aber das kann die neueren AVRs
nicht und die Config umzuschreiben ist mühsam weil avrdude jeden Entry
verifiziert, nciht nur die aktuell ausgewählten.
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:
http://tiny.systems/article/soundProgrammer.html
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
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.
Andere kostenlose Compiler:
http://www.mcselec.com/bascom-avr.htm (Basic, Demo mit 2kB-Beschränkung)
http://www.jennaron.com.au/smallc/smallc.html (C, Freeware)
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial
http://www.e-lab.de/ (Pascal-Compiler, Demo mit 4kB-Beschränkung)
http://users.iafrica.com/r/ra/rainier/ (Pascal, Shareware)
> 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
> nicht.
> Wie muss ich beim AVR die Fuses beim Programmieren richtig setzen ?
http://www.engbedded.com/fusecalc/
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
> nach dem Anlegen der Betriebsspannung nicht anschwingt ?
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.
https://www.avrfreaks.net/sites/default/files/forum_attachments/LGT8F88A%20V1_1.pdf
https://cdn.instructables.com/ORIG/F5W/QO0M/IN4W2GA5/F5WQO0MIN4W2GA5.pdf
https://voltiq.ru/datasheets/LGT8FX8D-datasheet.pdf
> 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
*-----
F.7.1.1. ESP8266 WiFi SOC
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
http://www.esp8266.com/wiki/doku.php?id=esp8266-module-family
https://randomnerdtutorials.com/esp8266-pinout-reference-gpios/ (schöne Übersicht, auch welche Pins bei Boot nicht genutzt werden dürfen)
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.
https://ba0sh1.com/2016/08/03/is-esp8266-io-really-5v-tolerant/
https://hackaday.com/2016/07/28/ask-hackaday-is-the-esp8266-5v-tolerant/
https://twitter.com/ba0sh1/status/759239169071837184
https://www.facebook.com/groups/1499045113679103/permalink/1731855033731442
https://espressif.com/en/products/hardware/esp8266ex/overview
http://www.golem.de/news/mitmachprojekt-temperatur-messen-und-versenden-mit-dem-esp8266-1604-120378.html
https://openhomeautomation.net/esp8266-battery/
https://elektro.turanis.de/html/prj412/index.html (ESP now vom ESP32 als stromsparendes 250 byte Telegramm)
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:
https://www.mikrocontroller.net/topic/549756#7327565
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:
Microchip ATSAMW25
TI CC3200
Redpine RS14100
Marvell 88MW300 (wird im Chromecast Audio benutzt :) )
MXCHIP EMW3166
Silabs WGM110
Cypress CYW54907 (mit Cortex-R4 - interessanter Exot!)
WinnerMicro W600
u-blox NINA-W10
*-----
F.7.2. Microchip PIC
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.
http://www.brouhaha.com/~eric/pic/faq.txt
http://web.archive.org/web/*/http://www.rhoent.com/pic16xx.pdf
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.
http://www.microchip.com/ (Datenblaetter, Assembler MPLAB, vor allem die 'Reference Designs')
http://www.rowalt.de/mc/ (POC)
http://www.sprut.de/electronic/pic/index.htm
https://www.embitz.org/ (IDE für GCC Toolchain PIC18, PIC24, PIC30, PIC32)
http://www.sprut.de/electronic/pic/fallen/fallen.html
http://www.voti.nl/wisp648/n_index.html aktuelles Programmiergerät
http://www.dontronics.com/rfarmer.html (16F87x downloader)
http://www.mikroelektronika.co.yu/english/product/books/PICbook/picbook.htm (Komplettes Buch PIC16C84 mit MPLab)
http://www.voti.nl/wisp/
http://www.piclist.com/freeicd (und die piclist an sich)
http://www.bknd.com/ (CC5X, 1k free demo)
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
> PIC16F84 ersetzen ?
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
> Nullen auskesen ?
Alle CP0 und CP1 protection bits auf 1 gesetzt ?
*-----
F.7.2.1. Padauk/Puolop
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.
https://www.youtube.com/watch?v=VYhAGnsnO7w
https://www.mikrocontroller.net/articles/Padauk
https://cpldcpu.files.wordpress.com/2019/08/10cent-mcu-overview-1.pdf (andere unter 10ct uC von Puolop, Padauk, Bojuxing, YSpringTech, EastsoftMicro, Holtek, meist PIC-ähnlich) https://cpldcpu.wordpress.com/2019/08/12/the-terrible-3-cent-mcu/
https://free-pdk.github.io/
http://www.eevblog.com/forum/blog/eevblog-1132-the-3-cent-microcontroller!/
http://www.eevblog.com/forum/microcontrollers/interesting-microcontrollers-from-china-no-one-heard-about-how-to-use-them/?all
http://www.padauk.com.tw/en/product/index.aspx
https://lcsc.com/products/PADAUK_11011.html?q=padauk
https://lcsc.com/products/Microcontroller-Units-MCUs-MPUs-SOCs_11329.html?brand=11420 (HolyChip)
http://www.padauk.com.tw/upload/doc/PMS150C%20datasheet%20V004_EN_20180124.pdf
http://www.padauk.com.tw/upload/doc/PFS173%20datasheet_v105_EN_20200619.pdf (PFS173)
https://www.mikrocontroller.net/topic/461002
https://www.mikrocontroller.net/topic/506253 (Thermometer)
https://www.mikrocontroller.net/topic/505698 (Radio)
https://www.mikrocontroller.net/topic/507146
*-----
F.7.3. Intel 8051 kompatible
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.
http://www.c51.de/
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:
LF411QML-SP - Low Offset, Low Drift JFET Input Operational Amplifier - Hi-Rel 1 10 5 1.8 25 Space -55 to 125 CFP
LM158QML-SP - Low Power Dual Operational Amplifier - Hi-Rel 2 3 1 0.5 In to V- 5 0.25 40 Space -55 to 125, 25 Only CDIP, CFP, DIESALE, TO-99
LM124-SP - Quadruple Operational Amplifier - Hi-Rel 4 1.2 0.5 In to V- 5 0.175 35 Space -55 to 125 CDIP, XCEPT
LM148JAN-SP - Quad 741 Op Amp - Hi-Rel 4 40 0.9 5 0.6 60 Space -55 to 125 CDIP
LM118JAN-SP - Operational Amplifier - Hi-Rel
http://www.ti.com/lit/sl/sgzt010/sgzt010.pdf (Extended Temperature Selection Guide & Derating)
https://www.steatite-batteries.co.uk/wp-content/uploads/2017/08/SONDEX_DATASHEET_07_2017_REV1.pdf (Hochtemperaturbatterien bis 200 GradC)
http://www.intersil.com/en/parametricsearch.html?g=space-and-harsh-environment&sg=rad-hard-digital&f=rh-nand-gates#g=space-and-harsh-environment&sg=harsh-environment (Renesas Parametric Search Product Group Space & Harsh Environment)
https://www.st.com/en/aerospace-and-defense-products/space-products.html (RadHard von ST)
http://www.semicoa.com/ (radHard)
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
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.
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.
http://www.dinceraydin.com/files/blowit.pdf
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
https://sourceforge.net/projects/ispprogrammer/ (Parallelport ISP Programmer AT90S, ATtiny, ATmega, AT89S8253, AT89LS8282 aber nicht AT89S51/AT89S52)
https://www.mikrocontroller.net/topic/140310 (USBasp, AVRdude)
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.
https://de.freedownloadmanager.org/Windows-PC/MIDE-51-KOSTENLOS.html (MIDE-51, nicht mehr weiterentwickelt, ersetze enthaltenen SDCC durch neuere Version)
http://www.opcube.com/home.html (MIDE51 für Windows mit ASEM51 und SDCC und Simulator)
https://sourceforge.net/projects/mcu8051ide/ (MCU 8051 IODE für Linux mit Simulator)
https://www.silabs.com/
http://www.esacademy.com/assets/faqs/8051/ (8051 Microcontroller FAQ)
http://plit.de/asem-51/ (ASEM51)
http://sdcc.sourceforge.net/ (SDCC C-Compiler)
https://www.batronix.com/versand/software/uC51/c-compiler.html (Wickenhäuser uC/51 IDE V1.20.04 gratis ANSI C, wirbt für nicht mehr existierendes FlexGate III)
http://www.keil.com/c51/ca51kit.asp (Keil C Compiler inzwischen kostenlos)
https://pages.silabs.com/lp-keil-pk51.html (Keil C gratis)
http://www.lancos.com/ (PonyProg: RES-D7 MOSI-D5 SCK-D4 MISO-ACK, Probleme bei GHz-Pentiums)
http://www.pjrc.com/tech/8051/contrib/prog2051.zip (Paul Hoepping's Prog2051)
AVRDude Anpassung: https://www.mikrocontroller.net/topic/474172#5840380
https://www.amazon.de/Das-Mikrocontroller-Kochbuch-Andreas-Roth/dp/3883222259 (deutsches Standardwerk für 8051)
http://www.fsinc.com/devtools/index.htm (EV51 Demo 4k free)
http://www.colecovision.eu/mcs51/ (Tutorial)
http://mazsola.iit.uni-miskolc.hu/~drdani/embedded/s51/ (Simulator)
http://www.b-kainka.de/basic.htm (BASIC für 51, 535, 537, auch Compiler)
https://www.ipd.kit.edu/mitarbeiter/buchmann/microcontroller/index.htm
http://www.handsontec.com/pdf_learn/8051_Final_Word.pdf (8051 und Abarten mit KEIL C)
http://www.kswichit.com/ (viele Projekte mit 8051 und AT89C2051, aber auch anderen uC)
> Speist man einen externen Takt an XTAL1 oder XTAL2 ein ?
Es hängt von der Signalqualität ab, ob man den internen Inverter mitbenutzt
oder umgeht:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/481119/Screenshot_20201122_071849.png
> Mein AT89S8252 lässt sich seriell (z. B. mit PonyProg) nicht programmieren.
> Er reagiert gar nicht und liefert immer 0xFF. Andere AT89S8252 gehen.
> Nein, mein Rechner ist nicht zu schnell für PonyProg.
Siehe http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc1486.pdf (89S ISP errata)
> Mein AT89S8252 liefert beim Programmieren immer 0x00, 0x01, 0x02, .. 0xFF, 0x00, 0x01, ...
> d.h. nur eine solche 'Programmdatei' lässt sich ohne Fehlermeldung brennen.
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
> 8051er, damit das interne EEPROM nicht versehentlich überschrieben wird ?
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) { }
*-----
F.7.3.1. ARM
Braucht man mehr Rechenleistung, bieten sich die weit verbreiteten 32 bit
Microcontroller auf Basis des ARM Core an
http://de.wikipedia.org/wiki/ARM-Architektur
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:
http://www.altera.com/literature/third-party/ddi0100e_arm_arm.pdf
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00240181.pdf (sehr winzige Modelle)
Zur Programmierung (fast) aller ARM Prozessoren unterschiedlicher Hersteller
gibt es Keil MDK für nicht-kommerzielle Verwendung kostenlos.
https://www.keil.com/pr/article/1299.htm
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
https://www.heise.de/developer/artikel/Keine-bittere-Pille-die-Blue-Pill-mit-ARM-Cortex-M3-4009580.html
https://www.mikrocontroller.net/articles/STM32F103C8T6_STM32_Billig_Board
http://stefanfrings.de/stm32/stm32f1.html
https://www.techshopbd.com/uploads/product_document/STM32bluepillarduinoguide(1).pdf (BluePill per USB uploaden)
https://satoshinm.github.io/blog/171212_stm32_blue_pill_arm_development_board_first_look_bare_metal_programming.html
https://www.st.com/resource/en/user_manual/dm00154093-description-of-stm32f1-hal-and-lowlayer-drivers-stmicroelectronics.pdf (die Doku des F1)
https://www.mikrocontroller.net/articles/USB-Tutorial_mit_STM32 (gutes Tutorial für direktes USB)
https://www.mikrocontroller.net/topic/530959#6953491 (analog sampling mit 1Msps)
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:
https://hackaday.io/project/158262-using-blue-pill-stm32f103c8t6-as-st-link
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
https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader/tree/master/bootloader_only_binaries
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:
https://robotdyn.com/
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.
https://www.pjrc.com/teensy/
https://www.pjrc.com/store/teensy40.html
Zumindest der STM32F0 ist aber nicht auslesesicher
https://www.aisec.fraunhofer.de/en/FirmwareProtection.html
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/492801
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.
https://www.mikrocontroller.net/articles/XMC4500
Angenehmer soll LPC43xx von NXP zu verwenden sein.
*-----
F.7.4. EPROMs / GALs programmieren, Chipdesign
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
https://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/basteln/PC/Programmiergeräte/GALEP/ (Schaltplan von GalEP3, Treiber für Win10 für GalEP4)
http://www.eevblog.com/forum/blog/eevblog-411-minipro-tl866-universal-programmer-review/
(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 ?
https://www.segor.de/INFO/dienstleistungen/16-Programmierservice.shtml
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:
http://www.telemaster.ru/cnclab/bidi.htm (russisch)
c't 1/90 2/90 4/90 8/90 3/92 4/94 EPROP + GAL Extender
http://matthieu.benoit.free.fr/ (Schaltpläne und Software kommerzieller alter Programmiergeräte)
http://www.jcwolfram.de/projekte/uprog2/main.php (Linux uC-Uploader)
http://s-huehn.de/elektronik/ (2716-27C8001)
Willem Eprommer = Batronix EPrommer = SR-Tronic RR-Prommer alle tot
GAL Programmiergeräte zum Selbstbau findet man unter
http://www.oocities.com/mwinterhoff/galblast.htm
https://github.com/linuxha/geepro (Linux Frontend für GalBlast und andere)
https://github.com/yamori813/galprog (GALBlast via FTDI2232)
https://pdf.dzsc.com/epl/epl16rp6bp-35.pdf (Programmiervorschriften Ricoh EPL Series 20 A/B)
http://vyvoj.hw.cz/teorie-a-praxe/konstrukce/galblast-programator-galu.html (billigere Replika einer alten GALBlast Version)
https://github.com/ole00/afterburner/ (GAL/ATF afterburner für Arduino unter Linux)
http://www.bhabbott.net.nz/atfblast.html (ATFBlast inkl. Sourcecode)
AltaPro 2000 von Robert G. Brown ist wohl verschwunden
http://www.asamnet.de/~hilgarte/galhome.php
http://www.wrsonline.de/gabi.html (Atari)
http://noel.feld.cvut.cz/vyu/apo/lattice/galdevt.pdf (Lattice Vorschläge zur GAL Programmierung)
http://dreamjam.co.uk/emuviews/readpal.php (Auslesen gesicherter PAL)
https://github.com/ChrisEAlfred/galparse http://www.brouhaha.com/~eric/retrocomputing/mmi/palasm/opaljr21.zip (JED2EQN)
http://ebook.pldworld.com/_semiconductors/Atmel/Databook%20CDROM/Atmel/prod147.htm (JED2AHDL)
https://www.latticesemi.com/view_document?document_id=52605 (Lattics CPLD Programmierkabel USBN-2B)
https://www.mikrocontroller.net/topic/456189#5636139 (Auslesen von PALs per Arduino)
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 ?
https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1333091
Kommerziell:
TL866 (eBay, AliExpress)
G840 (eBay, AliExpress)
rt809 (eBay, AliExpress)
http://www.conitec.net/ (GALEP)
http://www.xeltek.com/
http://www.needhams.com/
http://www.aec.com.tw/ (Advantech Labtool, Adaptersockel beschrieben)
http://www.sg.com.tw/
http://www.dataio.com/
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
http://www.anadigm.com/an231e04.asp
Dafür gibt es high voltage programmable driver wie SLG47115 mit Makrozellen
etwas Analogkram und Treibern bis 26.4V/3A.
https://www.renesas.com/us/en/products/programmable-mixed-signal-asic-ip-products/greenpak-programmable-mixed-signal-products/hvpak/slg47115-hvpak-programmable-mixed-signal-matrix-two-outputs-operating-voltage-264-v-and-3-current-output
und es gibt den EPAD, einen über floating gate programmierbaren
Einzel-MOSFET wie ALD1110
http://www.aldinc.com/ald_epadfaq.php
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 !
http://www.mikrocontroller.net/topic/348511
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.
https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/15iaet/iama_cpu_architect_and_designer_at_intel_ama
https://www.mikrocontroller.net/topic/440596#5234310 (Du müsstest für den Job Verilog beherrschen, in DE wird aber meist VHDL angeboten.)
https://www.mikrocontroller.net/topic/475512 (XiLinx in Verilog)
> und wenn es statt VHDL echte Chips sein sollen...
http://www.sm.luth.se/csee/courses/smd/099/scmos72.html (alte MOSIS design rules)
https://www.youtube.com/watch?v=PdcKwOo7dmM https://www.youtube.com/watch?v=eFzsyQOTXbM (Making Microchips at Home - Cooking with Jeri)
https://www.youtube.com/watch?v=w_znRopGtbE (Homebrew NMOS Transistor Step by Step - So Easy Even Jeri Can Do It)
https://www.youtube.com/c/SamZeloof/videos (Sam Zeelof) http://sam.zeloof.xyz/first-ic/ http://sam.zeloof.xyz/second-ic/
https://layouteditor.com/ (reduzierte Version als freier Download)
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.
http://www.vlsitechnology.org/ (Standardcells)
http://www.designinganalogchips.com/ (Camenzind)
https://www.linkedin.com/posts/jean-francois-debroux-b0977112_analog-ic-design-activity-6701215416393445376-CkW-/
https://www.fossi-foundation.org/ https://fossi-foundation.org/2020/06/30/skywater-pdk (Fossi Foundation/Google: Free PDK, 130nm 10mm2 chip) https://github.com/google/skywater-pdk https://skywater-pdk.readthedocs.io/en/latest/
http://www.altec-ag.ch/ (die nennen auch Preise)
https://europractice-ic.com/prices-2021/ (Preise)
http://www.idea2ic.com/ (http://www.idea2ic.com/PlayWithICEDIT/ICEDITTemplates.html zeigt wie man mit ICEDdit einen Chip entwirft und einige Geschichten für IC-Entwicklung)
http://www.righto.com/2016/02/555-timer-teardown-inside-worlds-most.html (zeigt den NE555 als Schaltung und Chip und was dort wo ist)
http://www.mosis.com/ (MPW prototype batch runs in einer Handvoll Fabriken, Beispiel 40 Chips 5mm2 5000 US$)
https://racyics.de/ (Plattform mit Entwurfssoftware, Zugang zu Fabs und auch IP-Cores)
https://towersemi.com/manufacturing/mpw-shuttle-program/ (MPW SiGe, SiPho, BiCMOS, CiS, RFCMOS)
http://www.ihp-microelectronics.com/en/services/mpw-prototyping/sigec-bicmos-technologies.html (ab 2500 EUR/mm2)
http://mycmp.fr/services/terms-and-conditions.html (MPW ca. 1000 EUR pro mm2 für 25 nackte Chip)
http://www.europractice.com/ http://www.imec.be/ (akademisch)
http://www.britesemi.com/ (kommerziell)
https://ams.com/ (eigene FAB)
https://www.dialog-semiconductor.com/ (Kirchheim-Teck, gehört Renesas) kauften auch http://www.creativechips.com/
http://www.elektroniknet.de/anbieterkompass/?produkt=3615 (Mixed Signal IC Entwicklung in Deutschland)
http://www.elmos.com/ (digital)
http://www.ic-haus.com/ (auch Opto)
http://www.xfab.com/ (Erfurt, mixed signal Waferproduktion, Umsatz < 100Mio/Jahr) http://www.xfab.com/xfab/frontend/index.php?st_id=376&itid=137
http://www.ihp-microelectronics.com/ (Frankfurt/Oder)
http://www.trias-mikro.de/ (Krefeld)
http://www.mixed-mode.de/ (München)
https://www.colognechip.com/ (Köln, früher ISDN, heute FPGA)
https://www.telephonics.com/tlsi (Telefonics)
https://www.dreamchip.de/home.html (Sican, Hannover, Braunschweig)
http://www.ic-design.de/ (Passau, FPGA, ASIC vermutlich Analogarray)
https://www.ims-chips.de/ (biegsame ultradünne Chips, Folienchips)
http://www.mazet.de/
http://www.hmt.ch/
https://www.prodesign-europe.com/start (Erfurt)
http://www.micro-hybrid.de/ (Hybrid, Thermopile, Beschleunigungssensoren)
http://global.kyocera.com/prdct/semicon/ (Keramikgehäuse für Chips)
http://www.mirrorsemi.com/ (offene QFN Gehäuse)
http://www.amkor.com/go/microleadframe (IC-Leadframes für IC-Gehäuse)
http://www.microchemicals.de/ (Chemikalien dazu)
https://berlin.ccc.de/wiki/Experiment:_IC-Entkapselung_mit_Kolophonium
http://runningserver.com/?page=runningserver.content.thelab.koko (Kolophoniummethode)
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:
https://www.youtube.com/watch?v=ouAXAD5GxCs (Video Chipproduktion)
In der Anfangszeit war es abenteuerlicher
https://www.youtube.com/watch?v=ihkRwArnc1k (warum Japan erfolgreich amerikanischer Halbleitertechnologie folgen konnte)
http://www.gheinz.de/publications/berliner_ics/index.htm (Halbleitergeschichte der DDR)
Nachfertigung alter ICs:
https://www.rocelec.com/
http://www.innovasic.com/integrated-circuits
http://www.lansdale.com/
> 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.
http://www.youtube.com/watch?v=EBlqPS8boLI (Herstellung von leitfähiger Inkjet-Tinte)
http://www.heraeus-clevios.com/en/applications/printedelectronics/printed-electronics.aspx
http://www.e-pinc.de/ (elektrisch leitfähige Druckfarbe für Papier aus Kohle) http://www.watterott.com/de/Electric-Paint-Jar-50ml
http://www.britze.de/files/datasheets/Datasheet%20-%20Peters%20-%202348.pdf (Kohleschicht Siebdruck für Tastaturen)
http://www.ebaumsworld.com/video/watch/81940448/ (Silbertinte)
http://volterainc.com/ (Silbertintendrucker)
http://www.cartesianco.com/argentum/ (Silbertintendrucker)
http://www.heute.at/freizeit/multimedia/Transistor-auf-Rucola-Essbare-Elektronik-aus-Linz;art760,411985
http://www.conductivecompounds.com/applications/compounds-for-potentiometers-and-rheostats.html
> Elektrolumineszenzdisplay selber herstellen
Mit den teuren Produkten von https://www.lumilor.com/ kann man per AirBrush
EL-Displays auf fast jede Oberfläche spühen
https://www.youtube.com/watch?v=eUUupR-ongs
und Jeri macht die Elektrolumineszenz-Farbe sogar selber
https://www.youtube.com/watch?v=pmQqdYrn9g8 (mehr Videos bis hin zu selbstgemachten EL-Schnüren und Flächen)
OLED selbstgemacht
https://www.youtube.com/watch?v=qg8pMUd-tSk (Huygens Optics)
https://www.youtube.com/watch?v=DL5jdmJi7k0 (professioneller)
https://www.youtube.com/watch?v=Z4U_osIrY8M (laienhaft)
Und wem Halbleiter zu modern sind, der kann auch Röhren selber bauen.
