fiel auf, das am Auslass der farbigen Tinte Luftblasen in der
Patrone waren, die vermutlich auch in den Druckkopf gelangten. Bei der
schwarzen Patrone war die Luftausgleichsöffnung (die von der oben der
Aufkleber entfernt wird) durch Kleberreste noch immer verschlossen.
Nachdem der Kleber entfernt wurde und Luft in die Luftöffnungen der Patronen
geblasen wurde, bis aus dem Druckköpfen unten Tinte rauslief, (dazu
schlauerweise vorher ein gefaltetes Küchentuch unter dem Kopf durchziehen,
aber Achtung: Es ist dann deutlich weniger Tinte in der Patrone, die
Restmengenanzeige funktioniert nicht mehr richtig, ihr solltet die Patronen
rechtzeitig austauschen) funktionierte der Drucker wieder unregelmässig. Bei
grossen Flächen gab es Aussetzer, weil die Tinte nicht schnell genug
nachläuft, manchmal fallen einzelne Düsen aus. Es lag also an den miesen
Patronen, das sich Luftblasen gebildet haben. Seit dem wieder Epson Tinte
drin ist, geht er problemlos. Die c't warnt davor, Ersatztinte verschiedener
Hersteller zu mischen. Also sollte zwischen 2 Patronen von verschiedenen
Fremdherstellern mindestens eine Original Epson Patrone verwendet werden. Das
Service Manual von Epson erwähnt die Probleme mit Luftblasen, daher nur neue
Tintentanks einsetzen.
Resümee: Ich kaufe keine Tinte von UPrint mehr. BASF-Tinte scheint auch ruck-
zuck Drucker zu ruinieren. Es gibt nach Angaben von d.c.h.d viele Leute, die
wegen angeblich verstopftem Druckkopf ihre Drucker weggeschmissen haben. Es
würde mich nicht wundern, wenn die alle miese Ersatztinte verwendeten. Eine
extreme Reinigung kann man bei Epson Druckern vornehmen, in dem man einen
Schlauch über die Stutzen steckt, die im Patronenhalter sichtbar werden,
wenn man die Patrone entfernt. Dann kann man mit einer Spritze Luft oder
Tinte durch den Schlauch und die Druckköpfe in ein druntergelegtes Küchentuch
blasen und vor allem saugen, bis sie platzen. Nach dem Einsetzen der Patrone
sollte man oben in die Patrone pusten bis aus dem Druckkopf wieder Tinte
rauskommt. Selbst völlig verklebte Druckköpfe, bei denen bei einzelnen Farben
aus gar keiner Düse mehr etwas rauskam, habe ich durch mehrtägige Behandlung
einlegen in Wasser oder Isopropanol und durchblasen wieder 100% in Ordnung
bekommen.
Zumindest bei Epson Druckern scheint die Verwendung von Isopropanol zum
Gerinnen der Tinte zu führen, ist also kontraproduktiv. Wasser mit Salzgehalt
ebenfalls. Also am Besten die Köpfe erst mit destilliertem Wasser reinigen und
dann mit Luft ausblasen. Das ist auch die Methode, wenn man einen
Tintenstrahldrucker länger lagern will. Ammoniaklösung 20% löst Tinte auch sehr
gut.
Ich war früher überzeugt von Ersatztinte (und habe mir nach Begutachtung der
Ersatztintenpreise den Epson gekauft), aber die Erlebnisse, bei denen ich fast
meinen Drucker verloren hätte, haben mir gezeigt, das Drittanbietertinte recht
risikoreich ist. Auch gibt es viele Leute, die irgendwelche Ersatztinte
nachfüllen, und gleich berichten, wie perfekt der Drucker wieder druckt.
Allerdings mit der alten Tinte, die noch im Schwamm steckt. Denn es braucht
mehrere Nachfüllungen, bevor wirklich alle Originaltinte ausgewaschen ist und
die neue Tinte die Farbe bestimmt, und manche erleben dann beim Photofarbdruck
ihr scheckiges Wunder.
Und weil ich aus Epson nichts gelernt habe, erging es mir bei Canon genau so:
Die Ersatztinte führte zu Aussetzern beim Druck, die sich auch nicht mit
Reinigung beheben liessen, weil die Viskosität und Oberflächenspannung eine
andere ist lief die Tinte teils im Drucker aus dem Druckkopf aus, und schwarz
deckte nicht (Belichtungfolien) weil gar keine Pigmente in PGBK Ersatztinte
waren. Mit Originaltinte ging es dann wieder auch Belichtungsvorlagen zu
drucken. Glücklicherweise lassen sich aktuelle Canon Tintenpatronen einfach
nachfüllen (Eintropfmethode in den Schwamm oder gebogene Spritzennadel von
der Öffung ins kleine Loch am Boden der Kammer und per Waage der Füllstand
überprüfen auch wenn man ihn im Drucker wegen Nachfüllens dektiviert hat,
und Canon liefert konkurrenzfähig Nachfülltinte (GL50 PGBK und GL53 Farben).
Auch muss man bei vollem Tnitenauffangschwamm zwar den ganzen Drucker
zerlegen, aber wenigstens gibt es ein Service Programm dass im Service Modus
den Zähler zurücksetzen kann. Siehe https://www.druckerchannel.de/forum und:
Das WISO-Magazin berichtete, das der Canon BJC600 Drucker ein eingebautes
Verfallsdatum hat, weil er die Tintentröpfchen mitzählt, die beim Reinigen im
Auffangsbehälter landen, und bei Erreichen einer bestimmten Tröpfchenzahl den
Dienst verweigert. Nur eine teure 'Reparatur' reaktiviert den Drucker, wenn
man den Trick nicht kennt (Schwamm der Tintenauffangwanne reinigen, Power+Form
Feed+Print Mode während des Einstecken des Netzkabels gedrückt halten).
Natürlich ist das nicht im Handbuch beschrieben. Nachzulesen in c't 18/2000.
Der Epson Stylus Color 400 macht es (nach angeblich 75000 Seiten) genau so
(alle 4 LEDs blinken), siehe Service-Manual. Viele Canon Drucker lassen sich
nach gereinigtem Tintenauffangbehälter rücksetzen durch: Drucker ausschalten,
Netzkabel ziehen, Einschalttaster drücken und gedrückt halten, Netzkabel
einstecken und warten, 2 x auf Resume-Knopf drücken, LED geht von grün auf
gelb. Im Canon Pixma IP4000 wird nach Service Manual durch: Power off, Resume
drücken und halten, Power On, noch 2 mal Power drücken, Resume loslassen, 4
mal Resume drücken, Power off, der Waste Ink Counter zurückgesetzt. Drückt
man statt 4 mal Resume nur 1 mal Resume, gibt's einen Testseitenausdruck.
Canon Drucker fallen oft aus zunächst mit halbdefekten Druckköpfen wo ganze
Spuren nicht mehr drucken, dann mit der Meldung "falsche Patrone". Da bricht
der dünne Folienleiter der die Chips im Druckkopf kontakiert, meist weil ein
dickeres gewelltes Papier sich verhakt und diesen Folienleiter abreisst oder
zumindest anbricht, manchmal aber scheinbar auch aus Alterungsgründen. Dann
muss ein neuer Druckkopf her, eine Reparatur ist nicht möglich. Besonders
bedauerlich ist das bei den noch unverdongelten 850/iP4000/MP780, denn deren
Druckköpfe gibt es nicht mehr.
Die Epson Ecotank werben damit, daß man einfach Tinte nachschütten kann, die
Tinte also nicht mehr verdongelt ist, verschweigen aber, daß stattdessen nun
der Waste Ink Tank, der Schwamm der Resttinte aufsaugt, nicht mehr einfach
wechselbar ist sondern seinerseits mit Chip verdongelt ist. Das mag beim
aktuellen Preis von unter 10 EUR nicht wie ein Problem klingen, wenn aber
Epson erst mal keine mehr liefert, wird der Drucker schrottreif. So gut ist
die Druckqualität der EcoTanks eh nicht, und manche sind schon nach halb
verbrauchter Tinte kaputt gegangen. Für Epson gibt es https://www.wic.support/
mit TRIAL key zum einmaligen Reset.
Auch hat Epson bei den Druckern mit gechippten Tintenpatronen, deren Code
gebrochen wurde so daß billige Ersatztintenpatronen verfügbar waren, per
Firmwareupdate diese Ersatzpatronen nachträglich unbrauchbar gemacht.
Immerhin kann man wohl das Firmwareupdate verbieten, man muss aber an diese
Einstellung denken. Canon hat das auch, Supportcode 7700 "es wurden mal
Fremdtintenbehälter eingesetzt und nun blockiert die Elektronik ihren Drucker
für immer" geht ins kriminelle, auch hier den Firmwareupdate verbieten und
tunlichst nur Original Patronen nachfüllen mit Original GI-50/GI-53 Tinte,
dann muss man keine Frendtitenpatronen kaufen.
Der HP L7680 nutzt ein elektronisches Ablaufdatum der Tintendruckköpfe, um
den Kunden regelmässig zu schröpfen.
Ältere Tintendrucker scheinen schneller einzutrocken als damals, als man sie
neu gekauft hat. Und das ist auch kein Wunder, wenn man sich den Aufbau der
Teile so ansieht. Beim Ausschalten wird der Druckkopf zurückgezogen und mit
einem Deckel mit Gummiring abgedichtet. Allerdings sammelt sich gerade dort
Staub, so dass der Deckel nicht mehr abdichten kann. Auch die
Reinigungs-Funktion des Druckers selbst, bei der bei Epson tatsächlich mit
einer kleinen Pumpe (mäek, mäek, mäek) Unterdruck an den Düsen erzeugt wird,
funktioniert nicht mehr, wenn der Deckel nicht mehr dicht ist. Leider kommt
man zum Reinigen dort nur ran, in dem man den Drucker auseinanderbaut. Dabei
kann man auch gleich den Kopf-Scheibenwischer :-) (eine Gummilippe mit Fließ)
reinigen, die auch stark Staub fängt. Danke Epson. "No user serviceable parts
inside". Ja, zumindest wenn man dem Kunden jedes Jahr einen neuen Drucker
verkaufen will. Inzwischen hat es den 600er vollkommen zerrissen. Die
Schlauchpumpe hat sich den Schlauch reingewickelt.
Die meisten Tintendrucker sind für nur 5 Jahre Lebenszeit gebaut, und
enthalten eine Uhr mit Lithium-Batterie. Wenn der Drucker sich merkwürdig
verhält (und z. B. die Tintenköpfe zu oft putzt), kann eine Kontrolle und
Ersatz der Batterie sinnvoll sein.
Auch andere Druckerhersteller hassen niemanden mehr, als ihre Kunden:
Hewlett-Packard sagt zum LaserJet 4: "Da die offizielle HP Garantie Ihres
Produktes abgelaufen ist, besteht keine Möglichkeit mehr für Software
Unterstützung per eMail oder Hardware Reparatur Service. Bitte nehmen Sie zur
Kenntnis, daß die garantiebedingte Periode für technische Unterstützung bei
Ihrem Gerät verstrichen ist, was auch telefonische Unterstützung mit
einschließt." Die Reparatur eines HP4L kostet pauschal 285 EUR, also
Totalschaden. Beim HP4M reisst oft das auf die Schrittmotorachse aufgepresste
Plastikzahnrad. Reparatursätze für 1100, 1200, 5l etc. die den ganzen
Papiervorrat auf ein mal einziehen, gibt es aber immer noch zu kaufen.
Wenn ein HP3820 beim Öffnen der Klappe den Druckkopf nicht mehr hervorholt und
mit viel TamTam nur noch leere Blätter auswirft, ist ein unterdimensioniertes
Zahnradpaar gebrochen. Drucker bis zum Tintenauffangbehälter auseinanderbauen.
Ich habe bei dem einen Zahnrad den überstehenden Zapfen abgefeilt, und beim
anderen Zahnrad den abgebrochenen Zapfen ganz entfernt, dann einen Metallring
auf den Körper aufgeklebt, der seinerseits einen Zapfen hat, der in den Rest
des Zapfens des anderen Zahnrad einhakt. Besonders gut wird es, wenn der Ring
in eine extra hineingemachte Kerbe des Zahnrads einrastet, so dass er sich
sogar ohne Kleber nicht verdrehen kann, denn es liegt übermässig viel Kraft
auf der Verbindung.
Wenn der HP PSC2410 eine Seite einzieht, aber Papier leer meldet, und auf OK
dann die Seite auswirft (also irgendwie doch gemerkt hat, das eine drin war),
ist der Papier- und Alignment- Photosensor QEDC 7192 am Kopfschlitten defekt,
es war tatsächlich die LED im Photosensor zerbrochen, man kann ihn öffnen.
Andere immer wiederkehrende Probleme: HP IIP/IIIP bis '93 kämpfen mit dem
Fehler 52 (Laserdrehspiegel läuft zu schnell: 4*10u/16V Subminiaturelkos
austauschen, der in der Ecke gegen 63V, Laserdrehspiegel läuft nicht an: SMD
HA13456AMP (5 1/4" Floppymotortreiber tauschen, über dem IC liegt ein 1 Ohm
Widerstand, oft auch geschädigt, siehe auch d.s.e Message ID
409BE490.DCE40ECD@epost.de)
und Papierstausensor Fehler 50. Auch die Meldung bei defektem Fuser ist
bekannt uninformativ. Der HP5L/6L/1100 bekommt ein sprödes
Papiereinzugtrenngummi und zieht dann den ganzen Papiervorrat auf einmal ein,
was er sonst nur bei ungeeignetem (rauhem Tintendrucker-)Papier tut. Dafür
gab es mal ein kostenloses Reparaturkit, heute bei
http://www.fixyourownprinter.com/
Gegen Speichererweiterung wehrt sich HP auch. Der 5L benötigt eine 1-8MB
JEIDA 70ns 5V EDO 88 pin DRAM Speicherkarte. HP 4P / 4MP, 4 Plus / 4M Plus,
4V / 4MV, 5Si / 5Si MX, 5P / 5MP und 6P / 6MP brauchen 72 pin 32 bit SIMMs
ohne Parity von exakt 70ns mit "presence detect". HP LaserJet IIISi, 4 / 4M
und 4Si / 4Si MX brauchen 72 polige 36 bit SIMMs mit Parity von exakt 80ns
mit "presence detect". Normalerweise FPM (FastPageMode), EDO geht nur in
einigen Druckern. "presence detect" sind die Pins 11 und 67-70 von denen
einige mit Masse verbunden sind, andere offen sind, wie es auch
Apple-Computer erforderten.
Toshiba ist nicht besser. Wenn man endlich die richtige WebSite der Dutzenden
von Toshibas gefunden hat, und ohne Suchfunktion durch alles-durchklicken
feststellt, das nicht mehr produzierte Drucker dort gar nicht mehr aufgeführt
werden, man eben so lange nach einer eMail-Adresse sucht, die sich dann als
nicht druckbar und nicht kopierbar herausstellt (argh, Applet), also
abschreiben und eintippen wie zur Steinzeit, stellt man fest, das die auf
Mail erst gar nicht reagieren. Na, wie konnte auch jemand die Frechheit
besitzen, sich durch den Dschungel von Kundenzurückweisungen durchzukämpfen...
Bei Lexmark Opta S1650 und 1250 und R lötet sich oft der LB1870 selbst aus.
Wird beim Laserdrucker/Kopierer das weisse Papier nicht nur ausnahmsweise
(danebengerieselter Toner) sondern zunehmend grauer, insbesondere bei jeder
ersten Trommelumdrehung, ist es Zeit, Trommel und Reinigungsfilz
auszutauschen. Immerhin gibt es gute Refill- und Trommel-Reset Anleitungen:
und ein Forum:
Samsung Farblaserdrucker wie CLP315 CLP360 CLP365 CLX3300 CLX3305 CLTR406
haben elektronische Ablaufdaten für jedes Bauteil, und während sich viele
einfach zurücksetzen lassen (wenn man weiss wie) ist es bei der Bildtrommel
schwieriger, er zerbrennt einen Sicherungswiderstand:
Achtung beim Tonernachfüllen: Es gibt heutzutage meistens magnetischen Toner
(enthält schon den Developer) und Toner mit getrenntem Developer (da bleibt
der Developer im Drucker und muss nur alle paar Jahre ausgetauscht werden,
wenn der Druck trotz ausreichend Toner immer fader wird, zumeist in alten
Kopieren). Ausserdem ist Toner für hochauflösende Drucker feiner. Zudem gibt
es Hellschreiber (der Laser belichtet die Stellen, die weiss werden sollen)
und Dunkelschreiber. Die Fehlerbeschreibungen, -ursachen und Behebungen
beider passen natürlich nicht zusammen.
Im Prinzip dreht sich bei neueren Laserdruckern eine magnetische Walze im
Toner, und ein Gummi streift zu vielen Toner ab. An der Walze liegt
Wechselspannung mit Gleichspannungsanteil je nach gewünschter
Druckintensität. Die Belichtertrommel wird elektrostatisch aufgeladen (heute
meist durch einen Bürstenkontakt anstelle des alten Koronadrahtes), der Laser
belichtet und entlädt die Stellen die schwarz werden sollen. Die Trommel
läuft an der Tonertrommel vorbei und schnappt sich den Toner, kommt zum
Papier unter dem ein elektrostatisch geladener Draht liegt so dass das Papier
den Toner von der Walze abzieht. Die Trommel wird danach ganz beleuchtet,
Resttoner abgestriffen (alte Drucker enthalten einen extra Resttonerbehälter,
manchmal ist der in der Kartusche, neuere Drucker haben so was nicht mehr)
und wieder aufgeladen. Das Papier wird elektrostatisch entladen und im Fuser
(durch Halogenlampenstab aufgeheizte teflonbeschichtete Walze) wird der Toner
auf das Papier geschmolzen.
Andere Serienfehler wie Eizo F56 Zeilentrafo für 60 Euro bei Teleplan Repair
2000 GmbH Werkstraße 5 22844 Norderstedt 040 52250310
Sony KV29FX20D schaltet mit blinkender LED automatisch die Programme um, als
ob jemand dauernd auf die Taste Prog+ am Bedienpanel drückt: Zuleitung KEY
zum Bedienpanel kappen.
Humax FTV5600 Netzteil ZD3 ZDP30 unterdimensioniert, R21 100R raucht ab.
HP6012B R34 2.7R unterdimensioniert.
Zeigt das Philips/FLuke PM2534/PM2535 nichts sinnvolles mehr an, kann die
3V CR17335 Lithiumbatterie leer sein, die den RAM puffert, in dem alle
Kalibrierdaten stehen. Will man frühzeitig auswechseln, muss das Gerät an
Netzspannung sein, damit die Daten nicht verschwinden.
Rollt ein Staubsauger sein Kabel nicht mehr ein, ist nicht eine "nachlassende
Spannkraft" der Feder die Ursache, sondern ölt die aufgewickelte Spirale des
Federbandes mal damit sie trotz Staub wieder besser rutscht.
Bei AEG Lavatherm Trocknern geht nach 3,5 Jahren, also kurz nach der
Gewährleistung, gerne der LNK304GN und 47 Ohm/3W Widerstand kaputt.
Macht ein Telefon kratzende Geräusche beim Telefonieren, ein anderes geht an
derselben Leitung problemlos und auch DSL ist ungestört, der Funk ist nicht
das Problem, dann kann es am Gasableiter liegen mit dem das Telefon vor
Überspannung geschützt wird: Nach dem er ein mal einen Impuls abhalten musste,
kann er so geschädigt sein, daß er die folgenden Telefonate stört. Wechseln.
Oder zumindest ausbauen.
Von: MaWin 11.10.2003
CD-Player und CD-Brenner fallen gerne aus und lesen dann keine CDs mehr. Das
geschieht entweder plötzlich oder es wird langsam immer schlimmer.
In praktisch allen Fällen ist bloss die Optik verdreckt. Reinigungs-CDs
zerstören entweder den CD-Player oder sind wirkungslos. Macht die Kiste also
auf. Man sollte beim Zufahren der Lade ohne CD im Dunklen bei entfernter
Sichtschutzabdeckung aus fast jedem Blickwinkel für einige Sekunden den
Laserstrahl als dunkelroten Punkt in der Linse erkennen können. Keine Angst,
der Strahl ist schon knapp über der CD-Fläche absolut nicht mehr gebündelt,
es besteht keine Gefahr von 'Netzhautverbrennung'. Eine Videokamera sieht ihn
besonders deutlich.
Wenn sich nach dem Einlegen einer CD lediglich die Linse 3 mal auf und ab
bewegt, oder die CD nur kurz anläuft, manchmal sogar rückwärts, und dann
stehen bleibt, oder die CD zu schnell gedreht wird, oder das
Inhaltsverzeichnis der eingelegten CD nicht angezeigt wird, oder schlechtere
CDs zu häufigen Aussetzern neigen, hilft oft Putzen der Optik, und da klebt
der Dreck normalerweise nicht so sehr auf der Oberfläche der Linse, sondern
natürlich unten drunter und an der senkrechten Frontscheibe des Lasers. Man
braucht Alkohol pro analysis aus der Apotheke (Spiritus enthält viel zu viel
Dreck der als weisser Schleier eintrocknet) oder Isopropanol (als IPA Spray
von Kontakt Chemie, Servisol IPA170 von Pollin für 6,60) oder 1-Butanol pro
analysis, 250ml 10 EUR und ölfreie Druckluft (nur die teure unbrennbare aus
Dosen wie Kontakt Chemie mit Nummer 67, Servisol B von Pollin für 5.60, nicht
die billigen brennbaren die nichts anderes als Feuerzeuggas enthalten).
Ggf. mehrmals die Optik fluten (oder ausgebauten Pickup eintauchen), etwas
einwirken lassen, und keinesfalls eintrocknen lassen sondern mit Druckluft
ausblasen. Wichtig: Ausprobieren, ob das alles es schon gebracht hat, kann
man es erst am nächsten Tag. Glaubt es einfach, es lohnt gar nicht, es am
selben Tag zu probieren. Irgendwo hängen offenbar immer noch Reste die
trocknen müssen. Vielleicht hilft es, das Teil so hinzustellen, das keine
Linse waagerecht liegt. Der Erfolg ist gut. Gut 90% der 'defekten' CD-Player
lassen sich mit dieser simplen Reinigung wieder in Gang setzen, bei DVD
deutlich weniger.
Ein Sony CDP-261 hier, der nach längerer Nichtbenutzung plötzlich nicht mehr
wollte, sondern nur noch die CD ein paar mal anstubste, bevor er "no disc"
sagte, ließ sich weder durch Reinigung noch Austausch des Laser-Pickups zu
verändertem Verhalten überreden. Es war der 10uF/25V Elko auf der
Hauptplatine defekt, und der 100uF/63V im Netzteil auch nicht mehr gut,
weil die Deppen von Sony trotz Schalter dem Ding nicht den Strom abdrehen,
sondern ständig unter Strom stehen lassen - und er dann natürlich auch bei
Nichtbenutzung altert und die Stromrechnung unverhältnismässig belastet.
Wenn sich jedoch die eingelegte CD normal dreht und nur während des
Abspielens öfters Aussetzer auftreten, kann auch bloss das Fett der
Führungsstange verharzt sein. Stangen putzen und neu einfetten (mit
kunststofftauglichem Fett).
Wenn der Pickup wie bei einer alten Schallplatte bei jeder leichten
Erschütterung springt, findet sich manchmal ein Tracking-Regler zum justieren.
Wenn der PickUp (also das Teil aus Laser und Optik) jedoch mechanisch
beschädigt ist (Linse ab, Folienleiter gebrochen, kein Laserstrahl), kann man
ihn tauschen. Es ist beim Neueinbau (des passenden MOdells) meist keine
Justierung notwendig, bei Pioneer öfters doch.
Die Theorie, das bei verdreckter Optik bloss die Laserleistung erhöht werden
muss, ist Unfug. Ebenso, das die Laserleistung mit den Jahren nachlässt. Zwar
altert die Laserdiode und macht aus gleichem Strom weniger Licht, aber die
Lichtleistung wird in jedem CD-Player per Photodiode geregelt und die
Elektronik erhöht einfach den Strom bis zum bitteren Ende (maximal möglicher
Strom der Elektronik). Die Laserlichtleistung bleibt also gleich.
Man sollte von den Potis die Finger lassen. Etwas zu weit aufgedreht und der
Laser brennt sich die Spiegel weg. Und zum Einstellen des 'Augendiagramms'
fehlen einem eh die Serviceunterlagen und das dazu unbedingt notwendige
Oszilloskop.
Von: MaWin 17.7.2000
Die Zeit der Elektronik-Zeitschriften ist halt einfach vorbei. Seit dem man
sich alle Datenblätter per Mausklick holen kann, es tonnenweise
Schaltungsvorschläge gratis in Form von Application Notes gibt, hunderte
komplette Bauanleitungen auf http://www.conrad.de/ liegen (oder für wenig
Geld Anleitung und Platine von hunderten anderer Projekte bei
http://www.elv.de/ zu haben sind), "Art of Electronics" alle benötigen
Grundlagen liefert (und auch noch nett zu lesen ist), viele Hersteller (AD,
TI, OnSemi, bedingt National, Maxim, Semtech, Fairchild) einem kostenlose
Samples Muster schicken und Neuigkeiten und Beschaffungsquellen durch
kostenlose Kennzifferzeitschriften (z. B. Markt & Technik) geliefert werden,
die meisten Grundgeräte billiger fertig als als Bausatz erhältlich sind, fast
jeder Elektronikversender online erreichbar ist, gibt es keinen Grund mehr,
wegen EINEM Datenblatt (-auszug !), den aktuellen Preislisten oder EINEM
nachbaubaren Projekt 5^H 5,50^H 6,70^H 7,90^H 14,90 EUR für eine Zeitschrift
auszugeben. Kauft euch lieber ein ordentliches Buch.
Die Elektor beispielsweise ist gar nicht mal wirklich schlechter geworden, sie
war früher genau so (schau einfach mal in eine alte Ausgabe. Als Kind war das
alles gut, heute sieht man die Fehler), lediglich die allerersten Ausgaben von
1970 waren gehaltvoller, aber auch deutlich schwerer lesbar (ehemals von hier
http://www.elektor.de/jahrgang/2005/mai/jahrgang/2005/mai/elektor-vor-35-jahren.63434.lynkx
downloadbar) aber sie ist nicht BESSER geworden - und damit obsolet. Kein
Wunder, wenn die Redaktion glaubt, von Lesern ("Von Laien für Laien") fertige
Artikel für lau zu bekommen. Allerdings war das schwarz/weisse Layout
wesentlich besser lesbar als der modern bunt aufgepeppte Müll. Inzwischen muss
ich feststellen, daß sie doppelt so teuer und erheblich schlechter geworden
ist, sie erinnert jetzt an Elrad bei ihrem Untergang im Bruchmann Verlag, die
meisten Artikel sind nur noch Geschwurbel das man ohne Recherche direkt aus
der Feder hinschreiben kann. Die erste Elrad-Ausgabe gibt's hier:
Von: Ralf Stephan 23.11.1999
Weil sich Usenet und Proportionalfonts nicht vertragen. Du solltest daher dein
Newsprogramm auf einen dicktengleichen (Courier oder ähnlich) Zeichensatz
einstellen. Schau dir die folgende Schaltung mit Proportionalschrift und mit
einem dicktengleichen Font an:
Jetzt weisst du auch, wie man solche Schaltpläne erstellt :-) Aber noch nicht,
was diese Schaltung tut :-))
Für die Kleinen https://www.mikrocontroller.net/topic/274520#6147595:
Von: Ralf Stephan 23.11.99 und MaWin 11.04.15
DAS Standardwerk für Elektronik. Obwohl ich viel lese, ist mir bisher selten
ein so dichtes Buch untergekommen. Die Herangehensweise ist erschöpfend und
es sollte daher in keiner Buchsammlung fehlen. Als Anfänger, der schon beim
Transistor-Kapitel ins Grübeln kommt, freue ich mich auf viele Wintertage mit
diesem Monumentalwerk.
Ein paar Fehler in der dritten Auflage, Seite 37 Abbildung 1.78 eine Diode
falsch rum, Seite 600 Bild 9.3 +15V sollten 5V sein. Der Ansatz, gleich in
Kapitel 1 in dem Widerstände erklärt werden, einen Operationsverstärker als
Komparator aufzuführen, ist didaktisch natürlich Unsinn, das Buch ist nicht
für Anfänger.
Nützlich ist das Übungsbuch "Learning the Art of Electronics" weil darin wie
im Unterricht mehrere Schaltungen komplett abgehandelt werden.
Die alte Editon 2 auch teurer in 2 Bänden in bei manchen Kapiteln grausamer
deutscher Übersetzung erhältlich (der uralte peinliche 'Silikon statt
Silizium' bei Halbleitern und ganz neu 'Silizium statt Silikon' bei
Isolierpads, 'Long tailed pair' wurde (lustig) übersetzt, 'Multiplex display'
wurde zu 'Mehrfachanzeige', Tabellen falsch abgetippt (z. B. LM324 Daten) und
zumindest der Absatz Brückengleichrichter sinnentleert übersetzt). Wer kein
Englisch kann, muss es halt (hin)nehmen, es ist immer noch das Beste
Elektronik-Buch.
Peases "Troubleshooting Analog Circuits" wurde nicht besser übersetzt.
Ebenso sind die "30x-Schaltungen" Bücher oder die "1001-Schaltungen" CD der
Elektor keine gute Quelle, da sind nur die einfachen Schaltungen aus den
Halbleiterheften drin, keine grösseren Projekte, keine sinnvollen Erklärungen.
Von: Rüdiger Klenner (17.7.2007)
Art of Electronics http://frank.harvard.edu/aoe/:
Viel zuwenig Formeln, Zusammenhänge bleiben unklar, werden "nur" genannt. Was
sich an Übungsaufgaben in AoE findet, ist ein Witz. Ausserdem sehr
weitschweifig (ok, nett zu lesen isses ja schon :). Viele nette Ideen und
Detailschaltungen, praktische Kniffe (zum Schluss hin vor allem AFAIR). Kann
sich der Praktiker immer wieder Anregungen draus holen, diesbezüglich sicher
sehr gut.
Tietze/Schenk:
Im Gegensatz zu AoE und Sedra/Smith kein Lehrbuch, das sich fürs Sonnenbad
auf dem Balkon eignet. Nix zum "durchschnabbeln". Allerdings, wenn ich mir
mal was aufbaue schaue ich immer hier rein (In den Seifart auch noch, u.U. :).
Dann eine der tausend Formeln rauspicken, bischen einsetzen und fertich ist
die Tütensuppe :) Ganz subjektiv halte ich vom Tietze/Schenk übrigens mehr
als von AoE.
Sedra/Smith "Microelectronic circuits":
Siehe oben. Bin begeistert! Ein Lehrbuch, sehr systematisch, top-down
strukturiert (Wenn man anfängt, muss man nur rechnen können, sonst nix!) und
das Richtige für den, der analytische Ansätze mag und für den "ich kann es
ausrechnen" nicht synonym ist mit "ich hab es verstanden". Das Buch leistet
deutlich Hiflestellung für den, der Verständnis für die Sache zu erlangen
trachtet IMHO, geht _diesbezüglich_ also wesentlich weiter als AoE oder T/S.
Nicht durch den Fliesstext allerdings, nur durch die ("genialen")
Übungsaufgaben.
http://wiki.analog.com/university/courses/electronics/labs
Und neu: Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits, Agarwal+Lang,
2005 by Elsevier, geht von Kirchhoff über MOSFETS und OpAmp bis Dioden auf
knapp 1000 Seiten, und es wird viel gerechnet.
Mathe oder nicht?
Von: Thomas Steffen 1999
Also ich betrachte den Bronstein / Semendjajew "Taschenbuch der Mathematik"
als absolute Bibel, gibt es bei wechselnden Verlagen (zum Beispiel Teubner).
Es ist ziiiiemlich knapp formuliert, aber enthält in einem Band alles was man
für E-Technik Studium an Mathe braucht, und ist imho gut lesbar.
Von: sassi (?) 1999
Beschreibt das, wonach es klingt. Geht von Null an bis zu komplexer
Rechnung. Keine elektronischen Teile! Die gibt's dann in:
Und wenn dann die Grundlagen sitzen, kann ich nur immer wieder empfehlen:
Und wenn es dann noch Fragen gibt ... ... ... Studium?? :-))
Take it easy.
Patente sind für Hobbybastler irrelevant. Patente behindern nur die
kommerzielle Verwertung eines Verfahrens, nicht die private oder
experimentelle Nutzung.
Wenn die Öffentlichkeit begriffen hat, daß auf einem Verfahren ein
Patentschutz liegt, ist das Patent normalerweise ausgelaufen, denn der
Schutz wirkt nur ca. 18 Jahre und wird oft weniger lange gehalten.
Beispielsweise ist der Patentschutz für die ZivLempelWelch Kompression (GIF)
und das Reflex Akkuladeverfahren (ICS1700) bereits ausgelaufen, ebenso das
XOR zum Zeichnen von löschbaren Graphiken (Cursor, Sprites) oder 1984 das
HILTI-Patent auf pneumatische Bohrhämmer.
Die meisten Patente gelten nur in einigen wenigen Ländern, also ist die
Chance hoch, das es in deinem Land nicht gilt. Notfalls verlegt man die Firma
rechtzeitig in so ein Land.
Prosperierende Phasen von Volkswirtschaften gab es genau dann, wenn Patente
nicht beachtet wurden. So wuchs Deutschland, als man Technologien aus England
übernahm (z.B. Hoesch, Krupp) ohne sich um Lizenzen zu kümmern. Japan wurde
gross, als Patentrecht kein Thema war. Korea und China ebenfalls.
Auch das Silicon Valley entstand genau dann, als Patente ignoriert wurden.
Wenn eine Firma auf ein Verfahren ein Patent erhalten hat, heisst das noch
lange nicht, dass man es beachten muss. Zunächst einmal kann man sein Produkt
ungehindert anbieten. Erst wenn die andere Firma das überhaupt bemerkt, was
bei eingebauten Elementen eher unwahrscheinlich ist wenn man in der Werbung
nicht auf das besondere Verfahren hinweist, beginnt die Beschäftigung mit dem
Patent vor Gericht. Da können schon so viele Jahre vergangen sein, daß das
Patent ausgelaufen ist und Regressanforderungen verjährt. Da die meisten
Patente entweder triviale Wege oder schon früher realisierte Verfahren
beschreiben, wird das Gericht feststellen, dass das Patent null und nichtig
ist, und der Patentinhaber seine Kosten umsonst gezahlt hat. Selbst wenn es
innovativ war, kann man oft eine unabhängige Parallelentwicklung aufzeigen
(Beispiel: Sony Walkman). Nur wenn man frech in dem anderen Patent gelesen
hat und geklaut hat, bekommt man Probleme.Oder auch nicht, Bell kopierte das
Telefon von Meucci, der starb verarmt. Gould erfand den Laser, doch sein
Patent wurde abgeleht, ein Jahr später bekam Townes für dasselbe ein Patent,
erst 30 Jahre später wurde das korrigiert.
Auch Monopoly wurde nicht 1935 von Darrow erfunden, sondern von Phillips 1903
als "The Landlord Game" sogar patentiert und von Darrow inklusive
Rechtschreibfehlern kopiert, was niemand bemerkte.
Immerhin bekam Kearn für seine Erfindung 1962 des Intervallscheibenwischers
dann 1990 30 Mio. von Ford und Chrsler, die ihn ungefragt kopierten obwohl
sie zuvor die Lizensierung angeboten bekamen.
Eine Patentanmeldung kostet ca. 800 Euro. Patentanwälte sind, außer bei
Trivialpatenten, unnötig. Du reichst Deine Anmeldung - in der richtigen
Form - ein, und bekommst dann beim ersten Mal eine Ablehung in der
genau drin steht, was Du ändern musst, damit Dein Antrag zum Erfolg
führt. Du machst die Änderungen und der Antrag geht durch.
Will man Patentschutz bevor man einen Geldgeber von der Idee erzählt, kann
man eine kostenlose provisorische QLC Patenteinreichung beim DPMA machen.
Für ca. 310 EUR wird zusätzlich deren Neuheit recherchiert und der Schutz
gilt ab Einreichung, wenn man innerhalb von 12 Monaten ein nicht zu stark
abweichendes richtiges Patent beantragt. Dann meist mit den Finanzen des
Geldgebers. Leider gilt das provisorische Patent nicht als Verhinderung
derselben Idee durch Andere nach Ablauf der 12 Monate, sonst wäre es eine
kostengünstige Methode der Ideensicherung ohne Patent.
Im Umkehrschluss heisst das, daß Patentschutz für das eigene Produkt eher
sinnlos ist. Wer neben den Gebühren (wenige hundert EUR) und den
Patentanwaltskosten (eher 5000 EUR) nämlich nicht auch die Kosten eines
eventuellen Rechtsstreits durch alle Instanzen (je nach Streitwert rechne so
100000 EUR, ein zu geringer Streitwert macht das Patent sinnlos, da kauft dir
der Gegner es einfach ab) investieren kann, hat keine Chance, sein Patent zu
verteidigen, und er wird es in jedem einzelnen Land gegen jeden einzelnen
Konkurrenten verteidigen müssen. Zudem ist man vor Gericht und auf hoher See
bekanntlich in Gottes Hand, ein erfolgreicher Ausgang also keineswegs gewiss
sondern eher Zufall. Patente dienen bei grossen Firmen lediglich dazu, im
Falle einer Patentverletzung dem anderen ein eigenes Patent an Stelle der
Lizenzzahlung (die selbst für grosse Firmen unerschwinglich wären, wenn das
Patent der Konkurrenzverhinderung dient) anbieten zu können. Patente sind was
für die Grossen.
Patentanmeldung USA (je nach Komplexität) umgerechnet zw. 7000 und 11000 EUR,
hinzu kommen in den folgenden Jahren meistens ein paar Amendments a 1000..2000
EUR und die Maintainance-Gebühren je nach Laufzeit zwischen 2000 und 5000 EUR.
Ein EU-Patent mit Gültigkeit in 8 Staaten kostet im Schnitt knapp 30000 EUR
bei 10 Jahren Laufzeit.
Handelsblatt: Der bürokratische Aufwand zur Anmeldung eines einzigen Patents
für alle 27 Vertragsstaaten des Europäischen Patentamts beläuft sich auf
durchschnittlich 60000 Euro. Zitat DPMA-Jahresbericht: Mehr als die Hälfte
aller Patentanmeldungen stammen von einem kleinen Anmelderkreis mit vielen
Patentanmeldungen – meist Großunternehmen. Die Verteidigung vor der
amerikanischen ITC kostet fünf Mio. Dollar (3,57 Mio. Euro) oder mehr
Verfahrenskosten.
Sollte eine Erfindung WIRKLICH wichtig sein, wird das Patentsystem benutzt,
um die Erfinder zu blockieren:
"a covert system for delaying controversial or inconvenient patents. It’s a
system that attorneys say, if abused, could function as a way to limit or
stomp out emerging companies"
Warum kommt es überhaupt zu Trivialpatenten ? Nun, die Mitarbeiter der
Patentämter leben von den gewährten Patenten, haben also ein Interesse daran,
möglichst viele zuzulassen (ausser in Polen, dort werden sie unabhängig
bezahlt, entprechend sind dort die Patente höherwertig). Dann gibt es einige
Länder mit besonders niedrigen Ansprüchen, und kein anderes Land will hinter
dem zurückstehen und den eigenen Firmen weniger Patente zusprechen,
schliesslich ist die Anzahl der gehaltenen und erteilten Patente ein Stück
Nationalstolz. Und dann wäre es wohl viel zu mühsam, im Patentamt überhaupt
jedes Patent bei der Einreichung zu lesen, geschweige denn verstehen zu
wollen, so dass viele Patente wohl ungelesen durchgewunken werden, was man
daran merkt, daß meist nur die Form kritisiert wird und nicht der Inhalt.
Besonders lobbyfreundlich ist auch das Landgericht München gewesen, das die
gesammelte Zurschaustellung von Trivialpatenten verbietet, weil die Wahrheit
für Firmen mit vielen Trivialpatenten ein negatives Image ergäbe.
Trivialpatente sind also systemimmanent und nicht nur Zufall.
Das Urheberrecht ist nicht besser, mit kriminellerweise als angeblich eigenem
Werk ausgegebenen Plagiaten werden Millionen verdient, wie hier für den Song
"Happy Birthday to you" besonders krass:
Software war in der DDR nicht urherrechtlich schützbar "denn nach DDR Recht
war Software nicht urheberrechtlich geschützt. Die habe weder als
wissenschaftliches Werk noch als gestalterische Leistung zu gelten, hatte
das Leipziger Bezirksgericht in einer Grundsatzentscheidung im September 1979
geurteilt."
Beim Reverse-Engineering lockert eine EU Richtlinie die deutsche Auffassung.
Die "Beobachtung, Untersuchung, Rückbau oder Testen eines Produktes oder
Gegenstandes, das bzw. der öffentlich verfügbar gemacht wurde oder sich im
rechtmäßigen Besitz des Erwerbers der Informationen befindet, der keiner
rechtsgültigen Pflicht zur Beschränkung des Erwerbs des Geschäftsgeheimnisses
unterliegt“ ist nun in EU2016/943 Art. 3 Abs. 1 lit b) ausdrücklich erlaubt.
Insgesamt hat die GeschGehG Geschäftsgeheimnisgesetzesnovelle von 2019 den
Fokus von Patenten zu Geheimnissen verschoben. Wer ein Geschäftsgeheimnis
eines Konkurrenten nutzt, hat fast dieselben Konsequenzen als wenn er gegen
ein Patent verstossen würde. Es besteht nun nicht mehr nur ein Anspruch auf
Beseitigung und Unterlassung, Schadensersatz und Auskunft. Vielmehr kann der
Inhaber des Geschäftsgeheimnisses jetzt, ähnlich wie im Falle der Verletzung
von Patenten, Marken und anderen Schutzrechten, auch die Vernichtung, die
Herausgabe und den Rückruf von Produkten, die unter Ausnutzung des
Geschäftsgeheimnisses hergestellt werden sowie deren Entfernung aus den
Vertriebswegen und Rücknahme vom Markt verlangen. Wie beim Patent die
Offenlegung, ist nun aber das Reverse-Engineering explizit erlaubt, u.a. um
Patentverstösse und Nutzung von Geschäftsgeheimnissen auffinden zu können,
und das Whistle-Blowing, also der Geheimnisverrat zum Zwecke der
Strafverfolgung. Ein Geschäftsgeheimnis ist keines, wenn nicht vorher mit
angemessenen Maßnahmen zur Geheimhaltung der Informationen versucht wurde,
es geheim zu halten. Letzlich also jedem, der es betriebsbedingt erfahren
hatte, mit einer Unterschrift zur Geheimhaltnug aufzufordern. Dinge, die
man damals als nicht geheimhaltungsrelevant eingestuft hat, sind auch
hinterher nicht schützbar.
> Darf man an der Elektroinstallation im eigenen Haus rumfummeln ?
Nach Satz 4 der in Deutschland gültigen Niederspannungsanschlussverordnung
NAV (gilt nicht für Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien
und aus Grubengas, da gilt ggf. anderes, und auch nicht für Inselanlagen ohne
Verbindung zum Stromnetz)
dürfen nur im Installateurverzeichnis des Netzbetreibers aufgeführte Firmen
Arbeiten an der Anlage vornehmen (in A sieht man das lockerer, in CH so
"
"Die grundlegenden Vorschriften zur Elektroinstallation sind im RBT
(Reglamiento de Baja Tensión) von 2003 in Zusammenhang mit den
betreffenden Ergänzungen ITC (Instrucciónes Técnicas Complementarias)
geregelt. Zu beachten sind auch die Vorschriften des Netzbetreibers.
In Spanien muß die Absicherung grundsätzlich zweipolig erfolgen, d.h.
Hauptleiter und Nullleiter. Es muss immer eine Schutzerde vorhanden sein.
In jeder Sicherungshauptverteilung muß ein Überspannungsschutz eingebaut
sein. Ebenfalls muß eine Hauptsicherung (IGA) vorhanden sein.
Die Aufteilung und Stärken der Sicherungsstromkreise ist genau
vorgeschrieben. Für die einfachste Hausinstallation (Instalación basica)
sind 5 Stromkreise zu installieren, u.a. auch ein Anschluß für einen
Elektroherd, selbst wenn mit Gas gekocht werden soll. Diese 5 Stromkreise
müssen mittels Fehlerstromschutzschalter 30mA geschützt werden.
Grundsätzlich sind u.a. Licht- und Steckdosenstromkreise getrennt.
Die Leitungsverlegung unter Putz erfolgt grundsätzlich in Schutzrohr,
dessen Durchmesser und Beschaffenheit ebenfalls vorgeschrieben sind. Es
werden flexible Einzeladern verlegt. Die Verwendung von deutschem NYM-Kabel
direkt unter Putz ist nicht erlaubt. Hier wird mit dem Energieversorger
immer ein Vertrag über die maximal entnehmbare Leistung abgeschlossen.
Dieser Leistungswert wird mittels technischer Maßnahmen überwacht. Hier
gibt es keinen Meistertitel, es ist eine Qualifikation als "Profesional
Habilitado" erforderlich und man muß bei der "Consejería de Industria" als
Elektrofachbetrieb, "Empresa Instaladora, E.I.", registriert sein. "
in DK und L härter, in den USA und Kanada darf nur ein Elektriker Arbeiten an
der Installation machen und selbst dessen Arbeit wird noch von einem Inspektor
überprüft), aber in §13 steht (im Gegensatz zum entsprechenden Text der NDAV
für das Gasnetz, dort fehlt der Absatz): "Mit Ausnahme des Abschnitts
zwischen Hausanschlusssicherung und Messeinrichtung einschließlich der
Messeinrichtung (vulgo Stromzähler, also dem verplombten Bereich), gilt Satz
4 nicht für Instandhaltungsarbeiten", und das sind:
Man darf also an einer bestehenden Anlage Warten, Inspizieren, Instandhalten
und Verbesserungen vornehmen, auch ohne jegliche elektrotechnische Ausbildung.
Ähnlich der Trinkwasserverordnung, laut derer neue Rohre nur vom eingetragenen
Installatuer verlegt werden dürfen, bestehende Rohrleitungen ab dem
Wasserzähler aber in Eigenregie erneuert werden dürfen.
Und weil es bloss Instandhaltung und kein Neubau ist, muss man modernere
Vorschriften auch nicht beachten sondern kann alles so lassen wie es war (z.
B. klassische Nullung), mit Ausnahme der Dinge für die kein Bestandsschutz
gilt, wie Kragenstecker, die musste man sogar 1998 als Instandhaltungsarbeit
austauschen, ebenso PCB/PCT haltige Trafos und Kondensatoren. Eine weitere
in DIN VDE 0100 enthaltende interessante Anpassungsforderung ist das seit
März 2002 geltende Verbot der Nutzung von Wasserrohrnetzen als Erder,
Erdungsleiter oder Schutzleiter.
Erweitern darf man die Anlage nicht, nicht mal um eine Steckdose (wenn sie
weiter als 10 cm von einer bisherigen Steckdose entfernt ist, aus einer
Einzel- eine Doppelsteckdose zu machen erlauben sie also noch). Aber einen
defekten Sicherungsautomaten austauschen und weil der Neue dank Normänderung
nicht in den alten Kasten passt einen neuen Kasten daneben montieren und
Zuleitungen rüberführen ist erlaubt. Auch eine alte Leitung durch eine Neue
zu ersetzen ist Instandhaltung, die klassische Nullung dürfte man dabei
beibehalten, legt den Schutzleiter aber klugerweise trotzdem schon.
Statt der TAB ist seit April 2019 die TAR gültig
"Die Anlage hinter dem Netzanschluss bis zu der in Abschnitt 7.4 Abs. 2
definierten Trennvorrichtung (meist der SLS) für die Inbetriebsetzung der
Kundenanlage bzw. bis zu den Haupt- oder Verteilungssicherungen (falls kein
SLS vorhanden ist) darf nur durch den Netzbetreiber oder mit seiner
Zustimmung durch ein in ein Installateurverzeichnis eingetragenes
Installationsunternehmen in Betrieb genommen werden. Die Anlage hinter dieser
Trennvorrichtung darf nur durch ein in ein Installateurverzeichnis
eingetragenes Installationsunternehmen in Betrieb genommen werden."
Da geht es also nur um die erstmalige Inbetriebnahme, weder um den Bau noch
um Instandhaltungsarbeiten (siehe oben). Daher wird der zur Inbetriebnahme
kommende Installateur eine selbsterrichtete Elektroinstallation erst einmal
überprüfen wollen (umgangssprachlich "abnehmen") weil er bei
elektrotechnischen Laien nicht davon ausgehen kann, daß sie ordnungsgemäss
ist, und alles, was er, weil verdeckt, nicht kontrollieren kann, bemäkeln,
eine von einer Elektrofirma installierte Anlage aber einfach aktivieren weil
er dort davon ausgehen darf daß die ihr Handwerk verstehen.
Natürlich darf man an seiner eigenversorgten Inselanlage ohne Verbindung zum
Netz komplett alles selbst machen. Bei Öltanks sähe das anders aus, dort gilt
seit August 2017 dass nur Fachbetriebe Arbeiten daran ausführen dürfen und
eine neue Anlage abgenommen werden muss.
Auch bei Lichtnotrufsystemen (z.B. in Krankenhäusern mit rot/grün Lampe über
den Tür) fordert die Norm DIN0834 daß nur Fachkräfte für Rufanlagen Arbeiten
an der Anlage vornehmen dürfen, obwohl sie mit Kleinspannung arbeiten. Der
ZVEI vertritt sogar die Meinung, daß jedes System mit dem jemand Hilfe holen
kann dieser Norm unterliegen müsste, was natürlich kontraproduktiv wäre da
dann die Installation abweichender Anlagen unterbleiben würde.
Nach Bränden ist eine http://de.wikipedia.org/wiki/Brandursachenermittlung
üblich, bei Todesfällen wird natürlich ebenfalls ermittelt. Wenn dabei
festgestellt wird, wer verantwortlich ist, hat der ein Problem, wenn die
Arbeit nicht fachmännisch durchgeführt wurde. Vom Zähler bis zur Steckdose
gilt die DIN 18015-1 und VDE 0100-520. Das hilft dem Bastler natürlich nicht,
denn er hat die Normen nicht und kann sie sich nicht kaufen, denn die sind
so teuer, daß er dann gleich einen Elektriker beauftragen kann. So verhindert
die krude deutsche Gesetzgebung nicht bloss gesetzeskonformes Verhalten der
Bürger, sondern nimmt ihnen auch jede Möglichkeit, eventuellen Pfusch der
beauftragten Elektriker zu erkennen. Die Kaste schützt sich selbst vor
Konkurrenz und Kritik.
VDE 1000-10:2009-01 Abschnitt 5.2 bzw. EN 50110-1:2008-09-01 Abschnitt 3.2.3
Elektrofachkraft, Anforderungen an die im Bereich der Elektrotechnik tätigen
Personen und BG-Vorschrift DGUV Vorschrift 3 gilt im Privatbereich nicht.
So bald man gewerblich ein elektrisches (Niederspannung) Gerät aufschraubt,
fordert die Berufsgenossenschaft eine Ausbildung als Elektrofachkraft und
eine Messung nach VDE0701 mit (regelmässig) kalibriertem Messgerät. Privat
darf man Geräte mit Netzversorgung ohne Einschränkungen reparieren, vorher
den Netzstecker ziehen.
Seit 2002 sind (dank EU) studierte Elektrotechniker, egal ob Bachelor oder
Dipl.-Ing., egal ob FH oder Uni, genau so wie staatlich geprüfte Techniker
bereits durch ihren Abschluss Elektrofachkraft nach DIN VDE 1000-10 Abschnitt
5.2 und zum Eintrag in die Handwerksrolle als Meister berechtigt und somit
auch zum Führen einer Firma mit Meisterzwang.
Um Arbeiten an einer mit dem Netz verbundenen Elektroinstallation durchführen
zu dürfen, musst du nicht wegen dieses Gesetzes sondern wegen der TAR im
Installateursverzeichnis des Netzbetreibers eingetragen sein. Dazu sind drei
Jahre Berufserfahrung nachzuweisen. Ohne die kann man den Sachkundenachweis
für den Anschluss elektrischer Anlagen an das Niederspannungsnetz per TREI
Prüfung nachweisen
man sollte zuvor an dem 80-stündigen TREI Lehrgang teilgenommen haben und
bitte nie auch an unlogischen Stellen meckern, sonst fällt man durch.
> Darf man als Mieter Lampen selbst anbringen und Herde anschliessen ?
Nein. Man darf offiziell gar nichts an der dem Vermieter gehörenden
Elektroinstallation machen, für das man ein Werkzeug (Schraubendreher)
benötigt (selbst dann, wenn es inzwischen werkzeuglos zu verwendende
Wago-Klemmen gibt), nur Glühlampen reindrehen und Stecker von Stehlampen
reinstecken. Auch ein Küchenmonteur darf nicht einfach den Herd anschliessen
und der Malermeister darf nicht die Lampen abnehmen (in Schweden mit dem
veralteten Kronkontakt schon und mit dem französischen DCL Device Connection
Luminaire als neuem EU Standard 2019 ebenfalls) und wieder anbringen, sondern
benötigt dazu eine besondere Ausbildung und Erlaubnis die ihn zu einer
'elektrotechnisch unterwiesenen Person' für diese Arbeiten macht.
DIN VDE 0105-100 7.4.2: Wenn in Niederspannungsanlagen vollständiger Schutz
gegen direktes Berühren besteht (mindestens IP2X oder IPXXB), dürfen diese
Arbeiten (Lampen und Sicherungen wechseln) durch Laien unter Spannung
ausgeführt werden (bei rausgeschraubter Glühbirne bzw. Sicherung liegen die
Kontakte offen, davon die Finger zu lassen traut man also dem Laien noch zu).
Und wenn man hört, wie viele Leute bereits Probleme mit so einfachen Arbeiten
haben "aus der Decke kommen nur 2 Leitungen, wo kommt Erde des Lampenschirms
dran", "meine Herdplatten glühen seit dem ich in der neuen Wohnung bin und
den Herd selbst angeschlossen habe", "meine eine Deckenlampe geht nicht, die
andere im Zimmer funktioniert, aber dort waren 4 Kabel von denen ich nur 2
verwenden musste", ist das auch gut so.
Zum 01.01.2019 trat die neue Anwendungsregel VDE-AR-N 4100:2019-04 in Kraft.
Sie definiert die technischen Mindestanforderungen für Zählerplätze in
elektrischen Anlagen innerhalb eines Wohngebäudes mit direkter Messung und
Betriebsströmen bis maximal 63 A, die an das Niederspannungsnetz der
allgemeinen Stromversorgung angeschlossen sind.
Die DIN 18015-2 definiert die Mindestausstattung für elektrische Anlagen in
Wohngebäuden. Darüber hinaus beschreibt die Richtlinie RAL-RG 678 die
Standardausstattung und die Komfortausstattung. Altgebäude (Bestandsschutz)
müssen die aktuellen Bestimmungen nicht einhalten, bei vermieteter Wohnung
muss die Installation allerdings einen E-Check bestehen, d.h. nach damaligem
Stand in Ordnung sein. Allerdings kann der Mieter laut BGH in VIII ZR281/03
auch bei einer uralten Wohnung "einen Mindeststandard erwarten, der ein
zeitgemäßes Wohnen ermöglicht, hierzu gehört die Bereitstellung einer
Stromversorgung, so dass zumindest ein größeres Haushaltsgerät wie
Waschmaschine oder Geschirrspülmaschine und gleichzeitig weitere
haushaltsübliche Elektrogeräte wie etwa ein Staubsauger in der Wohnung
benutzt werden können. Eine derartige Ausstattung einer Wohnung wird
unabhängig vom Baualter des Gebäudes oder einer Modernisierung der Wohnung
allgemein erwartet".
> Welche Vorschriften gelten bei Boot und Caravan und Wohnmobil ?
Landanschluss max. 25m CEE 2.5mm2 mit 1mA Kontrolleuchten zwischen L und PE
und N und PE, damit korrekte, verpolte und fehlender PE erkennbar werden.
2-polige Sicherungen und FI. Bei Booten führt PE an Teilen in Wasserkontakt
zu Kontaktkorrosion weil doch ein Volt Differenz anliegt, dann ein Trenntrafo
oder zumindest 'Zincsaver' galanischer Isolator.
Required Marine Wiring Color Codes: DC: grün=bondig, weiss oder schwarz=negativ, rot=positiv
und einige Recommended.
> Was muss man beachten bei 230V im Fahrzeug (nicht erdbar):
"In Fahrzeugen (transportable Baueinheit) mit einer Betriebsspannung ab 50V~
mit Ausnahme von Wohnmobilen/Caravan, Fahrzeugen mit Elektroantrieb und
Schiffen (für diebestehen eigenständige Normen der VDE) ist die DIN VDE
0100-717 anzuwenden und damit verbunden die VDE-Errichterbestimmungen
0100-100 bis 0100-6. Durchgängig Schutzklasse II. Soll mehr als ein
elektrisches Betriebsmittel betrieben werden, dann muss im Fahrzeug ein
eigenständiges TN-S-Netz mit RCD oder ein Versorgungsnetz Schutztrennung mit
Potentialausgleich und IMD-Überwachung errichtet werden." sagt
> Ist das verzinnen von Litzenkabelenden nicht inzwischen verboten ?
EN60598-1. 5.2.13 sagt zur inneren Verdrahtung von Leuchten: Die einzelnen
Litzendrähte dürfen aus hauchdünn (also galvanisch) verzinnten Kupferdrähten
bestehen aber diese Litzen dürfen nicht durch Zinn weiter zusammengelötet
werden (verzinnen des Litzenendes), ES SEI DENN man hat Kaltfluss-Lockerung
verhindert (wie es in Federklemmen der Fall ist. Dort ist es also erlaubt).
Bei Schraubklemmen ist verzinnen explizit verboten. Eine erlaubte Form findet
sich in Bild 28 der EN60589-1: Nur ganz am Ende des Abisolierten verzinnt
damit die Litze nicht aufspleisst, aber festgeschraubt dort wo die Litzen
noch einzeln frei liegen, also festgeschraubt dort wo kein Zinn ist.
> Warum sind in Hausinstallationen Herdzuleitungen mit 2.5mm2 zu verlegen,
Weil nach DIN 18015 Teil 1 die Herdzuleitung auf eine Belastbarkeit von 20 A
auszulegen ist, und dafür reichen halt keine 1.5mm2. In dementsprechend
gebauten Häusern kann man also den Sicherungsautomaten von 3 x 16A auf 3 x
20A aufrüsten wenn ein Herd kommt, der das benötigt. 2.5mm2 ergibt bei der
meist einzigen Drehstromleitung im Haus bei 16A auch eine zulässige
Umgebungstemperatur von 40 GradC (Die Temperatur gilt übrigens als
Jahresdurchschnittstemperatur), wie es die 1-phasigen Unterputzleitungen bei
1.5mm2 ebenfalls erlauben. In Luxemburg beispielsweise legt man 10A für
Lichtstromkreise mit 1.5mm2, 16A für Steckdosen mit 2.5mm2. In England eine
Ringleitung in 2.5mm2 für 32A, in der Schweiz darf man 1.5mm2 maximal mit 13A
absichern. Häufung kann man in Wohngebäuden außer acht lassen, daran liegt es
also nicht.
"Die zulässige Strombelastbarkeit muß unbedingt errechnet und eingehalten
werden. Ihr Überschreiten führt nämlich zum Erhöhen der Betriebstemperatur
über den zulässigen Wert von 70 °C hinaus. Daraus folgt eine erhebliche
Verringerung der Lebensdauer der eingesetzten Kabel und Leitungen. Zum
Beispiel bedeutet die Stromüberlastung von ca. 20 % nur noch eine Lebensdauer
von 2,5 Jahren, weil die Leitertemperatur bereits etwa 90 °C erreicht. Bei
noch höherer Beanspruchung sinkt die Lebensdauer weiter (bei ca. 35 % beträgt
sie lediglich noch ein Jahr). Der Normalwert der Lebensdauer liegt bei einer
Betriebstemperatur von 70 °C bei 20 Jahren. Unterlastung führt natürlich zu
einer Verlängerung der Lebensdauer. Bereits bei 60°C steigt der Wert auf ca.
65 Jahre." sagt:
Schuko-Steckdosen müssen laut DIN VDE 0620 mit maximal 16A abgesichert sein.
Man kann aber auch welche kaufen (z. B. billiger Ramsch aus Frankreich), die
nur 10A aushalten, also Vorsicht ! In Dänemark darf man Stromkreise mit mehr
als 1 Schuko-Steckdose nur mit 10A absichern, ist nur eine Steckdose am
Stromkreis darf die mit 16A abgesichert sein. Steckdosen bis 20A müssen bei
Neuinstallationen mit einem 30mA FI gegen Fehlerströme abgesichert sein.
Die aktuelle Norm DIN VDE 0100-410: 2018-10 fordert mittlerweile auch für
Beleuchtungsstromkreise in Wohnungen und für Steckdosenstromkreise bis 32 A
sogar einen Schutz durch 30 mA-RCDs. Das gilt nicht für Festanschlüsse wie
Herd oder Durchlauferhitzer oder 32A CEE. Und beim Schwimmbad oder Whirlpool
gilt:
> Mein Waffeleisenzuleitungskabel hat nur 0.5mm2, ist das nicht verboten ?
Nach DIN EN 60335-1 "Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und
ähnliche Zwecke - Teil 1: Allgemeine Anforderungen" und Produktnorm (Typ C)
DIN EN 60335-29 "Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und
ähnliche Zwecke - Teil 2-9: Besondere Anforderungen für Grillgeräte,
Brotröster und ähnliche ortsveränderliche Kochgeräte" gelten für die
flexiblen fest mit dem Gerät verbundenen Anschlussleitungen folgende Vorgaben:
und bei DIN 72551 laut https://www.hoelzle.ch/posts/kabelquerschnitte
maximaler Sicherungswert je nach Kabelquerschnitt:
Nein, diese Forderung stammt aus der DIN VDE 0100-520, die bis zu 64A
belastbare Leitungen zur Unterverteilung fordern. Als Unterverteilung gelten
aber nicht Kleinverteiler, sondern nur die Sicherungskästen mit dem Zähler.
Weder Mehrfachsteckdose, Abzweigdose, CEE->3Schuko, Baustromverteiler oder
Kleinverteiler sind Unterverteilungen. Es reicht also eine Zuleitung
dimensioniert nach der Absicherung. Schon der Sicherungskasten in der
Mietwohnung (Zähler im Keller) ist nur ein Gruppenverteiler, keine UV. Aber:
DIN VDE AR4100 Abschnitt 8 fordert für die TN Leitung vom Zählerplatz zum
Stromkreisverteiler ebenfalls 63A Belastbarkeit, und L1L2L3NPE. Zudem:
Gruppenverteilungen speisen keine weiteren ortsfesten Elektroverteiler.
> Schutzleiterquerschnitt und Potentialausgleich:
Weiter werden in der VDE für Potentialausgleichsleiter noch Minimal und
Maximalwerte angegeben:
> Darf man einen Schutzleiter für mehrere Stromkreise verwenden ?
Ja, er muss den Querschnitt der stärksten Zuleitung haben (also nicht aller
zusammen) und es muss eine Warnung angebracht sein, wenn die Zuleitungen
einzeln abschaltbar (abgesichert) sind.
> Mein neuer Backofen hat einen Schukostecker und soll an die Herdanschlussdose
Es gibt "Küchenanschlussboxen" für viel Geld. Allerdings sollte man bei ihrer
Installation prüfen, ob die Herdanschlussdose FI abgesichert ist und allpolig
abschaltbar. Denn: Ein klassischer Herd an einer 5-poligen Leitung soll nur
'bevorzugt' mit einem 3-poligen LSS abgesichert werden, trennt man jedoch die
Leitung ab der Herdanschlussdose auf Backofen (Schuko) und Herd auf, MUSS die
Absicherung mit einem 3-poligen LSS erfolgen (verstehe die VDE wer will).
> Muss man einen Stromerzeuger (Inverter) erden ?
Wenn nur 1 Last angeschlossen wird, nein. Wenn 2 oder mehr Verbraucher
angeschlossen werden: Ja.
> Warum gibt es keine Eurostecker und Konturenstecker zum selber-anschliessen
Weil es genügend Deppen gab, die den Stecker an ein Schutzklasse I Gerät
angeschraubt haben und den Schutzleiter einfach nicht angeklemmt haben.
Daher gibt es nur fertig konfektionierte Kabel (was übrigens das Problem
nicht löst, da nur 2 Leitungen im Gerät ankommen lässt der Depp eben die
Schraube zur Erdung des Gehäuses unbelegt), tausch also das ganze Kabel.
> Mein Bad hat keine Steckdose, darf ich dort eine Feuchtraumsteckdose anbringen ?
Im Haushalt sind Bad und Küche im Gegensatz zum unbelüfteten unbeheizten
Keller keine Feuchträume, es gibt aber Installationszonen in denen bestimmte
Anforderungen gelten (z. B. keine Steckdose anbringen). In ein Bad gehört eine
mit einem FI abgesicherte Schukosteckdose. Stegleitungen sind dort auch unter
Putz inzwischen verboten.
> Ich habe gehört, die Steckdose für den Kühlschrank soll nicht an den FI
Das war vor 2007. Nach DIN VDE 0100-410 müssen jetzt ALLE Steckdosen mit einem
Fehlerstromschutzschalter abgesichert sein. Wer nicht will, daß bei einem
Isolationsfehler beispielsweise des Geschirrspülers oder Herdes der
Kühlschrank ausfällt, spendiert ihm in Neuinstallationen einen eigenen FI.
Bei der Erst-und Wiederholungsprüfung in TN-Systemen müssen FI gemäss DIN VDE
0100-600 Abs. 61.3.6.1 geprüft werden mit stufenweise ansteigendem Strom bis
39mA (30mA + 30% erlaubter Messfehler) und innerhalb 0.4s auslösen. Bei
TT-Systemen ist zusätzlich die Messung der Berührungsspannung erforderlich (=
50 V). Gemessene Berührungsspannung, Auslösezeit und Auslösestrom sind zu
dokumentieren.
> Warum darf man an einen Auslass einer Deckenleuchte keine Schukosteckdose
Vorausgesetzt, der Deckenauslass hat überhaupt einen Schutzleiter: Weil
Lichtstromkreise i.A. nur für 10A ausgelegt sind (siehe oftmals Aufdruck im
Lichtschalter, auch 1.5mm2 NYM in mineralwollisolierter Decke) und eine 16A
Absicherung nur erlaubt ist, weil beim Anschluss einer Lampe diese als fest
installiertes Gerät aufgefasst wird bei dem der Elektriker die Einhaltung
der maximal 10A im Gesamtstromkreis zu überprüfen hat. Daher reichen in der
Lampe auch Lüsterklemmen für 2.5A oder 4A trotz höherer Absicherung, weil
alle in die Fassung passenden Glühbirnen einfach nicht mehr Strom erlauben,
aber die 16A mit denen man eine Schukosteckdose belasten könnte würden sie
überlasten. Lichtschalter mit einem X (10AX) sind Leuchtstofflampenfest.
> Benötigen Aussensteckdosen einen eigenen FI Schalter
in DIN 18015-2:2010-11 4. 3 steht: "...Sicherung gegen unbefugte Benutzung
und Manipulation: Allgemein zugängliche Anlagen und die im Freien zugängliche
Steckdosen sind gegen unbefugte Benutzung und Manipulation zu sichern.
Anmerkung Dieses kann z.B erreicht werden durch allpoliges Abschalten...".
Ein FI würde allpoliges Abschalten ermöglichen.
> Darf ich einen LSS als Schalter verwenden oder muss hinter die Sicherung ein Schalter ?
Laut VDE sind Leitungsschutzschalter als betriebsmässige Schalter zugelassen.
> Kann ich in einem Sicherungskasten einen Überspannungsschutz nachrüsten ?
Ja. Es gibt 3 Typen: Typ 1 kommt dorthin wo die Leitung vom Netzbetreiber
ankommt, ist aber nur nötig bei Freileitungen oder wenn das Gebäude einen
äusseren Blitzschutz hat. Typ 2 kommt in die Verteilung. Eine Kombi Typ 1+2
gibt es auch. Und Typ 3 ist der VDR in jedem überspannungsgefährdeten Gerät.
In Extremfällen muss der Überspannungsschutz extra Sicherungen bekommen, aber
im Haushalt eher nicht.
> Ist es egal, wie man einen FI/RCD anschliesst ?
Nein, einige geben vor, wo Eingang und wo Ausgang und wo N und wo die Phasen
anzuschliessen sind, denn der N wird nacheilend getrennt und der Test-Taster
muss am Ausgang sein damit der Fehlerstrom durch den FI fliesst und er sich
selbst abschaltet. Aber es gibt welche, die sind geschickt genug aufgebaut,
dass es ihnen egal ist ob die Einspeisung oben oder unten erfolgt, und ob der
N links oder rechts (aber nicht an einem der Mitte, die trennen voreilend)
durchgeleitet wird, da der Test von 1 nach 8 geht. Also Datenblatt beachten.
Knebellichtschalter schaltet man nach oben ein, das entspricht IEC 60447 bzw.
VDE 0196:2004 "Grund- und Sicherheitsregeln für die
Mensch-Maschine-Schnittstelle, Kennzeichnung - Bedienungsgrundsätze"
Abschnitt 5.1.1. Abhängigkeit entsprechend der Betätigungsrichtung eines
Bedienteils. Eine Zunahme des Sollbetriebszustands sollte erfolgen, wenn das
Bedienteil betätigt oder bewegt wird in Richtungen
Aber Wippenschalter werden normalerweise so eingebaut, daß sie bei Druck auf
die untere Wippenhälfte eingeschaltet werden, so dass sich auf der oberen
Wippenseite in der normaleren Aus-Stellung kein Staub sammelt. Schutz vor
herunterfallenden Teilen ist bei ihnen (angeblich) nicht nötig.
Zudem gibt es in IEC 60204-1:2016 vorgeschlagene Farben für Schalter, rot auf
gelbem Grund für Not-Aus, Schwarz Grau Weiss für Stop-Aus, Schwarz Grau Weiss
Grün für Ein und Schwarz Grau Weiss für Aus, Schwarz Grau Weiss Blau für
Reset, Gelb für Unterbrechung. Warum nicht rot für Aus ist zweifelhaft, alle
grün/rot Doppeltaster für Ein/Aus wären damit unzulässig.
Das Anschliessen oder Verbinden von elektrischen Leitern geschieht nur mit
GENORMTEN Klemmverbindungen, das wird von VDE 0100-520, Abschnitt 526.5
gefordert. So müssen folgende Verbindungsmaterialien ausgewählt werden:
Auch Wago Klemmen können gammeln:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/585858/Zwischenablage01.jpg
https://www.youtube.com/watch?v=2uYD8e7idnY
Immerhin dürfen Wago-Klemmen nach dem Lösen wieder verwendet werden:
http://www.wago.de/media/3_branchsolution/building_2/Dosenklemmen_4-2011.pdf
Ab einem Leiterquerschnitt von 4mm² sind sowieso nur fest fixierte Klemmen
(Lage in der Dose) erlaubt.
Löt- und Schweissverbindungen müssen "fachgerecht" ausgeführt werden, das
heisst die mechanische Befestigung der beiden Drähte aneinander darf nicht
nur durch das Lot erfolgen, sie sind also nicht per se verboten.
VDE 0100-520, 526.2 sagt: "Lötverbindungen in Leistungsstromkreisen sollten
vermieden werden." Hat man aber keine GENORMTE Klemmverbindung, muss man
sogar löten oder schweissen. Starrdrähte wie NYM darf man laut VDE 0295
Klasse 2 nicht mit isolierten Stossverbindern verpressen (beispielsweise für
ein Flicken unter Putz),
Litzenkabel aber mit der passenden Crimpzange (6-eckig) und den unisolierten
Stossverbindern, die man dann einzeln mit Schrumpfschlauch isolieren muss,
mit einem weiteren Isolierschlauch aussenrum, und mit dem Isolationsmessgerät
prüfen muss.
Das Löten von Installationsleitungen ist also erlaubt: VDE 0100-520, 526.2
"Lötverbindungen in Leistungsstromkreisen sollten vermieden werden. Werden
diese angewendet, müssen die Verbindungen so ausgeführt sein, dass das
Fließen des Lötmittels, mechanische Belastung und Temperaturerhöhung im
Fehlerfall berücksichtigt sind."
Wer also die Drähte zuvor mechanisch fixiert "stramm verdrillt oder mit
dünnerem Draht umwickelt" und dann verlötet, kann sie in innenklebendem
Schrumpfschlauch isoliert unter Putz verschwinden lassen, denn sie ist,
ebenso wie die oben erwähnte Crimpverbindung, keine Klemmstelle die
zugänglich bleiben müsste.
Für den e-Check nach DIN VDE 0100-600/0413 benötigt man solche Messgeräte,
wie Fluke 1662/1663, die Schleifenimpedanz, FI und Isolationsspannung messen
können:
earth leakage nach amerikanischen Vorgaben misst man mit
Das Problem ist nicht, daß der FI Fehlerstromschutzschalter an so einer
Installation nicht schützt, sondern das Problem ist, daß er ständig
ungewollt rausfliegt, nämlich immer wenn ein Schutzklasse I Gerät (also eines
mit Schukostecker) ungewollt etwas berührt, sei es die Heizung, ein
Schuko-Gerät an einem anderen Nullleiter über die Abschirmung der
Verbindungskabel gerade bei Audiokabeln, das feuchte Erdreich, und damit ist
die Installation unbrauchbar. Zudem trennt der normale FI-Schalter beide
Leitungen N und L und wenn PEN zuerst getrennt wird, liegen im Abschaltmoment
kurz ALLE Gehäuse und mit PE verbundenen Teile an voller Netzspannung. Es
gibt aber auch FI mit einer Reihenfolge bei denen man PEN auf den verzögert
trennenden Kontakt legen könnte oder gar nur einpolig trennende FI.
Hat man jedoch fest installierte Stromkreise an denen nur Schutzklasse II
Geräte hängen, also ohne Schuko, würde der FI auch ohne Schutzleiter helfen
ohne zu stören, aber dort gäbe es keine Schuko-Steckdosen.
