Konstantstromquelle mit LM317 als Prüfstrom für Feuerwerkszü

[Steffen44]

Hallo,

Folgende Aufgabenstellung habe ich:


ich möchte ein Prüfgerät bauen das Pyrotechnische Zünder prüfen kann.
Dabei darf der Prüfstrom keinesfalls 25mA überschreiten. Ich arbeite mit 12 Volt.

Nun habe ich den LM317 gefunden und eine Anschaltung : http://www.dieelektronikerseite.de/Tools/LM317.htm oder hier http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle .

Der LM317 liefert im Betrieb wenn ich 12mA ausrechne den nötigen Strom, so aber wenn der LM317 durch ein Kurzschluß mal defekt sein sollte und direkt 12 Volt durchschaltet dann explodieren die Zünder die wiederum die Feuerwerkskörper auslösen. Deswegen wollte ich jetzt noch einen Reihenwiderstand hinter dem LM317 verbauen.

Der Widerstand am LM317 der den Strom begrenzt ist bei mir 105 Ohm.
Ich habe als zusätzlichen Reihenwiderstand 400 Ohm ausgerechnet stimmt das ? So sollten über 500 Ohm in Reihe nicht mehr als 0,024 mA fließen.

Wenn das soweit hinhaut wäre die nächste Frage wie digitalisiere ich das jetzt wieder. Da ich mir nicht sicher bin welche Spannung der LM317 wieder ausgibt wird es jetzt für mich schwierig einzuschätzen was ich dahinter schalten muß.

Ich würde da gerne einen IRF520(Mosefet) nehmen der arbeitet soweit ich das richtig verstanden habe ab 2 Volt. Damit könnte ich dann einen Digitaleingang meines ATMEGA auf Masse ziehen und ich habe eine Auswertung das ein Pyroelektrischer Feuerwerkszünder angeschlossen ist.

Um die Spannung nach dem LM317 auszurechnen zieht man doch einfach die Betriebsspannung von der Spannung ab die der LM317 verbruzelt.
Also 12 Volt - 1,25 Volt stimmt das ?

Besten Dank für eure Hilfe

Gruß
Steffen

[Besserwessi]

Solange der LM317 funktioniert, fällt da so viel Spannung ab, dass der Strom stimmt, also die rund 1,25 V am Widerstand.
Die Spannung am LM317 aht auch noch eine untere Grenze, unter etwa 1,5 V wird die so leicht nicht gehen, das ist der Dropout wert.

Sicherer ist aber die Begrenzung durch einen Widerstand, so wie oben vorgeschlagen. Bei 500 Ohm kann aber immhin 24 mA fleißen, nicht 0,024 mA. Wenn der LM317 ausfällt könnte theoretisch auch Strom über den Ref Pin fließen. Man sollte also lieber den Sicherheitswiderstand selber schon auf über 500 Ohm setzen.

Zum Messen / erkenne ob ein Zünder dran ist, könnte man z.B. die Spannung am Zünder über den AD messen. Damit kreigt man dann sogar den Widerstandswert, zuminest grob. Den AD Eingang dann aber über einen Widerstand trenne, damit da kein nennenswerter Strom fließen kann. Den Widerstand braucht man ja ohnehin, denn offen könnten bis fast 12 V anliegen.

[steg14]

Zur Sicherheit würde ich eine 50mA Feinsicherung in Reihe schalten. Brückenzünder lösen unter 100mA nicht aus.
Lege mal fest wieviele Zünder du maximal in Reihe schalten willst und welchen durchschnittlichen Widerstandswert diese haben, sonst lässt es sich schlecht rechnen. (Vielleicht brauchst du ja auch nur max 5V)
Für die Zünder bleiben maximal 6V von den 12V Übrig (12V- (400*12mA +1,2V)). Geh doch einfach über einen Spannungsteiler 3:1 auf den A/D-Eingang.

[Steffen44]

Das mit der Feinsicherung ist ne super Idee bin ich noch gar nicht drauf gekommen ^^

Ich habe 3 Abschussstationen wo je 8 Feuerwerkskörper gezündet werden können. Die Teile nennen sich Gigaflash für die Zündung ist 0,6 Ampere und 0,8 Ampere für 5 Stück in Reihe angegeben bei max 110V. Bei 8 Stück könnte ich auch alle auf den ADC nehmen meine ATMega162 habe 8 davon.

Da ich den genauen Innenwiderstand der Feuerwerkskörper nicht kenne aber vermutlich 10 - 20 Ohm dachte ich mir es gleich als Digitales Signal auf einen I/O zu schicken.

Normalerweise schalte ich nichts in Reihe jeder der 8 Feuerwerkskörper wird über ein Relais einzeln angesteuert. Es können aber schonmal von den 3 Abschussstationen auch 3 Parallel zünden.


Da ich alles über Spannungsteiler vergessen habe :-( . Brauche ich dann unbedingt mal wieder ein paar Infos wie man diese berechnet, dann könnte ich auch die ADC beschalten.

Gruß
Steffen

[021aet04]

Wer suchet, der findet=> Google
http://www.amplifier.cd/Tutorial/Grundlagen/Spannungsteiler.htm

[Steffen44]

danke für den Link

ich habe jetzt einfach mal den Spannungsteiler Rechner No.1 von hier genommen http://www.sengpielaudio.com/Rechner-spannungsteiler.htm .