Dieses ist wohl die allerhöchste Kunst der Beschäftigung mit Elektronik.
http://www.jogis-roehrenbude.de/Leserbriefe/Ruediger-Walz-Seite.htm http://www.radiomuseum.org/dsp_multipage_pdf.cfm?pdf=tube_self_construction.pdf (Rüdiger Walz)
http://paillard.claude.free.fr/ http://dailymotion.alice.it/video/x3wrzo_fabrication-dune-lampe-triode_tech (Claude Paillard)
http://www.tubecrafter.com/ (Ron Soyland, zeigt alle nötigen Geräte) http://www.youtube.com/watch?v=Ch4pHTyigec (Nixieröhrenselbstbau) https://www.youtube.com/watch?v=GAMRHcbE3g0 (Glasslinger)
https://www.youtube.com/watch?v=-UEfqAWb3fE (Radio inkl. Röhren selbst bauen)
https://www.youtube.com/watch?v=wxL4ElboiuA (Nixie Selbstbau von http://www.daliborfarny.com/)
https://spectrum.ieee.org/tech-history/dawn-of-electronics/the-nixie-tube-story-the-neon-display-tech-that-engineers-cant-quit (Nixie Geschichte, 1934, 7-Segment)
http://www.sparkbangbuzz.com/ (selbstgebaute Zinkoxid-Dioden, Memristor, Röhren aus Gasflammen, etc.) http://www.sparkbangbuzz.com/crt/crt6.htm
http://www.lindsaybks.com/bks7/finstr/index.html (nicht so ernst)
Wenn es nicht um Programmieren, sondern ums Auslesen geht
http://dreamjam.co.uk/emuviews/pal/ (Charles McDonald PALs Device Reader)
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:
http://www.break-ic.com/
https://events.ccc.de/congress/2008/Fahrplan/events/2896.en.html
http://zeptobars.com/en/read/FTDI-FT232RL-real-vs-fake-supereal%20this%20deep-down
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.
Werden die Standardvorgaben verwendet, wird DOSBox im Verzeichnis
"C:\Program Files (x86)\DOSBox_MB6"
installiert.
Im Explorer wird dieses Verzeichnis als
"C:\Programme (x86)\DOSBox_MB6"
lokalisiert angezeigt.
2) Im DOSBox-Installationsverzeichnis die Datei dosbox.exe durch die
im Archiv [2] enthaltene gleichnamige Datei ersetzen.
3) Archiv [3] in ein temporäres Verzeichnis extrahieren und folgende
Dateien in das DOSBox-Installationsverzeichnis kopieren:
x64\inpoutx64.sys
Win32\inpout32.dll
Installationsprogramm Win32\InstallDriver.exe ausführen
4) Folgende Dateien aus den Archiven [4], [5] und [6] extrahieren und in
das DOSBox-Installationsverzeichnis kopieren
freetype6.dll
libpng12.dll
zlib1.dll
5) DOSBox-Konfigurationsdatei anpassen
Das geht entweder über die Verknüpfung im Startmenü (Classic Shell
lässt grüßen)
oder aber durch Öffnen von %LOCALAPPDATA%\DOSBox\dosbox-SVN_MB6.conf
mit einem Texteditor.
Hier den Abschnitt [parallel] suchen und folgenden Eintrag anpassen:
parallel1=reallpt
7) gegebenenfalls Anpassungen für verwendete DOS-Programmiersoftware
machen
Fertig!
*-----
F.7.5. UV-EPROMs löschen
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.
http://web.archive.org/web/*/http://www.mikeg2.freeserve.co.uk/eprom/eraser.html
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.
http://www.rottmerhusen.com/etronisch/eraseprom/eraseprom.html (Verlauf)
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.
http://www.microchip.com/ AppNote AN615 "Clock Design using Low Power/Cost Techniques" beschreibt PIC16C54 Uhr mit 99 Minuten Count-Down Timer leider nur Alarm ohne Schaltausgang
> 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.
*-----
F.7.6. Massenspeicher an Mikrocontrollern
> Wie schliesse ich eine Festplatte / CD-ROM / DVD-ROM / CompactFlash
> an meinen Microcontroller an ?
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 :-(
http://www.pcguide.com/ref/hdd/if/ide/std.htm
http://margo.student.utwente.nl/el/pc/hd-info/ide-tech.htm
http://members.tripod.com/piters/atari/astide.htm (IDE an Atari)
http://www.kreapc.de/ (IDE an PC)
http://www.ata-atapi.com/
http://www.nomad.ee/micros/8052bas.html
http://www.myplace.nu/mp3 (yampp, IDE an AVR)
http://www.yampp.com/
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc7817.pdf (AVR32709 GNU MP3 Softwaredecoder auf 32bit AVR)
http://www.8052.com/
> Wie schliesse ich ein Floppylaufwerk an einen Mikrocontroller an ?
http://info-coach.fr/atari/hardware/_fd-hard/AN-917.pdf (reading and writing floppy discs)
https://www.mikrocontroller.net/topic/458932 (alles ausser lesen und schreiben)
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:
https://www.5volts.ch/posts/mfmreader/
https://www.5volts.ch/posts/mfmwriter/
https://www.5volts.ch/posts/mfmwriter2/
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.
*-----
F.7.7. Flash-EEPROMs
> 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:
Sharp 52CV1000SF85LL 128kx8 SRAM im Gameboy
AMIS N08M0820L2B 1M*8 SPI und kleiner
Xicor XC25401 256k NOVRAM
Ramtron FM2516 16k FRAM
Fujitsu FRAM http://www.fujitsu.com/global/products/devices/semiconductor/memory/fram/lineup/index.html (ab 1.8V)
OKI MSM63V89C (1Mb), MSM6684 (4Mb), MSM6685 (8Mb) SRAM
> 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.
*-----
F.7.8. A/D - D/A Wandler
> 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
> einfache Anwendungen zu empfehlen ?
(und vor allem billig...) Einfache softwarebasierte A/D-Wandlung ?
http://www.tij.co.jp/jp/lit/an/snoa328/snoa328.pdf (National) AN-952 "Low Cost A/D Conversion Using COP800"
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00000513E.pdf AN513 "Analog to Digital Conversion Using a PIC16C54"
http://www.lyr-ing.com/DocumentosLyR/EXT/ICs/8051/Atmel/89Cx051Atmel_ADconv_app.pdf AN524 "Analog-to-Digital Conversion Utilizing the AT89CX051 Microcontrollers"
http://www.zilog.com/force_download.php?filepath=YUhSMGNEb3ZMM2QzZHk1NmFXeHZaeTVqYjIwdlpHOWpjeTloY0hCdWIzUmxjeTloYmw5aFpHTmZZMjl1ZGk1d1pHWT0 AN04001 "Analog-to-Digital Conversion Techniques Using ZiLOG Z8 MCUs"
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.
--+
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.
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/11-RC-Glied-fuer-PWM.html#extended
http://sim.okawa-denshi.jp/en/Fkeisan.htm (RC Filter Rechner)
http://ltwiki.org/images/8/82/PWM_Filters.pdf (Filtering PWM Signals, "You CANNOT go all the way to zero with a single supply active filter!")
http://www.microchip.com/ AN538 "Using PWM to Generate Analog Output"
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:
http://lib.tkk.fi/Books/2001/isbn9512263378/papers/1207.pdf
oder man baut einen eigenen dual slope Konverter
https://hackaday.io/project/174022-diy-6-digit-multimeter
Echte D/A - A/D-Wandler
4*6 bit D/A: MC144111 (SPI, obsolet)
6*6 bit D/A: MC144110 (SPI, obsolet)
2/4*7 bit D/A: DS4424 (I2C, zur Beeinflussung von feedback-Spannungsteilern)
8 bit D/A 3*8bit A/D: PCF8591
8 bit A/D: ADC0804
8 bit D/A: DAC0808, TLC/MX/AD7524, MCP4706 SOT23-6 -.64 Reichelt, MCP4801 1.- Reichelt, MCP4902
2*8 bit D/A: TLC/MX/AD7528, MAX522, MAX549A
4*8 bit D/A: TLC5620, MAX520, MAX534
8*8 bit D/A: TLC5628, MAX521, MAX528, MB88347
8*8 bit A/D: ADC0838, AD7829
11*8 bit A/D: TLC2543
12*8 bit D/A: M62352A M62392 M62398 MB88346B
10 bit D/A: MCP4716 SOT23-6 -.74 Reichelt, MCP4811 1.30 Reichelt, MCP4911
2*10 bit D/A: LTC1661
3*10 bit D/A: M62362
8*10 bit A/D: AD7812, MAX192, LTC1090
12 bit A/D: LTC1298 (supply ratiometric), LTC1286
12 bit D/A: MAX538 serial, LTC1451 serial, LTC1257 serial, AD5340 parallel, MCP4726 SOT23-6 -.88 Reichelt
4*12 bit A/D: MCP3204 2.75 Reichelt
8*12 bit A/D: MAX186, LTC1290, MCP3208 2.60 Reichelt
8*12 bit D/A:
2*12 bit D/A: MAX532, LTC1454, TLV5618
16 bit D/A Audio: TDA1543, TDA1541, TDA1311, LC7881
16 bit A/D Delta Sigma mit 0.05% Referenz, DiffEingängen und PGA: MCP3426 (Reichelt)
18 bit A/D Delta Sigma mit 0.05% Referenz, DiffEingängen und PGA: MCP3421 (Reichelt)
18 bit D/A: AD5781 20-50 EUR
20 bit D/A: AD5791 1ppm 0.75lsb 50-100 EUR
20 bit D/A: http://cds.linear.com/docs/Application%20Note/an86f.pdf (per 2 x 16 bit und 24 bit A/D)
24 bit Audio A/D-D/A, 192ksps: CS4272 stereo in/out
besseres Audio: AK5394a (Asahi Kasei) http://www.asahi-kasei.co.jp/akm/en/product/ak5394a/ak5394a_f03e.pdf
24 bit delta sigma Wägemessung HX711 (Achtung: Der Chip misst temperaturabhängig und bei manchen Platinen ist GND nicht korrekt verbunden!) Verdrahtung in Personenwaagen https://honey-pi.de/4x-half-bridge-waegezellen/
32 bit Audio ES9018S (-120dB TDH, -135dB DNR)
32 bit delta Sigma Wägemessung ADS1264, lösen besser 0.5uV auf
Audio D/A I2S: UDA1338H (Philips)
ADAV802 (analog, S/P DIF)
obsolete DMM Chips: LD110/LD111=CA3161/CA3162=NTE2054=AD2020/DM9374=C520/C521, TL500/501/502/503, ADD3501, MM74C935, ICL7106/7107/7116/7117/7126/7136 (3 1/2) Max133/134 TC820 ICL7149 (3 3/4 autorange) TC8129 NJU9214 (4 3/4 incl. 4 bit CPU)
CS5520 CS4398 24 bit Audio 120dB Dynamik -107dB THD+N
24 bit A/D: LTC2400/2402 (Linear), AD771x/773x/AD7794 (Analog), ADS1242/1243/1255 (TI) NAU7802 (Nuvoton) HX711 (AVIA, PGA 32,64,128)
26 bit: ADC180 (0.5ppm 2ppm Thaler)
digitale Lautstärkeregler: CS3310 (Cirrus/Crystal +/-5V +31.5..-95.5dB + Mute, 0.001 THD+N clickless) PGA2310/2311/2320 (TI, +/-15V +32..-95dB 0.0003 THD+N, 20 EUR) TC9153=PT2253 (dual 7 bit dual 6 bit Audio up/down Inputs, TC9154=PT2254=shift register inputs) BH3532 (Rohm) WM8816 (Wolfson) TC9235=PT2256 (Toshiba/Princeton 0.3Vrms Stereo -78dB 0.01% Loudness VU-Meter) M62429 (Mitsubishi 5V 83dB 0.01% THD) DS1882 (Stereo +/-7V 63dB 1.50 EUR) MUSES72320 (Stereo +/-18V 120dB Digikey 12 EUR) PT2257 (Princeton Stereo -79dB 0.02% 2Vrms 0.005% 200mVrms) NJU72341 (Stereo -95dB..+9dB, 4.5-14V, 0.002% SSOP14 2Vrms 7uVnoise) M62429 (Stereo DIP8) KA2250/S5A2250 SJ2258 (6+Klang) CXA1646/CXA1746/CXA1846 LC7520/LC7535/LC7536/LC75343 M5241L M51523L M61539/M62446 (6+Klang) LV75366 (Stereo) SJ2258 (6 Kanal) R2A15218FP (+Klang)
der Standard für Audio 4 Stereo Eingänge mit Klang und Volume: TDA7314=ST2314=DET2314=AT7314=AX2314=CD2314=SC2314F=FL2314FS28=HD2314=HXJ2314=IT2314=OBL2314=SC2314=SC7314=TM2314=AP2314=AP2600=BT2314=CD3314=CS3703=DT2314=ET2314=HL2314=HR2314=HY2314=JR2314=LS2314=LX2314=MC2314=MS6714=PM2314=RD2314=RSM2314=SM9614=SSC2314=SV8314=TT7314=TX2314=UE2314=XHF2314=YD2314=ZD2314=ADS2314=ZL2314=HBS2314=HYK2314=MXT9114=OC2314 https://datasheetspdf.com/pdf-file/1077469/SilanMicroelectronics/SC7314S/1
Mischer: SSM2163 (Analog) http://www.princeton.com.tw/Portals/0/Product/PT2258.pdf (3 x Stereo Lautstärke 0..-79dB, -95dB mute 0.05% THD)
elektronische Potis für mehr als 5V: CAT5132 (16V I2C OnSemi) CAT5133 (16V INC/DIR OnSemi) AD5291/92/93/AD7376 (30V SPI Analog), MAX5436-39 (30V SPI Maxim), DS1808 (+/-12V TWI log) DS3501/02 (15V I2C Dallas) X9312 (15V INC/DIR Xicor) MCP41HVx1 (36V 256steps SPI Microchip, Reichelt)
elektronische Potis für Incrementalencodereingänge: http://www.lsicsi.com/pdfs/dp.pdf X9Cxxx (-5V..+5V, wenn INC entprellt UP/DN)
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.
http://www.mikrocontroller.net/topic/337609#3707891 (Einbruch beim A/D sampling)
Allerdings kann man bei sich langsam ändernden Analogsignalen die Belastung
des Analogeingangs mit einem kleinen Kondensator nach Masse puffern, z. B.
10nF, dann ist nur noch der Eingangsreststrom von ca. 1uA ein Problem.
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.
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.
Es tut auch eine mit hoher Frequenz mit 0-100% PWM gepulste 5V Spannungsquelle
+-100k-- +5V
|
0-100% PWM --|>|--+------- Gameport
http://www.franksteinberg.de/
http://www.quasarelectronics.com/3118.htm (freie Software für praktisch direkt angeschlossene Chips)
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
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/ .
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.
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
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
http://xanthium.in/Serial-Port-Programming-using-Win32-API
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
+--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).
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.
+-|>|----+--+--+-- +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
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.
*-----
F.7.9.1. I2C vs. SPI
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/498535
*-----
F.7.10. Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS
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.
http://www.mikrocontroller.net/topic/12192
http://www.microsps.com/
Eingangsschaltkreise IEC 61131-2 Input Types 1, 2, 3
http://ftp.beckhoff.com/download/document/Application_Notes/DK9221-0909-0008.pdf
http://www.st.com/ PCLT-2A CLT3-4B CLT01-38S4 SCLT3-8BT8
http://www.maximintegrated.com/ MAX31910 MAX31911 MAX31913
https://www.ichaus.de/ iC-JX/JRX (auch Ausgang)
https://www.infineon.com/ ISOFACE (ISO1H801/811/812/815/816/1I811/813 8 isolierte I/O)
https://www.st.com/resource/en/datasheet/tde1798dp.pdf TDE1798 (als Ausgangstreiber in kommerzieller SPS)
LabView zur Visualisierung bei der Home-Automation gibt es für nicht-kommerzielle
Anwendungen kostenlos, mit dem gleichen Funktionsumfang der 6000 EUR teuren
kommerziellen Version.
https://www.ni.com/de-de/shop/labview/select-edition/labview-community-edition.html
SerialComInstruments gibt es für private Zwecke von Ullrich A. Masssen kostenlos:
http://www.serialcominstruments.freecluster.eu/?i=1
*-----
F.8. LEDs
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/392049 (50W und 100W LED ständig kaputt)
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:
https://res.cloudinary.com/soraa/image/upload/v1539722608/product_specs/soraa-vivid-a60-e27/07373/spec_sheet.pdf
Der Wirkungsgrad der guten LEDs übertrifft inzwischen den Wirkungsgrad von
Halogenlampen deutlich, und geht bei blauen Cree XT-E bis 53%.
http://www.cree.com/led-components/media/documents/XLampXTE.pdf
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.
https://www.youtube.com/watch?v=KKd2L9Exw0M
Halogen hat allerdings nicht so eine grausam künstliche Lichtfarbe (CRI, Cree
XT-E bei kaltweiss 75 und bei warmweiss 80, Halogen 98, Glühlampe 100).
http://www.ld-didactic.de/fileadmin/_migrated/pics/Gluehlampe.JPG (Halogenlampenspektrum)
https://www.google.de/search?q=Spektrale+Verteilung+weisse+LEDs&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0CCUQsARqFQoTCLqqrd6VmskCFSUQcgod5HMMuA&biw=1456&bih=816
https://www.taschenlampen-forum.de/threads/nichia-219-high-cri-im-vergleich.15300/
http://www.hereinspaziert.de/spektren/spektren.htm (Leuchtstoffröhrenspektren)
https://blog.iao.fraunhofer.de/das-seltsame-licht-der-energiesparlampe/ (Das seltsame Licht der Energiesparlampe)
http://www.ndr.de/ratgeber/gesundheit/LED-Lampen-foerdern-Makuladegeneration,led266.html (LEDs fördern Makuladenbildung)
http://www.daserste.de/information/wissen-kultur/w-wie-wissen/LED-Leuchten-100.html (LED Blauanteil schädlich, Makuladenbildung)
https://www.hna.de/gesundheit/neue-studie-zeigt-gefaehrlich-led-licht-augen-zr-12306865.html (blau schädlich insbesondere bei hoher Helligkeit)
https://www.dial.de/article/die-ieee-1789-ein-neuer-standard-zur-bewertung-von-flimmernden-leds/ (IEEE 1789 FLimmerstandard)
https://www.youtube.com/watch?v=TsJOPWXxQMw (LEDs im Unterricht)
https://www.youtube.com/watch?v=-uG-YAW9io4 http://www.galileo.tv/science/pink-oder-blau-die-haarfarbe-dieses-maedchens-aendert-sich-direkt-vor-euren-augen/
http://fastvoice.net/2015/07/04/im-test-was-bei-philips-hue-spass-macht-und-was-nicht-so/
http://news.mit.edu/2016/nanophotonic-incandescent-light-bulbs-0111 (Glühbirne bis 40% Wirkungsgrad)
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:
http://www.galileo.tv/life/der-grosse-test-wie-viele-farben-koennt-ihr-erkennen/
https://www.welt.de/wissenschaft/article108127319/Darum-sehen-manche-Frauen-mehr-Farben-als-andere.html
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
> 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).