> Mein Haus hat 50A D Sicherungen und dahinter einen 40A FI-Schutzschalter
Der auf einem FI Schalter aufgedruckte Vorsicherungswert (z.B. 100A bei 40A
5SV3344 oder 2CSF204101R1400) ist nicht ausreichend, um ihn vor thermischer
Überlastung zu schützen. Wenn durch die nachfolgende Absicherung nicht
sichergestellt werden kann, daß nur der Nennstrom fliessen kann, muss vor den
FI eine Vorsicherung im Nennstromwert oder einem vom Hersteller im Datenblatt
angegebenen Sicherungswert zum Schutz vor thermischer Überlastung (ich habe
noch nie eine solche Extra-Angabe im Datenblatt gesehen). Ein 40A FI nach
einer 50A oder 63A Vorsicherung ist also UNZULÄSSIG wenn dahinter mehr als
40A in Summe pro Phase kommen, ein Gleichzeitigkeitsfaktor gilt hier nicht.
> Muss in meinen Sicherungskasten ein SLS ?
Nein, diese Anforderung aus der TAB2000 wurde verallgemeinert und es ist nur
noch eine "selektive Überstromschutzeinrichtung" nötig, aber ein SLS ist zwar
teuer aber praktisch. Nur Elek
> Ich will eine Wallbox, aber mein Elektriker sagt, er müsse dafür ein extra Kabel legen.
Ja, die DIN VDE 0100-722 fordert für Wallboxen einen eigenen Stromkreis, also
Zuleitung und Sicherung und FI ohne weitere Verbraucher und Steckdosen dran,
wobei irgendwo ein Gleichstrom-FI installiert sein sollte. Aber wer schon
eine CEE Steckdose (passend abgesichert für die Leitung) in der Garage hat,
schliesst einfach eine "mobile Wallbox" aka Ladekabel mit CEE an, die enthält
den nötigen FI und alles ist gut. Leider gibt es dafür keine Förderung, es
war aber auch keine Arbeit.
> Darf man Litzenleitung unter Putz verlegen ?
Im Prinzip ja, wenn der Mantel dafür zugelassen ist (beispielsweise verfügt
H07RN-F über eine Ader und Mantelisolierung und ist nach der Vorgängernorm
DIN VDE 0298 Teil 3 geeignet für Schutzklasse II. Bei mehr- und vieladriger
Ausführung kann sie gemäß Tabelle 52 F ohne Einschränkungen verlegt werden.
Damit ist sie auch für die Installation unter Putz verwendbar, bei H07Z-K
wird unter Putz explizit erwähnt) und Aderendhülsen bei den üblichen
Schaubklemmen verwendet werden. Allerdings sind Litzenleitungen historisch
teurer und gammeln schneller weg. In Spanien müssen auch unter Putz
Litzenleitungen (RV/U-1000 R2V) verwendet werden. Litzenleitungen dürfen
jedoch nie als Blitzableiter (Potentialausgleich) verlegt werden, das
Magnetfeld der 100000 Ampere drückt die Einzeladern explosionsmässig
auseinander.
Bei Booten ist Litzenkabel zumindest in den USA und Kanada Vorschrift:
"under the ABYC standards but is also specifically under US federal law in
the Code of Federal Regulations. Transport Canada Marine Standards also
require "stranded" not solid wire." Ausserdem "ABYC standards do not allow
a soldered connection unless it is also crimped." allerdings ist ABYC nicht
immer Vorschrift.
> Darf man an einen Schukostecker wieder eine Festinstallation anschliessen ?
In einer Festinstallation nach TN-C bzw. TN-S darf der Nulleiter nicht
geschaltet werden. Wenn es also darum geht, aus einer Funkschaltsteckdose
wieder einen fest installierten Stromkreis zu versorgen, kann es passieren,
daß nur der Null geschaltet wird. Eine eventuelle Vertauschung von Phase und
Null (braun und blau) ist nicht der Grund. Elegant löst man das Problem, in
dem die Funkschaltsteckdose ein fest montiertes Schütz schaltet welches Phase
in der Festinstallation schaltet.
> Was ist der maximal erlaubte Ableitstrom (von L nach PE) bei nicht fest angeschlossenen Elektrogeräten
1mA laut DIN VDE 0701 pro kW Geräteleistung, bei Schuko also höchstens 3.6mA,
Berührungsstrom (Frontplatte) nur 0.5mA vor allem bei Schutzklasse II Geräten.
> Darf man Leiter parallelschalten ?
Nach VDE 0100-430 ist Parallelschalten von gleichartigen Leitern
nebeneinander ohne Abzweigungen, etc. grundsätzlich zulässig. Wenn
gewährleistet ist, dass der Strom immer gleichmäßig verteilt ist (<= 10%
des Betriebsstroms Unterschied), ist ein gemeinsamer Schutz gegen
Überlast möglich. Wenn ein gemeinsamer Kurzschlussschutz nicht wirksam
muss er jedoch bei mehr als 2 parallel geschalteten Leitern für jeden
Leiter individuell und beidseitig vorgenommen werden.
> Darf man 2 Stromkreise in einem gemeinsamen Leerrohr oder Kabel führen ?
DIN VDE 0100-520 Abschnitt 521.6: Mehrere Stromkreise sind in einem
Elektroinstallationsrohr zulässig, wenn alle Leiter für die höchste
vorkommende Nennspannung isoliert sind und die Elektroinstallationsrohre
ausreichende Querschnitte haben.
DIN VDE 0100-520 Abschnitt 528.1.2: Bei Aderleitungen dürfen in einem Rohr
nur die Leiter eines Hauptstromkreises und die Leiter eines zugehörigen
Steuerstromkreises verlegt werden. Die ÖVE erlaubt das übrigens seit 2002.
DIN VDE 0100-520 Abschnitt 521.7.2.4: "In Elektroinstallationsrohren dürfen
Aderleitungen mit anderen Kabeln oder Leitungen (beispielsweise NYM
Mantelleitung) nicht gemeinsam verlegt werden" wurde GESTRICHEN !
Man darf also mehrere Mantelleitungen einziehen, und Einzeladern, aber nicht
Einzeladern über die mehrere Stromkreise (Leitungsschutzschalter) laufen.
In Leitungen und Kabeln ist die gemeinsame Führung mehrerer Hauptstromkreise
zulässig, wenn eine Identifizierung der Stromkreise möglich ist z. B. durch
Nummern auf den Leitern oder unterschiedliche Adernfarben.
Nach DIN VDE 0298-4, Tabelle 21 muss die Strombelastung bezogen auf die
Verlegeart B1 bei zwei Stromkreisen auf 80 % reduziert werden, wenn der
Gleichzeitigfaktor 1 beträgt.
Im Außenbereich darf eine Installation nur mit Leitungen und Kabeln, z. B.
NYM oder NYY, erfolgen, nicht mit Einzeladern im Leerrohr. Verbindungsdosen
müssen mindestens in der Schutzart IP X1 (geschützte Anlagen im Freien)
oder IP X3 (ungeschützte Anlagen im Freien) ausgeführt sein.
Im privaten Bereich ist NYM noch zulässig, im gewerblichen nur noch NHXMH,
da sollte man als Privater auch drauf achten, schliesslich könnte das Gebäude
mal gewerblich genutzt werden sollen und dann gilt nicht mal Bestandsschutz,
denn schon bei Errichtung waren die Kabel für gewerbliche unzulässig.
> Darf man 2 Stromkreise durch Durchgangskästen oder Dosen legen ?
Das Führen von ungeschnittenen Leitern durch gemeinsame Durchgangskästen oder
Dosen ist zulässig, jedoch nicht, wenn davon ein Stromkreis an die
eingebauten Steckdosen geführt ist.
> Darf man Elektroinstallationen werkzeuglos zugänglich haben ?
Nein, jede Elektroinstallation muss in einem im stromführenden Teil nur durch
Werkzeug zu öffnenden Gehäuse sitzen. Damit sind die billigsten
Verteilerdosen aus Polyethylen mit aufschnappbarem Deckel UNZULÄSSIG, es sei
denn sie sind an einer Stelle montiert die ihrerseits zugangsgeschützt ist.
Wie die trotzdem ihre Zulassung bekommen haben sieht man an diesem Bild, in
dem die benötigte Kraft zum Abziehen des Deckels gemessen wird, vollkommen
unrealistisch:
Kauft also ordentliche Verteilerdosen.
> Warum ist das Blechgehäuse meines neuen Sicherungskastens nicht geerdet ?
Installationskleinverteiler oder Zählerplätze (im Sinne der TAB 2000 Abschn.
8 (1)) müssen gemäß VDE 0603-1 Abschnitt 4.1.1 schutzisoliert (Schutzklasse 2)
ausgeführt sein. (Früher war das mal anders).
> Warum reichen die 10mm2 in alten Verteilern ?
Weil bei unter 1m Länge die Leitung eine Grössenstufe dünner sein darf, statt
16mm2 für 63A reichen also 10mm2 wenn Zähler neben Sicherungskasten hängt.
So sind die üblichen Haushaltszuführungen i.A. für 63A Dauerstrom ausgelegt,
aber die Verdrahtung nach dem Zähler unterliegt Einschränkungen: Der
Zählerplatz mit einer internen Verdrahtung nach DIN 43870-3 (H07V-K 10qmm)
ist für Folgende maximal mögliche Betriebsströme einsetzbar:
a) <= 63 A bei haushaltsüblichen Bezugsanlagen und ähnlichen Anwendungen
unter Berücksichtigung des Belastungsgrades und des Gleichzeitigkeitsfaktors
nach DIN 18015-1.
b) <= 32 A bei Erzeugungsanlagen und/oder Bezugsanlagen mit anderem
Lastverhalten (z. B. Direktheizung, Speicher, Ladestationen für
Elektrofahrzeuge), unabhängig von deren Einschaltdauer.
Der Zählerplatz mit einer internen Verdrahtung H07V-K 16qmm ist für
folgende maximal mögliche Betriebsströme einsetzbar:
b) <= 44 A bei Erzeugungsanlagen und/oder Bezugsanlagen mit anderem
Lastverhalten (z. B. Direktheizung, Speicher, Ladestationen für
Elektrofahrzeuge), unabhängig von deren Einschaltdauer.
Bei Zählerplätzen mit Doppelbelegung beträgt der maximal zulässige
Dauerstrom = 32 A. (Anlage einfeldrig 22A).
Zählerplatz nach neuer VDE-AR-N 4101 Ausgabe 2015: Dauerstrom 32A und 44A.
Und nicht mehr in Fluchtwegen installieren, also im Treppenhaus eines
Mehrfamilienhauses.
> Sicherungen in N ?
In Österreich trennen Sicherungsautomaten auch nacheilend den N. In
Deutschland ist das unüblich, aber in manchen Installationen (Kindergarten)
müssen auch N abgesichert werden. Auch ist in Österreich die Installation
von Stromleitungen in Leerrohren üblich. Deutschland sollte sich davon eine
Scheibe abschneiden.
> Nur der Schutzleiter muss grün/gelb sein, die anderen Adern dürfen jede
Neutralleiter müssen nach Abschnitt 514.3.1.Z1 von DIN VDE 0100-510 (VDE
0100-510):2007-06 durchgehend blau gekennzeichnet sein. In deren
Anwendungsbereich also vorgegeben. ÖVE EN1 Teil3 §40 erlaubt die Verwendung
von Blau. DIN EN 60446 (VDE 0198) erlaubt blau fur bestimmte Anwendungen,
vorausgesetzt, dass keine Verwechselungsgefahr besteht und kein
Neutralleiter im System vorhanden ist.
Der Blaue darf aber zwischen Schalter und Verteilerdose als sogenannter
"Lampendraht" verwendet werden. Nach neuesten Richtlinien ist das aber
"nicht bevorzugt". Es gibt auch 3-adrige und 4-adrige Leitungen ohne blau
und ohne grün/gelb. Schlau ist es aber, auch in der Schalterdode L und N zu
haben, damit man dort netzstromversorgte Elemente unterbringen kann
(Funksender, Thermostaten, Reedrelaiskontakte,...)
Es gab bis 1966 kein einheitliches Farbsystem in Deutschland. Rot kann der
Schutzleiter sein, es war aber auch zulässig die rote Ader als Außenleiter
zu benutzen. Grün war übrigens nach der DIN 40705 in der Ausgabe vom Mai
1957 Außenleiter L2. Es gab nur eine Konstante: Grau als Neutral- bzw.
Nullleiter (heute PEN genannt). Allerdings durfte grau bei Schaltern auch als
geschalteter Außenleiter benutzt werden. Also so wie das heute noch bei der
blauen Ader der Fall ist.
> Kennzeichnung von Leitungen und Bauelementen
> Kann ich Ethernet in ein Leerrohr einziehen in dem schon 230V~ liegen ?
Von: Max G. 15.01.2014
Der VDE sagt: wenn mehrere Leitungen zusammen verlegt sind, muss jede von
ihnen alleine die Prüfbedingungen der höchsten auftretenden Spannung
aushalten. Deswegen dürfen CAT7 und/oder Telefonleitung nicht im gleichen
Rohr wie 230V verlegt werden, sie sind nur auf Schutzkleinspannung (< 50V)
ausgelegt. Die KNX-Leitung mit 4 kV Prüfspannung dagegen darf mit 230V (in
der Regel im NYM) in ein gemeinsames Rohr/Kabelkanal.
> Müssen Ethernet-Leitungen in ein Leerrohr ?
Im Prinzip ja. Auch CAT7 ist eine Telekommunikationsleitung (um so mehr seit
VoIP).
> Welche Symbole dienen der Dokumentation von Elektroinstallationen ?
> Und wie ist die Installation bei Wohnmobilen vorzunehmen ?
Also CEE Einspeisung (Umrüstungspflicht für Schukokupplungseinspeisung),
30mA RCD, 2.5mm2 Anschlussleitung, innere Verkabelung 1.5mm2 Litzenleitung.
DIN VDE 0100-708 sagt auch, daß man ALLE AKTIVEN LEITER (also L und N) mit
einer Abschaltvorrichtung trennen können muss, Sicherungen mit nacheilendem
N wie in Österreich sind im Caravan also sinnvoll. Und weil in vielen Ländern
Stromanschluss Glückssache ist, mit Banaensteckern oder blanken Drähten
erfolgt, sollte man Adapter dabei haben und eine Glimmlanpe zwischen N und PE
installieren damit man notfalls vertauschen kann. In Belgien liegt oft auf
beiden Leitungen (120V~) Phase. Die Schutzleitererdung wenn man den Caravan
per Generator oder Wechselrichter versorgt bedarf auch der Aufmerksamkeit.
> Die Wahrheit von offiziellen Aussagen
Auch Elektriker schwätzen gerne dummes sich selbst widersprechendes Zeug:
Strom als Wasserkraft:
Das Wasser-Analogon taugt gar als Erklärung der Maxwellschen Ausbreitung
als Welle.
Von Humpfdidumpf 01.03.2014
Wasser ist ein bischen kompressibel. Davon hängt ja z. B. maßgeblich die
Schallgeschwindigkeit ab, die wäre sonst unendlich.
Die Druckwelle im Wasser kann sich auch nur mit Schallgeschwindigkeit
ausbreiten. Dreht man den Hahn an einem 100m langen schon mit Wasser gefülltem
Schlauch auf, kann frühestens nach 67ms am anderen Ende was herauskommen. Das
aus dem Hahn kommende Wasser selbst braucht länger durch den Schlauch, so wie
sich das Elektron im Leiter langsam bewegt, aber am Schlauchende kommt mit der
Druckausbreitung schneller ein Wasserausfluss zu Stande.
In der Praxis dauert es länger, weil der Schlauch bestimmte Eigenschaften hat.
Eben ähnlich wie Verkürzungsfaktoren beim Kabel. Und auch die fliessende Menge
stellt sich erst ein, wenn die Druckwelle durch hin und herlaufen sich an den
Strömungswiderstand des Schlauchs angepasst hat, so wie der Stromfluss im
Leiter zunächst nur nach dem Wellenwiderstand der Leitung und erst nach
Auslaufen aller Reflektionen zum ohm'schen Widerstand passt.
Auch zum Kondensatorparadoxon passt ein Eimer Wasser: Verbindet man einen
vollen Eimer Wasser mit einem gleich grossen daneben stehenden leeren Eimer
durch ein Rohr, fliesst das Wasser bis beide Eimer halb voll sind, eventuell
sogar durch abklingende Oszillation. Der Wasserstand als Spannung ist danach
auf die Hälfte gesunken, der Energieinhalt als potentielle Energie hat sich
geviertelt.
Aber in Wirklichkeit wird die Energie nicht durch den Draht, sondern durch
das elektromagnetische Feld im Poynting Vektor um den Draht transportiert:
Von: Daniel Fett und Uwe Hercksen
> Die Farbe des Stroms:
Von: Uwe Bredemeier
Nochmal zum Thema Ausbildung und Hausaufgaben:
Der Elektroniker als solcher ist ein sehr einsamer Mensch. Niemand versteht
ihn. Er kann weder mit seiner Frau noch in seinem Freundeskreis,
Stammtischrunde etc. über die Dinge reden mit denen er sich die meiste Zeit
seines Lebens beschäftigt.
Er wird daher jeden der auch nur ein Fünkchen echten Interesses für sein
Metier zeigt mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln unterstützen.
Unterstützung bedeutet für ihn aber Vermitteln von soliden Kenntnissen und
Fertigkeiten. Er ist ja nicht uneigennützig. Er möchte Kollegen und Freunde
heranziehen die seine Interessen teilen.
Trifft der Elektroniker aber auf einen Menschen der, offensichtlich von
Arbeitsamt und schnödem Mammon inspiriert, mit groben Stiefeln in seiner
wundersamen Welt herumstapft wird er sich beleidigt in sein Schneckenhaus
(= Werkstatt, Labor) zurückziehen.
Verstanden? ;-)
Von: Dave Barry "What is Electricity ?"
But the greatest Electrical Pioneer of them all was Thomas Edison, who was a
brilliant inventor despite the fact that he had little formal education and
lived in New Jersey. Edison's first major invention in 1877, was the
phonograph, which could soon be found in thousands of American homes, where
it basically sat until 1923, when the record was invented. But Edison's
greatest achievement came in 1879, when he invented the electric company.
Edison's design was a brilliant adaptation of the simple electrical circuit:
the electric company sends electricity through a wire to a customer, then
immediately gets the electricity back through another wire, then (this is
the brilliant part) sends it right back to the customer again.
This means that an electric company can sell a customer the same batch of
electricity thousands of times a day and never get caught, since very few
customers take the time to examine their electricity closely. In fact the
last year any new electricity was generated in the United States was 1937;
the electric companies have been merely re-selling it ever since, which is
why they have so much free time to apply for rate increases.
Kindersicherung:
Früher konnte ein Kind eine Stricknadel in ein Loch der Steckdose stecken
und wenn es dabei zufällig (50%) Phase erwischt hat und auch noch auf einem
leitfähigen Untergrund saß, an einem Stromschlag sterben. Daher hat man
einen FI-Schalter (RCD) eingebaut, der bei so einem Fehlerstrom abschaltet.
Man bekommt dann zwar noch einen Schlag, stirbt aber hoffentlich nicht. Heute
gibt es praktisch überall einen FI. Nun produzieren Steckdosenhersteller eine
Kindersicherung, die aus einem Schieber besteht, so dass man an die Kontakte
der Steckdose nicht herankommt, wenn man nicht in beide Löcher gleichzeitig
etwas hineinsteckt. Kinder sind nicht doof und nehmen zwei Stricknadeln. Nun
ist es nicht mehr Zufall, hilft kein isolierender Boden aus PVC, sondern
heute bekommt das Kind die volle Breitseite von der linken Hand über das Herz
in die rechte Hand und der FI kann auch keinen Fehlerstrom mehr feststellen,
er schaltet nicht ab und bietet keine Sicherheit, sondern nur eine
vorgetäuschte. Autsch! Zudem reissen die Schieber der Kindersicherung gerne
mal die Kontaktkappen von Eurosteckern raus, dann bleibt der Metallkontakt in
der Steckdose stecken mit einem Drahtende dran und leitet 230V~ direkt und
berührbar an der Kindersicherung vorbei, natürlich ist das Handynetzteil dann
ebenfalls kaputt.
Logikfamilie in Bavarium-Technologie:
Von: Ulrich Trettner
... und paßt mir ja auf die Elektronen auf ...
Von: Lars Mueller
Bau die Schaltung halt so, daß sie funktioniert.
Von: Bert Braun
Früher gab es den Begriff der "eleganten Lösung": Die war dann gegeben, wenn
mit minimalem Zeit- und Kostenaufwand die bestmögliche Lösung erzielt wurde.
Bei den heutigen Schlipsträgern und Anzugständern ist genau das aber nicht
erwünscht, kostet es doch Monate satten Gehalts, wenn ein Problem vorzeitig
und womöglich zur Zufriedenheit des Auftraggebers gelöst wird. Unser Land
lebt mittlerweile davon, Probleme zu züchten und zu verwalten, anstatt sie
erfolgreich zu lösen.
Gefälschte Bauteile:
Alte 2N3055 hielten mehr aus als Neuere ab 1970. Gab es damals auch schon
Fälschungen ? Quasi, es gab 2N3055 in einem anderen, billigeren Verfahren,
epitaxial statt Mesa (hometaxial wie 2N3054, 2N3055H, 2N3055A, 2N6253,
2N6254, 2N6260, 2N6261, 2N6371, MJ2955A, RCA40251, RCA40372, RCA40910,
RCA40911), sogar vom Originalhersteller (RCA). Als das auffiel, stempelte
man die guten als 2N3055H. Motorola(OnSemi) stempelte aber einfach auch die
epitaxialen 2N3055H, die guten hiessen 2N3055A bei denen. Auch BDY20, BD130
und KD503 sind epitaxial, aber wenigstens nicht gefälscht, oder BD249/TIP3055
(aber nur bis 150 statt 200 GradC wegen Plastikgehäuse).
Wer für Fälschungen Gehäuse öffnen möchte, muß nicht zu heisser wasserfreier
Salpetersäure greifen, es gibt Attac und Dynasolve 750
eine Mischung aus Dichlormethan und Dimethylformamid. Sicherheitdatenblatt
findet man unter 'Attack.pdf'. Allerdings muss man das Gehäuse abfräsen bis
nah ans Die, Attack löst keine dicken Schichten in endlicher Zeit auf.
Vielleicht hilft https://richis-lab.de/ gefälschte zu erkennen. Richard
öffnet Gehäuse durch Hitze https://www.richis-lab.de/decap-ofen.htm .
Oder man schickt den Chip in ein failure analysis lab wie
http://www.eag.com/locations/north-america/irvine-ca/ und bekommt
in ein paar Tagen für 50 US$ den ausgeätzten Chip zurück.
F.6.1. Durchkontaktieren
F.6.1.1. Vergolden
F.6.2. Silberleitlack
F.6.3. Lötstoplack
> ich nur milchig-weisses Epoxy Basismaterial ?
Typische CTI-Werte einiger Materialien:
Die Norm EN 50124 (Medizin EN 60601-1) stellt einen Zusammenhang zwischen
Isolierstoffgruppen und dem CTI-Wert her:
PLC CTI Isolierstoffgruppe
0 >600V I
1 >=400V II (kriechstromfestes FR4 wie ISOLA Duraver DE104 KF, Epoxy-Gehäuse von Halbleitern)
2 >=250V IIIa
3 >=175V IIIa (übliches FR4)
4 >=100V IIIb
5 <100V
F.6.4. Layout
> Einrichtung, einmalig : 90 EUR (bei Folgeauftrag 45 EUR)
> Fertigung : 14,60 Material : 2,70 (im wesentlichen Hühnerfutter und ein paar OP07)
> Für die Bestückung der 16 Leiterplatten haben wir am Ende
> 460 EUR plus MwSt bezahlt. Das bleibt ein Stück unter den
> von Dir genannten Beträgen.
+---------------+
| |
X Z
| |
+------Y--------+
kann eine andere Leitungsführung mit viel weniger umschlossener Fläche viel
bewirken. Die geringere Induktivität verringert auch die Störausstrahlung und
Störempfindlichkeit (EMV).
+-+ +-+
X | | Z
| +-----------+ |
+------Y--------+
Wichtig ist, nicht so zu routen wie man es früher gemacht hat:
+5V ------------+----------+----------+
| | |
o o-+ o o-+ o o-+
o o | o o | o o |
o o | o o | o o |
+-o o | +-o o | +-o o |
| | | | | |
| o o-+ | o o-+ | o o-+
| o o | | o o | | o o |
| o o | | o o | | o o |
+-o o | +-o o | +-o o |
| | | | | |
| o o-+ | o o-+ | o o-+
| o o | o o | o o
| o o | o o | o o
+-o o +-o o +-o o
| | |
GND ---+----------+----------+
sondern so
o o o o o o o o o o o o
+---+----------+----------+
| +-------+----------+----------+
| | o o o o o o o o o o o o
| |
| | o o o o o o o o o o o o
GND --+-(-+----------+----------+
+5V --(-+-------+----------+----------+
| | o o o o o o o o o o o o
| |
| | o o o o o o o o o o o o
+-(-+----------+----------+
+-------+----------+----------+
o o o o o o o o o o o o
weil die vom Stromkreis eingeschlossene Fläche viel kleiner ist und sich die
Stützkondensatoren besser montieren lassen.
Silber 0,016 Ohm mm^2/m
Kupfer 0,0179
Lötzinn Sn60Pb38Cu2 0,086
Lötzinn Sn60Pb40 0,2
Nennspannung des Stromversorgungssystems nach IEC 60038
| Spannung Leiter zu Neutralleiter
| | Bemessungsstoßspannung in Volt
| | Überspannungskategorie laut DIN VDE 0110-1
| | I II III IV
| 50 330 500 800 1500
| 100 500 800 1500 2500
Für Netze mit 2 Leitern symmetrisch zum Nullleiter wie in Japan und den USA:
120/240V: 150 800 1500 2500 4000
Für Netze mit 3 Leitern, auch wenn nur eine Phase genutzt wird, (wie Europa):
230/400V-277/480V: 300 1500 2500 4000 6000
400/690V: 600 2500 4000 6000 8000
1000V: 1250 4000 6000 8000 12000
1600 6000 8000 10000 15000
Benötigter Abstand damit es bei transienter Überspannung zu keinem Überschlag
in Luft kommt bis 2000m Höhe über NN:
330V 0.01mm
400V 0.02mm
500V 0.04mm
600V 0.06mm
800V 0.1mm
1200V 0.25mm
1500V 0.5mm
2000V 1mm
2500V 1.5mm
3000V 2mm
4000V 3mm
5000V 4mm
6000V 5.5mm
8000V 8mm
10000V 11mm
12000V 14mm
Höhe in m über NN Multiplikationsfaktor für Luftstrecken
2000 1
3000 1.14
4000 1.29
5000 1.48
6000 1.7
7000 1.95
8000 2.25
9000 2.62
10000 3.02
15000 6.67
20000 14.5
Überspannungskategorie I: Betriebsmittel, bestimmt zur Anwendung in Geräten
oder Teilen von Anlagen, in denen keine Überspannungen auftreten können. Die
Betriebsmittel dieser Überspannungskategorie werden vorwiegend mit
Kleinspannung betrieben. Aber auch wenn zwischen den 2 Leitern ein Bauelement
sitzt, welches bei Überschreitung einer Maximalspannung durchbricht (VDR,
Halbleiter).
Mindestkriechstrecke Gedruckte Schaltung Andere
Verschmutzungsgrad 1 2 1 2 3
Isolierstoffgruppe Alle ausser IIIb Alle I II III I II III
10 Vrms 0.025 0.040 0.080 0.400 0.400 0.400 1.000 1.000 1.000
12.5 0.025 0.040 0.090 0.420 0.420 0.420 1.050 1.050 1.050
16 0.025 0.040 0.100 0.450 0.450 0.450 1.100 1.100 1.100
20 0.025 0.040 0.110 0.480 0.480 0.480 1.200 1.200 1.200
25 0.025 0.040 0.125 0.500 0.500 0.500 1.250 1.250 1.250
32 0.025 0.040 0.140 0.530 0.530 0.530 1.300 1.300 1.300
40 0.025 0.040 0.160 0.560 0.800 1.100 1.400 1.600 1.800
50 0.025 0.040 0.180 0.600 0.850 1.200 1.500 1.700 1.900
63 0.040 0.063 0.200 0.630 0.900 1.250 1.600 1.800 2.000
80 0.063 0.100 0.220 0.670 0.950 1.300 1.700 1.900 2.100
100 0.100 0.160 0.250 0.710 1.000 1.400 1.800 2.000 2.200
125 0.160 0.250 0.280 0.750 1.050 1.500 1.900 2.100 2.400
160 0.250 0.400 0.320 0.800 1.100 1.600 2.000 2.200 2.500
200 0.400 0.630 0.420 1.000 1.300 2.000 2.500 2.800 3.200
250 0.560 1.000 0.560 1.250 1.800 2.500 3.200 3.600 4.000
320 0.750 1.600 0.750 1.600 2.200 3.200 4.000 4.500 5.000
400 1.000 2.000 1.000 2.000 2.800 4.000 5.000 5.600 6.300
500 1.300 2.500 1.300 2.500 3.600 5.000 6.300 7.100 8.000
630 1.800 3.200 1.800 3.200 4.500 6.300 8.000 9.000 10.00
800 2.400 4.000 2.400 4.000 5.600 8.000 10.00 11.00 12.50
1000 3.200 5.000 2.500 5.000 7.100 10.00 12.50 14.00 16.00
1250 4.200 6.300 9.000 12.50 16.00 18.00 20.00
1600 5.600 8.000 11.00 16.00 20.00 22.00 25.00
2000 7.500 10.00 14.00 20.00 25.00 28.00 32.00
2500 10.00 12.50 18.00 25.00 32.00 36.00 40.00
Mindestluftstrecken in mm für Höhen bis 2000m n aus VDE 0110-1/4.97:
Verschmutzungsgrad 1 2 3 4 1 2 3 4
Stossspannung inhomogenes Feld homogenes Feld
330 V 0.01 0.2 0.8 1.6 0.01 0.2 0.8 1.6
400 0.02 0.2 0.8 1.6 0.02 0.2 0.8 1.6
500 0.03 0.2 0.8 1.6 0.04 0.2 0.8 1.6
600 0.06 0.2 0.8 1.6 0.06 0.2 0.8 1.6
800 0.1 0.2 0.8 1.6 0.1 0.2 0.8 1.6
1000 0.15 0.2 0.8 1.6 0.15 0.2 0.8 1.6
1200 0.25 0.25 0.8 1.6 0.2 0.2 0.8 1.6
1500 0.5 0.5 0.8 1.6 0.3 0.3 0.8 1.6
2000 1 1 1 1.6 0.45 0.45 0.8 1.6
2500 1.5 1.5 1.5 1.6 0.6 0.6 0.8 1.6
3000 2 2 2 2 0.8 0.8 0.8 1.6
4000 3 3 3 3 1.2 1.2 1.2 1.6
5000 4 4 4 4 1.5 1.5 1.5 1.6
6000 5.5 5.5 5.5 5.5 2 2 2 1
8000 8 8 8 8 3 3 3 3
10000 11 11 11 11 3.5 3.5 3.5 3.5
12000 14 14 14 14 4.5 4.5 4.5 4.5
15000 18 18 18 18 5.5 5.5 5.5 5.5
20000 25 25 25 25 8 8 8 8
25000 33 33 33 33 10 10 10 10
30000 40 40 40 40 12.5 12.5 12.5 12.5
40000 60 60 60 60 17 17 17 17
50000 75 75 75 75 22 22 22 22
60000 90 90 90 90 27 27 27 27
80000 130 130 130 130 35 35 35 35
100000 170 170 170 170 45 45 45 45
> den Schutzleiteranschluss mit dem GND (0V) des entsprechenden Gerätes
> direkt (z. B. über Jumper) verbinden?
F.7. Mikrocontroller
> Es sollen ca. 4 analoge und 3 digitale Sensoren, mit wenigen externen
> Bauelementen angeschlossen werden.
> Es müssen mindestens 4 analoge Ausgänge vorhanden sein.
> Ich habe mir das 'C-Control' von CONRAD (Seite 76) angeschaut
> Kennt jemand ein vergleichbares Gerät ?
> PS. Sollte nicht grösser als eine Zigarettenschachtel sein . . . .
+---------------------------------+ +5V
| E8OCD Pfostenstecker |
DB9 | +---U---+ |
Buchse | : o : o-:--(--+
+-1u-+ +-1u-+ +---+---+ | |
1 | | | | : o : o-:--(--+
6 +-1----3-2---16-+ TxD +---+---+ | |
2---14 11--------------------:-o : o-:--(--+
7 | MAX232 | +---+---+ | |
3---13 12-------------+ +--:-o : o-:--+ |
8 +-4----5-6---15-+ | | +---+---+ |
4 | | | | +---o/ o---(---+ : o : o-:-----+
9 +-1u-+ +-1u-+ | MODE | RxD +---+---+ |
5---+ | | Schalter +------:-o : o-:-----+
| | | __ +---+---+ |
+-------------+----+---o o----------:-o : o-:-----+
| RESET +---+---+ |
| Taster |
+-------------------------------+ GND
Programmieren lässt sich der uC nur über die alte Version 3.4 des FDT
Flash Development Toolkits von Renesas wenn man MODE schliesst,
die aktuelle 4.x setzt den Emulator e8 zwingend voraus.
> saugen die Batterie zu schnell leer und können kein LCD bedienen
> mitzuteilen?
> Dazu steht irgendwie nichts im Datenblatt des Microcontrollers...
> Controller 1 an XIN von Controller 2, aber es schwingt nicht.
> Gibt es eine zuverlässige Lösung ?
> wie richtige Prozessoren (Pentium & Co.) ?
F.7.1. Atmel AVR Controller und Arduino
/*
* blink.c - blink LED @ PB5=D13 with 1Hz
* for ATmega328 (i.e. Arduino nano)
*/
und hier noch das Makefile:
# Makefile
Zum compilieren einfach "make" und zum Upload mittels Bootloader dann
"make upload"
static uint32_t tab[] = {2000000000, 1000000000, 800000000, 400000000, 200000000, 100000000, 80000000, 40000000, 20000000, 10000000, 8000000, 4000000, 2000000, 1000000, 800000, 400000, 200000, 100000, 80000, 40000, 20000, 10000, 8000, 4000, 2000, 1000, 800, 400, 200, 100, 80, 40, 20, 10, 0};
static FILE debug_out = FDEV_SETUP_STREAM(debug_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);
einen stream der in den Debug-Puffer schreibt erzeugen und stdout und strerr
stdout = &debug_out;
stderr = &debug_out;
darauf umleiten auf und kann beispielsweise assertions auf stderr leiten
#ifndef __ASSERT_USE_STDERR
#define __ASSERT_USE_STDERR
#endif
#include
Wer nun printf nutzt, linkt natürlich 2k hinzu, aber assert und puts tun's.
> nicht.
> nach dem Anlegen der Betriebsspannung nicht anschwingt ?
F.7.1.1. ESP8266 WiFi SOC
F.7.2. Microchip PIC
> PIC16F84 ersetzen ?
> Nullen auskesen ?
F.7.2.1. Padauk/Puolop
F.7.3. Intel 8051 kompatible
LED
uC --|>|--+
|
R
|
GND
und
+12V
|
Last
|
uC --1k--|< NPN
|E
GND
nicht, und die oft gesehene Variante
+------+
| |
+5V --1k--+ Last | +
| | 12V
uC -------+--|< NPN | -
|E |
GND ----------+------+
hat nicht nur den Nachteil, daß sie dauernd 5mA zieht, sondern auch, daß die
Last eingeschaltet ist bis der uC nach dem RESET den Ausgang auf LOW zieht.
Aber es gibt Lösungen:
+5V
|
R
LED |
uC --|<|--+
oder
+5V ------+------+
|E |
uC --1k--|< PNP | +
| 12V
Last | -
| |
+------+
sogar mit weniger Bauteilaufwand, da der pull up, der den PNP ausschaltet,
schon eingebaut ist. Statt PNP ist natürlich auch ein LogicLevel P-MOSFET
möglich. Sogar ein (auch snubberless, aber je nach 8051 Modell < 20mA IG
oder mehrere Ausgänge parallel) TRIAC an 230V~ statt 12V=.
+5V ---------+--------+
| | (ggf. VDR mit Thermosicherung und Snubber
| o und Feinsicherung und Drossel wenn nötig)
TRIAC 230V~
/| o
uC --220R--´ | |
+--Last--+
Aber Achtung, bei Bernd Laengerich funktioniert das in d.s.e am 13.03.2020
bei einem AT89S52 nicht: Die Ausgänge (und auch Eingänge) dümpeln im High
trotz externem 10k pull up bei etwa 4V herum, was den PNP natürlich immer
durchschaltet.
> Er reagiert gar nicht und liefert immer 0xFF. Andere AT89S8252 gehen.
> Nein, mein Rechner ist nicht zu schnell für PonyProg.
> d.h. nur eine solche 'Programmdatei' lässt sich ohne Fehlermeldung brennen.
> 8051er, damit das interne EEPROM nicht versehentlich überschrieben wird ?
F.7.3.1. ARM
F.7.4. EPROMs / GALs programmieren, Chipdesign
F.7.5. UV-EPROMs löschen
F.7.6. Massenspeicher an Mikrocontrollern
> an meinen Microcontroller an ?
F.7.7. Flash-EEPROMs
F.7.8. A/D - D/A Wandler
> einfache Anwendungen zu empfehlen ?
--+
Q0|--10k--+---------|+\ LMC6462 oder so an 12V oder mehr
| 5k | >-+-- ergibt 0-10V Ausgang
Q1|--10k--+ +-|-/ |
| 5k | |
Q2|--10k--+ +--10k-+
| 5k |
Q3|--10k--+ |
| 5k 10k
Q4|--10k--+ |
| 5k | (bitte exakt 5k, nicht 4k7, lieber 2*10k 1% parallel)
Q5|--10k--+--10k--+-- Masse
--+
Analogausgänge gibt es bei uC fast nicht, weil die einen abweichenden
Herstellungsprozess mit lasergetrimmten Dünnschichtwiderständen auf
dem Chip benötigen würden. Man verwendet statt dessen schnell mit
variablem prozentualen Tastverhältnis zwischen HI und LO wechselnde
Digitalausgänge, sogenanntes PWM (pulse width modulation), für die
die meisten uC Hardwarezähler besitzen, und bildet mit einem Filter den
Mittelwert der Ausgangsspannung.
Möchte man 8 bit auflösen, darf sich die Spannung an C pro Impuls nur
um 20mV ändern. Sie wird sich aber auch nur in so winzigen Schritten an
die Sollspannung annähern. Besteht der Impuls aus 256 Zeiteinheiten a 1 us,
also 256us, und der C aus 1uF, darf R minimal 33kOhm betragen. Dadurch braucht
der Ausgang 0.2 Sekunden, bis er sich auf 1/256tel (20mV) an die Sollspannung
angenähert hat. Man versucht also eine hohe Frequenz, möglichst unterstützt
durch PWM Hardware im uC, zu benutzen. Wird man zu schnell, verschlechtert
die endliche Flankensteilheit des PWM-Ausgangs wieder das Ergebnis.
Es kann sich auch lohnen, statt dem simplen RC-Filter einen mehrstufigen aktiven
Filter mit besserer Sprungantwort zu verwenden, z. B. einen 4 poligen Bessel.
Damit die Ausgangsspannung halbwegs genau wird, sollte der PWM-Ausgang
symmetrisch sein. Ausgänge eines uC der 8051 Familie sind nicht so gut, weil sie
nicht auf gleiche Art nach Masse und +5V verbinden. Es kann sich lohnen, einen
74HCxx als Puffer zu verwenden den man mit einer genauen Referenzspannung
versorgt, z. B. aus einem LM336-5, damit die Analogspannung ähnlich genau
werden kann.
uC --R--+-- Analog (gering belastbar) --|+\ besser belastbar
| | >-+- geht aber nicht ganz auf 0V
C +-|-/ | wenn OpAmp keine negative Versorgung hat
| | | mindestens ein Widerstand nach Masse:
Masse +------+----pulldown--- GND
Oder man verwendet switched capacitor digital/analog converter:
Schaltung : im PC Gameport
+--------+----:------- +5V
| | :
| 47R :
| | :
510R +-+-+ :
| | | :
| 330R 180R:
E| | |E :
PNP >|--+--(--|< PNP wie BC557
| | | | :
+---+ | | :
| | | :
Poti | +--:-2k2-+- NE555
| | : 10nF
+------+------:-----+- GND
Wer eine Spannung messen will, baut stattdessen eine spannungsgesteuerte
Stromquelle vor das Gameport (klassische Howland-Variante reicht, genauer ist
das Gameport eh nicht), mit einem OpAmp der am Ausgang bis mindestens 3.5V
geht inklusive dem Spannungsabfall am Messwiderstand bei Maximalstrom.
+-100k-- +5V
|
0-100% PWM --|>|--+------- Gameport
MAX186/MAX192 +--100u---+
(+5V)| |
0-4V +--------+ +--ZD5V1--+
| | | |
In1 --|1 VDD|------+-|<|-+ |
In2 --|2 SCLK|-47k--------+---(-- DTR
In3 --|3 CS|------+---------+-- GND
In4 --|4 DIN|-47k--(-----+---(-- RTS
In5 --|5 STRB|- ( | |
In6 --|6 DOUT|------(-----(---(-- CTS
In7 --|7 DGND|------+ | |
In8 --|8 AGND|------+ | |
+--|VSS ADJ|-100n-+ | |
| -|SHDN REF|--10u-+ | |
| +--------+ 1N4148 | |
+------------------+-|>|-+ |
| |
+--ZD5V1--+
(-5V)| |
+--100u---+
http://www.franksteinberg.de/SOURCE/MAX192.BAS
Ähnliches geht mit LTC1290 (8 Kanäle mit 12 bit) und LTC1090 (8 Kanäle mit 10 bit)
siehe DN35.PDF von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) und
http://www.conrad.de/ 190226 und 967653 und auch
http://www.franksteinberg.de/SOURCE/LTC1290.TXT
bzw. dem Evaluation-Kit des 68HC11A1 (Bauplan in pcbug11.pdf) im Special Bootstrap
Modus, also MODA und MODB an GND. Es besteht lediglich aus dem 68HC11A1, einem
MAX232, einem MC34064-5, 8MHz Quartz und den üblichen Kondensatoren und Pull-Ups
(und einen 7805 Regler) und ist somit für weniger als 10 EUR auf Lochraster
aufbaubar http://www.shrubbery.net/~heas/willem/kmitl/C11evb.htm bzw. fertig
erhältlich bei http://www.mct.de/ oder http://elmicro.com/
Die IDE11 ist inzwischen Freeware https://elmicro.com/de/ide11.html .
Gnu-C und GDB gibt es auch https://www.gnu.org/software/m68hc11/ .
OK2
VCC o----R2-------|>|---+ +-----------R3--------o VCC (z. B. 5V)
| |
In o---+ | |
| | +---------------------o Feedback
| | |
R1 ___|___ / OK2
| | | |
+----+-------| TL431 | |
| | |_______| +---|<|-----R4--------o Entladen
C1 / OK1 | | OK1
| | | |
- o----+----+-----------+ +---------------------o GND
F.7.9. serielle Schnittstelle RS232
+--470R-- +5V
+-----+ |
Signal ----1k--+--|A C|--+-------- Signalausgang
+-|>|-+ | B|
Masse --+--------|K E|----------- GND
1N4148 +-----+ 6N136
spart man sich die teure galvanische Trennung auf Senderseite (MAX250 mit
Trafo und Optokopplern), ausserdem ist das kompatibel mit einer 20mA
Stromschleife (HCPL4100/4200).
+-|>|----+--+--+-- +10V --+----+ oder ----+ oder ---+-------+
| | | | | | | | |
| +-|>|-+ | |+ | | 1/4 | | |
RTS | | | | | +---+ LC4966 | 47k |
Steuer --+ | +-|>|-+ Elko +--|A | | | |
| | | | | | Signal | R2R OpAmp | |
Signal --)--+--)--------)--......-----|S X|-- ---|+\ +------|< BC547
| | | | | |Ausgang | >-- | |E
Masse ---)--)--)--------+ +--|B | ---|-/ +--|<|--+-- Ausgang
| | | |+ | +---+ Masse | | 1N4148
Steuer --)--)--+-|<|-+ Elko | | | |
DTC | | | | | | | Optokoppler |< 10mA ! d.h. auch 10mA LED-Strom bei CTR 100%
| +-|<|-+ | | | | | |E
| | | | | | | |
+-|<|----+--+--+-- -10V --+----+ ----+ ---+
Ein anderer interessanter Weg findet sich hier http://www.oliverbetz.de/icl.htm
F.7.9.1. I2C vs. SPI
F.7.10. Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS
F.8. LEDs
> spontaneous recombination, whereas in a laser stimulated emission causes
> much faster depletion of the upper state when power is removed. UV LEDs
> are a lot faster than visible or IR ones, because the transition rate
> wants to go like 1/lambda**2 (Fermi's golden rule, for physics fans).
+5V ------470R--+
|
74ACT +--180R--+ L9534
--|>o--+ +--10R--|>|-- GND
+--47pF--+
Eine Warmweisse/kaltweisse Lichtfarbe lässt sich einstellen bei SK6812
https://cdn-shop.adafruit.com/product-files/1138/SK6812+LED+datasheet+.pdf
(Protokoll wie RGB LEDs WS2812 oder PL9813, PL9823 oder TitanMec TM1904,
an TM1908 können 3 eigene LEDs) oder ProLight Opto PDSJ-35FQL-D2748
https://www.tme.eu/de/details/pdsj-35fql-d2748/led-leistungsdioden-weiss-cob/prolight-opto/
oder KTD2026 (3 Channel constant current sink I2C) und bei CCT Stripes.
Andere Pixel-LEDs: APA102, APA104 (SPI), SK6805, LPP8803, LPP8806, LPP8809
oder FD6513, FD6603 als 256-Stufen-RGB Treiber in SOP8, SOP14, QFN8.
+--|>|--+
| LEDs |
--R--+--|>|--+--
| |
+--|>|--+
Das direkte parallelschalten von LEDs, mit nur einem gemeinsamen Vorwiderstand
oder auch mal ohne Vorwiderstand (in der Hoffnung daß die Spannungsquelle als
schlechte Batterie einen hohen Innenwiderstand hat), führt zu ungleichmässiger
Stromverteilung, eine LED (nämlich die mit dem geringsten Flußspannungsbedarf)
übernimmt am meisten Strom, wird warm, die FLusspannung sinkt, sie bekommt noch
mehr Strom ab, bis sie an zu viel Strom stirbt. Ich habe hier eine billige
Akkutaschenlampe mit 2 SMD LEDs direkt parallel hinter 20 Ohm an einem 4V
Bleiakku - natürlich waren beide kaputt. Und 4 LEDs mit je einem 33 Ohm
Vorwiderstand, davon waren 2 kaputt und 1 flackerte nur noch, denn so ein Akku,
4.8V wenn voll, 4V wenn leer, schickt 50mA durch die LED die nur 20mA aushält.
-1.5mV/K bei Infrarot SFH7251
-2.0mV/K bei SuperROT TLCS5100
-1.9mV/K bei Superrot LS3341
-3.5mV/K bei Rot TLCR5100
-2.0mV/K bei Rot D6RTB
-2.5mV/K bei Orange TLCO5100
-3.5mV/K bei Gelb TLCY5100
-1.9mV/K bei Gelb LY3341
-4.5mV/K bei Grün TLCYG5100
-1.4mV/K bei Grün LG3341
-1.3mV/K bei Grün SFH7251
-2.1mV/K bei Echtgrün LP3341
-3.5mV/K bei Echtgrün TLCPG5100
-3.4mV/K bei Echtgrün D6RTB
-3.1mV/K bei blau LB5436
-3.6mV/K bei blau D6RTB
Bivar R20WHT-F-0160 (Superflux weiss klar 160 Grad 1500mcd bei 20mA) https://www.bivar.com/Files/Datasheets/R20WHT-F-0160.pdf
EVL 17-21/GHC-X 0805 (grün 450mcd 140 Grad, Reichelt)
KingBright WP9294SEC/J3 (rot klar 130 Grad 1000mcd bei 20mA) http://www.kingbrightusa.com/images/catalog/SPEC/WP9294SEC-J3.pdf
Nationstar NCD0603G1 (grün 130 Grad 650mcd bei 20mA 0603), hell genug bei 30uA als Statuslicht https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/1912191206_Foshan-NationStar-Optoelectronics-NCD0603G1_C84267.pdf
SLO SMD-G0603-0 (grün klar 120 Grad 450mcd bei 20mA, https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/SMD-X0603-02_ENG_TDS.pdf)
SLO SMD-G0805-0 (grün klar 120 Grad 520mcd bei 20mA, https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/SMD0805_ENG_TDS.pdf)
SLO SMD-G1206-0 (grün klar 120 Grad 550mcd bei 20mA, https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/SMD1206_ENG_TDS.pdf)
KingBright L-9294SEC-J3 (rotorange klar 120 Grad 1600mcd bei 20mA) https://www.kingbright-europe.de/wp-content/uploads/2013/08/New-Product-Announcement-L-9294-englisch.pdf
Superflux LED Ultrahell (gelb 120 Grad 2000mcd bei 20mA) https://www.leds-and-more.de/catalog/superflux-led-ultrahell-gelb-2000-mcd-120-flux-p-341.html?osCsid=uudlha2kn8eitei8pgdqk8u3a6#!tab2
WorldTradingNet WTN5-3200r (5mm rot diffus 70 Grad 3200mcd bei 20mA) https://www.highlight-led.de/10-leds-5mm-diffus-rot-typ-wtn-5-3200r-rouge.html
LuckyLight LL-503VD2E-V1-4D (5mm rot diffus 60 Grad typ 750mcd bei 20mA, 75mcd bei 2mA, tme.eu)
Kingbright L-53SYDK (5mm gelb diffus 60 Grad typ 1000mcd bei 20mA 100mcd bei 2mA, tme.eu)
L-53SRD-E (5mm rot diffus 60 Grad typ 400mcd bei 20mA, tme.eu)
Nichia NSDW570GS-K1 (5mm weiss klar 140 Grad 7000mcd bei 70mA 28lm Reichelt/Pollin/Conrad)
L-7083VGD-Z (5mm grün diffus 60 Grad typ 2000mcd bei 20mA, tme.eu)
LED-AL-50G-D01500-60 (5mm grün diffus 60 Grad 1500mcd, artronic.pl)
KingBright L-934SRD-E (3mm diffus rot 60 Grad 250mcd bei 20mA, tme.eu)
L-934SRD-F (3mm diffus rot 60 Grad 350mcd bei 20mA, tme.eu)
L-934SYD-TNR2.54 (3mm diffus gelb 60 Grad 250mcd bei 20mA, tme.eu)
LuckyLight LL-304VD2E-V1-1A (3mm diffus rot 60 Grad 350mcd bei 20mA, tme.eu)
LL-503UAD2E-2A (5mm bernstein diffus 50 Grad 1400mcd bei 20mA, tme.eu)
Liteon LTL17KCBH5D (3mm kurz diffus blau 50 Grad 240mcd bei 20mA, tme.eu)
LED-AL-30B-D00350-50 (3mm 50 Grad 350mcd bei 20mA, tme.eu)
LTL17KFL5D (3mm kurz diffus bernsteinfarben 50 Grad 400mcd bei 20mA, tme.eu)
LTL17KGH5D (3mm kurz diffus grün 50 Grad 180mcd bei 20mA, tme.eu)
LTL17KRH5D (3mm kurz diffus rot 50 Grad 180mcd bei 20mA, tme.eu)
LTL17KSL5D (3mm kurz diffus gelb 50 Grad 400mcd bei 20mA, tme.eu)
TME hat auch helle 7-Segment Anzeigen wie
OPD-S8022UPG-BW (20mm grün 160mcd bei 20mA, 16mcd bei 2mA common anode, tme.eu)
OSL10561-LG (14mm echtgrün 200mcd bei 20mA, tme.eu)
OPD-T5621UPG-BW (14mm 3-stellig grün 160mcd common cathode, tme.eu)
SA10-21SRWA (25mm rot 2 in Reihe typ 120mcd bei 10mA, Pollin)
und Hornbach hat Acrylglas als Filterscheibe in rot, grün, blau, orange und grau.
Narva 338000030 Ampelglühbirne: 60W 350 Lumen 5.8 lm/W 5000h
Normalgluehlampe Osram CLAS A CL 15W 230V E27 FS1: 90 Lumen, 6 lm/W
Osram SIG 1541 LL 60W E27 Longlife Hochvolt: 380 Lumen 6.3 lm/W 5500h
Osram SIG 1541 CL 60W E27 230V~: 380 Lumen 6.3 lm/W 8000h
FEIT Electric Decade Bulb https://www.youtube.com/watch?v=JQpqyt3oeqk : 40W 270 Lumen 6.75lm/W 25000h
Dr. Fischer VSL SIG 60W Signallampe: 405 Lumen 6.75 lm/W 8000h
Normal 2.5V/0.30A: 6 Lumen 8 lm/W
Krypton 2.4V/0.50A: 10 Lumen 8.3 lm/W
Halopin 25W/230V: 230 lm 9.2 lm/W Hochvolt-Halogen
Normalglühlampe Osram Clas A CL 60W 230V E27: 710 Lumen, 1000h, 11.8 lm/W
Schlechte Halogen HQ 35W/12V HQHG635CAPS002: 430 Lumen, 12 lm/W
Normalglühlampe Osram CLAS A CL 100W 230V E27 FS1 230V/100W: 1340 Lumen, 13.4 lm/W
Halogen 2.8V/0.85A: 35 Lumen 14.7 lm/W
Hochvolt-Halogen Halolux 64496 Ceram 100W: 1470 Lumen 14.7 lm/W 2000h
Langlebige Halogen OSRAM SIG 64015 10V PKX22s: 50W 750lm 15 lm/W 8000h
Hochvolt-Halogen Osram 64543 Classic A 46W klar E27: 700 Lumen 15 lm/W 2000h
Normalglühlampe Osram CLAS A FR 200W 230V E27 FS1 230V/200W: 3040 Lumen 15.2 lm/W 1000h
Normale Halogen PHILIPS 13103 Capsuleline GY6.35 35W/12V 600lm: 600 Lumen 17 lm/W 4000h
Halogen 12V/20W/1.67A: 350 Lumen 17.5 lm/W
Hochvolt-Halogen Halolux Ceram Eco 100W: 1800 Lumen 18 lm/W 2000h
Haloline 1000W/230V: 22000 Lumen 22 lm/W
WeisslichtLED Osram LW 541C-BW: 3.6V/0.02A: 1.7 Lumen 22 lm/W
Halogen Osram 64432 ES 35W/12V: 860 Lumen 25 lm/W (4000h Lebensdauer)
Halogen Osram Halostar ES 35W/12V: 900 Lumen 25.7 lm/W (am Ende der 4000h Lebensdauer nur noch 688 Lumen !) https://www.reichelt.de/Sockel-GY-6-35/HAL-ES-35-GY/3/index.html
Halogen Osram 64447 ES 65W/12V: 1700 Lumen 26 lm/W (4000h Lebensdauer)
Halogen Projektionslampe Osram 64610 HLX 50W: 1600 Lumen 32lm/W (50h Lebensdauer)
Halogen Projektionslampe 24V/250W/10.42A: 8000 Lumen 32 lm/W (50h Lebensdauer)
WeisslichtLED Osram LW 541C-DW: 3.6V/0.02A: 2.8 Lumen 33 lm/W
Osram OStar LE W E3B: 20V/0.35A 50 lm/W 21V/0.7A 35 lm/W
LuxeonStar weiss LXHL-MW1C: 3.4V/0.35A typ 45 Lumen 37 lm/W
Osram OPAL OLED: <10W 500 Lumen 46 lm/W (5000h Lebensdauer)
Osram HID HCI-T 35 W/942 NDL PB 39W 3400 Lumen 87lm/W 3750K 15000h CRI 91 https://www.osram.de/appsj/pdc/pdf.do?cid=GPS01_1027935&vid=PP_EUROPE_DE_eCat&lid=DE&mpid=ZMP_58102
Omnilux HID Metalldampf: 9000 Lumen, 100W, 90 lm/W, 18000h, E27
Philips MSA 2500DE 2500W: 250000 Lumen 100 lm/W (2500h Lebensdauer, 500 EUR, RA90)
Seoul STW9C2SB-S SunLike: 102 Lumen, 1W, 102lm/W, CRI >95 http://www.seoulsemicon.com/upload2/2019044_Specification_3030_STW9C2SB_S_Rev.1.0_190410.pdf
Nichia NFEWH306B-V2-R95: 9430 Lumen, 130 lm/W CRI RA95
Nichia NF2L757G-F1 Optisolis: 24.1 Lumen 0.18W, 134 lm/W CRI RA95
Shenzen Lightspot Technology Ltd. SOL1926S56 36V 720mA 2851 Lumen 110 lm/W CRI 99 http://smart-eco-lighting.com/en/applicationList.aspx?id=4 http://smart-eco-lighting.com/upLoadImg/files/SSLECO%20Daylight%20Series.pdf
Samsung LH351(B/C): ganze Serie, 1W bis 6W, bis 178 lm/W, Farben
Nichia NFEWH306B-V2-R70: 13120 Lumen, 180 lm/W CRI RA70
SmartEcoLightning DHW2835-3V0.2W 3V 60mA 180lm/W CRI RA97
Samsung LM301B 200 lm/W bei 180mA CRI 80 https://oled-tech.de/files/65/Data_Sheet_LM301B_Rev.1.0.pdf (220lm/W bei 60mA)
Philips Dubai Lamp "3W entspricht 60W mit 600lm" also 200lm/W wohl nur kaltweiss: https://www.youtube.com/watch?v=klaJqofCsu4 https://www.amazon.ae/Dubai-Lamp-Warm-White-3W/dp/B07N7125GV
Philips Classic LED CL EELA E27 SRT4 7.3W 1535 Lumen 210lm/W 50000h CRI 80 https://geizhals.de/philips-classic-led-cl-eela-e27-7-3-100w-830-srt4-929003480601-a2795821.html
+---------+
| |
5V Vorwiderstand
| |
+---|<|---+
LED
+ o----------+
|
+->I N-JFET
| |S
- o--|<|--+--+
LED
heute gibt es die als 2-beinige Konstantstromdioden wie CMJH180 oder CRD
LED
+ o-----+--|>|--+
| |
15k | (minimale Versorgungsspannung - 1.5V)/(LED Strom/100) z.B. (5V-1.5)/(0.02/100) = 17.5k = 15k
| |
+------|< NPN (ausreichende Verlustleistung, z.B. BD137 erlaubt mehr als BC547
| |E
BC547 >|------+
E| |
- o-----+--33R--+ (0.7V/0.02A = 35 Ohm = 33 Ohm)
Die gibt es auch fertig
AIC6607/6608/6609/6622/6624/6625/6631/6632/6634 5-500V Stromsenke 15/20/25/30/35/40/45/50/15-50/50-100mA 0.5V Rset Linearregler SOP8/TO252
AL5801 bis 350mA an 100V mit internem MOSFET in SOT26 bis 1.1V Verlust
AL5802 für 5-24V mit 20mA bis 120mA mit 0.8V Verlust und 0.65V am externen shunt in SOT26
AL5809 15,20,25,30,40,50,60,90,100,120,150mA bis 60V bei 2.5V Verlust in SOT123, ähnlich einer Stromregeldiode
AL5890 10,15,20,30,40 mA bis 400V bei 7V Verlust in SOT89/TO252/PowerDI123
BCR400/TSCR400 Stromquelle 0.1mA-65mA bei 0.6-0.8V Verlust in SOT343/SOT26, siehe auch PSSI2021
BCR401 Stromquelle 10mA- bei 1.4V Verlust https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BCR401U-DS-v02_01-EN.pdf?fileId=5546d4624b0b249c014b6e645ed42f3d
BCR402/TSCR402 Stromquelle 20mA bei 1.4V Verlust https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BCR402-DS-v02_01-EN.pdf?fileId=5546d4626102d35a01617524e8f40619
BCR320/321 Stromsenke 10-250mA bis 16V in SC74 bei 1.4V Verlust, Reichelt, -.39
BCR/TSCR420/421 Stromsenke 10mA- bei 1.4V Verlust https://www.mouser.de/datasheet/2/115/BCR420UW6-BCR421UW7-1511721.pdf
BP5131D Stromsenke einstellbare 40mA 500V in TO252 http://bpsemi.com/uploads/file/20161222160031_419.pdf
BP5132H Dual Stromsenke -40mA 12-500V in ESOP8 http://www.bpsemi.com/uploads/file/20161215114728_476.pdf
CL25 25mA 5-90V wie Stromregeldiode in SOT89
CL1/CL2 20mA 5-90V wie Stromregeldiode in TO252/SOT89
CL520 Stromsenke 20mA 1-90V mit 4.75V-90V Steuereingang TO92/TO252 https://www.mouser.de/datasheet/2/268/cl520-931451.pdf
CYT1000B Stromsenke 5-60mA bis 250V bei 6.5V Verlust in TO252 https://pdf.voron.ua/files/pdf/micoshema/CYT1000B.pdf (zeigt 80% effektive LÖsung mit PowerFactor 0.9)
DD311 bis 1A bei max 1V drop out (TO252 MOSFET basierter 1:100 Stromspiegel)
EM1101/EM1105/EM1106 2.5-5.5V bis 300mA/600mA bei 0.8V fb in SOT23-5 mit 0.2V/0.4V Verlust + Enable
F5111/F5112/F7112 Stromsenke 5-100mA 500V in SOT89/TO252/ESOP8
iML8683N ADJ,40,52,66,80,104,130mA bei 3-88V bis 3.8V Verlust in SOT89-5/DFN6
IS32LT3177/78 Stromsenke 2.9-40V 10-150mA 1.2V drop out, SOT23-6/SOP8, ähnlich BCR420/421
NSIC2020/NSIC2050 20mA/50mA NSIC2030 30mA bis 120V bei 1.8V Verlust in SMB https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NSIC2020B-D.PDF
NSI45020/NSI45060 20mA/60mA bis 45V bei 1.8V Verlust in SOD123, Reichelt, -.24 https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NSI45020-D.PDF
NUD4001 Stromsenke bis 350mA 30V bei 1.4V Verlust in SO8
PAM2800 bis 5.5V 350mA bei 1.12V fb in SOT23-5
PSSI2021 Stromquelle bis 75V von 0.015 bis 20mA ca 1.4V Verlust in SOT353, Reichelt, ähnl. BCR400
PT4515 Stromsenke 80V / 60mA mit bis zu 10V Verlust in SOT89/TO252
RM9003B Stromsenke 258V / 5-80mA in SOT89
STCS1A Stromsenke bis 1.5A bei 45V bei 0.9V Verlust in DFN8 https://www.st.com/resource/en/datasheet/stcs1a.pdf https://www.st.com/resource/en/datasheet/stcs1.pdf
SCT2016 16 Kanal Stromsenke identisch 5-80mA 0.4V bei 20mA TSSOP20 http://www.starchips.com.tw/pdf/datasheet/SCT2016V03_01.pdf
TSCR420/421 Stromsenke 4.5-40V bis 300mA 1.4V Verlust in SOT26 https://www.mouser.fr/datasheet/2/395/TSCR420_421CX6H_A1812-1534870.pdf
TPS92612 4.5-40V high side Stromquelle 4-150mA, dopout 0.15V bei 10mA, 0.7V bei 150mA, on/off Eingang, SOT23-5
RT7321 Stromsenke robust bis 500V schaltet 1 bis 4 LED-Stränge parallel und seriell mit 5/10/20mA http://www.farnell.com/datasheets/1836756.pdf?_ga=2.110148421.1775152998.1598690427-350521891.1571475484&_gac=1.36966164.1598690427.EAIaIQobChMI883i84HA6wIVw-3tCh3RngLrEAAYASAAEgLLqPD_BwE
Manchmal hat man nur wenig mehr Spannung als die LED benötigt und kann sich
keine grossen Spannungsverluste an der Stromregelschaltung erlauben. Man
sucht Schaltungen die mit weniger als den ca. 1.4V auskommen. Dann hilft ein
Stromspiegel, den Konstantstrom eines JFET oder eine Stromregeldiode ohne
relevanten Spannungsverlust an die LED weiterzuleiten.
LED
3-24V ---+---|>|---+
| |
+->I 2N3819 |
| | |
+--+----+ |
| | |
>|---+---|<
E| BCM546S |E oder BCV61/BCV62
3R3 3R3 <- höherer Widerstandswert 33R bei Einzeltransistoren
| |
GND -----+---------+
oder mit dem LM334 mit 0.068V, das funktioniert von 4.5V bis 9V sicher und
von 3V bis 30V bei eventueller Schwingneigung.
+ -------+
|E
+--|< PNP
| |
| LED
| |
LM334-+
| |
| 6R8 für 10mA LED-Strom aus Kupfer wegen Temp Koeff denn LM334 ist eigentlich ein TempSensor
| |
- ---+---+
Der LM10=LT1635 ermöglicht 0.2V und hat einen geringen Eigenverbrauch, ist
aber eher teuer. Das Poti (250 Ohm bis 2k5 Ohm) regelt die Helligkeit. R und
C müssen angepasst werden damit es nicht schwingt aber noch ausreichend
schnell regelt (hat die LED Wackelkontakt wird sonst nicht schnell genug
runtergeregelt wenn der Kontakt wiederhergestellt wird).
+---------+-- +4.5-7V
LM10C | |A
+-----+ Luxeon Star
+--|1 7 | |
| | 6|--+--|I LogicLevel NMOSFET mit RDSon (bei UGS 3V) um 0.2 Ohm
+--|8 | C |S
| | 2|--+-R-+
Poti-|3 4 | |
| +-----+ Shunt für 0.2V Spannungsabfall bei Nennstrom
| | |
+-----+---------+-- Masse
Will man immer volle Helligkeit, entfällt das Poti und 3 geht an 8. Verwendet
man einen NPN Bipolartransistor statt dem MOSFET kommt man ohne R und C aus.
+---------+-- +4.5-7V
LM10C | |A
+-----+ LED
+--|1 7 | |K
| | 6|-----|< NPN wie BD135/2SD882
+--|8 | |E
| | 2|------+
+--|3 4 | |
+-----+ Shunt für 0.2V Spannungsabfall bei Nennstrom
| |
+---------+-- Masse
Alternativ der LTC1541, der kommt mit 2.5-12.5V aus, liefert 1.2V als
Referenz, ist mit 700uV Offsetspannung genau genug für 0.1V am shunt,
verbraucht 5uA und treibt direkt einen MOSFET, und ein Komparator den
man als Tiefentladeschutz verwenden könnte ist auch schon drin.
+---------+-- +2.5-12V
LTC1541 | |A
+-----+ LED
+--|6 8 | |K
| | 1|-----|I NMOSFET wie SiA436DJ (11mOhm bei 2.5V), bis 8V
R1 | | |S
| | 2|------+
+--|3 4 | |
| +-----+ Shunt für 0.1V Spannungsabfall bei Nennstrom
| | |
+-R2--+---------+-- Masse
Soll mehr als eine LED parallel angeschlossen werden, braucht man
Stromverteilungswiderstände, und einer davon bildet dann den Shunt. Dann muss
aber ein PMOSFET oder PNP Transistor verwendet werden. Der soll Gesamtstrom
und Verlustleistung aushalten bei möglichst hoher Stromverstärkung da vom
LM10 nicht mehr als 20mA kommen und dennoch niedriger Sättigungsspannung
(also kein Darlington, sonst müsste man sich die Kosten des LM10 wegen der
0.2V niedrigem Referenzspannung nicht aufhalsen sondern hätte LM358 + LM385
oder TL103 nehmen können). Brauchen die LEDs mehr Spannung (5W Luxeon Star
oder mehrere pro Strang in Reihe) kann der LM10 bis 40V (statt 7V beim LM10L)
vertragen. Liegt die Betriebsspannung unter 9V braucht man einen seltenen
LogicLevel-Power-PMOSFET, liegt sie zwischen 10V und 20V reicht ein normaler
PMOSFET, über 20V muss man dessen Gate schützen.
+---------+-- +4.5-40V
LM10 | |E
+-----+ +--|< PNP oder PMOSFET
+--|1 7 | 470R |
| | 6|--+ +---+---+- ...
+--|8 | LED LED LED
| | 3|------+ | |K
+--|2 4 | | | |
+-----+ R R R (für 0.2V Spannungsabfall bei Nennstrom/LED)
| | | |
+---------+---+---+-- Masse
Mit moderneren Chips in SMD und nur 0.1V am Shunt eher aufwändiger:
+-------------------------------+--o Akku
| |
| LMP7731 LED
MAX6120--12k--+-----|+\ |
| | | >--+-100R-|I IRLML6344
| | +--|-/ | |S
| | | 10n |
| | | | |
| | +--------+--10k--+
| | |
| 1k 0.27R
| | |
+-----------+-------------------+--o
und als fertige ICs
AL5815/AL5816 4.5-60V externen Transistor 0.2V shunt in SOT25
AMC7110/1/3/4 Stromsenke 2.7-6V 3/4 Kanäle 20/15mA in SOT26/MSOP8
AMC7135 Linearregler 2.7-6V feste 350mA mit 0.12V drop out in SOT89/TO252
AMC7140 liefert bis 700mA von 5 bis 50V bei 0.5V drop out in TO252
AP2502 Stromsenke 2-6V feste 4*20mA oder 2x40mA oder 1x80mA bei 0.12V Verlust in TSOT23-6
BCR430U Stromsenke 6-42V 5-100mA bei 0.2V Verlust in SOT23-6
BCR431U Stromsenke 6-42V 3-40mA bei 0.2V Verlust in SOT23-6
BCR450 8-27V externer Transistor 0.15V am shunt in SC74
BTC3119/3288/3656/3299/3236/3024 2.7-5.5V 9/16/16/16/36/24*1.25-40mA mit Digitalpulsen in 64/4 Schritten einstellbar mit 0.5V Verlust in QFN20-3x3
BTC3220 2.7-5.5V 4*2.5-20mA mit Digitalpulsen einstellbar mit 50mV Verlust in DFN8L-2x2
BTC3256 2.7-5.5V 6*1.25-20mA mit Digitalpulsen einstellbar mit 50mV Verlust in QFN16L-3x3
CAT4002A/CAT4004A: 2/4 x 1-20mA mit 0.05V Verlust in TSOT23-6/SC70-6, dimming
CAT4101 3-25V Stromsenke 1A einstellbar mit 0.5V Verlust PWM in D2PAK benötigt 5V Hilfsspannung
CN5611/CN5612 2.7-6V Stromsenke 0.8A/1A SOT89-5/TO252-5 mit 0.2V Verlust bei 350mA, PWM+Poti-dimmbar
CN5710/CN5711 2.8-6V Stromquelle 0.06-0.8/1.5A mit 0.37V Verlust bei 1.5A in SOT89/PowerSO8, PWM+Poti-dimmbar
CN5728 2.85-6V Stromquelle 1.5A bei 0.4Vdrop in 100%/37%/blinkend/aus Betriebsart (Taschenlampe)
LR2510 3-5V Stromsenke 5-100mA 0.2V am shunt bis 0.6V Verlust, SOT23-5/SOT23-6 dimmbar
MAX1916 2.5-5.5V Stromsenke 3 LED bis 60mA, 0.4V drop out bei 20mA, 0.2V bei 8mA, PWM+Poti-dimmbar, TSOT23-6
MBI1801 5-17V Stromsenke 1.2A einstellbar mit 0.8A Verlust in D2PAK benötigt 5V Hilfsspannung https://www.neumueller.com/datenblatt/macroblock/MBI1801%20Datenblatt%20-%20Datasheet.pdf
MEL7128/7130/7132/7135 Stromsenke 2.7-6V feste 280mA-350mA bei 0.13V Verlust in SOT89
MEL7136 Stromsenke 2.7-18V einstellbar 10mA bis 1A bei 0.1V fb + 0.1V dropout in SOT89-5
MIC2860 Stromsenke 3-5.5V, 52mV drop out, PWM+Poti-dimmbar, 2 LEDs, SC70/SOT23-6
MIC2843 3-5.5V Stromsenke 6x20mA einstellbar 0.1V Verlust dimmbar in MLF10
MIC4801 3-5.5V Stromsenke mit 0.13V Verlust bei 400mA (max 600mA) in SO8
MIC4802 3-5.5V Stromsenke 4x mit zusammen 800mA einstellbar bei 0.28V Verlust in SO8 http://www.led-treiber.de/html/ldo-treiber.html#MIC4802extra
MIC4812 3-5.5V Stromsenke 6x100mA einstellbar 0.19V Verlust PWM dimmbar in MSOP10
NY1D003BS5 1.8-6.4V Stromquelle 3x20-30, 1x60-90mA 0.2V bei 20mA 0.3V bei 30mA SOT23
PAM2808 2.5-6V bis 1.5A bei 0.1V fb + 0.3V Verlust in SO8
PM2071 von PowerMicro Stromsenke bis 450mA bei 60V in SOT23-6/SOP8
PM2014 Stromsenke bis 500V bei 0.5V an shunt für externen MOSFET
PM2011/PM2015 Stromsenke bis 500V bis 60mA/120mA R-einstellbar mit 0.6V/0.5V mit internem MOSFET in SOT23-3, SOT89, SOT223, TO252, ESOP8
QX7135/7136/7137/7138 Stromsenke 2.7-5.5V 350mA/adj/extern/dimmbar 0.15Vfb SOT23-5/SOT89-5
SP7618 von 2.5 bis 5.5V mit 33mA bis 1A mit 0.1V drop out, digital programmierbar
S8200 von 3 bis 24V bis 150mA mit max 1.5V drop bei 0.6Vfb in SOT25
S8300 von 3 bis 24V bis 500mA mit max 1.5V drop bei 0.2Vfb in SOP8
S8350D von 3 bis 24V bis 1000mA mit max 1.5V drop bei 0.2Vfb in TO252-5
STCS2A Stromsenke von 4.5 bis 40V, 1mA bis 2A mit 0.1V fb und max 0.9V Verlust in PowerSO10 https://www.st.com/resource/en/datasheet/stcs2a.pdf typisches automotive
TLE4309 Stromquelle 4.5-24V einstellbar bis 0.5A bei 0.18V fb + 0.7V dropout in TO263-7
TM1911 Stromsenke -24V 15-350mA SOT23-6
XT2106 Stromquelle 2-5V 0.1Vfb auch für externen Transistor
+---+----+--+ +-----+-L1-+---+ Dimensionierung siehe Datenblatt
| | 2| 3| |5 _|_ | |
+| R1 +--------+ /_\ LED |+
| | | |8 | | 47uF
9V +--| LT1073 |---)----+ |
| 1| | | | |
| +--------+ | R2 |
| |4 | | |
+-----------+-------+----+---+
etwas anspruchsvoller ist der Hystereseschaltregler:
+----------------------------+----------o Akku
| |
| +--|+\ |S
| | | >--+--|I IRLML6401
TLV3012--12k--+---(--|-/ | |
| Ref | | | +--|<|--+ BAV100
| | | | | |
| | +--270k--+ LED |
| | | | |
| | | 100uH |
| | | | |
| 1k +----1k------+ |
| | | |
| | 0.27R |
| | | |
+-----------+----------------+-------+--o
Andere step down ICs mit niedriger Feedbackspannung als Stromschaltregler:
ACT4514 step down 10-40V bis 1.5A bis 12V mit 0.8V fb externe Diode SOIC8
AF1860 step down 60V 1.5A 0.2V fb externe Diode, linear dimmbar SOP8
AIC2833B step down 3.5-18V bis 3A mit 0.765V fb interne Diode SOT23-6
AL8861 hysteretic step down 4.5-40V bis 1.5A mit 0.2V high side shunt, externe Diode TSOT25/SOT89-5/MSOP8 analog dimmbar
AX3821 synchronous step down 4.5-13V 2A 0.6Vfb interne Diode SOT23-6
AMC7150 hysteretic step down 4-40V 1.5A mit 0.33V fb high side, externe Diode TO252
BL3909 step down 2.5-5.5V 2.5A sw 0.6V fb interne Diode, SOT23-5
BP1360 step down 5-30V 600mA 0.1V fb externe Diode SOT23-5
BP2832 step down 17-500V bis 300mA mit 0.4V externem shunt, externe Diode, SO8
BP9916 step down 17-500V bis 900mA externe Diode externe shunt SOP8
CAT4201 step down -36V 100-350mA externe Diode TSOT23-5 analog/PWN dimmbar
CE9302 hysteretic step down 6-30V 1A 0.1V fb high side, externe Diode SOT89-5/SOP8
CE9910 step down 2.5-6V 1A 0.1V fb interne Diode SOT23-5
EC4304A/B/C hysteretic step down 7-40V 1/1.2/1.5A mit 0.1V high side shunt, externe Diode, SOT23-5/SOT89-5/DFN8/SOP8
FL7760 hysteretic step down 8-70V mit externem MOSFET
G5719 step down 2.5-6V bis 2A mit 0.6V fb SOT23-6 interne Diode
G5719C step down 2.5-6V bis 3A mit 0.6V fb SOT23-6 interne Diode
G5728 step down 2.5-6V bis 1A mit 0.6V fb SOT23-6, interne Diode
HV9921/9922/9923 step down 20-475V 20,30,50mA in SOT89, externe Diode
ILD4001 step down 4.5-42V 0.115Vfb, externer LogicLevel MOSFET, externe Diode, SC74
IS31LT3350 step down 6-40V bis 350mA in SOT23-5, 750mA in SOT89-5, 0.1V am externen high side shunt, externe Schottkydiode
LM3404 step down 6-42V bis 1A mit 0.2V fb externe Diode SOIC8
LM3404HV step down 6-75V bis 1A mit 0.2V fb externe Diode SOIC8
LN2401 step down 2-6V bis 0.8A mit 0.1Vfb ohne Diode SOT23-5
MP1584 step down 4.5-28V bis 3A mit 0.8V fb externe Diode SOIC8
MP2451 step down 3.3-36V bis 0.6A mit 0.8V fb externe Diode (T)SOT23-6
MP2480 step down 4.5-36V bis 3A mit 0.2V fb externe Diode SOIC8
MP2489 step down 6-60V bis 1A mit 0.2V fb dimmbar TSOT23-5 SOIC8
MP24892 step down 6-45V bis 1A mit 0.2V high side fb, externe Diode, TSOT23-5, PWM&analog dimming.
