Batterijvoeding vervangen, hoe precies?

[Frank_N]

citaat:....Kan i.p.v. het inbouwen van een regelaar de spanning ook (op een veilige manier) verlaagd worden naar 3,3 volt door het inbouwen van weerstanden in het circuit?...

Dat kan, middels een zenerdiode met serieweerstand. Het dissipatieprobleem blijf je dan houden door warmteontwikkeling in de weerstand. Je kan er ook nog een transistor achter plaatsen, maar dan word die weer erg warm.
De berekening voor dit soort zaken is echter niet eenvoudig.
Het is geen sinecure een electronische schakeling zelf te ontwerpen, Jean. Zonder gedegen kennis van zaken. Zo heb ik zelf onlangs nog mogen ondervinden (zie ivm dit topic Schema multi-flipflop / draaischijf besturing  
Ik adviseer je dan ook contact op te nemen met een van de electrocracks van het forum, voor het oplossen van je vraagstuk.

Als "watermodel" kan ik proberen het uit te leggen:
Stel je hebt een kraan waaruit 10 liter water per minuut komt.
Maar: Je hebt maar 1 liter in dezelfde tijd nodig.
Probleem is dan 9 liter water te laten verdwijnen, in het niets. Maar die 9 liter moet je wel kwijt!!
Ik hoop dat het zo duidelijk is.

[Havoc]

Jean, je veronderstellingen zijn correct. Je kan dat ook oplossen door weerstanden, maar dat gaat eigenlijk enkel goed als de stroomopname ongeveer constant is. En ik heb zo het gevoel dat bij dat soort schakelingen dit niet het geval is. (kort uitgelegd, de communicatie met de ontvanger met de IR diodes is waarschijnlijk gepulsd, dus heel korte hoge stroomstoten door de zendLEDs)

Ik zal snel even een schematje tekenen, komt eraan.

[Frank_N]

Ben ik ook benieuwd naar, Havoc []

[Havoc]

Hier is het. Zoals de traditie het wil op de achterkant van een envlop (all?, een ander schema). Ik heb gekozen voor 2 regelaars in serie. Reden is simpel, de 3.3V regelaar kan niet werken met meer dan 15V aan de ingang. Als je echt 22V hebt heb je niet veel andere keuze. De spanning doen zakken met weerstanden kan, maar daar ben ik geen voorstander van omdat je nooit zeker bent. Het wordt toch even warm en is minder betrouwbaar.



Alle referenties komen van www.conrad.be Het kan zijn dat er betere alternatieven zijn maar dan moet je bvb een gespecialiseerde electronica winkel inschakelen. Ik zal even vlug over de componenten gaan:

B1: gelijkrichterbrug. Elk type van minstens 50V 250mA is OK. Het genoemde type is 250V 1A en is dus zeker voldoende. Kleinere vinden kan maar bij conrad is dat zowat het kleinste tenzij je naar aparte diodes gaat in SMD behuizing. Maar dan wordt het moeilijker solderen.

C1,C5: elcos. C1 zou ik zeker niet onder de 35V nemen als je 20V aan de ingang hebt. C5 kan eventueel 16V (10V als je ze vindt) worden. Maar dan heb je meer verschillende types. Zoals je zelf al zei die moeten in de goede richting staan. Op zo'n types is meestal de - kant aangeduid. (als je tantaal types neemt -en dat kan in dit geval bvb 481726-89 - dan is de aanduiding de + kant !!!!!)

C2,C3, C4: 100nF/50V voor dit type gaat het van grootte niet veel uitmaken of je nu 50V of 25V of 16V neemt. Tenzij je opnieuw SMD wil proberen. Misschien ook niet echt noodzakelijk maar ik zie ze liever wel staan. Die moeten zo kort mogelijk bij de poten van IC1 en IC2 staan. Nu als je dat in een wagon wil krijgen zal dat wel geen probleem zijn (<20mm).

IC1: een LM7809 type in TO220 behuizing. Die gaat van 22V naar 9V regelen. Als je zo'n 70mA verbruikt dan gaat die (22-9)x0.07 = 1W warmte afgeven. Voor zo'n behuizing in de vrije lucht betekent dat dat die 50?C warmer gaat worden dan de omgeving. MAW die gaat zo'n 60-70?C worden. Geen probleem die gaat daarvan niet stuk. Als je wil kan je een er plaatje Al tegen schroeven dat dan met niets anders contact mag maken! Geen schrik, als het te warm wordt schakelen die zich zelf uit bij 125?C.