So langsam sind LED nicht, die Anstiegs und Abfallzeiten liegen auch bei dem
Leuchtstoff weisser LEDs deutlich unter 1us:
https://web.archive.org/web/20041117170533/http://mypage.bluewin.ch/bombach/ledtau.pdf https://www.mikrocontroller.net/attachment/354428/ledtau.pdf
https://electronics.stackexchange.com/questions/86717/what-is-the-latency-of-an-led
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:
+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.
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.
http://www.ledsmagazine.com/articles/2008/05/pulse-driven-leds-have-higher-apparent-brightness.html
http://www.cree.com/led-components/media/documents/XLampPulsedCurrent.pdf (maximaler Pulsstrom high current LEDs)
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.
http://donklipstein.com/led.html
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/LED3MMSTGE_LED3MMSTGN_LED3MMSTRT%23KIN.pdf (Bright Red LED mit extremem Helligkeitseinbruch, High Efficiency Red und Pure Green LED mit Helligkeitssteigerung bei mehr Strom)
http://ledmuseum.net/
http://www.roithner-laser.com/ (LEDs in allen Wellenlängen)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/354428/ledtau.pdf (Zeitkonstanten http://homepage.bluewin.ch/bombach/ledtau.pdf)
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.
https://www.cree.com/led-components/media/documents/XLampXML-11E.pdf (Lichtfarbe vs. Strom und Temp)
> darf man LEDs direkt parallel schalten ?
+--|>|--+
| 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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/433248#5112382
https://www.led1.de/shop/files/Datenblaetter/5mm/NSPG500DS.pdf (not recommended weil LED eventuell über absolute maximum rating)
Hier mal Datenblätter für minimale und maximale LED-Spannung bei Nennstrom:
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/07501109.pdf ( Forward Voltage Vf min: 1.7 typ: 2.0 max: 2.4V))
http://www1.futureelectronics.com/doc/EVERLIGHT%C2%A0/334-15__T1C1-4WYA.pdf (weiss: Forward Voltage VF IF=20mA min: 3.0 ---- max: 3.6V)
https://cdn.samsung.com/led/file/resource/2019/03/P_0.5W_Red_SPMRD1346EAA_Dual_Binning_Rev.2.1.pdf (rot: vorselektiert Vf E1=1.90..2.05, E2=2.05..2.20, E3=2.20..2.35, E4=2.35..2.50)
https://de.farnell.com/kingbright/l-2523qbc-d/led-5mm-x-bright-blau-2-3cd-465nm/dp/2335771 (5mm blau sogar bis 4V)
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/392049
> Temperaturkoeffizient der Vorwärtsspannungen von LED
Ja, negativ, und zwar unterschiedlich je nach Hersteller, also nichts worauf
man sich verlassen kann:
-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
https://www.vishay.com/docs/81346/tlcx510.pdf
https://www.mouser.de/datasheet/2/311/SFH%207251,%20Lead%20(Pb)%20Free%20Product%20-%20RoHS%20Compliant-532133.pdf
https://docs.rs-online.com/5e98/0900766b808b6aa2.pdf
https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/00a8/0900766b800a8c61.pdf
http://www.hev-electronic.com/Aton/FileRepository/aton_file_repository_6e8b143e990d90811645989580131344172/Root/Multi_DomiLED_D6RTB_GJG_Catalogue-v2.pdf
> 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":
https://www.danomsk.ru/upload/iblock/ec5/159557_0641c48ed2297728fd19cccd639e96a9.pdf (ehemals https://ledlight.osram-os.com/wp-content/uploads/2010/10/LUW_CP7P_Pb_free.pdf )
https://www.mikrocontroller.net/topic/560994#7526377
https://dammedia.osram.info/media/resource/hires/osram-dam-14279346/Lebensdauer%20und%20Zuverl%C3%A4ssigkeit%20von%20LEDs.pdf
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:
https://www.mikrocontroller.net/topic/498223#6303429
https://kingbright-europe.de/wp-content/uploads/2017/12/Low-current-SMD-LED-shortform-2018-1.pdf
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
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.
> Wie rechnet man Candela in Lux um ?
http://www.leds.de/Werkzeuge/
http://www.lumenrechner.de/ (Flash)
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.
http://www.ledshift.com/Lichtstrom%20German.html
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:
https://www.lumileds.com/products/horticulture-leds/luxeon-sunplus-series/
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/definiertes-lichtspektrum-bei-leds-foerdert-das-pflanzenwachstum-a-640244/
https://www.lientec-led.com/pages/effekt-von-tief-rotem-licht
https://www.we-online.de/web/de/electronic_components/produkte_pb/produktinnovationen/we_led_it_grow.php
https://www.researchgate.net/publication/24043711_Green_Light_Drives_Leaf_Photosynthesis_More_Efficiently_than_Red_Light_in_Strong_White_Light_Revisiting_the_Enigmatic_Question_of_Why_Leaves_are_Green
https://www.pro-emit.de/ratgeber/welches-licht-brauchen-pflanzen-zum-wachsen/
https://www.osram.com/os/applications/horticulture-lighting/index.jsp
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
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).
http://anibeads.com/shop/product_info.php?products_id=2915
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.
http://en.wikipedia.org/wiki/Kruithof_curve
http://www.wirsindheller.de/Was-ist-Licht.193.0.html (Tagsehen, Nachtsehen)
https://de.wikipedia.org/wiki/Photometrisches_Strahlungs%C3%A4quivalent
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:
https://www.mikrocontroller.net/topic/398742
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.
+---------+
| |
5V Vorwiderstand
| |
+---|<|---+
LED
Vorwiderstand = (Versorgungsspannung - LEDBetriebsspannung ) / 0.02
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm
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.
http://www.mikrocontroller.net/topic/237422
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.
http://batterietest-online.com/testberichte.html (Lithiumknopfzellen bringen unter 10mA Belastung nichtmal 20% ihrer Ladung)
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:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/517186/Fig-3x.125_45us-200A.png
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:
+ o----------+
|
+->I N-JFET
| |S
- o--|<|--+--+
LED
heute gibt es die als 2-beinige Konstantstromdioden wie CMJH180 oder CRD
http://www.semitec.co.jp/uploads/english/sites/2/2017/03/P22-23-CRD.pdf
https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheets-A1/DSAUTAZ004895.pdf E101L-E822
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/1809192116_TM-Shenzhen-Titan-Micro-Elec-TM1810-3_C82514.pdf (TM1810-3 für 20mA, -2 für 18mA)
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:
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.
http://www.electronicdesign.com/analog/what-s-all-lm334-stuff-anyhow
+ -------+
|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
http://www.led-treiber.de/html/ldo-treiber.html
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:
+---+----+--+ +-----+-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.
https://www.diodes.com/assets/App-Note-Files/zetex/an33.pdf (LED an 1 Zelle mit ZXSC100)
Die Bauweise ist lustig
https://www.pcwelt.de/ratgeber/Der_Joule_Thief-Aus_einer_Batterie_das_Letzte_herausholen-8792089.html
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:
+---+----+-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.
https://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=253843&page=0&category=all&order=time
https://skootsone.yolasite.com/solar-led.php
http://sites.prenninger.com/elektronik/solar/solar-leuchten
https://www.mikrocontroller.net/attachment/604646/YX8183H.pdf
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:
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
http://microcontrollerslab.com/led-driver-using-uc3842/ (LEDs an UC3842)
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
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.
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:
LED LED LED LED
+--|<|--|<|--...--|<|--+--|<|--+-- +
| | |
NPN >|------+ | |
E| | | 180R
| | | |
180R | | |E
| | +------|< PNP
| | |
- --+--|<|--+--|<|--...--|<|--|<|--+
LED LED LED LED
*-----
F.8.0. LEDs an 230V~
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
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.
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.
~ 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)
http://www.conrad.de/ 184870 184985, 725862, 725870, 725889
http://www.supertex.com/ (HV9904/HV9906)
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.
http://file1.dzsc.com/product/13/05/23/903845_162346374.pdf (SM2082 60mA 250V)
http://www.ecmos.com.tw/wp-content/uploads/EC4213.pdf (leider nur 550V trotz externem MOSFET, also für uns ungeeignet)
http://www.ecmos.com.tw/wp-content/uploads/EC4219.pdf (5-60mA 450V Linearregler mit 6V drop out in TO252/SO8P)
https://www.derlichtpeter.de/de/lichtflimmern/led-filament
https://www.mikrocontroller.net/attachment/360628/1331276981-613264.pdf (OB3330, ein UC3842 für LEDs)
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
| | | |
+---+---+---+
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.
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCL30000-D.PDF (Power Factor Corrected Dimmable LED Driver)
MP4026GJ PRIMARY SIDE CONTROL, OFFLINE LED CONTROLLER WITH ACTIVE PFC
MP4033GJ TRIAC Dimmable, Primary Side Control Offline LED Controller with Active PFC
MP4088GJ NON-ISOLATED, TRIAC DIMMABLE PFC LED DRIVER FOR 230VAC
https://www.renesas.com/eu/en/products/power-power-management/solid-state-lighting/solid-state-lighting-driver-ics/iw3658-dimmable-single-stage-15w-ssl-led-driver-integrated-high-voltage-fet (IW3658 phasenAN- und -ABschnitt dimmbarer 15W LED Treiber SO8)
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX16841.pdf (dimmt durch reduzierten Konstantstrom trotz Phasenanschnitt und Phasenabschnitt)
https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Cirrus%20Logic%20PDFs/CS1610_11_12_13.pdf (CS1610/11/12/13 TRIAC Dimmable LED Driver IC)
Leider fordert VDE eine zusätzliche Plastikabdeckung, da eine LED keine
ausreichende Isolierwirkung hat. Nimm also gleich eine Glimmlampe :-)
*-----
F.8.0.1. Wie schliesst man Optokoppler und Lichtschranken an ?
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-3001.pdf
https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiUuPT-6tvqAhUMXsAKHbSICuEQFjAAegQIBBAB&url=https%3A%2F%2Ftoshiba.semicon-storage.com%2Finfo%2Fdocget.jsp%3Fdid%3D13438&usg=AOvVaw1Qjb3gZsUFLARWRhpimtvZ
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):
https://www.mikrocontroller.net/topic/218153
http://www.cel.com/pdf/appnotes/an3009.pdf
http://www.vishay.com/docs/83590/fastswit.pdf
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN-4177.pdf.pdf
https://www.vishay.com/docs/83708/appnote50.pdf
http://www.ixysic.com/home/pdfs.nsf/www/AN-107.pdf/$file/AN-107.pdf
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.
https://www.elektroniknet.de/optoelektronik/led-lighting/es-lebe-der-optokoppler.190175.html
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.
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.
> LED als Lichtsensor
Wer wissen will, ob es überhaupt dunkel genug ist, um LEDs einschalten zu
müssen, kann die LED auch als Lichtsensor nutzen:
http://electronicdesign.com/lighting/single-led-takes-both-light-emitting-and-detecting-duties
http://www.eeweb.com/blog/extreme_circuits/using-led-as-a-light-sensor (800MOhm/2V erfassen)
https://www.merl.com/publications/docs/TR2003-35.pdf (Elektor 7/17)
> 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.
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.
http://www.electricstuff.co.uk/ (Nixie Uhren)
http://www.babcockinc.com/babcock/documents/doc_2662.html
*-----
F.8.1. Multiplexanzeigen
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.
(zum Multiplexbetrieb von LCDs siehe F.11. LCD Flüssigkristallanzeigen, der
Multplexbetrieb von Nixie-Röhren wird lebensdauertechnisch nicht empfohlen
obwohl Glimmlampen an Wechselspannung ja 100 mal pro Sekunde zünden müssen,
aber man müsste für gleichschlechte Helligkeit den mehrfachen Strom fliessen
lassen und das mögen Nixies nicht)
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.
http://www.youtube.com/watch?v=I0sgqgUwIAQ
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/451170 (schwaches Licht)
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
+5V
|
Pin ----|< NPN
|E
Anode der LED-Anzeige
1.2. Strom aus einer Kathode
Kathode der LED-Anzeige
|E
Pin ----|< PNP
|
GND
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
+---+-- +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
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
+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
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
ULN2803|---150R--+--|< PNP, z. B. BC368
| ^ |
angepasst an +Ub Anoden der LEDs
+---+-- +Ub (je nach Treiber bis 17V oder 50V)
| 10k |E
MB5016 |---------+--|< PNP, z. B. BC368
| |
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).
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/466654
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.
https://tronixstuff.com/2013/10/11/tutorial-arduino-max7219-led-display-driver-ic/ (Stromtabelle falsch, zudem effektiv nur 1/8 davon)
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.
+8V (je nach LED-Farbe)
| |
4k7 | LED-Kathoden
| |E |
Zeile --|>o--+--100R--|< BDX34C R für LED_Strom
open collector | |
LED-Anoden Spalte aus TPIC6B595
http://www.crafted.de/photonenbanner.php (96x24)
http://www.woe.onlinehome.de/
http://www.elektor.de/ 2/2000 mit programmierten uC COP8782 für 19,- EUR
http://www.zilog.com/ AN0078 (210 LEDs)
http://www.zilog.com/ AN_MSGDISP (420 LEDs)
http://www.lecad.uni-lj.si/~leon/electronics/panel/index.html
http://www.funkamateur.de/ 3/2000 Matrixanzeige mit Leuchtdioden
http://www.mikrocontroller.net/topic/89563 9x9 RGB DMX512 mit FPGA
Verfügbare ICs:
Multiplex: MC14489/MC14499, ICM7218A/MAX7221, TB62709 (4 digits 40mA), TLC5920 (16*8 LEDs 30mA), FD650 (4-stellig, 8 Taster, SPI, 4.6mA)
Konstantstrom: TB62715 (8*150mA/17V), TB62717 (24*90mA), MM5486 (33*15mA), TB62717 (3*8*30mA), TB62708 (16*90mA/17V), TB62716 (16x150mA/17V Toshiba)
pinkompatibel 8 Kanal: TLC5916/17 (120mA/20V), STP08CDC596 (120mA/16V), A6275=TB62705 (90mA/17V), PCA9922 (5V/60mA), ST2221A (90mA/9V), DM11A (17V/60mA), DM114 (17V/90mA), DM117 (17V/60mA)
pinkompatible 16 Kanal: STP16CP05 (100mA/20V ST), CAT4016 (100mA/5.5V OnSemi), STP16CL596 (90mA/16V ST), A6276=TB62706=TC62D748 (90mA/17V), MBI5026 (90mA/17V Macroblock) SCT2210 (16*90mA 17V) DM13C (16*90mA SiTi), ST2221C (16*85mA SiTi) TLC5921 (16*80mA, Darisus), DM13A (16*60mA SiTi), A6282 (16*50mA Allegro Darisus), TLC5923 (16*45mA/20V), SCT2024 (16*45mA/17V), ME2656 (45mA/12V) TM1818 (60mA/5.5V) TLC5928 (35mA/17V), SCT2024 (30mA/17V), DM11C, DM13A-E (30mA/5V SiTi)
Philips I2C: PCA9922 (8*60mA)
PWM dimmbar: TLC5940=AS1112 (16*120mA/17V Konstantstrom, TI, Darisus), DM631 (16*100mA 17V SiTi), MAX6966 (10, Maxim), PCA9626B (24*100mA 40V open drain, I2C, Philips), WS2803 (18 x 30mA/30V eBay 1.-), PCA9532 (16*12.5mA, I2C, Philips), SCT2514 (4x180mA bis 24V 8 bit), MBI5030 (16x90mA)
High-Side: TB62710 (8*90mA Konstantstrom) TD62706 (VFD 6*50mA 60V) TD62708 (parallel 1.8A, bis 2.5V Einschaltverlust) TD62783, TD62785 (0.5A), UCN5891 UDN2981 UDN2540 UDN2987, LB1240 (VFD 32mA/50V)
LowSide: UDN2595/UDN2597 ULN2064 (4*1.5A 80V) ULN2803=S37783 TPIC2701 (CMOS ULN2003 7x40V/0.6A) DRV8860 (8*200mA 38V SPI) A6832 (32*100mA) TPL7407 (8x350mA shift register), TPIC6A595 (8x350mA shift register), TPIC6B595 (8x120mA shift register), NPIC6C595 (8x100mA shift register), CA3282 (8x625mA shift register)
Graustufen: TB62718 LT8500 TLC5904 TLC5905 TLC5910 TLC5911
Textdisplay: TB62713 (4*5*7 ASCII decoder 50mA)
LCD Driver: STV7733 (320*0.5mA 90V low medium high Pegel)
VFD Treiber: MAX6921/MAX6931 (20 x +76V..-11V mit 40 Ohm pull up und 750 Ohm pull down Fähigkeit, universell verwendbar)
http://www.siti.com.tw/product/product6.html
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.
Segmentwiderstand:
(Ausgangsspannung - Spannungsabfall an der LED - Spannungsabfall am Transi) / (Nennstrom der LED * Stellenanzahl)
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.
+---------------+
--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.
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.
http://www.mikrocontroller.net/topic/294852
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.
+--+--+--+--+--+--+--+-- +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 :-)
100 LED Sternenhimmel:
http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/Mikrocontroller/Sternhimmel/
Hier ein 5 x 25 Multplexer für einen 5 x 5 x 5 LED Cube mit 20mA LEDs:
+--+--+--+--+-- +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:
http://www.instructables.com/id/LED-Cube-4x4x4/step7/The-controller/
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.
http://www.donklipstein.com/ledp.html
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:
+--|>|-- 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:
https://hackaday.com/tag/hub75/
*-----
F.8.2. Complementary LED drive und Charlyplexing
Wie man 64 LEDs an 9 Leitungen hängt oder 56 an 8 zeigt
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/1880 (Don Lancaster's Charlyplexing, siehe Wikipedia)
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91029a.pdf TB029 "Complementary LED Drive"
http://ams.com/eng/Products/Power-Management/LED-Drivers/AS1130 (11x12 an 12 Leitungen)
http://www.ibis-world.de/ http://cybox.ib-luehning.de/ibis/ibisdata.html (IBIS Protokoll von Laufschriften in Bus/Zug/Haltestellen)
leider ist der Aufwand, aus einem three state Ausgang einen mit Power zu
machen, eher hoch:
+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):
http://m.eet.com/media/1126085/11497-figure_1.pdf
Zur Tastaturabfrage kann eine Matrix in Frage kommen, hier 4 x 4
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-+
> 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.
+-----+---+-----------+----- +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
http://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/page5.htm
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.
+++++++---+++++++--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
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.
http://z3t0.github.io/Arduino-IRremote/
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:
http://www.lochraster.org/unzap/?de
http://home1.stofanet.dk/hvaba/fprc5rx/
Empfänger:
http://www.atmel.com/ AVR410 "RC5 IR Remote Control Receiver"
http://www.microchip.com/ AN657 "Decoding an Infrared Remote Using a PIC16C5X"
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
http://www.vishay.com/docs/82486/tsmp58138.pdf
IR-Einschalter fuer PC
http://www.atric.de/IR-Einschalter/index.php
Funkfernsteuerung 4 x analog 10 bit, 8 digital, mit Conrad-Modulen
http://www.ferromel.de/tronic_2805.htm
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.
*-----
F.9. Netzteile
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.
https://de.wikipedia.org/wiki/EN_61558
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).
https://www.mikrocontroller.net/topic/447371#5350542 (Netztrafo in LTSpice)
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)
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
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
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
http://www.jogis-roehrenbude.de/Transformator.htm
http://www.roehrenkramladen.de/Trafowickelmaschine/Twm3.html
http://www.electronicdeveloper.de/InduktivitaetNetztransformator.aspx (Berechnung für mehrere Sekundärspannungen, Stromdichten besser manuell eintragen)
http://www.fundus.org/pdf.asp?ID=7304
http://www.riedel-trafobau.de/Produkte/Informationen_Technik.php
ftp://ftp2.stahl-online.de/SIZ/Pdf_Publikationen/MB401_Elektroband-und_blech.pdf
http://www.elektrobleche.de/
https://www.radiomuseum.org/forumdata/users/5100/Drosseln_Netztrafos_Uebertrager_OL_rm_v10.pdf (alte Berechnung)
http://www.griederbauteile.ch/download/Katalog/Transformatoren.pdf (Trafobausätze)
https://www.m-ware.de/itemdescription-itemdeeplink/a-29441 (Trafobausatz Block B4/100)
http://www.frea.ch/Elektronik/TrafoElektor.pdf (Leistungsdaten gegebener Trafo ermitteln)
http://www.guido-speer.de/html/trafowickelmaschine.html (Trafowickelmaschine im Selbstbau)
Das gute Trafoblech M165-35S/BU soll es nicht mehr geben, hier im Vergleich
auf Kern M65/27: a=65mm; b=65mm; h=26,7mm; mfe=0,58kg; Rthfe=4,45K/W; Rthcu=10,2K/W
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
https://www.kupferinstitut.de/fileadmin/user_upload/kupferinstitut.de/de/Documents/Shop/Verlag/Downloads/Anwendung/Elektrotechnik/s182.pdf (Preis vs. Wirkungsgrad, Amortisation)
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/
https://www.grau-stanzwerk.de/d-wAssets/docs/produkte/ei-kernbleche-abfalllos/Mech_Elekt_Daten-2017.pdf
http://www.grau-stanzwerk.de/d-wAssets/docs/produkte/m-pm-md-kernbleche/Mech_Elekt_Daten.pdf
https://www.thyssenkrupp-steel.com/media/content_1/produkte/elektroband/electrical_steel_integration/thyssenkrupp_electrical_steel_product_range.pdf
http://www.tkes.com/web/tkeswebcms.nsf/www/de_vergleichswerte_nach_Normen_H.html (Ummagnetisierungsverluste)
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.
https://www.cubicure.com/portfolio/materialien/cubicure_evolutionFR
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.