MP24895 step down 6-26V bis 1A mit 0.1V fb TSOT23-5 externe Diode
MP24895A step down 6-36V bis 1A mit 0.1V fb TSOT23-5 externe Diode
NCP3066 in step down 3-40V bis 1.5A mit 0.235V fb externe Diode ähnlich MC34063
PAM2861 step down 6-40V 1A 0.1V fb high side externe Diode SOT23-5/SOT89-5 PWM&analog dimming, Reichelt
PAM2804 step down 2.5-6V 1A 0.1V fb interne Diode TSOT25, schaltet unter 2.5V ab, arbeitet als LDO wenn Differenzspanung zu klein
PT4115(E)=SP5505 step down 6-30V(50V) bis 1.2A(1.5A) 0.1V high side shunt externe Diode SOT89-5/ESOP8 PWM&analog dimming siehe https://www.mikrocontroller.net/topic/461002?goto=new#5588355
PT4121 step down 6-50V mit externem LogicLevel MOSFET 0.2V high side shunt, externe Diode, SOT23-6
PT8211 hysteretic step down 5-30V 0.5A 0.2V fb high side, externe Diode, SOT23-5
QX5241a step down 5.5-36V externe MOSFET, externe Diode, SOT23-6 dimmbar, enthält 5V/5mA Linearregler
RT8471 hysteretic step down 7-36V 1A 0.1V fb externe Diode, TSOT23-5/SOP8/MSOP8
RT8477 step down 4.5-50V externer MOSFET externe Diode 0.1Vfb SOP8E analog und PWM dimming
RT8420 hysteretic step down 7-50V bis 1.2A mit 0.1V fb externe Diode MSOP8
SCT2932 step down 5-33V bis 1.5A mit 0.1V high side fb, externe Diode SOT23-5/SOT89-5/MSOP8/SOP8/TO252-5
SN3350 step down 6-40V 350mA/650mA 0.1V fb externe Diode SOT23-5/SOT89-5
UM1360 step down 6-35V 1A 0.1V fb high side, externe Diode, dimmbar, SOT23-5/SOT89-5
XL3005 step down 8-35V 5A 0.21Vfb low side, externe Diode, TO263
ZXLD1360 step down 7-30V 1A 0.1V fb high side externe Diode TSOT23-5
ZXLD1362 step down 6-60V bis 1A mit 0.1V high side shunt externe Diode TSOT25 analog dimmbar
ZLED7020/ZLED7320/ZLED7520/ZLED7720 step down 6-40V mit 1.2/1.0/0.75/0.35A externe Diode http://www.farnell.com/datasheets/1503749.pdf?_ga=2.152829049.1775152998.1598690427-350521891.1571475484&_gac=1.212995360.1598690427.EAIaIQobChMI883i84HA6wIVw-3tCh3RngLrEAAYASAAEgLLqPD_BwE
Bei Reglern mit hoher Feedbackspannung geht manchmal diese Methode zur
Anhebung der Shunt-Spannung auf die nötige Feedback-Spannung:
(aus: https://www.diodes.com/assets/Datasheets/PAM2800.pdf und in dimmbar
https://www.ti.com/lit/wp/slva130/slva130.pdf?ts=1661084346993&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.ch%252F )
V+ --+--|>|--+
| LED |
R1 |
| |
FB --+--R2---+
|
Shunt (z.B. für 0.4V)
|
GND ---------+
Die Schwankungen einer Diode in der Feedback Leitung sind bei dieser
Anwendung gerade noch tolerierbar.
Sw ---|>|--+-------+---+
| |A |
1k LED |
| | |
Feedback --+--|>|--+ 47uF
1N4148 | |
R | R = 30 Ohm (20mA/LED) 1R8 (350mA/LED) bei 1.2V feedback-Spannung
| |
GND ---------------+---+
oder man nutzt mit mehr Aufwand FB zusätzlich noch zur Spannungsbegrenzung
bei Ausfall des LED-Strangs damit der Elko nicht platzt:
Sw ---|>|--+---+---+--R3--+
| | E| |
| R1 >|-----+
| | | PNP |
FeedBack --(---+---+ | A
| | LEDs
Elko R2 | K
| | |
GND -------+---+----------+
Eine blaue/weisse LED (Spannungsbedarf 3.6-4V) an einer Alkali-Mangan
(0.9V-1.5V) oder zwei (1.8V-3V) oder einer LiIon (2.5-4.2) Batteriezelle,
oder viele LEDs in Reihe an einer niedrigeren Eingangsspannung erfordern
einen step up Boost Spannungswandler.
+---+----+-L1-+-|>|-+---+ L1 = 120uH/>400mA/<0.5Ohm
| | |2 |3 |A | -|>|- = SB120 oder 1N5817, notfalls 1N4148
+| R1 +--------+ LED | R1 = 130 Ohm
| | | |8 | |+
1.5V +--| LT1073 |---+ 47uF R2 = 10 Ohm (bei 20mA LED, 22 Ohm für 10mA LED)
| 1| | | |
| +--------+ R2 | LED = auch 2 LEDs in Reihe bei L1 = 68uH/>680mA/<0.25Ohm
| |4 |5 | |
+--------+----+-----+---+
Besser geht ab 0.9V der PR4401 (20mA) oder PR4402 (40mA) in SOT23 von
http://www.prema.com oder ZXLD381 (55mA). Ab 1V startet UC3551 braucht 15uA,
ab 0.9V starten UC3350, UC3380, UC3383 und UC3500 gar ab 0.8V läuft bis 0.5V
und braucht 18uA.
In chinesischen Gartenleuchten ist der 4-polige ANA608, QX5252F, QXS521,
CL0116, YX8018, ZE002 oder 5 polige ZXLD383 bzw. YX8183H in SOT25 verbaut,
der im Hellen auch gleich ausschaltet.
AAT1217 step up 2.5-5.5V unter 1A 1.2V fb ohne Diode SOT23/SOT23-6
ACT6311 step up 2.5-5.5V mit 320mA bis 30V bei 1.24V fb externe Diode SOT23-5
AIC1634/1896 step up 2.6-10V 0.6A sw in 1.23-30V mit 1.4MHz externe Diode und Z-Diode SOT23-6
AIC1647/1648/364 step up 2.5-5.5V in 0.095V-30V mit 1.2MHz für 3-6 20mA LEDs in Reihe externe Diode SOT23-5
AF1937/K step up 2.5-10V 250mA/500mA sw bis 29V 95mV fb externe Diode SOT23-5L/6L
AP3019A step up 2.5-16V 550mA sw bis 30V 0.2V fb interne Diode SOT23-6
AP5724/5724 step up 2.7-5.5V 750mA sw bis 34V 0.1/0.25V fb externe Diode in SOT26/TSOT23-6/DFN6
AP3032 step up 2.7-9V bis 1.4A sw bei 0.2V fb SOT26
AP3128 step up 2.5-5.5V bis 1.2A sw bis 40V bei 0.3V fb externe Diode in SOT23-6/DFN8-2x2
AT1316A step up 2.5-5.5V 1A sw bis 20V 0.1V/0.2V/0.3V fb externe Diode TSOT23-6
AT5160 step up 2.5-5.5V bis 40V 0.2V fb externe Diode SOT23-6
BP1601 step up 4.5-24V 1A sw bis 24V, 0.2V fb externe Diode SO8P
CAT32 step up 2-7V 550mA sw bis 20V 40mA kein high side shunt sondern Rext 0.12V Verlust externe Diode SOT26
CAT4137 step up 2.2-5.5V 250mA sw bis 38V 30mA 0.3V fb externe Diode, TSOT23-5
CAT4139 step up 2.8-5.5V 600mA sw bis 22V 180mA 0.3V fb externe Diode, TSOT23-5
CAT4237 step up 2.8-5.5V 450mA sw bis 30V 40mA 0.3V fb UVLO 1.9V externe Diode, TSOT23-5
CAT4238 step up 2.8-5.5V 350mA sw bis 38V 0.3V fb externe Diode, TSOT23-5
CE9401 step up 0.9-3.6V 2A 0.1V fb SOT23-6/SOP8/DFN10 für 350mA LED an 1 oder 2 Alkaline oder NiMH
DIO5320 step up 2.7-5.5V 1.65A sw bis 39V 0.3V fb externe Diode, SOT23-6
DIO5661 step up 2.7-5.5V 1.3A sw bis 37V 0.2V fb externe Diode, SOT23-6/TSOT23-6/DFN8
EC4503 step up 2.7-6V 2A sw bis 26V bei 0.2V fb externe Diode, SOT23-6
EC9215 step up 2.5-5.5V externer MOSFET und Diode, 0.5V fb, SOP8/TSSOP8
ETA1617 step up 2.7-6V mit 1A sw bis 38V bei 0.2V fb externe Diode, SOT23-6
ETA1611 step up 2-6V mit 2.8A sw bis 24V bei 0.2V fb externe Diode, SOT23-6
FP6745C step up 2.8-5.5V mit 1.33A sw bis 43V bei 0.3V fb externe Diode, analog/PWM dimmbar, SOT23-6
FAN5331 step up 2.7-5.5V mit 0.7A sw bis 20V 1.23V fb externe Diode SOT23-5
FAN5333A step up 1.8V-5.5V mit 1.5A sw bis 35V 0.11V fb externe Diode SOT23-5
FP5202 step up 2.4-5.5V externer MOSFET und Diode mit 0.6V Spannungsfeedback und 0.1V Strombegrenzung in SOT23-6
G5126 step up 2.5-5.5V 850mA sw bis 28V 0.2V fb externe Diode SOT23-6
G2621 step up 2.5-5.5V bis 40V 0.2V fb, externe Diode SOT23-6
HT7727 step up 0.9-6V 100mA, fixed output bei 2.7-5V SOT23/TO92/SOT89
IS31LT3350 step up 6-40V 750mA bei 0.1V fb externe Diode, kein COut nötig, analog/PWM dimmbar, SOT23-5/SOT89-5
IS31BL3506/IS31BL3508 step up 2.7-5.5V bis 35V 0.2/0.3V fb externe Diode, kein COut nötig, analog/PWM dimmbar, SOT23-6/DFN8
LDS8711 step up 2.7-5.5V 1.3A sw bis 40V, 0.25V fb ohne Diode, PWM/OneWire dimmbar, TDFN8
LM2731 step up 2.7-14V mit 1.8A sw bis 22V, 1.2Vfb, externe Diode, SOT23-5
LM3410 step up 2.7-5V mit 2.8A sw bis 24V, 0.19V fb, externe Diode, PWM dimmbar, SOT23-5
LN2120 step up 3-6V mit 2.5A bis 24V, 0.2Vfb externe Diode SOT23-6L
LN2115 step up 2.5-6V mit 1A bis 28V, 0.25Vfb externe Diode SOT23-6L
LT1073 step up 1-30V mit 1A sw 0.2V fb externe Diode DIP8
LT1110 step up 1-30V mit 1A sw 0.2V fb externe Diode DIP8
LT1303 step up 1.8-10V mit 0.75A sw 1.24V fb externe Diode DIP8 LowBat
LT1305 step up 1.8-10V mit 1.2A sw 1.24V fb externe Diode, LowBat, DIP8
LT1618 step up 1.6-18V 1.5A sw bis 35V 50mV high side shunt, MSOP10
LT1932 step up 1V-10V mit 0.4A sw bis 36V 0.1V fb externe Diode, Strom per Poti, SOT23-6
MCP1643 step up 0.8-5V 1.6Asw 0.12Vfb interne Diode MSOP8/DFN2x3 für 1 LED bis 550mA
MCP1662 step up 2.4-5.5V 1.3Asw 0.3Vfb low side bis 38V externe Diode in SOT23-5/TDFN8
MIC2287 step up 2.5-10V mit 500mA sw bis 34V bei 95mV fb externe Diode TSOT23-5 (in MLF8 mit OVP)
MIC3287 step up 2.8-6.5V mit 350mA bis 36V bei 0.25V fb externe Diode TSOT23-5
MIC2289 step up 2.5-10V 500mA sw bis 34V 95mV fb, interne Diode, TSOT23-6
MIC3287 step up 2.8-6.5V 350mA sw bis 36V 0.25V fb externe Diode, SOT23-5/SOT23-6/MLF8
MC34063 als step up 3-40V mit 1.5A sw bis 40V bei 1.23V fb, externe Diode, DIP8/SOIC8
ME2106 step up 0.8-6V mit 0-500mA bei 0.1V fb externe Diode, SOT23-5/SOT89-5
ME2212 step up 2.5-5.5V 1A sw bei 0.2V fb externe Diode, SOT23-6
NCP3066 step up 3-40V bis 1.5A sw bei 0.235V fb ähnlich MC34063, DIP8/SOIC8/DFN8
NJU6048 step up 1.7-6.5V 250mA bis 18V bei 0.25V fb mit OVP, SOT23-5
PAM2803 step up 0.9-VLED bis 2A sw 0.095Vfb externe Diode, SOT23-6
PAM2805 step up 0.9-VLED bis 2A sw 0.095Vfb externe Diode mit 100%/25%/blinkend Betriebsart für Taschenlampe, SOT23-6
PAM2841 step up 2.5-5.5V 1.5A bis 40V sw 0.2Vfb externe Diode, MSOP8 https://www.diodes.com/assets/Datasheets/PAM2841.pdf,
R1203 step up 1.8-5.5V 700mA sw bis 29V 0.2V fb, externe Diode, SOT23-6
R1218 step up 1.8-5.5V 400mA sw 0.2V fb Versionen mit eingebauter Diode, SOT23-6
RT9285B step up 2.7-5.5V bis 300mA sw bei 0.25V fb bis 21V, SOT23-6
RYC9901 step up 1.9-5.5V 0.6A sw bis 25V 0.34V fb, externe Diode, SOT23-6
SC4541 step up 2.9-22V 200mA bis 25V 0.25V high side fb mit eingebauter Diode, SOT23-6/MLPD6
SD3303 step up 0.9-5.5V bis 1A sw bei 0.1V fb externe Diode, TSOT26
SDB628 step up 2-24V 2A 0.6V fb externe Diode SOT23-6 auch als buck/boost https://www.ebay.de/itm/264075497616 Automatic Buck-Boost Step Up Down Module DC-DC 2.5V-15V To 3.3V/4.2V/5V/9V/12V
ST1937 step up 2.4-12V 350mAsw 0.1Vfb externe Diode, SOT23-5L/SOT353
STLA02 step up 2.5-18V 350mAsw 0.2Vfb enable 1.4/1.8V externe Diode, DFN6
SX1308 step up 2-24V mit 4A sw bis 27V bei 0.6V fb externe Diode, SOT23-6
TPS61165 step up 3-18V 1.2A sw bis 36V 0.2V fb externe Diode, SOT23-6
TS19371 step up 2.5-18V 650mA sw bis 36V 95mV fb externe Diode, SOT26
ULC6002 step up 0.9-3.2V white LED wie PR4401 bis 100mA SOT23-3
XC9116 step up 2.5-6V bis 225mA sw bei 0.2V fb bis 17V, SOT25
XL6003 step up 3.6-24V 2A sw bis 60V 0.22V fb externe Diode, SO8
ZXSC300/ZXSC310 step up 0.92-8V 20mA 19mV fb externer Transistor, SOT23-5
ZXCS400 step up 1.8-8V 0.3V fb externer Transistor und Diode, SOT23-6
YB1522 step up 3-16V 0.5Asw 0.1V fb externe Diode, analog/PWM dimmbar, SOT23-5
YX8112 step up 1.8-3V für LED ohne Diode
YX8815 step up 0.9-1.3 für LED ohne Diode
EC3651 3-16V zu 0.9-16V 3A sw 2A out mit 0.9V fb, QFN15L
LT8391 4V–60V externe MOSFETs
LTC3453 2.7-5.5V 4 x 125mA ca. 135mV Verlust QFN16
LTC3454 2.7-5.5V 2 Stufen bis 1A 105mV Verlust DFN10 ideal für Taschenlampen
LTC3531 1.8-5.5V bis 300mA sw 1.25V fb TSOT23-6
MAX1759 1.6-5.5V 100mA 1.23V fb change pump <40% Wirkungsgrad µMAX10
MAX77801 2.3-5.5V 3A sw in TQFN20, Ausgangsspannung von 2.6 bis 4.18V über I2C einstellbar in 12.5mV Schritten, Strom muss jemand regeln
MAX8625A 2.5-5.5V 2A sw 1.25V fb TDFN14 hohe Stromaufnahme
MP2155 2.5-5.5V 1A 0.5V fb QFN10
NCP5030 2.7-5.5V bis 0.5A mit 0.2V feedback WDFN12
REG71025/71027/71030/71033/71050/71055 1.8-5.5V (2.5, 2.7, 3, 3.3, 5, 5.5V) 10-60mA charge pump SOT23-6
TPS63000 1.8-5.5V 1.2A sw 0.5V fb VSON10
TPS63020 1.8-5.5V 3A sw 0.5V fb VSON14
TPS63030 1.8-5.5V 500mA sw 0.5V fb VSON10
TX4314 2.7-4.5V bis 1A mit 1.2V fb SOP8,
Beim LT1932 wird der Strom indirekt eingestellt, praktisch zum Dimmen per
Poti.
Der TPS61020 versorgt bei minimaler Bauteilanzahl eine 1W Star aus 1.8V bis
6.5V und verbraucht nur 0.5V, bei zu hoher Eingangsspannung arbeitet er als
Linearregler, aber er ist aber für Hobbyisten nicht lötbar.
Der ZD850 von Zywyn regelt die LEDs sogar an bis zu 16V Wechselspannung.
Der TPS61030 schafft 5W Stars. Ebenso Linear's LT1618 (http://darisusgmbh.de)
mit bloss 50mV Feedback, zu dem verhindert er gleichzeitig Überspannung.
Bis 6W step-up liefert CAT4240 (darisusgmbh.de), und TS19371
(2.5-18V->30V/0.35A) und step down TS19377 (3.6-23V/2A) (Reichelt) noch mehr
bei nur 0.1V feedback-Spannung. Der LT1961 hat einen ausreichend präzisen
Spannungssensor um Batterietiefentladungen zu verhindern.
Der MAX1763 unterstützt an/aus Taster, man muss bei ihm aber ebenso wie beim
LM2623 die Feedback-Spannung anheben.
LED LED LED LED
+--|<|--|<|--...--|<|--+--|<|--+-- +
| | |
NPN >|------+ | |
E| | | 180R
| | | |
180R | | |E
| | +------|< PNP
| | |
- --+--|<|--+--|<|--...--|<|--|<|--+
LED LED LED LED
F.8.0. LEDs an 230V~
LED
~ o--5k6/5W--|>|--o ~ ( nicht ok )
zerplatzt sie aber, denn sie hält nicht die notwendige Sperrspannung aus. Es
fliesst doch Strom rückwärts durch die Diode den die LED nicht überlebt.
Leitet man den Strom rückwärts um die LED mit einer normalen Diode ungenutzt
vorbei
LED
+--|>|--+
~ o--5k6/10W--+ +--o ~
+--|<|--+
1N4148
führt das zu 50Hz Geflimmer. Aber 10 Watt zu verheizen um eine Lichtleistung
von weniger als 1 Milliwatt zu bekommen ist ein wahrlich schlechter
Wirkungsgrad, unendlich viel schlechter als jede Glühlampe. Eine Diode in
Sperrrichtung:
LED
~ o--5k6/5W--|>|--|>|--o ~ ( nicht ok )
1N4007
ist auch nicht ideal, denn der grösste Spannungsabfall entsteht an der Diode
(1N4007 oder Leuchtdiode) die den geringsten Leckstrom in Sperrichtung hat,
und das muss nicht unbedingt das Exemplar der 1N4007 sein, es kann auch die
LED sein, nur verträgt eine LED i.A. nicht mehr als 5V in Sperrichtung. Man
müsste wenn man sich strikt datenblattkonform verhalten will also parallel
zur LED einen Widerstand schalten, der bei 5V einen Strom fliessen lässt, der
grösser ist als der Leckstrom der 1N4007 von 50uA, also 100k
LED
+--|>|--+
~ o--5k6/5W--+ +--|>|--o ~ ( ok )
+-100k--+ 1N4007
Nimmt man 2 LEDs antiparallel bei halbem Strom für dieselbe Summenhelligkeit,
nutzt man wenigstens noch die andere Halbwelle, reduziert die Verluste auf die
Hälfte und das Geflimmer bekommt 100Hz statt 50Hz:
LED (20mA, average 10mA)
+--|>|--+
~ o--12k/5W--+ +--o ~
+--|<|--+
LED (20mA, average 10mA)
Mit einem Brückengleichrichter, der weniger als 5V und weniger als 50mA
aushalten muß, man kann 4 einfache 1N4148 Dioden verwenden, dann reicht
1 LED, die nun auch mit 100Hz flimmert:
+-|>|-+-|<|-+
| |A |
~ o--12k/5W--+ LED +--o ~
| |K |
+-|<|-+-|>|-+ 4 x 1N4148
Wenn so eine Schaltung in einer Hausinstallation eingesetzt wird, in der
ihre abgeschaltete Zuleitung lange parallel zu stromführenden Leitungen
liegen, kann schon der geringe kapazitive Querstrom reichen, um die LED
leuchten zu lassen, dann sollte man das Leuchten unterbinden durch einen
parallelen Widerstand, hier von 10k (100uA machen dann 1V reicht nicht für
die LED):
Wechselschaltung +-|>|-+---+-|<|-+
/o----------------------------o | | |A |
L --o/ Kapazität /o--12k/5W--+ 10k LED +--+
o----------------------------o/ | | |K | |
+-|<|-+---+-|>|-+ |
|
N -------------------------------------------------------------------+
Ein grosser Elko reduziert das Flimmern auf <50%
+-|>|-+------+------+-|<|-+
| | |A | + |
~ o--12k/5W--+ 10k LED 220u/6V3 +--o ~
| | |K | |
+-|<|-+------+------+-|>|-+ 4 x 1N4148
wenn man statt der 1N4148 dabei (5V1) Z-Dioden verwendet, platzt der Elko auch
nicht wenn die LED kaputt geht.
ein Vorwiderstand bewirkt mit kleinerem Elko trotzdem weniger (<10%) Flimmern
+-|>|-+------+------+-|<|-+
| | | | + |
| | 470R | |
~ o--12k/5W--+ 47k |A 22uF/16V +--o ~
| | LED | |
| | |K | |
+-|<|-+------+------+-|>|-+ 4 x 1N4148
dann braucht man aber (16V) Z-Dioden wenn man LED-Ausfall-Schutz haben will.
Die 5W Verlust am Vorwiderstand kann man umgehen durch den Blindwiderstand
eines Kondensators an Wechselstrom. Die einfache Schaltung
LED (20mA, average 10mA)
+--|>|--+
~ o--270nF/X2--+ +--o ~
+--|<|--+
LED (20mA, average 10mA)
ist verlustarm weil nur 20mA Blindstrom bei 65mW Wirkleistung fliessen, hat
aber mehrere Nachteile: Beim Einschalten im Scheitelpunkt der 230V fliesst
ein unbegrenzter Spitzenstrom durch die LED der sie zerstört. Zudem führen
Störungen und Rundsteuersignale auf dem Netz zu höherem, eventuell ebenfalls
zerstörerischem Strom. Auch bleibt der Kondensator geladen wenn man die Lampe
ausstöpselt, was zu einem elektrischen Schlag am Stecker führen kann. Und es
flimmert natürlich mit 2*50Hz=100Hz.
~ o--2k2/1W--+------330nF/X2------+--|>|--+----+--|<|--+--o ~
fusible | | |A | |
| | LED 10k |
| | |K | |
+--470k--470k--470k--+--|<|--+----+--|>|--+ 4 x 1N4148
Den noch sehr hochohmigen Vorwiderstand und seine Verluste kann man deutlich
reduzieren, wenn man den peak-Strom beim Einschalten ableitet in dem ein (beim
Einschalten entladener, auch daher der Widerstand parallel) Elko parallel zu
den LEDs montiert wird, was natürlich nur bei Brückengleichrichtung geht. Der
Peak-Strom geht nun durch die Dioden, selbst eine 1N4148 hält 2A aus, erlaubt
also 180 Ohm. Gleichzeitig wird durch den Elko das Flimmern auf unter 10%
reduziert wenn ein (470R=10V@20mA) Vorwiderstand vor die LED kommt.
~ o--470/0.25W--+------330nF/X2------+--|>|--+----+----+--|<|--+--o ~
fusible | | | | | |
| | | 470R | |
| | 68uF/16V | 47k |
| | | LED | |
| | | |K | |
+--470k--470k--470k--+--|<|--+----+----+--|>|--+ 4 x 1N4148 oder Z-Dioden
Die obige Schaltung ist also die endgültige Lösung für eine 20mA LED an
230V~. Ziemlich aufwändig, flimmert aber kaum (<10%, also wie Glühlampen
https://www.derlichtpeter.de/de/lichtflimmern/ ) hält die Surge & Burst Tests
der Niederspannungsrichtlinie aus und betreibt die LED innerhalb ihrer
Datenblattgrenzen. Interessanterweise finde ich das Licht derselben LED die
zuvor mit 100Hz kaltweiss flimmerte nun erträglich, das flimmern scheint eine
Menge auszumachen, warum LED-Licht und Energiesparlampen irritierend wirken
obwohl die 100Hz ja nicht bewusst erkennbar sind. Geht aber die LED kaputt
(Wackelkontakt), kann der Elko und Gleichrichter wegen Überspannung und
Parallelwiderstand wegen Überhitzung sterben, bei wechselbaren LEDs in
Steckfassung also eine 5V1 Z-Diode parallel zur LED vorsehen, wenn nicht
schon Z-Dioden an Stelle der 1N4148 verwendet wurden.
~ o--470/0.25W--+------330nF/X2------+--|>|--+----+--------+--|<|--+--o ~
fusible | | | | | |
| | | 470R | |
| | 68uF/16V | 47k |
| | | +---+ | |
| | | | | | |
| | | A o _|_ | |
| | | LED /_\` | |
| | | K o |ZD | |
| | | | |5V1 | |
| | | +---+ | |
| | | | | |
+--470k--470k--470k--+--|<|--+----+--------+--|>|--+ 4 x 1N4148
Da macht eine LED die mit 2mA oder weniger auskommt doch erheblich weniger
Mühe, weil die 0.5 Watt (3 Widerstände in Reihe damit die kleinen
spannungsfest genug werden) Verlust leichter zu beherrschen sind, in einer
Schaltung mit <10% Flimmern:
+--|>|--+------+------+--|<|--+
| | | | + |
| | 4k7 | |
~ o--30k--30k--30k--+ 47k |A 4u7/16V +--o ~
| | 2mA LED | |
| | |K | |
+--|<|--+------+------+--|>|--+ 4 x 1N4148
etwa weniger Bauteile für 2mA LEDs, flimmert um 10%, geht so:
2mA LED
1N4007 +--33k--|>|--+
~ o--|>|--33k--+ +--o ~
+--4u7/100V--+
und diese Schaltung tut es mit LEDs die schon unter 1mA hell genug sind als
langlebiger Glimmlampenersatz, die flimmerten auch mit 100Hz:
LED (1mA, average 0.5mA, oder weniger bei grösserem Vorwiderstand)
+--|>|--+
~ o--120k--120k--+ +--o ~
+--|<|--+
LED (1mA, average 0.5mA, oder weniger bei grösserem Vorwiderstand)
Der ultimative 230V LED Treiber wäre ein step down Konstantstromregler der
den Strom nach dem Phasenanschnittwinkel der Netzwechselspannung einstellt
und die dazu nötige Leistung per PFC aus dem Stromnetz zieht. Das gibt es,
als NCL30000 sogar netzgetrennt, aber so ein Aufwand ist natürlich in keiner
LED-Lampe vom Discounter drin. So wie es aussieht, nutzen aber Philips
Master-LED so eine Technik, sie sind dimmbar und trotzdem flimmerfrei.
F.8.0.1. Wie schliesst man Optokoppler und Lichtschranken an ?
LED Phototransistor
+-----+ +--2k2-- +5V (oft auch 470R (schneller) oder 10k (langsamer))
+5V ----------|A B| |
out --220Ohm--|K C|--+------- Signal
| E|---------- Masse
+-----+
Einen eventuell vorhandenen Basisanschluss lässt man offen. Legt man ihn über
einen Widerstand (1k-10k) an den Emitter, wird der Phototransistor
unempfindlicher, geht aber schneller wieder aus. Damit es deutlich schneller
geht (0.5us mit CNY17) kann man den Basisanschluss nutzen (oder einen TLP750):
4 x 1N4007 +----+
+----------+--|>|--+--+---------|A C|--+------- Signal
| | | | +--|K B| +--4k7-- +5V
| +--(--|>|--+ 150k | | E|---------- Masse
o | | : | | +----+
12V=..230V~ | | C +-----|< BU805
o | | : | |E
| | +--|<|--+ >|-----+ BC547
| | | E| 150R (Strom für 5mA)
+-------+-----|<|--+--+------+
Lichtschranken lassen sich durch Umgebungslicht stören, wenn man das Licht
nicht moduliert. Dafür eignet sich z. B. ein NE/LM567C oder KA567 (andere
Bauteilwerte) oder der neuere LMC567 (Bauteilewertanpassung nach Datenblatt)
als kombinierter Sender/Empfänger (aus Elektor 7/8 98), der Empfänger
reagiert dann nur auf Licht passender Frequenz.
Siehe auch: http://www.mikrocontroller.net/topic/297278 und
http://www.trigonal.de/sel/blobs/relisch.png
+---+--+----------------+------+--+-- +5V
| | | | | |
| 4k7 | +----+---+ 1M 220R
E| | | | 4 | | |
>|--+--(--4k7---+--|5 1|--+ |
|BC307 | 10k |LM/NE567| | |A
| | +--|6 | | LED
| | | | | | |
100R 10kPoti-22n-(--|3 2 7 8|--(--+-- kann bis 100mA nach Masse schalten
| | | +--+--+--+ |
A| C| | | | |
LED=PhotoTrans 22n 2u2 | 4u7
| | | | | |
+------+--------+-----+--+-----+----- GND
Um Fehlauswertungen durch hochreflektierende Oberflächen zu vermeiden,
arbeiten professionelle Lichtschranken übrigens mit Polarisationsfiltern
im Sende- und Empfangsweg.
Alternativ erzeugt man mit 2 Oszillatoren aus einem NE556 mit 50Hz
getastete 36kHz für die LED und nimmt als Empfänger einen der üblichen
IR Demodulations Empfänger für Fernbedienungen wie den TSOP1736, der
dann aber 50Hz am Ausgang produziert und sich von Fernbedienungen
stören lässt). Vollintegriert gibt es das als IS471F von Sharp und
TSSP9xxx von Vishay, wie 38kHz TSSP93038. IS31SE5001 von ISSI erlaubt
Distanzerkennung, IS31SE5000 Bewegungerkennung.
230V~ L ---270k---(||)-- N
Ebenso funktionieren Nixie-Röhren. Jede Ziffer ist eine dort Glimmlampe. Die
Betriebsspannung muss über der Zündspannung (ca. 100V) liegen, also so bei
120 bis 160V. Vor jede Stelle muss ein Vorwiderstand, der den Strom auf den
Nennwert von meist so 2mA begrenzt, wenn man von der Betriebsspannung die
Brennspannung (meist so 70V) abzieht, also 33k bei 130V. Die Ansteuerung
erfolgt mit 7441 (70V) und 74141=K155D1 (60V) , oder modern HV5530 (300V)
jeweils die Brennspannung der Nixie (ca. 70V) hinzuzählen für maximale
Betriebsspannung, ergibt dann so 130V. Die übliche Schaltung ist also:
+130V
|
33k
|
+5V .---------------------------------------.
| ( Nixie )
7441 | `---------------------------------------´
+-----+ | | | | | | | | | |
| 0|---+ | | | | | | | | |
| 1|-------+ | | | | | | | |
--|A 2|-----------+ | | | | | | |
--|B 3|---------------+ | | | | | |
--|C 4|-------------------+ | | | | |
--|D 5|-----------------------+ | | | |
| 6|---------------------------+ | | |
| 7|-------------------------------+ | |
| 8|-----------------------------------+ |
| 9|---------------------------------------+
+-----+
|
GND --+
Leider ist der 74141/K1555D1 rar geworden, und man muss weniger spannungsfeste
IC Ausgänge (vom uC oder einem 1:10 Decoder) mit spannungsfesten Transistoren
verstärken, was viele Bauteile erfordert:
+130V
|
33k
|
+5V .----------------------------------------.
| ( Nixie )
CD4028| `----------------------------------------´
+-----+ | | | | | | | | | |
| 0|--10k--|< | | | | | | | | |
| 1|--10k---)--|< | | | | | | | |
--|A 2|--10k---)---)--|< | | | | | | |
--|B 3|--10k---)---)---)--|< | | | | | |
--|C 4|--10k---)---)---)---)--|< | | | | |
--|D 5|--10k---)---)---)---)---)--|< | | | |
| 6|--10k---)---)---)---)---)---)--|< | | |
| 7|--10k---)---)---)---)---)---)---)--|< | |
| 8|--10k---)---)---)---)---)---)---)---)--|< |
| 9|--10k---)---)---)---)---)---)---)---)---)--|< 2SA42/MPSA42/BF422 oder ULN2023
+-----+ | | | | | | | | | |E
| | | | | | | | | | |
GND --+-----------+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
Konstantstromansteuerung spart die Basisvorwiderstände und gibt
gleichmässigere Helligkeit, ist also geschickter (funktioniert in der Form
aber nur wenn zu einer Zeit nur maximal 1 Ausgang aktiv ist und die IC
Betriebspannung unter UBEreverse der Transistoren, also 6V, liegt):
+130V
|
+5V .----------------------------------------.
| ( Nixie )
CD4028| `----------------------------------------´
+-----+ | | | | | | | | | |
| 0|--|< | | | | | | | | |
| 1|---)--|< | | | | | | | |
--|A 2|---)---)--|< | | | | | | |
--|B 3|---)---)---)--|< | | | | | |
--|C 4|---)---)---)---)--|< | | | | |
--|D 5|---)---)---)---)---)--|< | | | |
| 6|---)---)---)---)---)---)--|< | | |
| 7|---)---)---)---)---)---)---)--|< | |
| 8|---)---)---)---)---)---)---)---)--|< |
| 9|---)---)---)---)---)---)---)---)---)--|< 2SA42/MPSA42/BF422
+-----+ | | | | | | | | | |E
| | | | | | | | | | |
GND --+--1k8-+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
Bei Plasmaanzeigen ist jedes Segment eine Glimmlampe. Leuchtstoffröhren
(erzeugen mit Quecksilber UV Licht das der Leuchtstoff ins sichtbares
transformiert) und CCFL (Leuchtstofflampe ohne Heizwendeln) bis hin zum
Fernseherplasmaflachbildschirm (jeder Bildpunkt ist eine CCFL
Leuchtstofflampe) sind auch Glimmlampen.
F.8.1. Multiplexanzeigen
+5V
|
Pin ----|< NPN
|E
Anode der LED-Anzeige
1.2. Strom aus einer Kathode
Kathode der LED-Anzeige
|E
Pin ----|< PNP
|
GND
+---+-- +5V
R2 |E
Pin --R1-+--|< PNP (z. B. BC369/BC328/FMMT617)
|
Anode der LED-Anzeige
2.2. Strom aus einer Kathode
Kathode der LED-Anzeige
|
Pin --R1-+--|< NPN
R2 |E
+---+-- GND
+5V
|
Pin ----|I PMOSFET
|S
Anode der LED-Anzeige
3.2. Strom aus einer Kathode
Kathode der LED-Anzeige
|S
Pin ----|I NMOSFET (z. B. BSP295, GF2304)
|
GND
+---+-- +Ub (je nach Treiber bis 17V oder 50V)
| 10k |E
ULN2803|---150R--+--|< PNP, z. B. BC368
| ^ |
angepasst an +Ub Anoden der LEDs
Diskret kann man das mit einem Haufen Widerständen und 2 bipolaren
Transistoren aufbauen:
+----+-- +Ub (z. B. 12V)
R4 |E R4 pull up, so 1k
+---|< PNP z. B. BC368 für 1A
| | R3 z. B. 120R für 100mA Basisstrom des PNP
R3 +-- Anoden der LEDs, Spitzenstrom z. B. 1A
| R1 z. B. 220R für 10mA Basisstrom den NPN
Pin --R1-+--|< NPN z. B. BC547 schaltet 100mA
R2 |E R2 überflüssig wenn Pin nie offen (Eingang) sein kann,
GND -----+---+
oder in Basisschaltung bei Pins die mehr Strom nach Masse ableiten können als
von VCC liefern können, wie beim 8051. Allerdings wirkt hier der NPN nicht
stromverstärkend so daß dieser einfachere Pegelwandler nur für geringe Lasten
taugt, wenn man nicht als PNP einen Darlington einsetzt.
+----+-- +Ub (z. B. 12V)
R1 |E R1 pull up, so 2k2
+---|< PNP z. B. BC338 bis 200mA, Darlington für mehr Strom
| |
| +-- Anoden der LEDs
VCC --------|< NPN z. B. BC547 schaltet 20mA
|E
R2 R2 legt Basisstrom fest, sollte 1/10 bis 1/20 des
| Ausgangsstroms sein, Berechnung (VCC-Ulo-0.7)/R2
Pin ---------+
Matrixanzeigen bei denen hunderte von LEDs, eventuell mehrfarbig, ein Bild
oder Laufschrift erzeugen können, sind einfach aufzubauen, solange man sich
über EMI-Störstrahlung keine Gedanken machen muss. Unterschätzt aber den
Verdrahtungsaufwand und Stromverbrauch nicht und nehmt nicht die billigsten
LEDs, sondern nach Helligkeit selektierte, oder noch besser fertige 7x5 oder
8x8 Anzeigeblöcke. Die sind zwar teuer, aber nicht bloss gleichmässig hell
sondern sogar von schräg betrachtet gleichmässig hell, was vor allem bei RGB
Farben Pflicht ist. Da die grossen Hersteller von Laufschriften irren
Mengenrabatt bekommen und selber selektieren, gibt es billige Laufschriften
mit geringwertigen LEDs für weniger Geld, als die LEDs alleine kosten (und
die von denen aussortierten LEDs landen dann im 1000er Pack).
+8V (je nach LED-Farbe)
| |
4k7 | LED-Kathoden
| |E |
Zeile --|>o--+--100R--|< BDX34C R für LED_Strom
open collector | |
LED-Anoden Spalte aus TPIC6B595
+---------------+
--56R--|a |
--56R--|b |
--56R--|c 4-stellige |
--56R--|d 7-Segment |
--56R--|e Anzeige |
--56R--|f mit 10mA |
--56R--|g |
--56R--|d.p. |
+---------------+
| | | |
--120R--|< | | |
|E | | |
--120R---(--|< | | PNPs bei Display mit gemeinsamer Anode,
| |E | |
--120R---(---(--|< | NPNs bei Display mit gemeinsamer Kathode.
| | |E |
--120R---(---(---(--|<
| | | |E Plus bei Display mit gemeinsamer Anode,
+---+---+---+-- Masse bei Display mit gemeinsamer Kathode.
Also noch mal zur Erinnerung: Bei obenstehender Schaltung werden ca. 40mA an
den Anschlüssen benötigt. Das ist mehr, als die Datenblattangabe der meisten
uC erlaubt. Es kann sinnvoll sein, pro Anschluss 2 Pins parallel zu schalten.
Oder man verstärkt die Stromlieferfähigkeit der Ausgänge mit einem
Emitterfolger durch den man allerdings weitere 0.7V verliert:
+--+--+--+--+--+--+--+-- +5V
| | | | | | | |
--(--(--(--(--(--(--(-|< NPN (BC547, BC337)
--(--(--(--(--(--(-|< E| +-------------------+
--(--(--(--(--(-|< E| +-15R--|a |
--(--(--(--(-|< E| +----15R--|b 5 x 7 Segment |
--(--(--(-|< E| +-------15R--|c Display |
--(--(-|< E| +----------15R--|d oder |
--(-|< E| +-------------15R--|e 5 x 8 Matrix |
-|< E| +----------------15R--|f mit 20mA |
E| +-------------------15R--|g (max 2.1V/LED) |
+----------------------15R--|h |
100mA Segmentstrom +-------------------+
Spaltenstrom | | | | |
--120R-------------------------|< | | | |
|E | | | |
--120R--------------------------(--|< | | | 800mA Digitstrom
| |E | | | Zeilenstrom
--120R--------------------------(---(--|< | |
| | |E | |
--120R--------------------------(---(---(--|< |
| | | |E |
--120R--------------------------(---(---(---(--|< NPN (BC369, ZTX1048 high Beta Transistoren)
| | | | |E
GND --+---+---+---+---+
Besser funktioniert es mit PNP Transistoren in Sättigung,
die Spannung sollte auch für blaue/weisse LEDs ausreichen,
dazu brauchen die Transistoren aber Basisvorwiderstände:
+--+--+--+--+--+--+--+-- +5V
| | | | | | | |E
--120R--(--(--(--(--(--(--(-|< PNP (BC557, BC327)
--120R--(--(--(--(--(--(-|< | +-------------------+
--120R--(--(--(--(--(-|< | +-6R8--|a |
--120R--(--(--(--(-|< | +----6R8--|b 5 x 7 Segment |
--120R--(--(--(-|< | +-------6R8--|c Display |
--120R--(--(-|< | +----------6R8--|d oder |
--120R--(-|< | +-------------6R8--|e 5 x 8 Matrix |
--120R-|< | +----------------6R8--|f mit 20mA |
| +-------------------6R8--|g (bis 3.6V/LED) |
+----------------------6R8--|h |
100mA Segmentstrom +-------------------+
Spaltenstrom | | | | |
--120R-------------------------------|< | | | |
|E | | | |
--120R--------------------------------(--|< | | | 800mA Digitstrom
| |E | | | Zeilenstrom
--120R--------------------------------(---(--|< | |
| | |E | |
--120R--------------------------------(---(---(--|< |
| | | |E |
--120R--------------------------------(---(---(---(--|< NPN (BC369, ZTX1048 high Beta)
| | | | |E
GND --+---+---+---+---+
Bei mehr Strom und mehr LEDs sind kräftigere Treiber notwendig und wenn man
nur 5V zur Verfügung hat will man an ihnen nur einen möglichst geringen
Spannungsabfall, damit an den Widerständen noch genug Spannung für eine
ausreichend genaue Strombegrenzung abfällt, daher sind MOSFETs eine gute
Wahl. Die gibt es in als Dual LogicLevel in SO8 von IRF (IRF7331/IRF7329)
oder Vishay (Si9926/Si9934) für beachtliche Ströme.
+--+--+--+--+--+--+--+-- +5V/1.28A
| | | | | | | |S
--(--(--(--(--(--(--(-|I
--(--(--(--(--(--(-|I | +-------------------------------+
--(--(--(--(--(-|I | +---|Anoden |
--(--(--(--(-|I | +------| |
--(--(--(-|I | +---------| 8 x 8 LED |
--(--(-|I | +------------| Matrix |
--(-|I | +---------------| mit 20mA |
-|I | +------------------| |
| +---------------------| |
+------------------------| Kathoden |
PMOSFETs +-------------------------------+
1.28A Zeilenstrom | | | | | | | |
15R 15R 15R 15R 15R 15R 15R 15R
| | | | | | | |
----------------------------|I | | | | | | |
|S | | | | | | |
-----------------------------(--|I | | | | | |
| |S | | | | | |
-----------------------------(---(--|I | | | | |
| | |S | | | | |
-----------------------------(---(---(--|I | | | | NMOSFETs
| | | |S | | | | 160mA Spaltenstrom
-----------------------------(---(---(---(--|I | | |
| | | | |S | | |
-----------------------------(---(---(---(---(--|I | |
| | | | | |S | |
-----------------------------(---(---(---(---(---(--|I |
| | | | | | |S |
-----------------------------(---(---(---(---(---(---(--|I
| | | | | | | |S
GND --+---+---+---+---+---+---+---+
Achtung bei RGB: Die meisten blauen (und weissen) LEDs erlauben gar keine
so hohen Spitzenströme wie für Multiplexbetrieb nötig sind. Man sieht das
Drama an solchen Multiplexanzeigen wie
http://www.watterott.com/download/2088RGBMatrix.pdf
die für 20mA spezifiziert sind, aber nur 70mA peak erlauben, wo die 20mA
also gar nicht genutzt werden können sondern maximal 8mA Durchschnittsstrom
bei eben nur 1/3 der angegebenen Helligkeit (die sowieso nicht so überragend
ist). Immerhin reduzieren solche Anzeigen die Anforderungen an die
Treiberschaltung :-)
+--+--+--+--+-- +5V/2.5A
| | | | |S
--(--(--(--(-|I IRF7413
--(--(--(-|I | +--------------...--------------+
--(--(-|I | +--|A |
--(-|I | +-----|A 5 x 25 |
-|I | +--------|A rote, gelbe oder grüne |
| +-----------|A 20mA LEDs |
+--------------|A K K K K K K |
+--------------...--------------+
2.5A Zeilenstrom | | | | | |
27R 27R 27R ... 27R 27R 27R (18R bei weiss/blau)
| | | | | |
--470R-------------|< | | | | |
|E | | | | |
--470R--------------(--|< | | | |
| |E | | | |
--470R--------------(---(--|< | | | 100mA Spaltenstrom
| | |E | | |
: : : : : : :
| | | | | |
--470R--------------(---(---(-- -|< | |
| | | |E | |
--470R--------------(---(---(-- --(--|< |
| | | | |E |
--470R--------------(---(---(-- --(---(--|< BC547 (25 Stück)
10mA Basisstrom | | | | | |E
GND --+---+---+-- ... --+---+---+
Hier dasselbe mit LogicLevel NMOSFETs wie GF2304 (aktuell bei Pollin billig):
+--+--+--+--+-- +5V/2.5A
| | | | |S
--(--(--(--(-|I IRF7413
--(--(--(-|I | +--------------...--------------+
--(--(-|I | +--|A |
--(-|I | +-----|A 5 x 25 |
-|I | +--------|A rote, gelbe oder grüne |
| +-----------|A 20mA LEDs |
+--------------|A K K K K K K |
+--------------...--------------+
2.5A Zeilenstrom | | | | | |
27R 27R 27R ... 27R 27R 27R (18R bei weiss/blau)
| | | | | |
-------------------|I | | | | |
|S | | | | |
--------------------(--|I | | | |
| |S | | | |
--------------------(---(--|I | | | 100mA Spaltenstrom
| | |S | | |
: : : : : : :
| | | | | |
--------------------(---(---(-- -|I | |
| | | |S | |
--------------------(---(---(-- --(--|I |
| | | | |S |
--------------------(---(---(-- --(---(--|I N-MOSFET wie GF2304 (25 Stück)
| | | | | |S
GND --+---+---+-- ... --+---+---+
Hier dasselbe mit Konstantstromsenken wie CAT4016, STP16CP05, PCA9626B:
+--+--+--+--+-- +5V/2.5A
| | | | |S
--(--(--(--(-|I IRF7413
--(--(--(-|I | +--------------...--------------+
--(--(-|I | +--|A |
--(-|I | +-----|A 5 x 25 |
-|I | +--------|A rote, gelbe oder grüne |
| +-----------|A 20mA LED Matrix |
+--------------|A K K K K K K |
+--------------...--------------+
2.5A Zeilenstrom | | | | | |
+-----------+ +-----------+
| | | | 100mA Spaltenstrom
Data -------------|Sin Sout|---- |Sin Sout|-
| CAT4016 | | CAT4016 |
+-----------+ +-----------+
| | | | | |
Latch --------------+---(---(---------+ | |
| | | |
Clock ------------------+---(-------------+ |
| |
680R 680R
| |
GND ----------+-- ... ----------+
Hier auch mit den Zeilentreibern als Schieberegister bei erhöhter LED
Versorgungsspannung, nach rechts erweiterbar auf mehr Spalten.
+-+-+-+-+-+-+-+--+--+--+--+--+--+--+--+-- +9V Batterie
| | | | | | | | | | | | | | | |
1k R R R R R R R R | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | |S
+-(-(-(-(-(-(-(--(--(--(--(--(--(--(-|I
| +-(-(-(-(-(-(--(--(--(--(--(--(-|I | +-------------------------------+
| | +-(-(-(-(-(--(--(--(--(--(-|I | +--|a |...
| | | +-(-(-(-(--(--(--(--(-|I | +-----|b 16 x 8 LED Matrix |
| | | | +-(-(-(--(--(--(-|I | +--------|c |
| | | | | +-(-(--(--(-|I | +-----------|d Auch mehr als 1 LED |
| | | | | | +-(--(-|I | +--------------|e pro Pixel in Reihe |
| | | | | | | +-|I | +-----------------|f möglich, z.B. wie bei |
| | | | | | | | | +--------------------|g LuckyLight KM4-12041ALA |
| | | | | | | | +-----------------------|h 30mm Uhrendisplay |...
| | | | | | | | PMOSFETs +-------------------------------+
| | | | | | | | FDS6975 | | | | | | | | | | | | | | | |
+---------------+ +-------------------------------+
| | | |
Data --|Sin Sout|-------------------------|Sin Sout|-...
| TLC5916 | | TLC5921 |
+---------------+ +-------------------------------+
| | | | | |
Latch ----+---(-----(-------------------------------+---(---------------------(----...
| | | |
Clock --------+-----(-----------------------------------+---------------------(----...
| |
R R
| |
GND ----------------+---------------------------------------------------------+----...
Das bei vielen AppNotes z. B. AN529 "Multiplexing LED Drive and 4x4 Keypad
Sampling" von http://www.microchip.com/ oder AppNote AVR242 "Multiplexing
LED Drive & a 4x4 Keypad" von http://www.atmel.com/ die Anzeigen mit
weniger Strom versorgt werden, heisst nicht, dass das oben Stehende falsch
ist, sondern daß die AppNote, weil die Microcontroller sonst überlastet
würden, Schummerlicht in Kauf nimmt oder hocheffiziente 7-Segmentanzeigen
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0e30/0900766b80e30abc.pdf
https://www.vishay.com/docs/81199/tdsr1050.pdf voraussetzt mit 2mA statt
10mA wie TOF5641, weil man den Leser nicht mit solchen Schaltungsdetails
abschrecken will. Hier chinesischer Murks der im Schnitt nur mit 200uA pro
LED arbeitet https://www.mikrocontroller.net/topic/387312
Hier eine Schaltung eines 4x4x4 LED Würfels, die nur 5mA durch jede LED
schickt, gerade noch am Rande des brauchbaren:
+--|>|-- Zeile1 -----------------|>|--R--+
| 1N4148 LED |
+---R--------- Multiplexsyncsignal |
| 1N4148 |
o--+ +--+--|>|--+--+-- Betriebsspannung |
S|S | C Segmentausgang --+
S|+----------)--+-- Masse (20mA bei 10mA LED) |
S|S 1N4148| |
o--+ +--+--|>|--+ |
| 1N4148 LED |
+--|>|-- Zeile2 -----------------|>|--R--+
Fertige Module, meist mit 16x16, 16x32, 32x32, 32x64, 64x64 oder 128x64 LEDs
haben oft einen Hub75 In und Out Anschluss. Controller kommen z. B. von Onbon.
Mit genug Rechenleistung kann man dann Animationen laufen lassen:
F.8.2. Complementary LED drive und Charlyplexing
+5V -+----+----+-----+
| | | |
10k 10k | |
| +---|+\ |S
| | | >--|I LogicLevel PMOSFET wie IRF7307
+----(---|-/ |
| | |
uC --+ 10k +--- three state power Ausgang
| | |
+----(---|+} |
| | | >--|I LogicLevel NMOSFET wie IRF7307
| +---|-/ |S
10k 10k | |
| | | |
GND -+----+----+-----+
wenn man jedoch 3.6V LEDs mit 5V versorgt (oder 2.1V LEDs an 3.3V), so daß 2
in Reihe nicht leuchten können, und man Ausgänge hat die genug Strom für die
Spalten liefern, nur der Strom für die Zeilenansteuerung verstärkt werden
muss, geht folgendes (die 470 Ohm Widerstände kann man übrigens weglassen):
1 2 3 4
_ | _ | _ | _ |
+-o o-+ +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+
| | | | | | | |
5-+-----(--+-----(--+-----(--+ |
_ | _ | _ | _ |
+-o o-+ +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+
| | | | | | | |
6-+-----(--+-----(--+-----(--+ |
_ | _ | _ | _ |
+-o o-+ +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+
| | | | | | | |
7-+-----(--+-----(--+-----(--+ |
_ | _ | _ | _ |
+-o o-+ +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+
| | | | | | |
8-+-----(--+-----(--+-----(--+
aber es gehen auch mehr Tasten an weniger Anschlüssen:
1 2 3 4 5 6
| _ | _ | _ | _ | _ |
+-o o-+ +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+
| | | | | | | | | |
+-----(--+-----(--+-----(--+-----(--+ |
| _ | _ | _ | _ |
| +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+
| | | | | | | | |
+--+-----(--+-----(--+-----(--+ |
| _ | _ | _ | ...
| +-o o-+ +-o o-+ +-o o-+
| | | | | | |
+--+-----(--+-----(--+ |
| _ | _ |
| +-o o-+ +-o o-+
| | | | |
+--+-----(--+ |
| _ |
+----o o-+
+-----+---+-----------+----- +5V bis 9V
| | | |
| | | +------(-----270R--+
| | | | | |
R1 | | | +-------+ LEDs |
| +-------+ | | Q0|--|>|--+
+---|DIS | | | Q1|--|>|--+
R2 | NE555 | | | Q2|--|>|--+
+---|TRG OUT|--+--|CLK Q3|--|>|--+
+---|THR | | Q4|--|>|--+
| +-------+ | Q5|--|>|--+
C | | Q6|--|>|--+
| +---------|/EN Q7|--|>|--+
| | | Q8|-----+
| | +--|RST Q9|-- |
| | | +-------+ |
| | | | |
| | +------(---------+
| | |
+-------+-------------+------ GND
Weitere in
+++++++---+++++++--GND
||||||| |||||||K
DDDDDDD DDDDDDD <- 1 - 6 LEDs
||||||| |||||||A in Reihe
||||||| |||||||
RRRRRRR RRRRRRR <- passender VCC
||||||| ||||||| Vorwiderstand |
||||||| ||||||| 4k7 (für 1mA Tastermindeststrom)
+-------+ +-------+ 40106 |
| 40110 |-| 40110 |--o<|--+--47k--+ (Entprellzeit 22ms)
+-------+ +-------+UP | |
RES| DWN| RES| DWN| 47n Taster hochzählen +1
| | | | | |
| | | | GND GND
| | | |
| | | +---o<|-- (wie oben) Taster runterzählen -1
| | |
| +----)--------o<|-- (wie oben) Taster runterzählen -10 (oder per BORROW der Einerstelle)
| |
+---------+--------o<|-- (wie oben) Reset / Null-0-stellen
oder den 4 stelligen ICM7217 oder 4-1/2 stellig ICM7224, ICM7225 oder 5-stellige
HEF4534B, MC14534, oder 8 stelligen ICM7226 in passender Variante (A/B/C/D),
beschaltet nach Datenblatt von http://www.intersil.com/ . Oder soll es gar eine
ganze Uhr sein ? Die findet sich auf http://www.microchip.com/ in AN590 "A
Clock Design Using the PIC16C54 for LED Displays and Switch Inputs" und
zig weiteren AppNotes von Microchip.
F.8.3. Infrarot Fernbedienungen
F.9. Netzteile
übert.- Windungen Leer- Fläche Stromdichte Verluste Wirkungs- Gewicht
Type Leist. n/pri n/sek lauf Kern Wickel n/230V Durchm. innen aussen grad Eisen gesamt
Kern VA Wdg/V Wdg/V cm2 cm2 Wdg. mm pri A/mm2 A/mm2 W % g
M20/5 0,4 156,00 162,00 0,25 0,52 10,7
M30/7 1,4 80,00 82,50 0,49 1,30 33
70002K 1,6 +29% 82
E30 2 +35% 98
M30/10 2 53,00 54,70 0,74 1,30 50
E38 3,2 +32% 152
70012K 3,2 +43% 110
M42/15 4,5 23,25 +25% 1,62 6 3,5 60% 125 180
M42/10 5 22,00 22,50 1,80 2,70 5060 0,08 4,5 5,2 132
70022K 5 +40% 144
E42 5 +32% 200
E48/16 5 17,5 65%
M42/22 6 15,87 +18% 2,38 5,8 5 190 230
70032K 7 +34% 174
E48 10 +28% 286
70042K 10 +20% 252
E54/19 12 +34% 370
M55/20 15 11,50 12,00 3,40 4,00 2645 0,15 3,8 4,3 321
70052K 15 +23% 304
0015P2 15 +16% 300
M55/20 15 12,5 +15% 3,06 4,5 7,2 70% 309 430
E60/20 15 11,9 4 3,6 4,4 72%
E54 16 +22% 400
E66/20 20 9,1 4,8 3,4 4,2 75%
E60/21 24 +23% 490
M65/27 25 7,7 +9% 4,86 3,5 10,2 77% 580 770
70062K 25 +19% 435
M65/27 30 7,30 7,50 5,40 5,60 1672 0,25 3,3 3,6 600
0030P2 30 +17,5% 500
70072K 35 +17,7% 525
E60/31 36 +18% 690
E78/26 36 6,41 6,8 3,1 3,7 78%
E66/30 48 +16% 850
M74/32 50 5,35 5,50 7,36 7,10 1233 0,3 3,0 3,3 945
70082K 50 +15.5% 685
M74/32 50 5,88 +7% 6,62 3,2 12,27 83% 897 1260
0050P2 50 +13% 700
M85/32 70 4,18 4,30 9,43 7,60 963 0,4 2,9 3,3 1360
E78/28 72 +14% 1100
M85/35 75 4,16 +5% 9,15 2,9 14,05 84% 1300 1770
0080P2 80 +15% 1000
E78/41 108 +11% 1580
M102/33 120 3,26 3,35 12,10 11,60 749 0,55 2,4 2,8 2120
0120P2 120 +12,3% 1300
M102/35 125 3,57 +4% 10,71 2,7 18,15 87% 1963 2590
E96/36 150 +10% 2210
0160P2 160 +12,5% 1600
M102/52 180 2,38 +3% 15,91 2,3 22,61 89% 2916 3570
M102/52 180 2,20 2,25 17,90 11,60 506 0,7 2,3 2,7 3140
E130/35 225 2,63 +4,2% 11,03 2,2 25,35 89% 2360 4600
0225P2 225 +9,1% 2100
E130/35 250 3,22 3,31 12,25 21,00 740 0,9 1,7 2,2 2440
E130/45 290 2,50 2,58 15,75 21,00 575 1 1,7 2,1 3110
0300P2 300 +9,1% 2500
E150/40 360 2,63 +3,3% 14,4 1,9 25,2 92% 2250 6800
E150/40 340 2,47 2,54 16,00 28,00 567 1,15 1,5 1,9 3670
E150/50 430 1,97 2,03 20,00 28,00 452 1,3 1,5 1,9 4610
E150/60 500 1,75 +2,4% 1,7 43,77 93,5% 5150 9000
0500P2 500 +8,3% 3900
E150/60 580 1,64 1,69 24,00 28,00 376 1,55 1,4 1,8 5620
0625P2 625 +7% 4600
E170/65 750 1,35 1,39 29,25 38,00 310 1,8 1,3 1,7 7800
0800P2 800 +6% 5100
E170/75 900 1,17 1,20 33,75 38,00 268 2 1,2 1,6 9010
1000P2 1000 +5,5% 6900
http://www.wolfram-zucker.de/elektronik/bauelemente.htm
Höhe Breite Kupfer Eisen Leist. Stromdichte
cm cm mm2 kg cm2 cm kg VA T A/mm2
EI30a 0,37 1,29 0,08 0,0045 1,00 6,00 0,045 0,41 1,36 12,00
EI30b 0,38 1,29 0,09 0,0049 1,20 6,00 0,054 0,60 1,33 11,74
EI30c 0,37 1,29 0,08 0,0052 1,50 6,00 0,067 0,80 1,31 11,70
EI38 0,49 1,67 0,16 0,0107 1,60 7,68 0,096 1,80 1,32 9,60
EI42 0,51 1,86 0,20 0,0146 1,74 8,40 0,112 2,50 1,33 9,00
EI48 0,60 2,16 0,32 0,0265 2,30 9,60 0,170 5,20 1,34 7,40
EI54 0,68 2,42 0,46 0,0460 2,94 10,80 0,243 9,20 1,35 6,40
EI60 0,77 2,67 0,62 0,0650 3,70 12,00 0,340 14,80 1,36 5,70
EI66a 0,87 2,86 0,80 0,0910 4,46 13,20 0,450 21,70 1,37 5,10
EI75 1,04 3,39 1,18 0,1620 7,00 15,00 0,800 32,00 1,33 4,88
EI78 1,07 3,46 1,35 0,1810 6,40 15,60 0,760 43,00 1,35 4,20
EI84a 1,17 3,76 1,67 0,2410 7,20 16,80 0,930 45,60 1,38 4,14
EI84b 1,17 3,76 1,67 0,2820 10,90 16,80 1,400 59,00 1,38 3,80
EI90 1,28 4,14 2,04 0,3600 12,40 18,00 1,710 85,00 1,34 3,58
EI96a 1,35 4,35 2,40 0,3980 10,10 19,20 1,480 107,00 1,35 3,21
EI96b 1,35 4,35 2,40 0,4410 13,10 19,20 1,920 105,00 1,38 3,23
EI96c 1,35 4,35 2,40 0,5000 17,20 19,20 2,520 130,00 1,35 3,10
EI105a 1,45 4,85 2,85 0,5200 12,30 21,00 1,980 163,00 1,31 3,01
EI105b 1,45 4,85 2,85 0,5600 15,00 21,00 2,410 139,00 1,36 2,96
EI105c 1,46 4,85 2,87 0,6400 19,90 21,00 3,200 163,00 1,33 2,87
EI105d 1,46 4,85 2,87 0,7700 28,30 21,00 4,550 204,00 1,29 2,75
EI108a 1,49 4,98 3,01 0,5600 12,70 21,60 2,100 268,00 1,24 2,63
EI108b 1,49 4,98 3,01 0,6400 17,60 21,60 2,910 149,00 1,36 2,90
EI108c 1,49 4,98 3,01 0,7100 22,00 21,60 3,640 193,00 1,32 2,76
EI120a 1,62 5,45 3,90 0,7900 14,80 24,00 2,720 229,00 1,30 2,65
EI120b 1,62 5,45 3,90 0,8700 19,30 24,00 3,540 211,00 1,36 2,68
EI120c 1,62 5,45 3,90 1,0100 26,70 24,00 4,900 259,00 1,32 2,58
EI135a 1,93 6,25 5,23 1,1700 17,70 27,00 3,660 330,00 1,25 2,45
EI135b 1,93 6,25 5,23 1,2600 22,00 27,00 4,550 297,00 1,35 2,34
EI135c 1,93 6,25 5,23 1,3100 24,10 27,00 4,980 350,00 1,32 2,25
EI135d 1,93 6,25 5,23 1,3500 26,20 27,00 5,420 375,00 1,30 2,23
EI135e 1,93 6,25 5,23 1,4500 30,40 27,00 6,280 399,00 1,28 2,21
EI135f 1,93 6,25 5,23 1,6300 38,90 27,00 8,040 444,00 1,23 2,20
EI135g 1,93 6,25 5,23 1,8200 47,30 27,00 9,770 533,00 1,20 2,09
EI150Na 1,98 6,79 5,90 1,5700 22,20 30,00 5,100 619,00 1,17 2,04
EI150Nb 1,98 6,79 5,90 1,7600 30,10 30,00 6,900 408,00 1,33 2,30
EI150Nc 1,98 6,79 5,90 2,0500 42,10 30,00 9,700 510,00 1,26 2,20
EI174a 2,50 8,16 9,49 2,7100 28,30 34,80 7,530 640,00 1,18 2,09
EI174b 2,50 8,16 9,49 2,8800 33,80 34,80 9,000 670,00 1,28 1,86
EI174c 2,50 8,16 9,49 3,0400 39,20 34,80 10,440 761,00 1,25 1,81
EI174d 2,50 8,16 9,49 3,2100 44,70 34,80 11,900 845,00 1,23 1,76
EI174e 2,50 8,16 9,49 3,5500 55,60 34,80 14,800 926,00 1,21 1,71
EI180a 2,60 8,42 10,16 3,1400 35,00 36,00 9,640 1076,00 1,18 1,63
EI180b 2,60 8,42 10,16 3,4200 43,40 36,00 11,950 824,00 1,27 1,74
EI180c 2,60 8,42 10,16 3,6900 51,90 36,00 14,290 958,00 1,23 1,68
EI192a 2,80 9,00 11,84 3,9000 39,70 38,40 11,660 1084,00 1,20 1,62
EI192b 2,80 9,00 11,84 3,9800 42,10 38,40 12,370 1018,00 1,22 1,68
EI192c 2,80 9,00 11,84 4,2400 49,30 38,40 14,480 1061,00 1,20 1,67
EI192d 2,80 9,00 11,84 4,4500 55,30 38,40 16,240 1182,00 1,17 1,63
EI192e 2,80 9,00 11,84 4,6200 60,10 38,40 17,650 1279,00 1,15 1,60
EI192f 2,80 9,00 11,84 4,8300 66,10 38,40 19,420 1361,00 1,12 1,60
EI240a 3,32 11,30 18,57 7,7900 61,60 48,00 22,620 1461,00 1,10 1,59
EI240b 3,32 11,30 18,57 8,4500 76,70 48,00 28,160 1970,00 1,13 1,42
EI240c 3,32 11,30 18,57 9,3800 97,70 48,00 35,880 2295,00 1,09 1,38
Schnittbandkerne http://www.fundus.org/pdf.asp?ID=7304
prim sek Delta Leer Delta Wickel Kern Kupfer Eisen Trafo
VA T Wgd/V Wgd/V U lauf A/mm2 I cm2 cm2 g g g
SM42 5,3 1,75 13,2 22,3 1,68 1,25 7 1,16 0,04 0,44 31 108 139
SM55 21,1 1,76 7,7 9,85 1,28 1,12 5,3 1,14 0,85 2,92 85 276 361
SM65 45,7 1,78 5,1 6,05 1,18 1,08 4,4 1,1 1,35 4,5 166 500 666
SM74 84 1,79 3,75 4,2 1,12 1,06 3,83 1,1 1,95 6,3 342 790 1132
SM85a 115 1,78 3,1 3,4 1,1 1,05 3,8 1,09 2,1 8 320 1120 1440
SM85b 159 1,76 2,2 2,4 1,08 1,04 3,72 1,09 2,1 11,3 366 1590 1956
SM102a 206 1,79 2,4 2,6 1,08 1,04 3,28 1,09 3,3 10,4 580 1770 2350
SM102b 300 1,78 1,6 1,7 1,06 1,03 3,15 1,08 3,3 15,6 680 2640 3320
SE130a 387 1,83 2,2 2,3 1,06 1,03 2,4 1,07 7,6 11,3 1640 2240 3880
SE130b 484 1,83 1,7 1,8 1,05 1,03 2,3 1,07 7,6 14,4 1470 2860 4330
SE150a 590 1,83 1,7 1,8 1,05 1,03 2,2 1,06 9,8 14,4 2450 3260 5710
SE150b 720 1,83 1,35 1,4 1,04 1,02 2,2 1,07 9,8 18 2630 4080 6710
SE150c 860 1,83 1,06 1,1 1,04 1,02 2,1 1,07 9,8 21,6 2800 4910 7710
SE170a 1130 1,83 1,06 1,1 1,035 1,02 1,9 1,06 14 21,8 4210 5800 10010
SE170b 1308 1,83 0,93 0,96 1,03 1,015 1,9 1,06 14 25,9 4460 6800 11260
SE170c 1490 1,83 0,82 0,84 1,03 1,015 1,8 1,06 14 29,8 4710 7900 12610
SU30a 3,3 1,79 18,2 41,3 2,27 1,375 9,3 1,18 0,4 0,82 21 72 93
SU30b 6,3 1,78 13,6 24,1 1,77 1,27 9 1,17 0,4 1,34 25 117 142
SU39a 12,4 1,8 113,7 21,2 1,55 1,21 7 1,13 0,85 1,43 57 162 219
SU39b 20 1,79 9,35 12,9 1,38 1,16 6,7 1,13 0,85 2,24 68 253 321
SU48a 30,5 1,81 9,8 13 1,33 1,14 5,7 1,12 1,5 2,19 125 303 428
SU48b 48,6 1,8 6,5 8 1,23 1,1 5,5 1,11 1,5 3,47 150 480 630
SU60a 82 1,83 6,5 7,7 1,19 1,09 4,4 1,1 3 3,5 312 610 922
SU60b 122 1,82 4,4 5 1,14 1,07 4,3 1,1 3 5,3 370 920 1290
SU75a 200 1,84 4,2 4,7 1,12 1,06 3,6 1,09 5,3 5,6 700 1210 1910
SU75b 306 1,83 2,1 2,3 1,08 1,04 3,4 1,09 5,3 9 840 1940 2780
SU90a 387 1,85 3 3,22 1,08 1,04 3,1 1,08 8,3 8 1290 2080 3370
SU90b 630 1,84 1,8 1,9 1,06 1,03 3 1,08 8,3 13,4 1580 3490 5070
SU102a 620 1,85 2,3 2,4 1,06 1,03 2,8 1,08 11 10,5 1970 3090 5060
SU102b 960 1,84 1,4 1,5 1,04 1,02 2,7 1,07 11 17 2380 4990 7370
SU114a 920 1,86 1,82 1,92 1,05 1,025 2,5 1,073 15 12,9 2980 4230 7210
SU114b 1440 1,85 1,15 1,2 1,035 1,02 2,3 1,07 15 21,2 3620 7000 10620
Pn[W] Bn[T] Sn[A/mm²] Pfe[W] dtfe[K] Pcu[W] dtfe[K] Pum[W/kg] Pum*mfe[W]
M 530-50 A 34,1 1,39 4,1 3,25 15 7,6 78 5,3 (@1,5T) 3,1
M 400-50 A 35,7 1,42 4,21 2,5 11 8 82 4,0 (@1,5T) 2,3
M 165-35 S 43,6 1,64 4,33 1,63 7 8,5 87 1,65 (@1,7T) 1,0
aber Thyssenkrupp-Steel hat Dicke [W/kg]
C 165-35 0.35mm 1.65 (@1.7T, 50Hz)
C 150-30 0.30mm 1.50 (@1.7T, 50Hz)
C 130-30 0.30mm 1.30 (@1.7T, 50Hz)
C 120-30 0.30mm 1.20 (@1.7T, 50Hz)
C 130-27 0.27mm 1.30 (@1.7T, 50Hz)
C 120-27 0.27mm 1.20 (@1.7T, 50Hz)
C 120-23 0.25mm 1.20 (@1.7T, 50Hz)
H 110-30 0.30mm 1.10 (@1.7T, 50Hz)
H 105-30 0.30mm 1.05 (@1.7T, 50Hz)
H 100-30 0.30mm 1.00 (@1.7T, 50Hz)
H 110-27 0.27mm 1.10 (@1.7T, 50Hz)
H 100-27 0.27mm 1.00 (@1.7T, 50Hz)
H 095-27 0.27mm 0.95 (@1.7T, 50Hz)
H 090-27 0.27mm 0.90 (@1.7T, 50Hz)
H 085-27 0.27mm 0.85 (@1.7T, 50Hz)
H 100-23 0.23mm 1.00 (@1.7T, 50Hz)
H 090-23 0.23mm 0.90 (@1.7T, 50Hz)
H 085-23 0.23mm 0.85 (@1.7T, 50Hz)
H 080-23 0.23mm 0.80 (@1.7T, 50Hz)
H 075-23 0.23mm 0.75 (@1.7T, 50Hz)
H 20 0.20mm
Die Bleche sind also besser geworden, ein neuer Trafo kann heute bei gleichen
Abmessungen mehr Leistung transformieren als ein alter, hier einige Zahlen für
typische Verluste in W/kg Eisen bei 50Hz und 1.5T Ummagnetisierung:
1910 warm gewalztes FeSi Blech 0.35mm 2.0
1950 kalt gewalzt, kornorientiert 0.35mm 0.9
1960 kalt gewalzt, kornorientiert 0.3mm 0.84
1965 kalt gewalzt, kornorientiert 0.27mm 0.8
1970 kalt gewalztes HiB Blech 0.3mm 0.8
1980 kalt gewalzt, kornorientiert 0.23mm 0.75
1980 kalt gewalztes HiB Blech 0.23mm 0.7
1983 laserbehandeltes HiB Blech 0.23mm 0.6
1985 kalt gewalzt, kornorientiert 0.18mm 0.67
1987 plasmabehandeltes HiB Blech 0.23mm 0.6
1991 chemisch gebeiztes HiB Blech 0.23mm 0.6
Legierung Zusammensetzung µr (0,4 A/m, 50 Hz) Hc,stat [A/m] Bs [T] Tc [°C] Dichte [g/cm³]
MUMETALL 80 % NiFe ca. 30000 3 0.8 400 8.7
VACOPERM 100 80 % NiFe ca. 60000 2 0.78 400 8.7
PERMENORM 5000 H2 50 % NiFe ca. 10000 10 1.55 440 8.25
Nanoperm FeSiNbBCu 1000-200000 3 1.2 600 7.35 https://www.magnetec.de/produkte/
. .
o-----+ +----o . . . .
| | . . . .