IC2: een LT1117V33 ook in TO220. Misschien wat groot, maar voor beginners in solderen is dat wat gemakkelijker. Die gaat die 9V naar 3.3V regelen. Daarbij gaat die (9-3.3)x0.07 = 0.4W warmte afgeven. Die wordt dus zo'n 20?C warmer. Zeker geen probleem voor die behuizing.

De aansluiting van de IC's is zo getekend als je ze voor je zou houden en de tekst leesbaar is.

Variant: stel je sluit B1, C1 en C2 aan. Dan meet je de spanning over C2 met je meter op V=. Als je dan iets uitkomt (en je meet dicht bij je booster) van 12V (zeker kleiner dan 15V) dan kan je IC1 en C3 weglaten. Maar dan gaat IC2 een plaatje AL kunnen gebruiken want die gaat (15-3.3)x0.07 = 0.9W warmte genereren en dus zo'n 70?C worden.

Spijtig genoeg kan je IC1 en IC2 niet op dezelfde plaat AL schroeven. De metalen plaat achteraan IC1 staat op 0V, die achteraan IC2 op 3.3V!

Over die plaat AL: Als je een wagen ombouwt om daar die schakeling in te krijgen, dan kan je die plaat Al beter zo groot mogelijk maken en indien mogelijk aan de vrije lucht blootstellen. Bvb in een goederenwagen onder de bodemplaat. Nog beter is vastmaken aan een metalen wagon zelf. Of een lading maken in metaal. Maar let op dat die nergens anders mee contact maakt. Dan is de koeling veel beter. In ieder geval zou ik de schakeling eerst eens in open lucht opbouwen. Dan kan je beter beoordelen hoe warm alles wordt.

EDIT: typo's

[Jean]

Alvast veel dank Johan [], zodra ik weer even de tijd heb, ga ik mij erin verdiepen.

Jean

[Frank_N]

Hartelijk dank Johan [] ik heb het opgeslagen en ga het eens uitroberen.

[tonycabus]

@Jean: KIS-reeks nog eens opnieuw lezen, man!
@Havoc: goed bekeken met twee spanningsregelaars in Cascade. Dit truucje gebruikte ik al vaker, al was het maar om de dissipatie te verminderen van de spanningsregelaars.

[Havoc]

citaat:goed bekeken met twee spanningsregelaars in Cascade. Dit truucje gebruikte ik al vaker, al was het maar om de dissipatie te verminderen van de spanningsregelaars.

Hier was het eerder een kwestie van goed te vinden componenten. Maar het wordt inderdaad vaker gebruikt. Zeker nu als je op een print 3.3V, 2.5V, 1.8V en 1.2V nodig hebt.

Met enkele transistoren en een zener zou het ook wel lukken, maar dan wordt de schakeling wat ingewikkelder. De dissipatie blijft echter. Misschien een eenvoudig schakelend voedingetje, maar dat is moeilijker om problemen te vinden met enkel een voltmeter.

[pabe]

Inderdaad, mooie oplossing met 2 voltage regulators om de dissipatie wat te spreiden...[]  maar hebben jullie er al rekening mee gehouden dat de totale gegenereerde warmte nog steeds in dezelfde wagen gegenereerd wordt?[}:)]  Ik vrees dat eventuele Preiserlianen na een half uurtje er niet meer zo goed uit gaan zien....[B)]

greetz,  Paul

PS:  ik wil de oplossingen hier zeker niet afbreken, enkel waarschuwen...  voordat de Preiser Fuerwehr moet uitrukken...[]

[Havoc]

citaat:maar hebben jullie er al rekening mee gehouden dat de totale gegenereerde warmte nog steeds in dezelfde wagen gegenereerd wordt?

Inderdaad, zolang je met lineaire regelaars werkt blijft de disipatie even groot. Daar kan je niks aan doen. Vandaar ook de raad om de eerste regelaar te koelen met een plaatje alu en indien mogelijk dat buiten de wagon (onderaan bvb) te plaatsen.

De enige oplossing voor het warmte probleem is een schakelende voeding. Maar daarmee kom je in andere problemen: componentkeuze, verkrijgbaarheid, nabouwbaarheid en foutzoeken.