. .
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%
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.
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.
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.
Trafo Gleichrichter
o--+ +-----+--|>|--+--Drossel--+---o
| | | | | .... .... ....
S:S +--(--|>|--+ | + .. .. .. 15V mit weniger Ripple
S:S | | Elko
S:S | +--|<|--+ | -
| | | | | __________________
o--+ +--+-----|<|--+-----------+---o
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.
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.
https://www.ostfalia.de/cms/de/pws/ahrend/lehre_labore/labor_es/versuchsumdrucke/LaborES_V1-netzteil_v4_71.pdf
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.
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 | - |
+-----|<|--+--|<|--+---------------------------------+
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
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM317-D.PDF
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:
http://www.ti.com/lit/ds/snvs775l/snvs775l.pdf
LM317 mit slow turn on, als Diode tut es eine 1N4001, als PNP Transistor ein
2N2907 oder BC556:
+-----+
----|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
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.
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:
http://solardirektladung.de/Masterarbeit_Johannes_Urban.pdf
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.
Trafo Gleichrichter +-----+
o--+ +-----|>|----+----+--|78?xx|--+-- OUT
S:S | | +-----+ |
S:S Elko 330nF | 100nF
S:S | | | |
o--+ +------------+----+-----+-----+-- GND
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.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm7905.pdf (1uF Tantal, 2.2uF Elko)
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.
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/LM78LXX-TI.pdf
http://www.ti.com/lit/wp/snoa842/snoa842.pdf (capacitors are key to voltage regulator design LP2980)
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/why-bypass-capacitor-choice-matters.html
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
https://nikosem.webdo.cc/userfiles/nikosem/files/F010610D_AN_LDO.pdf
und hier in Bezug auf Schaltregler, aber Regelschleifenstabilität gilt auch
bei Linearreglern:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/576803/MB3775.pdf
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:
http://tangentsoft.net/elec/opamp-linreg.html
https://www.diodes.com/assets/App-Note-Files/an51.pdf (3uV/10Hz-22kHz)
https://www.electronicdesign.com/power-management/article/21799461/zerodrop-05a-voltage-regulator-costs-under-1
http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3657 (6nV/sqrt(Hz), aber MOSFET mit unter 200pF nehmen, sonst schwingt's: http://www.mikrocontroller.net/topic/267892)
http://www.tnt-audio.com/clinica/regulators_noise2_e.html (Rauschen am LM317, die 20uVrms eines LT1763 bekommt man also auch mit eienm LM317 hin)
https://diyaudiostore.com/products/super-regulator (Jungs Super Regulator)
http://www.instructables.com/id/Design-of-an-Unregulated-Power-Supply/ (unstabilisiertes Trafonetzteil Grundlagen bebildert)
https://refsnregs.waltjung.org/ z.B. https://refsnregs.waltjung.org/GLED431_An%20Ultra%20Low%20Noise%20LED%20Reference%20Cell%20_Walt's%20Blog%202014_092418.pdf
https://www.mikrocontroller.net/attachment/295647/Brummfreies_Netzteil.pdf
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:
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:
https://electronics.stackexchange.com/questions/100506/transformer-coils-in-series-switching-for-12-24v-emf-killing-my-circuit?rq=1
Wenn man eine positive und eine negative Versorgungsspannung braucht, reicht
ein Trafo. Wenn er 2 Wicklungen hat geht:
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
http://www.mikrocontroller.net/topic/272842#2861322
wobei C1 auch an GND gehen darf, wie hier für ungeregelte 24V:
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:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/labnt1.htm
> 48V Phantomspeisung aus 2 * 18V Trafo
https://schoeps.de/fileadmin/user_upload/user_upload/Downloads/Vortraege_Aufsaetze/Mikrofonaufsaetze/Mikrofonbuch_Kap13.pdf
Beachte unterschiedliche Widerstandswerte je nach Phantomspannung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Phantomspeisung
https://de.wikipedia.org/wiki/Tonaderspeisung
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:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/392356/Auswahl_009.jpg
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
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an2f.pdf (Leistungssteigerung von Festspannungsreglern)
Muss man sehr hohe Spannungen runter regeln, helfen depletion Mode MOSFETs:
+6V..+600V
|
+---|I BSP135 (Depletion NMOSFET)
| |
| +-- ca. 6V wenn R1=R2
| |
| R1
| |
+----+
|
R2
|
GND
> 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.
Trafospannung=(((Ausgangsspannung+2.5V)/0.8)+2V)/(1.4*0.9),
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:
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
http://www.duncanamps.com/psud2/index.html (PSU Designer)
http://www.electronicdeveloper.de/SpannungTrafoBruecke2.aspx (Berechnung online)
https://www.ampbooks.com/mobile/amplifier-calculators/LC-ripple-filter/calculator/ (Ripplespannungsberechnung bei LC Drossel-Siebelko Filterung)
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:
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.
http://www.block.eu/de_DE/inlinelexicon/79143/
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:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/134/232987_DS.pdf
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:
1.4*1.15*1.1*Trafospannung = 1.78*Trafospannung = 16V
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,
EMV-Anforderungen EN 61326-1 an ein Betriebsmittel Klasse A Kontinuierlicher, nicht überwachter Betrieb, industrieller Bereich und EN 61000-6-2, EN 61000-6-4, EN 60255-X
Störemission Leitungsgebunden und abgestrahlte Emission EN 61326 Tabelle 3 EN 61000-6-4 EN 60255-25/-26 CISPR 22 Ed. 6
Oberschwingungsströme EN 61000-3-2
Spannungsschwankungen und Flicker EN 61000-3-3
Störfestigkeit EN 61326 Tabelle A1 EN 61000-6-2 EN 60255-11/-22/-26
ESD IEC 61000-6-5 6kV/8kV Kontakt/Luft (ein auf x kV aufgeladender 150pF Kondensator wurd über 330R in die Schaltung entladen, seine Ladung teilt sich: https://zhuanlan.zhihu.com/p/43937575)
Elektromagnetische Felder IEC 61000-4-3 80 – 2000 MHz: 10 V/m
Schnelle Transiente IEC 61000-4-4 4kV/2kV
Stoßspannungen IEC 61000-4-5 4kV/2kV
Leitungsgeführte HF-Signale IEC 61000-4-6 150 kHz – 80 MHz: 10 V
Magnetfelder mit energietechnischen Frequenzen IEC 61000-4-8 100 A/m (50 Hz), dauernd 1000 A/m (50 Hz), 1 s
Spannungseinbrüche IEC 61000-4-11, EN 60255-11 30% / 500ms, 60% / 200ms
Spannungsunterbrechungen IEC 61000-4-11 100 % / 5s
Gedämpfte Schwingungen IEC 61000-4-12, Klasse 3, 2,5 kV
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/433413#5120348
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.
http://www.junradio.com/Discretes/TI/9701.pdf
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.
http://www.jahre.de/fileadmin/user_upload/Datenblaetter/Glimmer_Isolierscheiben.pdf (Glimmer)
https://www.eg.bucknell.edu/~dkelley/eceg351/FairchildHeatsinkMountingGuide.pdf (Fairchild AN-4166 Heatsink Mounting Goude)
https://alutronic.de/media/filer_public/5c/f5/5cf5ec87-7fed-48f5-a153-9b4da9f523bc/en_web_gesamt.pdf (z.B. Silikonhüllen)
https://alutronic.de/media/filer_public/0c/c8/0cc8d772-b88b-443b-873e-210e8a446c20/isolierung_wleitung_web_de.pdf
Für quadratisches 2mm starkes Alublech bei senkrechter Montage, freier
Luftzirkulation und mittiger Montage der Wärmequelle gilt in etwa:
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
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):
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.
http://www.fuld.de/vortrag_pfc.pdf (Anforderungen PFC)
Wie gross muss so ein Trafo sein ? Bei normalen Verhältnissen bzw. unbekannten
Trafos reicht eine Tabelle, in Katalogen wird manchmal nach oben geschummelt:
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.
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)
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
http://www.schuntermann.de/wp-content/uploads/2014/03/Katalog-Transformatoren-2014.pdf
http://www.marxtrafo.de/technische-hinweise.html (Einschaltdauer, Übertemp, Höhe über NN)
http://www.energie.ch/at/trafo/dimensionierung.htm
https://www.riedel-trafobau.de/Produkte/Informationen_Technik.php (auch Überlastung nach vorheriger Unterlastung)
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.
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
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:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C500/80VAEconomySeries.pdf
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.
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F.9.0. Netzteilbau
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.
http://www.talkingelectronics.com/projects/SpotMistakes/SpotMistakesP14.html (fehlerhafte Schaltungen in Magazinen und WebSeiten)
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.
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1040-D.PDF
http://www.nxp.com/documents/application_note/AN11172.pdf (Montageanleitung für TO220/SOT186A für Isolation bis 1000V)
http://www.elektronik-bastler.info/stn/kuehl.html (Kühlköperberechung, leider muss man Wärmewiderstand Case-Kühlkörper eingeben)
https://www.infineon.com/dgdl/smdpack.pdf?fileId=db3a304330f6860601311905ea1d4599 (Thermal Resistance Theory and Practice)
https://www.mjc-elektrotechnik.de/tn-misc/download.php?index=1&folder=dl&id=16&type=pdf (Seifert Katalog 2013)
https://alutronic.de/media/filer_public/5c/f5/5cf5ec87-7fed-48f5-a153-9b4da9f523bc/en_web_gesamt.pdf (Alutronic Katalog)
https://www.boydcorp.com/aavid.html
http://www.lairdtech.com/products/tflex-500 (Tflex 500 Thermal Gap Filler, isolierend)(Graphit, 4 x wärmeleitender als Kupfer)
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.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/308603/Selbstbau_und_Sicherheit.pdf
https://www.mikrocontroller.net/topic/447587#5354486 (Welche Schutzklasse hat mein Gerät, Schutzleiter im Gerät)
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
https://www.elektroland24.de/Produkte/Berker/Berker-6161150069-Steckdose-ohne-Schutzkontakt-2-polig.html )
"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
http://www.ele.uri.edu/courses/bme484/iec60601-1ed3.0_parts.pdf
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.
http://www.mikrocontroller.net/attachment/170716/Selbstbau_und_Sicherheit.pdf
https://www.cui.com/catalog/resource/power-supply-safety-standards-agencies-and-marks
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 :-).
https://www.ensingerplastics.com/de-de/halbzeuge#/?filter=N4IgYgMggiBcoDUAMcAuAnArgUwDQgQCY4AzAQwBsBnPEACQCFTKaBfVoAA$
https://www.schupp.ch/de/flexible-elektro-isolierstoffe-isolierformteile.html
https://www.americanmicroinc.com/ (G10, FR4, fish paper, polyester film, VHR-115, E-FR, TRYMER)
https://www.muellerbestellung.de/ (viele Isolierstoffe von Müller-Ahlhorn)
"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
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-ApplicationNote_MOSFET_CoolMOS_Electrical_safety_and_Isolation-AN-v01_00-EN.pdf?fileId=db3a30433d1d0bbe013d20e0cbf017fe
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.
https://www.psma.com/ul_files/forums/safety/estguide2.pdf
https://www.elektropraktiker.de/ep-2008-06-536-539.pdf
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:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/493197/PE-Messung_EN60730-1-2017.PNG
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.
http://www.fuld.de/vortrag_pfc.pdf
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.
http://www.pserc.wisc.edu/documents/publications/papers/2002_general_publications/atlantaworkshoppaper.pdf
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.
http://en.wikipedia.org/wiki/Valley-fill_circuit US6141230A
https://www.diodes.com/assets/App-Note-Files/AN75_r0.pdf
http://www.infineon.com/dgdl/an-1074.pdf?fileId=5546d462533600a401535595529c1001 (IRF AN-1074)
https://issuu.com/wtwhmedia/docs/power_and_energy_efficiency_hb_10-20/s/11276317 (Effizienzanforderungen EU/US, Vorschriften an Sicherungen)
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.
http://www.mikrocontroller.net/topic/322217#3505231 (Elrad Störfestigkeitsprüfer)
https://www.mikrocontroller.net/topic/494374
https://www.beam-verlag.de/app/download/29040543/HF-Praxis%2B10-2017%2BIV.pdf (Messgrenzen und Messmethoden leitungsgebundene Störungen)
http://www.baclcorp.com.cn/show.asp?para=en_2_49_1522 (EN55020/EN55024/EN55035 Detailed test requirements)
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.
https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2004:390:0024:0037:de:PDF
http://everyspec.com/ (für US-amerikanischen Markt zutreffende Normen)
https://www.evs.ee/Esileht/tabid/111/language/en-US/Default.aspx (EU Normen in Englisch günstig)
Für einfache ESD Prüfungen reicht erst mal ein Piezo-Feuerzeug/Gasanzünder.
http://brakken.no/emc/emc-testing/testing_artikkel3/010619.htm
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.
http://www.spectroscopic.com/Noiseken/ESS-2000_Datasheet.pdf
Schaffner NSG-431 Electrostatic Discharge Simulator 2 bis 21kV
EMV-Normen
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=uriserv:OJ.C_.2016.249.01.0062.01.ENG (Niederspannungsrichtlinie)
http://www.xppower.com/pdfs/TechGuide2010.pdf (von Topologien bis gesetzliche Vorschriften)
http://web.archive.org/web/20081203051314/http://www.eichhoff.de/EMV-NORM-150404.pdf
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.
https://www.ce-richtlinien.eu/alles/richtlinien/Niederspannung/Richtlinie/Leitfaden_NSP_2014_35_EU_Deutsch.pdf
(Merkwürdigkeiten: 230V~ Steckdosen fallen nicht - Schalter schon drunter,
dekorative Kabelabdeckungen nicht - Kabelkanäle schon, Reiseadapter nicht -
mehrfach-Reiseadapter schon)
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~.
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F.9.1. Labornetzteile
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.
https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989-6288EN.pdf?id=922613 http://www.mikrocontroller.net/attachment/188853/HP5989-6288EN.pdf
https://www.radiomuseum.org/r/funkschau_regelnetzgeraet_30v_5a_305.html (umschaltbar Strombegrenzung oder Sicherung)
https://www.elektronik-labor.de/Notizen/Powernetzteil.html (Strombegrenzung oder Abschaltung) https://docplayer.org/63384455-Labor-netzgeraet-0-30v-3a.html
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.
http://www.electronicdesign.com/power/what-s-all-power-supply-design-stuff-anyway
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
https://labornetzteil-test.de/
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:
+------+
| |
+-----|< 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.
Allerdings ist die Schaltung nicht stromstabil:
+-----+------+
| | .....|..........................................
+------|+\ | | :
| | >--|< 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.
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.
+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
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.
+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
http://bama.edebris.com/download/tek/ps503a/tek-ps503a.pdf:
---+-----+-----+------+
| | | |
| 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.
Die zweite prinzipielle Topologie von Labornetzteilen sind Stromquellen:
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.
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:
+-----+-----+-----+------+
| | | | |
| 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.
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.
http://www.retro.co.za/zs1ke/projects/PrecisionPowerSupply/PrecisionPSU-Elektor-Dec-1982.pdf
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.
.
+--+-----|>|--+------------------------------------------------------------------+------+
| | | | |
| | +--|>|--+ +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)
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,
http://www.littelfuse.com/data/en/Data_Sheets/218P.pdf (Schmelzintegral, Widerstand und Spannungsabfall von Feinsicherungen)
http://eska-fuses.de/fileadmin/produkte/datenblatt/G-Sicherungen_01042013.pdf (z. B. Spannungsabfall bis 3.5V bei 200mAflink)
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).