S:S . . . .
230V~ S:S ._____._____._____._____. 12V~ 4A~
S:S . . . .
| | . . . .
o-----+ +----o . . . .
. .
Beispielwerte für Leerlaufspannungsüberhöhung handelsüblicher 50Hz Trafos:
vergossen Flachtrafo offene Bauweise Ringkerntrafo
0.35VA +68%
0.5VA +76%
0.5VA +50%
1.3VA +66%
1,6VA +29%
1.8VA +40%
2VA +66%
2.3VA +43%
2.3VA +45%
2.8VA +80%
3.2VA +32% +43%
3.4VA +75%
3.5VA +35%
4.5VA +41%
5VA +32%
5VA +44%
5VA +40%
6VA +39%
7VA +38%
7VA +34%
8VA +30%
10VA +29% +21%
10VA +28% +20%
12VA +35% +34%
14VA +30%
15VA +32% +23%
15VA +16%
16VA +22%
17VA +26%
20VA +25%
22VA +21%
24VA +23%
25VA +20%
25VA +19%
28VA +20%
36VA +18%
40VA +18%
30VA +14% +14% +17,5%
35VA +16% +17,7%
48VA +16%
50VA +8% +15.5%
50VA +13%
65VA +15%
72VA +14%
80VA +15%
100VA +14%
108VA +11%
120VA +12,3%
120VA +13%
150VA +10%
160VA +10%
160VA +12,5%
225VA +9,1%
230VA +8%
300VA +9,1%
330VA +8%
500VA +8,3%
625VA +7%
800VA +6%
1000VA +5,5%
Trafo Gleichrichter
o--+ +-----+--|>|--+---o . . .
| | | | . . . . . .
S:S +--(--|>|--+ . . . . . . 10.6Veff, 4Arms
S:S | | . . . . . .
S:S | +--|<|--+ . . . .
| | | | ._____._____._____.
o--+ +--+-----|<|--+---o
Bringt man nach dem Gleichrichter einen Elektrolykondensator Elko zur Siebung
an, so wird die Gleichspannung geglättet. Dabei erfolgt eine
Spitzenwertgleichrichtung, und da der Spitzenwert einer Sinusspannung das
1.414-fache des Effektivwerts beträgt, liegt die Spannung bei
Sekundärspannung*1.414 abzüglich des Spannungsverlusts der Dioden die beim
Spitzenstrom 1V kosten, also 2V. Aus 12V~ vom Trafo entstehen so 12*1.414-2 =
15V Gleichspannung, schwankend mit der Netzspannung. Natürlich kann man bei
einem 48VA Trafo nicht mehr 4A entnehmen, 4A * 17V wären 68 Watt, eine
wundersame Leistungsvermehrung. Die erlaubte Strombelastung sinkt auf ca.
63%, also 2.5A. Das ist sogar weniger als 1/1.414, weil der Strom zum
Nachladen der Elkos in Impulsen fliesst und daher die Wicklungen im Trafo
stärker belastet werden. Entnimmt man mehr (als in diesem Beispiel 2.5A)
überhitzt der Trafo.
Trafo Gleichrichter
o--+ +-----+--|>|--+---+---o
| | | | | ... ... ...
S:S +--(--|>|--+ | + ... ... ... 15V mit Ripple
S:S | | Elko
S:S | +--|<|--+ | -
| | | | | __________________
o--+ +--+-----|<|--+---+---o
Der Elko muss den Ausgangstrom in der Zeit liefern in der die pulsierende
Spannung ihre Pausen hat, und weil sich ein 10000uF Elko in 1/100 Sekunde
bei 1A Belastung um 1V entlädt, beträgt die Ripplespannung beispielsweise bei
2.5A und 10000uF immerhin 2.5V, also jedesmal fallend von 15V auf 12.5V. Das
beinhaltet schon eine Kapazitätstoleranz von -20% weil die Pause nur 80% der
1/100s Zeit ausmacht. Die tatsächliche Ausgangsspannung hängt auch von den
+/-10% Toleranz der Netzspannung ab.
Trafo Gleichrichter
o--+ +-----+--|>|--+--Drossel--+---o
| | | | | .... .... ....
S:S +--(--|>|--+ | + .. .. .. 15V mit weniger Ripple
S:S | | Elko
S:S | +--|<|--+ | -
| | | | | __________________
o--+ +--+-----|<|--+-----------+---o
Trafo Gleichrichter
o--+ +-----+--|>|--+---+--R--+---o 10V 0 ... 2.5A
| | | | | |
S:S +--(--|>|--+ | + _|_
S:S | | Elko /_\' ZD10
S:S | +--|<|--+ | - |
| | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+---+-----+---o
Für grössere Ströme kann man einen Transistor einsetzen. Er verstärkt als
Emitterfolger den Strom, beispielsweise um hFE mit 40, so daß der R grösser
werden darf ((12V*0.9*1.414-2)*0.9-U(UZ))/(I(out)/hFE) und er und die Z-Diode
weniger Leistung aushalten muss, die nun der Transistor übernimmt, und zwar
nicht mehr dauerhaft, sondern nur bei Belastung. Für 2.5A reichen also 65mA
und 33R und eine 500mW Z-Diode, allerdings verliert man durch den Transistor
0.7V.
+---------+
Trafo Gleichrichter | |
o--+ +-----+--|>|--+---+--R--+--|< NPN
| | | | | | |E
S:S +--(--|>|--+ | + _|_ +---o 9.3V 0 ... 2.5A
S:S | | Elko /_\'
S:S | +--|<|--+ | - | ZD10
| | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+---+-----+-------o
Mit einem Darlingtontransistor gehen sogar 1.4V verloren, dafür steigt die
Stromverstärkung auf Werte über 1000, der R darf hochohmiger sein, im
Beispiel z.B. 820R, der Strom durch die Z-Diode geringer, was vor allem den
Bereich vergrössert, in dem die Schaltung auch bei unterschiedlicher
Netzspannung funktioniert. Es lohnt sich, einen Elko parallel zur Z-Diode zu
schalten, das verbessert die Ausgangsspannungskonstanz.
+-------------+-----+
Trafo Gleichrichter | | |
o--+ +-----+--|>|--+---+--R--+---+--|< NPN |
| | | | | | | |E |
S:S +--(--|>|--+ | + | _|_ +----|< NPN
S:S | | Elko 47u /_\' |E
S:S | +--|<|--+ | - | | ZD10 +---o 8.6V 2.5A
| | | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+---+-----+---+-------------o
Allerdings geht bei Kurzschluss am Ausgang Transistor und Trafo kaputt, weil
zu viel Strom zu viele Verluste erzeugen wird. Daher begrenzt man den Strom.
Hier einfach aber nicht besonders genau mit einem Transistor am 0.27 Ohm
Strommesswiderstand irgendwann oberhalb 2 ... 3 Ampere:
+-------------------+-----+
Trafo Gleichrichter | | |
o--+ +-----+--|>|--+---+--R--+---------+--|< NPN |
| | | | | | _|_ |E |
S:S +--(--|>|--+ | + | /_\' +----|< NPN
S:S | | Elko | NPN | |E
S:S | +--|<|--+ | - >|--100R--+ ZD10 +---o 8.6V 2.5A
| | | | | E| |
o--+ +--+-----|<|--+---+-----+--0.27R--+-------------o
Ein einfaches, elektronisch leidlich stabilisiertes und auf einen festen Wert
weich kurzschlussschutz-strombegrenztes Netzteil von 0-12V bis 1A wie man es
früher gebaut hat, als es noch keine integrierten Spannungsregler gab. Dafür
ohne Regelkreis, also auch ohne Regelschwingungsproblem und über das 1k Poti
leicht einstellbar. Die Glimmlampe benötigt einen eingebauten Vorwiderstand
für 230V~. Der 1k Widerstand am Ausgang leitet den Reststrom der durch die
Transistoren fliesst ab und zieht damit die Spannung herunter wenn keine Last
angeschlossen ist. Der 1uF Kondensator verbessert die Hf-Eigenschaften, wäre
aber bei diesen Emitterfolgernetzteilen nicht strikt notwendig.
+-----+--|>|--+--------------------------+---+
Netzschalter | | | | |
/ | +--(--|>|--+----390R-----+--------+ 15R |
o---o/ o---+--+ | | | | + | | | |
| | | | | 2200UF/35V | Poti1k--|< | BD135 auf Kühlkörper/2N3053 mit Kühlstern
| S:S | | | | | |E | oder ein Leistungsdarlington
Glimmlampe(X) S:S | | | +---------+----+ | +--|< BD241/2N3054 auf Kühlkörper < 6K/W
| S:S | | | | | | | |E
| | | | | | | ZF15_|_ | | |
o--0.25AT--+--+ | | | | | ´/_\ | | +---+---o
Sicherung | | | | | BC107 | 47uF | | |
| | +--|<|--+ >|--100R--+ | | 1k 1u Ausgang
Trafo 18V~ 30VA | | 4*1N4004 | E| | | | | |
+--+-----|<|--+---+--0.68R--+----+---+---+---+---o
Bei Kurzschluss geht dank der Strombegrenzung zumindest nicht der Trafo
kaputt und der Transistor bekommt keinen Überstrom, aber die Verlustleistung
ist im Leistungstransistor maximal, der Kühlkörper muss darauf ausgelegt
werden, was den Aufbau teuer macht. Eine Thermosicherung hilft. Besser wäre,
insbesondere bei Festspannung und grösseren Leistungen, eine fold back
Strombegrenzung (wie sie z. B. der uA723=MC1723=MB3752=SN72723=IL72723
möglich macht), was aber ohne Regelung nicht geht.
Trafo Gleichr. +-----+
o--+ +-----+--|>|--+---+----+--|78?xx|--+-- OUT
| | | | | | +-----+ |
S:S +--(--|>|--+ | | | |
S:S | | Elko 330nF | 100nF
S:S | +--|<|--+ | | | |
| | | | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+---+----+-----+-----+-- GND
(Trafo, Gleichr. und Elko = Steckernetzteil)
Eine Rückstromdiode zur Reverse-Bias Protection ist nur bei mehr als 6V
Ausgangsspannung und einer Möglichkeit kräftig Strom vor dem Spannungsregler
abzuziehen erforderlich: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ua7805.pdf
weitere 1N4001
Last +----|<|----+
^ | |
Trafo Gleichr. | | +-----+ |
o--+ +-----+--|>|--+---+----+--|78?xx|--+-- OUT
| | | | | | +-----+ |
S:S +--(--|>|--+ | | | |
S:S | | Elko 330nF | 100nF
S:S | +--|<|--+ | | | |
| | | | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+---+----+-----+-----+-- GND
Hat man aber eine ausreichend hohe Eingangsspannung (z. B. 18V vor einem 12V
Regler), ist eine Diode in Vorwärtsrichtung schlauer, dann entsteht erst gar
kein höherer Rückstrom sondern maximal die ca. 3mA Eigenbedarf des Reglers:
weitere
Last
^
Trafo Gleichr. | 1N5401 +-----+
o--+ +-----+--|>|--+---+--|>|--+--|78?xx|--+-- OUT
| | | | | | +-----+ |
S:S +--(--|>|--+ | | | |
S:S | | Elko 330nF | 100nF
S:S | +--|<|--+ | | | |
| | | | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+---+-------+-----+-----+-- GND
Eine WX\tutzdiode ist nur erforderlich, wenn irgendwo eine negative
(bzw. bei negativen Reglern positive) Spannung herkommen kann, also z. B.
bei bipolaren symmetrischen Netzteilen. Sie verhindert, daß beim Einschalten
der später startende Spannungsregler in fold back Strombegrenzung stecken
bleibt oder bei Reihenschaltung ein überlasteter Spannungsregler verpolt wird.
Trafo Gleichr. +-----+
o--+ +-----+--|>|--+---+----+--|78?xx|--+-----+-- OUT
| | | | | | +-----+ | |
S:S +--(--|>|--+ | | | | _|_
S:S | | Elko 330nF | 100nF /_\ 1N4001
S:S | +--|<|--+ | | | | |
| | | | | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+---+----+-----+-----+-----+-- GND
Für krumme Ausgangsspannungen empfiehlt sich der LM317L bis 0.1A, LM317 bis
1A, LM350 bis 3A, LM338 bis 5A (alle http://www.ti.com/ ), NTE935 bis 5A und
LM396 oder PQ7DV10 oder LT1038 bis 10A (https://www.analog.com/ ).
Schaltpläne findest du jeweils in den Datenblättern bei den Herstellern. Wenn
man eine definierte Strombegrenzung benötigt, kann das der L200 oder MC1466
(auch für Spannungen über 40V wie 250V aber obsolet) und LT3081/86 und AH-28
von http://www.micrel.com/ zeigt, wie man 4-beinige Spannungsregler ab 0V
verwendet. Aber achte auf den eingebauten SOA (safe operating area) Schutz
dieser Chips. Ein LM317 wird z. B. keine 1.5V mit 1.5A liefern, wenn er mit
30V versorgt wird, und 10A kommen aus dem LT1038 nur bei knappster
Eingangsspannung. Daher sind diese Chips für Labornetzteile nicht so
geeignet, man nimmt dazu lieber diskret aufgebaute Transistorschaltungen oder
macht die Trafospannung umschaltbar. Da der LM317 auch nicht direkt als
Stromquelle gebaut wurde, muss man sich nicht wundern, wenn er in dieser
Verwendung nicht bei jeder Last stabil bleibt, aus dem L200 kann man
beispielsweise keine Stromquelle bauen weil bei ihm fold back ein Ansteigen
des Stroms auf Nennwert verhindert.
Trafo 4*1N4001 +-----+
o--+ +-----+--|>|--+----+-----+--|LM317|--+---+-- OUT
| | | | | | +--+--+ | |
S:S +--(--|>|--+ | + | | 240R |
S:S | | Elko 330nF +-----+ 10uF
S:S | +--|<|--+ | | Poti5k |
| | | | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+----+-----+-----+---------+-- GND
LM317 mit Trafoumschaltung ab 10V per 24V= (Zettler AZ940-1AB-24DS) Relais:
1N4148
+-|>|-+---------+----+
| | + | |
| 47uF 120R |
| | | |E
Trafo 2x12V~/2.5A | | +-----+---|< BC337/BC557
o--+ +-----+--|>|--+----+ | | | |
| | | | | ....|..Rel 1N| | +------10k------+
S:S +--(--|>|--+ | : | | 4148| 180k | |
S:S | | o : | +-|>|-+ | | +-----+ |
S:| | | /o--(---(----------(---(---+--|LM317|--+---+-- OUT 1.2-24V/1.5A
S:+--(--(------------o/ | | | | | +-----+ | |
S:| | | | | | | | + | 240R | +
S:S | | 4*1N5404 | TL431--------+---+ 6800uF +-----+ 10uF
S:S | +--|<|--+ | | | | Poti4k7 |
| | | | | | 3k3 | | |
o--+ +--+-----|<|--+----------+---+--------------+---+-----+---------+-- GND
weitere Schaltungen in https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lm317.htm
oder moderner mit LT3081 der eine noch kleinere SOA hat, und ohne die
Schaltung zur Erzeugung eines 5mA Belastungsstroms nicht auf 0V kommt.
Trafo 2x12V~/1.66A
o--+ +-----+--|>|--+-------+---+----+
| | | | | _|_ |
S:S +--(--|>|--+ | /_\´ 10k
S:S | | | S| |ZD18| +--------------------+
S:S | | 4700uF I|--+----+ | |
S:| | | |IRF4905| | | +------+ |
S:+--(--(-------+--|>|--+---(----+---(---+--|LT3081|--+---+--+-- 0-24V/1A
S:| | | | 1N5404 | | | | +------+ v | |
S:S | | 4700uF 10k 1Meg 100k | | +-Poti3k-+ |
S:S | | | | | | 330nF | | 10uF
S:S | +--|<|--+ TL431--+---+ | Poti500k<--+ | |
| | | | | 25k | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+-------+---+--------+---+----+-------+---(--+-- GND
| | | |
| 4u7 100uF 1N5314
| 1N4148 |1N4146 | - |
+-----|<|--+--|<|--+---------------------------------+
+-----+
----|LM317|--+----+-----+
+-----+ | | |
| 240R 47k |
| | | |
+-----+ +-|>|-+
| E| | |
| PNP >|---+ |
Poti | | Last
| | 10uF |
| | | |
-------+-----+----+-----+
Ein linear geregeltes Netzteil mit einem konventionellen Trafo, Gleichrichter,
Siebelko und Spannungsregler hat ein Problem, wenn der Spannungsregler im
Kurzschlussfall oder bei Überlastung mehr Strom vom Trafo abverlangt, als
dieser ohne Überhitzung liefern kann. Klassische Spannungsregler wie uA78xx
oder LM317 haben eine Strombegrenzung die erst weit oberhalb von 1.5A
einsetzt. Daher sind sie ungeeignet wenn eine Überlastung nicht ausgeschlossen
werden kann und konventionelle Sicherungen erzwingen meist eine deutliche
geringere Dauerlast als Trafomaximalbelastung. Das Problem löst der
Spannungsregler L200 mit seiner genau definierbaren Strombegrenzung. Wer also
beispielsweise ein Netzteil für 0.3A mit einem Trafo aufbaut der 750mA~
liefern kann, der kann mit dem L200 und einem 1.2 Ohm Widerstand auf 316 bis
433mA begrenzen so daß der 750mA~ Trafo das ohne Überhitzung auch auf Dauer
aushält. Wenn der Regler wegen einbrechender Ausgangsspannung und dadurch
höherer Verlustleistung im Chip dabei nicht ausreichend gekühlt wird, ist das
nicht so schlimm, weil er ab 150 GradC selber runterregelt. Leider führt der
Chip bis zu 3V drop out, so daß eine ausreichende Trafospannung notwendig ist,
die aber auch nicht über 24V~ liegen darf, wodurch nicht mehr als 20V am
Ausgang zuverlässig (also auch bei geringer Netzspannung und hoher Belastung)
erreicht werden können, und er liefert mindestens 5.1V was ihn als
einstellbares Netzteil eher ungeeignet macht.
+--1R2--+
| |
Trafo 4*1N5401 +------+ |
o--+ +-----+--|>|--+----+-----+--| L200 |---+---+-- OUT
| | | | | | +-+--+-+ | |
S:S +--(--|>|--+ | | | | Poti5k |
S:S | | | + | | | | |
S:S | | Elko 330nF | +-----+ 100nF
S:S | | | | | | |
S:S | +--|<|--+ | | | 820R |
| | | | | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+----+-----+----+--+---------+-- GND
Trafo Gleichrichter +-----+
o--+ +-|>|-+------+----+--|78?xx|--+-- OUT
S:S | | | +-----+ |
S +-----(--+ Elko 330nF | 100nF
S:S | | | | | |
o--+ +-|>|-+ +---+----+-----+-----+-- GND
Bei Schaltnetzteilen kann die Mittelpunktgleichrichtung ein Vorteil sein,
weil sie die Sättigung des Trafokerns bei ungleichem Tastverhältnis in den
lückenden Phasen unterbindet:
Trafo Gleichrichter +-----+
o--+ +-----|>|----+----+--|78?xx|--+-- OUT
S:S | | +-----+ |
S:S Elko 330nF | 100nF
S:S | | | |
o--+ +------------+----+-----+-----+-- GND
Trafo Gleichrichter
o--+ +--------+-|>|-+---------+-- +
| | | | |
S:S +-|>|-+ | |
S:S | | |
S +--(-----------(---+ Elko
S:S | | | |
S:S +-|>|-+ | | |
| | | | | | |
o--+ +--(-----+-|>|-+ o\ |
| \o--+-- GND
+---------------o
Trafoumschaltung für SOA-Ausweitung eines LM317/LM317HV:
o--+ +-----+-|>|-+---+--- + (7805)
| | | | |
S:S +--(-|>|-+ |
S:S | | C1 (C1, C2: 4700uF ergibt 2V Ripple = 'Kondensatorverlust' bei 1A Belastung)
S:S | +-|<|-+ |
S:| | | |
S:+--+----|<|-+---+
S: +-- Masse
S:+-----+-|>|-+---+
S:| | | |
S:S +--(-|>|-+ |
S:S | | C2
S:S | +-|<|-+ |
| | | | |
o--+ +--+----|<|-+---+--- - (7905)
Die Schaltung eignet sich auch, wenn man nur 2 positive Spannungsregler hat,
aber eine stabilisierte negative und positive Spannung benötigt, es werden
aber Schutzdioden am Ausgang gegen Verpolung der Spannungsregler benötigt:
+-----+
o--+ +-----+--|>|--+--|LM317|----+-- +
| | | | +--+--+ |
| | | | | |
| | +--(--|>|--+ +--R1---+
S:S | | | | |
S:S | | C1 R2 |
S:S | | | | |
S:| | +--|<|--+ +--|>|--+ (1N4001)
S:| | | | |
S:| | | | C3
S:| | | | |
S:+--+-----|<|--+-----+-------+
S: +-----+ +-- GND
S:+-----+--|>|--+--|LM317|----+
S:| | | +--+--+ |
S:| | | | |
S:| +--(--|>|--+ +--R3---+
S:S | | | | |
S:S | | C2 R4 |
S:S | | | | |
| | | +--|<|--+ +--|>|--+ (1N4001)
| | | | | |
| | | | | C4
| | | | | |
o--+ +--+-----|<|--+-----+-------+--- -
Bei exakt gleichen Trafoausgangsspannungen und auch für Trafos mit
Mittelanzapfung brauchbar ist diese Lösung:
o--+ +--+-----|>|--+---+-- + (7805)
S:S | | |
S:S | +--|>|--+ C1 (C1, C2: 4700uF ergibt 2V Ripple = 'Kondensatorverlust' bei 1A Belastung)
S:S | | |
S:+--)--)-----------+-- Masse
S:S | | |
S:S +--)--|<|--+ C2
S:S | | |
o--+ +-----+--|<|--+---+-- - (7905)
nicht nur weil eine Gleichrichterbrücke eingespart wird. Im Gegensatz zur
Mittelpunktschaltung mit 2 Dioden weiter oben wird hier der Vorteil, einen
Diodenspannungsabfall weniger zu haben, nicht aufgehoben durch einen trotz
Überdimensionierung mehr belasteten Trafo, sondern der Trafo wird genau so gut
genutzt wie bei 2 Brückengleichrichtern, die nutzbare Ausgangsspannung ist um
0.7V höher. Lediglich bei voneinander abweichenden Trafowechselspannungen
sollte man auf die Schaltung mit 2 Brückengleichrichtern zurückgreifen. Bei
Audioschaltungen wurde früher gerne der LM325 bzw. RC4194/XR4195 für +/-15V
eingesetzt, die nur bis 100mA liefern, M5230L=NTE7090 (3-30V 30mA SIP8),
LT3032 (1.2-20V 150mA DFN4x3-15) und TPS7A39 (1.2-30V 150mA WSON3x3-10). So
einen tracking regulator kann man heute auch mit einem OpAmp aufbauen, der
auch den Strom begrenzt:
+----+
o--+ +--+-----|>|--+---+--|7815|--+---+------ +15V/1A
S:S | | | +----+ | |
S:S | +--|>|--+ C1 | | 100nF
S:S | | | | | |
S:+--)--)-----------+----+-----(---+------ 0V
S:S | | | | | |
S:S +--)--|<|--+ C2 10k 30k |
S:S | | | | | |
o--+ +-----+--|<|--+---+ +-----(--|+\ L272
2x18V~ | | | | >-+-- -15V/1A
| | +--|-/ |
| | | | |
| 10k 10k | |
| | | | |
| +-----+---(---+
| |
+--------------+
Die Schaltung taugt auch, wenn man doppelte und halbe Spannung aus einem Trafo
mit 2 identischen Wickungen braucht:
2 x 9V~ +----+
o--+ +--+-----|>|--+---+--|7812|--+--------------- +12V
S:S | | | +----+ |
S:S | +--|>|--+ C1 | 100nF
S:S | | | | | +----+
S:+--)--)-----------+-----(----(----|7805|--+-- +5V
S:S | | | | | +----+ |
S:S +--)--|<|--+ C2 | | | 100nF
S:S | | | | | | |
o--+ +-----+--|<|--+---+-----+----+-------+----+-- GND
2 x 9V~
o--+ +--+-----|>|--+-------+--------------- +24V unstabilisiert
S:S | | |
S:S | +--|>|--+ C1
S:S | | | +----+
S:+--)--)-----------+---(----|7805|--+-- +5V
S:S | | | | +----+ |
S:S +--)--|<|--+ C2 | | 100nF
S:S | | | | | |
o--+ +-----+--|<|--+---+---+-------+----+-- GND
Wenn der Trafo nur eine Wicklung hat (aber genug, um nicht zu sagen zu viel
VA Leistung), geht die Delon Schaltung
o--+ +--+--|>|--+-- + (7805)
S:S | |
S:S | C1 (C1, C2: 10000uF ergibt 2V Ripple = 'Kondensatorverlust' bei 1A Belastung)
S:S | |
o--+ +--)-------+-- Masse
| |
| C2
| |
+--|<|--+-- - (7905)
aber C1 und C2 müssen dann doppelt so gross sein wie in den Schaltungen zuvor.
Sogar eine Vervierfachung ist möglich, wie sie ohne Netztrennung (nur mit
strombegrenzenden Widerständen) gerne in billigsten Insektenvernichtern zur
Erzeugung von 1200V verwendet wird (allerdings stauben die Elektroden ein):
+--|>|--+--|>|--+--o
| | |
| 47n 47n
| | |
o--10k--10k--10k--+-------(-------+
| | |
230V~ | | | 4 x (Upeak - 0.7V)
| | |
o--10k--10k--10k--(-------+ |
| | |
| 47n 47n
| | |
+--|<|--+--|<|--+--o
Wenn jedoch eine negative Spannung mit nur wenigen mA benötigt wird, geht es
mit einer zusätzlichen Villard-Schaltung besser (C1 normal gross, C2 klein
und C3 ca. 10 x so gross wie C2):
o--+ +--+----------|>|--+-- + (7805)
| | | |
| | | +--|>|--+
S:S | | |
S:S | | C1
S:S | | |
| | +-------)--|<|--+
| | | | |
o--+ +--(-------+--|<|--+-- Masse
| | |
| C2 C3
| | |
+--|<|--+--|<|--+-- - (79L05)
Stärker belastbar ist die negative Spannung mit doppelter Villard Schaltung
Trafo 8*1N4001 +-----+
o--+ +-----+----------+--|>|--+----+-----+--|7812 |--+-- +12V
| | | | | | | +--+--+ |
S:S | +--(--|>|--+ | + | | |
S:S | | | Elko 330nF | 100nF
S:S | | +--|<|--+ | | | |
| | | | | | | | | |
o--+ +--+--(-------+--(--|<|--+----+-----+-----+-----+-- GND
15V~ | | + | | + | | | |
| | Elko Elko | + | | |
| | | | Elko 330nF | 330nF
| +--|<|--+--)--|<|--+ | | | |
| | | | | +-----+ |
+-----|<|-----+--|<|--+----+-----+--|79L12|--+-- -12V
+-----+
Ähnlich kann man sich eine gering belastbare höhere Spannung basteln, siehe:
48V 6,8kOhm 85mW
24V 1,2kOhm 120mW
12V 680Ohm 53mW
+--|>|--+--|>|-----+----- + (für LM317HV für 48V, 20mA Phantomspannung)
| | |
2x18V | C4 C3
| | |
o--+ +---+---(--|>|--+--)--+-- + (für 7815)
| | | | | | |
S:S | +--|>|--+ | C1
S:| | | | |
S:+---)---)----------+--+-- Masse
S:| | | |
S:S +---)--|<|--+ C2
| | | | |
o--+ +-------+--|<|--+-----+-- - (für 7915)
Doppelt so hohe Ausgangsspannung niedriger Belastung durch
Spannungsverdoppler, auch hier genutzt:
1N4148 +-----+
+--|>|--+--|>|----+--|78L12|--+-- 12V/10mA
| | | +-----+ |
| | 100uF | 100nF
| | | | |
| 100uF +-----+-----+
| | |
9V/3A | | | +-----+
o--+ +--(----+--+--|>|--+---+---(---+--|78S05|--+-- +5V/1.5A
| | | | | | | | +-----+ |
S:S +----(-----|>|--+ | | | | |
S:S | | 6800uF | 330nF | 100nF
S:S | +-----|<|--+ | | | | |
| | | | | | | | |
o--+ +--+----------|<|--+---+---+---+-----+-----+-- GND
Wenn die Eingangsspannung immer mehr als 4.5V über der gewünschten
Ausgangsspannung liegt, kann man einen Standardfestspannungsregler wie 78xx
mit einem externen PNP Transistor passender Leistungsfähigkeit verstärken,
ohne den Kurzschlussschutz zu verlieren. Man verliert jedoch die
Übertemperatursicherung und den SOA-Schutz. R1= 1/(Ioutmax-1) bei
entsprechender Wattzahl. Der 1R muss 2 Watt aushalten. Leider führen diese
zumindest 4.5V Spannungsverlust gerade bei hohem Ausgangsstrom zu
immensen Verlusten im externen Transistor, so dass ein Schaltregler (F.24.)
dann die bessere Wahl ist.
in --+---R1---+----------+
| | |
| 10R |
| | |E
1R +---------|< PNP-Leistungstransistor (kein Darlington)
| | |
| 1N5401 | +----+ |
+---|>|--+--|78xx|--+-- out
| +----+ |
330nF | 100nF
| | |
GND ----------+----+-----+-- GND
+6V..+600V
|
+---|I BSP135 (Depletion NMOSFET)
| |
| +-- ca. 6V wenn R1=R2
| |
| R1
| |
+----+
|
R2
|
GND
Ripplespannung [in V] = Volllaststrom [in A] x 0.01 / Siebelkogrösse [in Farad]
Volllaststrom
Siebelkogrösse [in Farad] = -----------------------------------------
(Trafospannung * 1.4 - 2) * (Ripple in %)
Tietze-Schenk schreibt mit Ri=Innenwiderstand der Quelle und Rv=Lastwiderstand
Volllaststrom * (1 - (Ri/(2*Rv))^(1/4))
Siebelkogrösse = -----------------------------------------------
2 * Ripplespannung * Wechselspannungsfrequenz
VDCmin = sqrt(2*VACmin^2-2*P*(1/2-(TCH/T)/(C*100)) [Fairchild AN-4159]
Wenn das Netzteil sich nicht durch den Ausfall von ein paar Halbwellen des
230V~ Netzes stören lassen soll, wie es beim Anlaufen von schweren Maschinen
der Fall sein kann, muss der Elko grösser gewählt werden. Bei 1 Halbwelle
also doppelt so gross, bei 3 Halbwellen 4 mal so gross. Zu Hause testet man
das, in dem der Staubsauger in derselben Steckdose eingeschaltet wird, und
ein RESET-Controller den Spannungsregler-Ausgang unter Nennlast prüft. Im
EMV Test nach IEC 61000-4-11 EN 60255-11 wird u. a. 161V (-30%) für 500ms
und 92V (-60%) für 200ms geprüft. Die Stützzeit bei Spannungsunterbrechung
IEC 61000-4-11 5s sollte 16ms überschreiten, danach darf das Gerät
Ausfallerscheinungen zeigen. Die Siebelkogrössenberechnung für 10% Ripple
erreicht das, da sie auch für Unterspannung ausreichend ausgelegt ist.
Grösse Wärmewiderstand (K/W)
mm x mm silber/schwarz eloxiert
25 x 25 100 70
30 x 30 60 42
40 x 40 40 28
55 x 55 20 14
80 x 80 10 7
100x100 7 4.9
120x120 5.5 3.9
150x150 4 2.8
200x200 3 2.1
1 Wicklung 1 Diode Halbwellengleichrichter: Trafo Strom = 2.3 * Last Strom
1 Wicklung mit Mittenanzapfung 2 Dioden: Faktor 1.2 pro Wicklung
1 Wicklung 4 Dioden Graetz Brückengleichrichter: Faktor 1.8
1 Wicklung 2 Dioden Villard Spannungsverdoppler: Faktor 4
Diese Faktoren kann man übrigens ignorieren, wenn man ein Netzteil mit PFC,
power factor correction, aufbaut. CE Richtlinie 2004/108/EWG DIN EN 61000-3-2
fordert bei Geräten ab 75W bestimmte geringe Oberschwingungsstöme, die bei
konventionellen Netzteilen mit Siebelko überschritten werden. Die notwendige
PFC spart durch den kleineren Trafo letztlich Geld, erhöht durch die
zusätzlichen Bauteile aber die Ausfallwahrscheinlchkeit.
M55/20: 11VA
EI84/28: 50VA
UI70/20: 70VA
UI75/25: 100VA
Unser 9V Trafo muss also 1.8A aufgedruckt haben, also 16.2VA liefern können,
um nach Regelung 5V/1A zu liefern.
Einschaltdauer % 0.16 3 5 10 20 40 60 80 100
Belastungszeit s 1 18 30 60 120 240 360 480 600
Mindestpause s 599 582 570 540 480 360 240 120 0
zulässige Belastung = Nennstrom x 10 5,77 4,47 3,16 2,24 1,58 1,29 1,12 1
Bemessungsstrom = Strombedarf x 0,1 0,17 0,22 0,32 0,45 0,63 0,78 0,89 1
Temperaturklassen der Isolationsmaterialien gemäss IEC 60085
Temperaturklasse Max. Temperatur (C°)
Y 90
A 105
E 120
B 130
F 155
H 180
200 200
220 220
250 250
F.9.0. Netzteilbau
F.9.1. Labornetzteile
+------+
| |
+-----|< NPN |
| |E Supply
VRef Last |
| | |
+------+------+
hier mit OpAmp zur Spannungsregelung
+-----+------+
| | |
+------|+\ | |
| | >--|< NPN |
| +--|-/ |E |
| | | | Supply
VRef +---(-----+ |
| | | |
| | Last |
| | | |
+-------+-----+------+
ist inhärent spannungsstabil: Sinkt der Lastwiderstand braucht die Last
mehr Strom, wird dieser nach wenigen Millivolt Spannungseinbruch auch
geliefert DAZU MUSS DER OPAMP NOCH ÜBERHAUPT NICHT REAGIERT HABEN, es
ist alleine der Transistor der den erhöhten Strombedarf durch seine um
Millivolt gestiegene UBE durchlässt. Der OpAmp muss dann nur eingreifen,
um die nun wenige Millivolt geringere Spannung an der Last nachzuregeln,
dazu darf er sich Zeit lassen.
+-----+------+
| | .....|..........................................
+------|+\ | | :
| | >--|< NPN | :
| +--|-/ |E ....|................................ :
| | | | | : :
| | | Last Supply : :
IRef | | | | : :
| +---(-----+ | : :
| | | | : :
| | Shunt zur|Strommessung, wahlweise auch hier oder da bei Differenzmessung
| | | |
+-------+-----+------+
Ändert sich hier der Lastwiderstand, wird ohne Reaktion des OpAmps erst mal
mehr Strom fliessen, die Spannung am shunt steigt, der OpAmp vergleicht das
mit der Vorgabe, ändert seine Ausgangsspannung, und erst dann bremst der NPN
den Strom, und das ganze muss sich einpendeln. Hier spielt die
Geschwindigkeit des OpAmps eine Rolle, und er darf nicht schneller sein als
der Ausgangstransistor gebremst durch den Ausgangskondensator ist, sonst
schiesst er übers Ziel hinaus. Dazu braucht der OpAmp eine Kompensation.
+35V --+--------------------------------------------------------+---------------------+---+------+------+---+
| | | | | | |
1N5301 oder 10k +---------------------------|+\ MC34072 | |BD139 | | _|_
| | 1N4148 | >--+---+---1R---+---(--|< +---(--+ | /_\ 1N5404
| | +--|>|--10k--+--|-/ | | 1N _|_ | |E | | | | |
+----+----+---+--------+ | | | | 5p | 4148 /_\ | +--+--|< +--|< | 2x MJL3281
| | | | | | | 10k | | | | | | |E |E |
25k | | 10k 10kPoti-+ +--100p--+ | | +---(--10p---+ | 220R 0R33 0R33 |
| | | | | | | | | | | | | | | | |
+--TL431 4u7 +-----+ +-------(--|+\ | +---(----+---(--100k--+---(---+----+-+------+---+--o
| | | | | | | | >--+ | | | | | | _|_
25k | | 1kPoti--+--)--10k--+--|-/ 20k | BC337 >|--100R--+ +--1M5--|< BD139 10u /_\ 1N5404
| | | | | | | E| | |E | |
+----+----+---)--------+-----------------------------+---(--------(---------+-----------(--------+---+--o
| | | | |
GND -----------------+------------------------------------------+--------+---------------------+-----0R166--+ (0.5V bei max. Strom)
Vereinfacht bis 25V/2A
+30V --+-----------------------------------------------+--------+------------+
| | | |
10k +-------------------(-------|+\ LM358 |BDW83
| | | | >--1k--+--|<
| | 4k7 +--|-/ | |E
+----+----+---+--------+ | | | | | |
| | | | | U | | | | 1N4148 | |
| | | 4k7 10kPoti-+ +--100p--+-------(----(---(---|<|--+ |
| | | | | | | | | | |
+--TL431 4u7 +-----+ +-------(--|+\ | | +---(--100k--+---+--o
| | | | | | | >--+--|<|--+ | | | _|_
| | 1kPoti--+--)--10k--+--|-/ LED 10k | 47u /_\ 1N5404
| | | I | | | | |
+----+---)--------+-----------------------------+---(--------+---+--o
| | |
GND -----------------+------------------------------------------+-----0R25---+
Hier ein einfaches Netzteil das aus konstanten 24V eines Schaltnetzteils
regelbare und einstellbar strombegrenzte 20V bis 2A macht, gut geeignet um
3 1/2 stelligen Panelmeter anzuschliessen, aber auch 3A wäre kein Problem.
Die Nanofaradkondensatoren müssen an den verwendeten single supply OpAmp
LM358 oder LT1013 (wird schwer 20V am Ausgang zu erreichen, man wird 26V
als Versorgung brauchen) oder MC34072 oder TLE2141 (besser geeignet für
20V aus 24V) angepasst werden.
+24V --+---------------------+-------------+----------------+---+
| | | | |
39k 10k | | |
| | | | |
| +------+ | | |
| | | | BD139 | |
| | 5kPoti--|+\ | |
| | | | >--+--3k9--+--|< |
| | | +--|-/ | | |E |
| | | | 2nF | +--|< BD249/BD745 auf Kühlkörper
| LM4040-5.0 | | | | |E
| | | +--------+-------(--10k--+--- 0..20V/0..2A
+--------+ | | | | |
| | | | 3k3 | 22uF
| | | | | | |
LM385-1.2 | +------+-----------+-------(-------+---
| | | | |
| 5kPoti---------(------------|+\ | |
| | | | >--+--|<|--+ 0R6
| | +----1k---+--|-/ | 1N4148 |
| | | | | |
| | +---(-1n-+ |
| | | |
GND --+--------+--------------------------+--------------------+
Hier ein kommerzielles 20V/2A Netzteil mit Trafoumschaltung. Mir fehlt aber
die Kompensation bei der Stromregelung, offenbar ist der LM324 langsam genug.
Mit einem TL431 könnte man sich die mit 470k gebootstrappte
Konstantstromversorgung der Z-Diodenregelung sparen, und hätte einen OpAmp
übrig zur U/I-LED-Anzeige. Eine WX\tutzdiode und eine Rückstromdiode hat
das kommerzielle Billignetzteil nicht, könnte man aber nachrüsten.
+--|>|--+-----+-----+--------------+------------------------------------+----------------+---+---+
| | | | | | | | |
+--(--|>|--+ Relais | 470k | | | |
| | | | | | 8.62V | 1k | |
/ | | | +-|>|-+ +----+-----------+ | | |E |
o---o/ o---+--+ | | | |1N4148 | | | +-------------|+\ 1N4148 +--|< |
| | | | | + | | 220R 470 | | >--|<|-----+ |PNP| |
| | | | 4700uF | | | | | +---------|-/ | | +--|< 2N3055
| | | | | | +---1M---+ | +--34k------)----+ | LM324 | | |E
| | +--+ | | | | | | | | | | | | | |
| | | o\ | | | | | /+|--+--(----(-----------(----(---(-------10k-------------(---(---+---+---o Ausgang
| S:S \o--(--+ | >|--5k6--+--< | | | Usoll Poti5k--(---(---+-----|+\ | | | |
| S:| o | | | E| \-|-----+----(--------+ | | | | | >--+--10k--+--|< | |
Glimmlampe(X) S:+--+ | | | | | | | | | | | +--|-/ | NPN |E | |
| S:| | | | | 1k5 +--|+\ | | | | | | 1nF | 11k |
| S:S | | | | | | | >--+ | | | | | | | | |
| | | | | | | +----(--|-/ | | 100 | +--------+-----------(---+ 100uF
o---Sich---+--+ | | | | | | | | | | | | | | |
Trafo | | | | | 5k6 ZD6V8 | | | | 100nF 1k5 6k8 |
12V+9V | | | | | | | | | | | | | | |
3.2A | | +--|<|--+ | +--0.6R--+----+---(-------+----(---+---+-----------------------+---+---+---o
| | 4*1N5404 | | | | |
+--------+-----|<|--+-----+-----------+-----------------+---Poti5k---+ Isoll
Labornetzteil 24V=/2A mit uA723 aus einem 24V~/72VA Trafo
+Ub --+--+-----------------------------------------------+---+---+
| | | | |
| | .......................................330R 10R |
| | : : | |E |
| +--+---12----+----------------+ uA723 +---11--+--|< |
| | : | | | : BD138| |
| | : +--(--+ +----|+\ +--|< : +--|< 2N3055
10000uF/40V 100n : Z | | | | >---+ |E : | |E
| | : +-|>--+ | +-|-/ | +-+-10 100R |
| | : 8 | | | | | +--+ Z : | |
| +--+---7--+--+--(-------(--(--+ +-|< | +--9--+ +---+
| | : | | | | E| | : | |
| | :........6.......5..4.....2..3..13....: | |
| | | | | | | | | |
| | +-P250 | | | | 100p 1k |
| | 6.8V | | | | | | | | |
| | +---+---+---+--27k--+ | | | +--470p--(---+ |
| | | | | | | | | | | | |
| | | 4k3 P5k-27k--(--+-----(--(--+--95k3--(---+---+--o
| | 100nF | | 95k3 | | | | | +
| | | P500-----(-------(--470R--+ | | 3k3 4u7 Ausgang (0-24V/2A)
| | | | | | | | | | -
| +---+---+-------+-------+-----------(-----------(---(---+--o
| | | | R33 (0.65V @ Maximalstrom)
GND --+--------------------------------------+-----------+---+---+
Man kann den Emitterfolger mit einem PNP verstärken, dann kostet das nicht
ein weiteres Volt wie im Darlington und steuert schneller
---+-----+-----+------+
| | | |
| 220R | |
| | |E |
| +----|< PNP | TIP2955
--|+\ | | |
| >--|< NPN | Supply
+-|-/ |E | |
| | | | |
+--(-----+-----+ |
| | |
| Last |
| | |
---+-----------+------+
Conrad spendiert an seinem uA732 Netzteil, weil Plastiktransistoren nicht 200
GradC heiss werden dürfen, im Universal-Netzgerät 30V 3A 116661
https://www.conrad.de/de/p/h-tronic-netzgeraet-bausatz-eingangsspannung-bereich-30-v-ac-max-ausgangsspannung-bereich-1-30-v-dc-3-a-116661.html
einen weiteren Leistungstransistor parallel:
+Ub --+--+--------------------------------------------+---+---+-------+
| | | | | |
| | ........................................ 220R | | |
| | : : | |E | |
| +--12----+----------------+ uA723 +---11--+--|< | |
| : | | | : BD136| | |
| : +--(--+ +----|+\ +--|< : +---(---+--|< BD249
4700uF/50V : Z | | | | >----+ |E : | | | |E
| : +-|>--+ | +-|-/ | +---10--+ +--|< 470p | BD249
| : 8 | | | | | +--+ : | | |E | |
| +--7--+--+--(-------(--(--+ +-|< | :220R 68R 0R47 | 0R47
| | : | | | | E| | : | | | | |
| | :........6.......5..4......2..3..13....: +---+---+---+---+
| | | | | | | | |
| | +--10k--+ +-470p-(--(--+ |
| | | | | | | | |
| | 4k7 +---(--(------+ | | +--2u2--+ |
| | | | | | | | | | | 1N5401
| | P500R-+ 1k5 +-680R----(--(----+-P10k--+---+---+---o
| | | | | | | | | | _|_ +
| | 120R | | 470p 270R +---+ 4u7 /_\ Ausgang (0-24V/3A)
| | | | | | | | | -
| +-----------+-------+------------(--(----+-----------+---+---o
| | | |
GND --+-----------------------------------+--+-----0.15R/5W---+
aber am Diagramm "Maximal entnehmbarer Strom in Abhängigkeit von der
eingestellten Ausgangsspannung" sieht man, daß der Bausatz untauglich ist und
viel zu überzogene Versprechen mit 30V/3A macht, weil der Kühlkörper viel zu
klein ist und die Spannung 30V~ AC übertrieben ist, denn später ist nur noch
die Rede von 25V~ (der uA723 hält nur 40V aus, 30V~ ergeben gleichgerichtet
aber 42V, bei 10% Netzüberspannung und 112% Spannung im Leerlauf sogar 52V,
25V~ ist das maximal mögliche, erzeugt aber schlechtenfalls nur 23V= am
Ausgang, mit 10000uF statt 4700uF immerhin 25V, für 30V~ bräuchte man einen
L146 statt dem uA723). Die ungünstige Spannungsregelung beginnt erst ab 1V
weil sie an der unteren Kante des common mode Bereichs kratzt und Pin10 an
Ausgang kaum unter 3V regeln kann. Zudem ist es kein echter Emitterfolger.
Zwar ist Pin10 des uA723 mit dem Ausgang verbunden, aber über 220R, also
etwas entkoppelt. Die vielen 470pF Kondensatoren deuten Stabilitätsprobleme
an. Zudem liegen an Pin5 nur 1V an, zu wenig laut uA723 Datenblatt. Daher
ist er das letzte Beispiel in der Emitterfolgersektion.
Iref +------+
---> | |
+---R--|< NPN |
VRef |E |
+-------+ Supply
| |
Last |
| |
+------+
hier mit OpAmp zur Spannungsregelung:
+-----+------+
| | |
+--R1--+-----|+\ | |
| | | >--|< NPN |
VRef | +--|-/ |E |
| | | | | Supply
+------(--+---(-----+ |
| | | |
R2 | Last |
| | | |
+------+-----+------+
häufig mit single supply OpAmp als floating Netzteiltopologie,
"HP ähnlich" realisiert mit 2 galvanisch unabhängigen Netzteilen:
+-------------------+ +-------+
| | | |
Hilfs- +--R1--+-----|+\ | |
supply | | | >--|< NPN |
| VRef | +--|-/ |E |
| | | | | | Supply
+-----+------(--+---+-----+ |
| | |
R2 Last |
| | |
+------------+-------+
Sinkt hier der Lastwiderstand, bleibt UBE am NPN erst mal konstant so lange
der OpAmp noch nicht reagiert, lediglich UCE steigt, und es erfolgt (beim
idealen Transistor) keine Stromänderung (beim realen nur eine geringe). Der
OpAmp muss nun über R1/R2 erkennen, daß die Spannung an der Last nicht mehr
stimmt und nachregeln, das dauert, schon hat man Überschwinger und die
Kundschaft meckert.
+-----+-----+-----+------+
| | | | |
| 220R 22R | |
| | |E | |
| +----|< PNP | |
+-----|+\ | | | T1 |
| | >--|< NPN +----|< NPN |
| +-|-/ |E : |E Supply
| | | | : | |
VRef +--(-----)-----------+ |
| | | : | |
| | 1k 10k Last |
| | | : | |
+------+-----+-----+-----+------+
hat dieselben Probleme wie der floating Regler und entspricht nicht dem
Emitterfolger von vorhin, denn hier wird der Ausgangstransistor T1 mit so
wenig Basistrom angesteuert, daß er verhungert, die Spannung die der PNP am
Kollektor dafür hergibt ist frei beweglich, die Basis von T1 liegt also
nicht an einer harten Spannung. Ändert sich hier die Last, gibt die
Ausgangsstufe zunächst mal nach, der OpAmp muss das erkennen und nachregeln,
die Probleme wurden oben geschildert.
+--+-----|>|--+------------------------------------------------------------------+------+
| | | | |
| | +--|>|--+ +VCC +------(-----|< T2
| | | | | ´VReg? | | |E
| | | | +--+-----|>|--+-------------+---R2---+--+-------------+-----|< T1 |
| | | | | | | | C1 C2 | |E |
| | | | | | +--|>|--+ + R1 | +-------------(--+---(--+ |
S | | + | S | | | | | | | | | | |
S | | Elko S | | Elko +---+---+ | +--|-\ D1 | +-R-+ +-R-+
S | | | S | | | | | | | |A >--|<|--+ | |
S | | | | +--(--|<|--+ +--DAC_U Ref DAC_I-(-----|+/ | Rs Rs
S | | | | | | | | | | | | x | |
S | | | +-----+--|<|--+---(-----+---+---+----(----------------(------+------+--o
| | | | Hilfstrafo | | >Z | | | |
| | | | -VCC R3 +--10k---+-----|-\ D2 | |
| | | | | |V >--|<|--+ |
| | | | +--+---------------------|+/ C Ausgang
| | | | | | |
| +--(--|<|--+ R4 1n |
| | | | | |
+-----+--|<|--+-----------------------+--+---------------------------------------+---------o
Leistungstrafo
Viele Benutzer möchten eine Anzeige per Leuchtdiode, ob sich das Netzteil im
Spannungsbetrieb oder in Strombegrenzung befindet. Die sich offensichtlich
anbietenden D1 und D2 durch LEDs zu ersetzen und R2 (und damit den maximalen
Leistungstransistorbasisstrom) auf den maximalen LED-Strom auszulegen, ist
aber nur möglich, wenn der OpAmp so weit herunterregeln kann, daß der Strom
von den Leistungstransistoren auch abgezogen werden kann, was ohne negative
Betriebsspannung -VCC der OpAmps kaum gelingen dürfte. (Doch, man könnte vor
die Basis der Transistoren eine 3V Z-Diode setzen die auch das Abziehen von
Basisstrom als Diode erlaubt, leider ergibt das einen gewissen Totbereich
und es ist fraglich wie die Regelung damit klarkommt)
--------------------------------------------------+------+
| |
+-------(-----|< T2
| | |E
----------+------|< T1 |
|E |
+--4k7--+ |
| | |
+--4k7--(------+
| |A |A
| Diode Diode
| |K |K
---------(---+---(--+ |
| | | | |
| +-R-+ +-R-+
| | |
| Rs Rs
| | |
--+-|<|--+---(--+----+---(--+-------------(---+---+------+--o
| | | | |K
+---------------------------------------+ C Diode Ausgang
-VCC R4 | |A
-------------(--------------------------------+---+-Sich-+--o
| |
+-------------------------------------------+
Eine andere Aufbaumöglichkeit für Labornetzteile regeln nach der Last (wie
negative Regler oder low drop Regler, mit bekannten Stabilitätsproblemen
bei schwierigen Lasten). Statt die Ausgangsspannung mit einer zweiten
Referenz an der positiven Versorgungsspannung mit einem OpAmp zu messen,
dessen Eingangsspannungsbereich die positive Versorgung mit einschliesst,
könnte man auch einen Instrumentenverstärker benutzen. Dann sind Strom- und
Spannungsvorgabe massebezogen und könnten problemlos aus einen D/A-Wandler
stammen um das Netzteil digital zu steuern. Leider erfordern
Instrumentenverstärker hochpräzise Widerstände. Immerhin gibt es welche die
auch mit Eingangsspannungen oberhalb der Versorgungsspannung klarkommen, so
daß sich die Regelschaltung mit einer kleineren Hilfsspannung versorgen
lässt, die sich hier sehr einfach mit einem Spannungsregler aus der
Hauptversorgungsspannung erzeugen lässt. Statt mit einem
Instrumentenverstärker lässt sich auch ein Spannungsspiegel aufbauen,
der kommt mit normal präzisen Bauteilen aus, benötigt aber auch einen
Operationsverstärker der an der positiven Versorgungsspannung messen kann,
und hat danach erst die Spannung auf Massebezug gespiegelt, erfordert dort
also einen zweiten nachgeschalteten Regelverstärker und ist somit langsamer.
Immerhin sind dann beide Steuerspannungen aus einer Referenz erzeugbar,
gegebenenfalls mit D/A Wandlern zur digitalen Steuerung des Netzteils,
und wenn die Spannung reicht um T1 zu öffnen, reicht sie normalerweise auch
um die Regelelektronik zu versorgen, ein unkontrolliertes Ansteigen der
Ausgangsspannung beim Ein- und Ausschalten ist also leichter zu verhindern.
+--+-----|>|--+---+------------+-----------+----+---o
| | | | | R4 |
| | +--|>|--+ Upoti--+ +---(-----------+ C Ausgang
| | | | | | | | R3 |
| | | | | | | | +----+---o
| | | | | R5 | | |
| | | | | | +--|+\ D2 |
S | | | | | |V >--|<|--+ |
S | | | 8 +---+--|-/ | | 8 = constant current reference
S | | | | C1 | |
S | | +---(---R2---+-------------+-----|I T1 (Darlington oder MOSFET)
S | | | | C2 | |S
| | | | | +---(--|+\ | |
| | | Elko | | | | >--|<|--+ |
| | | | | | +--|-/ D1 +---+
| | | | | | | | | |
| +--(--|<|--+ IPoti--+ +---(----R6------+ Rs
| | | | | |
+-----+--|<|--+---+------------+----------------+
rectified
ac in p-channel
Q1 FET +38V
--|>|---+----+-------+---+-- s d ----+----+---o 4A
| | | \_|_ g | |
--|>|---+ | R2 /_\ | IRF9Z | | C2
| | | | D2 | 34N | ===
C1 | | +---+-----' | |
=== R1 | ,--------+ gnd
| | | | |
| | Q2 | Q3 | R5 R1 12k
gnd | 5V c c | R2 12k
+---- b b ------+ R3 4.7k
\_|_ e --+-- e | R4 2.49k
D1 /_\ | R4 R5 16.2k
| LM336- R3 | C1 100uF
| 5.0 | gnd C2 10,000uF
gnd gnd
Um die maximale Verlustleistung eines regelbaren Labornetzteils zu halbieren,
kann man einen Trafo mit Mittelanzapfung (oder 2 Wicklungen) so verschalten,
daß er auch die halbe Spannung liefert, und dann 2 Leistungstransistoren so
einsetzen, daß geringe Ausgangsspannungen aus der halben Trafospannung
gewonnen werden, ohne ein Relais verwenden zu müssen. Beide Transistoren und
die Diode müssen den vollen Strom vertragen, der NPN sogar als Basisstrom, da
sie aber jeweils maximal die halbe Spannung unter vollem Strom tragen müssen
ist ihr SOA Bereich wesentlich besser ausnutzbar und man spart sich neben 50%
der Kühlkörpergrösse die Parallelschaltung mit der leidigen Stromverteilung.
Siehe
o--+ +--+---|>|-+---+------------+---+
S:S | | | E| 100R
S:S | +-|>|-+ C1 2N6134PNP >|--+-- Regelspannung, nach Masse oder zum Ausgang hin ableiten
S:S | | | |
S:+--)-)---------+--|>|---+ |
S:S | | | 1N5401 | |
S:S +-)-|<|-+ C2 NPN >|--+
S:S | | | 2N3055 |E 10R
o--+ +----+-|<|-+---+ +---+--o
| Ausgangsspannung
+---------------o
> Stromsenke als Belastung für ein Labornetzteil
+Ub ------------+
|
--|< NPN Leistungstransistor des Labornetzteils
|E
+---+--o Labornetzteilausgang
| |
| Elko Last
| |
Masse --+---(---+--o
| |
+--|< NPN (Konstantstrombelastung R/(-Ub-0.7V)
|E
-Ub -----R--+
Ohne negative Hilfsspannung ist ein verhungernder Transistor elegant und
einfach als Last, also ein Bipolartransistior mit sehr geringem Basistrom,
so daß bei fast egal welcher Kollektor-Emitterspannung nur wenig Strom
fliesst. Beide Ströme sind natürlich nicht besonders genau definiert,
liegen locker um 1:4 daneben, aber als Belastung geeignet (wenn der Strom
nicht mitgemessen wird oder 0 justiert werden kann).
+Ub ----+----------+ halbwegs konstante Spannung gegenüber Masse
| |
| --|< NPN Leistungstransistor des Labornetzteils
1MOhm |E
| +---+--o Labornetzteilausgang
| | |
+-----|< Elko Last
|E |
Masse ---------+---+--o
Diese Schaltung hat den Vorteil, eine maximale Verlustleistung für den
MOSFET (relativ ungenau) zu regeln, und bei niedriger Spannung mit 0.5
Ohm zu belasten:
>12V
|
2k7 +--7k5---+-- zu belastender Labornetzteilausgang
| | |
+---+---+---(-------|I BUZ72
| | | | |S
| 22n >|--+--100R--+ I*0.5R+U*100.5/7600.5 = Ube
ZD12 | E| BC337 |
| | | 0.5R
| | | |
+---+---+------------+-- GND
> von www.conrad.de, aber auch alle anderen mit ICL7xx6 aufgebauten)
> an mein Netzgerät an ?
+Ub --+---------Hauptregler-------+------ out
| | R1
78L05-+---+------)---------+ +---+
| | | | | R2 |
GND --+---)---)--+-R-+---------)--+---)-- GND
| | | | | | | |
ICL7660--)--)---)--+------)--)---)--+
| | | | | | | |
+-------------+ +-------------+
|+B -In +In -B| |+B -In +In -B|
|Ampereanzeige| | Voltanzeige |
+-------------+ +-------------+
INLO und COMMON getrennt !
Elektor Juni 2005 zeigt auch eine Lösung, um Spannungen um den Nullpunkt
messen zu können, ohne eine galvanisch getrennte Versorgungsspannung zu
benötigen. Die Abweichung des Messergebnisses liegt im Rahmen der
Offsetspannung des OpAmps (OP07 etc. verwendbar).
+5V (mindestens 3V+Drop-Out Spannung des OpAmps über GND und In)
|
GND --|+\
| >---+
+-|-/ | B+
| | +-----+
+--(--|InLo | Panel
In ----(--|InHi | Meter
| +-----+
| | B-
-5V ---+-----+
Kapazitive Isolation aus einem per 12V versorgten CD40106:
+----------|>o--100pF--+--|>|----+---+-----+
| +--|<|--+ | | | +
| CD40106 | | 100nF Panelmeter
+--|>o---+--|>o--+--|>o--100pF--+--|>|--(-+ | | -
| | | +--|<|--+-----+-----+
+--100R--+ | 1N4148
| | +--|>o--100pF--+--|>|----+---+-----+
100pF | +--|<|--+ | | | +
| | | | 100nF Panelmeter
GND +----------|>o--100pF--+--|>|--(-+ | | -
+--|<|--+-----+-----+
Spannungen, die auf eine positive Rail bezogen sind, kann man (mit Schwankung
durch temperaturabhängige UBE) auch auf die negative Rail spiegeln mit dieser
Schaltung:
+Rail --+---+---+---
| | |
| 100k 43k
| | |E
U +--|< BC856
| | |
| 100k |
| | |
+---+ +--- U/10 (exakter: (U/2-0.65)/10, noch exakter müsste man den um hfe grösseren Strom durch 43k einrechnen)
|
4k3
|
-Rail ----------+--- GND
--+--SHUNT--+--
| |
| | +---20k--+
| | | |
| +--1k--+--|-\ |
| | >--+--
+------------1k--+--|+/
|
20k
|
GND
hat schnell ein Genauigkeitsproblem
https://www.electronicdesign.com/power-management/article/21749877/whats-all-this-error-budget-stuff-anyhow
welche Widerstände besser 0.1% benötigen würde, ausserdem kommen selbst
Rail-To-Rail OpAmps mit dem über Widerstände nach plus gezogenen Ausgang
nicht bis exakt 0V herunter.
--+--Shunt--+--
| |
100R |
E| |E
PNP >|----+--|< PNP
| | |
+---+ +---+ (Alle Transistoren auf demselben Chip)
| | |
NPN >|--+----|< NPN
E| |E
| |
+---------(-- Vout
| |
100R 100R
| |
--+---------+-- GND
oder mit einem OpAmp wie es der ZXCT1009 tut und MOSFET:
--+---SHUNT----+--
| |
1k |
| |
+---------+ |
| | |
S| /-|--+ |
BS250 I|--< | |
o.ä. | \+|-----+
|
+--------------- Spannungsabfall am SHUNT * 20
|
20k
|
GND
Der OpAmp muß dabei aber an der positiven Versorgungsspannung messen können,
das können JFET OpAmps wie LF356, TL071, LT1462/LT1463. Aber die Spannung am
SHUNT muss immer deutlich über (10V) liegen damit die Schaltung funktionieren
kann.
F.9.2. Symmetrische Versorgungsspannung für OpAmps
0V ---|+\
| >--+--- output
virt GND -> +--|-/ |
| |
input --10k--+---10k--+
Insofern bringen Schaltungen, die den Bezugpunkt verschieben, keine virtuelle
Masse, sondern den Bezugspunkt für die nachfolgende Schaltung, eine echte 0V
Masse. Trotzdem nennen viele Leute das virtuelle Masse.
+---+-- U/2
| |
| 1k
(+) |
U +-- GND (belastbar mit 4k7 bei 10% tolerierbarem Spannungseinbruch)
(-) |
| 1k
| |
+---+-- -U/2
oder grösseren Widerstandswerten für Gleichstrom aber Elkos zur Verringerung
des dynamischen Widerstandes bei geringen Frequenzen
+---+----+-- U/2 (diese Schaltung wird verwendet, wenn man GND)
| | | (als Bezugspunkt für alles verwendet und + und 0 nur)
| 100k 1000uF (die ankommende Versorgungsspanung darstellen)
(+) | |
U +----+-- GND (belastbar mit Tonfrequenz bis wenige Ohm)
(-) | |
| 100k 1000uF
| | |
+---+----+-- -U/2
dabei ist die Schaltung geschickter als die einseitige Abstützung nach Masse
+---+------- U/2 (diese Schaltung wird verwendet, wenn man Störungen)
| | (vom positiven Pol der Spannungsversorgung nicht auf)
| 10k (GND übertragen will, aber den negativen Pol der)
(+) | (Spannungsversorgung als gute Masse ansieht die auch)
U +----+-- GND (woanders verwendet wird)
(-) | |
| 10k 10uF
| | |
+---+----+-- -U/2
denn die führt zu einer langen Stabilisierungsphase nach dem Einschalten der
zu einem Einschalt-Plopp führt und benötigt oft doch einen Elko um die
positive Spannung zu stützen
+---+-----+------- U/2
| | |
| | 100k
(+) | |
U 470uF +----+-- GND (unsinnig)
(-) | | |
| | 100k 1000uF
| | | |
+---+-----+----+-- -U/2
oder schalte einen OpAmp als Puffer (Spannungsfolger, Buffer) dahinter
+---+------+------- U/2
| | |
| 100k |
| | |
(+) +-----|+\
U | | >--+-- GND
(-) | +--|-/ |
| 100k | | |
| | +---(----+
| | |
+---+------+------- -U/2
etwas besser reagiert diese Schaltung auf Belastungsschwankungen
+---+------+-----------------+-- U/2
| | | |
| 100k | 47uF
| | | L272 |
(+) +-----|+\ |
U | | >--10R--+--10R--+-- GND
(-) | +--|-/ | |
| 100k | | | |
| | +---(---------+ 47uF
| | | |
+---+------+-----------------+-- -U/2
Analog spendiert noch einen Kondensator zu Masse vom eigenen Ausgang um
Widerstandsrauschen in der hochohmigen Auslegung zu bedämpfen, Figure 7:
+---+----------+-------------- U/2
| | |
| 100k |
| | |
| +---+-----|+\
| | | | >--+--R1--+-- GND
(+) | | +--|-/ | |
U | | | | |
(-) | | +---C2---+ |
| | | | |
| | | +---R3----------+
| | | |
| 100k C1 C3
| | | |
+---+---+------------------+-- -U(2
Mehr Strom liefert der folgende LM317/LM337 Rail-Splitter, aber je nach
Bauteiltoleranzen hat er eine kleine Totzone, bei Audio braucht man
nachgeschaltete Pufferung:
F.9.3. Kleinnetzteil ohne Trafo
1N5407 +----+
o--32uF--+--|>|--+-----+---|7805|--+--o 5V/1A nicht netzgetrennt
| | | +----+ |
230V~ | 1N3311B 4700uF | 100nF
| | | | |
o-1R/5W--(-------+-----+------+----+--o GND
| | | | |
| 1N3311B 4700uF | 100nF
| | | +----+ |
+--|<|--+-----+---|7905|--+--o -5V/1A nicht netzgetrennt
1N5407 +----+
|/|
N o----------------+-------+---- + ------------|\|----+
| | /|/| |
230V~ ZD5V6 100uF 5V/5mA --R--+ TRIAC |
| | |
L o--+--1k--220nF--+--|<|--+---- - |
| 1N4148 |
+----------------------------------------Last----+
Oder mit ICs HIP5600 http://www.intersil.com/ VB408 für 5V http://www.st.com/
ABER: Die ICs sind teurer und nicht ausreichend robust gegen die Widrigkeiten
eines realen Stromnetzes und alle Varianten reagieren sauer auf hochfrequente
Signale im Netz (Surge-Test, Rundsteuersignale, Powerlinemodems) und sollten
daher eigentlich eine Drossel vorgeschaltet bekommen, die ab 60Hz zu dämpfen
anfängt und leider ebenso gross wie ein Trafo wäre. Ich hab hier ein Gerät
von Sigma, welches trotz 15V 0.6W Z-Diode reproduzierbar seinen 78L05 und
dann die nachfolgende Schaltung himmelt, wenn der Stecker kurz nacheinander
eingesteckt wird, weil das Kondensatornetzteil mit 1.5uF ausgerüstet werden
musste, da die Schaltung viel Strom brauchte. Nimm also doch besser einen
kleinen Trafo, der ist nicht nur wesentlich billiger, sondern auch sicherer
und unterdrückt noch kostenlos Netzstörungen, oder ein Schaltnetzteil:
+--------+
o---Sicherung---+-----|~ |-- +
| | |
230V~ VDR300V~ |HLK-PM01| 5V/0.6A
| | |
o--TempSich98C--+-----|~ |-- -
+--------+
+-----+
o--330k--| |---------- +5V
230V~ |PC814|
o--------| |--+------- out (an Eingang von uC)
+-----+ |
+--10k-- GND
Mit einem Kondensatornetzteil, welches Dank Phasenverschiebung einen Elko
rechtzeitig aufgeladen hat, kann ein MOSFET die LED auch exakt synchron zur
Phase einschalten, hier für ca. 1mA LED-Strom dimensioniert:
+--4M7--+
| | 1N4148
+----+--1k--+--22n--+--|>|--+--1k--+
| | | | |
| 1M | | LED des Optokopplers
o | | | |
230V~ +--------------(-------(-----|I MOSFET (z. B. BS170)
o | | | + |S
| ZD5V1 ZD5V1 10uF |
| | | | |
+----+--------------+-------+------+
+---+-----|>|--+--2M2--+----------------+
| | | | LED |
| | +--|>|--+---+ 100k +--2k2--|<|--+
| | | | | | |
o | | 4M7 +--|< 2*2N3904 |
230V~ | | 1N4007 | | |E |
o | | +--|< | +-----+
| | | | |E | | |
| +--(--|<|--+ 470k | | ZD12 47nF
| | | | | | | |
+------+--|<|--+---+---+---+------+-----+
oder diese https://www.mikrocontroller.net/topic/286730#5153000 mit 25mW oder
man nimmt http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm (man sagt die würde dem
Impuls 1msec vor dem Nulldurchgang liefern und nicht stabil) oder
http://www.edn.com/design/analog/4368740/Mains-driven-zero-crossing-detector-uses-only-a-few-high-voltage-parts
+---+--1k--47nF--+--|>|--+---+ ADUM1200/1201
| | | | | +-----+
o | ZD5V6 1uF +--|1 8|-- +5V
230V~ | | | |2 7|
o +---1M-------(-------(------|3 6|-- Signal
| | | +--|4 5|-- GND
+----------------+-------+---+ +-----+
Für RS485 tut es LTM2881 von AD, der überträgt gleich noch die
Versorgungsspannung.
F.9.4. Einschaltstrombegrenzung
+------+------------------+
| | |
| 4k7/1W Netztrafo
| | 1N4007 |
o +--|>|--+----+ +---+
230V~ | | | |
o | | o |
| 47uF/63V Rel:::::/ 3R3/5W/Rücklötauslöser
| | | o |
| | | | |
+--------------+----+-----+---+
F.9.4.1. MOV Überspannungsschutz VDR Varistoren
o--Thermosicherung--+--
|
230V~ VDR300 Gerät
|
o--Gerätesicherung--+--
N --TS98--+--VDR140--+
| |
Kontrolle +--GAS600-- PE
| |
L --TS98--+--VDR140--+
Eine einfachere Form der Überspannungszwischensteckdose verwendet nur einen
VDR mit Überwachung:
L --+----------------- L
|
Thermosicherung98
|
+--Glimmlampe--+
| |
VDR 270k
| |
N --+--------------+-- N
Statt ungenauer aber robuster MOVs verwendet man in Niederspannungsschaltungen
meist genauere aber schwächere TRANSILs (arbeiten wie eine Z-Diode) und
TRISILs bzw. SSC6V032DB (arbeiten wie eine CrowBar bzw. Gasableiter).
F.9.5. Solarladeregler
Diode
+------+--|>|------+----------+--------+---+---+-----+
| | | | | | | |
| | R12 | R23 10k | |
| | | +---------+ | | | |S
| | +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET
| | N-MOSFET | | | | | |
+ | I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+ | |
Solarmodul S| | | | | | | + |
- | | | | | ICL7665 | R22 Akku |
| | | | | | | | - |
| | 10k +-----|Set2 Set1|---+ | |
| | | | +---------+ | | | +
| | | R11 | R21 | Verbraucher
| | | | | | | | -
+------+-----+-----+----------+--------+-------+-----+
Der ICL7665 enthält einen zweiten Komparator und kann damit gleichzeitig
einen Tiefentladeschutz für den Akku durch Lastabwurf mit einem P-MOSFET
liefern, oder als Oszillator eine LED blitzen lassen. Wer an LEDs zur
Kontrolle interessiert ist, kann die 10k durch 2mA LED mit passendem
Vorwiderstand in Reihe ersetzen, die dann bei vollem Akku oder normalem
Betrieb leuchten (bei Unterspannung ist alles aus). Die MOSFET
Gate-Schaltspannungen müssen zur Akkuspannung passen, also IRF7413/FDN338P
etc. bei 1 LiIon Zelle (Spannungsgrenzen müssen bei LiIon an den bis 2%
ungenauen ICL7665A mit Trimmpotis angepasst werden), und nicht über 16V
Akkuspannung wegen dem ICL7665.