Langs de andere kant vraag ik me ook af of het zo'n probleem gaat zijn. De gemeten stroom is misschien 70mA maar hoe ziet die er eigenlijk uit? De gebruikte voltmeter is geen rms type, ik heb geen idee welk frequentie bereik die aankan etc. Maw de stroom kan overschat zijn.

[Klaas Zondervan]

citaat:Geplaatst door Havoc

.... De gemeten stroom is misschien 70mA maar hoe ziet die er eigenlijk uit? De gebruikte voltmeter is geen rms type, ik heb geen idee welk frequentie bereik die aankan etc. Maw de stroom kan overschat zijn.

Johan, als je even terugkijkt op de vorige pagina, dan zie je dat de gemeten stroom een gelijkstroom is, want gevoed door batterijen. Geen problemen met RMS of frequentie.[]

[Havoc]

Het is niet omdat je gelijkstroom meet dat de stroom constant is.
- gelijkstroom: stroom vloeit steeds van A naar B
- wisselstroom: stroom vloeit van A-B-A-B (de stroom richting keert om)

Als je bvb een stroom hebt die 200ms lang 100mA is en dan 800ms 20mA, dan heb je nog wel gelijkstroom maar geen constante stroom. In dit geval is het onderscheid belangrijk. De elctronica verbruikt waarschijnlijk niet zo heel veel, maar de zendleds zullen met een hoge stroom aan en uit gezet worden. Dit wordt gedaan om een groter bereik te krijgen.

Eigenlijk bestaat zo'n stroom uit een gelijkstroom gedeelte en een wisselstroom gedelte. Dit is iets dat met zo'n simpele voltmeters heel moeilijk te meten is. Om goed te zijn moet je een stroomprobe gebruiken en een scoop.

[Frank_N]

@Johan, dank u, weer een goede tip. Maar... wat is het verschil tussen een stroom-probe en ene "gewone"? Ik bedoel: ik kan frequenties (tot 15 mHz) en spanning behoorlijk nauwkeurig meten met mijn (dubbelstraals, Philips PM3207) scope, stroom meten met zo,n ding is echter iets nieuws voor mij [:I]
Of stel ik nu een erg domme vraag [][?]

[Havoc]

Neen, dat is geen domme vraag. Een stroomprobe is niet hetzelfde als de gewone probes die normaal bij een scoop gebruikt worden.

Een gewone probe meet een spanning tov massa (dat draadje dat er aanhangt met de krokodilleklem). Daarmee kan je niet direct stroom meten. Wat je wel kan doen is de draad waar de stroom doorvloeit doorknippen en er een klein weerstandje in solderen (bvb 0.1 Ohm). Dan kan je met de gewone probe de stroom meten als een van de 2 kanten massa is. Nadeel is dat je direct met kleine spanningen werkt: 1A geeft 0.1V en de probe deelt nog eens door 10 of meer. (*)

Een stroomprobe is een soort wasknijper die je rond de draad knijpt zonder die te onderbreken. Die meet dan zonder contact te maken de stroom en laat die op je scoop zien. Dit zijn echter dure dingen. En soms kan je ze niet direct gebruiken bvb als je de stroom in een pcb baantje wil meten. Het voordeel is echter dat je geen weerstand in je draden moet aanbrengen. Zeker bij schakelende voedingen is dat een voordeel.

(*) je kan echter "vals" spelen door je schakeling niet aan de aarding van je scoop te hangen maar je schakeling te laten zweven tov aarde. Met een batterij gevoede schakeling is dat simpel als die nergens anders aanhangt. Dan kan je als massa voor de probe eender welke spanning gebruiken.

[Frank_N]

Je zou dus tbv de gevoeligheid ook een 1:1 spannings probe kunnen gebruiken?
Wat ik uit uw beschrijving opmaak is het dus een soort Ampere-tang is(hollands woord) die echter gebruikt word om kleine stromen dmv inductie te meten. Je moet het ding dus om 1 draad klemmen voor een goede meting.

Voor wat betreft zwevende aarding: is het miss voldoende de scope zelf op een niet geaarde contactdoos aan te sluiten, en vervolgens de meting op een willekeurige plaats uit te voeren?

Leuk experiment! Ga ik beslist proberen.

Dank voor uw reactie.

Edit: tiepvoawdt