--------------------------------------------------+------+
| |
+-------(-----|< 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
| | | | | |
+-----+--|<|--+---+------------+----------------+
https://www.ti.com/lit/an/snoa692/snoa692.pdf LB28 (0-25V/0-10A) nennt Beachtenswertes bei Labornetzteilen
https://electronicprojectsforfun.wordpress.com/power-supplies/a-collection-of-proper-design-practices-using-the-lm723-ic-regulator/
https://electronicprojectsforfun.files.wordpress.com/2018/10/rauschen_von_spannungsreglern_ver07d.pdf
http://www.cyrom.org/pics/UniverselleNetzteilplatine_KM.pdf (Grundschaltung mit Strom- und Spannungs-OpAmp, leider schwingfreudig)
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/de/000115967ML06/000115967ML06.pdf (Netzteil mit LM317)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/129845/0_35v_3a_labor_netzgeraet_elektor82_773.pdf (Elektor 12/1982, 30V/3A, uA723 nur als Referenzspannungsquelle, 2 x uA741 zur Regelung, 3 x 2N3055)
https://store.donanimhaber.com/b7/c5/c1/b7c5c1bfe8abcc0e996fcd0ea028f4e9.png (0-30V / 0-2A = ) https://www.elv.de/Semiprofessionelles,-elektronisch-stabilisiertes-Netzgerat/x.aspx/cid_726/detail_32926 (ELV 2/79, anfällig für Störungen von aussen http://our-home-and-life.blogspot.com/2013/12/doppel-labornetzgerat-dng-302-teil-1.html)
http://www.pewa.de/DATENBLATT/DBL_BEHA_NG304_MANUAL_DEUTSCH.PDF (30V 3A Strom- und Spannungs-OpAmp und 2*2N3055 inkl. guter Erklärung)
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/de/000190180ML02/000190180ML02.pdf (0-30V/0-10A, instabil bei anderem Aufbau, siehe die vielen xxx pF-Kondensatoren)
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000510114CD01/000510114CD01.pdf (EA PS2032)
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000512982CD01/000512982CD01.pdf
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=139305&page=0&category=all&order=time (Digi35 mit TAA2761 und ZD12 aber 1uF Rückkopplung und 100uF Ausgangselko)
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000511142CD01/000511142CD01.pdf
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000511400CD01/000511400CD01.pdf
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000511401CD01/000511401CD01.pdf
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000511402CD01/000511402CD01.pdf
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000511403CD01/000511403CD01.pdf
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000511405CD01/000511405CD01.pdf (alle gleich) https://www.eevblog.com/forum/repair/voltcraft-vlp-2403-lab-psu/?action=dlattach;attach=248656;image
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000511406CD01/000511406CD01.pdf
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/de/000518433CD01/000518433CD01.pdf
https://de.aliexpress.com/item/32986139693.html "DIY KITS CC CV DC 0-35 V 0-5A Einstellbare Konstante spannung konstante strom versorgung geregelt" (Schaltung ähnelt VLP2403 nur mit 2 2N3055 parallel)
https://dl6gl.de/labornetzgeraet-28v-4a.html (4 x TIP142, basiert auf einem ELV 1/95)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/360962/8721-1-8722-Service_01-93.pdf (Toellner TOE8722 2x36V/1A)
http://www.chriswilson.tv/PL_Series.pdf (Thurlby Thandar TTI 0-32V/0-2.1A oder 0-15.5V/4A)
http://www.pegons-web.de/2power1.html (diverse Netzteile mit uA723 und LM317 auch ohne Stromregelung, oft Aufbau auf Lochraster dabei)
http://hpm-elektronik.de/nt25-15.htm (25V 15A mit Thyristorvorregelung)
https://www.mikrocontroller.net/topic/544081#7216471 (3-25V/0.8A mit MAA723 und einfacher Thyristorvorregelung aber kein einstellbarer Strom)
https://www.youtube.com/watch?v=Cw2AjcczHg4 (DPS5015 eBay Schaltreglermodul)
https://www.mikrocontroller.net/topic/186729#5376055 (Voltcraft PS 303 30V 3A mit 2N3773)
http://www.pegons-web.de/2power1.html (viele klassische Netzteile mit uA723 und LM317 ausführlich erklärt, aber wenige mit einstellbarer Strombegrenzung, ENT4 dann doch sehr aufwändig)
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000510929CD01/000510929CD01.pdf
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000510063CD01/000510063CD01.pdf
https://www.mikrocontroller.net/attachment/304687/NG1620BL.pdf (16V/2A geht kaputt https://www.mikrocontroller.net/topic/377324 )
https://www.mikrocontroller.net/attachment/88079/labornetzgeraet_sk-1730-1.pdf (0-30V/0.01-3A bzw. 5A aus TL431 mit 2 uA741, ein LM324 zur Trafoumschaltung, Analoginstrumente)
http://www.hparchive.com/Manuals/HP-6960A-Manual.pdf (0-18V/600mA oder 0.36V/300mA nur Transistoren, Analoginstrumente)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/292750/schaltplan.png (0-30V/2A mit 11 Transistoren ohne IC Funkschau 1976 Heft 23)
http://www.electronics-lab.com/project/0-50v-2a-bench-power-supply/ (0-50V 2A mit LM10)
https://www.mikrocontroller.net/topic/98458 (0-30V/2A Funkschau 1973 mit 3 x ZD6V2, 4 x uA741 und Doppelreihentransistor statt Relaisumschaltung (Achtung: Überspannung bei Ein- und Ausschalten), später im Thread ein anderes 0-40V/2A)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/348558/Stache_NG_38-2.GIF = https://www.banggood.com/0-30V-2mA-3A-Adjustable-DC-Regulated-Power-Supply-DIY-Kit-p-958308.html?rmmds=cart_middle_products&cur_warehouse=CN (Banggood, keine 30V/3A aber 25V/2A) http://www.paulvdiyblogs.net/2015/05/tuning-030v-dc-with-03a-psu-diy-kit.html (Schaltplan der 30V/3A Platine mit Problembeschreibung und Verbesserungen) http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/29563-0-30v-stabilized-power-supply/ (Problem- und Verbesserungs-Thread mit MC34071/TLE2141/BD139=BD439) http://www.electronics-lab.com/project/0-30-vdc-stabilized-power-supply-with-current-control-0-002-3-a/ http://img.banggood.com/file/products/201505080459530-30Vinstall.pdf (unbrauchbar, liefert keine 30V, OpAmp zu hohe Spannung, Transistor zu warm) http://diyfan.blogspot.de/2013/03/adjustable-lab-power-supply-take-two.html (Verbesserung durch Spannungsregler)
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap3/Kapitel3_2.html#3.2.6 (37V/2A mit uA723/2N3055 und einfacher Strombegrenzung, die 37V werden aber nie erreicht)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/256611/LTJournal-V24N2-02-df-BenchSupply-Szolusha.pdf (0-24V/0-3A Schaltregler + nachgeschalteter Linearregler von LT)
http://www.heise.de/ct/artikel/Kleinkraftwerk-291224.html http://www.thoralt.de/wiki/index.php/DCG (30V/1A (2A-3A mit DCP) digital einstellbar)
http://www.mikrocontroller.net/attachment/56486/elv.pdf (Spannung schnellt beim Auschalten auf 34V hoch, Stromanzeige geht erst ab 100mA)
http://apps.fz-juelich.de/pax/paxwiki/images/1/10/Lng32.pdf (Heinziger Electronic LNG Economy, Thyristorvorregler, z. B. 32V/3A in der 100W Version, bis 350V 500W)
http://www0.fh-trier.de/~berres/ (Labornetzteil, schwingt aber https://www.mikrocontroller.net/topic/464208#5656158 )
http://sites.fas.harvard.edu/~phys191r/Bench_Notes/A1/agilent_e3610a.pdf (8V/3A 15V/2A 20V/1.5A 35V/0.85A 60V/0.5A 120V/0.25A mit einem Design, 4 MOSFETs parallel mit Überstromschutz)
http://elektrotanya.com/hameg_hm7042-5_power_supply_sm.pdf/download.html HM7042 (2 x 0-32V/2A+0-5.5V/5A per LM2576 Vorregler und TIP147 mit LTC2051 Nachregler-OpAmps analog eingestellt mit AT90S2313+LTC1236 Referenz MCP3202 gemessen)
http://www.paulvdiyblogs.net/2017/07/my-new-power-supply.html
http://www.mikrocontroller.net/attachment/144963/03100203.pdf (32V/5A, ohne Bauteilangaben)
http://avrs-at-leipzig.de/dokuwiki/projekte/labornetzteil (digital kontrolliert: 10nF an Q4 sicher falsch, D3/D4 als 1N4004 fehldimensioniert)
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5959-5329.pdf (0-20V, nicht regelbare Strombegrenzung 0.5A)
https://www.gadgetronicx.com/wp-content/uploads/2018/01/bench-top-power-supply.png (0-50V 5V mit 2 x MJ15004 diskret)
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5964-8275.pdf (zeigt Schaltplan und Nachregelgeschwindigkeit eines digital einstellbaren Labornetzteils)
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5959-5304.pdf (30V 2A 15W simpel aber MOSFETs parallel)
http://www.sentex.ca/~mec1995/circ/ps3010/ps3010a.html (30V/10A aus 500VA Trafo, Probleme: https://www.mikrocontroller.net/topic/378545)
http://www.blunk-electronic.de//datasheet/schematics/STATRON3217.zip (Statrom 3217 30V 10A mit B761 und Thyristorvorregler)
http://stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/ (40V/10A)
https://www.youtube.com/watch?v=2mUSg2ILpKg (abenteuerlich 50V 50A aus Schweissinverter)
http://danyk.cz/reg60v_en.html (60V/40A SMPS zweifelhafter Nachbaubarkeit)
http://hpm-elektronik.de/nt25-15.htm (25V/15A mit TRIAC-Vorregler)
http://www.hcp-hofbauer.de/index4q.htm (4Q MOSFET +/-40V 100W programmierbar)
http://www.ov-w38.de/elektronik/58-regelnetzteil http://www.ov-w38.de/attachments/article/58/labornetzteil.pdf (2-20V/10A keine einstellbare Strombegrenzung aber abregelnd mit MAA723+KD502 und Thyristor-Vorregelung von DG1AFG)
https://vdocuments.site/grundig-sn40-45-pdf.html (uA723 30V/1A mit transistorisierter Strombegrenzung)
http://circuitslab.case.edu/manuals/Agilent_E3631_Power_Supply_Service_Guide.pdf (+/-25V/1A digital kontrolliert)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/386062/Rohde_Schwarz_NGB_schematic.tif (R&S NGB 70/5 70V/5A 32/10 35V/10A mit 2 x 2N3773 und Vorregelung)
https://www.mikrocontroller.net/topic/364091 (Schaltnetzteile gehen oft kaputt)
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/LM350-D.PDF (Figure 21, 0-25V/0-1.5A, Q1 JFET 50V/5mA, Q2 JFET 25V/10mA bei UGS=0V)
https://www.mikrocontroller.net/topic/454613#5479800 (vorgeregelt per Schaltregler)
http://www.eevblog.com/files/uSupplyBenchRevB.pdf (funktioniert nicht, nie fertiggestellt, viele Laienfehler, z.B. Stromregelung ist ein Oszillator)
http://www.spaennare.se/psupply.html (uA723 2-30V, 15A ab über 24V)
http://hpm-elektronik.de/nt30-4-netzteil.htm (0-30V/4A regelt langsam)
http://www.fritzler-avr.de/HP/120nt.php (statt TL072 muß ein single supply OpAmp wie LM358/LT1013 verwendet werden)
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXyyzuq.pdf (APPLICATION NOTE TSM101 USED IN A LINEAR BATTERY CHARGER, letztlich ein modernes Labornetzteil)
https://www.eleccircuit.com/0-50v-3a-variable-dc-power-supply/ (Spannungseinstellung ab 0V bei 723, aber Stromlimit ist Murks)
http://www.mikrocontroller.net/topic/247587 (uA723)
http://bama.edebris.com/manuals/astron/all (Netzteile von Astron mit uA723)
http://www.hobby-bastelecke.de/projekte/netzteil_lm723.htm (zeigt, wie man beim 723 eine einstellbare Strombegrenzung in den Massezweig legt, aber Spannungseinstellung ist Murks)
http://www.programmablepower.com/brands/sorensen.htm (Ametek, Hersteller von Labornetzteilen)
Hier ein trotz 10nF MOSFET schnell regelndes diskretes Netzteil von Björn,
das aber 3 galvanisch unabhängige Spannungsquellen benötigt:
http://gsg-elektronik.de/~bjoern/nt.asc
http://www.fingers-welt.de/phpBB/viewtopic.php?f=14&t=669#p11149
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.
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
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:
+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
> Wie schliesse ich digitale Einbauinstrumente (wie das DVM210 126594
> von www.conrad.de, aber auch alle anderen mit ICL7xx6 aufgebauten)
> an mein Netzgerät an ?
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.
http://www.hestore.hu/files/pm438.pdf (Schaltung Seite 1)
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.
https://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?cPath=41_63_160&products_id=6229 (0.5% Spannungsteiler 9M 900k 90k 9k 1k)
+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
https://www.mikrocontroller.net/topic/501519
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
http://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=showdoc&DocId=Data+Sheet%7FKMZ10CM%7FA%7Fpdf%7FEnglish%7FENG_DS_KMZ10CM_A.pdf%7FCAT-MRS0009
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
--+--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.
Besser ist es, man spiegelt den Strom nach Masse,
--+--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.
Fertig und präzise gibt es das in LT1787 und LTC6101, TSC1031, TP1001S3 uva.
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/2108131930_TECH-PUBLIC-TP1001S3_C521983.pdf
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an105fa.pdf (216 Strommessschaltungen)
Ein ZXCT1030 enthält nach dem high side Stromsensor gar noch einen Komparator
und Spannungsreferenz zur Erkennung von Überstrom.
*-----
F.9.2. Symmetrische Versorgungsspannung für OpAmps
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:
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.
Wenn die Spannung U doppelt so hoch ist wie benötigt und 'halbiert' werden
kann, nimm einen Spannungsteiler mit ausreichend kleinen Widerstandswerten
+---+-- 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:
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-581.pdf
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.
+---+----------+-------------- 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:
https://www.goldpt.com/virtual_ground_circuit.html
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/ )
http://www.circuit-fantasia.com/circuit_stories/inventing_circuits/virtual_ground/virtual_ground.htm
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:
http://powerelectronics.com/passive_components_packaging_interconnects/capacitors/power_calculating_chargepump_circuits/
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
https://www.mikrocontroller.net/topic/358917)
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.
http://www.mikrocontroller.net/attachment/88213/Sperrwandler_4x5V.png (MC34063 macht 4 x 5V galvanisch getrennt)
https://de.aliexpress.com/item/30W-DC-DC-Step-Down-Dual-Power-Supply-Module-Adjustable-Voltage-Conversion-Board/32869342182.html (30W DC-DC Step Down Dual Power Supply Module Adjustable Voltage Conversion Board)
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.
http://tangentsoft.net/elec/vgrounds.html
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.
*-----
F.9.3. Kleinnetzteil ohne Trafo
> 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 ).
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm
http://www.electronicdeveloper.de/SpannungKondRV.aspx (Berechnung, leider ohne Z-Diode)
http://www.nomad.ee/micros/transformerless/index.shtml (Berechnung, leider ohne Spitzenstrom)
http://www.powerint.com/PDFFiles/di11.pdf
http://de.tdk.eu/tdk-de/190976/tech-library/artikel/applications---cases/applications---cases/alles-aus-einer-hand-fuer-kapazitive-stromversorgungen/1381218
http://www.daycounter.com/Circuits/Transformerless-Power-Supplies/Transformerless-Power-Supplies.phtml (Online-Berechnung)
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:
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 +----+
Wer trotzdem ein Kondensatornetzteil bauen will, sollte mal berechnen, was
mit dem passiert, wenn auf dem Netz ein Rundsteuerssignal liegt:
http://www.mikrocontroller.net/topic/198729#1949590
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.
|/|
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:
Meanwell IRM-05-5 (5V 1A etc.) brauchbar wohl für 230V für extra Schutz vor Überspannung, EMV, Einschaltstromstoss und Sicherung denn im Datenblatt stehen eingehaltene Normen ohne Zusatzbeschaltung
Recom RAC03E erfüllt ohne Zusatzschaltung die Anfordengen an 230V~ Anschluss weil Sicherungswiderstand und Netzfilter eingebaut
HiLink HLK-PM01 5V/0.6A HLK-PM03 3.3V HLK-PM09 9V HLK-PM12 12V HLK-PM24 24V aber auch gefälschte über eBay http://lygte-info.dk/review/Power%20Mains%20to%205V%200.6A%20Hi-Link%20HLK-PM01%20UK.html (sollte mit Feinsicherung und VDR angesichert werden)
Mornsun LD03-23BxxR2 https://www.mikrocontroller.net/attachment/496679/LD03-23BxxR2.pdf (erfordert merkwürdigen Vorwiderstand zur üblichen Sicherung und VDR und Elkos am Ausgang)
+--------+
o---Sicherung---+-----|~ |-- +
| | |
230V~ VDR300V~ |HLK-PM01| 5V/0.6A
| | |
o--TempSich98C--+-----|~ |-- -
+--------+
https://www.conrad.de/de/recom-rac03-05scr277-netzteilmodul-401800.html (1.3 Mio Stunden MTBF)
In http://www.microchip.com/ DD1002 findet man noch eine lustige Variante mit
LEDs + Photozellen.
> grössere Leistungen ?
https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/) AN32 "High Efficiency Linear Regulators"
> Und die Gegenrichtung ?
http://www.atmel.com/ AppNote AVR182 "Zero Cross Detector"
http://www.microchip.com/ AN521 "Interfacing to AC Power Lines"
https://www.ebay.de/itm/195824352432 Optokoppler-Modul 1 Kanal 220V AC PCB Opto-Isolator Für Die Industrie
https://www.reichelt.de/halbleiterrelais-1-no-5-48-v-dc-230-v-ac-0-1-a-tos-230-48-0-1a-p257749.html (Weidmüller TOS 230-48 für Hutschiene)
https://www.phoenixcontact.com/de-de/produkte/solid-state-relaismodul-plc-osc-230ac300dc-1-2980720 (Phoenix PLC-OSC-230AC/300DC/1 )
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.
+-----+
o--330k--| |---------- +5V
230V~ |PC814|
o--------| |--+------- out (an Eingang von uC)
+-----+ |
+--10k-- GND
https://www.mikrocontroller.net/topic/286730#3041679
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 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 |
| | | | |
+----+--------------+-------+------+
https://www.mikrocontroller.net/articles/230V#Galvanisch_getrenntes_Abfragen_von_230V_Wechselspannung
https://www.mikrocontroller.net/attachment/346746/AND9282-D_AC_Zero_Crossing.pdf (mehrere Vorschläge von OnSemi)
Mit nur 50mW viel weniger Energie benötigt eine Schaltung die nur exakt im
Nulldurchgang die LED des Optokopplers für 100us einschaltet:
+---+-----|>|--+--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
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.
+---+--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
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.
http://sedlbauer.de/files/datenblatt_einschaltstrombegrenzer.pdf (mit temperaturgesichertem (weil NTC und TempSicherung zusammen in einem Silikonschlauch stecken) abgeschalteten SCK current inrush limiter NTC)
http://www.ismet.de/de/produkte/einschaltstrombegrenzer/einphasen-einschaltstrombegrenzer/esb-s (ähnlich aber kürzere Schaltzeit)
https://www.mikrocontroller.net/topic/382567 (Scheitelpunktschalter mit Relais)
http://www.sedlbauer.de/de/produkte/induktive-komponenten#einschaltstrombegrenzer (Einschaltstrombegrenzer)
https://www.klibo.de/index.php?id=86&produkt=987775#highlighted#highlighted (mit Bypassrelais)
https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/5/5d/Verlustarme_trafos.pdf (Trafoschaltrelais)
http://www.strobelt-trafo.de/produkte/ringkerntransformatoren/zubehoer/trafoschaltrelais_typ_tsrl
https://www.fsm.ag/de/trafosanfteinschalter/ (Trafosanfteinschalter)
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=ICL-16L#1 (Meanwell ICL16R für die Hutschiene bis 16A per Relais)
https://www.emeko.de/ (Trafoschaltrelais) http://www.emeko.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/08-transformator_ohne_Einschaltstrom_einschalten.pdf http://www.abme.ch/transformatoren-ohne-stromstoss-einschalten.pdf
http://core.g6.cz/wp-content/uploads/softstart-sch%C3%A9ma.png (Relais an Elko aus Kondensatornetzteil)
https://www.demelectric.ch/fileadmin/user_upload/Fachberichte/Fachbericht_Eltako_ET_032013.pdf (Einschaltstrombegrenzung für kapazitive Lasten wie LED Lampen durch Einschalten im Nulldurchgang, genau anders als bei induktiven Motoren/Trafo)
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/463449#5636810
https://www.mikrocontroller.net/topic/448734#5374027
Hier mit dem Relais Feme MZP A 001 52 10, 51.5VDC/12mA 250VAC/10A für einen
1000VA Trafo:
+------+------------------+
| | |
| 4k7/1W Netztrafo
| | 1N4007 |
o +--|>|--+----+ +---+
230V~ | | | |
o | | o |
| 47uF/63V Rel:::::/ 3R3/5W/Rücklötauslöser
| | | o |
| | | | |
+--------------+----+-----+---+
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/was-man-ueber-widerstaende-in-impulsanwendungen-wissen-sollte-a-886685/
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.
https://www.pollin.de/productdownloads/D220597D.PDF
https://www.mikrocontroller.net/topic/497276
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.
http://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/thermistor/ntc/r44e.ashx?la=en-gb
https://www.powerelectronics.com/community/article/21860750/how-do-you-choose-the-right-type-of-ntc-thermistor-to-limit-inrush-current-for-capacitive-applications
http://www.tauscher.com/html/inrushcurrent.html
https://www.ametherm.com/blog/inrush-current/toroidal-transformer-inrush-current-issues-got-you-down
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:
https://www.ametherm.com/blog/inrush-current/transformer-inrush-current-40va-transformer
http://www.ametherm.com/inrush-current/transformer-inrush-current.html
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
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/onilim.htm
http://www.call-n-deal.de/uwe/elrad/sanft_geschaltet/
und ein weiterer Ansatz in https://www.fsm.ag/de/trafosanfteinschalter/
Damit das Relais den NTC etwas zeitverzögert überbrückt, kann man NTC auch
als Schaltverzögerer verwenden, wenn man noch einen Kontakt übrig hat.
http://meyer-hartwig.de/de/home/sv_halbleiter/sv_halbleiter.html
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.
http://www.sensata.com/support/klixon-motor.htm
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.
*-----
F.9.4.1. MOV Überspannungsschutz VDR Varistoren
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
https://hvrint.de/index.php/non-linear-silicon-carbide-resostors-with-leads/
halten die modernen aus Zinkoxid ZnO nicht ewig:
http://surgex.com/pdf/surgex12001.pdf
https://de.tdk.eu/download/185716/f161044d6457589b36ad1cacfc0815e1/siov-general.pdf
https://www.littelfuse.com/data/en/application_notes/ec635.pdf
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:
http://www.sphere.bc.ca/test/production-parts/avx-ve-vfm.pdf
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.
http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_varistor_catalog.pdf.pdf
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.
https://www.ieee.li/pdf/viewgraphs/selecting_the_appropriate_circuit_protection_component.pdf
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.
o--Thermosicherung--+--
|
230V~ VDR300 Gerät
|
o--Gerätesicherung--+--
http://de.tdk.eu/inf/70/db/var_11/SIOV_Housed_ETFV20.pdf
https://www.tdk-electronics.tdk.com/de/374152/unternehmen/presse/pressemeldungen/pressemitteilung/thermofuse-varistoren--kompakter-ueberspannungsschutz-mit-integrierter-sicherung/2427612
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:
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).
http://www.brieselang.net/ueberspannungsschutz-adapter-geraeteaufbau.php
oder baut sich eine Crowbar:
http://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/topic90210_f26_bxtopic_timexDESC_by1_bz0_bs0.html
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 ------+----+------+--+---
*-----
F.9.5. Solarladeregler
>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.
https://photovoltaikbuero.de/pv-know-how-blog/die-unbekannten-bereiche-der-solarzellenkennlinie/
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.
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.
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.
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 | |
| | | | | |
+------+----------------------+--------+--------+-----+
ICL7665 von 1.6 bis 16V mit 3uA bei 1.3V Referenz für overvoltage und undervoltage, einstellbare Hysterese, open drain.
MIC841 von 1.5 bis 5.5V mit 1.5uA bei 1.24V Referenz und einstellbarer Hysterese.