1N4148
+------+--|>|-----------------+--------+----+---+-----+
| | | | | | |
| | | 220k 470k | |
| | +---------+ | | | |S
| | +-----|Out2 Out1|---)----+---(----|I FDN338P
| | GF2304 | | | | | |
+ | I|----------+-----|Hys2 Hys1|---+ | |
Solarmodul S| | | | | | + |
- | | 47M | ICL7665A| 910k LiIon |
6V | | | | | | | - |
| | +-----|Set2 Set1|---+ | |
| | | +---------+ | | | +
| | | | 180k | Verbraucher
| | | | | | | -
| | +----------(---->100kPoti | |
| | | | | |
| | | 470k | |
| | | | | |
+------+----------------------+--------+--------+-----+
BT169
+--|>|----+--------------------+-----+
| \ | | |
+--1k-+---(--|>|--+ | |
| | 1N4148| | |
| 1N4004 | | | |
+--|<|--+ | | | |
| | | | | + |
Dynamo | | +-------+ | Akku
| BT169 | | | ´ | 113k |
+--|>|--)-+ | | | |
| \ | | TL431--+ |
+--1k-+-(----|>|--+ | | |
| | 1N4148 | 25k |
| | | | |
+--|<|--+-----------------+----+-----+
1N4004
+-----------+-------+
| | |
| +-----+ |
| | | |S
| |NE555|---|I PMOSFET
Solarzelle | | |
| +-----+ +--L--+-- Solarzellenspannung/duty_cycle
| | _|_ |
| | /_\ C
| | | |
+-----------+-------+-----+--
Akku --+---+-----+
| | |
60k 10k |
| | |S
| +----|I PMOSFET wie IRF9530
| | |
+---(-4M7-+
| | |
+-TL431 +-- Lampe
| |
20k |
| |
Masse -+---+-------- Masse
Bei niedrigeren Spannungen von 1.6 bis 5V geht MCP6541 oder TLV3011 mit unter
1uA Stromaufnahme:
+----+----------+---------+
| | | |
| | +-10M-(-----+ Verbraucher
| 3M3 | |VCC | |
| | | +-----+ | |
Bat +----+--|+ Out|--+--|I DMN1019
| | | | |S
| 4M7 +--|- Ref|--+ |
| | | +-----+ | |
| | | |GND | |
| | +-----(-----+ |
| | | |
+----+----------+---------+
Oder so, da klemmt sich sogar die Unterspannungsabschaltung komplett ab und
die Schaltung kommt nur wieder auf die Füsse, in dem über die interne Diode
des MOSFETs geladen wird. Keine Hysterese nötig weil sich die Schaltung
selbst vom Akku abklemmt.
+---|<|--+ (Diode im MOSFET)
| |
+--+-MOSFET-+---+-- Verbraucher und Ladeschaltung
| | |
| +--10k--+
| | |
+ | 22k 285k (für 31V berechnet)
Akku | |
- | TL431------+
| | |
| | 25k
| | |
+-------+-------+---
Tiefentladeschutz mit BTS55. Wird an den Verbraucher eine Spannung angelegt
die höher als die Tiefentladespannung ist, wird der Akku über die interne
Diode des BTS555 geladen, kommt er dadurch über die Hysterese schaltet er
wieder ein, damit kann der Akku niederohmig ohne Diodenspannungsverlust bis
zu Ende geladen werden. Der Chip bietet allerdings keinen Überladeschutz.
+----------+--------+---------+
| | | |
| | R23 |
| +---------+ | |
| --|Out2 Out1|---)-------BTS555
| | | | |
+ | --|Hys2 Hys1|---+ |
Akku | | | |
- | | ICL7665 | R22 |
| | | | +-- Ladegerät
+-----|Set2 Set1|---+ |
| +---------+ | | +
| | R21 Verbraucher
| | | | -
+----------+--------+---------+
+------+------------------------------+----+-- +Bat
| | | |
| | +--100k------+ ICL7665 | |
R23 +------+ | | +------+ 10k |
+--|HYST2 | | +-22uF-+-|HYST1 | | |S
R22 | OUT2|--+-1M--+ | OUT1|--+---|I P-Kanal MOSFET
+--|SET2 | | +-10k----|SET1 | |
R21 +------+ | +------+ +-- Last
| | +-------------------------------- Signal power off in 30 sec
+------+-------------------------------------- GND
+Bat --+------+-----15M--------+
| | |
100k +-------+ |
| | OUT1|--150k------+
+--|HYST2 | |
| | SET1|------------+
3M2 |ICL7665| 1uF MKS2
| | HYST1|--2k2--|>|--+
+--|SET2 | LED |
| | OUT2|--1k--------+
1M3 +-------+
| |
GND ---+------+
F.9.5.1. Energy Harvesting
F.9.6. Spannungsreferenzen
GND GND
| |
10k 10k
| |
LM4041--+
| |
| 14k
| |
| +---- -Out
| |E
+----|< PNP
| |
100R |
| |
-In -+-----+
Ref --+----R---+-- rauschärmere Ref
| |
| 2*C
| |
+--10*R--+
|
2*C
|
GND
F.10. Schrittmotoren
+--- 2
S:
+---+:
| S:
| +--- 3
1 --+
| +--- 4
| S:
+---+:
S:
+--- 5
oder haben 6 Anschlüsse damit sie sich auch bipolar verwenden lassen
+--- 3
S:
1 ---+:
S:
+--- 4
+--- 5
S:
2 ---+:
S:
+--- 6
obwohl für bipolare Motoren, bei denen der Strom in den Wicklungen umgepolt
werden muss, was eine aufwändigere Steuertechnik erfordert aber bessere
Ausnutzung ermöglicht, eigentlich 4 Anschlüsse ausreichen
+--- 1
:S
:S
:S
+--- 2
+--- 3
:S
:S
:S
+--- 4
und die es auch mit 3 Anschlüssen gibt wenn die Ansteuerung das erlaubt
+--- 1 (z. B. +12V / -12V) oder +5V +5V 0V 0V
:S
:S gibt 0 + 0 -
:S
+--- 2 (z. B. 0V) oder +5V 0V 0V +5V
:S
:S gibt + 0 - 0
:S
+--- 3 (z. B. +12V / -12V) oder 0V 0V +5V +5V
und universell verwendbare Motoren mit 8 Anschlüssen, die durch Parallel-
oder Reihenschaltung der Spulen das Tempo bremsende Induktivität vs. nötigen
Strombedarf angepasst werden können, oder auch unipolar einsetzbar sind
+--- 1
:S:
:+--- 2
:
:+--- 3
:S:
+--- 4
+--- 5
:S:
:+--- 6
:
:+--- 7
:S:
+--- 8
Man kann jeweils nur ein Magnetfeld einer Spule mit dem 1.4-fachem Strom der
rms Datenblattangabe versorgen und bekommt bei gleicher Erwärmung den
schwächeren Wave Betrieb (0.7 faches Drehmoment), oder man versorgt im
Vollschrittbetrieb 2 Phasen für 1-fache Kraft mit jeweils 1-fachem Strom, die
Kombination von beiden ergibt den Halbschrittbetrieb. Hier gut erklärt:
1/1 100 %
1/2 70.71 %
1/4 38.27 %
1/8 19.51 %
1/16 9.80 %
1/32 4.91 %
1/64 2.45 %
1/128 1.23 %
1/256 0.61 %
Phase 1 ----____----
Phase 2 ____----____
Phase 3 __----____--
Phase 4 --____----__
Die Freilaufdioden über COM dürfen nicht direkt an +5V weil ein unipolarer
Schrittmotor eine Trafofunktion hat und die unbenutze Spule eine Spannung
in entgegengesetzer Polarität erzeugt, die auf +5V draufgesetzt wird, also
doppelt so hoch ist. Es geht statt der ZD6V2 gegen +5V auch eine ZD12 gegen
Masse, die dann aber die doppelte Leistung haben muss. Der ULN2803 kann also
Motoren bis 25V versorgen, der ULN2823 (ULN2023) und SN75423 (SN75468) bis
46V.
+--R--+------- +12V
| |E
Stillst --R--+----|< PNP
+----+ | ZD27
| |--Phase1--+ +--|<|-- GND
| | | | `
| ULN|--Phase2--+--+
|2003| |
|o.ä.|--Phase3--+--+--|<|-- +5V
| | |
| |--Phase4--+
+----+
Und wenn ihr einen bipolaren Schrittmotor findet, nehmt gleich einen
ordentlichen IC mit Takt- und Richtungssignal (A3977, MC3479, SAA1042, L297
(Achtung: Geht gerne von Rückwirkungen des Motortreibers in Latch-Up und
wenn man mal aus Versehen Vref an 5V anlegte ist er kaputt) +L298,
L6506+L6501/2/3, L6208/6209/6219, TA8435) oder 2 Vollbrücken vom uC
aus (L293=SN754410, MX1208=MX1508=TC1508 (2-9.6V 1.3A SOP16 0.5R MOSFETs
https://sales.dzsc.com/486222.html http://www.s-manuals.com/pdf/datasheet/m/x/mx1208_r1.0_mixic.pdf )
L9110=HG7881 (DIP8 SO8 2.5..12V 800mA 2V Verlust) TB6612 (4.5-13.5V 0.5R
MOSFET 1.2A) MP6513 (2.5-5.5V 0.6A TSOT23-6 intNMOS mit chargepump) RZ7886
(3-15V 3A DIP8) LB1930 (2.2-10.8V 1*0.5A PNP+NPN), LB1836M (2.5-9V 2*0.4A
PNP+NPN), BA6845FS (2.7-9V 2*0.4A NPN+PNP), LB1909 (2.5-16V 2*0.4A PNP+NPN)
L298, L6201/2/3 (Ladungspumpe für 100% Einschaltzeit schon eingebaut),
DRV8800 (1ch, 8-36V 2.8A, Ladungspumpe eingebaut, current sense möglich),
RZ7889=CP2119 Vollbrücke SO8 3-15V/3A TTL Eingänge, SGD2021
(4.2-16V 1.5A ESOP8), L6219 (10-46V 750mA 2 x Vollbrücke mit einstellbarer
Strombegrenzung) SGD2023 (4.2-16V 3A ESPO8) MX1212RX (ESPOP8) DRV8870
(1ch, 6.5-45V 3.6A, Vollbrücke mit Stromregelung) LMD18200 (Ladungspumpe
eingebaut), LMD18245 (current sense und Chopper eingebaut), BD622x,
TLE4205/5204/5205/6209) und steuert sie direkt, mit Stromreglung (L297,
L6506, TLE4728/TLE5250, TEA3718, LMD18245) oder im Mikroschritt (PBL3717,
TMC236, A3955/57/72/73/77, L6258, M54640/670/679, MB86521, LB1847/11847,
NJM3772+NJU39610, LV8772 (32V 2.5A) TA8435 (24V 1.5A 5kHz Toshiba) = IMT901,
TB6560AHQ (34V 3.5A 15kHz, Achtung Eagle Library verkehrt, ausgeschaltet
Motor drehen erzeugt durch Rückspeisung VBA/VBB und wenn daraus VDD erzeugt
wird ist er wegen falscher Reihenfolge kaputt), TB6564=THB6064 (42V 4A
200kHz) TB6600 (42V 4.5A 200kHz), LV8727 (50V 4A, 1/8..1/64, 1/10, 1/20) oder
TMC249 (Trinamic, externe MOSFETs, StallGuard) und TMC5072 (Rampensteuerung,
zeigt ESD/EMI Beschaltung des Schrittmotorausgangs) und A4989/A3986 (50V
externe MOSFETs, Mikroschritt), TMC2208/2209/21002130 (silent Stepper), TC4469
(300mA oder externe MOSFETs, Beispiele im Datenblatt, Conrad),
TMC262/AMIS30522/DRV8711 (elektronische Blockiererkennung).
Phase 1 +o-o
Phase 2 o+o-
Vollschritt (in diesen Schritten wird der Schrittmotor gezählt, pro Umdrehung 200 Schritte heisst diese 4 Schritte 50 mal wiederholt)
Phase 1 ++--
Phase 2 -++-
mit Halbschritten
+ - (in den Halbschrittpositionen darf)
Phase 1 +++o---o
Phase 2 -o+++o--
+ - (der Strom 1.4 mal so gross sein)
(das ergibt dieselbe Wärme)
(und reduziert Drehmomentverlust von -50% auf -29%)
Mikroschritt
Phase 1 sinus
Phase 2 cosinus
Grundschaltung für bipolare Schrittmotoren (skizzierter Halbschrittbetrieb,
jede Leitung muss eine Diode nach Masse und eine Diode nach VCC besitzen
um die Gegen-EMK abbauen zu können, im L293D sind die schon enthalten,
Chips ohne eingebaute Dioden benötigen 8 schnelle externe Dioden)
+-----+
| |----+ +++o---o+++o (+ = verbunden mit positiver Spannung)
| | Phase1 (o = Ausgang offen oder Ausgang hat
| |----+ ---o+++o---o (o = dieselbe Spannung wie der andere)
|L293D| (- = verbunden mit negativer Spannung)
|o.ä. |----+ -o+++o---o++
| | Phase2
| |----+ +o---o+++o--
+-----+
Es gibt auch Motoren mit 3 Phasen
A2919S A3957S A3962S A3964S A3966S A3972SB A3955 Allegro
AN6664S AN6668NS AN8208S AN8495SB Matsushita Panasonic
BA6343 BA6845FS BA6846FS BA6846FV Rohm Co Ltd
CS279 CS293DN16BW CS3710M15 CS3717 CS3770 CS4161 CS8441N8 CS8442N8 Cherry Semiconductor
HA13421A HA13475P Hitachi
IP293 Semelab
KA2820 KA3100D Fairchild
L293 L297 L6219 L6223 L6506 L9925 L9935 ST Microelectronics
LB11946, LB11945H, LB11847, LB1946, LB1945H, LB1945D, LB1847, LB1845, LB1924, LB1923M, LB1823, LB1823M, LB1838M Sanyo Semiconductor Corp
M54640P M54646AP M54670P M54671SP M54672SP M54676P M54677FP M54678FP Mitsubishi
MC33192DW Motorola
MC3479 ST Microelectronics Motorola ON Semiconductor
MTD1110 MTD1120 MTD2001 MTD2003 MTD2005 MTD2007F MTD2009J Shindengen Electric
PBL3717A ST Microelectronics
SAA1027, SAA1042 Philips
SDK03M SI7230M SI7500A SLA7020M SLA7021M SLA7022MU SLA7024M SLA7026M SLA7027MU SLA7029M
SLA7042M SLA7044M SMA7022MU SMA7029M Allegro
http://www.allegromicro.com/ic/motor.asp
SN754410NE Texas Instruments
STK6713 STK672 Sanyo
TA7289 TA7774 TA8068L TA8415P TA8430AF TA8435H TA8529F TB62200 TB6504F TB6512AF TB6564=THB6064 TB6528P TB6560 TB6600 Toshiba
TCA3727 Infineon
TD6330BP Toshiba
TEA3717DP TEF3718 ST Microelectronics
TLE4726G TLE4727 TLE4728G TLE4729G TLE5250 Infineon
UC1517 UC1717J UC3517 UC3717 UC3770 Unitrode
UCN5804B UCN5804LB UDN2916 UDN2917EB UDQ2916 Allegro
uPD16803GS uPD16808GS uPD16813GS uPD16814GS uPD16818 uPD16833 uPD16835 NEC
F.10.1. BLDC brushless direct current bürstenlose Gleichstrommotore
F.11. LCD Flüssigkristallanzeigen
3-5V ----------
Backplane
0V ----------
die steuert jeder CMOS-Ausgang einfach an. Entweder vom uC direkt, oder aus
74HC595/CD4095 zur Porterweiterung, Beispiel einer Uhr mit Thermometer auf
Basis des AVR128DA48 mit einem Verbrauch um 7uA.
+-----------+
+3..5V | LCD |
| +-----------+
-----+ | |
SEG|--------+ |
uC | |
BP|-----------+
-----+
|
|
GND
oder gemultiplexte 1/2 Bias Displays mit meist 4 Backplanes und mehr Segmenten
3V --
Backplane ------------
0V --
die lassen sich ansteuern mit einem mit 3V versorgten uC wobei BP auf logisch
1, logisch 0 und INPUT geschaltet wird um 3V, 0V und 1.5V zu erzeugen:
+-----------+
+3V | LCD |
| +-----------+
-----+ | |
SEG|--------+ |
uC | |
BP|-----------+--100k--+ (andere BP über ihre 100k an denselben 4u7)
-----+ |
| 4u7
| |
GND GND
oder welche mit diesen Spannungsverlauf (1/3 Bias) auch bei meist 4 Backplanes
3V --
2V -- -- --
Backplane 1V -- -- --
0V --
die sich mit einem mit 5V versorgten uC ansteuern lassen (bei einem mit ca.
4V versorgten wird aus dem 10k Widerstand 0 Ohm und aus 150k werden 100k)
+-----------+
+5V | LCD |
| +-----------+
-----+ | |
SEG|--150k--+--(--100k--+
uC | | |
BP|---10k-----+--47k---+
-----+ |
| 10u
| |
GND GND
wobei sich andere Pegel einstellen, die interessanterweise zu denselben
Differenzspannungen an den LCD Segmenten führen
4.5V --
und dann gibt es noch eine Ansteuerung bei der BP und SEG beide jeweils 4
Spannungspegel (1/3 Bias) nutzen
3V --
2V -- -- --
Backplane 1V -- -- --
0V --
bei denen muss man mehr Aufwand treiben (Verwendung des internen pull up)
> in Scannern verwendeten CCFL (Kaltkathodenfluoreszenz) Leuchtstoffröhern her ?
F.12. VFD Vakuumfluoreszenzanzeigen
F.13. Bauteile prüfen
+---+-----------------+----+
| | | |
10k | Summer |
| | | |
o--+--|+\-------------+ | | +
10R | >------------)--+ Batterie
o--+--|-/--TrimmPoti--+ | -
| | | |
10k | | Schalter |
| | | / |
+---+------+-----o/ o------+
+-----+-------------+---------+ +----+ +--------+
| | | \ / | + | | +
| R1 | Rx 200mV-Panelmeter 9V Batterie
| | 0.1V | / \ | - | | -
| +--R2--+-----|+\ | +----+ +--------+
+ | | | | >--+---|I NMOSFET
9V | | +--|-/ | |S
- | | | | | Cx |
| Ref R3 +---(----+-Rx-+
| | | | |
| | | | Rs (0.1/1/10 Ohm je nach Messbereich)
| | | | |
+-----+------+------+---------+
je nach Genauigkeit benutzt man dann eine Referenz wie REF5025, einen OpAmp wie
OPA192, einen LogicLevel NMOSFET wie IRLZ34 und einen 0.1% Shunt Rs, verwendet
man eine 9V Spannungsquelle geht auch ein normaler MOSFET wie BUZ10 und mit
Rx/Cx stellt man die Schaltung so ein daß sie nicht schwingt, z. B. 10nF/10k.
/o-----+-----+---------+
+ --o/ | 220k 510R
: o--+ | +--+ +--+
: | | | | | |
: | | | Piezo |
3..15V : | | | | |
: +--)--+--(----+ |
: | | | | |
:/o--+ | | +---10k--|< <-- zu prüfender Transistor
- --o/ | | |E
o-----+ +------------+
http://web.archive.org/web/20050212160036/http://de.geocities.com/xantia99at/tr_pruef.pdf
F.13.1. MOSFET-Transistoren und TRIACS/Thyristoren prüfen
NPN/NMOSFET/TRIAC+THYRISTOR
ein/ /o-----+-------+-----------------+
+--o/ o--o/ | | |
| : o--+ | (X) Glühlampe |
| + : | | | |
9V : | | +---D S G--180R--250R Poti
| - : | | | | |
| :/o--+--(--+ Taster | |
+--------o/ | | | | |
o-----+ +----+-----+-----------+
PNP/PMOSFET/TRIAC
Man nimmt eine 9V Batterie, hängt den N-Kanal Anreicherungs/enhancement
MOSFET mit D über eine Glühlampe 12V/50mA an + und S an - der Batterie, und
das Gate über einen 180 Ohm Widerstand an ein 250 Ohm Poti, das mit + und -
verbunden ist. Ein Aufdrehen des Potis sollte den MOSFET zum Leiten bringen.
Bei P-Kanal Anreicherungs/enhancement MOSFET Batterie verpolen (besonders
elegant durch einen 2 poligen EIN-AUS-EIN Umschalter dessen Nullstellung
gleich die Schaltung ausschaltet), ist die Batterie verpolt leuchtet die
Lampe wegen der Body-Diode dauernd.
Quadrant A2 Gate Triggerart
F.13.2. SMD-Codes und Farbcodes
F.13.2.1. Farbcodes von Widerständen
Ring 1 2 3 4 5
schwarz 0 0 *1
braun 1 1 *10 100V
rot 2 2 *100 200V
orange 3 3 *1000 300V
gelb 4 4 *10000 5% 400V
grün 5 5 *100000 500V
blau 6 6 *1000000 600V
violett 7 7 *10000000 700V
grau 8 8 *100000000 800V
weiß 9 9 *1000000000 900V
gold *0,1 5% 1000V
silber *0,01 10% 2000V
ohne 20% 500V
lachsfarben 20%
Ring 1 2 3 4 5
silber *0,01 10%
gold *0,1 *0.1 5%
schwarz 0 *1
braun 1 1 *10 1%
rot 2 2 *100 2%
orange 3 3 *1000
gelb 4 4 *10000
grün 5 5 *100000 0.5%
blau 6 6 *1000000 0.25%
violett 7 7 *10000000 0.1%
grau 8 8
weiß 9 9
Ring 1 2 3 4 5 6
schwarz 0 0 *1
braun 1 1 1 *10 1% 100V
rot 2 2 2 *100 2% 200V
orange 3 3 3 *1000 3% 300V (3% wegen https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/DS_LEADED_IND.pdf)
gelb 4 4 4 *10000 5% 400V
grün 5 5 5 *100000 0,5% 500V
blau 6 6 6 *1000000 0,25% 600V
violett 7 7 7 *10000000 0,1% 700V
grau 8 8 8 *100000000 0,05% 800V (auch grau für 10% bei Hochspannungswiderständen HVR25/37/68 SVR52)
weiß 9 9 9
gold *0,1 5% 1000V
silber *0,01 10% 2000V
ohne 20% 500V
lachsfarben 20%
MMB Beyschlag macht noch gepunktete Ringe dazwischen, z.B. TempCoeff zwischen
Ring 4 und 5:
http://www.vishay.com/marcom/sc/newsletters/distributors/images07q1/pdfs/mi0008.pdf
Ring 1 2 3 4 5
schwarz 0 *1
braun 1 1 *10 1%
rot 2 2 *100 0.1%
orange 3 3 *1000 0.01%
gelb 4 4 *10000 5% 0.001%
grün 5 5 *100000
blau 6 6 *1000000
violett 7 7 *10000000
grau 8 8 *100000000
weiß 9 9 *1000000000
gold *0,1 5%
silber *0,01 10%
ohne 20 %
+-- Allererster Ring schwarz ist auch ein Sicherheitswiderstand, hat dann keinen 5. Ring mehr
|
Ring 1 2 3 4 5
schwarz 0 0 *1 Yaego NKN nichtinduktiv, Token wirewound, SinLoon FR, MQEC FRN/FKN normal size grau, Sanyo Sannohm RNF/RNFM , Vishay PR02-FS rehbraun http://www.vishay.com/docs/28915/pr02fs.pdf, Vishay NMM0207 MELF, grau Mayloon KNP http://www.mayloon.com.hk/upload/Fusing%20Resistor%20-%20KNP.pdf , SET RXF 1/2W http://www.setfuse.com/assets/js/upfiles/files/Catalog-En2013/RXF_En.pdf , https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_crt-_201805.pdf , grau Vigan FR https://www.gmelectronic.com/data/attachments/dsh.119-386.1.pdf
braun 1 1 *10 TOKEN FKN grau , grün Vitrohm CRT https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_crt-_201805.pdf
rot 2 2 *100 grün Vitrohm CRT https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_crt-_201805.pdf
orange 3 3 *1000 grün Vitrohm CRT https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_crt-_201805.pdf
gelb 4 4 *10000 5% https://www.ttelectronics.com/TTElectronics/media/ProductFiles/Resistors/Datasheets/EMC.pdf http://www.ttelectronicsresistors.com/datasheets/ULW.pdf , SET RXF 2W http://www.setfuse.com/assets/js/upfiles/files/Catalog-En2013/RXF_En.pdf https://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=showdoc&DocId=Data+Sheet%7F9-1773463-6%7FA%7Fpdf%7FEnglish%7FENG_DS_9-1773463-6_A.pdf%7F1-2176078-0 (gelb für surge)
grün 5 5 *100000 Kamaye KMY safety resistor http://www.kamaya.co.jp/pdf_en/catalog-rc12.pdf , Peter Parts FR*8 http://www.peterparts.com/%5CCatalogPages%5C73%5C3123.pdf , grau FR*8 http://www.hkresistors.com/-products-fusible-metal-film-resistor.html , grau Vitrohm CRP RZI https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_crp_201811.pdf https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_rzi_-_201504.pdf (grün für pulse version)
blau 6 6 *1000000 Vitrohm BWF "failsave" https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_bwf_-_201703.pdf, TT SPH/SPF flameproof http://www.mouser.com/ds/2/414/SPh-3418.pdf , Peter Parts FR*12 http://www.peterparts.com/%5CCatalogPages%5C73%5C3123.pdf , grau FR*12 http://www.hkresistors.com/-products-fusible-metal-film-resistor.html , grau Vitrohm RFS https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_rfs_-_201704.pdf (blau für fail save) TRW wirewound phenolic BWF BW20F https://www.tedss.com/stock/learnMore/specsheet/failsafeWirewoundResistors/BWF-Series-Wirewound-Resistors.pdf , TT wirewound phenolic SP20 SP20F https://www.tedss.com/stock/learnMore/specsheet/failsafeWirewoundResistors/SP-Series-Wirewound-Resistors.pdf TT wirewound phenolic SPH/SPF https://www.tedss.com/stock/learnMore/specsheet/failsafeWirewoundResistors/SPH-Series-Wirewound-Resistors.pdf
violett 7 7 *10000000 Yaego PNP V grün, Vishay NFR25 grau http://www.vishay.com/docs/28737/nfr25.pdf , Peter Parts FR*32 http://www.peterparts.com/%5CCatalogPages%5C73%5C3123.pdf , grau FR*32 http://www.hkresistors.com/-products-fusible-metal-film-resistor.html
grau 8 8 *100000000
weiß 9 9 Token FKN grau FRN rotbraun http://www.token.com.tw/pdf/resistor/fusible-resistor-frn.pdf , Syntron FRN hellgrau http://www.synton.com.tw/upload/product/65/pdf2.pdf = Winsonic http://www.cosonic.in/Catalogs/Winsonic_Fusible_Resistors_Catalog.pdf , Vishay NRF25H grau http://www.vishay.com/docs/28737/nfr25.pdf , SinLoon FR wire wound http://www.yageo.com/documents/recent/Yageo%20LR_FKN_2013.pdf , Peter Parts FR*16 http://www.peterparts.com/%5CCatalogPages%5C73%5C3123.pdf , grau FR*16 http://www.hkresistors.com/-products-fusible-metal-film-resistor.html , Panasonic ERQ https://www.mikrocontroller.net/attachment/416079/AOB0000C27.pdf , white Mayloon wire wound http://www.mayloon.com.hk/upload/Fusing%20Resistor%20-%20KNP.pdf , standard FRxW (grau) und small size FRxWS (rosa) https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/Chian-Chia-Elec-10R-100-5_C209742.pdf , SET RXF 1W http://www.setfuse.com/assets/js/upfiles/files/Catalog-En2013/RXF_En.pdf
gold *0,1 5% SinLoon FR, rosa MQEC FRN/FKN small size, beige Draloric LCA-NE flameproof, pink Mayloon small http://www.mayloon.com.hk/upload/Fusing%20Resistor%20-%20KNP.pdf
silber *0,01 10% gibt es auch zumindest in rosa und grau aber Hersteller unbekannt
ohne 20%
lachsfarben 20%
schwarz 0 0 *1 250ppm oder 200ppm
braun 1 1 1 *10 1% 100ppm
rot 2 2 2 *100 2% 50ppm
orange 3 3 3 *1000 15ppm
gelb 4 4 4 *10000 5% 25ppm
grün 5 5 5 *100000 0,5% 20ppm oder 10ppm
blau 6 6 6 *1000000 0,25% 10ppm oder 5ppm
violett 7 7 7 *10000000 0,1% 5ppm oder 1ppm
grau 8 8 8 *100000000 0,05% 1ppm
weiß 9 9 9
gold *0,1 5%
silber *0,01 10%
ohne 20%
aber hier gibt es auch einen in phenolharzbraun, erkennbar ab 1 Ohm am sechsten Ring:
01=100 13=133 25=178 37=237 49=316 61=422 73=562 85=750
02=102 14=137 26=182 38=243 50=324 62=432 74=576 86=768
03=105 15=140 27=187 39=249 51=332 63=442 75=590 87=787
04=107 16=143 28=191 40=255 52=340 64=453 76=605 88=806
05=110 17=147 29=196 41=261 53=348 65=464 77=619 89=825
06=113 18=150 30=200 42=267 54=357 66=475 78=634 90=845
07=115 19=154 31=205 43=274 55=365 67=487 79=649 91=866
08=118 20=158 32=210 44=280 56=374 68=499 80=665 92=887
09=121 21=162 33=215 45=287 57=383 69=511 81=681 93=909
10=124 22=165 34=221 46=294 58=392 70=523 82=698 94=931
11=127 23=169 35=226 47=301 59=402 71=536 83=715 95=953
12=130 24=174 36=232 48=309 60=412 72=549 84=732 96=976
Der folgende Buchstabe ist ein Multiplikator:
Y=R=0.01 X=S=0.1 A=Z=1 B=H=10 C=100 D=1000 E=10000 F=100000
Die Toleranz ergibt sich aus der E-Reihe aus der der Wert stammt.
F.13.2.2. Farbcodes von NTC/PTC/VDR
schwarz 0 0 *1
braun 1 1 *10
rot 2 2 *100 2%
orange 3 3 *1000
gelb 4 4 *10000
grün 5 5 *100000
blau 6 6 *1000000
violett 7 7
grau 8 8
weiß 9 9
gold 5%
silber 10%
ohne 20%
8 PTCSL03T081D
9 PTCSL03T091D
0 PTCSL03T101D
1 PTCSL03T111D
2 PTCSL03T121D
3 PTCSL03T131D
4 PTCSL03T141D
5 PTCSL03T151D
schwarz blau KTY83-152
schwarz gelb KTY83-110
schwarz grau KTY83-150
schwarz grün KTY83-122
schwarz rot KTY83-120
schwarz schwarz KTY83-151
schwarz weiss KTY83-121
gelb KTY85-110 https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=1105736a0cced0a79bf71a107745ba8f6a6407&type=O&term=SOD-80%2520DIODE%2520pink%2520blue
weiss KTY85-120 https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=1105736a0cced0a79bf71a107745ba8f6a6407&type=O&term=SOD-80%2520DIODE%2520pink%2520blue
grün KTY85-120 https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=1105736a0cced0a79bf71a107745ba8f6a6407&type=O&term=SOD-80%2520DIODE%2520pink%2520blue
schwarz KTY85-150 https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=1105736a0cced0a79bf71a107745ba8f6a6407&type=O&term=SOD-80%2520DIODE%2520pink%2520blue
blau KTY85-150 https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=1105736a0cced0a79bf71a107745ba8f6a6407&type=O&term=SOD-80%2520DIODE%2520pink%2520blue
grün 470V 10% 10mA
blau 560V 10% 10mA
violett 680V 10% 10mA
weiß 910V 10% 10mA
grau 1200V 20% 10mA
rot 1300V 10% 10mA
gelb 300V 20% 1mA
orange 425V 0,5mA
gelb violett 800V 2mA
schwarz blau 950V 2mA
schwarz weiss 250V 0.6mA
Scheibenförmige VDR, Körper beige, 3 Farbstreifen, Kappe zuerst:
7,5mm Durchmesser 0.5 Watt
orange grün rot 270V 20% 1mA
orange gelb schwarz 82V 20% 1mA
12,5mm Durchmesser 0,8 Watt
braun braun blau 8V 100mA
braun braun grau 10V 10% 100mA
braun rot schwarz 12V 100mA
rot braun blau 8V 10mA
rot braun grau 10V 10mA
rot rot schwarz 12V 20% 10mA
rot rot rot 15V 10mA
rot rot gelb 18V 20% 10mA
rot rot blau 22V 10mA
rot rot grau 33V 10mA
rot orange rot 39V 20% 10mA
rot orange gelb 47V 10mA
rot orange blau 56V 10mA
rot orange grau 68V 10mA
orange orange blau 56V 1mA
orange orange grau 68V 20% 1mA
orange gelb rot 100V 10% 1mA
orange gelb gelb 120V 1mA
orange gelb grau 180V 1mA
orange grün schwarz 220V 1mA
orange grün gelb 330V 20% 1mA
Scheibenförmige 17,5mm Durchmesser 1 Watt
orange gelb blau 150V 20% 1mA
schwarz braun blau 530V 0,6 1,25mA
Scheibenförmigelb 25mm Durchmesser 2 Watt
schwarz blau grau
Scheibenförmige 40mm Durchmesser 3 Watt
80/4, 2-3, 24, 22, 2.4, 774, 3.0, 908, 100, 135, 5, 36-54, 100mA, 4
100/4, 2-3, 27, 25, 2.4, 774, 3.0, 908, 100, 180, 5, 28-42, 10mA, 4
120/4, 2-3, 33, 30, 2.5, 804, 3.0, 908, 100, 230, 5, 36-54, 10mA, 4
150/5, 2-3, 38, 35, 2.5, 804, 3.0, 908, 100, 260, 5, 44-66, 10mA, 5
180/5, 2-3, 49, 45, 2.5, 804, 3.0, 908, 100, 310, 5, 55-81, 10mA, 5
220/5, 2-3, 66, 69, 2.5, 804, 3.0, 908, 100, 390, 5, 76-114, 10mA, 5
280/5, 3-4, 82, 75, 3.8, 1161, 4.7 1362, 100, 490, 5, 100-150, 10mA, 5
340/6, 3-4, 104, 95, 3.8, 1161, 4.7 1362, 90, 620, 5, 128-192, 10mA, 6
400/6, 3-4, 115, 105, 3.8, 1161, 4.8 1396, 70, 710, 5, 144-216, 10mA, 6
480/6, 3-4, 132, 120, 3.8, 1161, 4.8 1396, 50, 820, 5, 176-264, 10mA, 6
550/6, 3-5, 154, 140, 3.8, 1161, 4.8 1396, 40, 930, 5, 200-300, 10mA, 6
650/6, 3-5, 178, 160, 3.8, 1161, 4.8 1396, 30, 1050, 5, 240-360, 10mA, 6
800/6, 4-7, 220, 200, 4.3, 1310, 5.3 1636, 20, 1300, 5, 208-312, 1mA, 6
1.0k(1k0)/6, 4-7, 264, 240, 4.3, 1310, 5.3 1536, 12, 1600, 5, 256-384, 1mA, 6
1.2k(1k2)/7, 4-7, 297, 270, 6.5, 1936, 8, 2270, 9, 1800, 5, 320-480, 1mA, 7
1.5k(1k5)/7, 4-7, 396, 360, 6.5, 1936, 4, 2270, 9, 1750, 2, 440-660, 1mA, 7
1.8k(1k8)/7, 4-7, 420, 380, 6.5, 1936, 2.5, 2270, 9, 1900, 2, 480-720, 1mA, 7
F.13.2.3. Farbcodes von Kondensatoren
TaSV TaUC Mica Folie Elko4 Elko3
schwarz 0 0 *1pF 20% 10V 4V 100V 10V 10V
braun 1 1 *10pF 0,1pF/1% 100V 1.5V 6V 200V 100V 1.6V
rot 2 2 *100pF 0,25pF/2% 200V 10V 300V 250V 4V 35V
orange 3 3 *1nF 300V 15V 400V 40V
gelb 4 4 *10nF 400V 6.3V 20V 500V 400V 6.3V 6V
grün 5 5 *100nF 0,5pF/5% 500V 16V 25V 600V 16V 15V
blau 6 6 600V 20V 35V 700V 630V 20V
violett 7 7 700V 50V 800V
grau 8 8 *0,01pF 800V 25V 900V 25V 25V
weiß 9 9 *0,1pF 1pF/10% 900V 3V 1kV 2.5V 3V
gold 0,5pF/5% 1000V 2kV
silber 1pF/10% 2000V
ohne 20% 500V
rosa 35V
schwarz 0
braun -30
rot -80
orange -150
gelb -220
grün -330
blau -470
violett -750
grau +30
weiß +120..-750 (EIA) +500..-300 (JAN)
silber +100
> Könnte mir jemand mal erklären, wie man diese Angaben entschlüsselt?
Value Code EIA Code A Code B Code C Code D
0.5pF 0R5 0.5 p5
1pF 1R0 1 1p0
1.2pF 1R2 1.2 1p2
1.5pF 1R5 1.5 1p5
1.8pF 1R8 1.8 1p8
2.2pF 2R2 2.2 2p2
2.7pF 2R7 2.7 2p7
3.3pF 3R3 3.3 3p3
3.9pF 3R9 3.9 3p9
4.7pF 4R7 4.7 4p7
5.6pF 5R6 5.6 5p6
6.8pF 6R8 6.8 6p8
8.2pF 8R2 8.2 8p2
10pF 100 10 10
12pF 120 12 12
15pF 150 15 15
18pF 180 18 18
22pF 220 22 22
27pF 270 27 27
33pF 330 33 33
39pF 390 39 39
47pF 470 47 47
56pF 560 56 56
68pF 680 68 68
82pF 820 82 82
100pF 101 101 n10
120pF 121 121 n12
150pF 151 151 n15
180pF 181 181 n18
220pF 221 221 n22
270pF 271 271 n27
330pF 331 331 n33
390pF 391 391 n39
470pF 471 471 n47
560pF 561 561 n56
680pF 681 681 n68
820pF 821 821 n82
1nF 102 102 1n .001
1.2nF 122 122 1n2 .0012
1.5nF 152 152 1n5 .0015
1.8nF 182 182 1n8 .0018
2.2nF 222 222 2n2 .0022
2.7nF 272 272 2n7 .0027
3.3nF 332 332 3n3 .0033
3.9nF 392 392 3n9 .0039
4.7nF 472 472 4n7 .0047
5.6nF 562 562 5n6 .0056
6.8nF 682 682 6n8 .0068
8.2nF 822 822 8n2 .0082
10nF 103 103 10n .01 u01
12nF 123 123 12n .012 u012
15nF 153 153 15n .015 u015
18nF 183 183 18n .018 u018
22nF 223 223 22n .022 u022
27nF 273 273 27n .027 u027
33nF 333 333 33n .033 u033
39nF 393 393 39n .039 u039
47nF 473 473 47n .047 u047
56nF 563 563 56n .056 u056
68nF 683 683 68n .068 u068
82nF 823 823 82n .082 u082
100nF 104 104 100n .1 u1
120nF 124 124 120n .12 u12
150nF 154 154 150n .15 u15
180nF 184 184 180n .18 u18
220nF 224 224 220n .22 u22
270nF 274 274 270n .27 u27
330nF 334 334 330n .33 u33
390nF 394 394 390n .39 u39
470nF 474 474 470n .47 u47
560nF 564 564 560n .56 u56
680nF 684 684 680n .68 u68
820nF 824 824 820n .82 u82
1uF 105 105 1 1 1u
2.2uF 225 225 2.2 2.2 2u2
4.7uF 475 475 4.7 4.7 4u7
6.8uF 685 685 6.8 6.8 6u8
EIA-Codes für Toleranz
Code Toleranz
Z +80%, -20%
M +-20%
K +-10%
J +-5%
G +-2%
F +-1%
D +-0.5%
C +-0.25%
B +-0.1%
EIA-Codes für Spannung
Code Spannung
0E, e 2.5V
0G, G 4V
0L 5.5V
0J, J 6.3V
1A, A 10V
1C, C 16V
1D, D 20V
1E, E 25V
1V, V 35V
1G 40V
1H, H 50V
1J 63V
1M 70V
1U 75V
1K 80V
2A 100V
2Q 110V
2B 125V
2C 160V
2Z 180V
2D 200V
2P 220V
2E 250V
2F 315V
2V 350V
2G 400V
2W 450V
2J 630V
2K 800V
3A 1000V
Kondensatoren im Nanofaradbereich haben ein n an Stelle des Dezimalpunktes,
2n7 sind also 2.7nF wenn sie nicht mit 2700p oder 272 beschriftet sind.
Es gab aber wohl mal Keramikkondensatoren, bei denen statt dem n für nF ein K
für kilo-pF stand (3K3H=3.3nF, 1K2=1.2nF) und K nicht als 10% Kennzeichnung
verstanden werden sollte.
0G=4.0VDC, 0L=5.5VDC, 0J=6.3VDC, 1A=10VDC, 1C=16VDC, 1E=25VDC, 1H=50VDC,
1J=63VDC, 1K=80VDC, 2A=100VDC, 2Q=110VDC, 2Q=2B=125VDC, 2C=160VDC, 2Z=180VDC,
2D=200VDC, 2P=220VDC, 2=2E=250VDC, 2F=315VDC, 2V=350VDC, 2V=2G=400VDC,
2W=450VDC, 2H=500VDC, 2J=630VDC, 3A=1000VDC, 3B=1200VDC, 3C=1500VDC,
3D=2000VDC, 3E=2500VDC, 3F=3000VDC, 3G=4000VDC, 3H=5000VDC, 3I=6000VDC,
3J=8000VDC, 4A=10000VDC, 4B=12500VDC, 4C=15000VDC, 4D=20000VDC,
Mindesttemperatur Z=+10 Y=-30 X=-55 GradC
Maximaltemperatur 2=+45 4=+65 5=+85 6=+105 7=+125 8=+150 9=+200 GradC
Abweichung A=1% B=1.5% C=2.2% D=3.3% E=4.7% F=7.5% P=10% R=15% S=22% T=+22/-33% U=+22/-56% V=+22/-82%
Z5U heisst also bis zu -56% Abweichung zwischen +10 und +85 GradC und
X7R sind 15% Abweichung zwischen -55 und +125 GradC, deutlich besser.
ppm/GradC: C=0 B=0.3 L=0.8 A=0.9 M=1 P=1.5 R=2.2 S=3.3 T=4.7 V=5.6 U=7.5
Multiplikator: o=-1 1=-10 w=-100 3=-1000 4=1 6=10 7=100 8=1000
Toleranz (-25..+85 GradC): G=+/-30, H=+/-60, J=+/-120, K=+/-250, L=+/-500, M=+/-1000, N=+/-2500
M7G=P100 C0G (bis 125 GradC) =NP0 (bis 150 GradC), B2G=N030, U1G=N075, P2G=N150, R2G=N220, S2H=N330, T2H=N470, U2J=N750, P3K=N1500, R3L=N2200
blau 25V~
gelb 63V
rot 160V
grün 250V
braun 400V
schwarz 630V
orange 1000V
> einen Buchstaben
Klasse TK DIN41341 DIN/IEC41920
A P100 rot hellrot-violett (-55 to +125 GradC M7G)
P033 orange dunkelgrau
C NP0 orange schwarz (-55 to +125 GradC C0G) F=10pF G=12pF H=15pF S=20pF K=22pF L=27pF ohne=33pF
H N033 orange braun
L N075 hellgrün hellrot
N110 hellgrün hellgrün
P N150 hellgrün orange (-55 to +85 GradC P2G) J=180pF K=220pF L=270pF M=330pF N=390oF A=470pF Q=560pF R=680pF
R N220 dunkelgrün gelb
S N330 dunkelgrün dunkelgrün
T N470 gelb hellblau
U N750 blau violett (-55 to +85 GradC U2J) P=47pF Q=56pF S=82pF ohne=100pF 150pF
N1500 violett dunkelblau
V N1500 orange/orange (-55 to +125 GradC P3K) F=1nF ohne=1,5nF
K N2200 gelb/orange
L N3300 grün/orange
M N5600 blau/orange
Klasse 2 (Z5U, Körper beige):
2B4 rot: K700
2B4 rot/gelb: R1400
2C4 gelb: K2000 ab 680pF
2C4 gelb/grün: R3000
2E4 blau: R4000
blau: K5000 ab 6.8nF
2E4 blau: R6000
grün: K10000 ab 22nF
und N12 heisst 120pF und 2P2 heisst 2.2pF und 47µµF sind 47pF
A=1.0, B=1.1, C=1.2, D=1.3, E=1.5, F=1.6, G=1.8, H=2.0, J=2.2, K=2.4, a=2.5,
L=2.7, M=3.0, N=3.3, b=3.5, P=3.6, Q=3.9, d=4.0, R=4.3, S=4.7, f=5.0, T=5.1,
U=5.6, m=6.0, V=6.2, W=6.8, n=7.0, X=7.4, t=8.0, Y=8.2, y=9.0, Z=9.1
und die Ziffer gibt den Exponenten an. S4 ist also 47nF, eine 9 bezeichnet den
Exponenten -1 (also pF-Angabe mal 0.1). Ein vorangestellter weiterer Buchstabe
kennzeichnet den Hersteller. http://www.farnell.com/datasheets/1929483.pdf
> der hat wohl 470uF/22uF/47uF, aber welche Spannungsfestigkeit ?
F.13.2.4. Farbcodes von Spulen
F.13.2.5. Farbcodes von Sicherungen
Table 1. Fuse Element Speed Markings
FF Very Fast Acting (Flink Flink)
F Fast Acting (Flink)
M Medium Acting (Mitteltrage)
T Slow Acting (Trage)
TT Very Slow Acting (Trage Trage)
Table 2. Fuse Breaking Capacity Markings
H High Breaking Capacity
L Low Breaking Capacity
sondern mit 4 Farbringen nach IEC60127-1 bedruckt
schwarz 0 0 *1 FF superflink
braun 1 1 *10
rot 2 2 *100 F flink
orange 3 3 *1000
gelb 4 4 M mittelträge
grün 5 5
blau 6 6 T träge
violett 7 7
grau 8 8 TT superträge
weiß 9 9
5x20 Keramik-Sicherungen Littlefuse 215 können ebenso wie Schurter MSA mit
Farbcodierungen geliefert werden.
grau 80mA
rot 100mA
violett 125mA
orange 160mA
blau 200mA
gelb 250mA
schwarz 315mA
braun 400mA
weiss 500mA
grün 630mA
Keramikkörper
grau 800mA, 8A
rot 1A, 10A
violett 1.25A, 16A
orange 1.6A
blau 2A
gelb 2.5A
schwarz 3.15A
braun 4A
weiss 5A
grün 6.3A
rot 50mA
grün 80mA
blau 100mA
violett 160mA
braun 200mA
schwarz 250mA
0.81Dx1.6 Cooper Bussmann 1608FF Chip fuses https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=839dd552bb471c105ec9d85c8d061ef0b46574&type=P&term=fuses%2520color%2520coding
grün 250mA
grün weiss 375mA
blau 500mA
blau weiss 750mA
braun 1A
braun weiss 1.5A
schwarz 2A
schwarz weiss 2.5A
violett 3A
violett weiss 3.5A
gelb 4A
3 x 8 mm Keramikrohr mit Kappen und 1 zentrischen Farbring: Littlefuse 0242
gold 40mA
rot 50mA
grün 80mA
blau 100mA
orange 125mA
violett 160mA
braun 200mA
schwarz 250mA
lila vielleicht 3.15A träge
braun vielleicht 5A flink
rot vielleicht 8A träge oder auch 5A träge
orange orange vielleicht 1.6A träge
lila lila vielleicht 3.15A träge
1 Punkt:
lachsfarben: 50mA
schwarz 60mA
grau 100mA
rot 150mA
braun 250mA
gelb 500mA
grün 750mA
blau 1A
hellblau 1.5A
lila 2A
weiss 3A
orange 7A
2 Punkte:
schwarz weiss 5A
orange schwarz 10A
orange grau 12A
orange grün 15A
orange lila 20A
orange weiss 25A
2 Ringe
Erster Ring
schmal rot 1A
schmal lila 1.25A
schmal orange 1.6A
schmal blau 2A
schmal gelb 2.5A
schmal schwarz 3.15A
schmal braun 4A
schmal weiss 5A
schmal grün 6.3A
breit ROT 10A
breit LILA 12.5A
breit ORANGE 16A
breit BLAU 20A
breit GELB 25A
Zweiter Ring breit und näher am Ende
GELB superflink
ROT flink
BLAU mittelträge
GRÜN träge
SCHWARZ superträge
3 Ringe
Erste beide Ringe schmal
rot rot 100mA
lila lila 125mA
orange orange 160mA
blau blau 200mA
gelb gelb 250mA
schwarz schwarz 315mA
braun braun 400mA
weiss weiss 500mA
grün grün 630mA
grau grau 800mA
Dritter Ring breit abgesetzt und näher am Ende
GELB superflink
ROT flink
BLAU mittelträge
GRÜN träge
SCHWARZ superträge
4 Ringe https://de.wikipedia.org/wiki/Schmelzsicherung#/media/Datei:Color_Coded_Fuse_2.jpg
Drei schmale Ringe
schwarz schwarz schwarz 32mA
braun braun braun 40mA
weiss weiss weiss 50mA
grün grün grün 63mA
grau grau grau 80mA
braun schwarz braun 100mA
braun blau braun 160mA
rot schwarz braun 200mA
rot grün braun 250mA
orange braun braun 315mA
gelb schwarz braun 400mA
grün schwarz braun 500mA
blau orange braun 630mA
grau schwarz braun 800mA
braun schwarz rot 1A
braun rot rot 1.25A
braun blau rot 1.6A
rot schwarz rot 2A
rot grün rot 2.5mA
gelb schwarz rot 4A
blau orange rot 6.3A
Vierter Ring breit abgesetzt und näher am Ende
GELB superflink
ROT flink
BLAU mittelträge
GRÜN träge
SCHWARZ superträge
Littelfuse Pico II Serie 255/256 https://www.littelfuse.com/~/media/files/littelfuse/technical-resources/documents/reference-documents/255catalog.pdf
blau rot schwarz ROT 62mA
braun rot braun ROT 125mA
rot grün braun rot 250mA
orange violett braun rot 375mA
grün schwarz braun rot 500mA
violett grün braun ROT 750mA
braun schwarz rot ROT 1A
braun grün rot ROT 1.5A
rot schwarz rot ROT 2.0A
rot grün rot ROT 2.5A
orange schwarz rot ROT 3A
orange grün rot ROT 3.5A
gelb schwarz rot ROT 4A
grün schwarz rot ROT 5A
violett schwarz rot ROT 7A
braun schwarz orange ROT 10A
braun rot orange ROT 12A
braun grün orange ROT 15A
EATON C310FH https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/electronic-components/resources/data-sheet/eaton-c310fh-fast-acting-axial-lead-ceramic-tube-fuses-data-sheet.pdf
braun rot rot 1A
braun blau rot 1.5A
rot schwarz rot 2.0A
EATON ABC/AGC/MDA/MDL/GBB https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/electronic-components/resources/product-aid/eaton-fuse-color-banding-product-aid.pdf
(schwarz hellblau braun gold grau dunkelgrün hellgrün orange pink purpur rot silber ocker violett weiss gelb)
(schwarz hellblau braun gold grau dunkelgrün hellgrün orange pink purpur rot silber ocker violett weiss gelb) (schwarz hellblau braun gold grau dunkelgrün hellgrün orange pink purpur rot silber ocker violett weiss gelb)
orange pink angeblich 1A https://www.tedss.com/2026001579
Bussmann Cooper Subminiature Circuit Protector gibt es im DO35 Diodengehäuse
mit 1 oder 2 gleichfarbigen Farbringen:
DO35 grün 250mA
DO35 grün grün 375mA
DO35 ohne 400mA
DO35 blau 500mA
DO35 orange orange 500mA
DO35 braun 1A
DO35 braun braun 1.5A
DO35 schwarz 2A
DO35 schwarz schwarz 2.5A
DO35 gelb 3A
DO35 gelb gelb 3.5A
https://datasheetspdf.com/pdf-file/528488/CooperElectronicTechnologies/DO-35/1
B 0.125
C 0.200
D 0.250
E 0.375
F 0.50
.6 0.60
G .75
.8 .80
H 1.0
J 1.25
K 1.5
X 1.6
L 1.75
N 2.0
2 2.0
O 2.5
Y 2.5
P 3.0
3 3.15
R 3.5
S 4.0
4 4.0
T 5.0
5 5.0
6 6.3
flink
FB 0.125
FC 0.200
FD 0.250
FE 0.375
FF 0.500
FG 0.75
FH 1.00
FU 7.0
7 7.0
träge
TF 0.5
TH 1.0
TK 1.5
TN 2.0
TP 3.0
oder auch https://www.mikrocontroller.net/attachment/559574/TECHFUSE.pdf
Z 50mA
N 0.1-0.12A
A 0.2-0.25A
B 0.25A
F 0.5A
G 0.75A
H 1-1.1A
I 1.5A
K 2.0A
oder auch https://www.fuzetec.com/upload/download/App%20Low%20Rho%20FSMD0805%20Series%20%5bVer.A9%5d.pdf
F 0.75A FSMD075-0805RZ
H 1.1A FSMD110-0805RZ
I 1.25A FSMD125-0805RZ
J 1.5A FSMD150-0805RZ
K 1.75A FSMD175-0805RZ
M 2A FSMD200-0805RZ
S 3A FSMD300-0805RZ
V 3.5A FSMD350-0805RZ
Schurter nutzt neben diesen
http://www.schurter.de/var/schurter/storage/ilcatalogue/files/document/datasheet/de/pdf/typ_USF_1206.pdf
auch Kleinbuchstaben efghikmnprst
http://www.schurter.de/var/schurter/storage/ilcatalogue/files/document/datasheet/de/pdf/typ_USI_1206.pdf
und mm, nn, oo, pp, qq, rr, ss
http://www.schurter.de/var/schurter/storage/ilcatalogue/files/document/datasheet/de/pdf/typ_UST_1206.pdf
schwarz 1A
grau 2A
violett 3A
pink 4A
hellbraun 5A
braun 7.5A
rot 10A
blau 15A
gelb 20A
durchsichtig 25A
grün 30A
blaugrün 35A
orange 40A
grau 2A
violett 3A
pink 4A
hellbraun 5A
braun 7.5A
rot 10A
blau 15A
gelb 20A
durchsichtig 25A
grün 30A
blaugrün 35A
orange 40A
MAXI Blade fuse
gelb 20A
grau 25A
grün 30A
braun 35A
orange 40A
rot 50A
blau 60A
hellbraun 70A
durchsichtig 80A
JCASE natürlich mal wieder anders
blau 20A
weiss 25A
pink 30A
grün 40A
rot 50A
gelb 60A
AutoLink PAL macht sein eigenes Ding
hellblau 20A
pink 30A
grün 40A
rot 50A
gelb 60A
schwarz 80A
blau 100A
grau 120A
AutoLink PAL Locking female
braun 25A
grün 30A
F.13.2.6. Farbcodes von Dioden
Ziffer Suffixbuchstabe
schwarz 0
braun 1 A
rot 2 B
orange 3 C
gelb 4 D
grün 5 E
blau 6 F
violett 7 G
grau 8 H
weiß 9 J
breit breit schmal schmal
schwarz X 0 0
braun AA 1 1
rot BA 2 2
orange S 3 3
gelb T 4 4
grün V 5 5
blau W 6 6
violett 7 7
grau Y 8 8
weiss Z 9 9
Körperfarbe breit schmal schmal
schwarz BAX 0 0 0
braun 1 1 1
rot 2 2 2
orange BAS 3 3 3
gelb BAT 4 4 4
grün BAV 5 5 5
blau BAW 6 6 6
violett 7 7 7
grau BAY 8 8 8
weiss BAZ 9 9 9
Einige Beispiele, die meisten halten sich weder an JEDEC noch Pro Elektron,
bekanntermassen breite Ringe sind GROSS geschrieben (meist ist der erste Ring
aber auch breiter), Ziffern oder H sind zusätzlicher Klartext, Fragezeichen
stehen für Chargennummern. Panasonic setzt noch gerne Farbkleckse auf die
Anschlussdrähte zur Toleranzkennzeichnnung.
DO34=SOD63=MHD=1.6Dx3 HZS Hitachi https://www.datasheets360.com/pdf/7808057172650781156
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau MA2C029 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/356.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau blau MA2C0290B1 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/356.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau gelb MA2C0290B2 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/356.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau grau grau Körper: lindgrün MAZ4068 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau grau grau Körper: flieder MAZ4068N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau grün MA2C188 Panasonic https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/356.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau Körper: schwarz MA2C029TB Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13922/PANASONIC/MA2C029Q.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau rot rot Körper: lindgrün MAZ4062 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 blau rot rot Körper: flieder MAZ4062N Panasonic Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun 1SS134 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/162.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun MA2C029WB Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13922/PANASONIC/MA2C029Q.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun blau Körper: lindgrün MAZ4160 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun blau Körper: flieder MAZ4160N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun braun Körper: lindgrün MAZ4110 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun braun Körper: flieder MAZ4110N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun gelb Körper: lindgrün MAZ4140 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun grau Körper: lindgrün MAZ4180 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun grau Körper: flieder MAZ4180N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun grün Körper: lindgrün MAZ4150 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun grün Körper: flieder MAZ4150N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun Körper: schwarz MA2C029QB Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13922/PANASONIC/MA2C029Q.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun orange Körper: lindgrün MAZ4130 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun orange Körper: flieder MAZ4130N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun rot Körper: lindgrün MAZ4120 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun rot Körper: flieder MAZ4120N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun schwarz Körper: lindgrün MAZ4100 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 braun schwarz Körper: flieder MAZ4100N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb 1SS133 Rohm http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/rohm/1ss133.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb MA2C856 Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13924/PANASONIC/MA2C856.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb gelb MA2C858 Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13925/PANASONIC/MA2C858.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb Körper: schwarz BA484, BB809 http://www.dl7avf.info/charts/farbcode/farbc4.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb Körper: schwarz MA2C029TA Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13922/PANASONIC/MA2C029Q.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb orange orange Körper: lindgrün MAZ4043 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb violett violett Körper: lindgrün MAZ4047 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 gelb violett violett Körper: flieder MAZ4047N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grau rot rot Körper: lindgrün MAZ4082 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grau rot rot Körper: flieder MAZ4082N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün 1SS132 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/355.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün 1SS176 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/355.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün MA2C029QA https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/355.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün MA2C166 Panasonic https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/355.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün MA2C774 Panasonic https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/355.html
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MiniMELF=LL34=SOD80=1.5Dx3.5SMD weiss braun braun RD9.1LB1 NEC/Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/scans/Scans-063/DSA2IH00127159.pdf
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MiniMELF=LL34=SOD80=1.5Dx3.5SMD weiss grün BB215 http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BB215.pdf
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DO213AA=GL34=1.6Dx3.5SMD grün violett EAL1M Diotec https://diotec.com/tl_files/diotec/files/pdf/datasheets/eal1a.pdf
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DO213AA=GL34=1.6Dx3.5SMD rot violett RGL1M Diotec https://www.distrelec.at/Web/Downloads/_d/_e/xrSerie_GRL-1A_RGL-1_d_e.pdf
DO213AA=GL34=1.6Dx3.5SMD weiss blau GL1K Diotec https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000162049DS01/datasheet-162049-diotec-si-rectifier-gl1j-do-213aa-600-v-1-a-tape-cut.pdf
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DO213AA=GL34=1.6Dx3.5SMD weiss gelb GL1G Diotec https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000162049DS01/datasheet-162049-diotec-si-rectifier-gl1j-do-213aa-600-v-1-a-tape-cut.pdf
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DO213AA=GL34=1.6Dx3.5SMD weiss grau GL1A Diotec https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000162049DS01/datasheet-162049-diotec-si-rectifier-gl1j-do-213aa-600-v-1-a-tape-cut.pdf
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DO35 mit 1 oder 2 gleichen Farbringen ist auch das Gehäuse von Sicherungen, siehe weiter oben
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 T 1SS104 Toshiba https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/87340/TOSHIBA/1SS104.html
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 BLAU 1S1588 https://www.ebay.ca/itm/10-Pack-1S1588-Original-Toshiba-Silicon-Diode-NOS-RARE-KOT-Tubescreamer-Mods/392426354241
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 blau MA2B0270B https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/356.html
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 blau (mittig) N413 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/356.html
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 BLAU braun BAY61 https://www.web-bcs.com/diode/dc/ma/MA171_sim.html
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DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 blau schwarz MA2B027TB https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/356.html
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DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 BRAUN weiss Körper: hellgrün BAV19 https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8883f13bd757edcdd3aa80dddf3ddf75be5f74&type=O&term=J%2520BAV20
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 gelb 1S2473 http://www.sonixtech.com/wp-content/uploads/2017/04/1S2473-Rohm.pdf
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 gelb (mittig) N413 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/337.html
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DO35=DO204AH=SOD27=SC40=1.8Dx3.8 gelb schwarz schwarz weiss 1N4009 http://www.dl7avf.info/charts/farbcode/farbc4.html
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M1A=2Dx3 1H?G EIC http://www.eicsemi.com/DataSheet/EIC%20Cataloge%202013%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%9B%AE%E5%BD%95.pdf
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M1A=2Dx3 LMS1? EIC http://www.eicsemi.com/DataSheet/EIC%20Cataloge%202013%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%9B%AE%E5%BD%95.pdf
M1A=2Dx3 MZ4728-MZ4764, MZ1110-MZ1200 EIC http://www.eicsemi.com/DataSheet/MZ47xx.pdf http://www.eicsemi.com/DataSheet/EIC%20Cataloge%202013%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%9B%AE%E5%BD%95.pdf
M1A=2Dx3 MZ55C??? EIC http://www.eicsemi.com/DataSheet/EIC%20Cataloge%202013%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%9B%AE%E5%BD%95.pdf
M1A=2Dx3 MZ5913A-MZ5956A EIC http://www.eicsemi.com/DataSheet/EIC%20Cataloge%202013%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%9B%AE%E5%BD%95.pdf
M1A=2Dx3 MZ85C??? EIC http://www.eicsemi.com/DataSheet/EIC%20Cataloge%202013%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%9B%AE%E5%BD%95.pdf
M1A=2Dx3 SHV01JN EIC http://www.eicsemi.com/DataSheet/SHV_01JN.pdf
M1A=2Dx3 rot SHV03 Sanken https://pdf1.alldatasheetde.com/datasheet-pdf/view/38252/SANKEN/SHV-02.html
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MHD=2Dx2.4 blau HSS104 https://www.digchip.com/datasheets/parts/datasheet/192/HSS104-E-pdf.php
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SOD17=2.1Dx3.4 BRAUN gelb BAX14 Valvo https://www.web-bcs.com/diode/dc/ba/BAX14.php
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DO41SS=R-1=2.5Dx3 silber J? S5688J Toshiba http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/toshiba/3547.pdf
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DO41SS=R-1=2.5Dx3 silber JU ?? 1JU42 Toshiba https://www.web-bcs.com/diode/dc/1j/1JU42.php?lan=en
DO41SS=R-1=2.5Dx3 silber M? S5688M Toshiba http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/toshiba/3547.pdf
DO41SS=R-1=2.5Dx3 silber NH6 ?? 05NH46 Toshiba https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=e75ab402b57fa365265a111e6139246b6f1ac7&type=P&term=3-3F2A
DO41SS=R-1=2.5Dx3 silber NU ?? 05NU42 Toshiba https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=1752cc0201e4b6b2db0fe379ce67c2da346f9d&type=O&term=3-3F2A
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DO41SS=R-1=2.5Dx3 silber ZC ??? ?? 1ZC??? Toshiba http://download.siliconexpert.com/pdfs/2012/2/12/6/46/32/768/tos_/manual/1zc27_en_wm_20110105.pdf
DO41SS=R-1=2.5Dx3 silber ZC ???A ?? 1ZC???A Toshiba https://datasheetspdf.com/pdf/1268519/Toshiba/1ZC22A/1
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DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss 3 ? 10EQMA03 Nihon https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb
DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss 4 ? 10EQMA04 Nihon https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb
DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss 6 ? 10EQMA06 Nihon https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb
DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss D 1 ? 10EDA10 Kyocera https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb
DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss D 2 ? 10EDA20 Kyocera https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb
DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss D 4 ? 10EDA40 Kyocera https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb
DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss D 6 ? 10EDA60 Kyocera https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb
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DO41SS=R-1=2.5Dx3 weiss R 6 ? 10ERA60 Nihon https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b2b6dc4bc386749615b74d84d44b464c930fe6&type=P&term=10edb https://pdf1.alldatasheet.es/datasheet-pdf/view/88531/NIEC/10ERA60.html
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DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD blau TCZM47?? http://www.nscn.com.cn/pdf/LL-41.pdf
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DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD gelb 1E1 DSM1E1 Hitachi https://www.datasheets.com/en/datasheet/dsm1e1-hitachi-18534140
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD grün braun EGL41F=BYM12-300 Vishay https://www.vishay.com/docs/88581/egl41.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD grün gelb EGL41G=BYM12-400 Vishay https://www.vishay.com/docs/88581/egl41.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD grün grau EGL41A=BYM12-50 Vishay https://www.vishay.com/docs/88581/egl41.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD grün orange EGL41D=BYM12-200 Vishay https://www.vishay.com/docs/88581/egl41.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD grün rot EGL41B=BYM12-100 Vishay https://www.vishay.com/docs/88581/egl41.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD grün violett EGL41C=BYM12-150 Vishay https://www.vishay.com/docs/88581/egl41.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD orange gelb SGL41-50=BYM13-50 Vishay https://www.vishay.com/docs/88548/bym13.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD orange grau SGL41-20=BYM13-20 Vishay https://www.vishay.com/docs/88548/bym13.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD orange grün SGL41-60=BYM13-60 Vishay https://www.vishay.com/docs/88548/bym13.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD orange orange SGL41-40=BYM13-40 Vishay https://www.vishay.com/docs/88548/bym13.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD orange rot SGL41-30=BYM13-30 Vishay https://www.vishay.com/docs/88548/bym13.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot GLL47 Series Z-Diode Vishay http://matthieu.benoit.free.fr/cross/competitive/general_semi/marking.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot ZGL41 series Vishay https://www.vishay.com/docs/88409/zgl41.pdf
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DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot blau RGL41K=BYM11-800 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym11-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot braun RGL41Y Vishay https://www.vishay.com/docs/88547/bym1150.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot gelb RGL41G=BYM11-400 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym11-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot grau RGL41A=BYM11-50 Vishay https://www.vishay.com/docs/88547/bym1150.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot grün RGL41J=BYM11-600 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym11-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot orange RGL41D=BYM11-200 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym11-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot rot RGL41B=BYM11-100 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym11-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot violett RGL41M=BYM11-1000 Vishay https://www.vishay.com/docs/88547/bym1150.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD rot weiss RGL41T Vishay https://www.vishay.com/docs/88547/bym1150.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD silber SM400x LM400x
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss DHM30A20 Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/PDE-DHM30A20-3.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss (gepunktet) DHM30A30 Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/PDE-DHM30A30-4.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss (gestrichelt) DHM30A10 Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/PDE-DHM30A10-3.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss 1E2 DSM1E2 Hitachi https://www.datasheets.com/en/datasheet/dsm1e1-hitachi-18534140
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss blau 1N6483 Vishay https://www.vishay.com/docs/88527/1n6478.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss blau GL41K=BYM10-800 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss braun GL41Y Vishay https://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss gelb 1N6481 Vishay https://www.vishay.com/docs/88527/1n6478.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss gelb GL41G=BYM10-400 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss grau 1N6478 Vishay https://www.vishay.com/docs/88527/1n6478.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss grau GL41A=BYM10-50 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss grün 1N6482 Vishay https://www.vishay.com/docs/88527/1n6478.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss grün GL41J=BYM10-600 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss orange 1N6480 Vishay https://www.vishay.com/docs/88527/1n6478.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss orange GL41D=BYM10-200 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss rot 1N6479 Vishay https://www.vishay.com/docs/88527/1n6478.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss rot GL41B=BYM10-100 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss violett 1N6484 Vishay https://www.vishay.com/docs/88527/1n6478.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss violett GL41M=BYM10-1000 Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD weiss weiss GL41T Vishay http://www.vishay.com/docs/88546/bym10-xxx.pdf
DO213AB=MELF=2.5Dx5SMD Z ??? SMZ??? Diotec https://diotec.com/tl_files/diotec/files/pdf/datasheets/smz1.pdf
SOD118=2.5Dx6.5 blau BYX134GPS Philips https://html.alldatasheet.com/html-pdf/17555/PHILIPS/BYX134GPS/501/2/BYX134GPS.html
SOD118=2.5Dx6.5 braun BYX133GPS Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX133GPS_1.pdf
SOD118=2.5Dx6.5 grün BYX135GPS Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX135GPS_1.pdf
2.5Dx6.5 grün DD300..600 Diotec https://www.tme.eu/Document/0f0422e86004f02bba5611206a1d875e/dd300.pdf
SOD118=2.5Dx6.5 rot BYX132GPS Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX132GPS_1.pdf
SOD119=2.5Dx8.3 blau BYX134GL Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX134GL_2.pdf
SOD119=2.5Dx8.3 grün BYX135GL Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX135GL_1.pdf
SOD119=2.5Dx8.3 rot BYX132GL Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX132GL_2.pdf
SOD125=2.5Dx6.5 blau BYX134GPL Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX134GPL_2.pdf
SOD125=2.5Dx6.5 braun BYX133GPL Philips https://html.alldatasheet.com/html-pdf/17551/PHILIPS/BYX133GPL/501/2/BYX133GPL.html
SOD125=2.5Dx6.5 grün BYX135GPL Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX135GPL_2.pdf
SOD125=2.5Dx6.5 rot BYX132GPL Philips http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BYX132GPL_2.pdf
DO41 das übliche 2.65Dx5 Plastik-Gehäuse der 1N4001, meist im Klartext oder zumindest einer Abkürzung beschriftet
DO41=2.65Dx5 blau B12 ERB12-04 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61217/FUJI/ERB12.html
DO41=2.65Dx5 blau blau B0613 ?? ERB06-13 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61216/FUJI/ERB06.html
DO41=2.65Dx5 blau blau B0615 ?? ERB06-15 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61216/FUJI/ERB06.html
DO41=2.65Dx5 blau blau VR62B https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/VR-62B1.pdf
DO41=2.65Dx5 BLAU grau grau MAZ2068 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BLAU rot rot MAZ2062 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BRAUN blau MAZ2160 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BRAUN braun MAZ2110 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BRAUN grau MAZ2180 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BRAUN grün MAZ2150 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BRAUN orange MAZ2130 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BRAUN rot MAZ2120 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 BRAUN schwarz MAZ2100 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 gelb FR 1N ?? TFR1N https://pdf1.alldatasheetde.com/datasheet-pdf/view/32361/TOSHIBA/TFR1N.html
DO41=2.65Dx5 gelb FR 1T ?? TFR1T https://pdf1.alldatasheetde.com/datasheet-pdf/view/32361/TOSHIBA/TFR1N.html
DO41=2.65Dx5 gelb FR 2N ?? TFR2N https://pdf1.alldatasheetde.com/datasheet-pdf/view/32362/TOSHIBA/TFR2N.html
DO41=2.65Dx5 gelb FR 2T ?? TFR2T https://pdf1.alldatasheetde.com/datasheet-pdf/view/32362/TOSHIBA/TFR2N.html
DO41=2.65Dx5 gelb FR 3N ?? TFR3N https://pdf1.alldatasheetde.com/datasheet-pdf/view/32363/TOSHIBA/TFR3N.html
DO41=2.65Dx5 gelb FR 3T ?? TFR3T https://pdf1.alldatasheetde.com/datasheet-pdf/view/32363/TOSHIBA/TFR3N.html
DO41=2.65Dx5 GELB orange MAZ2430 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 GELB violett MAZ2470 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 GRAU rot rot MAZ2082 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 grün B12 ERB12-06 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61217/FUJI/ERB12.html
DO41=2.65Dx5 grün B4302 ERB43-02 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61222/FUJI/ERB43.html
DO41=2.65Dx5 grün B4304 ERB43-04 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61222/FUJI/ERB43.html
DO41=2.65Dx5 grün B4306 ERB43-06 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61222/FUJI/ERB43.html
DO41=2.65Dx5 grün B4308 ERB43-08 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61222/FUJI/ERB43.html
DO41=2.65Dx5 grün B4402 ERB44-02 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61223/FUJI/ERB44.html
DO41=2.65Dx5 grün B4404 ERB44-04 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61223/FUJI/ERB44.html
DO41=2.65Dx5 grün B4406 ERB44-06 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61223/FUJI/ERB44.html
DO41=2.65Dx5 grün B4408 ERB44-08 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61223/FUJI/ERB44.html
DO41=2.65Dx5 grün B4410 ERB44-10 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61223/FUJI/ERB44.html
DO41=2.65Dx5 GRÜN blau blau MAZ2056 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 GRÜN blau MAZ2560 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 GRÜN braun MAZ2510 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 GRÜN braun braun MAZ2051 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 grün grün B3708 ERB37-08 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61220/FUJI/ERB37.html
DO41=2.65Dx5 grün grün B3710 ERB37-10 Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61220/FUJI/ERB37.html
DO41=2.65Dx5 orange B12 ERB12-02Fuji https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61217/FUJI/ERB12.html
DO41=2.65Dx5 ORANGE blau MAZ2360 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 ORANGE orange MAZ2330 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
DO41=2.65Dx5 orange orange VR60B https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/VR-60B1.pdf
DO41=2.65Dx5 orange rot orange VR61B https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/VR-61B1.pdf
DO41=2.65Dx5 ORANGE schwarz MAZ2300 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
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DO41=2.65Dx5 ROT gelb MAZ2240 Panasonic https://datasheetspdf.com/mobile/402099/Panasonic/MA2560/1
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DO15=DO204AC=SC39=3-3B1A=3.4Dx6 zwei Kathodenringe VR60 Rectron https://www.rectron.com/public/product_datasheets/vr60.pdf
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SOD64=4.3Dx4.2 violett grün BYW75 Telefunken https://www.web-bcs.com/pdf/Tf/BY/BYW74.pdf
SOD64=4.3Dx4.2 violett orange BYW73 Telefunken https://www.web-bcs.com/pdf/Tf/BY/BYW74.pdf
SOD64=4.3Dx4.2 violett rot BYW72 Telefunken https://www.web-bcs.com/pdf/Tf/BY/BYW74.pdf
SOD64=4.3Dx4.2 GELB gelb U05B Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/pde-u05-2.pdf
SOD64=4.3Dx4.2 SCHWARZ schwarz U05C Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/pde-u05-2.pdf
SOD64=4.3Dx4.2 BLAU blau U05E Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/pde-u05-2.pdf
SOD64=4.3Dx4.2 ROT rot U05G Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/pde-u05-2.pdf
SOD64=4.3Dx4.2 GRÜN grün U05J Hitachi https://www.hitachi-power-semiconductor-device.co.jp/en/products/diode/pdf/pde-u05-2.pdf
4.4Dx7 rot S2V ?? S2V20 https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/978404/SHINDENGEN/S2V60_17.html
4.4Dx7 schwarz 2 V 8 S2V80 https://html.alldatasheetde.com/html-pdf/602438/SHINDENGEN/S2V80/598/1/S2V80.html
4.4Dx7 blau S2V ?? S2V60 https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/978404/SHINDENGEN/S2V60_17.html
AX10=4.4Dx7.8 blau SM-1.5-02FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/32b27655b7fd7320548ddf2923669fa1.pdf
AX10=4.4Dx7.8 grün SM-1.5-10FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/63fa1c7467097e0d5675797e5f6b861f.pdf
AX10=4.4Dx7.8 pink SM-1.5-08FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/f77cb8813dbc0f73e473681097f9265c.pdf
AX10=4.4Dx7.8 rot SM-1.5-04FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/8577dea533b0c46368b55f0a4027fd09.pdf
SOD83A=4.5Dx7.5 schwarz BYX90G Philips https://html.alldatasheet.com/html-pdf/17558/PHILIPS/BYX90G/495/2/BYX90G.html
5.4Dx7.8 blau SM-3-02,SM-3-02FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/0dc5cca7e82dc916873d329944da0154.pdf https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/08a70ef5f895942a917091c4c957c3d9.pdf
5.4Dx7.8 gelb SM-3-06,SM-3-06FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/0dc5cca7e82dc916873d329944da0154.pdf https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/08a70ef5f895942a917091c4c957c3d9.pdf
5.4Dx7.8 grün SM-3-10FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/706db7065c6bee7180b3d3214238d0bb.pdf
5.4Dx7.8 pink SM-3-08,SM-3-08FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/0dc5cca7e82dc916873d329944da0154.pdf https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/706db7065c6bee7180b3d3214238d0bb.pdf
5.4Dx7.8 rot SM-3-04,SM-3-04FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/0dc5cca7e82dc916873d329944da0154.pdf https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/08a70ef5f895942a917091c4c957c3d9.pdf
5.4Dx7.8 silber SM-3-15FR https://www.origin.co.jp/dynamic_dir/wp-content/uploads/2015/10/SM-3-15FR.pdf
7.3Dx22 grün BY4..BY16 Diotec https://www.tme.eu/Document/88eb08765dfdbcb7fde87e4b3c72eaf5/by4.pdf
Weitere mit schönen Bildern:
AX06 2.6mm Durchmesser 5mm lang silber ST04-16 silber ST04-27
AX078 4mm Durchmesser 5mm lang T2D oder 02D silber ST02D-82 rot ST02D-170 gelb ST02D-200
AX10 4.4mm Durchmesser 7mm lang T3D oder 03D silber ST03D-82 rot ST03D-170 gelb ST03D-200
1. Ring
blau oder violett = Tektronix
2. bis 4. Ring = xxx in 152-0xxx-00 Typennummer
blau schwarz lila grün 152-0075-00
ZTE1.5 und ZTE2: cathode ring zum negativen Spannungsanschluss (weil es 2 oder 3 normale Siliziumdioden in Reihe sind)
ZTE2.4 - ZTE5.1: anode ring zum negativen Spannungsanschluss (weil es Zenerdioden sind)
Stabistoren (Dioden in Leitrichtung, meist bei 10mA spezifiziert)
0.7V 1N816 (1mA) MZ2360 1N3896 1N4453 BZ102/0V7 G129 G130 ST22 ST23 ST37 STB-1 BZX62 MD1 MPD100 PLE0,7 BZY83/D1 BZY85/D1 (5mA) BA315
1.4V AP3897 BZ102/1V4 MZ2361 CMZ2361 1N4156 1N4829 BZX75C1V4 ST38 STB-2 AP2361 APD-200 APD4156 ESM369-1,5V PLE1,5 MD2 MPD200 CMPD200 C1N4156 CN4156 CSTB567 ZTE1.5 (5mA)
2.1V AP3898 AP4829 BZ102/2V1 1N4157 1N4830 BZX75C2V1 APD-300 APD4157 ESM369-2V PLE2 MD3 MPD300 CMPD300 CN4157 CSTB568 ZTE2 (5mA)
2.8V AP4830 BZ102/2V8 BZX75C2V8 1N5179 ST39 STB-4 APD-400 APD5179 MD4 MPD400 CMPD400 CN5179 CSTB569
3.5V BZ102/3V4 BZX75C3V6 ST41
F.13.2.7. Farbcodes von Funkenstrecken, Spark Gap Arrestors
140V braun
140V schwarz gelb
180V grau
200V rot
200V rot und mit Abstand 2 weitere Ringe
220V rot rot
300V orange und mit Abstand 2 weitere Ringe
300V orange
300V orange orange
350V grau und mit Abstand 2 weitere Ringe
400V gelb
400V gelb und mit Abstand 2 weitere Ringe
500V grün
600V blau
600V blau und mit Abstand 2 weitere Ringe
700V weiss braun
1000V schwarz
1000V braun schwarz rot
1300V weiss MELF Firstohm ESM
1500V braun grün rot
1500V braun grün grün
1800V braun grau
1800V braun grau rot
2000V rot schwarz
2000V rot schwarz rot
2400V rot gelb
2400V rot gelb rot
2700V rot violett
2700V rot violett rot
3000V orange schwarz
3000V orange schwarz rot
3600V orange blau
3600V orange blau rot
4000V gelb schwarz GT10 https://www.mikrocontroller.net/topic/514105
4000V gelb schwarz rot
4500V gelb grün
4500V gelb grün rot
5000V grün schwarz
5000V grün schwarz rot
3-polig auch von AIE (Associated Electrical Industries) ähnlich https://www.littelfuse.com/media?resourcetype=datasheets&itemid=403080b7-95ff-45b2-9c0e-715087ba21a6&filename=littelfuse-gdt-sl1026-datasheet
275V schwarz schwarz
400V schwarz gelb
700V schwarz rot
SGS207R weiss rot 1550V ± 30%
SGS207Y weiss gelb 2300V ± 30%
SGS207V weiss violett 3300V ± 30%
F.13.2.8. Gehäusebezeichnungsvergleichsliste
DO7=DO204AA=51A2=DIN41880=2.7Dx7.6 das übliche Gehäuse der 1N60, AA117
DO13=DO202AA
DO14=DO204AB=3.5Dx7.6
DO15=DO204AC=D2A=SC39=3-3B1A=3.5Dx7.6
DO16=DO204AD=1.2Dx2.5
DO26=DO204AE=10Dx6
DO29=DO204AF=3.7Dx9
DO34=DO204AG=MSD=SOD68=MHD=1.27..1.9DDx2.16..3.04
DO35=DO204AH=SOD27=SC40=GSD=A24=56A2=DIN41883=1.53..2.28Dx3.05..5.08Glas das übliche Gehäuse der 1N4148
DO41=DO204AL=SOD66=SC47=EG1=3-3C1A=56A2=DIN41883=2.65Dx5Plastik das übliche Gehäuse der 1N4001
DO41S=3-3E1A=2.65Dx5 wie DO41 nur 0.6mm Draht statt 0.75mm
DO41SS=AX057=3-3F2A=MPG06=MSR=M1A=R-1=2.5Dx3 wie DO4 1S nur 3mm langes Gehäuse statt 5mm
DO201AD=DO27
SC110B=CE
fSM=2-1E1A
2F (http://www.getronic.de/wp-content/uploads/Shindengen-Katalog-SDK_SEC_2020.pdf)
LL34=SOD80=SOD80C=DO213AA=MiniMELF=LLD=LLDS=DL-35=100H01=1206=SOD80=1.5Dx3.5
GL34=PlasticMiniMELF=1.6Dx3.5
LLDL=DO213AA=SOD87=2.1Dx3.5
LL35=MELF=2.5Dx5
LL41=GL41=DO213AB=PlasticMELF=2.5Dx5
LS31=MicroMELF=1.2Dx1.9
LS34=QuadroMELF
SOD15
DO218AB=13.5x10(mit Kühlpad)
SMC=DO214AB=6.9x5.84 J-Lead
SMB=DO214AA=SOD6=3-4D1A=M2F=4.4x3.7 J-Lead
SMBF=DO221AA=SMBFlat=4.3x3.6 flat
SMA=DO214AC=SOD106=PMOS=PMDS=LRP=I-FLAT=3-4D1A=LRP=SJP=NMiniP2=1F(Shindengen)=4.3x2.7 J-Lead
SMAF=DO221AC=PMDTM=3-4E1A=SlimSMA=4.2x2.6 flat
SOD128=CFP5=M-Flat=3-4E1S=3.8x2.5(x1) flat
SMP=DO220AA=3.5x2(x1) flat
DO219AA=M1F=2.8x1.8(x1.33) flat
SMF=DO219AB=SC109=G1F=2.8x1.8(x0.98) flat
PowerDI123=2.8x1.8(SMF mit Kühlpad)
SOD123=PMDU=SMD-2=SC77=Mini2=SRP=SMF=2.65x1.55(x1.15) Gullwing
SOD123F=SOD123FL=eSGA=S-Flat=3-1A1S=2.6x1.6(x1.1) flat
SOD123W=CFP3=2.6x1.7(x1) flat
PMDE=2.2x1.3(x0.95) flat
SOD110=2x1.25
TUMD2=1.9x1.2
TUMD2S=1.9x1.3x0.6 flat
USF=1.9x1.2x0.6 flat
TUMD2M=SOD323HE=2x1.4 flat
SOD323=SC76=URP=USC=UMD-2=I-IEIA=USC=SMini2=1-1E1A=C90=1.7x1.25(x0.95) Gullwing
SOD323F=SOD323FL=SC90A=UMD2=SMini2-F1=USCF=1-1G1A=SOD323FS=SC90=1.7x1.25(x0.7) flat
SOD323HE=SC108B=TUMD2M
SOD323FW=1.8x1.25(x1.2) flat wide
SOD1608=DFN1608D-2=DFN1608-2=KMD2=1.6x0.8(x0.37) flat
SCD80=1.3x0.8(x0.7) flat
SOD523=SOD523F=SOD523FL=SC79=EMD2=UFP=I-IGIA=1-1F1A=ESC=SSMini2=1.2x0.8 flat
SOD723=SOD723F=VMD2=SC104A=SSSMini2=VSC=SFP=1.05x0.65 flat
SOD882=SLP1006P2=ULP2=CTS2=1-1L1A=VML2=DFN1006-2=1x0.6(x0.5)
SOD993=SOD995=DSN1006U-2=DSN2-1.0x0.6=1x0.6(x0.27)
SOD923=SOD923F=EFP(dicker)=TEFP=VMN2=TFSC=0.8x0.6(x0.4)
SOD972E=DFN0603-2=0201=0.63x0.33(x0.25) leadless
SOD972=DFN0603-2=0201=0.63x0.33(x0.2) leadless
SOD962=DSN0603-2=DFN2=ELP2=GMD2=DSN2-0.6x0.3=0.6x0.3(x0.3)
SOD992=SMD0402=DSN2-0402=0.4x0.2(x0.18) leadless
SOD992B=DSN0402B-2=DSN2-0.4x0.2=0.4x0.2(x0.12) leadless
QFN2-0201
SOD962=CLP0603
SOD992=DSN0402-2=CL2
TO236=24A3DIN41869=1mm gull
SOT23=TO236AA=TO236AB=SST3=SSD3=MPAK=CP=Mini3G1=RT-3=CPH3=2-3F1A=1-3G1B=MPAKV=2.9x1.3(x1) 0.95mm gull
SOT23L=TO236AB gull
SC59=3x1.6(x1.1) 0.95 gull
SOT23-3=SC59A=SOT346=SSOT3=SSOP3=SMD3=SMT3=2.9x1.5(x1.3) 0.95mm gull
SOT23-3L=S-MINI(Toshiba)=2-3F1S=2.9x1.5(x1.1) 0.95mm gull
SOT23F=2.9x1.8(x0.8) 0.95mm flat
SOT346T=TSMT3=SC96=2.9x1.65(x1) 0.95mm gull
SOT1061=DFN2020-3=2x2(x0.65) leadless
SOT323=SC70=UMT3=UMD3=MCP=KS-3=TUMT3=USM=CMAK=CMPAK=SMini3(Panasonic)=2-2E1A=2-2J1C=1-2P1B=USV=MCP3=2x1.2(x0.95) 0.65mm
UFM3=2-2U1A=2x1.7(x0.7) 0.65mm flat
SOT323FL=SC85=UMT3F=UMD3F=2x1.25(x0.9) 0.65mm flat
SOT663=1.6x1.2(x0.55m) 0.5mm flat
SC75A=ESM=EMD3=EMT3=SSMini3=2-2HA1A=1-2S1B=SSM=2-2H1A=1.6x0.8(x0.95) 0.5mm gull
SOT523=SC75=SC75-3=SSM=1.6x0.8(x0.7mm) 0.5mm gull
SOT416=SC75A=EMD3=EMT3=SCMP=CASE483=1.6x0.8(x0.7mm) 0.5mm gull
SOT523F=SOT490=SOT416FL=2-2H1A=SC89=EMD3FL=EMT3FL=EMT3F=TESV=1.6x0.85(x0.7) 0.5mm flat
SC81=SSFP=SSMini3F2=2-1B1A=1.6x0.88(x0.6) 0.51mm gull
DFN1412D-3=SOT8009=MO340CA=1.4x1.2(x0.47) leadless
TVSM=1.2x0.8(x0.32) 0.4 flat
SOT723=SC105AA=VMT3=VMD3=VESM=CASE631AA=VSM=TSFP3=SSSMini3=1-1Q1A=2-2L1A=2-2l1B=1.15x0.8(x0.5) 0.4mm flat
SOT8015=DFN1110D-3=1.1x1(x0.48) leadless
SOT1215=DFN1010-3=1.1x0.9(x0.37) leadless
SOT883=SC101=DFN1006-4=1x0.6(x0.48) 0.35 leadless
SOT883B=TSLP3=DFN1006B-3=CST3=ML3=1x0.6(x0.38) 0.35 (Flacherer SOT883) leadless
SOT1123=TFSM=CST8C=CASE524AA=0.8x0.6(x0.38) 0.35 (kürzerer CST3) leadless
DFN0606=SOT8001=0.62x0.66(x0.37)
DFN0603-3=SOT8013=0.65x0.33(x0.25)
SOT89=SC62=TO243=TO243AA=MPT3=UPAK=2-5K1A=HSOP3=PWMini=PCP=POMM=UPAKV=4.5x2.5(x1.5)
TO251=IPAK=SC64=MP-3
TO252=DPAK=SC63=MP-3Z=CPT3=SOT428C=6.1x6.6(x2.3)
TO263=TO220SM=SMD220=LFPAK88=SOT1235=SOT404=SC83=D2PAK=LPDS=11x10(x4.3)
TO92=SC43=SOT54=TO226=TO226AA
SOT223
SOT143=SOT24=SC61=SMQ=2-3J1A=CP4
SC82AB=SC82-4=SMT4A=SSOT24
TO277=POWERDI5
CPT3=SOT428=SC63
PSD3=SOT404=SC83
SOT23-5=SOT153=SOT25=SMD5=S5=21-0057=VSON5=MPAK5=M5=MF05A=MTP5=483-01=SMT5=SMD5=SSOP5-P-0.95=MPAK-5V=SMV=2.9x1.6(X1.1) 0.95 gull
SOT23-5L=SOT753=TSOP5=SC74A=2.9x1.5(x1) 0.95 gull
TSOT23-5=TSMD5=TSMT5=TSV=2.9x1.6(x0.7) 0.95 gull
SOT343=SC82=UMD4
SOT543=SC107A=EMD4
SOT353=SC88A=SC113CB=UMD5=USV=CMPAK-5=2.1x1.25x0.95 0.65 gull
SOT353F=SMini5=MCPH5
SOT553=SC107BB=EMD3=ESV=SSMini5=VSOF5=ESV
SOT953=fSV=1x0.8(x0.45) 0.35 flat
TFSV=1x0.8x0.38 0.35 flat
TUMD5
TSOP6=3x1.5(x1) 0.95 gull
SOT23-6=SOT26=SOT163=SOT457=CPH6=SuperSOT6=SSOT6=MO193=2-3N1A=TS6=S6=SC74=SC74R=SMD6=2-3T1A=CASE318F=SM6=SMT6=Mini6=SC59-6=2.9x1.6(x1.15) 0.95 gull
SOT23-6L=SSOT6L=SOT457T=SC95=TSMD6=TSMT6=2.9x1.65(x1) 0.95 gull
SSOT23-6=J-Lead6 gull
SOT363=SOT323-6=SC88=UMT6=UMD6=SMini6=SC70-6=TSSOP6=MCPH6=US6=WDFN6=2-2J1A=CASE419=CMPAK-6=2.1x1.25x0.95 0.65 gull
SC70-6L=TUMT6=SC113DA=2.15x1.25x1 0.65 gull
UDFN6=SOT1118=2x2x0.75 0.65
USP6B=2x1.8x0.65 0.5
SOT563=SOT563F=ES6=EMT6=SOT666=SC89-6=SC75-6=SC107A=SC107C=TES6=TFS6=EMD6=SSMini6=1.6x1.2(x0.6) 0.5 flat
NEC FLAT-LEAD 6 PIN THIN-TYPE ULTRA SUPER MINIMOLD=1.5x1.1(x0.55) 0.48
CS6=SOT891=XSON6=DFN1010-6=1x1(x0.5) 0.35 pad
SOT963=CASE527AD=1x0.8(x0.48) 0.35 flat
TFS6=1x0.8(x0.38) 0.35 flat
SOT1118=DFN2020-6
2-1F1D=fS6=1x1
XDFN6=CASE711AE
MicroPak6=QFN6=SIP6=UFDN6-1.45x1
MicroPak2-6=µQFN6=UDFN6-1x1
TO220AC=SOD59
TO220AB=SOT78
TO126=MP-5=SOT32
MD-S=MiniDIP
SOT23-8=TSMD8=SOT28=2.9x1.6 0.65 gull
SOT28FL=ECH8=2.9x2.3(x0.9) 0.65 flat
PS8=2-3V1Q=2.9x2.4(x0.8) 0.65 flat
VEC8=2.9x2.3(x0.75) 0.65 flat
SOT383FL=EMH8=2x1.7(x0.75) 0.5 flat
HMD8
SO8=MS-012=076E03=SOT96-1 4.9x3.9(x1.75) 1.27, pin width 0.3 bis 0.5 gullwing https://www.diodes.com/assets/Package-Files/SO-8.pdf
SOIC8=CASE751AZ 4.9x3.9(x3.18) 1.27 pin width 0.41 bis 0.72 gullwing https://www.vishay.com/docs/83247/83247.pdf
SOT505=SM8=TSSOP8
SOT765=US8=VSSOP8=MO187
TO220
HMD12
F.13.3. linear oder logarithmisch ?