Wenn ich von einer maximalen Spannung von U0 = 10 Volt ausgehe dann ergibt sich da folgendes :

U0= 10 Volt
R1 = 10 KOhm
R2 = 10 KOhm
U Leerlauf = 5 Volt
RL = 100 MOhm (Innenwiederstand ADC)
U2 = 5 Volt
verbrauchter Messstrom 0,5 mA

würde beuten bei 6 Volt hätte ich am U2 immer noch 3 Volt was zum auswerten reicht denke ich.

Habe ich das so richtig gemacht ?

Gruß
Steffen

[021aet04]

Wenn du hochohmige Lasten hast, verwendest du die Formel für unbelastete Spannungsteiler. Das wären z.B. Digitale Eingänge, OP-Eingänge,...
Wenn du niederohmige Lasten hast (Verbraucher wie z.B. Standardled) verwendest du die Formel für belasteten Spannungsteiler.

[Steffen44]

hehe hat sich gerade überschnitten ich habe den Beitrag oben editiert :-)

[021aet04]

Stimmt so. Wenn du den Eingang nimmst, kannst du die Formel für den unbelasteten Spg-Teiler verwenden. R1 und R2 müssen nicht gleich groß sein.

[Steffen44]

ok aber 2x10Kohm lassen sich einfacher bestellen ;-) und wenn es 2 unterschiedliche Widerstände sind macht es ja auch keinen unterschied vermute ich mal. Ich glaube bei meinen anderen ADC Beschaltungen habe ich immer noch 4,7 Kohm in Reihe geschalten direkt vor den ADC um den Strom bei Überspannung zu begrenzen aber den kann ich hier auch getrost weglasen bei 0,5 mA dürfte nix passieren das verkraften die internen Z-Dioden locker.

Vielen Dank für deine Hilfe 021aet04

[021aet04]

Ich habe die gesamte E24 Reihe zuhause. Zum probieren und anpassen ist das recht hilfreich. Die Reihe ist glaube ich 5% Toleranz. Habe auch Widerstände in E96 in Ordnern. für präzise Schaltungen

[BASTIUniversal]

Hi!
Ich würde noch so ne Art Crowbar (http://de.wikipedia.org/wiki/Klemmschaltung_(Stromversorgung)) mit einbauen.
Also ein Transistor (z.B. ein FET) der den Messtrom hinter der Sicherung kurzschließt, wenn der Strom über einen Schwellenwert steigt.
Ich denke, dass kann man recht einfach mit einem Komparator, Referenzspannung und Spannungsteiler verwirklichen.

Gruß
Basti

[Steffen44]

mhh klingt ansich erstmal vernümpftig aber nun habe ich den LM317 der mir maximal 12mA ausgibt wenn dieser kaput geht und mehr Strom fließt begrenzt noch ein nachgeschalteter Widerstand den Strom wenn dieser auch noch kaput geht fliegt dann die 50mA Sicherung. Das sollte als Sicherungssystem reichen hoffe ich. Da ich mich mit der Klemmschaltung nicht auskenne bräuchte ich da auch nur wieder zuarbeit.

Gruß
Steffen


Edit:
Die Crowbar Schaltung ist überall nur dazu erwähnt Überspannungen zu verhindern. Die Überspannung spielt normalerweise bei mir nicht so ein große Rolle da meine Elektronik über den 78S05 nur 5 Volt bekommt und die Feuerwerkskörper bis 110V aushalten und erst ab einem Strom von 0,6 Ampere zünden.

[BASTIUniversal]

Also...ich werd mal n bisschen Ausführlicher O:)

Du hast eine Sicherung für 50mA vorgesehen. Bei Reichelt gibt es die als Standard 5x20mm Feinsicherung, Mittelträge. Laut Datenblatt beträgt der Bemessungsstrom für diese Sicherung 32mA (sprich bei dem Wert wird die Sicherung nie durchbrennen). Fließt durch die Sicherung nun ein Strom von 50mA, so löst die Sicherung aus...und zwar nach über einer Stunde!
Selbst wenn 100mA durch die Sicherung fließen dauert es noch einige Minuten bis die Sicherung fliegt.

Damit die Sicherung wirklich schnell abschaltet, müssen weit über 350mA fließen. Wenn deine Zünder unter 600mA garantiert nicht zünden, dann brauchst du natürlich keine Crowbar.

Dass die Crowbar normalerweise für Überspannung gedacht ist stört eigentlich nicht, das kann man ganz einfach per Komparator auf Überstrom umbauen.

Gruß
Basti

[Steffen44]

Garantien gibt es bei Zündern nicht Sie sind eben nur bis 25mA Prüfstrom gedacht und sollten bei 600mA zünden wenn es mal weniger wie 600mA sind naja davon muß man einfach mal ausgehen das das passieren könnte.

Deswegen versuche ich auch soweit wie möglich Sicherheit zu gewährleisten. Mit der Crowbar Schaltung würde natürlich die Sicherung weit aus Effektiver sein und die Schaltung würde ich auch gerne einbauen allerdings habe ich noch kein Beispiel gefunden was ich nachbauen könnte und dazu noch verstehe ^^

Gruß
Steffen