CN305 von 1.8 bis 6V mit 11uA bei 1.211Vref und 2 Eingängen mit 7.5% Hysterese in SOT23-6
LTC1540 von 2 bis 11V mit 0.3uA bei 1.18V Referenz mit einstellbarer Hysterese
LTC4367 von 2.5 bis 60V 70uA mit einstellbarer UVLO und OVLO steuert MOSFET
MAX921=LTC1440 von 2 bis 11V mit 2.1uA bei 1.18V Referenz mit einstellbarer Hysterese
MAX917 von 1.8 bis 5.5V mit 750nA bei 1.2V Referenz an In- push pull Ausgang SOT23-5
MAX16010-MAX16014 von 5.5 bis 72V bei 25uA mit 1.23V Referenz, Hysterese und UVLO
TLV6700 dual TLV6701 single 1.8-18V open drain Komparator mit 0.4V Referenz und 5.5mV Hysterese bei 5.5uA in TSOT23-6
TLV6710 dual TLV6713 single 1.8-36V open drain Komparator mit 0.4V Referenz und 5.5mV Hysterese bei 7uA in TSOT23-6
MAX17608-MAX17610 von 4.5-60V schaltet 1.1A mit 0.9mA Verbrauch, WX\tutz, TDFN12
MCP65R41 (push pull) MCP65R46 (open drain) von 1.8V bis 5.5V mit 3uA bei 1.21V Referenz
TPS3700 von 1.5 bis 18V mit 5.5uA bei 0.4V auf Referenz mit undervoltage und overvoltage und open drain Ausgängen.
TPS3701 von 1.8 bis 36V mit 7uA bei 0.4V Referenz, dual.
TPS3847085 schaltet bei 8.5V und der TPS3847108 bei 10.8V, beide halten bis 18V aus und brauchen nur 380nA und besitzen einen push pull Ausgang.
LT6703 von 1.4 bis 18V mit 6.5uA bei 0.4V Referenz, open collector.
MAX9646/MAX9062/4/6 von 0.9 bis 5.5V mit 100nA bei 0.2V Referenz.
MAX40000/MAX40001 (MAX40002-40005) von 1.7 bis 5.5 mit 0.9uA bei 1.252V Referenz.
MAX9117-MAX9118=TS9001 von 1.6 bis 5.5V bei 1.6uA mit 1.262V 1.75% Referenz.
TP2021/TP2025 von 1.8 bis 5.5V bei 380nA mit 1.248V Referenz.
TSM971 von 2.5 bis 11V mit 4uA bei 1.182V 1% Referenz gibt es mit und ohne Hysterese in SO8, open drain bis 4 fach,
TLV3011 (open drain) und TLV3012 (push pull) von 1.8 bis 5.5V mit 5uA bei 1.242V Referenz.
ADCMP394 von 2.3 bis 5.5V bei 37uA mit 1V 0.9% Referenz mit UVLO, auch 2 und 4
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.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/460420/Drehstrom_Gleichrichter_Regler.png
https://www.mikrocontroller.net/attachment/391469/beispiel_brueckenschaltung__fuer_Motorrad.GIF
https://www.motelek.net/schema/spannung/6+12v_laderegler.png
https://www.motelek.net/schema/spannung/malaguti.png
BT169
+--|>|----+--------------------+-----+
| \ | | |
+--1k-+---(--|>|--+ | |
| | 1N4148| | |
| 1N4004 | | | |
+--|<|--+ | | | |
| | | | | + |
Dynamo | | +-------+ | Akku
| BT169 | | | ´ | 113k |
+--|>|--)-+ | | | |
| \ | | TL431--+ |
+--1k-+-(----|>|--+ | | |
| | 1N4148 | 25k |
| | | | |
+--|<|--+-----------------+----+-----+
1N4004
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.
+-----------+-------+
| | |
| +-----+ |
| | | |S
| |NE555|---|I PMOSFET
Solarzelle | | |
| +-----+ +--L--+-- Solarzellenspannung/duty_cycle
| | _|_ |
| | /_\ C
| | | |
+-----------+-------+-----+--
http://innovexpo.itee.uq.edu.au/2001/projects/s369584/thesis.pdf
http://electronicdesign.com/article/power/maximum-power-point-tracking-solar-battery-charger.aspx
http://www.consonance-elec.com/pdf/datasheet/DSE-CN3722.pdf (MPPT Regler IC CN3722 28V externer MOSFET)
http://www.zabex.de/site/mpptracker.html
http://www.ebay.de/itm/171864582846 (3A MPPT Modul bis 36V)
http://www.ing-büro-junge.de/html/photovoltaik.html
http://www.ti.com/lit/an/slva345b/slva345b.pdf (step up MPP Beschaltung eines normalen FB Eingangs)
Braucht man nur die Unterspannungsabschaltung als Tiefentladeschutz tut es:
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
| | | | -
+----------+--------+---------+
Diese Schaltung signalisiert das 30 Sekunden vor dem Abschalten:
+------+------------------------------+----+-- +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
Hier lässt der ICL7665 eine LED mit 1mA und 1% Tastverhältnis blitzen wenn
die Spannung unter 4.5V sinkt. Stromaufnahme 4uA.
+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
Energy Harvesting ist heute in Mode, ebenso wie Elektromobilität. Wer sich um
Energy Harvesting kümmert, sollte erst mal (sinnvolle) Beispiele kennenlernen:
http://www.seiko.de/home/die-welt-von-seiko/technologien/spring-drive
http://www.enocean.com/
http://www.powercastco.com/products/powerharvester-receivers/
https://www.analog.com/ (http://www.linear.com/)products/energy_harvesting (LT3108 etc.)
http://www.micropelt.com/thermogenerator.php (3.3 x 2.4 x 1.1 mm Peltier, 3mW)
*-----
F.9.6. Spannungsreferenzen
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.
https://www.mikrocontroller.net/topic/530150 (uA723 als Nf-Rauschgenerator)
https://www.vishay.com/docs/86133/dasrauschenvonlawinwendurchbruchdioden.pdf
https://d1d2qsbl8m0m72.cloudfront.net/en/products/databook/datasheet/discrete/diode/zener/edzvt2r4.3b-e.pdf (Z-Dioden bei niedrigem Strom)
https://www.mouser.com/datasheet/2/68/1n4614-4627-14375.pdf (250uA Z-Dioden mit 1uV/srqt(Hz))
https://www.mouser.de/datasheet/2/916/BZX384_SERIES-1599156.pdf (BZX384 von Nexperia ab 10V sind bis 1nA stabil)
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ds30410.pdf (Z-Dioden spezifiziert mit 50uA)
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MMSZ4678T1-D.PDF (Zener Dioden für 50uA, aber starke Stromabhängigkeit unter 5V)
http://www.vishay.com/docs/85607/bzx85.pdf (Z-Dioden unter 6V2 können bei niedrigem Strom auch schlecht sein)
Daher gibt es, um für irgendwas (Messschaltung, Netzteil) eine genaue Spannung
zu bekommen, reihenweise Chips. Ein paar ausgesuchte:
TL431 (2.5-36V, 1-100mA): einstellbar, besser als jede Z-Diode, billig,
sollte mit 4u7 abgeblockt werden weil er bei 100nF schwingt.
LIA130=TL431+OptoKoppler. LM613=LM358+LM339+TL431.
Achtung bei SOT23: Viele Hersteller haben REF an Pin1:
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/AS431.pdf (Diodes AS431)
https://www.rapidonline.com/pdf/156910_da_en_01.pdf
http://www.hsmc.com.tw/pdf/H431.pdf (HSMC H431)
http://www.kexin.com.cn/pdf/KA000Q431.pdf (Kexin KA000Q431)
https://dtsheet.com/doc/743181/estek-et431 (ET431, macht Probleme: https://www.mikrocontroller.net/topic/525758#6843223 )
http://www.princeton.com.tw/Portals/0/Product/RS431-s.pdf
http://www.kodenshi-tk.co.jp/products/power_semi_device/pdf/ic_05/23-10_SN431AF.pdf (AUK SNF431)
http://pdf.elecfans.com/ORISTER/RS431AA.html (Orister)
http://www.kodenshi-tk.co.jp/products/power_semi_device/pdf/ic_05/23-03_SJ432AN.pdf (AUK SJ432S)
http://www.stansontech.com/download/shunt/ST432_v1.pdf (Stanson ST432 nur 1.24V also eigentlich ein TLV431)
http://www.anpec.com.tw/ashx_prod_file.ashx?prod_id=42&file_path=20090304101447747.pdf&original_name=APL431.pdf (Anpec APL431)
http://www.alfa-mos.com/datasheet/ic/af431n.pdf (AlfaMOS AF431N)
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/09c1/0900766b809c169c.pdf (zetex ZR431)
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/TL431_432.pdf (Diodes TL432)
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/LR431ALT1G_C112267.pdf
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/88420/ZETEX/ZHT2431F02.html (Zetex ZHT2431F02 von -55..125 GradC)
http://www.smc-diodes.com/propdf/SMC431%20TL431%20TL431A%20N1595%20REV.-.pdf
http://www.iksemi.com/pds/product/TL431Z_03.pdf
https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/1575/0900766b81575772.pdf (OnSemi NCP431, SC431)
http://www.mantech.co.za/datasheets/products/tl431_htc.pdf (HTC TL431)
http://www.micro-bridge.com/data/Axelite/AX431.pdf (Axelite AX431)
http://www.chinesechip.com/chipFile/2015-07/CJ431K(SOT-23)-8007-0.pdf
http://www.alfa-mos.com/datasheet/IC/AF431N.pdf (Alfa MOS AF431N)
https://www.semtech.com/uploads/documents/SC431M_final2.6.pdf (Semtech SC431M)
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1912111437_KEC-Semicon-KIA431AF-RTF-PC_C465009.pdf (auch wenn der Pin manchmal als 2 numeriert wird)
Bei TI heisst der TL432
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf (TI TL432)
und der TL431 von TI hat C an Pin1: So machen es manche andere danach auch:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf (TI TL431)
http://www.semiconductors.com.pl/web/pliki/ka431.pdf (Fairchild KA431)
http://www.farnell.com/datasheets/1859398.pdf (National LM431)
http://www.htckorea.co.kr/Datasheet/Voltage%20Stabilizer/LM431.pdf (HTC LM431)
http://www.kodenshi-tk.co.jp/products/power_semi_device/pdf/ic_05/23-10_SN431AF.pdf (AUK SN431)
http://www.micro-bridge.com/data/Axelite/AX431.pdf (Axelite AX431W)
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/TL431_432.pdf (Diodes TL431)
https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/1575/0900766b81575772.pdf (OnSemi NCP432, SC432)
http://www.alfa-mos.com/datasheet/IC/AF431.pdf (Alfa MOS AF431)
https://www.st.com/resource/en/datasheet/ts2431.pdf (ST TS2431)
Nun stellen die meisten den TL431 sowohl mit REF als Pin1 als auch C an Pin1 her:
http://www.righto.com/2014/05/reverse-engineering-tl431-most-common.html
http://www.mouser.com/ds/2/149/LM431SB-189992.pdf (Fairchild LM431)
http://www.micro-bridge.com/data/Axelite/AX431.pdf
Ein noch grösseres Durcheinander gibt es bei SOT25, das ist also auch keine Lösung:
https://www.auk.co.kr/Common/DownloadFile?option=inline&option2=productPdfByPartNo&partNo=SN431AN (- - C R A) http://www.championmicro.com.tw/datasheet/Analog%20Device/CM431L.pdf
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/TL431_432.pdf https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ZTL431Q-432Q.pdf (- n.c. C R A)
https://www.njr.com/semicon/PDF/NJM431S_NJM432S_E.pdf (- A C R -) (- A - C R)
http://www.anpec.com.tw/ashx_prod_file.ashx?prod_id=42&file_path=20090304101447747.pdf&original_name=APL431.pdf (R A C - -)
https://docs.rs-online.com/2b06/0900766b80c2561f.pdf HA17431VLP (R A C PV -)
und selbst bei SOT89
https://docs.rs-online.com/2b06/0900766b80c2561f.pdf HA17431UA (R A C)
https://docs.rs-online.com/2b06/0900766b80c2561f.pdf HA17432UA (C A R)
Auch die 1.24V 'TLV431' haben üblicherweise REF an Pin1.
Der TLV431 von TI kommt mit 100uA aus regelt aber nur 6V,
der FHR1200 mit 10uA bis 120V.
Der GM432 regelt 1.24V ab 80uA bis 16V, mit Ref an Pin1 bei SOT23 und - - C R A bei SOT25
ATL431 braucht nur 35uA für 2.5V.
LT433 30V 0.15mA~0.3mA Liteon 1.24V
HA17431VLP hält nur 16V und 50mA aus, HA17431PNA aber 40V und 150mA
LF431 30V 55uA~80uA Liteon 1.24V
RS421/422 36V 0.5mA-100mA 1.18V
ZR431L 10V 0.1-25mA Zetex 1.24V
LT432 20V 0.15mA~0.3mA Liteon 1.24V
KA000Q432 15V 1-100mA Kexin 1.24V
LA432 20V 55uA~80uA Liteon 1.24V
LMV431 35V 55uA~80uA Ti 1.24V
TLV431 6V 55uA~100uA Ti 1.24V
TLVH431 18V 60uA~100uA Ti 1.24V
TLV431 18V 30uA~80uA Onsemi 1.24V
AF432N 20V 55uA-100mA Alfa MOS 1.24V
TS3431 25V 0.35mA~0.4mA ST 1.24V
ZTLV431 10V 55uA~100uA ZETEX 1.24V
TLV431 20V 55uA~80uA ZETEX 1.24V
AZ431L 20V 55uA~80uA BCD 1.24V
AP432 20V 0.15mA~0.3mA Diodes
TL432D von UTC regelt auf 0.8V, hält 12V aus, und schafft 1-50mA
CAT102 von OnSemi regelt auf 0.6V
LM4041/LM4051/TL4051-adj: ähnlich TL431 aber umgekehrte Polarität. Negative voltage regulator von 1.225-10V mit 60uA bis 12mA hat REF an Pin1 in SOT23
GND GND
| |
10k 10k
| |
LM4041--+
| |
| 14k
| |
| +---- -Out
| |E
+----|< PNP
| |
100R |
| |
-In -+-----+
LM385/LM336: 1.2/2.5/5V billig, aber besser als jeder Spannungsregler, 150ppm.
Nimmt man solange nichts besonderes nötig ist Immer wenn in einer Bauanleitung also
LM385/LM336 steht, könnt ihr jede Referenzspannungsquelle gleicher Voltzahl nehmen.
LM329: 6.9V +/-5% 6-100ppm buried Z-Diode aus einem uA723 = LM399 ohne Heizer, 7-100uV noise
LM369: 10V +/-0.05% 1-10ppm buried Z-Diode verwendet auch in LH0070, LH0071, LH0075.
ARef von ATmega: +/-10% ungenau aber 0.1% also 1LSB über Temperaturbereich und 0.1% also
noch 1LSB über Versorgungsspannungsbereich und damit ziemlich gut für die A/D-Wandler.
ZRT040: 4.01V 1% bei 500uA in SOT223 trimmbarer shuntregler
MC1403: 2.5V billig, 10ppm Nimmt man, wenn es ziemlich tempstabil sein soll. DIL8/SO8
MCP1525 (2.5V) MCP1541 (4.096) 1%, bis 12 bit A/D, sonst zu instabil und rauschend.
LP2951/LP2950A: 3V 3.3V 5V, 0.5% (Achtung: Reichelt liefert viel schlechtere!)
REF02: Eher missglückt, weil Spannung zu sehr von Eingangsspannung abhängt
LM4120A (1.8/2.0/2.5/5V, 0.2%, 50ppm) und LP3964EMP-ADJ: (2.0V, 0.1%, 20ppm)
LT1634A 0.05% 1.25, 2.5, 4.096, 5V 10uA 10ppm, TO92, SO8, genau und nicht so teuer
MP5010N 1.22V 50uA-5mA 5uV noise 5ppm aber es gibt viel schlechtere (Endbuchstabe)
REF5050I: (2.048/2.5/3/4.096/4.5/5/10V) high grade 3ppm 0.05% normal 8ppm 0.1%
alle drei nimmt man wenn man eine präzise Spannung ohne Abgleich braucht.
LT1021C 0.05% buried zener 0.05% (10V Version trimmbar, 7V Version langzeitstabiler)
LM4140-1.024, ADR510 1.0V, NCP100 0.9V, XC6601 (0.7V-1.8V) CAT102 0.6V, MAX8515A
ZXRE060 0.6V, TS12011 (inkl. OpAmp und Komparator ab 0.8V) 0.58V,
ADR130 (1V und 0.5V) AMS421 0.5V shunt 10mA, MAX9062 liefer 0.2V Referenzspannung
ab 1V Betriebsspannung, LM10 0.2V, wenn man eine Referenzspannung unter 1V benötigt.
LM4140 selektiert von Thaler als VRE4100B bis 0.05% und 1ppm.
ADR420/421/423/425 (2.048/2.53/5V 0.04% 3ppm/10ppm braucht 0.5mA)
MAX6018/6029/6129 1.25 bis 5V wenn man mit 5uA Versorgungsstrom auskommen muss,
MAX6006/6007 1.25V/2.048V wenn man mit 1uA Versorgungsstrom auskommen muss,
REF1112 wenn man mit 1uA auskommen muss und ISL60002 mit 350nA
MCP1710 (1.2,1.5,1.8,2.0,2.5,3.0,3.3,4.2) wenn man mit 20nA auskommen muss,
dafür +/-4% und: Der Regler hat bei Lastsprüngen an einer Batteriequelle
(wohlgemerkt: innerhalb der zulässigen Parameter) gelegentlich einen
Eigenbedarf von 3-4mA. Und davon kommt er von selber nicht mehr herunter.
Erst wenn wieder Lastsprünge verursacht werden kann er gelegentlich wieder
in Normalbetrieb gehen. Die Lastsprünge sind durch aufwachen eines uCs
verursacht uC war ausreichend (100u) gepuffert. Seit dem abgekündigt.
TS14001 Semtech (1.2 bis 4.2V, 20nA), Ersatz für MCP1710
ZSPM4141 IDT ZMDI (1.2 bis 4.2V, 20nA), Ersatz für MCP1710
LTC6655 0.025% initial accuracy, mit 620nVpp wenn es sehr rauscharm sein soll,
mit typ 1ppm/GradC (max 2ppm oder 5ppm) auch recht stabil, mit 10 EUR noch
erschwinglich aber Hysterese von 120uV bei Temperaturschwankungen.
LT6650 regelt von 1.4-18V auf 0.4V
LM199=ADR1399 (2ppm aber 6.95V und hohe Alterung, Spannung lageabhängig (über
Kopf ist der Heizstrom am geringsten) heizt auf 60 GradC, als LM299/LM399
verwendet im Keithley 2000 und Prema 5000 und 7 1/2 stelligen 5017/8017 und
Prema DMM 6000 = Hameg HM 8112-2 und DMM4050=Fluke 8846A und der Präzisionsspannungsquelle
https://www.ianjohnston.com/index.php/onlineshop/handheld-precision-digital-voltage-source-2-mini-detail.
AD586LQ AD587UQ AD588 (3ppm und 10V) sind teuer und weil buried Zener
rauschfreier bei Verwendung des Filteranschlusses und stabiler als Bandgap
(sie gehören zu den stabilsten ungeheizten Referenzen und die genannten sind
für bis zu 14 bit Genauigkeit ausreichend). Im Gegensatz zur MAX6350 ohne
Spannungssprünge
REF7012/REF7025/REF7030/REF7033/REF7040/REF7050 (1.25/2.5/3/3.3/4.096/5V 0.025%
2ppm 0.35ppm Noise) ca. 20 EUR für denjenigen der beste Daten will ohne eine
Spezialschaltung aufbauen zu müssen
1N829=BYV14=BZV80,BZV81 (5ppm bei ca. 6.2V, verwendet in 6 1/2 digit Multimeter
PM2534/2535. Eine gute 1N829A ist im 0.1-10 Hz Rauschen vergleichbar mit einem
MAX6350, also < 0.6uVpp, schlechte aber bis 26uVpp also selektieren in dem durch
tausende 1 Jahr lang 50mA geschickt werden, dann Rauschen ausmessen und bei
welchem Strom sich der minimale Temperaturkoeffizient ergibt und so verwenden.
Und auch Exemplare mit sehr hohem Popcorn-Rauschen. Es sind auch keine
"buried Zener" sondern nur normale temperaturkompensierte Z-Dioden, ebenso:
MZ605/MZ610/MZ620/MZ640 (5/10/20/40ppm 6.2V) ähnlich 1N829 von Motorola
1N939 5ppm bei ca. 9V, und schlechtere 1N939A, 1N939B, 1N938, 1N937, 1N936, 1N935
ISL21007B/ISL21009B/ISL21090B (1.25-5V 3ppm und 0.5mV genau, aber Einschaltdrift
von einigen hundert uV, und empfindlich auf Röntgenstrahlung wegen analog
floating gate Technik, C (5ppm 1mV) und D (10ppm 2mV) Typen handelsüblicher)
LT1027 5V 2ppm, unter 1ppm Rauschen, sogar bei Conrad aber nur die 3ppm Version
MAX6350 1ppm 0.02% buried zener Alterung aber 10 ppm/Jahr und Spannungssprünge
einige umgelabelte Bandgap-Referenzen gesehen die als MAX6350 verkauft wurden.
Bei mir driften 2 MAX6350 (DIP8) bei 50 Grad +/-0.2K beheizt gemessen
nach 900 Tagen immer noch wie am ersten Tag.
MAX6325AASA 2.048/2.5/2.8/4.096/5V 0.02% 0.5ppm. Noch besser und 10 EUR teuer,
aber Langzeitstabilität 20 mal schlechter als LTZ1000A.