F.14. Kondensatoren
> Ich habe unlängst eine Schaltung gesehen, in der ein
> 2x45V-Trafo-Netzteil mit zwei 63V-Elkos versehen war. Wenn man es
> genau nimmte wäre das eine Leerlaufspg. (beim Nennwert der Netzspg.)
> von (90*sqrt(2)-2)/2=62.6V an den Elkos und das würde ich hinsichtlich
> der Toleranz der Netzspannung als reichlich knapp dimensioniert
> bezeichnen.
^
Es gibt die EN60384-8/21/9/22 (Prüfspannung zur Überprüfung der Nennspannung)
die sagt, daß ein 1nF/50V Kerko für 1 Minute mit 2.5 x Ur, also mit 125V,
getestet wird. Wenn also in Schaltungen, die eine kurzfristige Überspannung
aushalten müssen, nur Kondensatoren mit einer geringeren Nennspannung verbaut
sind, nicht wundern, sie haben auch die kurzfristige Überspannung schon mal
ausgehalten.
Hersteller Elna Illinois Mallory Marcon Nichicon Panasonic Richey Rubycon Sanyo Tecate TF UCC
Chip Electrolytics WX CD50
General Purpose, Axial-Leaded TTA TC/TCG/ TVX SU MDI 701 SME-T, 53D
Low Leakage, Axial-Leaded TLS Z MDIL 714
Hi Temp/-40+105 C. TCX HFA 715E KME-T
Low ESR/-55+105 C. HF, HFS, NHE PZA
Non-Polar, Axial-Leaded SU-NP NA
Non-Polar SU-NP MDIN
NP Speaker Crossover Y MDIN(L)
NP Speaker Crossover Y NA(L) TN
General Purpose RE2 CKR SKR CESEM UVX SU LC TWSS, YK 711 SME-VB
Low Profile RC RSS UVS LP 730 SRG
Hi Temp/-40+105C RJ4 RMR TKR CEUSM UVZ NHE HFR SSP, YXA 725E CD26L KME-VB
Super Miniature RC2 PUM SSR CESSM USA, USL KA SM MS7 724S CD11CX SRAC
Hi Temp SM RC2S PGM CEASM RZ HSM MH7 724SE KMA
Low Leak RB(LL) RLR CE04W-MD KL Z LCL TWL 724E LLA
Three-leaded LC RP2 LCT
Low ESR/-55+105 C. RSE RZM VPR CESFM UPR HFQ PZ TRZ LXF
Low ESR/Hi Rip/Hi Frequency RSH RZS WGR UPL HF/HFU PZ(L)
Non-polar RBP2 BPS CEBPM UVP Bi-Polar SU NC NW RNB CD71 SME-BP
7mm Non-Polarized NS CD71C
NP Speaker Crossover UKZ NC(L) BIW
TV Deflection NC(TV) RNH CDSH KSA-BP
Standard LH2 LBA LPW CEAWF LQ TS TR USP LG SMH
Hi Temp/-40+105° C. LP3J LMU LP CEAUF GQ TRH MXR LGE CD294 KMH
Computer Grade CGS NR CT LSQ CD13N
Es lohnt also, sich auch mal Datenblätter von so profanem Zeugs wie Elkos
anzusehen, z. B. bei Panasonic oder Rubycon
10u 100u 100u 100u 1000u 1000u 1000u
50V 10V 35V 63V 10V 35V 63V
Panasonic FR (ultra low ESR): 0.34 0.3 0.056 0.068 0.028 0.018
Panasonic FC ( low ESR): 1.3 0.8 0.117 0.23 0.065 0.029
Frolyt EKS (Miniatur 105°): 16 3.2 1.9 1.3 0.2 0.14 0.13
DIN Code :
F = Metallfolie -----------|
M = metallbedampft ------- M K S
K = Plastik ----------------------| |
Dielektrikum ------------------------|
S = Polystyrol (MKS = MKY)
P = Polypropylen (MKP = MPP = CBB (CBB13, CBB21))
C = Polycarbonat (MKC = MKM)
T = Polyesterfolie = Polyethereftalate (MKT = MKH = MEF = PEI = PEM = CL (CL11, CL21))
U = Zelluloid (MKU = MKL)
Real:
Epcos Vishay MKT metallisierte Polyester
Epcos Vishay MKP " Polypropylene
Vishay MKC " Polycarbonat
http://www.wima.de hat für Polyester geringfügig andere Bezeichnung:
Polyester : MKS FKS
Polypropylen : MKP FKP
Polycarbonat : MKC FKC
> Multimeter mit Kapazitätsmessung bis 20uF, das dann ca. 11uF anzeigt wohl
> eher nicht ;)
F.14.1. Abblockkondensatoren Stützkondensatoren
F.15. VA = W?
F.16. Welche Sendefrequenzen für Bastler?
> auf irgendeiner Frequenz senden? Gibt es vielleicht so etwas wie eine
> "Bastlerfrequenz"?
F.16.1. Schädlichkeit von elektrischen Feldern und elektromagnetischen Wellen
I [mA] ^
|
55 | /
45 | /
35 | /
25 | /
15 | \___________________/
5 |
+-------------------------------->
10 100 1000 10000 f [Hz]
Bei Frequenzen oberhalb von ca. 7kHz kann man nicht mehr von einer
Loslassstromstärke sprechen, da hier die oben beschriebenen Effekte
i.d.R. nicht mehr auftreten, die Vorgänge in der Muskelzelle sind
einfach zu langsam.
F.17. Laserdioden
Oszillator Mischer Demodulator
+----------------------R--+--R--+--|>|--+--+--a
| | ^ R C
| +-------------------R--+--R--+-------+--+-----+
| | |
+--(---Laserstrecke----R--+--R--+--|>|--+--+--b |
| | | ^ R C |
| +-------------------R--+--R--+-------+--+-----+
| | |
G1 G2 |
| | |
GNDGND GND
F.18. Wasserstandsmesser
F.19. Wellenwiderstand eines Kabels
> "Ich auch nicht. Habe ich Ihnen gesagt, sie sollen sich darunter was vorstellen?"
> Deswegen hier meine Frage: Was kann man sich darunter vorstellen?
____________________
Ausgang --50R---____________________---+-- Eingang
50R Leitung | |
| 50R
| |
GND GND
F.20. Firma aufbauen
> ... Diesen Punkt hätte ich beinahe aus den Augen verloren.
> ein Zusammenstellen einiger hochintergrierter Chips ist.
F.20.1. CE-Zeichen / Elektronikschrott / RoHS / WEEE / Bleifrei / ISO9001
Rated insulation voltage [V] Test voltage [V] Test voltage protection class II [V]
130 1250 1875
> 130 and = 250 2000 3000
> 250 and = 450 2500 3750
> 450 and = 750 3000 4500
> 750 3500 5250
DIN EN 61439-1:
Rated insulation voltage (phase-to-phase) [V] Insulation test voltage (AC) [V] Insulation test voltage (AC) [V]
Ui = 60 100 1415
60 < Ui = 300 150 2120
300 < Ui = 690 1890 2670
690 < Ui = 800 2000 1830
800 < Ui = 1000 2200 3110
1000 < Ui = 1500 --- 3820
Rated insulation voltage (phase-to-phase) [V] Insulation test voltage (AC) [V]
Ui = 12 250
12 < Ui = 60 500
60 < Ui 2*Ui +1000 min. 1500
Proof of clearances and creepage distances and distances
DIN EN 60670-22:
DIN EN 61439-1:
The intervals may not be less than described in Table 21 and are measured
between live parts of different polarity, live parts and metal caps or
sockets without insulation and live parts and the base mounting surface.
Rated insulation voltage [V] Creepage distances, clearances and distances through casting compound [mm]
=130 1,5
> 130 and = 250 3
> 250 and = 450 4
> 450 and = 750 6
>750 8
The clearances and creepage distances are evaluated as follows:
The distance x must be between 0.25 mm and 2.5 mm depending on the degree of
contamination (see Table 22), otherwise it may not be used to extend the
creepage. In this case, the creepage distance would be equal to the
clearance, based on the example in the figure above (DIN EN 61439-1,
Appendix F).
Degree of contamination Smallest width x of grooves [mm]
1 0,25
2 1
3 1,5
4 2,5
e0 - contains intentionally added lead (Pb)
e1 - SnAgCu (shall not be included in category e2)
e2 - Sn alloys with no Bi or Zn excluding SnAgCu
e3 - Sn
e4 - Preplated (e.g., Ag, Au, NiPd, NiPdAu)
e5 - SnZn, SnZnx (no Bi)
e6 - contains Bi
e7 - low temperature solder (=150C) containing Indium (no Bi)
e8, e9 - unassigned
> über 1kg wiegt, besonders entsorgt werden ?
F.21. Akkus und Memory Effekt
F.21.1. NiCd Nickel Cadmium und NiMH Nickel Metallhydrid Akkus
Trafo Diode
o---+ +---|>|--o +
| |
230V~ S:S Akku (geht nur mit speziellem Trafo!)
| |
o---+ +--------o -
Der Akku muss bei diesem simplen Ladeverfahren vor dem Aufladen ausreichend
entladen sein, damit man ihn nicht überlädt. Er ist entladen, wenn unter 0.2C
Belastung die Spannung unter 1V/Zelle fällt bei L/LT/LU Zellen (1C/0.9V bei
M/MT/MU Zellen, 5C/0.8V bei H/HT/HU Zellen, 10C/0.7V laut DIN EN 61951-2), da
lässt das Gerät dann auch meist deutlich nach. Entlädt man einen Akku aus
mehreren Zellen weiter, beginnt die Tiefentladung, die dem Akku schadet, so
bald eine Zelle unter 0V entladen wird, also von den anderen Zellen über das
Gerät hinweg umgepolt wird. Hat der Akku deswegen einen dauerhaften
Zellenschluss (also eine intern kurzgeschlossene Zelle die auch beim Laden
nicht mehr über 0V hinaus kommt) wird oft das billige Ladegerät überlastet
weil nun die Akkuspannung niedriger ist, der Spannungsanfall über der
Wicklung des strombegrenzenden Trafos höher wird, der Trafo heisser läuft, so
daß dessen interne Temperatursicherung abschaltet. Man muss dann zusätzlich
zum Akku im Gerät auch den defekten Trafo des Laders auswechseln, bekommt
aber, weil es ein Spezialteil ist, keinen passenden Ersatz. Bitte keine
nicht-kurzschlussfesten Kleintrafos ohne Temperatursicherung einbauen,
entweder er muss dauerkurzschlussfest sein oder eine Temperatursicherung
enthalten. Findet man keinen passenden Trafo, kann man die nötige
Strombegrenzung an einem steifen Trafo mit etwas höherer Nennspannung durch
einen extra Vorwiderstand R erreichen, den man so auslegen sollte, daß der
mittlere Strom beim Laden C/10 beträgt. Dann ist der Strom bei leereren Akkus
mit 1V/Zelle aber höher, der Trafo muss dafür ausreichend ausgelegt sein. Und
bei kurzgeschlossenen Zellen steigt der Strom noch weiter, die
Verlustleistung am Widerstand wird höher und er wird heisser, so daß man
einen Sicherungswiderstand nehmen sollte oder ein extra Sicherung ausgelegt
auf die Maximalbelastung des Trafos, damit nicht das Ladegerät in Rauch
aufgeht.
Trafo Diode
o---+ +--R--|>|--o + (Sicherungswiderstand R als Strombegrenzung)
| |
230V~ S:S Akku
| |
o---+ +----------o -
Gleichrichter Schalter
Dynamo --+-----|>|--+--+--o/o--+-------+
| | | | |
| +--|>|--+ | + | |
| | Akku Lampe Rücklicht (6V)
+--(--|<|--+ | - | |
| | | | |
Masse ------+--|<|--+--+-------+-------+ (NICHT Rahmenmasse)
4*1N4001
Ein aktiver Gleichrichter wird für LED-Beleuchtung gerne verwendet, leitet
alle 500mA des Dynamos durch die LEDs (siehe auch NMLU1210)
+-----+-----+
S| S| |
IRF7319 I|-+ I|-+ |
P| | P| | |
+----+ +--+ | | A
| | | | LED
Dynamo +--(--+--+ |
| | | LED
+----+--+--(--+ |
| | | LED
| +--+ | | K
N| | N| | |
IRF7319 I|-+ I|-+ |
S| S| |
+-----+-----+
aber eignet sich nicht zur Herstellung für gesiebte Gleichspannung, dazu
braucht man eine zusätzliche Diode was die Hälfte der Gewinne zunichte macht:
+-----+--|>|--+
S| S| |
IRF7319 I|-+ I|-+ |
P| | P| | |
+----+ +--+ | |
| | | | |
Dynamo +--(--+--+ + |
| | | Elko
+----+--+--(--+ - |
| | | |
| +--+ | |
N| | N| | |
IRF7319 I|-+ I|-+ |
S| S| |
+-----+-------+
das kann man einfacher haben:
+----------+-----|>|--+
| | |
Dynamo | |
| | |
+----+-----(--+--|>|--+
| | | + |
| +--+ | Elko
N| | N| | - |
I|-+ I|-+ |
S| S| |
+-----+----------+
Ein IC wenn man eine Sekundärwicklung mit Mittenanzapfung mit 2 MOSFETs
gleichrichten will ist der TEA1795T.
+-----+-----+-----------+---------+
S| S| | | |
IRF7319 I|-x I|-y | +---(--R--+---(---x
P| P| | | | | |
+----+ +--+ | a--R--+--|+\ | |
| | | | | >---+--|>o--u
Dynamo +--(--+ | b--|-/
a| | | Elko
Shunt +--+ | | +------R--+-------y
b| | | | | |
+----+ | | b--R--+--|+\ |
N| N| | | >---+--|>o--v
IRF7319 I|-u I|-v | a--|-/ |
S| S| | | |
+-----+-----+-----------+---------+
+-----+ + --+------+-----------+
+ ----+----+ + --|LM317|--+ | | |
|A | +-----+ | R1 | Akku
+--|>|--+ --+ LED R1 | R | | |
| | | |K |E | | +-----|+\ |
| Lampe R +---|< PNP +-----+ | | >--100R--|< NPN oder NMOSFET
Trafo | | | | | | +--|-/ |E
| Akku Akku R2 Akku Akku | | | |
| | | | | | | +---)-----------+
+-------+ --+ ----+----+ -----+ | | |
R2 | R1
| | |
--+------+-----------+
Am Ende des Ladevorgangs wird jedoch der Akku überladen. Es beginnt
sich der Elektrolyt im Akku zu zersetzen. Dagegen enthält jeder Akku
einen Katalysator, der den Elektrolyten wieder rekombinieren lässt. Aber
nur in geringer Menge pro Zeit. Deshalb sollte man beim Laden eines
eventuell schon vollen Akkus nicht mehr Strom verwenden, als der Akku
laut Datenblatt erlaubt. Meist nur C/10tel und beim Dauerladen gar nur
C/25tel. Damit schadet man dem Akku aber auch nicht übermässig.
(http://www.gpbatteries.com/ sagt z. B. dass man 2 Jahre C/20tel verwenden
darf, ohne dem Akku signifikant zu schaden, Sanyo Cadnica H Serie gelten
bei C/30 als dauerladefest). Hat ein Akku nur noch 80% seiner
Nennkapazität, ist er nach DIN 43539 als defekt einzustufen. Yuasa meint
in seinem Datenblatt
+ --+-R-+ Ladestrombegrenzung auf ca. 1C
| |
| o +
| Akku
| o -
| |
| | +-+--+
| | | | |
| o o | o
Relais==\ | / Bimetall-Temperaturschalter
| o | o
+----(--+ |
- -------+-----+
Oder man erkennt die Temperaturerhöhung indirekt weil die chemische Spannung
bei steigender Temperatur sinkt, und wartet darauf, das die Zellspannung beim
Laden nicht mehr steigt, sondern gleich bleibt (NiMH) oder gar fällt (NiCd).
Das Verfahren heisst -DeltaU. Man kann die Spannung messen während Ladestrom
fliesst, bekommt dann aber Probleme mit sinkendem Innenwiderstand lange
gelagerter Zellen während des Ladevorgangs. Schaltet man periodisch zum
Messen den Ladestrom ab, wie es der ICS17xx tut, kann man einerseits effektive
Schaltregler als Stromquelle nutzen, die sonst den A/D-Wandler zu sehr stören
würden, und bekommt andererseits innenwiderstandsunabhängigere Messwerte,
wenn man exakt in derselben Zeit nach Abschaltung misst. Andererseits
bekommt man interessante Erkenntnisse aus dem Vergleich der Zellenspannung
während der Ladestrom floss und kann den Innenwiderstand berechnen.
+-----+
+-------------|7805A|------------------------+
| +--+--+ |
+--10k--+--------(---------------------------(------------+
| | | |VCC |
| +------+ | +-------+ |
| |on/off| | 1N5404 |VIN | |
o--+---|LM2576|--+--(--L--+--|>|--+--R1--+--|ICS1700|--4k7--|< BC547
| |GND FB| | | | | | |GND CHG| |E
30V | +------+ | | Elko Akku R2 +-------+ |
| | | | | | | | | |
Elko | +----(--+-----(-------+------+----+--------------+
| | _|_ | |
| | /_\ SB360 | Shunt (0R4 = 3A Ladestrom)
| | | | |
o--+-----+-------+--------+-------+
F.21.2. Bleiakkus
+9V +9V
| |
470R |
| |
+---------+---|< TIP142
| _|_ |E
| ZD8V2 /_\' Akku
| BC337 | |
>|--100R--+----+
E| |
| 0R68 für 1A Ladestrom
| |
GND GND
Maximalstrombegrenzt (auf 0.7A) und mit LED die leuchtet so lange der Akku
geladen wird. Allerdings ist die Vorwärtsspannung der als Referenz genutzten
LED nicht genau definiert, man muss sie unter den 15mA des durch die 1k
vorgegebenen Nennstroms messen, und diese LED muss eine Temperaturanhähgigkeit
von -2mV/K besitzen damit die sich mit der Temperaturabhängigkeit des BC547
ausgleicht. Dann wird der 100 Ohm Widerstand so ausgelegt, daß auch bei ihm
15mA fliessen damit die LEDrot nicht überlastet wird, der PNP
Leistungstransistor aber noch genügend Basistrom abbekommt um den
Akkuladestrom durchzulassen. Somit ist bekannt, welche Spannung am 2k2
Widerstand bei vollem Akku anliegt (dieselbe wie an der LED) und welcher
Spannungsteiler notwendig ist um 13.8V zu erreichen. Es fliesst ca. 1mA
durch diesen Spannungsteiler. Ersetzt man den 10k durch (2 x
Akkuzellenanzahl = 12) 1N4148 und den verbleibenden Restwiderstand in
Reihe, so wird die Spannungsregelöung an die Temperaturabhängigkeit des
Akkus angepasst, also eine Temperaturkompensation ausgeführt. Vorausgesetzt
diese Dioden werden nicht durch den Leistungstransistor aufgeheizt.
+----+---------+-------+---+
| | | | |
| | | | 1 Ohm für 0.7A Ladestrombegrenzung
| | | E| |
| 1k | BC557 >|--+
| | | LED | |E
| | +-----(--|<|--+--|< D45H8/BD234 PNP Leistungstransistor guter Stromverstärkung
16V | | BC | rot |
| +--|< 547 >|--+--10k--+
| | |E E| | |
| | +--+--+ | | +
| LED | | 12V Akku
| | 100 2k2 | -
| | | | |
+----+------+------+-------+
Einfache Schaltung mit Maximalstrombegrenzung (1.3A) und Spannungsbegrenzung
(13.8V) entlädt den Akku wenn der Strom ausfällt mit 100uA.
+16V --+--------------+
| |
| 0.5R
E| |
BC557 >|--1k--+--1k--+
| | |E
+-------(-----|< BD240
| | |
| | +--|>|--+-------+
220R | 1N5401 | |
| | 113k |
| | | + |
| TL431-------------+ 12V Bleiakku
| | | - |
| | 25k |
| | | |
GND ---+-------+--------------+-------+
oder einfach mit LM317 (hier für 1A Ladestrom) bis 7.2V:
+-----+ 1N4001
10-16V --+--|LM317|--1R2--+-|>|-+------+
| +-----+ 2W | | |
| | | | |
| +----+-1k--+ 47k |
| | | | | +
47u | | | 6V Bleiakku
| | | | | -
| 4u7 TL431---------+ |
| | | | |
| | | 25k |
| | | | |
Masse --+-----+----+-----------+------+
Einfacher BleiGel Lader für 13.8V 0.7A mit Ladeanzeige-LED aus 15V~/1.1A
Trafo nach Gleichrichter und Siebelko ohne Temperaturkompensation und mit
2mA Entladestrom bei Stromausfall.
+-----+
+18V--|LM317|--+---+
+-----+ | |
| 470R |
| | |
+-----+ | +
A | | 12V Akku
LED 4k8 | -
K | | |
BC547 >|----+ |
E| | |
GND -----+--1R-+---+
Oder hier mit Temperaturkompensation und rückstrombegrenzt auf unter 200uA
Entladestrom bei Stromausfall aber Strombegrenzung nur durch den LM317 auf
ca. 2.5A:
1N5401 +-----+
+18V --+--|>|--|LM317|--+---+---+
| +-----+ | | |
| | 120R | |
| | | | |
| +-----+ 10k |
| | | |
25k 50R | | +
| E| | 12V Akku
| 2N3906 >|--------+ | -
| | | |
| +-|<|-+ Poti2k |
| | LED Charge | |
+---|< 2N3904 50k |
|E | |
GND --------+---------------+---+
Eleganter mit L200 an Trafo mit 12V/1W Glühlampe zur Verpolungserkennung und
1mA Entladestrom (verträglich für Autoakkus) bei Stromausfall und Pt1000 zur
Temperaturkompensation, hier mit 0R47 auf 1A begrenzt man nehme was der Trafo
ohne Überhitzung schafft, allerdings muss der 8k2 (oder 1k) per Trimmpoti auf
exakt 13.7V bei 20 GradC abgeglichen werden weil die Referenzspannung des
L200 zu sehr toleriert.
auf Kühlkörper
+------+5 1N4001
1| |--0R47--+--|>|--+
>16V --+--| L200 | 1W | |
| | |--------+ |
| +------+2 |
| 3| |4 |
| | | |
10u | +---8k2----+-------+
| 12V| | | |
| (X) 1k | | +
| 1W| | 1uF 12V BleiAkku
| | Pt1000 | | -
| | | | |
Masse --+----+--+----------+-------+
F.21.3. LiIon/LiPoly
+--Vorwiderstand---+ (ausgelegt für maximal 1C bei leerem Akku)
o | +
4.5..6.5V LiIon Akku mit Schutzschaltung
o | -
+------------------+
Wenn die Schutzschaltung den Akku als voll erkennt und abschaltet, springt
die Spannung am Akku von 4.2V auf die Spannung des Netzteils, also 4.5..6.5V.
Damit kann man den Ladeschluss erkennen, z. B. mit TL431 und mit LED anzeigen.
Die Schaltung entlädt allerdings den Akku wenn der Strom ausfällt mit 50uA.
+--Vorwiderstand--+------+----------+
| | | |
| LED | |
| | | |
o 1k 39k | +
4.5..6.5V | | LiIon Akku mit Schutzschaltung
o TL431----+ | -
| | | |
| | 47k |
| | | |
+-----------------+------+----------+
Fertig gibt es das als LT4071 bis 50mA, und mit Tiefentladeschutz.
+-----+ 1N5059
13-20V --+--|LM317|--1R2--+-|>|-+------+
| +-----+ 2W | | |
| | | | |
| +----+-1k--+ 24k | +
| | | | LiIon Akku mit Schutzschaltung
47u | | | |
| | | | |
| 4u7 TL431---------+ LiIon Akku mit Schutzschaltung
| | | | | -
| | | 10k |
| | | | |
Masse --+-----+----+-----------+------+
Hat der Akku keine Schutzschaltung, muß man EXAKT bei 4.2V den Ladestrom
abschalten. Dazu tut es dann kein TL431 und 1% Widerstände mehr, sondern
es müss ein TL431B, TL1431C (oder LT1431C) sein und 0.1% Widerstände. Der
Widerstandswert des Spannungsteilers darf auch nicht zu klein sein, weil
die bis zu 4uA beim TL431 oder 1.2uA des LTC1431C ihn ungenau machen, und
der TLV431 mit 0.5uA ist auch keine Lösung weil +/-2.5% ungenau. Die folgende
Schaltung nutzt den LM317 nur als Strombegrenzung, die hier mit 1.2 Ohm auf
1A eingestellt ist (ein LM350 könnte 3A) und ein Relais um bei
Spannungsausfall den Akku nicht mit 250uA zu entladen:
+-----------------------Relais----+
| auf Kühlkörper : |
| +-----+ :/o |
9-15V --+--|LM317|--1R2--+-----+-o/ |
| +-----+ 2W | | o-+ |
| | | | | |
| +----+-1k--+ 100nF | |
| | | | | | |
47u | | 6k8_0.1% | | |
| | | | | | + |
| 4u7 TL431B--+ | LiIon | Akku ohne Schutzschaltung,
| | | | | | - | (mit geht natürlich auch)
| | | 10k_0.1% | | |
| | | | | | |
Masse --+-----+----+-----+-----+------+---+
Zwei LiIon-Akkus in Reihe gehen damit nicht, man müsste jede einzelne Zelle
überwachen oder einen Balancer einsetzen.
GradC max. Ladestrom max. Ladespannung
nicht laden
0
0.5C 4.25V
10
1C 4.25V
45
1C 4.15V
50
1C 4.1V
60
nicht laden
+-------+-----+
| | |
Zelle1 | 100k0.5%
| /+|----+
+---+--1k-< | | Microampere CMOS OpAmp
| | \-|-+ |
| | | | |
+---(-------(--+ |
| | |
Zelle2 | 100k0.5%
| | |
+-------+-----+
Mit dem passenden Chip kann man die Ladungsdifferenzen sogar umladen (der
MAX1044 braucht nur 40uA statt 80uA des ICL7660). Verbindet man Pin7 mit Pin8
stoppt der Wandler und der Verbrauch sinkt auf unter 1uA. Beim ICL7660S lässt
sich mit Boost der Umladestrom erhöhen, aber damit steigt auch der
Stromverbrauch. Pin6 sollte man nicht anschlissen wegen latch up Gefahr bei
über 3.6V. Die beiden Z-Dioden verhindern Probleme wenn viele Zellen in
falscher Reihenfolge angeschlossen werden, eine davon bildet die
LatchUp-Verhinderungsdiode Pin5 nach Pin3. LM2662 LM2663 LM2664 LM2665 MAX660
in Boost sind zwar alle ähnlich, benötigen aber zu viel Standby-Strom.
+-----+--------+
| _|_ ZD5V1 |
Zelle1 /_\' +----8----+
| | | LTC660 2--+
+-----+---3 ICL7660A| C
| _|_ | MAX1044 4--+
Zelle2 /_\' +----5----+
| | ZD5V1 |
+-----+--------+
und bis zu 10A Balancing-Strom per Schaltregler macht der LTC3300.
F.21.4. LiFePO4
+----------------------------------+
| auf Kühlkörper |
| +------+5 |
| 1| |--0R47--+---------+ |
7-25V --+--| L200 | 2W | | |
| | |--------+ | |
| +------+2 | o o |
| 3| |4 | \ :::: Relais
| | | | o |
10u | +---R1-----+ | |
| | | | | + |
| | 8k2 1uF LiFePo4 Akku |
| | | | | - |
Masse --+----+--+----------+-------+-------+
Bei Reihenschaltung von Zellen ist ihr gemeinsames Aufladen an einem Ladegerät
möglich welches einfach die Gesamtspannung (3.65V/Zelle) liefert, denn etwas
mehr Spannung verkraften die Zellen. Auf Dauer driften die Spannungen aber
weiter auseinander so daß ein Balancer in den Ladepausen ungleichmässige
Selbstentladung behandeln sollte.
1N4001 1N4001
+----R----+--|>|--+--|>|--(+)
| | |
| +---+ 10R
| | E| |
~ o | >|--+
Stecker- | | BC557
ladeteil 1k5 1k5
~ o | |
| grüne LED LED rot
| | |
+---------+---+-----------(-)
Inhalt Akkupack nach Umrüstung auf 4 LiFePo4 Zellen, MOSFETs auf Kühlkörper
mit weniger als 10K/W.
(+)--+---+---------------+----------------+
| | | |
| 820k +----------+ |
+ | | | VCC | |
Akkuzelle1 +----------|SET2 HYST2|------+ |
| | | ICL7665A | | |
Akkuzelle2 47k | OUT2|------+ |
| | | | | |S
Akkuzelle3 +---+---+--|SET1 HYST1|--+---)--|I BS250/BSS84
| | | | | GND | | | |
Akkuzelle4 82k 10M 10M +----------+ 120k | |
- | | | | | | | |
| | | +-------(--------+ | |
| | | | | | |
| | | | 12k | |
| | | | | | |
+---+---(-----------+--------+ | |
S| | | |
IRF3205 I|------+------------------------+ |
D| |
IRF3205 I|-------+---------------------------+
S| |
+--100k--+
|
Sicherung 30A
|
(-)--+
F.21.5. Lithium-Yttrium WB-LYP40AHA
F.21.5.1. Lithium-Titanat
F.21.5.2. Lithium-Mangandioxid
BAV199
5V -----+--2k2--+--|>|--+-------+
| | | |
ref +-----+ out| | |
+--| MCP |----+ 18M9 |
| | 65R | | | +
+--| 46 |------------+ ML2032
in+ +-----+ in- | | -
| 12M1 |
| | |
GND ----+---------------+-------+
Man könnte am MC65R41 rote und grüne 2mA LED nachrüsten als Ladekontrolle:
BAV199
5V -----+--2k2----------+--|>|--+-------+
| grün | | |
| +--|<|--+ | |
ref +-----+ | LED | |
+--| MCP |----+--|>|--+ 18M9 |
| | 65R | rot | | | +
+--| 41 |------------(-------+ ML2032
in+ +-----+ in- | | | -
| 2k7 12M1 |
| | | |
GND ----+---------------+-------+-------+
F.21.6. Nickel-Zink
F.21.7. Alkali
F.21.8. Memory-Effekt
F.21.9. Zellen knacken
F.21.10. Ladezustandsverfahren
Akku--+---+
1M |E
+--|< PNP oder PMOSFET
| |
1k +-----------+--- Versorgungsspannung für Schaltung
| 10k oder interner pull up
+--|>|--+--|<|--+--- uC Eingang LOW Impuls zum abschalten
| | _
| +--o o--+ Taster nach Masse für ein/aus
| |
+--|>|--+ |
| |
NMOSFET / NPN >|--1k--)--- uC Ausgang 'Einschalten Selbsthaltung'
E| |
GND GND
F.21.11. Akkupacks schweissen
F.21.12. Schutz gegen Tiefentladung
Einschalttaster (Schliesser)
__
+Akku --+--o o--+--- +Ub
| / |
+--o/ o--+ Relaiskontakt
: |
+-Relais-+
| |
+---|>|--+ Freilaufdiode
| |
| +-----+
+-----| | Unterspannungssensor
Ausgang +-----+
|
-Akku -----o--o--+--- GND
Ausschalttaster (Öffner)
oder die Taster beeinflussen nur den Eingang des Unterspannungssensors, so
daß der glaubt, Unterspannung zu erkennen, dann geht auch ein Schliesser. Die
folgende Schaltung ist für eine Unterspannungsgrenze von 11V dimensioniert
und sollte ein 9V Relais benutzen, da der TL431 etwa 2V vom Relais
abzwackt. Eine Hysterese ist nicht notwendig, da der Unterspannungssensor
sich selbst abschaltet. Ausgeschaltet lässt der TL431 praktisch keinen Strom
durch.
/ Relaiskontakt
+Akku --+---+--o/ o------+-- +Ub
o | : |
Ein | +-Relais-+ |
o | | |
| +---|<|--+ | Freilaufdiode
10k | |
| | |
+---+--91k---(---+
| | |
| | +-----+
| +--+--|TL431|
o | | +-----+
Aus | 27k C |
o | | |
-Akku --+---+--+-----+------ GND
Die Schaltung lässt sich auch gut mit einem P-Kanal MOSFET nutzen. Bei
Spannungen zwischen 12 und 20V tun es normale MOSFETs mit UGS(max) von 20V,
von 20 bis 36V braucht der einen Spannungsteiler (10k+10k) am Gate, bei
Spannungen zwischen 7.5 und 12V LogicLevel MOSFETs und bei Spannungen unter
4.5V findet sich kein geeigneter MOSFET mehr da der TL431 auch 2V abzwackt,
man braucht den TLV431 der mit einem 2.5V MOSFET bis 3.8V erlaubt. Für noch
geringere Spannungen braucht man einen ICL7665. Die 10k vom Source zum Gate
müssen bei der Mindestspannung den Mindeststrom des TL431 ergeben. Im
ausgeschalteten Zustand halten sie das Gate inaktiv und brauchen keinen Strom.
+Akku --+------------+---+
o | |
Ein | 10k |
o | |S
| +--|I P-Kanal MOSFET wie IRF4905
10k | |
| | |
+---+--91k---(---+-- +Ub
| | |
| | +-----+
| +--+--|TL431|
o | | +-----+
Aus | 27k C |
o | | |
-Akku --+---+--+-----+------ GND
Und wenn sie beim Anstecken des Akkus gleich einschalten soll, kann man einen
Kondensator parallel zum Einschalttaster legen. Damit geht ein Schalter statt
den Tastern. Nach Abschaltung durch den Tiefentladeschutz muss der Schalter
erst wieder ausgeschaltet werden, dann zum wiedereinschalten bei hoffentlich
inzwischen vollererm Akku eingeschaltet werden. Die 100nF sind gegebenenfalls
an den Wert des C anzupassen. Bei mir, ohne C, geht die Schaltung auch ohne
den 100nF reproduzierbar beim Einschalten von alleine an, bei einer Last von
15mA, es reicht wohl die Kapazität über den MOSFET.
/ Einschalter
+Akku --o/ o--+--------+---+
| | |
10k 10k |
| | |S
| +--|I P-Kanal MOSFET wie IRF4905
100nF | |
| | |
+--91k---(---+-- +Ub
| |
| +-----+
+--+--|TL431|
| | +-----+
27k C |
| | |
-Akku --------+--+-----+------ GND
Selbstgebauter Unterspannungssensor mit Hysterese bestehend aus Komparator
und Spannungsreferenz, anpassbar an viele Parameter.
+-----------+---+--------+-- Batt
| | | |
10k 82k | 10k (pull up wenn open collector Ausgang wie LM339)
| | | |
| +---(---(--100k--+
| | | | |
+--10k--+---(--|+\ |
| | | >------+-- Ausgang
| +--+--|-/ Komparator wie 1/4 LM339
| | | |
LM385-2.5 C 22k |
| | | |
+--------+--+---+----------- Masse
Verwendet man ein bistabiles Relais und einen Unterspannungssensor mit active
low, so braucht die Schaltung nur beim Umschalten Strom
/
+Akku --+-o o-+-----+-- +Ub
| : | |
Rel1:Rel2 | bistabiles Relais
| | |
| +-|>|-+ Freilaufdiode
| | |
o | +---+ Unterspannungssensor
AN / +---| | mit aktiv low Reset
Taster o o +---+
| AUS / |
| o |
-Akku --+-----+-----+-- GND
Manche Spannungsregler haben einen shutdown-Eingang, aber oftmals hat der
keine harte Schaltgrenze oder schaltet genau falschrum. Den kann man dann
aber an einen Unterspannungssensor anschliessen.
F.21.13. Verpolschutz
(+) --|>|-- +
(-) ------- -
und eine Verpolschutzdiode mit (ggf. selbstrückstellender PTC Polyfuse)
Sicherung aus irgendwelchen Gründen nicht angebracht ist
(+) ---Sich-+-- +
+-|>|-+
(-) --+-------- -
kann man mit einem 'falschrum' angeschlossenen MOSFET batteriebetriebene
Geräte vor dem verpolten Einlegen von Batterien schützen (aber nicht eine
Schaltung vor dem Entladen ihres Elkos durch absinkende Eingangsspannung).
Zuerst leitet die (eingebaute Body-) Diode, dann schaltet der MOSFET durch
und überbrückt die Diode, wenn die Threshold-Spannung zur Batteriespannung
passt (also bei 3V braucht man MOSFETs mit sehr niedriger Threshold-Spannung
wie IRF7401 (NMOS) / IRF7404 (PMOS), bei 4.5 bis 9V LogicLevelMOSFETs wie
IRL2505, ab 18V wird's auch für normale MOSFETs wie IRF530 (NMOS) oder
IRF9530 (PMOS) zu viel und man muss das Gate mit Spannungsteiler oder
Z-Dioden schützen). Umgekehrt sperrt alles, zumindest bis 20V Spannung.
(+) --------+-------- +
D |G S
(-) --+--NMOSFET--+-- -
| |
+----|<|----+ (Interne parasitäre Diode)
oder als ideale Diode, hier aufgebaut mit einem einfachen Doppeltransistor
als Differenzverstärker im rPi3B https://www.mikrocontroller.net/topic/508603
DMG2503UX
--+--PMOSFET--+-- 5Vout
E| | |E
>|-+--(----|< BCM857BS
| | | |
+--+ +-----+
| |
10k 47k
| |
--+-----------+-- GND
F.22. Transistoren und Dioden
I = Is * ( exp( U / (n*Ut) ) -1 )
Is = Sättigungsstrom ca. 1E-14A
n = Korrekturfaktor ca. 1..2 je nach Diode
Ut = Temperaturspannung = (k * T ) / e ca. 26mV bei 25 GradC
T = Temperatur [K]
e = Elementarladung = 1.6E-19 [C]
k = Boltzmann-Konstante = 1.38E-23 [K/J]
> Sperrstrom verschiedener Dioden
+---------------+-- VCC
| 1N4148 |
+---(--|>|--+--|>|--+ (ev. in OpAmp eingebaut)
| | |
+---(--|<|--+
| | |
Eingang --10k--+--|+\ |
| >-----+-- Ausgang
+--|-/ |
| | |
+---(-------+--|<|--+ (ev. in OpAmp eingebaut)
| |
+---------------+-- GND
oder wird von einer Z-Diode abgefangen, was den Vorteil hat, VCC nicht
anzuheben.
+------------------ VCC
| 1N4148
+---(--|>|--+
| | |
+---(--|<|--+
| | |
Eingang --10k--+--|+\ |
| >-----+-- Ausgang
+--|-/ |
| | | ZD5V6
+---(-------+--|<|--+
| ` |
+---------------+-- GND
Und die forward recovery time unterscheidet schon die 1N4004 von der 1N4007,
aber natürlich auch die anderen Dioden voneinander.
+--------+
|+ |
Last | +
B | Spannungsquelle
--|< NPN | -
|E |
---+--------+
Der einfache Transistor kann den Strom durch eine Last steuern, wenn er in
Reihe zur Last an eine Spannungsquelle geschaltet wird. Erhöht man die
Spannung am Eingang B langsam von 0V auf 1V, so bemerkt man ab 0.5V einen
raschen Anstieg des Stroms durch die Last. Der Transistor sollte den
maximalen Strom der durch die Last fliessen kann aushalten, also 1.5A bei
12V Spannungsquelle und 8 Ohm Last. Und auch den maximalen Verlust von
0.75*6 = 4.5´Watt der bei halber Aussteuerung auftritt. Auch der Strom in
die Basis darf nicht zu gross werden, meist 1/10tel des Stroms durch den
Kollektor, hier also 150mA. Diese 150mA werden schon in der Gegend von 1V
erreicht. Leider kann man die genaue benötigte Spannung nicht angeben,
weil sie von Transistor zu Transistor (selbst bei derselben Typennummer)
unterschiedlich ist, und stark mit der Temperatur schwankt.
Daher verwendet man einen Vorwiderstand, mit dem man den erlaubten
Spannungsbereich zur Ansteuerung des Transistors vergrössert
0-12V +--------+
| | |
74R 8R |
| | Spannungsquelle
+---|< NPN |
|E |
------+--------+
Egal, ob für 150mA Basisstrom nun 0.9V oder 1.1V an der Basis benötigt
werden, hat man nun 150mA Basisstrom recht genau bei 12V am Eingang. So
macht man aus dem stromgesteuerten Transistor einen spannungsgesteuerten.
Er ist zwar vor Beschädigung geschützt, aber auch nicht besonders linear,
so dass diese Beschaltung meist für Digitalsignale, also blosses
Ein-/Ausschalten der Last durch eine Steuerspannung verwendet wird.
Legt man den Widerstand, der den Basis-Emitter-Strom begrenzen soll, an
den Emitter, wird er zusätzlich vom Kollektorstrom durchflossen, daher
gilt dort ein wesentlich kleinerer Widerstandswert. Er zeigt sich am
Eingang durch den Stromverstärkungsfaktor vergrössert.
Der Eingangswiderstand dieser Verstärkers liegt also bei Re*hfe.
Es stellt sich am Emitterwiderstand eine Spannung ein, die ca. 0.7V
kleiner ist, als die Spannung am Eingang. Dadurch kann man mit der
Eingangsspannung also die Spannung am Emitterwiderstand und damit den
Strom durch den Emitterwiderstand und somit recht genau den Strom
bestimmen, der durch den Transistor und die Last fliesst. Weiss man
den Strom durch die Last, kann man den Spannungsabfall an der Last
ausrechnen. Die Eingangsspannung steuert also den Transistorstrom,
der wiederum die Ausgangsspannung an der Last bestimmt. Ist der
Widerstand der Last grösser als der am Emitter, erfolgt durch die Stufe
eine Spannungsverstärkung.
0-12V +--------+
| | |
| 8R |
| | Spannungsquelle
+---|< NPN |
|E |
7.4R |
| |
------+--------+
Bei 6V am Eingang leitet der Transistor. Es fliesst Strom durch ihn
hindurch. Der Strom erzeugt einen Spannungsabfall am 7.4R Widerstand.
Wenn 850mA durch den 7.4R Widerstand fliessen, führt das zu einem
Spannungsabfall von 6.3V. Es verbleiben nur noch 0.7V zwischen Basis
und Emitter. Wenn mehr Strom fliessen will, wird die Spannung zwischen
Basis und Emitter kleiner, der Transistor geht weiter zu und regelt
den Strom wieder herunter. Der Emitterwiderstand bewirkt also eine
Gegenkopplung, die Schaltung regelt den Strom. Wenn sie, wie die
erste Schaltung, aber 1.5A durch die Last fliessen lassen soll, was
bei einer Eingangsspannung von 12V passiert und damit 11.3V am
Emitterwiderstand abfallen, so braucht sie eine Spannungsquelle von
24V, sonst ist nicht genug Spannung für die 8R Last übrig.
Bei 850mA entstehen am 8 Ohm Lastwiderstand 6.8V.
+12V
|
2k
BAS70 |
+--|>|--+-- Ausgang
+--10k--+ |
0V/5V --+ +------|< BSY17/2N2369 (shcnelle golddotierte, PNP 2N5771)
+--22p--+ |E
GND
oder in dem man sie im Linearbetrieb hält
+12V
|
GND 2k
| |
2k +-- Ausgang
1N4148 | |
-5V --|<|--|<|--+--|< BC547
|E
0V/5V --50R-------------+
|
100R
|
-5V
sind ton und toff Schaltzeiten unter 20ns möglich.
+------+-- DD
| |
+---(--+ |
| | | |
GG --+--|I +--|I
| |
R R
| |
+------+-- SS
Um mit kleineren R´s und ohne Selektiererei auszukommen sollte man einen
OpAmp (Achtung: Er muss trotz kapazitiver Last stabil bleiben, z. B.
MC34072/LM6364/AD848/OP279 oder 'per Hand' stabilisiert werden mit extra
Kompensationskondensator C in der Rückkopplung) pro MOSFET spendieren, der
den Spannungsabfall am Stromverteilungswiderstand dieses MOSFETs regelt,
denn solche Schaltungen neigen zum phase lag der durch diese phase lead
Schaltung ausgeglichen wird. Auch diese Schaltung hat allerdings Probleme
bei bestimmten Lasten (wenn der eine MOSFET noch zu wenig Strom zieht,
wird aufgeregelt, dadurch bekommt der andere MOSFET aber weniger Strom und
regelt nach, dann muss der erste MOSFET wieder weniger liefern) und die
Schaltung kommt ins Schwingen. Parallelgeschaltete MOSFETs im Linearbetrieb
sind also immer mit Vorsicht zu geniessen.
+-----------------+-- DD
| |
+--------------(--+ |
GG --+--|+\ | +--|+\ |
| >--+----|I | >--+----|I MOSFET
+--|-/ C |S +--|-/ C |S
+--------+--R--+ +--------+--R--+
| |
R R
| |
+-----------------+-- SS
F.22.1. MOSFET Treiber
VCC -----------
Ausgang
+---
|
uC ----+--|I N-Kanal LogicLevel MOSFET (2.7V Typen falls der uC mit 3.3V versorgt wird)
| |S
47k |
| |
GND ---+---+
Wenn aber der MOSFET an einem bipolaren OpAmp Ausgang hängt, oder an einer
Transistorschaltung dessen Versorgungsspannung abgeschaltet sein kann obwohl
die vom MOSFET geschaltete Spannung vorhanden ist, kann es sein, daß der
bipolare Ausgang hochohmig ist und der MOSFET doch nach einger Zeit
halbleitend durchschaltet, also auch in dem Fall kann so ein Widerstand vor
Schaden bewahren. Bei CMOS-Ausgängen leitet die Schutzdiode eventuell
entstehende höhere Gate-Spannungen dann an die ausgeschaltete Versorgung ab.
VCC ------+-------
|
1k +--- Ausgang
| |
+--|I N-Kanal MOSFET
| |S
uC --1k--|< | (als Transistor tut's ein BC547 oder ähnlich)
|E |
GND ------+---+
Ein P-Kanal MOSFET trennt die Verbindung nach Plus auf. Er schaltet ein, wenn
der Microcontrollerausgang HIGH ist:
VCC ------+---+ (9 bis 15V, bei 5V bis 9V einen LogicLevel MOSFET verwenden)
| |
1k |
| |S
+--|I P-Kanal MOSFET
| |
uC --1k--|< +--- Ausgang
|E
GND ------+-------
und wenn die Betriebsspannung höher als 15V ist hilft diese Schaltung:
VCC ------+---+ (15V bis so viel wie die Transistoren aushalten)
| |
1k | (470 Ohm für LogicLevel P-Kanal MOSFET)
| |S
+--|I P-Kanal MOSFET
| |
uC ------|< +--- Ausgang
|E
430R (270 Ohm bei 3.3V uC)
|
GND ------+-------
Wenn man jedoch schnell umschalten will (und das will man wenn man oft
schaltet, denn beim Umschaltvorgang entstehen sonst die grössten Verluste,
allerdings erst bei Frequenzen jenseits des Audiobereichs), benötigt man mehr
Strom zum Umladen der Kapazitiät des Gates des MOSFETs. Bis zu mehreren
Ampere wenn man mit Megahertz umschalten will. Die diskrete Schaltung ist
eher aufwändig:
VCC ----------o-----------. (9 bis 15V)
| |
.-. | BC337
1k | | |/
| | .----| |
'-' | |> ||-+
| | | ||<-
o----o o-------||-+ N-MOSFET
BC547 | | | |
___ |/ | |< |
in --|___|--| '----| |
1k |> |\ |
| | BC327 |
GND ----------o-----------o----------'
VCC ----------o-----------o----------. (9 bis 15V)
| | |
.-. | BC337 |
1k | | |/ |
| | .----| |
'-' | |> |
| | | |
o----o o-------||-+ P-MOSFET
BC547 | | | ||>-
___ |/ | |< ||-+
in --|___|--| '----| |
1k |> |\
| | BC327
GND ----------o-----------'
VCC ----------o-----------o----------. (15 bis 40V und mehr wenn ausreichende
| | | Transistoren verwendet werden)
.-. | BC337 |
1k | | |/ |
| | .----| |
'-' | |> |
| | | |
o----o o-------||-+ P-MOSFET
BC547 | | | ||>-
5V |/ | |< ||-+
in ---------| '----| |
0V |> |\
| | BC327
.-. |
| | |
470 Ohm | | |
'-' |
GND ----------o-----------'
F.22.2. MOSFET Gate Widerstände
F.23. Das KFZ-Bordnetz
E-01 Langzeit Überspannung
E-02 Transiente Überspannung
E-03 Transiente Unterspannung
E-04 Jumpstart (26V oder 27V für 1 Minute)
E-05 Load Dump (27V oder 32V je nach Hersteller für 50ms oder 300ms)
E-06 Überlagerte Wechselspannungen
E-07 Langsames Absenken/ Ansteigen der Versorgungsspannung
E-08 Langsames Absenken/ schnelles Ansteigen der Versorgungsspannung
E-09 Resetverhalten
E-10 Kurze Unterbrechung
E-11 Startimpuls
E-12 Spannungsverlauf mit Generatorregelung
E-13 Unterbrechung Pin
E-14 Unterbrechung Stecker
E-15 Verpolung
E-16 Masseversatz
E-17 Kurzschluss Signalleitung
E-18 Isolationswiderstand
E-19 Ruhestrom (ein Steuergerät darf höchstens 0.5mA im Standby aufnehmen)
E-20 Durchschlagsfestigkeit
E-21 Rückspeisung
E-22 Überströme
Die LV-124 hilft aber wenig, wenn die Störung zwischen Batterie und
Verbraucher ist und z. B. ein Relais, wie im Auto üblich ohne Freilaufdiode,
eine hohe Gegen-EMK verursacht.
Wackelkontakt
+B ------//-------+--------+
| |
Relais Verbraucher (weniger Strom als Relais)
| |
Masse -------------+--------+
1N4004 +-------+ LV 124-1 E-11 "normal"
+B --|>|--+--|MIC2950|--+-- 5V 150mA
| +-------+ |
47uF | 1uF
| | |
GND ------+------+------+--
1N4004 +-------+
+B --|>|--+--|TLE4274|--+-- 5V
| +-------+ |
47uF | 22uF
| | |
GND ------+------+------+--
Als lineare Spannungsregler wären auch LM2940, MIC29150, MIC29151, MIC29152,
MIC29153, MIC29300, MIC29301, MIC29500, MIC29750, MCP1792/3, LM317HV,
TLE42754 verwendbar, Infineon hat TLS805/TLS810/TLS820 und TLS850.
MAX6791–MAX6796 macht 2 x 150mA und überlebt bis 72V.
Für höhere Ströme gehen Schaltregler, bis 5A tut es ein TPS54560-Q1 sehr gut,
ein automotive Schaltregler mit internem MOSFET bis 60V, er verursacht eher
EMV Probleme. Oder MAX5098A (2A dual) oder LM5007 (0.7A) oder XL7005A (0.4A
5W) XL7015 (0.6A 1.25-20V), vertragen alle 80V am Eingang.
+----------------+
| |
+--Drossel---+------+-----+--R--+----+----|<
| | | | | | |E
| | | | | 100nF |
| | | | | | |
12V --|>|--+--|<|--+ Transil 220uF 100nF TL431--+--R--+----+--- +5V
| | | | | | | |
| | | | | R 100nF 220uF
| | | | | | | |
---------------+----+------+-----+-----+----+-----+----+---
MegaSquirt/MicroSquirt verwendet (auch mit LM2937-5.0 mit 33uF und 1N4001)
+------|<|-------+
| SS12 |
SS12 | +----------+ |
+12V --+--|>|--+---+--|LM2940-5.0|--+---+-- +5V
| | | +----------+ | |
V68MLA1206NH 22u 22V1W | | 100nF 22u
| | | | | | |
GND ---+-------+---+-----+---+------+---+--
Der CS8190 schlägt im Datenblatt das vor (verträgt aber auch kurz 60V):
--|>|--3R9--+----+-----+--
1N4005 _|_ | |
ZD50/_\' 100n 2000uF
500mW| | |
GND --------+----+-----+--
Von Jonathan Strobl 03.04.2015
12V --|>|--+-----+---+--------+
UF5408 | | | |
3k 3k | |
| | |E |
+-13k-+--|< BC557 |S
| +--20R--|I IRF9630
| | |
ZD12 3k +-----+---- nicht mehr als 15V
| | | | +
| | 100nF 1000uF
| | | |
GND -------+---------+--------+-----+----
Bereits Leuchtdioden in der simplen Schaltung LED + Vorwiderstand können
durch die oben genannten Störimpulse zerstört werden, erfordern also so was
um vor Überstrom durch Überspannung und negative Spannung geschützt zu sein,
was gleichzeitig die Spannung stabilisiert damit die LED trotz schwankender
Bordspannung gleich hell leuchtet (auch mit 6V8 1.3W Z-Diode):
UBat --180R--+--180R--+
| |
Transil P6KE6.8A LED (3.6V 20mA nominal)
| |
Masse -------+--------+
Als Widerstand ggf. impulsfeste wie CRCW-HP von Vishay/Draloric.
+-|>|- +5V
|
Eingang --10k--+----+--1k--| CMOS-Eingang
| |
10nF +-|<|- GND
|
GND
wobei die Eingangsschutzdioden des CMOS-ICs meist als Dioden ausreichen,
ansonsten bietet sich die BAV199 oder BAS40 an. Erst wenn nicht bloss 12V
Schaltzustände, sondern mehr Strom (oder sich schnell ändernde analoge
Messwerte) über den Eingang hereinkommen sollen, wird es komplizierter. Für
den Übergang in einen explosionsgeschützen Bereich gibt es die Zenerbarriere
Feedback
---R--+
|
\ |
>--+--Elko--10uH--+-----+
/ | o
10nF Klinke
| o
GND -----------------+-----+
F.24. Schaltregler
| | hoher Peak-Strom = Schaltzeit der Diode
| |
/| /| vertikaler Versatz = ESR (effektiver bei Schaltfrequenz)
/ | / |
/ \ / \ Schräge = Ripple = effektive Kapazität (bei Schaltfrequenz)
/ \ / \ etwas überlagert mit Spannungsabfall durch Strom am ESR
\ | \
\| \ abklingende Sinusschwingung = Klingeln auf Eigenresonanz
|
| überstehende Nadeln = Streuinduktivität
Trafos in Flusswandlern brauchen einen möglichst verlustarmen, 'steifen' Kern
mit hoher Permeabilität zur besten Kopplung der Wicklungen mit niedriger
Streuinduktivität. Trafos in Sperrwandlern (Flyback) und Spulen in Buck (auch
Ausgangsspule Flusswandler) oder Boost-Reglern speichern die Energie im Kern,
und dazu braucht der Kern einen Luftspalt. Man nimmt also entweder einen
E-Kern oder Schalenkern oder den distributed Gap im Ringkern. In
Ausgangsfiltern werden gerne Stabkerne verwendet, da der durch sie
hindurchfliessende Strom ja möglichst sowieso Gleichstrom sein soll, und sie
die Konstruktion von Spulen mit besonders geringer Wicklungskapazität
erlauben (zwei Drähte parallel aufwickeln, den zweiten danach wieder
entfernen, dadurch Abstand der Windungen), um Hf bestmöglich zu dämpfen.
> Ringkerns.
> Die Induktivität bestimme ich ja über den Al-Wert eines Ringkerns
> zusammen mit der Windungszahl. Aber wie sieht das mit de Sättigung aus?
> Ein Ringkern soll ja möglichst nicht in die Sättigung geraten, somit
> muss ich dies doch bei der Auswahl eines geeigneten Ringkerns
> berückstichtigen, oder etwa nicht?! Ich habe nämlich nirgendwo Angaben
> zur Sättigung gefunden...
U --+--+-----+
| | |
R C S
| | |
+--+-|<|-+
|
-|<
|
Angenommen die Spannung U beträgt 300V.
Angenommen der Strom I durch die Spule S beträgt max. 1A.
Angenommen die Streuinduktivität L beträgt 5uH (man misst sie, in dem man auf
Sekundärseite Kurzschlussbrücken statt Bauteile einsetzt, und die Impedanz
der Primärwicklung misst).
Die in der Steuinduktivität reflektierte Energie ist dann 0.5*L*I*I = 2.5uJ
Angenommen der Sperrwandler arbeitet mit 100kHz. Dann gibt es 100000 mal
pro Sekunde diese 2.5uJ, also 100000*0.0000025 = 0.25W
Wenn der Schalttransi maximal 400V aushält, darf die Spannung an RC nicht
über 100V steigen. Damit 0.25W bei 100V in R verbraten werden braucht man
(100*100)/0.25=40000 Ohm. Die Zeitkonstante der RC-Kombination sollte das
10 - 30 fache der Schaltfrequenz sein. Jene hat bei 100kHz eine Periode von
10uS, also nehmen wir eine 20fache Zeitkonstante von 200us = R*C. Bei
40k Ohm braucht man dazu 5nF. Überdimensionieren muss man nicht, da die
Schaltung effizienter arbeitet als in dieser Berechnung zu Grunde gelegt.