LTZ1000=ADR1000 (0.05ppm, in Datron 4910 (60 GradC) und HP3458A (95 GradC) verwendet),
ähnlich der https://www.richis-lab.de/LT1088.htm für völlig anderen Zweck.
Die LTZ1000 ist nicht das teuerste an der Schaltung. Man vergesse nicht die 5
Stück VHP100 / VHP101 Widerstände im ölgefüllten hermetisch dichtem Gehäuse
für 40-80 EUR/Stück die die LTZ1000 für den ihre Kennwerte erhaltenden Betrieb
braucht, oder http://www.alpha-elec.co.jp/ . Und den LT1013A sollte man auch
nicht im billigen Plastik-Gehäuse nehmen. Schädlich ist der
Feuchtigkeitseinfluß (Luftfeuchtigkeit) auf das Kunststoffgehäuse und die
Leiterplatte. Man braucht ein IC im Metall oder Keramik-Gehäuse das von der
Leiterplatte mechanisch entkoppelt ist.
SMD-Gehäuse sind übrigens noch schlechter als DIP8-Gehäuse.
Eine Referenz an einem guten DAC kann billiger sein als eine Referenz mit einem
gleich genauen Spannungsteiler aus Präzisionswiderständen, wenn man eine bestimmte
Ausgangsspannung erreichen will.
Wenn es wirklich genau sein soll, müssen die Referenzen noch nach
Alterungsdrift selektiert werden.
Was mag wohl im Datron 1071 7 1/2 digit 3ppm/24h Multimeter verwendet worden sein?
Nun ja, 7 1/2 nur im averaging Mode, normal nur 6 1/2. Wahrscheinlich eine selektierte 1N829A.
Gossen METRAHIT 30M 6 1/2 Stellen Handmultimeter.
https://www.mikrocontroller.net/topic/354595 Stabilitätsbetrachtungen
LTFLU-1ACH (ähnlich Motorola SZA263 speziell für Fluke) Keithley DMM7510 Fluke 732 Fluke 8842A
http://www.eevblog.com/forum/metrology/the-ltflu-(aka-sza263)-reference-zener-diode-circuit/
Cirrus Apex VRE210 10V 0.005% 0.6ppm / VRE3025J 2.5V 0.01%
Weston Normalelement 1.01864V 4nV/sqrt(Hz)
http://www.hypres.com/products/voltage-standard/
http://www.voltagestandard.com/New_Products.html (5V 0.0025%)
http://www.mikrocontroller.net/topic/264631#2753196
http://www.amplifier.cd/Technische_Berichte/Spannungsreferenzen/Spannungsreferenz.html (biegen der Leiterplatte beeinflusst Wert)
http://www.ti.com/lit/an/slyt183/slyt183.pdf Precision voltage references vergleicht VRE3050, MAX6250, ADR293, allerdings ist XFET schlechter als die 0.2ppm Werbeaussage
http://www.ti.com/lit/an/snva510b/snva510b.pdf AN-184 References for A/D Converters (Approaching the Ultimate Drift) Bauteileauswahl und Einfluss der Bauelemente
http://arxiv.org/pdf/1312.5101v1.pdf (Long term characterization of voltage references AD587UQ ADR445BRZ ADR435BRZ MAX6126AASA50 LTC6655BHMS8-5 MAX6350CSA+ LT1021BCN8-5 VRE305AD)
http://www.eevblog.com/forum/metrology/building-your-own-voltage-reference-the-jvr/ (LH0070 + JFET eingestellt auf beste Temperaturstabilität)
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:
Ref --+----R---+-- rauschärmere Ref
| |
| 2*C
| |
+--10*R--+
|
2*C
|
GND
*-----
F.10. Schrittmotoren
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
+--- 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:
http://www.ostermann-net.de/electronic/i_schritt.htm
http://de.nanotec.com/support/tutorials/schrittmotor-und-bldc-motoren-animation/ (Schrittmotore und BLCD Animation)
Datenblatt zum L6208 von ST
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00907a.pdf (AN907)
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:
http://hackaday.com/2016/08/29/how-accurate-is-microstepping-really/
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 %
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.
https://de.wikipedia.org/wiki/Scherung_(Magnet)
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:
http://www.cs.uiowa.edu/~jones/step/
http://www.baur-motion-control.de/Applikation_Faq_sm.pdf
http://www.schrittmotor-blog.de/ (Stromregelung, Decay, Auswahl ICs)
https://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/an155.pdf (unipolar vs. bipolar etc.)
http://www.orientalmotor.com/technology/articles/stepper-motor-overview.html
https://www.embedded.com/generate-stepper-motor-speed-profiles-in-real-time/ (Beschleunigungsrampen)
Grundschaltung für unipolare Schrittmotoren ( _ aus, - an) ohne Stromregelung.
Phase 1 ----____----
Phase 2 ____----____
Phase 3 __----____--
Phase 4 --____----__
+------------------+
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--+
+----+
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.
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:
+--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).
Wave Betrieb (1.4-facher Strom erlaubt, damit trotzdem aber nur 0.7-fache Abgabeleistung gegenüber Vollschritt bei gleicher Verlustleistung)
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
https://www.mikrocontroller.net/attachment/299639/KT60LM06-552.pdf
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:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/316089/Stepper_5Phase.jpg
http://www.mikrocontroller.net/attachment/158780/5_mot-rdm_d-ds350d.pdf
http://berger-positec.at/61-0-WDx-WPx-D9xx-5.html
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:
http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/9d/a1/02/00/8a/6c/43/1e/CD00003771.pdf/files/CD00003771.pdf/jcr:content/translations/en.CD00003771.pdf
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
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
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.
P(Netzteil) = (R(Motor) + R(Endstufe)) * I^2 * F + M*2*3.14*n/60
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:
(0.42 + 0.4+0.5) * 3.5*3.5 * 1.4 + 0.5*2*3.14*300/60 = 38.33W
http://de.nanotec.com/support/faq/ (Plug & Drive Motore und Motorcontroller:Welches Netzteil ist erforderlich ?)
http://www.torcbrain.de/drehmoment-und-leistung/ (Nm und upm in Watt)
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.
http://www.uhu-servo.de/servo_de/
http://elm-chan.org/works/smc/report_e.html (serielle G Kommandos)
Die benötigte Motorleistung berechnet sich so:
http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Motorkraft_berechnen
Auswahlbeispiele für Kugelgewindetriebe, von Motorleistung bis Lebensdauer:
https://tech.thk.com/de/products/pdf/de_b15_069.pdf
http://crinq.github.io/js_stuff/drive_calc/index.html (Berechnung Kugelgewinde)
*-----
F.10.1. BLDC brushless direct current bürstenlose Gleichstrommotore
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)
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/AM4951_2.pdf
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.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/331040/Screen_Shot_2017-05-22_at_20.21.01.png
https://www.digikey.de/de/articles/how-to-power-and-control-brushless-dc-motors
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.
http://www.gaw.ru/pdf/Atmel/app/avr/AVR444.pdf (sensorless)
https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN208.pdf (sensorless)
https://www.vbesmens.de/de/positioniercontroller.html (Eigenbau mit dsPIC30F4012-30 DSP)
http://rbsfm.org/am/index.php?option=com_content&task=view&id=427&Itemid=27 (MC33033 Applikationen für BLDC mit Hallsensoren)
MC33035 (für 3 Hallsensoren, Geschwindigkeit per Poti, Drehrichtung per Schalter, in manchem China-eBike Controller drin) https://datasheet.lcsc.com/lcsc/2109231030_XINLUDA-XL33035_C609781.pdf
MLX90401 (für 3 Hallsensoren, Geschwindigkeit per Poti, Drehrichtung per Schalter, macht wohl Probleme)
L6229 50V 1.4A Hallgesteuert, externe Drehzahlregelung per OpAmp an Analogspannung VREF möglich.
http://www.mikrokopter.de/ucwiki/BrushlessCtrl
http://www.ti.com/tool/TIDA-00386 (sensorless ceiling fan 250V->24V BLDC)
http://www.ti.com/lit/ug/tiduar7a/tiduar7a.pdf (250V 250W BLDC)
UC3625 (28V Hall PWM DIR current sense)
LB1842 (bis 30V/2.5A BLDC Hall Treiber für quartzkonstante Geschwindigkeit)
L6234 (Treiber bis 50V/2.8A BLDC) L6235 (derselbe mit Hallsensorauswertung)
MTD6505 (Microchip, Reichelt, 12V 750mA sensorless back EMF, for PWM/Direction)
ML4425 (12V sensorless, motor starts and stops with power to IC) https://www.y-ic.gr/datasheet/53/BD62014FS-E2.pdf
MCP8063 (2-14V 1.5A DFN8 sensorless fan driver)
*-----
F.11. LCD Flüssigkristallanzeigen
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
https://www.fluessigkristalle.com/2019/12/23/selbstbau-einer-funktionsfaehigen-fluessigkristallanzeige/ (selber bauen)
https://www.youtube.com/watch?v=ZYvxgl-9tNM (5 Muster anfertigen lassen für ca. 100 EUR, nicht 1000 wie bei https://www.avrfreaks.net/comment/194466#comment-194466)
https://www.cypress.com/file/99106/download (Einführung durch Cypress)
https://www.gullwinguk.com/index.php?d=Custom+LCD+Quotation (Beispielbestellzettel)
https://www.azdisplays.com/prod/custom.pdf (Beispielbestellzettel)
https://www.winstar.com.tw/ (vermutlich der weltweit grösste Hersteller einfacher Displays) https://www.winstar.com.tw/uploads/editor/files/LCD-spec-font-20160216(1).doc
http://www.sunman.com.cn/ (grosser chinesischer Hersteller, viele Standardprodukte, kundenspezifisch ab 1 oder 10)
https://www.youtube.com/watch?v=d4QFNWBSZYg https://www.youtube.com/watch?v=_zoeeR3geTA (LCD Selbstbau inkl. Sputtering, nicht verklebt)
http://www.teralab.co.uk/Experiments/Conductive_Glass/Conductive_Glass_Page1.htm (schlecht leitfähiges Glas selber machen)
https://www.fujipoly.com/usa/products/zebra-elastomeric-connectors/ (Zebra Kontaktierungen)
http://www.sigmaaldrich.com/materials-science/material-science-products.html?TablePage=16378837 (Flüssigkristalle)
http://www.hightite.com/ liefert UV härtende Kleber für Rand und Pins
http://www.threebond.com/technical/technicalnews/pdf/tech43.pdf ThreeBond 337 elektrisch leitender Kleber für Folienkabel
https://www.ebay.de/sch/glowbug20/m.html (alles zur LCD und OLED Herstellung, ITO Glas, Phosphor, Pedot PSS organische leitfähigen Polymer solution 30g Inkjet [CAS # 155090-83-8] )
https://www.adkom.de/en/files/rund-um-displays/wissenswertes/handling-precautions-for-lc-displays.pdf
https://www.adkom.de/en/files/rund-um-displays/wissenswertes/soldering-information.pdf (Hinweise zum Einlöten)
https://www.leadframes.co.uk/ https://batten-allen.com/uploads/pdf/DIL-Catalogue2012.pdf (LCD Glass edge clip Metal Pin BA3510-3563)
https://stanzkontakte.bastech.de/edgeclip/ (deutscher Distributor, rollenweise)
https://www.digikey.com/products/en/connectors-interconnects/contacts-leadframe/416
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 ----------
Backplane
0V ----------
3-5V ----------
SegmentAus
0V ----------
3-5V ----------
SegmentEin
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.
http://www.technoblogy.com/show?19K8
+-----------+
+3..5V | LCD |
| +-----------+
-----+ | |
SEG|--------+ |
uC | |
BP|-----------+
-----+
|
|
GND
oder gemultiplexte 1/2 Bias Displays mit meist 4 Backplanes und mehr Segmenten
3V --
Backplane ------------
0V --
3V -- -- -- --
SegmentAus
0V -- -- -- --
3V -- -- -- --
SegmentEin
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 --
3V
2V -- -- -- --
SegmentAus 1V -- -- -- --
0V
3V
2V -- -- -- --
SegmentEin 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 --
Backplane ------------
0.5V --
3.5V -- -- -- --
SegmentAus
1.5V -- -- -- --
3.5V -- -- -- --
SegmentEin
1.5V -- -- -- --
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 --
3V
2V -- -- -- --
SegmentAus 1V -- -- -- --
0V
3V -- -- -- --
2V
SegmentEin 1V
0V -- -- -- --
bei denen muss man mehr Aufwand treiben (Verwendung des internen pull up)
http://awawa.hariko.com/avr_lcd_drive_en.html
oder gucken, ob sie auch mit obiger Ansteuerung funktionieren.
Genaueres in
http://www.stcmcudata.com/STC8F-DATASHEET/STC8G-20201016.pdf (8051 Datenblatt mit vielen Beispielen u.a. direkte LCD Ansteuerung in chinesisch)
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc8103.pdf (AVR340 Direct Driving of LCD Using General Purpose IO, 1:4 Multiplex 1/2 bias)
https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN3412.pdf (inclusive Contrast durch PWM)
http://awawa.hariko.com/avr_lcd_drive_en.html
https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCF8566.pdf (frisst immerhin 120uA)
http://mail.rsgc.on.ca/~cdarcy/Datasheets/lcd_apnt.pdf
http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/01428a.pdf (LCD Biasing and Contrast Control Methods für PIC mit internem LCD Treiber)
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.
(ehemals http://www.elform.com/bond_parameters.html )
https://de.aliexpress.com/item/4000065999486.html (FineTrip Pi394003-iv2 stücke pixel band kabel + 1pc spitze t + 1pc gummi streifen + löten gun)
https://de.aliexpress.com/item/1005004309735280.html (30w 60w 40w Lötkolben T Spitze T-kopf Kupfer T-Tipps + Gummi Kabel heißer Presse Für LCD Screen Pixel Flex Kabel Reparatur)
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
http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-13/DSA-247674.html
http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-312/159663.html
http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-29/DSA-571983.html
http://www.dinceraydin.com/djlcdsim/djlcdsim.html (Simulator)
http://www.ekenrooi.net/lcd/lcd.shtml How to control a HD44780-based Character-LCD
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.
http://www.sprut.de/electronic/lcd/
http://elm-chan.org/docs/lcd/lcd3v.html (welche laufen mit 3V ?)
Und wer nach seriell (I2C) ansteuerbaren LCD-Modulen fragt: PCF8574 (LCD
im 4 bit Modus) davorlöten statt teuer fertig kaufen ?
http://www.rasmicro.com/projects.htm SPI2LCD
oder die 110 x 80 Pixel transluzente MFA aus dem VW Kombiinstrument verwenden
http://www.mikrocontroller.net/topic/267065#2786493
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:
Pin Signal Erklärung
1 VDD Betriebsspannung (2,7…3,3 V)
2 SCK Serial Clock Input
3 SDIN Serial Data Input
4 D/C Data/Command
5 SCE Chip Enable
6 GND Masse (Ground)
7 VOUT Òutput voltage
8 RES External Reset Input
http://www.module.ro/lph7366.html
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:
https://www.mikrocontroller.net/topic/98321
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.
https://www.crystalfontz.com/controllers/ (viele Datenblätter)
Chips&Technologies AppNote zu 6555x Anschluesse Grafikdisplays vieler Hersteller
https://www.lcd-module.de/eng/pdf/zubehoer/t6963.pdf (Application Notes for the T6963C LCD Graphics Controller Chip)
https://www.actron.de/support/ (Displayschnittstellen.pdf Speicherbedarf.pdf ACT I³ AppNote Version 1.1.pdf LIZARD AppNote 1.2.pdf)
https://www.lcd-module.de/
> Woher bekommt man eigentlich die für LCD Hintergrundbeleuchtung bei Laptops oder
> in Scannern verwendeten CCFL (Kaltkathodenfluoreszenz) Leuchtstoffröhern her ?
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.
http://www.backlight4you.com/
http://www.ccflwarehouse.com>
http://www.farnell.de/ (Kaltkathoden-Leuchtröhren)
passender IC: MB3776A
*-----
F.12. VFD Vakuumfluoreszenzanzeigen
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.
http://www.noritake-itron.com/SubPages/ApplicNotesE/vfdoperapn.htm https://www.noritake-elec.com/display/vfd_operation.html
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.
http://www.futaba.com/products/displays/app_notes/index.asp
http://www.itron-ise.co.jp/
http://www.noritake-elec.com/
http://www.allegromicro.com/ (MUX Treiber A581x/A681x)
http://www.maxim-ic.com/ (Schieberegister Treiber MAX6920/MAX6921/MAX6922/MAX6931/MAX6932/MAX6933/MAX6934)
http://www.princeton.com.tw/ (MUX Treiber PT6311/PT6312/PT6315)
http://www.st.com/ (Treiber STM86312 ähnlich PT6312)
http://www.okisemi.com/ (Treiber-IC MSC1162/MSC1163/MSC7162)
http://www.seiko.com/ (Epson Treiber-IC SED2000/SED2020/SED2032/SED2040/SED2800)
http://www.onsemi.com/ (Treiber-IC CS1087/CS1088/CS1089, Mask ROM)
http://www.ti.com/ (Treiber-IC SN755721/SN755731)
http://www.sanyo.co.jp/ (Treiber-IC LB1240)
http://www.mitsubishichips.com/ (Treiber-IC M56692/M56693/M56694)
http://www.nec.co.cp/ (Treiber-IC uPD16305/uPD16306/uPD16326)
http://www.toshiba.co.jp/ (Treiber-IC TD62C949/TD62C950)
http://www.maxim-ic.com/ (Controller-IC MAX6850-6853)
http://www.ti.com/ (LM9022 Rechteckwechselspannung für Heizdraht und Kaskade für -20V)
http://www.nutube.us/ (Korg Nutube 6P1 VFD als Röhre in Verstärkern)
*-----
F.13. Bauteile prüfen
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).
+---+-----------------+----+
| | | |
10k | Summer |
| | | |
o--+--|+\-------------+ | | +
10R | >------------)--+ Batterie
o--+--|-/--TrimmPoti--+ | -
| | | |
10k | | Schalter |
| | | / |
+---+------+-----o/ o------+
https://www.mikrocontroller.net/topic/323560#3523501 (Frequenz je nach Widerstand)
http://kripton2035.free.fr/continuity-repos.html (weitere Durchgangsprüfer)
https://www.youtube.com/watch?v=LXzG2qk1J6Q
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):
+-----+-------------+---------+ +----+ +--------+
| | | \ / | + | | +
| 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.
http://www.mikrocontroller.net/attachment/230259/Isabellenhuette_A25.pdf (besonders pfiffig weil durch Kalibrierung mit demselben Messgerät alle Fehler bis auf Widerstandgenauigkeit rausfallen)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/492895/AN106.pdf
http://cappels.org/dproj/dlmom/dlmom.html
http://www.kerrywong.com/2011/08/14/accurate-milliohm-measurement/
http://physics.gu.se/~larsbn/Publikationer/pub4_2012.pdf (A microcontroller-based lock-in amplifier for sub-milliohm resistance measurements)
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.
/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
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:
http://ludens.cl/Electron/esr/esr.html
http://www.mario001.de/analog/2012/12/29/esr-meter/
http://www.qsl.net/iz7ath/web/02_brew/15_lab/06_esr/
http://members.ozemail.com.au/~bobpar/k7214.pdf
http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html#esr
http://www.anatekcorp.com/ttg/tiptrick.htm#Scope%20ESR (Scope ESR)
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.
*-----
F.13.1. MOSFET-Transistoren und TRIACS/Thyristoren prüfen
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...
http://www.elektron.si/forum/files/download_190.pdf (Original)
https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Transistortester (Nachbau mit AVR)
https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Transistortester (Karl-Heinz Kübbeler)
http://o28.sischa.net/bauteiltester/trac (erweitert, Funkamateur, Achtung: SW1 legt über D5 Batteriespannung an PD6 bevor Spannungswandler hochfährt uC wird über Eingangsschutzdiode querversorgt, 47k erlauben nur 53uA durch LM4040 obwohl Mindeststrom 60uA beträgt besser 27k verwenden, D0-D3 des LCD müssen nicht an GND)
https://www.velleman.eu/products/view/?id=435470&country=be&lang=de
https://create.arduino.cc/projecthub/plouc68000/ardutester-v1-13-the-arduino-uno-transistor-tester-dbafb4 (Transistortester mit Arduino, mit serieller Ausgabe https://www.mikrocontroller.net/topic/532798 )
http://darcverlag.de/mediafiles//Sonstiges/Anleitung%20Bauteiltester.pdf (China)
Von: MaWin 17.7.2000
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.