12V --F1A--+-R1-+-+-+ +---+-330uH-+---+----+-- Nokia 3210
| | | | | | 09P | | |
+-6----1-7-8--2+ | R2 560R |
| | | | | |
| MC34063 5--)-------+ | 220uF/16V
| | _|_ | | |
+--3--------4--+ /_\ 1k LED |
1nF | |1N5818 | |K |
GND --------+--------+-----+-------+---+----+-- GND
Als Ersatz für uneffiziente 7805/7812 an mehr als 12V/24V nimmt man so was
wie den LM2675 (Platine im Datenblatt) oder MP1583 (3A/23V 90% effektiv).
Braucht man nur 0.5A, nimmt man besser den LM2671, weil ein Schaltregler den
Strom in Impulsen aufnimmt, und bei dem kleineren dann die Impulse nicht so
heftig sind. Reichen 200mA tuts der MAX639. Dadurch kommt man mit einer
schwächeren Spule und einem kleinerern Elkos zum Filtern aus. Die
Strombegrenzung ist bei diesen einfachen Reglern ja fest eingestellt und
nicht durch einen externen Widerstand dimensionierbar. Also bei diesen
AllInOne Reglern ohne Widerstand zum Einstellen der Strombegrenzung immer den
gerade angemessenen Schaltregler-IC nehmen, die Berechnungssoftware sagt i.A.
schon, welcher passt. Beim LT1173/1174 ist die Strombegrenzung einstellbar.
LM5022 ist für höhere Spannungen und höhere Ströme dank externem MOSFET.
1:10
+----------------Spule--|>|--+--+-- +180V
| | STTH1R04| |
| +-----------+ | |
| | +-----+ | | |
| +--|8 1|--+ 700k |
| | | | |
+--------|7 5|-------------+ |
| | | | 1uF
R33 | 3|-------+ | |
| | | | 4k7 |
+12V --+--------|6 2 4|--+ 680p | |
| +-----+ | | | |
Elko | | | | |
| | | | | |
GND ---+-----------+-----+----+-----+--+-- GND
Ebenso soll man mit einem NE555 per Spannungs- und Stromregelung auf 400V
kommen, durch Anpassung der Spule (Sättigungsstrom, achte auf ausreichende
Güte) und des 15R Widerstands und der ZD400 Z-Diode auch an andere
Spannungen anpassbar, bei deutlich mehr Strom wird auch ein anderer
Schalttransistor benötigt.
(50mA) (90mA)
+9V ----+------+--15R--+--10mH--+
E| | | 09P |
BC557 >|-----)-------+ |
| | | ZD400
+------)-------10k------)--|>|--+
| |VCC | ´ |
| +--------+ | UF4007|
+--|TRG OUT|--1k5--+ +--|>|--+--4M7-- Geiger-Müller-Zählrohr (<1mA)
| | TLC555 | | | |
+--|THR DIS|-------+--|< |
| +--------+ MPSA44 |E 47nF/630V
100k |GND | |
| | | |
GND ----+------+----------------+-------+-------
Will man an einen Schaltregler eine Ausgangsstrombegrenzung nachrüsten, tut
es oft (Maximalstrom ändert sich etwas mit Temperatur des PNP):
-|>|--+---------+
| |
| shunt für 0.7V bei Nennstrom
E| |
PNP >|--100R--+--+--o
| | |
| R1 |
| | |
FB --+---------+ C Ausgang
| |
R2 |
| |
GND ------------+--+--o
Für Netzspannung gibt es die current mode controller UC384x/38C4x = LT124x,
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8039-D.PDF guter Nachfolger UCC3802
und NCP1200, noch kompakter ICE2Axxx von Infineon oder FSDH321 ff. oder
FSEZ1317A und FSQ0365 von Fairchild, höher integriert SG5842/5842JA (SO8),
mit FRequencyJitter ChipRail CR6842T, ganz modern SG6848/SG6849/SG6858 (SOT26
Fairchild) und R7731 (SOT23-6 Richpower), SG5701/SG5848/LD7535/LD7550
OB2262/OB2263 CR6853 (alle ähnlich und SOT23-6, SO8, DIP8) OB2532 (OnBright,
SOT23-6) OB2278/OB2279 (SO8, DIP8) CRE62269 (DIP8/SO8) und TDA4605(-3) für
Sperrwandler, MAX1856 ist ein UC3842 ab 3V für negative Ausgangsspannungen,
bzw. die voltage mode controller SG3525 und TL494=KA7500B/TL598 für
Flusswandler. Um aus einer oder zwei Batteriezellen eine konstante Spannung
zu machen, gibt es MCP1640 (Microchip, Reichelt -.55) TPS610xx, UCC3941 (TI),
LT1073/1173/1300/1613 (Linear), MAX631 (Maxim), die in SOT23 und SOT89
verfügbaren A7530 und S8353 und andere. Der NCP1400 von http://www.onsemi.com/
geht gar bis 0.2V runter, L6920 ab 0.6V.
TLV62565, MP2105, RT8096C, G5728, APW7104, SY8009A, FP6161, FP6367, EML3023, EUP3010, AME5253, AX3702, AX3503, AX3513, AX3701, LA8013, IT77103, AUR9713, iD8212, YB1680, LT3406, MA5001, MA5003, MA5005
RT8020, G5699, FP6167, FP6382, SY8020, AX3515, AX3604, AX3771, MA6001
MP2109, FP6168, AX3515A, EUP3020, EUP3419, IT77117, LT3407, MA6002
SY8121B, AX3811A, AX3821, FR9885, MA5201
MP1482, ACT4060A, G5792, G5793, G5794, G5795, FR9886, RT8290, FP6168, EUP3482, LA8509A, APW7302B, EML3220, AME5269, YB1692, YB1693, IT76620, P1482, AX3482, MA5601
AX3051, AX3050, CN4512, AME5244, MA5602
MA5605, SG92A3, MA5604
AP2406, AP3417C, APS1086, APE1501, AX3503, NCP1529, SY8009A
AX3050, AX3051, CN4512, MA5606
MP1482, ACT4060A, G5792, G5793, G5794, G5795, FR9886, RT8290, FP6168, APW7302B, EML3220, AME5269, YB1692, YB1693, MA5611
CN4513, CN4514, MA5609
AX3070, AX3071, MA5620
AAT1316A, AT1313, AT6732, SY7201A, EUP2586, EUP2530, AAT15071, AX2016A, FP6745, LA8305CD195, MA2001
RT9284B, RT9285B, EMD2095, AX2016B, FP6737, LA8305CD250, MA2001B,
RT9293B, EUP2539, AX2012, AT5162, G5138, MA2001
RT9284A, AME5140, EUP2570, AX5511, MA2003
MA2004A, FP6291, LA7001, MA2004
AX5523, MA2009
+12V --+-------+ +---+--- Spannung für Last
| | | |
R +-----+ R | Widerstand je nach Last, induktionsfrei
+----| | | |
R +-|NE555|--|I | NMOSFET BUZ10 oder so
+--+-| | | |
C +-----+ | R Widerstand für Grundlast, induktionsfrei
| | | |
GND --+-------+------+---+--- GND
Leiterplattenlayouttipps:
F.24.1. KFZ 'Netzteile'
+12V -------------+----100uH/22A-----+---|>|---+----+-- +24V/10A
| | MBR2545 | |
+---------------+ | | |
| VCC Comp|---+---+ | 21.5k |
| | 22k 1n | | |
+---+---|Vref FB|---+---+--(---------+ |
| | | UC3843 | | | 4700u
| 22k | OUT|---------|I IRF1405 | |
| | | | |S | |
100n +---|RC Sense|---+--1k--+ 2k5 |
| | | GND | | | | |
| 1n +---------------+ 100p 0.047R | |
| | | | | | |
--+---+-----------+-----------+------+---------+----+-- GND
und als Step-Down geht es so:
.--------------o-----------------------o-------o----o----------.
| | _|_ | + | |
| | /_\ ### .-. |
| | (Dieter Wiedmann) | --- | | |
| | | ___ | | | R7 |
| | o--UUU--o '_' |
| .----------. | | | |
| | Vcc(7) | ||-+ | | o +
| | | ___ ||<- | | max. Vin-1V
| | Out(6)|------|___|----||-+ | | PNP o -
| .--|Ref(8) | ___ | | >| BC557 |
+ o | | CS(3)|----------o-|___|-o | |--. |
10-20V | | Comp(1)|--o---. | | | /| | |
- o | | | | | | | | | | |
| .-. | | .-. | | | | | | |
| | | | UC3843 | | | --- | .-. '----(----o-----'
| | | | | | | --- --- | | R5 |
| '-' | | '-' | --- | | .----o
| | | | | | | '-' | |
| o--|RC(4)FB(2)|--o---o---(-------(-------' .-.
| | | GND(5) | | | | | Ufb*(Vout-0.7)/R7
| --- '----------' | | | |
| --- | | | '-'
| | | | | |
'-----o--------o---------------o-------o------------'
Der Shunt R5 führt zu 10% Verlust, also vielleicht ein Stromwandlertrafo
oder einen OpAmp oder eine vorgespannte Diode auf dem Weg zu CS einbauen.
Wenn's einfach sein soll (aber wegen nicht festlegbarer Strombegrenzung
kaum als Laptop-Netzteil geeignet), bietet sich bis 60W der teure LT1270
bzw. LT1270A an (bei Elpro für 9.50 / 16 EUR, Datenblatt und Bauteil
Berechnungssoftware bei https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/)).
Bat --+-L-+--+-L1-+-|>|-+--+--+-- ca. 60 Watt
| | | | | | |
| | +---------+ R1 | |
VDR C1 | LT1270x |-+ C2 Grundlast
| | +---------+ | | |
| | | | R2 | |
| | +-Rc-Cc-+ | | |
| | | | | |
GND --+---+--+----------+--+--+-- GND
Das Ding läuft bei mir problemlos auf Lochraster, sprengt aber billige Elkos.
Achtet beim Nachbau auf den benötigten niedrigen ESR-Wert der Elkos.
Elpro hat 10A Speicherdrosseln mit 30uH, 68uH und 100uH für ca. 5 EUR.
Spendiert aber eine KFZ-Schutzschaltung am Eingang, um den Regler vor
dem verseuchten Bordnetz zu schützen (und das Radio vor'm Schaltregler).
Um Rc/Cc an die verwendeten Bauteile und das Layout anpassen zu können,
benötigt man ein Oszilloskop und eine geschaltete Last (Widerstand und
PowerMOSFET an NE555) oder eine elektronische Last (deren Verhalten auch
mit einem Oszilloskop vorher überprüft und Cx angepasst werden sollte).
Appendix B von AN25 von https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/)
Vin(24V) --o/o-----+--------L-------+--+--+-- Vout
: | | | |
: | +---C1---+ R3 | |
: | | | | R1 |
: _|_ +-C2--R2-+ C3 | |
: /_\ | | | | C
+-----+ | | /-|--+--+--+ |
|Contr|---(----+--< | | |
+-----+ | \+|- VRef R4 |
| | |
GND ---------------+-------------------+--+-- GND
Die Resonanzfrequenz von L und C macht einen Doppelpol, sagen wie bei 3,9kHz.
Bei dieser Frequenz beginnt die Phase abzufallen, und genau da muss man mit
dem Regler entgegenwirken.
Deshalb setze ich aus Erfahrung die Nullstellen leicht darüber bei 4,6kHz.
Aufpassen muss man, dass keine "conditional instability" (also kreuzen der
0dB Linie vor dem eigentlichen Crossover) auftritt.
Bei 24V Eingangsspannung hat jeder 1.2V VRef Buckconverter einen DC-Gain von
G0 = 20log(24V/1.2V) = 26dB
Die Reglerbandbreite lege ich auf 40kHz fest. Daher muss die Open-Loop
Übertragungsfunktion bei der Resonanzfrequenz eine Verstärkung von
GD = 20log(3800/40000) = -26dB
haben. Der Regler muss einen DC-Gain (ohne Integralanteil) von -6dB (die
Differenz) haben.
R1 habe ich auf 18k festgelegt. Für -6db muss daher R2=9k sein. Die
restlichen Parameter erhält man aus der Übertragungsfunktion des Regler:
R1+R3 (s+1/(R2*C2)) * (s+1/(C3*(R1+R3)))
GC(s) = -------- * ------------------------------------------
R1*R3*C1 s * (s+(C1+C2)/(R2*C1*C2)) * (s+1/(R3*C3))
Wenn man so beginnt macht man Anfangs nichts falsch. Wenn es doch instabil
sein sollte, Bandbreite mal auf weniger festlegen. Das ein Regler in einem
Schaltnetzteil durch Messung (z. B. Vanable) der Übertragungsfunktion (bei
allen Extrembedingungen) kontrolliert werden soll, sollte klar sein.
+---R2----+--o Last
| |
NE555--|I MOSFET R1
|S |
GND----+---------+--o
Richtig über alle Frequenzen misst man mit dem BODE100
+12V
|
+------(---------R------------+--o Last
| | |
Poti----|+\ |
| | >--+--R6---+--------|I PowerMOSFET
| +--|-/ | | |S auf KK
| | | Ci |BC547 |
| | | | >|--100R--+
| | | Rp E| |
| | | | | |
| +---(----+--Rx---(---------+
| | | |
| | | Shunt
| | | |
+------+------------+---------+--o
Poti zum Einstellen des Nennstroms, R6 kann das Regelverhalten bei bipolaren
Transistoren verbessern und ist bei MOSFETs zur Verhinderung des Oszillierens
der Gate-Leitung im Analogbetrieb sinnvoll. Der Shunt wird so ausgelegt, daß
bei voller Einstellung des Poti der maximale Strom fliesst, üblich sind
Spannungen unter 0.5V wegen dem BC547. Rx, Ci, Rp kompensieren eventuelle
Instabilitäten obwohl der Transistor eigentlich nur ein Spannungsfolger ist.
Rx kann mit 10k angesetzt werden, Ci muss man ausprobieren bis die Schaltung
schnell regelt ohne zu schwingen. Als OpAmp reicht ein single supply OpAmp
wie LM324 bei geringen Genauigkeits- und Geschwindigkeitsanforderungen. Bei
MOSFETs sind OpAmps von Vorteil, die hohe kapazitive Lasten treiben können,
wie MC34071/34074. Bei OpAmps, die nicht nahe an ihrer negativen
Versorgungsspannung messen können, wie uA741 und TL074, ist eine zusätzliche
negative Versorgungsspannung notwendig. Und bei Bipolartransistoren sollte
zumindest ein single supply OpAmp verwendet werden der unter 0.7V am
Ausgang kommt.
Oszillator elektronische Last
12V -+-------+-----R7-----o o--R5----------------------+--o Last
| | \ |
| | o (0.4V max.) |
R1 +---)--R3--+ | |
| | | | Poti----|+\ |
+---+--|+\ | | | >--+--R6--+--------|I PowerMOSFET
| | >----+--|>|--)--+--|-/ | | |S auf KK
R2 +--|-/ | | | Ci |BC547 |
| | | | | | | >|--100R--+
| +---)--R4--+ | | Rp E| |
| | | | | | | |
| | | | +--------+--Rx--(---------+
| | | | | |
| C | | | Shunt
| | | | | |
GND -+---+---+--------------+------------------+---------+--o
Rx/Ci für den Integralanteil/Rp für den Proportionalanteil muß man auf
optimale Regeleigenschaften auslegen,
https://www.mikrocontroller.net/topic/400477?goto=4625899#4625899
sonst versaut einem die Schaltung die Messergebnisse. R6 ist notwendig
bei OpAmps die keine hohen kapazitiven Lasten vertragen und macht bei
bipolaren Transistoren die Steuerkurve proportional zum OpAmp Signal.
Es lohnt sich ein OpAmp wie MC34071, der nicht bloss kapazitive Lasten
treibt sondern zusätzlich Offsetkorrektur besitzt damit die Schaltung
sicher auf 0 (Reststrom des Transistors) runterregeln kann.
Der NPN Transistor verhindert Überstrom wenn man die Last anklemmt, da der
OpAmp zu Beginn voll aufgesteuert ist. Wenn der Transistor eingreift,
liegen 0.7V am Shunt, den Strom sollte der PowerMOSFET kurzzeitig
aushalten. Der OpAmp regelt vor allem bei schlecht ausgelegtem Rx/Ci/Rp
langsam nach, der Maximalstrom sollte zu unter 0.4V am Shunt führen, damit
der NPN nicht die korrekte Regelung beeinflusst, andererseits nicht weit
unter 0.4V weil sonst der MOSFET für den Kurzschlussfall deutlich
überdimensioniert sein müsste.
F.25. Motoren & Dimmer
+------------------------+---+------------ +U (stabil) ----------+
| | | 1N4148 |
| +--------+ | | +-----+-- +U (maximalstrombegrenzt) --|>|--R--+ Vorwiderstand je nach Spannungsdifferenz zur Z-Diode
10k | | | | | | | beachte Strom durch Rv, der muss geliefert werden können
| | 10k 10k | | Motor oder Glühlampe |
+--+--|+\ | | | | | |
| | >--+ | | +-|<|-+ Freilaufdiode |
| +--|-/ | | | | |
| | LM358 10k v --10k--+--|+\ | |
| | | | | >--Rv--|< NPN oder NMOSFET ZD9V1 |
| +--------+------------(--|-/ |E oder S +--|>|--+
| | | | | | |
10k 470nF 10k | | | 100u
| | | | | | |
+-----------+------------+---+---------+-- GND --+-------+
oder mit präziserer Einstellbarkeit
+------------------------------------------------+---+------------ +U (stabil, ggf. wie oben erzeugt)
| | |
| +--4k7--------------------+ | | +-----+-- +U (maximalstrombgerenzt)
| | | | | | |
10k +--10k---+ | 10k | | Motor oder Glühlampe
| | | | | | | |
| +--|+\ | | | | +-|<|-+ Freilaufdiode
+----|+\ | >--+--47k--+--100n--+ | | |
| | >--+--|-/ | | v --10k--+--|+\ |
| +-|-/ | +--|-\ | | | >--Rv--|< NPN (auch Darlington) oder NMOSFET
10k | | | >--+-----------(--|-/ |E oder S
| +-------+-------------------|+/ | | |
| LMC6484 10k | |
| | | |
+------------------------------------------------+---+---------+-- GND
oder nur von 1% bis 99% regelbar, dafür lässt sich der NE555 rücksetzen wenn
zu viel Strom fliesst.
+--100kPoti--1k---+--+---------+-- +Ub (keine Strombegrenzung)
| | | | |
1k | 10k | Motor oder Glühlampe
| | +-----+ | | |
+-|<|-+--|7 8|--(--+---|<|---+ Freilaufdiode
| 1N4148 |NE555| | | |
+--------|2 4|--+ 100uF |
| | | | | |
+--------|6 1 3|--(--(--100R--|< NPN (auch Darlington) oder NMOSFET
| +-----+ | | |E oder S
| | NPN >|-(--+--1k--+
47nF (1kHz) | E| | | |
| | | | 1nF Shunt (für 0.5V bei Nennstrom, ab 0.7V wird abgeregelt)
| | | | | |
+-----------+-----+--+--+------+-- Masse
noch einfacher wenn diese 1-99% reichen durch invertierenden CMOS MOSFET
Treiber mit CMOS Hysterese und Schmitt-Trigger und eingebauter UVLO
Unterspannungsabschaltung, hier für LogicLevel MOSFET der UCC27518, per
ENable auch abschaltbar:
VCC VCC VCC
| | |
| | Last
| | |
| +--------+ +---+
+--|EN | | |
|UCC27519|--|I |
+---------|In- | |S |
| +--------+ GND |
+--|>|--+ | |
| | GND |
| 100kPoti--------1k-----+
| |
+--|<|--+
| 1N4148
C (anpassen an Frequenz)
|
GND
Auch der UC3842 kann eine PWM sogar mit Abschaltung bei Überstrom, auch als
Soft Start geeignet, hier für 230V Gleichspannungsmotoren:
+---------------+--+---------- +Ub
| | |
| +----(--(--10k--+
| | | | |
| | +------+ |
1kPoti<--18k--+--|2 3|-----+-- out
| | |LMC555|
| +--|6 4|--+
| | +------+ |
| 1uF | 100nF
| | | |
+----------+-----+------+----- Masse
Hier PWM mit 10A Vollbrücken-Leistungsstufe für Vor- und Rückwärtslauf, mit
VNH2SP30 bis 14A Dauerstrom, 30A Spitzenstrom und 20kHz PWM:
out+----+in
+---------------+------+--+--|7809|----------+-----------+-- +18V
| | | | +----+ | |
1k | | | | | |
| +--------+ | 0.1u | DHVS| |
100kPoti--+--|DIS | | | | +--------+ |
| | | RESET|--+ +-----+ +--|IH1 ST|- 100uF
+--|<|--+ | | | | | | |
| 1N4148 | OUT|-----(--+-------+--|IL2 |--+ |
1k +--|TRIG | | | | BTS7741| | |
| | | | | +--|\ +--|IH2 | (M) |
+-------+--|THRE VC|--+ | | | )o-+ | | | |
| +--------+ | | +--|/ +--|IL1 |--+ |
0.1u | 0.1u | CD4001 +--------+ |
| | | | SL1| |SL2 |
+--------------+-------+--+----------------+--+----------+
Hier eine einfache 1-99% PWM-Erzeugung per Schmitt-Trigger, braucht aber eine
ausreichend hohe Versorgungsspannung damit Ausgangsspannung +
Diodenspannungsabfall auch im schlechtesten Fall noch unter/über der
Schmitt-Trigger Schaltschwelle liegt und linear genug bleibt.
CD40106
+--|>o--------+--|>o-- PWM
| |
+--|>|--+ 1k
| | |
| 100kPoti--+
| |
+--|<|--+
| 1N4148
C (anpassen an Frequenz)
|
GND
Die LM339 Schaltung verwendet eine auf 5.1V geregelte Versorgungsspannung,
die heruntergeteilt auch als Referenz für Unterspannungsabschaltung und
Überstromabschaltung dient.
U1 ist der Oszillator, U2 die Unterspannungserkennung, U3 der MOSFET-Treiber
und U4 die Überstromabschaltung. So eine Schaltung ist in chinesischen
Elektrospielzeugautos drin.
Die Schaltung hat aber die unangenehme Eigenschaft, falls die
Versorgungsspannung vom IC abfällt, Vollgas zu geben.
Bei 24V Versorgungsspannung ist der 270 Ohm Widerstand grösser zu wählen, der
27k Widerstand auf 68k zu erhöhen damit nicht mehr bei 9.88V sondern bei 19.23V
abgeschaltet wird, und der gepunktete 1k einzusetzen.
+-----------+---+-------------------+--------+----270R----+----------+-- +12V
| | | | | | |
10k 1k | | | | |
| | | | | | |
| +---10k--+ | +--------(--------(--------+---+ Motor
| | | | | | | | | |
+--+--|+\ | | | 4k7 | 1k +---|<|----+ Freilaufdiode
| | >--+ | | | | | | |
| +--|-/ | | | | | +--|< BC338 |
| | 10k | 27k 10kPoti--+--|+\ | |E |
| | | | | | | | >------+ +---------|I NMOSFET
| +--------+---(----------(--------(----(--|-/ | |E |S
| | | | | | LM339 +--|< BC328 |
| | | | | | : | |
10k | | +--|+\ | | /+|-----(---(--+--1k5--+
| | | | | >--)----+---< | : | | |
| 100nF +----+--1k--+---(--|-/ | \-|--+ : | | |
| | | | | | | | | 1k | 100nF Shunt (0.25V/Überstrom)
| | | +--1k--(---(--------(----------(---+ : | | |
| | ZD5V1 | | | | | | : | | |
| | | 47uF 100n 10k 4k7 | 100R : | | |
| | | | | | | | | : | | |
+--+-------+----+------+---+--------+----------+---+--+---+--+-------+-- GND
Eine PWM mit Strombegrenzung (Motorüberlastschutz) geht auch per UC3843 ab 9V:
+------+
+---|8 |
| | |
+---|1 6|-- out
| | |
R |UC3842|
| | |
+---|4 |
| | 5 2 3
C +------+
| | | |
+-----+-+-+-- GND
+12V ----+-----+-------+
| | |
| 1k (M) Motor
| | |
| +--|>|--+
langsam | |E |
5kPoti---|< PNP |
schnell | | |
| +------|< NPN Leistung z.B. BD140
| |E
GND -----+-------------+
PWM Innenlichtdimmer ohne grosse Verlustleistung am MOSFET (der Rail-To-Rail
OpAmp erlaubt es, daß die Spannung am 47uF Elko sich komplett entlädt, also
bis auf VCC an den Eingängen stiegt ohne Fehlfunktion. Verwendet man einen
LM358 der nur bis 3V an VCC misst, muss ein Widerstand vom Eingang nach GND
der mit dem 1M einen Spannungsteiler bildet der über 2/3 VCC aber unter VCC-3
ergibt):
+---------------+-----+---+-----+-47R-+-- +U
| | | | | |
10k +--10k---+ | | | | |
| | | 47uF 1M | 100uF Lampe
+--+--|+\ | | | | | |
| | >--+ | | | | |
| +--|-/ 10k +-----+--|-\ | |
| | TS912 | | | >---(----|I NMOSFET
| +--------+---(--------|+/ | |S
10k | | | | |
| 1uF Türkontakt | | |
| | | | | |
+--+------------+---------+-----+-----+-- GND
Von: ArnoR 01.04.2015
/
+--o/ o--+-- +12V
| |
+--BF256A LED (50mA)
| | |
+----+----+--|< BC337
ZD5V6 | | |E
+--BF256A | |
| | 1000uF |
| 330R | 100R
| | | |
+----+----+---+
Ein Überstromschutz für die Lampe kann durch einen "protected MOSFET" wie
OmniFET, HitFET, IntelliFET erreicht werden, wie BTS7960, oder gegen
Kurschluss (aber nicht die dadurch entstehende Übertemperatur, also nur
kurzzeitig) durch
|
Lampe
|
--1k--+--|I NMOSFET
| |S
BC547 >|--+
E| |
| Shunt (0.5V bei Nennstrom)
| |
--+---+-- GND
In Akkuschraubern ist so eine Schaltung auf einer kleinen Platine im Griff
drin, die gleichzeitig die Widerstandsbahn des Potis trägt und bei Vollgas
den auf einen Kühlkörper ausgelagerten MOSFET überbrückt.
+12V +12V +12V
| | |
1k | |
| | |
+------|< BC547 |
| |E |S
+--|<|--+------|I PMOSFET
| 1N4148 |
PWM--1k--|< BC547 +--|>|--+--Spule--+----+
|E | SB140 | |
| | Elko (M) Lüfter
| | | |
GND GND GND GND
Bei BLDC Motoren mit Ansteuerchips wie M51785, die bei Floppys als Motoren
eingesetzt werden, kann man statt dem 800kHz Keramikresonator einen Takt
einspeisen, oft geht von 1/10 bis 2-fachem Tempo, allerdings muss der Pegel
stimmen (4Vpp über 100nF und 1k).
+----+---+------+-----+-- +12V
| | | | |
| NTC | | Lüfter
| | | | |
R1 +---(-R6-+ +-|<|-+ Freilaufdiode
| | | | |
| +--|+\ | | Irgendein OpAmp der mit 12V läuft
| | | >--+--R4--|I NPN oder MOSET Transistor >0.2A, kein Kühlkörper nötig
+----(--|-/ | |S
| | | R5 | R4 bei NPN ca. 1k, bei MOSFET 100 Ohm
| | | | |
+-R3-(---(-P2-+ | Anlauftemp Poti P1 Wert ca. NTC-Wert
| | | | + | R5 deutlich kleiner als R3
R2 P1 | C1 | R5/C1 PWM Frequenz
| | | | | R1=R2, z. B. 10k, R6 ca. 100 * NTC
+----+---+----+-------+ R3+P2 ca. 10*R1, ca. 100k
Die primitivsten Netzteile enthalten einen NTC in Reihe mit einem Lüfter und
werben dann mit 'with noise killer':
+12V
|
NTC (47 Ohm bei 25 GradC, 3.6mm Scheibe)
|
(M) Motor (12V/0.27A)
|
Masse
Stärkere Motoren und feine Regelung bekommt man durch die Verstärkung des
Stroms aus dem NTC durch einen Transistor:
+----+-- +12V
| |
NTC (M) Motor (auf eine Freilaufdiode wird verzichtet weil nicht geschaltet wird)
| |
+---|< BD135/2SD882 (ab 0.2A Motor muss der auf ein Kühlblech)
| |E
R |
| |
+----+-- Masse
Je nach vorhandenen Bauteilen und gewünschter Temperaturcharakteristik
(die man am Originallüfter mit einem Poti an Stelle des NTC ausprobieren
kann) braucht man einen Transistor der den Strom des Lüfters aushält
(meist 0.25A) und die dadurch entstehende Verlustleistung (so 2 Watt)
loswerden kann, ohne zu heiss zu werden (also zumindest TO126 Gehäuse,
besser TO220 wenn man ohne Kühlblech auskommen will), es bieten sich
BD135 oder BD241 an. Der Widerstand R wird an den NTC angepasst. Mit ihm
regelt man auch den Grunddurchsatz des Lüfters. Bei einem NTC um 10k hat
R um 500 Ohm (einstellbar wird es z. B. mit einem 1kOhm Poti). Hat man
einen NTC mit höherem Widerstand, verwendet man als Transistor einen
Darlington-Typ wie TIP110 und bei R einen grösseren Wert.
+----+-------- +12V
| |
NTC (M) Motor
| | ZD5V6 (1.3W erlaubt 250mA, ich würde ihr nur 150mA zutrauen)
| +-|<|-+
| | ` |
+---|< |
| |E |
R | |
| | |
+----+-----+-- Masse
oder für schwächere Z-Diode und zusätzlichen Startup-Kick;
+---+-----+-- +12V
| | |
4k7 NTC (M) Motor
| | |
100u +-|>|-+ ZD5V1
| | ´ |
+---+----|< BD137
| |E
270R |
| |
+-----+-- Masse
Eine Z-Diode in Reihe zum NTC ergibt eine steilere Temperaturcharakteristik.
Zum Ausgleich der niedrigeren Spannung am NTC muss man einen mit niedrigerem
Widerstand bei 20 GradC nehmen, z. B. 4k7 bei 6V8 Z-Diode, oder stattdessen
den Wert von R erhöhen wenn die Stromverstärkung des Transistors dafür
ausreicht:
ZD5V1/6V8/7V5/9V1
+-|<|-+-- +12V
| |
NTC (M) Motor
| |
+----|< BD135
| |E
R |
| |
+-----+-- Masse
Findet man eine Z-Diode von 6V8 optimal, kann man den NTC im PC-Netzteil
gleich an +5V anschliessen:
+5V +12V
| |
NTC (M) Motor
| |
+----|< BD135
| |E
R |
| |
+-----+-- Masse
Ein Widerstand am Transistor ergibt eine gewisse Drehzahlbelastungsregelung:
ZD5V1/ZD6V8
+-------+-- +12V
| |
NTC (M) Motor
| |
+--2k2--+
| |
+------|< BD135
| |E
R |
| |
+-------+-- Masse
Wahlweise kann man auch einen U2352B oder U6084 von Temic/Vishay verwenden,
das ist dann etwas feiner, LTC6992 ist luxuriös. Schaltung siehe Datenblatt.
Der BTS629 eignet sich gut für Drehzahlregelung bei Kleinbohrmaschinen, da ein
Überstromschutz und Belastungsregelung mit drin ist. Glühlampen gehen bei ihm
aber nicht ganz aus, da passt der BTS730 besser. Der DRV103 regelt 8 bis 32V
von 10 bis 90% Pulsbreite bis zu 3A.
+12V ---+-------+-------+
| | |
10k 10k |
| | |S
| +------|I IRF9Z24
| | |
+------|< BC547 |
|E |E |
0-5V --|< BC557 +--560--+ <- 0-12V wegen Spannungsteiler, die verbleibenden 12-5=7V müssen ausreichen des MOSFET voll durchzusteuern.
| | |
| 390 (M) Lüfter
| | |
GND ----+-------+-------+
Soll die Steuerspannung die Drehzahl über die linear geregelte Lüfterspannung
bestimmen, aber unterhalb einer Schwelle aus sein (0V), geht, aus
+12V
|
4k7 +--10k--|>|--+
| | |
--1k--(--+--|+\ |
| | >------+
+-----|-/ |
| |
+-----1k---|<|--+
| |
1k (M) Lüfter
| |
GND GND
o 230V~ o
| 470k |
+--Poti--+ Lampe (oder: Motor, dann kann Entstördrossel entfallen)
| | | |
o +-- o Funkentstördrossel
| | |
+--560k--+--10k--+--0.1u--+
| | |
| DIAC |
| | |
| 33Ohm |
| | |
| \ |
+---------------TRIAC-----+
Ohne den snap-on Effekt geht es mit 3 zusätzlichen Bauteilen:
o 230V~ o
| |
+------------C3-----------+
| |
| 4 x 1N4007 +-|<|-+-|<|-+
| | |
| +----(M)----+
| | |
| +-|<|-+-|<|-+
| |
+--1k--+-----+------C1----+
| | | |
| 560k 500kPoti |
| | | |
| +-----+------C2----+
| | |
| DIAC |
| | |
| \ |
+-----------BT138---------+
oder auf diese Art insbesondere für geringere Spannungen:
o ~ o
| |
+--|>|--+-------(--|>|--+
| | |
+--|>|----------+--|>|--+
| |
| |
+--|<|-----Poti1k--10k--+ <- anpassend an Spannung
| | |
(M) ,--|<|--+ |
| / |
+--|<|------------------+
TIC126
und hier von Proxxon an pulsierender Gleichspannung
Netzteil Bohrmaschine
+--+-----|>|--+--...-------+------------+
| | | | |
| | +--|>|--+ 1k |
| | | | |
o--+ | | | +-------+--------+ |
| | | | | | | |
S:S | | +-->100kPoti | |
S:S | | 12V~ | | |
S:S | | +-------|< | 2SC945 (50V/150mA/NPN)
| | | | | |E |
o--+ | | | 1uF | |
| | | | | |
| +--(--|<|--+ +--560R--+ |
| | | | / |
+-----+--|<|--+--...--(M)--+-----|<|----+
Brückengleichrichter NEC2P4M/BT151
1N4007
o---Last--+---+--|>|--+-----220R---+
| | | |
230V~ VDR | | |
| | | |
o---Sich--+---)--|>|--+--220k--+--|I IRFI840
| | | |S
IRFI840 | I|--+ ZD16 +-- ca. +10V
| S| +-- | |
IRFI840 I|--(---+ | 10uF
S| | | |
| +---|>|--+ | |
| | 1N4148 +-- | |
+---(---|>|--+ | |
| | | |
0R1 0R1 | |
| | | |
GND +---+----------------+---+
Bei kleinen Leistungen versagen TRIACs, weil sie einen Mindeststrom brauchen,
selbst ein STN1A60 braucht 5mA Haltestrom, ein Z0402 3mA, ein PR36MF51NS 25mA,
und ein MOC3082=PC3SF21YTZAF/MOC3083=PC3SD21NTZ mit zero cross kann keine
Lasten schalten, die auch nur eine geringste Phasenverschiebung ergeben, die
bleiben dann immer an. Nehmt einen MOC3072 (bis 100mA) oder andere TRIAC
Koppler wie IL4108 (Haltestrom 500uAmax, direktes treiben von Lasten), IL4118,
VO4157/VO4158 oder APT1211S oder DPA6111 oder BRT21/22/23 die explizit im
Datenblatt direkt Lasten schalten dürfen mit geringem Haltestrom.
2mA 6mA 10mA 15mA 30mA
250V random phase MOC3012 MOC3011 MOC3010
250V zero cross MOC3033 MOC3032 MOC3031
400V random phase MOC3023 MOC3022 MOC3021 MOC3020
400V zero cross BRT21 MOC3043 MOC3042 MOC3041
600V random phase MOC3053 MOC3052 MOC3051
600V zero cross BRT22 MOC3063 MOC3062 MOC3061
800V random phase MOC3073 MOC3072 MOC3071
800V zero cross BRT23 MOC3083 MOC3082 MOC3081
So ein OptoTRIAC soll schon bei geringen Spannungen am Anfang der Halbwelle
den TRIAC zünden, muss also bis zu 50mA aufbringen. Bei den üblichen 330 Ohm
kann das erst ab 16V passieren. Die 330 Ohm dürfen aber auch nicht verringert
werden, denn "the Current limiting resistor R must have a minimum value
which restricts the current into the driver to maximum 1A" was bei 325V ja
der Fall wäre. Nach meiner Bastelerfahrung ist zu wenig LED-Strom auch ein
guter Weg, den MOC30xx zu zerstören. Für 230V~ benötigt man laut VDE einen
1.25*230=287V VDR, kaufen kann man nur 300V, der erst bei 775V ausreichend
ableitet und schützt, also 800V OptoTRIACs wie MOC3081/3082/3083 und TRIACs
wie BTA16-800, BTB16-800, BT139-800. Da ein BT139 ein Schmelzintegral von
120 A2s hat, ein BTA16/BTB16 von 144 A2s, muss eine 5x20mm Glasrohrsicherung
flink sein, 216 von Littlefuse oder Schurter FSF darf 8A haben, Littlefuse
217 oder Bussmann-Cooper S500 nur 6.3A. Der 300V~ VDR kommt mit der 98GradC
Temperatursicherung in einen Schrumpfschlauch. Eine Funkentstördrossel ist
bei ZeroCross nicht nötig.
+--------+-----+-----+--TempSich--+
| | | | 98 GradC |
330R --- | 100R/1W o
+-----+ | TRIAC /\/ | | 230V~
+5V -----|A |--+ --- VDR300V~ | o
| | /| | | |
GND --R--|K |--+------+ | | 0.1uF/X2 Last
^ +-----+ | | | | |
180R = MOC3081 +--330R--+-----+-----+--5x20Sich--+
330R = MOC3082 8A flink
680R = MOC3083 bei 5V
+--330R--+--470R--+-----+-----+--TempSich--+
| | | | | 98 GradC |
| | --- | 100R/1W o
+-----+ | | TRIAC /\/ | | 230V~
+5V -----|A |--+ 47nF --- VDR300V~ | o
| | | /| | | |
GND --R--|K |--+--------(------+ | | 0.1uF/X2 Last
^ +-----+ | | | | | |
180R = MOC3081 +--330R--+--------+-----+-----+--5x20Sich--+
330R = MOC3082 8A flink
680R = MOC3083 bei 5V
Auch diese Variante bei random phase, also dimmbaren SSR, damit sie laut
MOC3071 Datenblatt IEEE472 und IEC255-4 Tests besteht, kombiniert gleich
Snubber und obige Schaltung:
+---47R/1W---+-----+--TempSich--330uH/8A--+
+-----+ | | | 98 GradC Drossel |
+5V -----|A |--+ TRIAC | o
| | | / | VDR300V~ 230V~
GND --R--|K |--(---330R--+ | | o
^ +-----+ | | | |
180R = MOC3071 +----10nF----+-----+--5x20Sich----Last----+
330R = MOC3072 8A flink
680R = MOC3073 bei 5V
PE o-------------------------------------+--o PE
|
N o---------------------------------+---(--o N Master
| |
L o--16A--+--|>|--|>|--+-------+----(---(--o L
| KBPC25005 | | | |
+--|<|--|<|--+ 47R/1W | +--o PE
| | | |
| 330R 10n/X2 +------o N Slave
| \|\| |
+--------------|/|---+-----------o L
|\|
BTA24-800BW
ca. +12V
|
+-------------|+\------------------+
| +------| >--+--------------(-- 0-10V Dimm
+--1M--(---+--|-/---)--+ |
| ZD5V1 | | | | |
1uF | +---(----+ +--10kPoti--+
| ZD5V1 | | | |
| | | | /o |
+------+-------+-------(--o/ |
| | o |
GND | | |
+--10kPoti--+
http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/light/analogdimmer.htm sagt was zur
Entstörung bei Phasenanschnitt: Zur Entstörung sollte in jeden Kanalabgang
eine Ringkerndrossel mit Eisenpulverkern gehängt werden: Diese Induktivitäten
dämpfen die Transienten beim Phasenanschnitt und verhindern so ein Brummen in
der PA und ein Summen der Glühwendeln. Zur Einschätzung dieser Dämpfung wird
bei kommerziellen Dimmern häufig die 'rise time' angegeben. Hierbei handelt
es sich um die Zeit (in µs) in der der Strom nach dem Zünden des Triacs von
10% auf 90% ansteigt. Nach Umformen einer Differentialfunktion lässt sich die
benötigte Induktivität berechnen durch L = (t*U)/(2.198*I) wobei 't' die
risetime in [s], 'U' die Spannung in [V] und 'I' der Strom in [A] ist. Eine
Risetime von 80µs (ca. 1mH bei 10A) ist schon schön - für hochempfindlichen
Studioumgebungen werden sogar Dimmer mit Risetimes von 500µs verbaut. Die
Netzzuleitung selbst kann mit 500uH parallel zu 100 Ohm simuliert werden.
o 230V~ o
| |
| +--|>|--+----+--|<|--+
| | | | |
Motor | 100u 1M |
| | | | |
| +--|<|--+----+--|>|--+
| | |
+--6k8--+----470k----+--0u1--+
| Poti | |
| DIAC |
| | |
| 35Ohm |
| | |
| \ |
+------------------TRIAC-----+
/o-----+---+ + --+-----o
+ --o/ | | | /o--+
: o--+ | (M) | +--o/: |
: | | | oder | | : (M)
:/o--+--(---+ - --(--+--o : |
- --o/ | | /o--+
o-----+ +-----o/
und so schaltet man mit Endschaltern vorwärts und rückwärts und ab:
__ __
/o--o o---+---+ + --+--o o---o
+ --o/ | | | /o--+
: o--+ | (M) | +--o/: |
: | | | oder | | : (M)
:/o--+------(---+ - --(------+--o : |
- --o/ __ | | __ /o--+
o--o o---+ +--o o---o/
wenn man nur Zugang an den Motoranschlüssen hat auch mit Dioden (beliebt
sind Dual-Schottky-Dioden) die von den Endschaltern überbrückt werden:
_ _
+--o o--+--o o--+
+ --+-----o\ | | |
| \o----+--|>|--+--|<|--+--+
| +--o : |
| | : (M)
- --(--+--o\: |
| \o-----------------------+
+-----o
So schaltet man das Polwenderelais an 2 Taster für vorwärts und rückwärts
__
+--o o--------o\
| __ \o--+
+ --+--o o--+ +--o : |
| | : (M)
- -----------(--+--o\: |
| | \o--+
+--(--o :
| | :
| +---Rel--+
| |
+-----------+
Soll die Bewegung (hin/her) über Taster mit einzelnem Schliesskontakt oder
Schalter ein-aus-ein erfolgen können und am Endschalter stoppen, benötigt man
2 Relais. Beim stoppen wird der Motor kurzgeschlossen für schnelles Bremsen.
plus
|
+-----------------+-----------------+
| | |
+--o | o--+
/o--(M)------(-----------o\
+--o/ | \o--+
| : _ | _ : |
+--Rel--o-o--o o--+--o o--o-o--Rel--+
| end hin her end |
GND GND
Soll ein uC mit 2 Ausgängen den Motor links und rechtrum laufen lassen
(und in diesem Fall schnell abbremsen durch kurzschliessen), schaltet
man 2 Relais mit jeweils 1 x um so:
Rel1
+ --+-----o
| /o--+
| +--o/ |
| | (M)
+--(--o |
| /o--+
- -----+--o/
Rel2
soll der Motor langsam abbremsen im Leerlauf, schaltet man mit 2 x um so:
Rel1 Rel2
: o--+-----o :
+ --o\ | /o--+
\o | +--o/: |
| | : (M)
+--(--o : |
| /o--+
- -----------+--o/
oder elektronisch mit einer Vollbrücke (H-bridge). Entweder mit fertigen ICs
L9110=HG7881 (2.5-12V, 0.75A, DIP8+SO8, TTL-Inputs), TA6586 (3-14V, 5A, DIP8,
TTL-Inputs), Si9986/87 (Vishay) L293/298 L6201/2/3 (http://www.st.com/)
BA6208/BA6209/6219/6260 (Rohm, bei Reichelt) TLE420x (Infineon, schon wieder
obsolet) CS3701 (OnSemi) SN754410 TPIC0107B, DRV592 http://www.ti.com/
VNH3ASP30 16V VNH3SP30 36V (30A, ST) LB1641/1649 (Sanyo, 7-18V 1.6A Reichelt
77ct) oder LT1162 (10-60V) mit externen MOSFETs (https://www.analog.com/
(http://www.linear.com/)) (siehe Datenblatt) oder (weniger Verluste) aus
einzelnen Transistoren:
+12V ---+---+-------+-------+---+
| | | | |
R6 | | | R9
| |E | E| |
+--|< PNP | PNP >|--+
| | | | |
| | | | |
links R7 +--|>|--+--|<|--+ R10
| | | | |
| | +------(M)--+---+ |
| R1 | | | |
470R | +-----------(---+ |
| | | | |
| | +-----------+ | |
| NPN | | | | NPN R2
+-----|< +--|<|--+--|>|--+ >|--+-470R-+-- rechts
| |E | | | E| | |
| +--|< NPN | NPN >|--+ | |
| | |E | E| | | |
| R8 | | | R11 | |
| | | | | | | |
| +---+-------+-------+---+ | |
| | | |
+--|>|-------------)-------+--|<|--+ |
| 1N4148 | | 1N4148 |
>|--------1k-------)-------(--------------+
E| T8 R3 | |
| BC547 +-100R-|< T7 BC547
| | R4 |E
| R5 |
| | |
+------------------+-------+---------- Masse
Die beiden oberen Transistoren sind ausreichend leistungsstarke PNP-Typen,
die anderen NPN. Die 4 Dioden verhindern eine Überspannung an der Brücke beim
Abschalten, verwendet man die Schaltung nicht nur zum langsamen umpolen des
Motors sondern schnellen PWM zur Geschwindigkeitsregelung sollten es schnelle
Dioden sein (fast recovery, ultra fast recovery oder Schottky).
Legt man an links eine Spannung von >2V (TTL-Signal), läuft der Motor M in
die eine Richtung, legt man an rechts >2V läuft der Motor andersrum.
Der Transistor T8 verhindert die Zerstörung der Transistoren wenn links und
rechts beide aktiv sind, braucht man das nicht, lässt man T8 und R3 weg.
+Ub ---+---+-------+-------+---+
| | | | |
R3 | | | R6
| |E | |E |
+--|< PNP | PNP >|--+
| | | | |
| +--|>|--+--|<|--+ |
R4 | | R7
links | +------(M)--+---+ | rechts
| | | | | |
| | +-----------(---+ | |
R1 | | | | R2
| | +-----------+ | | |
A| | | | | |A
LED = |< +--|<|--+--|>|--+ >| = LED
| |E | | | E| |
GND +--|< NPN | NPN >|--+ GND
| |E | |E |
R5 | | | R8
| | | | |
GND ---+---+-------+-------+---+
Es kann sinnvoll sein, die 'langsameren' Transistoren (meist die oberen) nur
zur Drehrichtungsumkehr umzuschalten, und mit den anderen PWM zu machen. Das
Drehzahlverhalten wird besser wenn man PWM durch Bremsen als durch Freilauf
macht: http://www.mikrocontroller.net/topic/227593#2292374
+Ub -------------+-----+-----+
| | |
+--270R--|< | |
| |E | |
+--(--270R---(-----(----|<
| | | | |E
| | +-|>|-+-|<|-+
| | | |
F --(--+ +---Motor---+
| | | |
| | +-|<|-+-|>|-+
| | | | |
| +--270R---(-----(----|<
| | | |E
R --+-----270R--|< | |
|E | |
GND -------------+-----+-----+
Baut man eine Vollbrücke aus MOSFET, will man oft ebenfalls N-Kanal MOSFETs
für die oberen Transistoren verwenden, weil die einen geringeren RDSon haben.
Dann benötigt man jeweils eine Spannung von ca. 10V über der Betriebsspannung
um die einzuschalten. Das kann man mit Batterien machen :-) oder einem je
DC/DC Wandler der aber nur eine geringe Koppelkapazität zwischen primär und
sekundär haben darf weil die jedesmal umgeladen werden muss, oder man
verwendet spezielle Treiber-IC die diese Spannungserzeugung intern machen wie
LT1541. Die meisten "high side Treiber"-IC erzeugen die Spannung aber aus dem
Umschalten der Endstufe selber, und können daher nicht mit 100% PWM, also
dauernd eingeschalteten oberen MOSFETs arbeiten, sondern maximal 99.5%,
wie HIP4081. Wenn das übertragene Signal gleichspannungsfrei ist (wie bei
einem Flusswandler), kann man auch Koppeltrafos verwenden, die MOSFETs
bekommen dann zum sperren eben -10V.
+Ub--------------+---------+
| |
+----+ | | +----+
| | | | | |
+ o | \ | | / | o +
12V -| )--|I NMOSFET I|--( |- 12V
- o | / |S S| \ | o -
| | | | | |
+----+-----+--Motor--+-----+----+
| |
+----+-----(---------(-----+
| | | | |
+ o | \ | | / |
12V -| )--|I NMOSFET I|--( |-
- o | / |S S| \ |
| | | | |
GND --+----+-----+---------+-----+
Bei Allstrommotoren, wie Märklin Modelleisenbahnmotoren, die statt dem
Permanentmagneten einen Elektromagneten als Stator haben und somit für
Gleich- und für Wechselstrom gleichermassen geeignet sind, aber nicht so
effektiv wie Permanentmagnetmotoren arbeiten weil die Statorspule natürlich
auch Energie braucht, hilft umpolen nicht. Man darf entweder die Statorspule S
nicht mit umpolen (a) oder man schliesst sie hinter einem Gleichrichter an (b).
Bei Märklin reichen wegen der geteilten (doppelten) Statorspule 2 Dioden (c)
aus.
a /o---------+ b /o---------+--|>|--+ c /o------------+
+ --+--o/ | + --o/ | | + --o/ |
| : o-+ | : o-+-------(--|>|--+ : o-+--S--|<|--+
| : | | : | | | : | |
S : +--(M)--+ : +--(M)--+ S : +-(M)------+
| : | | : | | | : | |
| :/o-+ | :/o-+-------(--|<|--+ :/o-+--S--|>|--+
- --+--o/ | - --o/ | | - --o/ |
o---------+ o---------+--|<|--+ o------------+
Dafür kann man bei ihnen nicht per BackEMF die Drehzahl zur Regelung erfassen,
weil kein permanentes Magnetfeld vorliegt. Es sei denn, man versorgt den (in
richtiger Polarität, je nach Drehrichtung) Stator dauernd mit Strom und regelt
über PWM auf der Rotorspule (die man dabei nicht umpolen muss).
N
|
+--2uF----(---------+
| | |
links +--Spule--+--Spule--+ rechts
| ............... |
o o
| Endschalter |
o o
| |
TRIAC TRIAC
| |
+---------+---------+
|
L
Was passiert, wenn beide TRIACs gleichzeitig zünden, was durch Spikes im
Stromnetz passieren kann wegen Überschreitung von dU/dt, und durch Snubber
verhindert werden müsste, will man sich besser nicht ausmalen.
Daher sind TRIACs prinzipiell ungeeignet für Rohrmotore. Nimm Relais, wie
Finder 41.61 (400V Schaltspannung, 500W Einphasenmotor) oder FTR-K1CK005W.
/o-- ........................
/o--o/ : Rollladenmotor :
L ---o/ o-----o--o-o----+--Spule---+ :
o--+ : End | rauf | :
| :schalter C +-o-- N
| : End | runter | :
+--------o--o-o----+--Spule---+ :
Relais :......................:
oder so, da muss nur das erste Relais einen einfachen Einschaltkontakt haben
der die induktive Last schalten kann, aber das zweite Relais muss 460V
zwischen den Kontakten aushalten können, schaltet aber nur im Stillstand:
........................
/o-- : Rollladenmotor :
L ---o/ /o-----o--o-o----+--Spule---+ :
o--o/ : End | rauf | :
o-+ :schalter C +-o-- N
| : End | runter | :
+---o--o-o----+--Spule---+ :
Relais :......................:
In dieser Schaltung kann man das erste Relais gegen einen gut per VDR und
Snubber (verhindert das Zünden bei Anlegen der Netzspannung) geschützen TRIAC
ersetzen, das Relais zur Drehrichtungsauswahl bleibt:
Relais ........................
+--R---C--+ : Rollladenmotor :
| | /o-----+--o--o-o----+--Spule---+ :
L --+--TRIAC--+--o/ | : End | rauf | :
| o-+ | :schalter C +-o--+
| | | : End | runter | : |
| +---(--o--o-o----+--Spule---+ : |
| alle | | :......................: |
VDR 275/300V~ VDR VDR |
| | | |
N --+-----------------+---+----------------------------+
Das Zentralsteuer-Trennrelais TDR2C vom Rollladen sieht so aus:
Rollladen
| | | |
auf ab N PE
| | | |
Z N -------+------+---(---(---+---(------------- N n
e Rel1 Rel2 | | | ä
n auf -----+ | | | | c
t | | | | h
r ab -------------+ | +---+ | s
a | | | t
l /o--(---+ | | /o e
s +-o/ R2a| | | | +--o/ R2b r
t | o--(---(---+ | | o-- ab
e | | | | | | V
u /o-+ | | | | | /o e
e +--o/ R1a | | | | +--o/ R1b r
r | o---------+ | | | | o-- auf b
u | | | | | | a
n L --+---------------(---(---(---(---+-------- L u
g | | | | c
PE -----------------(---(---(---+------------ PE h
| | | e
auf L ab r
| | |
Bedienungstaster
Wer einfach nur Wechselstrom schalten will:
--Thermoschalter--+----+---+-------+-------+----------+-------+--+
| | | | | | | |
| | | C +---------+ 100n C |
| | | | | |--+ | | |
| | Poti--+--(--|ADC |--+ | | |
ZD5V1 47uF | | | |PIC16F716|--+--(--47R--+ |
| | | | +--| |--+ | \ |
| | | C | | |--+ | BTB16-600BW
| | | | R +---------+ | |
| | | | | | | |
--+--22k/2W--|<|--+----+---+----+--(-------+----------+ (Motor)
| 1N4007 | |
+--------------------------------+-----------------------------+
+--R---C--+ (Snubber, 1Ohm/V 2W Widerstand + 0.1uF/A X2 Kondensator)
| |
230V~ o-+-Kontakt-+-o 230V~ zum Verbraucher
:
+-Spule-+-- +5V (oder wie viel das Relais benötigt)
| |
+--|>|--+ (Freilaufdiode, 1N4148 oder 1N4001)
|
D0 --1k--|< (Transistor ausreichend für Relaisstrom, BC517 oder BC368)
|E
Masse
Die ganze Elektronik gibt es auch in einem ULN2003=MC1413 (7 Stück) oder
ULN2803 (8 Stück) oder DRDNB21D (2 Stück in SOT363) oder MDC3105 (1 Stück
in SOT23 mit 6.6V) NDC/NUD3105/3112/3124/3160=SSM3K357 (1 in SOT23
7/28/60V bis 150mA) MIC5801 (parallel mit Latch, 220mA, Reichelt), SN75468
bis 100V oder als HV513/HV514 von Supertex bis 250V.
+---+---+---- +12V
| | |
R R | R mit ähnlichem Widerstandswert wie die LDRs im Licht
| | | OpAmp, leistungsstark genug für den Motor, z. B. L272
+---)--|+\ möglichst ein OpAmp ohne phase reversal
| | | >--(M)-- Masse
| +--|-/
| | |
LDR LDR |
| | |
+---+---+---- -12V
Ähnlich in Figure 14 des Datenblatts vom LM675, allerdings sollte bei beiden
eine PID Regler ähnliche Characteristik nachgerüstet werden, zumindest ein I
Anteil.
+------------------+-- +16..60V
| |
10k +-----|+\ LM675
| | | >--+-----+----+
+--+--+ | +--|-/ | | |
|soll | | | | 1R |
5KPoti-(---22k--(--+---1M---+ | (M)
| | | | 22n |
| 5kPoti--22k--+ +--|+\ | |
| ist| | | >--+--+--(----+
+--+--+ +-----|-/ | | |
| | | | 1R |
10k +--1M--(----+ | |
| | 22n |
+------------------+-------+--+-- GND
hier eine PID Regler Erklärung am Beispiel der schwebenden Kugel
Drehrichtung
230V --+-----o\
| \o--(9)--+
| +--o : |
| | : Rotor
| +--o\: |
| | \o--(8)--+
+--(--o
|
| /o--(10)-+
+--o/ Stator (Rest der ganzen Wicklung)
o--(1)--+
Geschwindigkeit Stator (halbes Feld)
+--(5)--+
|
+--(6)--+
Thermosicherung
+-----------(7)--+
| +---+
TRIAC--| |--(3)--+
| | | Tachogenerator
+----| |--(4)--+
| +---+
Shunt | TDA1085/U209
| |
Null --+------+
Wäschetrockner haben hingegen oft Kondensatormotoren mit je einer Wicklung
für Linkslauf und Rechtslauf und der dritten Wicklung am Kondensator, denn
sie müssen in ihrer Drehzahl nicht geregelt werden.
N -------Thermosicherung--+
230V~ |
/o--+------Windung--+
L --o/ | |
o--(---+--Windung--+
links/ | |
rechts | +--Windung--+ (eventuell auch keine)
Schalter | |
+--Kondensator--+
F.25.1. Snubber
--+--Schalter--+--Last--
| |
+---R----C---+
Echte Relais, Halbleiterrelais und Nullspannungsschalter sollten eine
RC-Kombination über dem Kontakt bekommen, damit dieser länger hält.
Faustregel 1Ohm/V und 0,1uF/A. Allerdings fliesst dadurch je nach Kondensator
auch Strom bei ausgeschaltetem Kontakt. Genauer gilt, das R so gross sein
muss, das ein voll geladener Kondensator C beim Einschalten des TRIAC nicht
dessen kurzzeitigen Maximalstrom überschreiten soll (8A TRIAC am 230V Netz
(325V Spitze) also R minimal 325/8= 41 Ohm). Der C soll, leider mit R als
Spannungsteiler gegenüber der Quellimpedanz, (z. B. 230 Ohm bei 1A Last)
schnelle Störimpulse auffangen und den Spannungsanstieg kleiner als dU/dt max
laut Datenblatt des TRIAC halten. Beim Schalter oder Relais geht es um
Lichtbogenlöschung zur Unterdrückung von Funken. Da die Störquelle meist
unbekannt ist, fehlen Zahlen zum ausrechnen. Hier ein Diagramm:
+----+---+--Thermoschalter--Last--o
| R |
Triac | VDR 230V~
| C |
+----+---+---Sicherung--Drossel---o
Bei geringer Leistung unter 10W kann der R gar in Reihe zum Verbraucher
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/vishay/83627.pdf
+-----+--R--+-------Last-------o
| | |
Triac VDR C 230V~
| | |
+-----+-----+--Thermoschalter--o
Man kann auch einen VDR verwenden, aber achtet auf deren Bezeichnung: Beim
dem für 230V~ (VDE fordert 1.25 x Nennspannung) passenden VDR-0,6 300
bedeutet die 300, daß er für 300V~ maximale Wechselspannung gedacht ist,
er passt damit auch für 240V~, es wird ein JVR14N391K geliefert und die 471
bedeutet dass er ab 470V 1mA ableitet und das Datenblatt sagt dass er dem
angeschlossenen Gerät nie mehr als 775 Spitzenspannung (bei 25A Ableitstrom)
zumutet (kleinere VDR begrenzen noch schlechter und sind damit eigentlich
unbrauchbar).
Daher 800V TRIAC und Optokoppler verwenden. Ein VDR verhindert Überspannung,
er verringert aber im Gegensatz zum RC-Glied nicht die Flankensteilheit,
wirkt also nicht EMV entstörend. Ein VDR muss mit einer (97 GradC)
Thermosicherung in einem Schumpfschlauch zusammengehalten geschützt werden,
ein TRIAC muss mit einer Feinsicherung geschützt werden die ein kleineres
Schmelzintegral hat als der TRIAC.
Neue Spannung Ohmsche Last Induktive Last Lampenlast Motorlast Kapazitive Belastung
25VAC 1 0,66 0,25 0,33 0,25
250VAC 0,66 0,33 0,16 0,22 0,16
12VDC 1,25 1 0,31 0,41 0,31
30VDC 1 0,5 0,25 0,33 0,25
48VDC 0,33 0,25 0,08 0,11 0,08
125VDC 0,05 0,03 N/A N/A N/A
F.25.2. Entstörung von Relais an Mikocontrollern
Freilaufdiode
+---|<|----+
| |
+12V +------------------+--Relais--+
| +----+ |
+--+-----|>|--+----+---+--|7805|--+----+ VCC |
| | | | | +----+ | | |
o | +--|>|--+ + | | | | +----+ |
9V~ | | Elko 100n | 100n | uC |--R--|< NPN Schalttransistor
o +--(--|<|--+ - | | | | +----+ |E
| | | | | | | | |
+-----+--|<|--+----+---+----+-----+----+ GND |
Gleichrichter | |
+-----------------------------+ Masseleitung
Die Masseleitungen (aus dem 5V Teil und von den Relais bzw Masse und Plus des
ULN2x03) lässt man erst am Siebelko zusammenlaufen, dann sollte sich der uC
nicht durch schaltende Relais (ohne angeschlossene Last) aus dem Tritt
bringen lassen. Der im vorigen Kapitel genannte Snubber am Relaiskontakt
hilft dann, wenn die Schaltung bei angeschlossener Last zu spinnen anfängt.
Ein räumlicher Abstand zwischen uC und Relais ergibt sich wegen der 230V
Isolationsabstände meist eh von selbst.
Freilaufdiode
+---|<|----+
| |
+---------------+--Relais--+
| +-----+ |
+--+-----|>|--+----+--...-+--|78L05|--+----+ VCC |
| | | | | +-----+ | | |
o | +--|>|--+ + | | | | +----+ |
9V~ | | Elko 47uF | 100n | uC |--R--|< NPN Schalttransistor
o +--(--|<|--+ - | | | | +----+ |E
| | | | | | | | |
+-----+--|<|--+----+--...-+-----+-----+----+ GND |
Gleichrichter | |
+--------------------+ Masseleitung
Wenn die dreckige Spannung im Netzteil stabilisert wird, sieht das so aus:
Versorgungsnetz 230/400VAC bis 250/400V 120/240VAC bis 125/250V
Isolationsart Funktions Basis Doppelte Funktions Basis Doppelte
Luftstrecke mm 0,5 0,5 3,0 5,5 0,2 0,2 1,5 3
Kriechstrecke mm 2,5 4,0 2,5 5,0 1,5 2,5 1,5 3
Prüfspannung VAC 1500 1700 1500 3000 1300 1500 1300 2600
Stoß-Spannung V-1,2/50µs: - - 4000 6000 - - 2500 4000
|
Relais
|
+-|<|-+ Z-Diode nach Masse statt Freilaufdiode nach Plus
| ` |
--|< |
|E |
---+-----+
Bei den älteren AT90S Atmel AVRs hilft das alles manchmal trotzdem nicht,
dann muss man auf die neueren ATmega/ATtiny zurückgreifen. In verseuchter
Umgebung sollte man auch an einen Watchdog denken. Hängt sich der uC dann mal
auf, dann kommt er wenigstens von alleine wieder auf die Füsse. In einigen
Anwendungen fällt es nicht mal auf, das er einige Millisekunden mit einem
Reset beschäftig war.
+5V --+--100uH--+
| |
Relais |
| 1N4148 |
+---|<|---+
|
PWM -----------|I GF2304
|E
GND ------------+
Es gibt angeblich auch DRT5/DRL5 Relaistreiber für bistabile Relais, von
Elektor beworben aber kaum erhältlich, eher erhältlich URYD21 in SOT26:
1N4148 +12V 1N4148
+--|>|--+ | +--|<|--+
| | O | |
| Rel...../.......Rel |
| | O O | |
| | | | | |
+-------(-2k2-(---+ | |
| | | | |
| | +-----2k2-(-------+
| | | |
| +-------+-------+ |
| | |
22uF Taster 22uF
| | |
GND GND GND
Wer keine Kondensatoren sondern nur Relais nutzen will, muss mehr Aufwand
treiben:
+--47uH--+---+---+
| | | |
| | 47nF |
----------------+ | | |
verdrillte Zuleitung 47nF +--(M)
----------------+ | | |
| | 47nF |
| | | |
+--47uH--+---+---+
Es darf auch mehr sein:
F.26. Roboter
F.27. Oszilloskop
> schon mal angesehen und musste feststellen, das man diesen Typ nicht
> nachbauen kann, weil da ein Tektronix-IC darauf ist, das wahrscheinlich
> richtig teuer ist.
+--+-- X
o--+ | K (zu testende Komponente)
230V~ S:S +--GND
o--+ | 10k
+--+-- Y
> Ich würde gerne einen Fernseher (die guten alten mit der Röhre die man
> heute nicht mehr braucht) als Oszilloskop verwenden. Gibt es eine
> Möglichkeit sowas zu realisieren?
F.28. Drehstrom
ZD39V500mW
+----|<|----+
| |G LED
L1 --100mAT--15k5W--|>|--+--|>|--+--|>|--|>|--+
4 * 1N4007 | 2*TIC126N +-- N
L2 --100mAT--15k5W--|>|--+--|>|--+--|>|--|>|--+
| |G LED
+----|<|----+
ZD39V500mW
Hagen Jakubaschk hat mal im "Der praktische Funkamateur", Heft 28, 1962,
folgendes veröffentlicht, funktioniert ohne Mikrocontroller !
L1>L2>L3
+-----Glimmlampe------+
| |
+--50nF--40k--+--75k--+--40k--50nF--+--75k--+
| | |
L1--+ +--L3 +--L2
| | |
+--75k--+--50nF--40k--+--75k--+--40k--50nF--+
| |
+------Glimmlampe-----+
L3>L2>L1
Leuchten beide Glimmlampen, sind nur 2 Phasen angeschlossen. In der
Originalschaltung ist L2 und L3 vertauscht, was aber IMO falsch ist. Hier
habe ich es schon korrigiert.
+------+---------- +5V
| |
330k |
| |
L --4Meg--+-----|+\
| | >-----+-- 2.5V = Nulllinie, 1.1-3.8V Sinus für 325V~
N --4Meg--(--+--|-/ |
| | | |
| +---(--16k5-+
| | | |
| +---(--1nF--+
330k |
| |
+------+----------- GND
was mit einem R2R OpAmp gut funktioniert, mit einem LM358 wie verbaut nur
wenn N nicht negativer als GND ist.
+--+-----|>|--+--+-- A/D-Wandler
| | | |
| | +--|>|--+ |
S | | 1N4148 100R (Bürdewiderstand je nach Spannungsbereich)
| +--(--|<|--+ |
| | | |
+-----+--|<|--+--+-- AGND
und mit Mittelwert-Filterung (Effektivwert = 1.11 x Mittelwert bei echtem Sinus)
+--+-----|>|--+--+--10k--+--10k--+-- A/D-Wandler
| | | | | |
| | +--|>|--+ | | |
S | | 1N4148 100R 4u7 4u7
| +--(--|<|--+ | | |
| | | | | |
+-----+--|<|--+--+-------+-------+-- AGND
denn die Stromwandlertrafos verhalten sich als Stromquellen wie Dynamos, und
wenn der Bürdewiderstand hinter den Dioden angeordnet ist, zählt der
Spannungsabfall an den Dioden nicht mit - er wird nur zurücktransformiert auf
die Primärseite.
> Und ein neuer Trafo dieser Leistungsklasse ist mir zu teuer.
> zum Betrieb eines Gerätes, das wohl lieber einen Sinuswechselrichter sehen
> will. Was tun ?
F.29. Quadraturdecoder für Inkrementaldrehgeber
int table[4][4]={{0,1,-1,0},{-1,0,0,1},{1,0,0,-1},{0,-1,1,0}};
int position=0; // zaehlen wir mal die absolute Position
volatile int quadrature_input; // bit 0 und bit 1 sind Quadratureingaenge
int new_quadrature_value, last_quadrature_value=quadrature_input;
Folgenden Code ausreichend oft wiederholen (in der Programm Hauptscheife oder
einer Zeitgeber gesteuerten Interrupt Routine):
new_quadrature_value=quadrature_input;
position+=table[last_quadrature_value][new_quadrature_value];
last_quadrature_value=new_quadrature_value;
oder man zählt hoch, wenn A(aktuell) ungleich B(vorheriger Zustand) ist und
runter wenn B(aktuell) ungleich A(vorheriger Zustand) ist. So kann ein AVR
viér Drehgebereingänge auf ein mal mit knapp 1 Msps auswerten bzw. einen
einzelnen mit 2 Msps.
clr R16 ; Zähler für Encoder A0,B0
clr R17 ; Zähler für Encoder A1,B1
clr R18 ; Zähler für Encoder A2,B2
clr R19 ; Zähler für Encoder A3,B3
clr R20 ; 0
in R21,PORTB ; A3,A2,A1,A0,B3,B2,B1,B0
Der H8/3003 und H8S (2 Kanäle) H8SX (4 Kanäle), ATXmega (3 Kanäle bis Osz/4)
und STM32F4 (6 Kanäle) machen das in Hardware so wie NXP LPC176x und Silabs
EFM32 LG/GG/WG (deren Dekoder ist ein niedrig getaktetes Low-Power
Peripherial) und NordicSemi NRF52xxx, externe ICs gibt's dafür auch:
MODULE q_dec
" a quadratur decoder
" IO signals
T PIN 1; " clock signal
A_IN PIN 2; " first quadrature signal
B_IN PIN 3; " second quadrature signal
FORWARD PIN 14 ISTYPE 'COM'; " forward signal for counter
CE PIN 16 ISTYPE 'COM'; " clock enable signal for counter
" internal signals
A PIN 17 ISTYPE 'REG_D'; " synchronized A
B PIN 18 ISTYPE 'REG_D'; " synchronized B
ADEL PIN 19 ISTYPE 'REG_D'; " delayed A
BDEL PIN 20 ISTYPE 'REG_D'; " delayed B
EQUATIONS
" synchonize A and B
A.CLK = T;
A.D = A_IN;
B.CLK = T;
B.D = B_IN;
" delay A and B
ADEL.CLK = T;
ADEL.D = A;
BDEL.CLK = T;
BDEL.D = B;
" generate forward, reverse and CE
FORWARD = (A $ BDEL);
CE = (A $ ADEL) $ (B $ BDEL);
END
denn die Schaltung ist eher aufwändig, benötigt ein 74xx175 und ein 74xx86.
Das Taktsignal T muss mehr als doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenz
des Inkrementalgebers A, B und geringer als die maximale Zählfrequenz des
nachfolgenden flankengetriggerten Zählers wie CD4516 oder 74HC191 auch BCD
dezimal mit CD4029.
+---+
A -------|D Q|-----+
+--|T | |
| +---+ |
| +-----|\
| +---+ | |+)---------- Up / Down
B ----(--|D Q|--+ | +--|/
+--|T | | | |
| +---+ | | | XOR
+-----(---------+ | |
| +--(---------(--+--(--|\
| | | +---+ | | |+)--+
| +--(--|D Q|--(-----(--|/ +--|\
| +--|T | | | |+)-- Clock Enable (Carry In beim CD4516)
| | +---+ | | +--|/
| | +-----(--|\ |
| | +---+ | |+)--+
+-----(--|D Q|--------+--|/
+--|T |
| +---+
T ----+------------------------------- Clock
Vorwärtsdrehung ------------------------>|<--- Rückwärtsdrehung
_ _________________ ____
A ___| || |_||___________________________||_|
________________ _ ____________
B _____________||_| |_||_________| |_|
Das kann auch gleich in der Tabelle des Decoders von oben erledigt werden:
int table[4][4]={{0,1,0,0},{0,0,0,0},{0,0,0,-1},{0,0,0,0}};
Leider gibt es Drehgeber, bei denen die Signale ständig gestört werden, das
betrifft mechanische Drehgeber mit schleifenden Kontakten die während der
Drehung ständig Kontaktprobleme haben, also gerade die Billigen.
74HC14 Schmitt-Trigger
A --10k--+------|S>o-- A
| Eingang
B --10k--(---+--|S>o-- B
| |
10n 10n (Dimensionierung der RC Werte begrenzt die Drehgeschwindigkeit)
| |
GND GND
Übrigens: Ein Inkrementaldrehgeber ist simpel die von zwei Lichtschranken
durchleuchtete Schlitzscheibe einer Maus. Die hat sogar 2 davon :-) Es gibt
aber welche, deren Lichtschranken mit gepulstem Licht betrieben werden damit
Fremdlicht nicht stört, und deren Empfänger das schon decodieren:
+-----+ POR
| |
| +-----+
A -------------------------+--(--|D S Q|
74HC132 | | | _|
B --R--+--|S>o--+--|>o--+--(--(--|C Q|--| \
| | | | | 74HC74 | )o-- UP
C | | +--(--|D O|--| /
| | | | | | _|
GND +-------(--(--(--|C R Q|
| | | | +-----+
| | | | |
| | | +-----+
| | | | |
| | | | +-----+
| | +--(--|D S Q|
| | | | | _|
+-------(--(--(--|C Q|--| \
| | | 74HC74 | )o-- DOWN
| +--(--|D Q|--| /
| | | _|
+-----(--|C R Q|
| +----+
| |
GND --C--+-----+--R-- VCC
Bei ENTPRELLTEN Encodern kann man direkt auf Zähler mit CLK und UP/DOWN
Eingang gehen, wenn der Encoder einen Kanalwechsel an einer Raste hat,
sollte das der UP/DOWN Kanal werden, ansonsten ist die Verwendung egal.
74HC867
+-------+
A ---|CLK |
| |
B ---|S1 |-- 8 bit
| |
+5V -|S0 |
+-------+
Magnetfeldmessung bis 7500A/m mit KMZ10C, 2000A/m mit KMZ10B und 500A/m mit
KMZ10A bei umgekehrt proportionaler Empfindlichkeit, der C dämpft die
Reaktionsgeschwindigkeit und erhöht die Störunempfindlichkeit.
+5V +--470k--+
| | |
+--KMZ10--+--10k--+--|+\ |
| | C | >--+-- uC-Eingang
+----(----+--10k-----|-/
| z. B. TS912
GND
Aber Achtung, das Signal des KMZ10 ist temperaturabhängig und muss wenn man
messen will kompensiert werden, siehe
+5V +5V +5V
| | |
| | 10k
| -----(----+ |
|/ | | +----|+\
+--KMZ51----|+\ | | | >--+--
| /| | >--+--10k--+---(----|-/ |
+--(-(------|-/ TS912 | | |
| | | 10k 10k |
| | | | | |
+-(-------(------------+---(----------+
| | |
GND GND GND
> und in einem bestimmtem Abstand (in Metern):
F.29.1. Entprellen von Tastern
+-----------------+
| |
VCC --4k7---+ VCC --4k7---+ +--|\ |
| +_--+ | | )o--+ |
/o--+--|S Q|-- /o--+-----|/ | |
GND --o/ |_ | GND --o/ | |
o--+--|R | o--+ +--|\ |
| +---+ | | )o--+--
VCC --4k7---+ VCC --4k7---+--------------|/ 74xx00
oder einen CMOS-Puffer wie 74HC04 oder CD4049 (TTL geht auf die Art nicht)
+-----10k----+
VCC --o | |
/o--+--|>o--|>o--+--
GND --o/ 74HC04/CD4049
Wenn der Taster nur einen einfachen Schliesskontakt hat, benötigt man einen
CMOS Schmitt-Trigger wie den 74HC14 (ein 74LS14 bräuchte unglücklich
niederohmige Widerstände und grosse Kondensatoren und ist hochgradig
unsymmetrisch, auch der 74HC14 lässt wegen Leckstrom nicht mehr als 100k zu)
an einem RC (hier 100k und 100n) Glied nach einem pull up (hier 4k7, beachte
den Mindeststrom des Tasters, oft 1mA oder 100uA):
VCC
|
Taster
| 74HC14/CD40106
+-100k-+--|>o-- low wenn Taster gedrückt
| |
4k7 100nF
| |
GND GND
VCC VCC
| |
4k7 100nF
| | 74HC14/CD40106
+-100k-+--|>o-- high wenn Taster gedrückt
|
Taster
|
GND
Falls der IC schon einen internen Schmitt-Trigger am Eingang hat:
VCC
|
Taster
| |
+-100k-+--|IC Eingang mit Schmitt-Trigger, high wenn Taster gedrückt
| | |
4k7 100nF
| |
GND GND
VCC VCC
| |
4k7 100nF
| | |
+-100k-+--|IC Eingang mit Schmitt-Trigger, low wenn Taster gedrückt
| |
Taster
|
GND
Auch ein NE555 arbeitet als Schmitt-Trigger und kann 200mA schalten
VCC VCC VCC
| | |
| NE555 | |
Taster +-----+ |
| | RES|--+
| +--|THRE |
+-100k-+ | OUT|----- low wenn Taster gedrückt
| +--|TRIG |
| | | CONT|--+
4k7 100n +-----+ |
| | | 100n
| | | |
GND GND GND GND
Mit flankengesteuerten FlipFlops kann man aus einem 50Hz Takt (nur ein 74HC14
Oszillator für alle FF oder aus 50Hz Netzfrequenz abgeleitet) den
Tastenzustand jeweils prellfrei synchronisieren:
nur ein mal nötig pro Taster nötig
VCC VCC VCC
| | |
| Taster |
| 74HC14 | |
| \ 50Hz | +------+
+--|S )o-----+--...--(--|> |-- high wenn Taster gedrückt
| | / | | |74HC74|
| | | +--|D |
+---(--100k--+ | +------+
| | | |
470nF | 4k7 |
| | | |
GND GND GND GND
Bei Microcontrollerschaltungen kann man per Software entprellen, braucht also
diese aufwändigen Schaltungen nicht, und auch nicht den teuren MC14490.
uint8_t tasten,gedrueckt;
while(1)// die Programm-Hauptschleife
{
tasten=PIND; // 8 Taster auf ein mal, liefern 1 wenn gedrückt (sonst ~PIND)
gedrueckt=tasten&~gedrueckt;
if(gedrueckt&1)
{
// Taster 1 wurde gerade runtergedrückt, mach was
}
if(gedrueckt&2)
{
// Taster 2 wurde gerade runtergedrückt, mach was
}
// mach was sonst in der Programm-Hauptschleife passieren muß
gedrueckt=tasten;
_delay_ms(10); // damit sie bestimmt länger dauert als eventuelles Prellen
}
Macht 3 Anweisungen für 8 Taster, das ist so wenig, dafür lohnt nicht mal eine
eigene Funktion. Kann man natürlich mit Erkennen des Loslassens oder Erkennen
ob gleichzeitig mehrere Taster gedrückt sind oder in kurzem Abstand derselbe
Taster erneut gedrückt wurde (Doppelklick) erweitern. Wer neben dem Entprellen
auch Störungen filtern will, kann das durch eine Tiefpassfunktion wie bei
Peter Dannegger erreichen:
uint8_t geaendert,zaehler0,zaehler1,gedrueckt,tasten;
+-----------+
| |
| +---)----------------+
| | | CD4093 |
| +--|>o--10k--+--|>o--+-----+
| + | | | |
Batterie | | 470k |
| - | | _ | | +
| | +--o o--+ Schaltung (unter 1mA Stromverbrauch)
| | | | -
| | 100nF |
| | | |
+-----------+----------------+-----+
Der P-Kanal MOSFET ist notwendig falls die Schaltung mehr Strom braucht als
der Inverterausgang liefern kann. Die Gatespannung muss bei jeder
Batteriespannung ausreichend zum vollständigen Durchschalten sein, aber
UGSmax darf nie überschritten werden.
+-----------+----------------------+
| | |
| +---)----------------+ |
| | | CD4093 | |S
| +--|>o--10k--+--|>o--+----|I P-Kanal MOSFET
| + | | | |
Batterie | | 470k |
| - | | _ | | +
| | +--o o--+ Schaltung
| | | | -
| | 100nF |
| | | |
+-----------+----------------+-----+
oder mit einem Spannungsregler mit /SHDN Eingang
+-------+
+-----------+-------------------|MCP1802|--+------+
| | +-------+ | |
| +---)----------------+ | | | |
| | | CD4093 | | | | |
| +--|>o--10k--+--|>o--+----+ | | |
| + | | | | | | +
Batterie | | 470k | 1uF Schaltung
| - | | _ | | | | -
| | +--o o--+ | | |
| | | | | |
| | 100nF | | |
| | | | | |
+-----------+----------------+--------+----+------+
Per HEF4028 (Schmitt-Trigger-Eingänge) kann man auch per FlipFlop ein/aus
schalten, und Clr als PowerOnReset beim anklemmen der Batterie nutzen.
+----+------------+------+---
| | | |
| o | |
| | | |VDD
| o | +----+
| | +--|J Q|-- on
| + | | | |
Bat +--100k--+---(--|> |
| - | | | | _|
| | | +--|K Q|
| | | | +----+
| | | 100nF | |GND
| 10k 100nF | | |
| | | +---+ |
| | | | Clr |
| | | 10k |
| | | | |
+----+--------+---+------+---
Der NE555 kann auch zum Ein-/Auschalter per Tastendruck werden, braucht aber
so viel Strom daß er an einer Batterie ungeeignet ist, dafür liefert er bis
200mA ohne weitere Bauteile. Sind die 100k im Verhältnis zu dem 10k
Spannungsteiler zu klein, toggelt die Schaltung mit der RC Frequenz, wenn man
den Taster lange gedrückt hält.
VCC VCC VCC
| | |
+---100k---(-----(-----(--+
| | | | |
| 10k +-----+ | |
| | | RES|--+ |
| +--|THRE | |
+--Taster--+ | OUT|-----+-- on
| +--|TRIG | NE555
| | | CONT|--+
1uF 10k +-----+ |
| | | 100n
| | | |
GND GND GND GND
+----------+----+----------------------+
| | | |
| | 100k |
| | | |
| +-------(----(--100k---+----Relais--(----+
| | | | | 6V | |
| | | +--100k---+ | |
o+ | | | | | |
9V | | +---------(--------+ | |
o- | | | | +--|+\ |
| | 100k +---|+\ | | >--+
| | _ | | | >--+--100k--+--|-/
| +--o o--+----(---|-/ | TS922
| | | | | 10uF
| 1uF 100k 100k | |
| | | | | |
+--+-------+----+----+-------------+
Wenn ein uC dran hängt, verwendet man den Taster um die Stromversorgung
einzuschalten, und so bald der uC aktiv ist, sichert er den Stromkreis damit
beim Loslassen der Taste nicht wieder der Strom abgeschaltet wird, sondern
erst wenn der uC will. Siehe DIMD10A/MIMD10A/IMD10A als IC bis 50V/500mA.
+--------------------------+
| BC327 |
>|---1k---+----+ +-----+
E| | | | |
+--100k---+ | | uC |
+ | | >|--10k--| |
Batterie Taster E| +-----+
- | | | BC547 |
+---------+----+-----------+
Oder mit MOSFETs (die aber auch keinen geringeren Sperrstrom haben als BJTs)
+-------------------------+
| TP0101K |
I|--------+----+ +-----+
S| | | | |
+--100k---+ | | uC |
+ | | I|------| |
Batterie Taster S| +-----+
- | | | TN0200K |
+---------+----+----------+
Schwieriger wird es, wenn der uC einen späteren Tastendruck mitbekommen soll.
An Stelle des 100k Pull Ups kann auch der interne pull up des uC eingesetzt
werden, falls er einen enthält.
+------------------------------+-------+
| TP0101K | |
I|--------+---------------+ 100k +-----+
S| | 1N4148 1N4148 | | | |
+--100k---+--|>|--+--|<|--(----+----| uC |
+ | | I|--------| |
Batterie Taster S| +-----+
- | | | TN0200K |
+-----------------+-------+------------+
Soll dabei aber ein Taster-Mindeststrom erreicht werden (ohne dass er im
eingeschalteten Betrieb dauernd fliesst), braucht man:
+------------------------------+-------+
| TP0101K | |
I|--------+---------------+ 100k +-----+
S| | 1N4148 1N4148 | | | |
+--100k---+--|>|--+--|<|--(----+----| uC |
| | | | |
+-------2k7-------+ | | |
+ | | I|--------| |
Batterie Taster S| +-----+
- | | | TN0200K |
+-----------------+-------+------------+
+--------+
+----+----|IN OUT|------+
| | | MAX667 | |
| 100k | | +------+
| +----|LBI LBO|---| |
| | +--------+ | |
9V | |EN | | uC |
| +-|<|--+ | +---| |
| | | | | | |
| Taster I|--(--+ +------+
| | S| | |
+----+------+---+----------+
Der TPS61023 ist zwar ein step up, aber trennt die Last wenn ENable auf low
geht. Da Enable bis 7V bekommen darf geht eine einfache Schaltung. Der uC
schaltet den pull up Widerstand am Ausgang ein, um nach dem Ende des
Tastendrucks die Betriebsspannung eingeschaltet zu lassen. Er ermittelt alle
Nase lang die Analogspannung am Ausgang. Sinkt die relevant (von 3.3V auf 3V
oder von 5V auf 4.5V abhängig von der Eingangsspannung und dem pull up
Widerstandswert), schaltet er den Ausgang auf low um sich abzuschalten. Wenn
der Taster als gedrückt erkannt wird, zu Beginn beim Einschalten oder zum
Schluss beim Ausschalten, kann er sogar die Batteriespannung messen, in dem
er den pull up ausschaltet während des A/D-Samplings.
_
+--o o--+-----10k-----+
| |EN |
1.8-3V | +--------+ 3.3V/5V |
+---+--|TPS61023|----+ |
| +--------+ | |
Mignon | +-----+ |
| | | uC |-+
Mignon | +-----+
| | |
+-----------+--------+
Spannungsregler mit shutdown (Enable) können abgeschaltet werden
LP2980, Reichelt, 16V, 50mA, 3V-5V, SOT23-5, <1uA, Achtung: Erst unter 0.18V sicher aus bei 1uA herausfliessendem Strom
LP2985, 16V 150mA, SOT23-5, <0.8uA, erst unter 0.15V sicher aus bei 2uA herausfliessendem Strom
TPS769xx Reichelt, 10V, 100mA, 1.8V-5V, SOT23-5, <1uA, Kerko nur unter bestimmten Voraussetzungen
TPS61023 1.8-5.5V step up 3.5Asw bis 5.5V 3uA (0.1uA shutdown) 0.6Vfb SOT536
MCP1802 10V, 300mA, 0.9-6V, SOT23-5, <1uA, erlaubt KerKo
MCP1804 28V, 150mA, 1.8-12V, 2%, <0.1uA, erlaubt Kerko
MIC5205=TS5205 16V, 150mA, 1.8V-5V, 1%, SOT23-5, <1uA, kein Kerko
RT9072A 80V, 20mA, 1.25-60V, SOT25, <3uA, auch als RT9072B mit EN=high
MIC5207 16V, kein Kerko, <1uA
TL5209 16V, 500mA, <6uA
AP7335A 6.5V 300mA 3.3V <1uA
NCV8772 40V, 350mA <1uA
NCP585H 6V, 300mA, SOT23-5/HSON6, <1uA aber nur unter 0.0V Enabled ? Mit high und low Enable verfügbar. Foldback.
IFX25401 40V, 400mA, 2.5-20V, 2%, TO263-5, <10uA, integrated pull down (Strom unbekannt)
LK112 15V, 150mA, 1.5-8V, 2%, SOT23-5, <0.1uA aber 35uA to keep on
LD2210 13.2V 300mA, 2.5-3.3V, SOT23-5, <5uA aber 25uA to keep on
und von Batterieseite als auch uC Seite mit dieser Schaltung eingeschaltet:
+-----------------+
on _ | BAT99 |
+--o o--+--|>|--+--|<|----(-----------+
| | | |
| +----------+ | |
| | |EN | |
| | +------+ | |
--+----(------|LP2980|---+--(-----+ |
| | +------+ | | | |
| | | | 10k | |
| | | | | +-----+ |
C 100k | C +--| uC |--+ low=turn off, high = keep on
| | | | | +-----+
| | | | 100k |
| | | | | |
--+----+---------+-------+--+-----+
Für Spannungsregler mit Enable bei low wie RT9072B (aber ohne
Auswertung ob die Einschalttaste gedrückt wird) geht es so:
+-------+
+-----+------|RT9072B|-----+
| | |__ | |
| 10k +--|EN | |
+ | | | +-------+ +-----+
Batterie +---+ | | |
- | | | | | uC |
| Taster >|-----(--10k-| |
| | E|BC547 | +-----+
| | | | |
+-----+---+------+---------+
Soll ein Schalter durch 2 Taster (an/aus) ersetzt werden, geht es mit einem
Relais in Selbsthaltung, oder moderner mit einem Analogschalter genauso:
Aus
_
GND --o o----+------------------+--10k-- GND
_ | |
+5V --o o----(-----+---1k-------+
An | | |
+-----+ | +-----+
+5V ------|4066 |--+ +--|4066 |--o
+-----+ | +-----+ alter Schalter
+-----------o
F.29.2. Aus einem Impuls zwei machen
|\ EXOR wie 74HC86
--|S)--+-------------|\
|/ | |\ |+)--
+--R--+--|S)--|/
| |/
C Schmitt-Trigger wie 74HC14
|
GND
Bei 2 MonoFlops, z. B. aus einem 74HC123 braucht man ein ODER-Gatter um beide
Impulse zu verknüpfen, allerdings kann man unterschiedliche Zeiten bei
steigender und fallender Flanke haben, es spart aber auch keine Bauteile wenn
man bei beiden die gleiche Zeit braucht. Diese Schaltung ist zumindest nicht
abhängig davon, wie lange es her ist, daß der andere Impuls ausgelöst wurde.
VCC --R-+-C-+-- GND
| |
1a +-----------+
+--|1/2 74HC123|--+
| +-----------+ +--|\
--+ |=)--
| +-----------+ +--|/
+--|1/2 74HC123|--+
2b +-----------+
| |
VCC --R-+-C-+-- GND
Mit Komparatoren wie LM393 kommt man mit einem IC aus, und er ist auch noch
unproblematisch was die Versorgungsspannung angeht, so lange sie während
des Impulses konstant bleibt, Für 1 Sekunde nimmt man C=1uF und R1=910k.
+--------+-- +5..30V
| |
10k 1k
| |
+--|+\ |
| | >--+
+--(--|-/ |
| | |
| 10k |
| | |
Eingang --R1--+--(--|+\ |
| | | >--+-- Ausgang
| +--|-/
C | LM393
| 10k
| |
+--+----------- Masse
und es lassen sich unterschiedliche Zeiten bei steigender Flanke wie bei
fallender Flanke erreichen
+--------+-- +12V
| |
10k 1k
| |
+--|+\ |
1N4148 | | >--+
+--|<|--R1--+--(--|-/ |
| | | |
| | 10k |
| | | |
--+--|>|--R2--+--(--|+\ |
1N4148 | | | >--+-- Ausgang
| +--|-/
C | LM393
| 10k
| |
+--+----------- Masse
Ja klar, wer will, kann für den Job auch einen Mikrocontroller programmieren.
+----------------------------------------+
| +---+ 74HC174 |
in +--|D Q|--+ |
| | _| | |
+-----|> Q| | |
| +---+ | |
| +---------+-----+ |
| | +---+ | |
| +--|D Q|--+ | |
| | _| | | |
+-----|> Q| | | |
| +---+ | | |
| +---------+--+ | |
| | +---+ | | |
| +--|D Q|--+ | +--o 1.5 |
| | _| | | | |
+-----|> Q| | +--(--o 2.5 |
| +---+ | | /o--+ |
| +---------+-----(--o 3.5 / | |
| | +---+ | / | |
| +--|D Q|--------(--o 4.5/ | |
| | _| | | |
+-----|> Q| | | |
| +---+ | | |
| +---------------(--------------+--|-\ |
| | +---+ | | )o--+
| +--|D Q|--+-----(-----------------|-/
| | _| | | 74HC86
+-----|> Q| | |
| +---+ | |
| +---------+ +--|-\
| | +---+ | )o-- out
| +--|D Q|-----------|-/
| | _|
+-|>o-|> Q|
+---+
+12V +12V +12V
NE555 | | |
+------+ | |
| RES|--+ |
+--|THRE | |S
| | OUT|------|I IRF4905
Eingang --1MOhm--+--|TRIG | |
| | CONT|--+ +-- 12V durchgeschaltet wenn Eingang high
| +------+ |
Tantal 5uF | 100nF
| | |
GND GND GND
F.30. Audioverstärker
Minimum RMS Output Power 8 Ohm, 20Hz to 20kHz, 0.019% THD: 85W+85W
Maximum Output Power (EIAJ) 1kHz, 10% THD: 8 Ohm/6 Ohm 130W / 150W
Dynamic Power (IHF) 8/6/4/2 Ohm: 130/150/185/220W
DIN Standard Output Power 4 Ohm, 1kHz, 0.7% THD: 120W
IEC Output Power 8 Ohm, 1kHz, 0.019% THD: 100W
> vertragen ?
V+ -------------------+
_|_
/_\' Z-Diode
clip |
+--|>|--+--|>|--+ positivste Spannung ab der Verzerrungen einsetzen
| LED |1N4004 |
out --+ | R bestimmt LED-Strom und Z-Dioden-Strom
| LED |1N4004 |
+--|<|--+--|<|--+ negativste Spannung ab der Verzerrungen einsetzen
clip _|_
/_\' Z-Diode
|
V- -------------------+
Klasse A:
Eintaktverstärker:
Ein Transistor leitet je nach Eingangssignal mal mehr und mal weniger,
aber geht nie ganz aus. Zur anderen Spannungsseite führt der Lautsprecher
oder ein Widerstand: 6.25% bis 50%
Gegentaktverstärker:
Ein Transistor leitet nach + und einer nach -, beide leiten immer,
Wirkungsgrad 50%
Klasse B Ein Transistor leitet nach + und einer nach -, davon leitet nur einer
zu einer Zeit, der andere ist aus: Übernahmeverzerrungen, 50% bis 78%
Klasse AB1: Wie Klasse B, aber über den ganzen Bereich sind beide Transistoren
etwas an, also fliesst Ruhestrom: < 78%.
Klasse AB2: Wie Klasse B, aber in einem mittleren Bereich sind beide Transistoren
etwas an, also fliesst Ruhestrom: < 78%.
Klasse AB Brücke BTL (also 2 Verstärker gegeneinander): < 78%, THD+N um 3dB
schlechter
+---|>|---+--|>|---------+----+
| 1N4004 | 1N4004 | |
| 25uF 100uF 2k2
| | | |
o--+ +------+--(--|>|--+--+---)----)-------+
| | | | | | | | | NPN Leistungs Darlington
S:S | +--|>|--+ | | +---+--|< BDW83 o.ä. auf Kühlkörper
S:S | | KBPC | | | | |E
S:S 24V~ | | 2502 25mF | | | +-- +25V
S:S | | o.ä. | | ZD27 47uF |
S:S | | | | | | 2m2F
S:| | | | | | | |
S:+------)--)----------+---+----+---+---+-- Masse
S:| | | | | | | |
S:S | | | | | | 2m2F
S:S | | | | ZD27 47uF |
S:S 24V~ | | 25mF | | | +-- -25V
S:S | | | | | | |E
S:S +--)--|<|--+ | | +---+--|< BDW84 o.ä. auf Kühlkörper
| | | | | | | | | PNP Leistungs Darlington
o--+ +------(--+--|<|--+--+---(----(-------+
| | | |
| 25uF 100uF 2k2
|1N4004| 1N4004 | |
+--|<|-+-----|<|---------+----+
Ein konventionelles Trafonetzteil passt gut zu Audioverstärkern, denn sie
verkraften bei ausreichend stromstabilen Ausgangstransistoren sehr hohe
Belastungsspitzen, weil sie thermisch limitiert sind und der grosse
Netztrafo nur langsam warm wird. Allerdings sollte während der
Belastungsspitze nicht die Ausgangsspannung einbrechen, es sind also
grosszügig dimensionierte Siebelkos vorzusehen. Während die Siebelkos bei
normalen Netzteilen meist auf 20% Ripple bei Volllast ausgelegt sind, sollte
bei Audionetzteilen diese 20% bei der hohen Belastungsspitze eingehalten
werden, die meist 5 mal so gross ist wie die Dauerleistung aber sich auf zwei
Polaritäten der Spannungsversorgung verteilt, also sollten die Elkos 2.5 mal
so gross sein wie bei konventionellen Netzteilen vorgesehen. Exakter kann man
das natürlich durch Simulation bestimmen oder in dem man im Betrieb misst. So
machen es die Verstärkerhersteller mit den Normmessimpulsen Sinus bzw. RMS,
allerdings bekommt man dadurch einen Verstärker der mehr verspricht als er
bei realer Musik einhält. Beispiel für ein Audioverstärkernetzteil:
--+----------------+----+---+-- V+
| | | |
| 10k 100n |
| | | |E
| +----+--|< PNP
| | |
-|< 45k |
| | |
+---56k--+---+--|< NPN |
| | | |E |
Shunt 10k 10n | |
| | | | |
+--------(---(---(--------(-- Lautsprecher
| | | | |
Shunt | | | |
| | | | |
+--------+---+---+ +--|<|--+
| | |
-|< Relais |
| | |
--+-------------------------+-------+-- V-
eines anderen (Sony TA-N80ES):
--+----------------+----+---+-- V+
| | | |
| 33k 10u 3k3
| | | |E
| +----+--|< PNP
| | |
-|< 33k 33k
| | |
+---4k7--+------|< NPN +-- off
| 2W | |E
Shunt +--|>|--(--33k---+
| | |
+----------------(--------(-- Lautsprecher
| | |
Shunt +--|<|--(--33k---+
| 2W | | |
+---4k7--+-------+ GND
|
-|<
|
--+--------------------------- V-
Die Spannung am Ausgangstransistor liegt (bei den üblichen mit positiver
und negativer Spannung versorgten Verstärkern mit Lautsprecher an Masse)
nicht bei einfacher Versorgungsspannung, wie es bei einem Widerstand als
Last der Fall wäre, sondern im ungünstigsten Fall bei der vollen
Versorgungsspannungsdifferenz, weil ein Lautsprecher eine komplexe Last
darstellt. Der Strom liegt aber schon bei
(einfacher Versorgungsspannung)/Lautsprecherimpedanz,
und das Verlustleistungsdiagramm sollte unter der SOA-Grenze des
Ausgangstransistors bleiben, sonst muss man mehrere parallelschalten. Dafür
leitet jeder Transistor nur die halbe Zeit, die thermische Verlustleitung ist
also geringer als erwartet. Komplexe Lasten erzeugen muntere Kurven im SOA
Diagramm, die man beachten sollte, wenn man einen betriebssicheren Verstärker
bauen will.
A ^
|
| .
|\ .
| \ .
| \ ..
| \
+------> V
> Treiberstufe zurück, warum ?
> angesteuert und nicht mit einem Strom, d.h. mit einer Stromregelschleife,
> deren Sollwert von der Spannung des Audiosignals abhängt?
A>--2k2--+--4k7--+
| |
10k | | Gnd |
<-|-+--| +--> out
| | |
| |
B>--2k2--+--4k7--+
Mit Einschränkungen http://tangentsoft.net/audio/atten.html lässt sich ein
logarithmisches Poti aus einem linearem (z. B. elektronischem) Poti annähern:
25dB Dynamik:
Von: Dieter Wiedmann
47k 470k
___ ___
In-o-|___|-o-|___|-o--Out
| | |
| || | || |
'--||---o--||---o
|| || |
1n5 6n8 .-.
| | 560
| |
'-'
|
GND----------------o--GND
auch professionell zur Vorzerzerren von Schallplatten auch mit 78upm
XLR überträgt Audio nur durch die Spannungsdifferenz auf 2 Leitungen damit
Störungen, die beide Leitungen betreffen, keinen Einfluss haben.
+15V
|
In+ --|+\ INA137
| >----+--------------- Out+
In- --|-/\ |
| +---(------------+-- Out-
| | | |
| 10k 10k +--|+\ |
XLR | | | | | >--+ XLR
| +---+---(--|-/
| | NE5532
GND ---(----------+----------- GND
|
-15V
oder siehe RC4580 Datenblatt http://www.ti.com/lit/ds/symlink/rc4580.pdf
\
>--+---------- Out+
/ |
10k
|
+---10k--+
| |
+--|-\ |
| >--+-- Out-
VRef --|+/
Für echtes Audio sind noch Koppelkondensatoren, Eingangswiderstände und ggf.
Phantomspannung nötig.
V+
BAV199|
+-|>|-+
| |
Eingang --2.2uF--1k--+----+--+-1k-|+\
| | | | >--
| | | |-/
470pF 22k | |
| | +-|<|-+
| | |
Masse ---------------+----+-- GND |
|
V-
Betreibt man den OpAmp invertierend, liegen ja nominell nur 0V am Eingang, man
kann also Dioden nach Masse verwenden.
V+
BAV199 |
+--|>|--+-----|+\
| | | >------+--
Eingang --2.2uF--22k--+-------(--+--|-/ |
| | | | |
+--|<|--+ +---(--220k--+
| | |
+-470pF-+ V-
|
Masse ------------------------+-- GND
Ein NE5532 hat die Dioden schon eingebaut wenn In+ an GND angeschlossen ist.
+-------+ C C +-------+
L o-----| out|--+--1uF--> <--100nF--+--|in |-----o N
230V~ | Gerät | 100k 22k | Gerät | 230V~
N o--+--| Masse|--+ +--|Masse |--+--o L
| +-------+ | | +-------+ |
+-----2n7-----+ +-----2n7-----+
Y1 Y1
Hier liegt Masse beider Geräte um 230V~ auseinander und überträgt sich über
die 22k/100k Ableitwiderstände auf die Koppelkondensatoren C, so daß beim
zusammenstecken im schlechtesten Fall 325V Differenzspannung anliegt. Die
Koppelkondensatoren sollten also 400V Spannungsfestigkeit aufweisen, wie es
bei Röhrenschaltungen üblich war, auch 630V sind nicht übertrieben. ABER:
Im Moment des Zusammensteckens wirken die Koppelkondensatoren auch als
Spannungsteiler, und sie sind wesentlich grösser als die Y1 Kondensatoren.
Die 325V teilen sich also auf 160.1V Y1 0.4V 1uF 4.3V 100nF 160.1V Y1 auf
und damit gehen auch spannungsmässig weit kleinere Kondensatoren nicht
kaputt, akustisch knacken tut es trotzdem gewaltig. Die Bauteilwerte in
diesem Beispiel sind schon konservativ ausgewählt.
F.30.1. Operationsverstärker
Eingang-Ausgang Bezeichnung, Eigenschaften
Voltage-Voltage VV-Typ, normaler Typ, Spannungs-Verstärker hochohmiger Eingang, niederohmiger Ausgang
Current-Current CC-Typ, Strom-Verstärker niederohmiger Eingang, hochohmiger Ausgang
Voltage-Current VC-Typ, Transkonduktanz-Verstärker (Operational Transconductance Amplifier, OTA) hochohmiger Eingang, hochohmiger Ausgang, bevorzugt zum Treiben von Koaxialleitungen
Current-Voltage CV-Typ, Transimpedanz-Verstärker niederohmiger Eingang, niederohmiger Ausgang, bevorzugt als Videoverstärker (hohe Bandbreite)
und weiter differenziert
+Eingang -Eingang Ausgang
Spannung Spannung Spannung normaler Operationsverstärker
Strom egal Strom Stromverstärker
Spannung egal Strom Transkonduktanzverstärker (OTA, Diamond-Transistor OPA660/860)
Strom egal Spannung Transimpedanzverstärker (AN1244 von http://www.ti.com/ (National) , "Photodiode Front Ends - The REAL Story" Philip Hobbs http://www.electrooptical.net/www/frontends/frontends.pdf) http://www.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01494A.pdf siehe auich http://www.analog.com/en/design-center/reference-designs/circuit-collections/very-low-noise-large-area-photodiode-amplifier.html?domain=www.linear.com mit 2SK932, 2SK2394, CPH3910, MCH3914, MMBF4391 statt abgekündigter BF861/BF862 https://tools.analog.com/en/photodiode/ (Simulator mit Daten)
egal Strom egal current feedback Verstärker (CFA) weil -Eingang niederohmig ist, reagiert er auf Strom statt Spannung, dieser Strom darf den Kompensationskondensator laden, dadurch wird der Verstärker schnell http://www.elenota.pl/pdf/National_Semiconductor/an-597.pdf
Typischer Operationsverstärker (ausser Norton LM3900/LM359)
| |
R R
| |
| +--out
| 2 |
+in --|< NPN >|--+
|E E| |
+--+--+ |
| |
-in ------(------+
|
ISink (Konstantstromsenke)
|
Typischer current feedback Operationsverstärker
| |
R R
| |
| +--out
| |
+-----|< NPN
|E |E
+in --|< PNP |
| |
-in ---(------+
| |
| ISink (Konstantstromsenke)
| |
LM358
LM324
LM2904
TSV324
LMV321
TSV321
MCP6001
MCP6L0x
TL074
LMC7101
TL084
LMV358
LM2902
LM224
FAN4174
TL064
LM258
LMH6645 Nanu ?
LMV324
LMC6482
BU7411
TLV271
LMV982
AD8606
TL072
Brauchbare OpAmps für Audio-Linepegel (1Vpp an 600 Ohm), in steigendem Preis
+-------+-------- -Ub
| |
R |
| |
Eingang --C--+------|+\
| | >--+--C-- Ausgang
R +--|-/ |
| | | R
| | | |
| +---(----+
| | |
| R |
| | |
| C |
| | |
+---+---+-------- GND
Wie man es besser macht, steht hier:
In1 ---------|+\
| >-+
+--|-/ |
| |
In2 --1k--+--|<|--+
|
+--|+\
| >-+
+--|-/ |
| |
In3 --1k--+--|<|--+
|
U_Max
Von: Der Zahn der Zeit 23.11.2018 belastet Eingänge nicht aber 1 OpAmp mehr
U1 --|+\
| >--|>|--+-- U_max
+--|-/ |
| |
+-------------+
|
U2 --|+\ |
| >--|>|--+
+--|-/ |
| |
+-------------+
|
U3 --|+\ |
| >--|>|--+
+--|-/ |
| |
+-------------+
|
R
|
V-
mit Komparatoren
In1 --+------------+
| |
| TLC3701 +-----+ CD4053
+--|+\ | B |
| >---|S X|-- max(In1,In2)
+--|-/ | A |
| +-----+
| |
In2 --+------------+
Von: Axel Schwenke 09.12.2015
U1 --|>|--+-----|+\
| | >--+-- U_max
U2 --|>|--+ +-|-/ |
| | |
U3 --|>|--+ | |
| +--|<|--+ Dioden idealerweise thermisch gekoppelt
| |
R R
| |
+---+--- -Vcc
Diskret aufgebaute Operationsverstärker erlauben 80V/60mA oder 0.5nV/sqrt(Hz):
|\ |\
| >-600R-+ +---+--| >--
|/ | | | |/
S : S 600R
| | |
GND GND GND
Ein Trafo transformiert die Impedanz übrigens quadratisch zum
Windungsverhältnis, will man also ein 75 Ohm Antennenkabel auf ein 100 Ohm
CAT5 Kabel umsetzen, braucht man ein Windungsverhältnis von 1:sqrt(100/75)
also 7 zu 8 Windungen (schon die Kabel haben teilweise mehr als 10%
Abweichung in der Impedanz)
ADUM4190 $1.20 (ADUM4190ARIZ)
ADUM3190 $1.04 (ADUM3190ARQZ)
AMC1311 0-2V 1.5mV $6
SI8920 (+/-0.2V) $3.50
SI8902
AMC1200 (+/-2.5V *8) 4.90 Reichelt
AD215 $48.94 (AD215AY)
AD203 $115.94 (AD203SN)
AD210 $52.63 (AD210JN)
AD204 $30.34 (AD204JY)
AD202 $33.73 (AD202JN)
HCPL-7840-000E 6.41€
Eingang -----|+\
| >-+-- Ausgang
+-|-/ |
| |
Masse --R1--+--R2--+
Dabei sieht der - Eingang eine Quellimpedanz von R1|R2, der + Eingang eine
andere, und die Eingangsbiasströme produzieren durchaus erhebliche Fehler:
Eingang --R3--|+\
| >-+-- Ausgang
+-|-/ |
| |
Masse --R1--+--R2--+
F.30.2. Audioeffektgeräte
+5V oder mehr
|
Audio --330nF--+---150k--+------|+\ LM358
| | | >-----+--150k--+-- LM3915
22k +--(------|-/ | |
| | | | | |
+--1k--+--(-------(--1k2--+ |
| | | 330nF
| +--|<|--+ |
| BAT45 | |
GND ---+-----------------+----------------+
> single supply 20kHz Spitzenwertgleichrichter
LT1715
in --+-----|+\ 1N5711 dieser Widerstand verhindert overshoot
| | >--|>|--2k--+--+--+-- out
50R +--|-/ | | |
| | | 1nF 1M Widerstand bestimmt decay Zeit
| +-----------------+ | |
| | |
GND -+-----------------------+--+--
Echter Spitzenwert, muß zurückgesetzt werden, geht aber bis 100kHz besser als
0.1% weil sie die Sättigung dees OpAmps vermeidet, er liegt maximal 0.6V weg
vom bisherigen Spitzenwert.
in --------|+\ OPA624
| >--+--|>|--+----------|+\
+--|-/ _|_BAS70 | | >--+-- max(in)
| /_\ 220nF +--|-/ |
| | | | |
+--------+-------(--10k--+--------+
|
GND ---------------------+
So ähnlich, bildet aber den Spitzenwert als vorzeichengewechselte Spannung.
in --10k--+--|-\ OPA624
| | >--+--|<|--1k-+----------|+\
+--(--|+/ | BAS70 | | >--+-- -max(in)
| | +--|>|--+ 220nF +--|-/ |
| | | | | |
| +----------------+--(--10k--+--------+
| |
GND ---+----------------------+
Single supply Vollwellenpräzisionsgleichrichter ohne Dioden, in darf unter 0V
gehen, out auf GND bezogen.
+---10k--+
| | +5V
+--10k--+--|-\ | | MCP601 (R2R OpAmp)
| | >--+--|+\
in --+--10k--+--|+/ | >--+-- out
| | MCP601 +--|-/ |
10k | | |
| | +--------+
+-|+\ |
| >--+
GND --|-/ LMC7221 (open drain Komparator)
|
GND
1MHz Spitzenwertdetektor
+---+-- +12V
| |
1k |
| | 1N4148
+---(---+--|>|--+---+-- +Peak
BC547| | | | |
+--(--|< | 470p 100k
| | |E | | |
in -+ | | 100nF +---+-- GND
| |E | | | |
+-|< | | 470p 100k
BC557| | | | |
| +---+--|<|--+---+-- -Peak
| | 1N4148
| 1k
| |
+---+-- -12V
Schalldruckpegel werden nach dem psychoakustischen Lautstärkeeindruck
bewertet, ein Filter ist nötig: https://sound-au.com/project17.htm
F.30.3. Dynamikkompressoren / Limiter
+------- Ausgang
|
--R--+-------|+\
| | >--+ (besonders klirrarm wenn Spannung am LDR klein bleibt)
LDR +-|-/ |
| | |
+--R--+---R---+ (der OpAmp also spannungsverstärkend wirkt)
| |
GND --+-(X)---------+
Glühlampe
F.30.4. Dezibel
F.31. Oszillatoren
+---+---+---+-- +Ub +------+---+------+-- +Ub
| | | | | | | |
R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4
| | | | | | | |
+-C-+ +-C-+-- out +---C--+ +--C---+-- out
|+ \ / +| | + \ / + |
| X | | X |
| / \ | | / \ |
>|--+ +--|< >|-|<|-+ +-|>|-|< (NPN)
E| |E E| |E
+-----------+-- GND +-----------------+-- GND
Man glaubt es nicht, wie viele Oszillatorschaltungen es mit 2 Transistoren
gibt: http://www.4qdtec.com/mvibs.html
+---------------------+--- 6V
| |
| Lampe (6V/0.5W)
E| PNP |
>|--|>|--+--2k2--10u--+
| | |
+--------(-----22R---|< NPN
| |E
+--120k------+--- Masse
Blinker für Moped (für Auto fehlt eine Defektlampenerkennung)
http://www.mikrocontroller.net/attachment/297963/blinker.png
der in Reihe zum Blinker eingeschleift werden kann.
LED
+----+-|>|-+ LED
| | | +--------------------+--|>|--+
| 470k 470R | | |
| | | + - | 470k 470R
| | +--22uF--+ | | |
+ | | | | + | +--22u----------(-------+
9-12V +----|< BC547 | = 9-12V | | |
- | | + |E | - | +--22u--+--10u--+------|< BC547
| 10uF | | | | | |E
| | - | + - | | 2k2 2k2 |
| +-----(--22uF--+ | | | |
| | | | +----+-------+---------------+
| 2k2 | 2k2
| | | |
+----+-----+--------+
Vielleicht auch einen LC-Oszillator für Sinusschwingungen von kHz bis GHz mit
f=sqrt(1/(L*C)). Der Emitterwiderstand R sollte ca. Rres*(Vcc-0.7)/1.4 sein.
Rres ist der Resonanzwiderstand des Kreises. Oder statt R eine
Konstantstromsenke geregelt aus dem Mittelwert des Ausgangssignals, das ergibt
ein klirrarmes Signal regelbar (per Kapazitätsdiode) über einen grossen
Frequenzbereich.
+--+--+--+-- +Ube
| | | |
| L C |
| | | |
| +--+-|< NPN
| | |E
+-|< NPN |
|E |
+-----+--
|
R (einstellbar zum Ausprobieren)
|
Masse
Quarzstabilisiert gibt es Pierce, Colpitts und Clapp, die sich nur durch
unterschiedliche Masseanordnung unterscheiden, und Butler. Man beachte daß
beide C parallel zum Quartz in Reihe liegen, die effektive Lastkapazität, die
zur Spezifikation des Quartzes passen sollte, ist also 1/(1/C+1/C) zuzüglich
eventueller Streukapazitäten.
Pierce: digital Pierce:
+--------------+ +--------------------+
| out | | out |
+-B|\ | | | |\ | |
| >C--+--Q--+ +--| )o--+--R--+--Q--+
+-E|/ | | | |/ | | |
| C C | | C C
| | | +---R----+ | |
GND GND GND keep analog GND GND
Man beachte jedoch, daß die Schaltung für saubere Sinusoszillatoren nahe an
der Schaltung für chaotische Oszillatoren liegt, wenn man Steueeffekte
miteinbezieht sogar dieselbe ist, also kein Wunder wenn cviele Leute Probleme
haben, zuverlässige Oszillatoren aufzubauen, und entweder was bekommen was
rauscht oder gar nicht schwingt.
TC4S584 CD40106
+-|>o-+-- +-|>o-+----------+-- out
| | | | |
+--R--+ R2 R |
| | | |
C +-----+--C--o<|--+
|
GND
Die zweite Schaltung kommt mit einem kleinerem Kondensator aus, weil er um
1 1/3 VCC umgeladen wird, und nicht nur um die Hysterese (Abstand zwischen
Einschaltspannungsschwelle und Ausschaltspannungsschwelle des
Schmitt-Triggers), aber dafür muss R2 verhindern, das der Strom über die
Schutzdioden abfliesst, R2 darf bis in den Megaohmbereich gehen.
+------+---------- 1.8V..5V
| |
1M +---(--1M---+
| | |TLV7031|
+--+--|+\ |
| | >-----+-- Rechteck
| +--|-/ |
| | | |
1M +---(--1M---+
| 1n |
+--+---+---------- GND
Für langsame Takte müsste man grosse Kondensatoren verwenden (Elkos sind
wegen Leckstrom und Ungenauigkeit hier schlecht). Dann greift man zum CD4060
CD4045 74AHC1G4215 und betreibt ihn mit RC oder (32.768kHz) Quartz (siehe
Datenblatt) oder CD4521 an 4.194304 MHz Quartz der auch 0.0625 0.125, 0.25,
0.5 und 2 Sekunden liefert oder 1/256tel davon, CD4541 an 3.2768MHz liefert
50Hz. Sekundentakt und Minutentakt produzieren auch PCF8573 und ICM7213, M34
ist ein Blink-LED IC ohne LED in TO92 mit 1-8 Hz http://www.bowin-ic.com.hk/IC/Export%20Items/M34.pdf ,
Sekundentakt viele der alten Uhren-ICs von Eurosil wie e1114a, e1115a
(ICM1115), e1150a, e1156 (U117X), TC8066PB (U114D), U118D, SAJ220S (3V)
U124D T3648A ICM7038 IZ33173 HD43880 M6052 M6094 PCA2003 oder der aktuelle
H1344
http://www.emmicroelectronic.com/sites/default/files/public/products/datasheets/1344-ds_0.pdf
DS2417 ist eine winzige RTC mit bloss 200nA Stromaufnahme von
http://www.maxim-ic.com/ . TPL5010 braucht 35nA für Impulse alle 0.1s bis 7.2s.
Der PT8A2516 liefert ein 24 Minuten bis 40 Stunden Signal für Relais an 5V.
+------+---------- +Ub
| |
100k +---(--10k--+
| | | |
+--+--|+\ |
| >-----+-- Rechteck
+--+--|-/ |
| | | |
1n +---(--100k-+
| |
+------+---------- GND
1M4001
+-------+---+--|<|--+--5A-- +6-21V
| | | |
| 33k | |
4k3 | | |
| +---+ | |
| |E | | |
+--|< | | |
| | | | |
| +---(---(------|I P0903BDG N-Kanal LogicLevel 56A 20mOhm/20A
27k | | | |S
| 470k 7u5 4u7 |
| | | | |
+---+---+---+-------+--+
FMBT1015 | Blinkschalter
o
Links / Rechts
o o o
| |
+---+ +---+
| | | |
(X) (X) (X) (X)
| | | |
Oder hier mit angeblichem PUT https://www.youtube.com/watch?v=aphdM0ttTJM
+ --+--|>|--+---------+---+
| | | |
| 2k4 2k2 |
| | | |
| +---+ +--+ |
| | | / | |
| | PUT 1k 3u3 UABJ
| | | | |
I|------(---+ | | 30N02 N-Kanal MOSFET 30V 56A
S| | | | |
| 100u 4k7 4k7<-+
| | | | |
+--+-------+---+-----+---+
|
(X) Lampe
|
-
+Ub (ca. 130V)
|
R (hochohmig genug, so 1M)
|
+---+
| |
C Glimmlampe
| |
GND GND
F.32. Temperaturmessung
+5V-----AVCC
|
Rs (entsprechend mittlerem Widerstandswert im zu messenden Temperaturbereich)
|
+---+-- A/D
| |
NTC Rp (parallel zur Linearisierung falls gewünscht)
| |
GND--+--AGND
z.B. 100k NTC mit B=4190 liefert 0.737V bei 100 GradC und 4.191V bei 0 GradC
an 5V wenn Rs=33.718 Ohm und Rp=337.154 Ohm hat.
VCC--AVCC--+-- ARef
|
5k6(1%) bester Widerstandswert für linearisierendes Ergebnis, Berechnung https://www.mikrocontroller.net/topic/462056#5608021
|
+-- Ain
|
KTY81-210 Rkty = 5600/(Aref-Ain) * Ain KTY81 (ELV SAX965, SAS965 = KTY81-121)
| T = 13.34*sqrt(0.15*Rkty-51.84)-185
GND--AGND--+
VCC VCC
| LT1013 |
| /+|-----+-- Aref
+------+---(---------------- Vref+ --+--< | |
| | | | \-|--+ |
R1 R2 | | | | |
| | | +----(---+ |
+------)---)--R5--+ | |
| | | | | |
+--R6--)--|+\ | | |
| | | >----+--R7--+-- A/D | 100nF
| +--|-/ | | | |
| | | | | | |
RTD +---)--R4--+ C | |
| | | | | |
| R3 | | | |
| | | | | |
+------+---+-------------+-- Vref- -------+------+-- AGND
Noch näher an 0V kommt man mit einer externen Stromsenke wie in
+12V
|
|+\
| >--+-- (OpAmp nur nach Masse belastet, schafft 12mA, und bei 12uA Reststrom bleiben nur 1.2mV Restspannung)
|-/ |
| 1k
| |
GND GND
Muss man exakt 0V erreichen, bleibt nur die Versorgung des OpAmps (oder
externen Widerstands oder Stromsenke) mit einer negativen Betriebsspannung.
+------+---+--------- AVCC = ARef
| | |
20k 19k6 | TS507
| | |
+------)---)-48k3-+
| | | |
+------)--|+\ |
| | | >----+-- 0 bis 100 GradC
| +--|-/ |
| | | |
Pt1000 +---)-582k-+
| | |
| 1k |
| | |
+------+---+--------- AGND
Auch der kommt aber nicht ganz an GND oder ganz an AVCC.
VRef = Vref+ - Vref- = 5V-0V = Referenz für den A/D Wandler und damit dessen Messbereich, 5V
RTD der Temperatursensor, Widerstand bei 0 GradC, Pt100
Tmin = minimale Temperatur, 0 GradC
Tmax = maximale Temperatur, 100 GradC
RTDmin = Widerstandswert des RTD bei minimaler Temperatur, 100 Ohm (aus Tabelle ablesen)
RTDmax = Widerstandswert des RTD bei maximaler Temperatur, 138.5 Ohm (aus Tabelle ablesen)
RTD = mittlerer Widerstandswert des RTD = (RTDmin + RTDmax)/2 = 119.25
Irtd = ungefährer Strom durch den RTD, festlegbar, 1mA (Pt1000 sollte 0.1 oder 0.25mA verwenden)
R1 = Vref/Irtd - RTD = 4880.75 Ohm = 4k7
mit R6 kann man R an die vom OpAmp bevorzugte Eingangsimpedanz anpassen, hier 0 Ohm
R = mittlere Quellimpedanz = R1*RTD/(R1+RTD)+R6 = 116.3, kann man durch R6 höher wählen wenn R2/R3/R4 aus Stromspargründen hochohmiger sein sollen
Umin = VRef * RTDmin / (R1+RTDmin) = 5 * 100 / (4k7 + 100) = 0.10417
Umax = VRef * RTDmax / (R1+RTDmax) = 5 *138.5 / (4k7 + 138.5) = 0.14312
U = Eingangsspannungshub = Umax-Umin = 0.03895
Amin = Ausgangsspannung bei minimaler Temperatur (bei single supply oder R2R OpAmp nicht ganz VRef-), 0.1V
Amax = Ausgangsspannung bei maximaler Temperatur (bei R2R nicht ganz Vref+), 4.9V
A = Ausgangsspannunghub = Amax-Amin = 4.8V
G = Verstärkungsfaktor = A/U = 4.8/0.03895 = 123.2349
M = Umin + (Umin-Amin)/G = 0.10417 + (0.10417-0.1)/123.2349 = 0.10420
c = Vref/M - 1 = 478
R3 = R*(1+c)/c = 119.25 * (1+478)/478 = 119.5
R2 = c * R3 = 57120.75
R4 = (G-1) * R = 14215.92
mit R5 kann man die Kennlinie um einen quadratischen Faktor linearisieren, hier nicht gezeigt
mit R7 kann man den nachfolgenden A/D Wandler vor Überspannung schützen, bei OpAmp mit höherer Versorgung
mit C kann man das Analogsignal filtern wenn R7 vorhanden ist, vor allem wenn R7 über 10k hat, 10nF
mit dem zweiten OpAmp kann man eine schwache Referenzspannung puffern
Rechenweg mit Linearisierung durch R5, Excel-Spreadsheet:
|
8 (präzise 1mA Stromquelle, am Besten per Howland http://www.ti.com/lit/an/snoa474a/snoa474a.pdf aus VRef der Messschaltung abgeleitet, oder LT3092, oder REF200)
|
+--------+--------------+
| |
Pt100 +--o
/ \ Meßschaltung (380uV/GradC)
| +--Rt--+--------|+\ +--o
| | | >--+
| Ct +--|-/ |
| | | |
+----------+--R--+---R----+ (gleicher Wert, beispielsweise 2 x 10k)
|
Masse
Auch bei 4-Draht-Messung bietet es sich an, den Strom aus der Referenzspannung
des A/D Wandlers abzuleiten. Rt/Ct/Cx dienen der Filterung von Störeinflüssen
und sind je nach Bedarf auszulegen (ca. 10k für Rt, 1nF für Ct und 22nF für
Cx). Leider liegt dabei kein Anschluss des Pt100 auf Masse.
URef -----|+\ +---R----+
| >--+ +--Rt--+--+-----|+\ | |
+--|-/ \/ | | | >-+--R--+--|+\ |
| Pt100 Ct Cx +--|-/ | | >--+-- A/D
| /\ | | +-------+ +--|-/
+--------+ +--Rt--(--+-----|+\ | (oder Instrumentenverstärker)
| | | | >-+--R--+--R---+
Rm | Ct +--|-/ | |
| | | +-------+ |
GND GNDGND GND
Schaltung als 2-10mA 2-Draht Stromquelle an zumindest +5V, Pt100 von 1mA
durchflossen und 4-Leiter anschliessbar:
+-----------+
| |
| +--------)--+
\ / | |
Pt100 | 100k +----+--....------ +5V
/ \ | | | |
| +--------(--(---|+\ |
| | | | >--+
+-----|+\ | +---|-/
| | >--+ | |
200R +--|-/ | |
| Ref LT1635 | |
+--+-----------(----+
| |
220k 10R
| |
+----+-------....---+--- A/D (0 GradC = 0.2V, 100 GradC = 1V)
|
100R
|
AGND
Die Bausätze von Pollin, http://www.pollin.de/shop/downloads/D810144B.PDF ,
Bausatz PT1000 Messwandler 810 144 und Bausatz PT100 Messwandler V2.0 810 272,
sind unsäglicher Murks, der Messwert schwankt um mehrere GradC wenn die
Schaltung (nicht der Sensor!), anderen Temperaturen ausgesetzt wird, da der
Strom einer LM317L Stromquelle und die Spannung aus dem 7805 schon stärker mit
der Temperatur schwanken, als der Pt1000 Widerstandswert, und damit die
Messwerte völlig ruiniert, zudem linearisiert sie nicht. Eine
Konstantstromversorgung wie genutzt ist nur dann notwendig, wenn der Sensor
mit Vierdrahtanschluss abgetastet werden soll. Ein OP07 arbeitet erst ab
+/-3V und damit die Schaltung nicht ab 5V, und die 3-Leiter Kompensation
per LM324 ist abenteuerlich. Auch wird der Vorteil der Pt100x, für die man
die teuren Sensoren gerne kauft, nämlich ohne Kalibrierung genau messen zu
können, durch die Einstellbarkeit (Vertuschung von ungenauen Bauelementen)
ruiniert.
ARef ---|+\
| >------+--------------------------------------------------+
+--|-/ | |
| | R4
+------------+ 74HC4051 74HC4051 |
| +------+ +------+ |
R1 | |------------------+--| | |
| | |------------+-----(--| | +---R6---+
+-----|+\ | |-------+----(-----(--| | | |
| | >--| |--+----(----(-----(--| |--(--|+\ |
| +--|-/ +------+ | | | | +------+ | | >--+--10k-- A/D
| | 100R 500R Pt100 Pt100 +--|-/
| | | | | | |
| +------------------+----+----+-----+ R5
| | ^ ^ |
R2 R3 Vishay Z Foil 0.2ppm 0.005% |
| | |
GND -----+--+-----------------------------------------------+
+5V +5V
| |
4k7 +-------+
| | |
| +-|CH1+ |
|/ | |
Pt100 | |
|\ | |
| +-|CH1- |
| | |
| +-|CH2+ |
|/ | |
Pt100 | |
|\ | |
| +-|CH2- |
| |MCP3424|
| +-|CH3+ |
|/ | |
Pt100 | |
|\ | |
| +-|CH3- |
| | |
+---|CH4+ |
| | |
100R | |
| | |
+---|CH4- |
| +-------+
| |
GND GND
Dazu passend:
/* PT1XXX related */
#define KOEFF_A 3.9083E-03
#define KOEFF_B -5.775E-07
#define KOEFF_C -4.183E-13
int16_t GetT(uint16_t R)
{
const float a=0.0039083;
const float b=0.0000005775; // oder auch 0.0000005802
const float R0=1000;
von: Arc Net 11.09.2015:
Beispielrechnung Thermoelement Typ K:
Gemessen 2,230 mV
Kaltstellentemperatur 22 °C
2,230 mV + 0,879 mV = 3,109 mV
3,109 mV = 76 °C
NICHT rechnen: 55 °C + 22 °C = 77 °C
MAX4238/MAX4239 (0.1uVtyp 2uVmax bei 25 GradC 3.5uVmax bis 125 GradC 2.7-5.5V in SOT23 1MHz/6.5MHz)
TLC2652 (1uV http://www.ebay.de/itm/TLC2652-Chopper-Amplifier-Module-DC-Signal-Amplifiers-Weak-Acquisition-Module-/191848843270 )
LTC2051HV/LTC2052HV (3uV zerodrift bis 12V Reichelt)
LTC2057HV (4uV zerodrift bis 60V)
LMP2021 (5uV max)
ICL/TC7650/7651/7652 (5uV max chopper, TME 2.12 EUR)
LTC1050/LTC1250 (5uV chopper)
MCP6V11 (8uV zerodrift 1.6-5.5V, Reichelt)
TSZ121 (8uV, ST, 1.8-5.5V)
LTC1049/LTC1152 (10uV zerodrift, Ladungspumpe, Reichelt)
AD8551 (1uV typ 10uV max, zero drift, Reichelt 2.7-5.5V)
SLA333/SLA2333 2uV typ 10uV max 100pA Slkor 17uA 1.8-5.5V
AD8622 (10uV)
NCS333 (10uV 1.8..5.5V, 30uV in dual und quad Versionen)
LMP2015/LMP2016 (800nV typ. 10uV max. 2.7..5.25V)
EC6761 (15uV 2.2-5.5V R2R auch dual)
AD8671 (20uV, Reichelt)
EC6731 (20uV 2.2-5.5V R2R auch dual)
OPA177F/OPA188 (10uV typ 25uV max, 36V, 0.6MHz, Reichelt)
OPA376/2376/4376 (5uV typ 25uV max 2.2-5.5V R2R TI)
OPA2156 (25uV 50V/us 3nV 36V 100mA R2R)
OPA192 (5uV typ 75uV max, 10MHz, 36V)
TC913 (15uV max chopper TME)
TSZ181/TSZ182 (R2R 25uV typ 45uV max 2.2-5.5V)
OPA330/2330/4330 50uVmax 1.8-5.5V zero drift RRIO, SC70 SOIC8 SOIC14
OP07 (nur als Vergleich 30uV typ. 75uV max. 36V, kein Rail-To-Rail), OP27 schneller, OP37 noch schneller
OPA197/2197/4197 (25uV typ 100uV max 36V R2R 1nF THD 0.00008%)
TLV07 (50uV typ, 100uV max, R2R 36V)
OPA196/OPA2196/OPA4196 (25uV typ 100uV max, 4.5-36V settling time us R2R I/O)
MCP616/MCP617 (150uVmax R2RO 2.3V-5.5V)
LT1078 (35uV typ, 300uV max, Reichelt)
AD8603/7/9 (50uV typ, 700uV max, 1pA, 500pAmax, 2.8-5V, R2R, Reichelt)
AD820 (100uV typ 1.2mV max, Reichelt)
LT1413A (50uV typ 150uV max ohne A bis 490uV single supply 44V 0.6MHz)
LT1013A (40uV typ 240uV max single supply 44V 0.5MHz, Reichelt TME 2.04 EUR)
LT1413 (60uV typ 380uV max single supply 44V, Reichelt 3.99 EUR)
TS507 (100uV typ, 0.4mV max)
MCP616/617/619 (150uV 2.3-5.5V 25uA TME 0.57 EUR)
MCP606/607/609 (250uV 2.5-5.5V 25uA R2R)
OPA2234 (100uV typ 600uV max single supply 36V, Reichelt 4.10 EUR)
MC33077 (130uV typ 1.5mV max single supply 36V)
TSV71?=OA?MPA (200uV typ 1.2mV max 1.5-5.5V 16uA ST)
TSB7192 (300uV typ 1.4mV max single supply 2.7-36V)
+---------o------------|+\
Typ K Klemmen | >-+-- A/D (75uV/K * (R2+R1)/R1)
+---------o--+--R1--+--|-/ |
| | |
GND +--R2---+
Zur Auswertung inklusive Kaltstellenkompensation und A/D-Wandlung auch MAX6675.
+5V +5V <- nicht aus 7805 sondern referenzspannungsgenau
| |
1k8 | +-----------
| +----|ARef
| |
+-----+--|A/D-Eingang
| | +-----------
LM135--10k
| |
AGND AGND
Den AD22100 gibt es sogar bei Reichelt, 0.25V = -50 GradC bis 4.75V = 150 GradC,
oder S5813A und S5814A 2.582V = -30 GradC, 1.94V = 30 GradC, 1.145V = 100 GradC:
+5V +5V <- nicht aus 7805 sondern referenzspannungsgenau
| |
| | +-----------
| +---|ARef
| |
AS22100----|A/D-Eingang
| +-----------
AGND
oder MCP9700 (0.1V = -40 GradC, 1.75V = 125 GradC)
oder MCP9701 (0.205V = -10 GradC, 2.83V = 125 GradC)
oder FM20 (2.5V = -55 GradC, 0.33V = +130 GradC) bei nur 9uA Strom in SOT23/SC70
+5V +-----------
| |ARef intern 2.56V
| |
MCP9700----|A/D-Eingang
| +-----------
AGND
Um mit dem LM35 Temperaturen von -50 GradC bis +150 GradC an einem ADC mit
2.56V Referenzspannung messen zu können, tut es folgende Schaltung:
+----+-------- +5V (keine Referenz, darf etwas schwanken, 3.3V reichen aber nicht)
| |
4k7 LM35---+-- A/D 0 (messen gegen interne 2.56V Referenz)
| | | Differenz bilden, Auflösung 0.25 GradC
+----+-----(-- A/D 1
| |
| 10k
| |
+-|>|-+-- GND
1N4148
LM35 an 24V, verstärkt auf 0V (für -35 GradC) bis 10V (für +65 GradC):
+---+---------------+---- +24V
| | |
10k LM35--+----------|+\ LM358
| | | | >------+-- (0-10V)
+---+---(--43k--+--|-/ |
| | | | | |
| 10k | +---(--390k--+
| | | |
TL431-+ 68k |
| | | |
| 25k | |
| | | |
+---+---+-----------+---- GND
Wenn man ein Messgerät hat, welches einen Absolutwert anzeigt, so wie ein
Digitalmultimeter, gibt es Halbleitersensoren wie LM34, LM35, LM45, LM50,
LM334, LM335, AD590 (100nF von Gehäuse zu beiden Anschlüssen legen,
sonst Probleme mit Hf), AD592 an einer extra Batterie (9V Block).
+9V +9V
| |
LM334--+ 10k
| 230R |
+----+ +-----+-----+
| +--o | | +--o
10k Messgerät 10mV/K LM335--10kAdj Messgerät 10mV/K (2.18-4.23V)
| +--o | | +--o
GND GND GND GND GND
Will man den Sensor weit absetzen und austauschbar machen, kann man einen
LM334 der mit einem direkt angelöteten Widerstand kalibriert wird oder einen
schon auf 1uA/K kalibierter AD590 an einen verdrillten Kabel verwenden, der
Spannungsabfall in der Leitung ist egal und der Strom wird nur am Empfänger
mit einem Widerstand R1 in eine Spannung gewandelt. Achte auf Leckströme des
Kabels.
+-----...--- +5V
|
LM334-+
| |
+-R-+
|
+-----...--+-- A/D
|
R1 (bei AD590: 1k = 2.73V bei 0 GradC, 3.73V bei 100 GradC)
|
AGND
Durch Reihenschaltung oder Parallelschaltung solcher stromliefernden
2-Draht-Sensoren kann man auch leicht Mittelwert- oder Minimalwertbildung
mehrere Messstellen vornehmen.
Allerdings ist der LM334 nicht geeignet, wenn sich bei niedrigem Strom die
Spannung über ihm schnell ändert, er muss also aus eine stabilen und
rauschfreien Quelle versorgt werden. Die Slew-Rate bei 10uA liegt unter
0.01V/us, es kann also bei steigender Spannung sein, das der LM334
millisekundenlang gar keinen Strom fliessen lässt. Der LT3092 ist da besser.
+-----+---+----------+-- +
| | | |
| R2 | |
R1 | | |
| +--|+\ Last (bei Motor oder Spule mit Freilaufdiode)
| | | >--+ |
+-----(--|-/ | |
| | | | |
| +---)-R4-+-R5-|< NPN oder NMOSFET
Therm | | |E
| R3 | |
| | | |
+-----+---+----------+-- Masse
Widerstandswert R1, R2, R3 ungefähr gleich dem von Therm. (Thermistor, NTC
seltener PTC dann lieber R1 und NTC vertauschen) bei Nenntemperatur. R4
bestimmt die Hysterese (gross im Verhältnis zu R2|R3), z. B. 100 * R2|R3.
Gewisse Widerstände (R1, eventuell R4) können mit einstellbaren Potis ersetzt
werden. R1 und Therm. vertauschen wenn Ausgang genau im umgekehrten Moment
schalten soll (Heizung/Kühlung), ein LDR an Stelle des Therm. verwandelt die
Schaltung in einen Helligkeitsschalter/Dunkelsensor. Geht auch direkt an 230V
per TRIAC für ohm'sche Lasten durch Wellenpaket-Impulssteuerung zu Beginn der
Halbwelle sehr energieeffizient und daher mit kleinem Kondensatornetzteil
auskommend, wenn der Themistor nicht zu niederohmig wird (immer über 10k):
+----+----+---+-----------+----+---+-----------+--------+--+-----+----+
| | | | | | | |+ | | | |
| | 120k | 4k7 120k 120k ZD12 10k | 100nX2 |
| Poti | | | | | | | | | |
| | +--|+\ LED | +---(-----1M-+--(--100nF-+ | 100R1W |
|+ | | | >---+-|<|-+ | | | | \ | | o
22u +----(--|-/ | | +--|+\ | | TRIAC | 230V~
| | | | | | | | >--+ | | | o
| | +---)-10M-+-|<|--+---+---(--|-/ | +-----+ |
| Therm | | 1N4148 | | | TS912 | | |
| | 120k | | 120k 122k7 +----4M7---+ Last |
| | | | | | | | | | |
+----+----+---+------------(---+---+------|>|--+--220nX2--+--1k--+----+
| 1N4148 |
+----------------------4M7------------+
Mit so einer Wellenpaketsteuerung wie sie bei trägen Heizelementen (z. B.
Herdplatte) eingesetzt wird, kann man bei 1kW Last max. alle 4sec einmal
schalten, um die Flicker Norm DIN EN 61000-3-2 zu erfüllen. Bei schnellerem
Schalten werden die Flicker-Grenzen überschritten.
+------+-+-----+---+-- +4.5 .. 16V
| | | | |
R1 | | Last |
| +--4-8--+ | |
Poti1--6 | | |
| | 3--+ |
R2 | NE555 | 100nF
| | | |
Poti2--2 | |
| +---1---+ |
R3 | |
| | |
+-------+----------+-- Masse
Die Last wird eingeschaltet, wenn an Pin 6 eine Spannung von ca. 2/3 der
Versorgungsspannung erreicht wird, und ausgeschaltet, wenn an Pin 2 die
Spannung 1/3 der Versorgungsspannung unterschreitet. Bei einem NTC (dessen
Widerstandswert mit steigender Temperatur sinkt) und Einschalten bei hoher
Temperatur (z. B. eines Lüftermotors), wird R1 der NTC und der Widerstand von
R2+R3 muss 2*dem Widerstandwert des NTC bei dieser Temperatur betragen, der
Widerstandswert des NTC bei niedriger Temperatur + R2 muss 2*R3 betragen. Mit
PTC oder KTY Temperatursensoren, die ihren Widerstandswert erhöhen, oder wenn
bei niedriger Temperatur eingeschaltet werden soll, wird R3 der Sensor.
----+ Probe
PA0|---o o--+
| |
PA1|---<|---+ Buffer-OpAmp falls A/D-Eingang niederohmige Quelle haben will
| |
PA2|-+ |
| | |
PA3|-+-10R--+
uC | |
PA4|---1k---+
| |
PA5|--100k--+
| |
PA6|--10M---+
----+
Dann misst man mit PA1 den Spannungabfall am shunt (und beim 10R mit PA2 den
vom Ausgang PA3) mal in der einen Polarität und mal in der anderen. Stimmen
beide überein, ist die Elektrode in Ordnung und der Leitwert kann berechnet
werden. Dabei ist eine Temperaturkorrektur erforderlich
NaCl: 2.14%
442: 1.68% (was auch immer 442 ist, stammt aus http://www.bigbrandwater.com/assets/library/hmdigital/hmdigital-sensor-data-sheet.pdf)
KCl: 1.88%
F.32.1. Gas-Sensoren
F.33. Drosseln & Spulen
B^ ...
| ....
| . .
|. . (erster Quadrant, schlecht gezeichnet)
. .
.|.
-+---------> H
und dabei stehen physikalische Begriffe, die die Elektroniker nicht kennt.
H ist proportional dem durch die Spule fliessenden Strom (Windungsanzahl und
die Länge der Magnetfeldlinien fliesst hier ein, können dem Elektroniker aber
egal sein, der seine Spule fertig kauft). B kann man von aussen beeinflussen.
B wird in Weber = Vs (Volt mal Sekunden) angegeben (Windungsanzahl und
Querschnitt des Kerns fliessen hier ein, können einem aber auch egal sein,
wenn man die Spulen nicht selber baut). H kann man nicht beeinflussen, H
ergibt sich als Folge aus dem angelegten B.
F.34. Gehäuse
+--+
| |
\ /
+--. \/ .--+
| \ / |
| \/ |
| |
+----------+
Aber aus 2 Plastikplatten, deren Enden jeweils thermisch unterstützt um 90
Grad in einem Bogen hochgebogen werden, und die so gefräst sind daß sie
ineinanderschnappen, sieht diese Gehäusekonstruktion hübsch aus und taugt
auch für Kleingehäuse. Jeweils auf einer Seite gegenüberliegende Ecken sind
dann halt etwas rund.
+---+--------------------------+---+
| | | | <- verdeckte Verbinder (Exzenterbeschlag, Dübel oder Lamellos geklebt)
| |--------------------------| |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| |--------------------------| |
| | | |
+---+--------------------------+---+
> Frontplatte
G. Links
H. Drucker (Tinte / Laser)
H.1. CD-Player / CD-Brenner / DVD-Laufwerke
I. Magazine
J. ASCII art oder: Warum kann ich die gepostete Schaltung nicht erkennen ?
+-----+
15V --|LM317|--+-----+-----+-----+
+-----+ |+ |+ |+ |
| 10u 10u 10u Glühlampe(12V)
| | | | |
+-----+-12k-+-12k-+-12k-+-- Masse
Und wer zum Zeichnen von ASCII-Schaltplänen einen Editor haben will:
http://www.jave.de/ und Andy´s ASCII-Circuit http://www.tech-chat.de/
oder direkt Online zeichnen http://asciiflow.com/ .
K. Kritiken und Buchempfehlungen
Immerhin sind sich die Autoren dessen bewusst (Repost aus
sci.electronics.design 09-11-2001)
> John Woodgate wrote:
> > Wolfgang Kabelka wrote
> > > Reading Hagen´s german translation is awful. Elektor publishing has
> > > a tradition in bad translations (bought once the german translation of
> > > "Art of Electronics" and immedeatly switched back to english original -
> > > waste of time and money), terrible mistakes (never trust any schematic)
> > > and silly translation errors - the translators seem to have no
> > > "technical sense"
> > I am going to post a chunk of your article to the translators'
> > newsgroup, sci.lang.translation. There is a continuing problem of
> > people taking on translation jobs for which they have insufficient
> > qualifications. The true professionals on s.l.t. are continually
> > asking for assistance and verification when they run into difficult
> > texts and obscure technical terms.
> It is indeed a serious problem. We have heard from many that the
> German translation of our book was very poor, which makes us sad.
> But we had no power over the process, the Elektor translators didn't
> consult with us a single time, nor were we given an opportunity to
> review the transcript. We were given copies of the completed work.
> Presumably Elektor's reputation suffers (as does ours?) and people
> will stop buying their translations.
> Thanks,
> - Win
Die Bücher von Nührmann muss man sich nicht kaufen, sie stellen nur eine
Sammlung von eigentlich kostenlos von Herstellern veröffentlichten, meist
nicht mehr zeitgemässen Applikationsschaltungen dar, die teuer verkauft
werden und gekauft wurden als es noch kein Internet gab. Die CD ist mit
Programmfehlern behaftet, die die Gebrauchsfähigkeit extrem einschränken.
L. Patente
M. Elektroinstallationen
> obwohl die Tabelle für 3 x 16A Dauerstrom 1.5mm2, zumindest für eine
> Umgebungstemperatur bis 30 GradC, für ausreichend hält ?
Bemessungsstrom: maximale Länge Querschnitt
bis 0.2A: 2m 0.1mm2
bis 3A: 2m 0.5mm2
bis 6A: 0.75mm2
bis 10A: 1mm2 (bis 2m 0.75mm2)
bis 16A: 1.5mm2 (bis 2m 1mm2)
bis 25A: 2.5mm2
bis 32A: 4mm2
bis 40A: 6mm2
bis 63A: 10mm2
Daher sind viele Gerätezuleitungen nicht über 2m lang. Im KFZ galten bei
DIN ISO 6722 für FLY folgende Querschnitte und Leitungslängen:
0.5mm2 0.5 A 1.5Amax
0.75mm2 2.5A 5Amax
1mm2 3A !0Amax
1.5mm2 6A 15Amax
4mm2 20A 40Amax
6mm2 25A 60Amax
10mm2 40A 100Amax
16mm2 50A 120Amax
25mm2 70A 15Amax
35mm2 90A 200Amax
50mmA 110A 240Amax
70mmA 150A 290Amax
0,5 10A
1 15A
1,5 20A
2,5 20A
4 30A
6 50A
10 60A
16 100A
25 125A
35 175A
50 250A
70 300A
Zulässige Kabellänge je nach Querschnitt und Belastung:
Draw (A) Power (WRMS) Kabelquerschnitt (in qmm), darunter dann Länge in m
0,5 1 1,5 2,5 4 6 8 10 16 20 25 35 50 70 95
5 bis 35 1,1 2,3 3,4 5,7 9,1 13,7 18,2 22,8 36,5 45,6 57,0 79,8 114,0 159,6 216,6
7,5 bis 50 1,5 2,3 3,8 6,1 9,1 12,2 15,2 34,3 30,4 38,0 53,2 75,0 106,4 144,4
10 bis 65 1,1 1,7 2,9 4,6 6,8 9,1 11,4 18,2 22,8 28,5 39,9 57,0 79,8 108,3
15 bis 100 1,1 1,9 3,0 4,6 6,1 7,6 12,2 15,2 19,0 26,6 38,0 53,2 72,2
20 bis 130 1,4 2,3 3,4 4,6 5,7 9,1 11,4 14,3 20,0 28,5 39,9 54,2
25 bis 160 1,1 1,8 2,7 3,6 4,6 7,3 9,2 11,4 16,0 22,8 31,9 43,3
30 bis 210 1,5 2,3 3,0 3,8 6,1 7,6 9,5 13,3 19,0 26,6 36,1
40 bis 260 1,7 2,3 2,9 4,6 5,7 7,1 10,0 14,3 20,0 27,1
50 bis 325 1,8 2,3 3,6 4,6 5,7 8,0 11,4 15,0 21,7
60 bis 390 1,9 3,0 3,8 4,8 6,7 9,5 13,3 18,1
80 bis 520 2,3 2,9 3,6 5,0 7,1 10,0 13,5
100 bis 650 2,3 2,9 4,0 5,7 8,0 10,8
150 bis 975 1,9 2,7 3,8 5,3 7,2
200 bis 1300 2,0 2,9 4,0 5,4
> Muss eine Leitung zu einem Kleinverteiler 10mm2 habe oder gar 16mm2 ?
> zu kaufen (ausser manchem Eurostecker "nur für Export" ohne CE) ?
> anschliessen ?
+---1k5/10W---+
| |
PE --+--0.15uF/X2--+--> Probe (auf alle berührbaren Metallteile)
| |
+-----(V~)----+ (muss kleiner 0.35V~ anzeigen sonst fail)
> Warum kann man bei klassischer Nullung keinen FI Fehlerstromschutzschalter
> installieren ? Er schützt dort doch ebenso wenn man an einer Steckdose an
> Phase kommt.
> Farbe haben ?
N. Schluss
(130/130 Ueberschriften, 5561 Links, 4102 Absaetze, 4464 dds)
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