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:
Quadrant A2 Gate Triggerart
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+
http://educypedia.karadimov.info/library/AN_3Q_TRIACS.pdf
*-----
F.13.2. SMD-Codes und Farbcodes
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...
http://www.ti.com/packaging/docs/partlookup.tsp (Texas Instruments/TI/National Semiconductors/NS/Burr Brown/BB marking suche)
https://www.centralsemi.com/search/index2.php (Central Semi Device Markings)
https://www.maximintegrated.com/en/design/packaging/topmark/ (MAXIM SMD Topmark Suche, 3 characters required, 'currently unavailable')
https://www.micron.com/support/tools-and-utilities/fbga (Micron FBGA markings search)
http://www.aeneas.com.cn/PDF/Ricoh/2005/MARK.pdf (Ricoh 2005)
https://www.infineon.com/dgdl/Markingcode%20List%20by%20Types.pdf?fileId=db3a30432219ca8f012235836a1f575a (Siemens 2006)
https://www21.atwiki.jp/mcmaster/ (japanisch)
http://www.s-manuals.com/smd (Datenbank inkl. Datenblätter, anders als die üblichen Listen)
http://www.hotenda.com/marking-code/search/index.html
http://chip.tomsk.ru/chip/chipdoc.nsf
http://smd.yooneed.one/ (The ultimate SMD marking codes database)
http://www.tvs-gr.com/en/code/show.php (Marking Codes Search)
http://www.dl7avf.info/charts/smdcode/index.html
http://www.ecadata.de/suchneu/smdsuch.html
http://de.slideshare.net/kvas85/markirovka (auch osteuropäische)
http://www.allxref.com/ (Cross Reference über 800 Hersteller)
http://www.eurica.ru/sound/1Cross_Diode.pdf (alte Dioden/Transistoren/JFET Austuschtypen)
IC Logos um überhaupt erst mal den Hersteller herauszufinden:
https://www.elnec.com/en/support/ic-logos/?method=logo
http://iclogos.szm.sk
http://www.aufzu.de/semi/gif/
http://www.turuta.md/
https://how-to.fandom.com/wiki/How_to_identify_integrated_circuit_(chip)_manufacturers_by_their_logos/all_logos
https://www.westfloridacomponents.com/mm5/graphics/manufacturer-logos.pdf
http://rtellason.com/semiconductorlogos.html
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.
http://en.wikibooks.org/wiki/Electronics/Component_Identification
http://my.execpc.com/~endlr/markings.html
http://www.token.com.tw/resistor/resistor-color-code.htm
http://www.logwell.com/tech/components/resistor_values.html
http://www.vishay.com/docs/20020/smdmark.pdf (SMD Widerstände)
*-----
F.13.2.1. Farbcodes von Widerständen
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.
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%
https://www.viking.com.tw/Templates/att/CSRV_REV.B--170804.pdf
https://d1.amobbs.com/bbs_upload782111/files_26/ourdev_534485.pdf
Es gibt auch welche mit 2 Farbringen für den Wert und 1 für die Toleranz
https://www.firstohm.com.tw/phocadownloadpap/Product%20Brochure-2017.10.pdf (bei der Auswahl an Widerstände weiss man, warum Reichelts Sortiment nicht ausreicht)
Bei Werten unter 0.1 Ohm kann auch der erste Ring schwarz sein:
https://de.aliexpress.com/item/32524746994.html (schwarz braun grün silber braun für 0.15 Ohm 1%)
https://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=281326&page=0&category=all&order=time (schwarz grün silber rot schwarz für 0.05 Ohm 2% Sicherungswiderstand)
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%.
http://www.bastel-radio.de/files/Widerstandskunde.pdf (Franzis RPB 16)
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)
https://www.mikrocontroller.net/attachment/473778/IMG_8127.jpg
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:
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
https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_rxs_201704.pdf
> 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.
http://www.vishay.com/docs/28700/mcx0x0xpre.pdf
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.
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
Präzisionswiderstände nutzen den 5. Ring eventuell als Langzeitkonstanz,
er nennt die relative Abweichung innerhalb von 1000 Betriebsstunden:
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 %
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.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/431060/VIK_CSR_REV_C6--190520.pdf (schönes Datenblatt inkl. Farbcodes und Impedanzdiagrammen)
> 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.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/546172/Fusible-Multicolor.pdf (Peter Parts FR25, FR50, FR100, FR200, 5. Ring grün, blau, weiss, violett je nach Characteristik)
+-- 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%
UniOhm FRN rotbraun haben wohl keine besondere Kennzeichnung http://www.token.com.tw/pdf/resistor/fusible-resistor-frn.pdf https://store.comet.bg/download-file.php?id=411 https://store.comet.bg/download-file.php?id=411
Laube BFW auch nicht http://www.laube.com/download_center/?electronic/resistors/resistor_fusible.pdf
https://vishayintertech.assetbank-server.com/books/VSE-DB0010-0611_SMD_Resistors_Arrays_and_Networks_INTERACTIVE.pdf
RoyalOhm FRN http://www.tawelectronics.com/royalohm/frn.pdf
KWX http://www.kwxcom.com/fusible-resistors.html RFU und RFS http://www.kwxcom.com/PIC/201652671410734.pdf RFR, PNP, FCB, KNPE, KNFF; KT, FKN1WS, KNPF, MBR, KF, RXG21, FKB, FKF, FKN.
Viking FMR http://www.cbs.it/pdf/viking/resistenze/CBS-VTC-Pth%20Resistor%20FMR%20Serie.pdf
http://www.smart-ele.co.kr/wp-content/uploads/2018/09/smart-ele-catalogue.pdf
Vitrohm http://www.vitrohm.com/content/files/application_note_crf8_ul.pdf
TT Chip http://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=showdoc&DocId=Data+Sheet%7F1773216%7FD%7Fpdf%7FEnglish%7FENG_DS_1773216_D.pdf%7F1879229-4
Yageo MFR http://www.yageo.com/NewPortal/yageodocoutput?fileName=/pdf/throughhole/Yageo_LR_FAE_2013.pdf
Es gibt auch normale SMD als Sicherungwiderstand: http://www.vishay.com/docs/20031/m25_si.pdf
Fluke hat eine Sonderanfertigung 474080/832550 , blau grün 1k 1% 100ppm 2W Metallfilm flammwidrig fusible, http://mrmodemhead.com/blog/fluke-87-fusible-resistor/
> Meßwiderstände (oft hellblaue Gehäusefarbe weil Metallschicht, manchmal mittelblau)
haben als sechsten Ring eine Angabe des Temperaturkoeffizienten nach DIN41429
IEC 115-1-4.5.
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:
https://www.vitrohm.com/content/files/vitrohm_series_rgs_-_201704.pdf
> 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:
http://www.dscc.dla.mil/Downloads/MilSpec/Docs/MIL-PRF-55342/prf55342.pdf
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:
https://www.bourns.com/docs/product-datasheets/CFN.pdf
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:
http://www.farnell.com/datasheets/1509465.pdf
Drei-Zeichen-EIA96-Kodierung - Widerstands-Wertkennzeichnung (meist auf SMD)
mit 2 Ziffern und 1 Buchstaben. Diese Tabelle zeigt die ersten zwei Ziffern:
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.
http://www.resistorguide.com/resistor-smd-code/
https://www.mikrocontroller.net/attachment/534779/SMD-EIA96.pdf
http://www.hobby-hour.com/electronics/eia96-smd-resistors.php
*-----
F.13.2.2. Farbcodes von NTC/PTC/VDR
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
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%
auch ein Aussehen wie bei bedrahteten Keramikkondensatoren ist möglich,
beschriftet hier mit 2.2K und Unterstrich, also auch als 2.2pF +/-10% 63V
auffassbar.
https://www.mikrocontroller.net/topic/532610#6976953
> PTC die aussehen wie alte Keramikkondensatoren bzw. NTC
Abgekürzt mit nur einer Ziffer https://www.mikrocontroller.net/attachment/584846/ptcsl03.pdf
8 PTCSL03T081D
9 PTCSL03T091D
0 PTCSL03T101D
1 PTCSL03T111D
2 PTCSL03T121D
3 PTCSL03T131D
4 PTCSL03T141D
5 PTCSL03T151D
> PTC im DO34 Diodengehäuse mit 2 Farbringen
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
> PTC in 0805
mit V oder T markiert sind PolySwitch Temperature Indicators
https://origin-savvis.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/temperature-indicators/littelfuse_temperature_indicator_setp_datasheet.pdf.pdf
Ein oranger SMD Widerstand in 0402, 0603, 0805, 1206 mit normalem
Widerstandszahlencode kann ein TFPT SMD PTC von Vishay sein:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/531890/Vishay-TFPT.pdf
> VDR-Widerstände nach Valvo/Philips
https://www.mikrocontroller.net/attachment/338373/ValvoVDR.pdf
https://web.archive.org/web/20200107004236/http://www.rainers-elektronikpage.de/Tech_-Notes/COVDR.pdf
Stabförmige VDR 0,7 Watt, Farbe an einer Endkappe
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
> 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:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/611809/CONOX.pdf
> Siliziumcarbid-Varistoren
sind mit Nummern beschriftet, Dicke, Vdc, Vrms, W, J, Pulsstrom, Begrenzungsspannung, Spitzenstrom, Messspannnung, Messstrom, Steilheit 1/Beta
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
https://hvrint.de/index.php/non-linear-silicon-carbide-resostors-with-leads/scr-series-400-s/#iLightbox[287ae5aa83b89667578]/0
*-----
F.13.2.3. Farbcodes von Kondensatoren
http://www.iequalscdvdt.com/Markings_and_Codes.html
https://www.electronics-tutorials.ws/de/kondensatoren/kondensator-farbcodes.html
https://shop.griederbauteile.ch/info/c/CAG.pdf
(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
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
https://www.mikrocontroller.net/topic/447635?goto=6515370#6515370 (axialer rosa Keramikkondensator mit 6.8nF)
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.
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
http://www.tpub.com/neets/book2/3g.htm
> Ich habe hier einen Scheibenkondensator mit folgender Aufschrift: 241K
> Könnte mir jemand mal erklären, wie man diese Angaben entschlüsselt?
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
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.
https://www.vishay.com/docs/22019/cergenin.pdf
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.
http://biakom.com/hfuhf/production/passive/Vishay/Vishay_general_information_film_caps.pdf
https://www.vishay.com/docs/26061/mkp1840.pdf (-433 ist 330nF)
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
https://www.mikrocontroller.net/attachment/301628/CSF-Film.png
Electronic Industries Alliance (EIA) – voltage code table mit 2 Zeichen:
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,
http://kaizerpowerelectronics.dk/theory/capacitor-code-table/
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B300/Kerko-500_Serie.jpg.pdf
https://jiliohan.de/technikerschule/codes_kondensatoren/codes_kondensatoren.php
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.
https://radio-pirol.org/2019/04/kennzeichnungen-von-keramikkondensatoren-aus-der-ddr/
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.
https://www.elpro.org/de/index.php?controller=attachment&id_attachment=16080
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.
http://www.livingston.com.tw/capacitors/pdf/25%20MPF.pdf
> Was heisst X7R oder Z5U ?
Die Mindest- und Maximaltemperatur und Abweichung dazwischen nach EIA 384:
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
http://wiki.xtronics.com/index.php/Capacitor_Codes
http://my.execpc.com/~endlr/markings.html (Striche am Wert sagen welches Dielektrium)
axiale DDR Kunststoffwickelkondensatoren erkennt man an der Transparenzfarbe
blau 25V~
gelb 63V
rot 160V
grün 250V
braun 400V
schwarz 630V
orange 1000V
KT Polyesterfolie
MKL metallisierter Lackkondensator
KS Polystyrol (Styroflex)
d dämpfungsarm
https://www.mikrocontroller.net/attachment/309371/C_FarbeSpannung.png
> Kleine Keramik-Scheibenkondensatoren tragen nur eine farbige Kappe und
> einen Buchstaben
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
https://www.mikrocontroller.net/attachment/53055/KerKo_Farbcode.gif
https://books.google.de/books?id=j8GdBgAAQBAJ&pg=PA314&lpg=PA314&dq=violette+n750&source=bl&ots=AkWXSqz2hs&sig=ACfU3U10MC_1pJ90ImZ0Ifs-sHezR-kzVA&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwjrsJ2gjvfnAhWQGewKHYKwDS8Q6AEwAHoECAoQAQ#v=onepage&q=violette%20n750&f=false
https://www.mikrocontroller.net/attachment/525251/kond_alt.png
Klasse 1A (TK Toleranz +/-15ppm/K) Klasse 1B (Körper grau, TK Toleranz +/-30ppm/K):
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
> Auf einem SMD-Keramikkondensator steht S4. Was bedeutet das ?
Der Buchstabe steht nach EIA für die Kapazität in pF
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
> Auf einem SMD Elko steht 470 jFK 4k3 oder 22 VFC 4R2 oder 47 HFK 6V5,
> der hat wohl 470uF/22uF/47uF, aber welche Spannungsfestigkeit ?
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.
http://www.paullinebarger.net/DS/Fujitsu/Fujitsu%202004%20%5Bpolymer%5D%20RE%20Series%20Type%20L8.pdf (Fujitsu RE mit V hinter Spannungsfestigkeitsangabe)
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1810010133_FUJITSU-FP-6R3ME221M-SLR_C182713.pdf (Nichion RSL ohne V hinter Spannungsfestigkeitsangabe)
https://www.nichicon.co.jp/english/products/pdfs/e-rss_rsa_rsb.pdf (Nichion RSS RSA RSB ohne V hinter Spannungsfestigkeitsangabe)
SMD Elkos ohne (schwarzen) Polaritätsrand sind bipolar, z.B.:
https://www.nichicon.co.jp/english/products/pdfs/e-uwp.pdf (Nichion UWP)
https://de.rs-online.com/web/p/aluminium-elektrolytkondensatoren/8395075/ (Würth WCAP-ASNP)
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.
http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/c_smdcod.html
https://mediap.industry.panasonic.eu/assets/imported/industrial.panasonic.com/cdbs/www-data/pdf/AAA8000/AAA8000C36.pdf
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.
https://www.mouser.com/catalog/supplier/library/pdf/AVXTantalumNiobiumOxide.pdf
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 ?
http://capacitor.web.fc2.com/
*-----
F.13.2.4. Farbcodes von Spulen
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
http://www.elektron-bbs.de/elektronik/farbcode/l.htm
https://coil32.net/design/color-marking.html
https://www.funkamateur.de/bauelemente.html?file=tl_files/downloads/bauelementeinfo/L_Kennz.pdf
https://www.tdk-electronics.tdk.com/inf/30/ds/b82144b2.pdf
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:
https://www.coilcraft.com/dynamictables.cfm?product_group=MSS+/+MOS+Shielded+Power+Inductors (Übersicht geschirmte SMD Spulen Grösse/Strom mit Datenblättern)
*-----
F.13.2.5. Farbcodes von Sicherungen
Wenn nicht sowieso mit Zahlen und Buchstaben geprägt
http://elektro-wissen.de/Elektroinstallation/Geraeteschutzsicherungen.php
https://www.swe-check.com.au/pages/learn_fuse_markings.php
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
https://archive.org/details/gov.in.is.iec.60127.1.2006/is.iec.60127.1.2006?view=theater#page/n19/mode/2up
die ersten 3 geben die Milliampere an, der letzte breitere die Trägheit:
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.
Farbpunkt am Kappenende: ESKA 525
https://www.swe-check.com.au/pdfs/fuse_bible_complete.pdf
Glaskörper:
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
3Dx8.4 Littlefuse 242 sind ebenso wie Bussmann C308F farbcodiert
https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=b0baee1474caa7b7817c6286d9bbdb4cd2fdc7&type=O&term=fuses%2520color%2520coding
https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=22af2a412f49a36f737b12510c790cd1fc0001&type=P&term=fuses%2520color%2520coding
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
https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/fuses/littelfuse_fuse_242_datasheet.pdf.pdf
gold 40mA
rot 50mA
grün 80mA
blau 100mA
orange 125mA
violett 160mA
braun 200mA
schwarz 250mA
5 x 20 bedrahtetes Keramikrohr, https://www.mikrocontroller.net/attachment/562883/20220708_172053.jpg
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
http://www.songshanfuse.com/china/
Glasrohr mit Kappen https://www.slimlab.net/mirror/fusecolours/fusecolours.htm (leider weg)
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
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.
https://pdf.datasheet.live/datasheets-1/matsuo_electric/KAH2402201NA07.pdf
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.
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
KFZ Sicherungen sind farbcodiert
ATO
https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=e722f36d07efb44144e217ae4de399ca6bc2ea&type=O&term=fuses%2520color%2520coding
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
https://web.archive.org/web/20200105162706/http://www.rainers-elektronikpage.de/TEXAS-INSTRUMENTS/TI_EB103.pdf
MINI Blade fuse
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
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.
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
https://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd-236-c
https://archive.org/details/MullardTechnicalHandbookBook1Part3Diodes1981/page/n25/mode/2up
http://www.tpub.com/neets/book7/24k.htm
https://tedat.de/Demo/Color%20Codes_Demo.pdf (Semiconductor Color and unusual Coding Shemas) https://semiconductors-content.com/semiconductor-color-and-unusual-coding-shemas-tedat-11/
https://tanders.ru/en/color-marking-of-japanese-diodes-in-a-glass-case-program-color-and-code-color-marking-of-radio-components/ (russische Diodenmarkings D9, KD102, KD103, KD226, KD247, KD410, Markirovka radioelementov Kashkarov A.P. https://docplayer.com/68551154-Kashkarov-a-p-markirovka-radioelementov-spravochnik-m-ip-radiosoft-s-il-isbn.html)
oder nach Pro Elektron (Pro Electron legt interne Bauform fest) erste Variante
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
http://www.jogis-roehrenbude.de/Rim/Farbcode_Kleinsignaldioden.pdf
oder Pro Elektron zweite Variante bei dem die Körperfarbe relevant ist
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
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün 1 1SS174 Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/257167/HITACHI/1SS174.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün 2 1SS198 Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/62781/HITACHI/1SS198.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün 3 1SS199 Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/88098/HITACHI/1SS199.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün 7 1SS286 Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/62784/HITACHI/1SS286.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün blau blau Körper: lindgrün MAZ4056 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün blau blau Körper: flieder MAZ4056N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün braun braun Körper: lindgrün MAZ4051 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün braun braun Körper: flieder MAZ4051N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün grün MA2C196 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/355.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün Körper: schwarz BB909B http://www.dl7avf.info/charts/farbcode/farbc5.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün Körper: schwarz MA2C029QA Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13922/PANASONIC/MA2C029Q.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 grün schwarz 1SS178 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/355.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 hellblau 1SS119 Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/62779/HITACHI/1SS119.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 hellblau 1SS270 Hitachi https://datasheetspdf.com/pdf-file/96137/HitachiSemiconductor/1SS270/1
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 hellblau MA2C029WA Panasonic https://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/13922/PANASONIC/MA2C029Q.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 hellblau 1 1SS120 Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/62780/HITACHI/1SS120.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 lindgrün 1SS110 Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/88097/HITACHI/1SS110.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 lindgrün 1 1SV121 Hitachi https://datasheetspdf.com/pdf-file/625440/HitachiSemiconductor/1SV121/1
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 navyblau 1SS270A Hitachi/Renesas https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/62783/HITACHI/1SS270A.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange BA483 http://www.dl7avf.info/charts/farbcode/farbc3.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange blau blau Körper: lindgrün MAZ4036 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/337.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange blau Körper: lindgrün MAZ4360 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange blau Körper: flieder MAZ4360N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange braun 1N4531 http://www.dl7avf.info/charts/farbcode/farbc3.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange orange Körper: lindgrün MAZ4330 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange orange Körper: flieder MAZ4330N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange orange orange Körper: lindgrün MAZ4033 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/337.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange rot 1N4532 http://www.dl7avf.info/charts/farbcode/farbc3.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange schwarz Körper: lindgrün MAZ4300 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange schwarz Körper: flieder MAZ4300N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange schwarz schwarz Körper: lindgrün MAZ4030 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/337.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange weiss Körper: lindgrün MAZ4390 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange weiss Körper: flieder MAZ4390N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 orange weiss weiss Körper: lindgrün MAZ4039 https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/337.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 pink MA2C723 Panasonic https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/162.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot BA482 http://www.dl7avf.info/charts/farbcode/farbc2.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot MA2C0290A Panasonic https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/162.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot blau MA2C0290A1 Panasonic https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/162.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot gelb MA2C0290A2 Panasonic https://w.atwiki.jp/mcmaster/pages/162.html
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot gelb gelb Körper: lindgrün MAZ4024 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot gelb Körper: lindgrün MAZ4240 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot gelb Körper: flieder MAZ4240N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot grün Körper: schwarz BB910 https://datasheetspdf.com/pdf/493617/Philipss/BB910/1
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot rot Körper: lindgrün MAZ4220 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot rot Körper: flieder MAZ4220N Panasonic https://www.datasheetarchive.com/pdf/download.php?id=8baf6dc6cfa4c96516ba68c0f4ef76092821fd&type=P&term=zener%2520diode%2520green%2520BAND
DO34=SOD68=MHD=1.6Dx3 rot rot rot Körper: lindgrün MAZ4022 Panasonic https://datasheet.datasheetarchive.com/originals/library/Datasheet-021/DSA00364852.pdf
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