Spannungsstabilisierung, Grundsätzlicher Aufbau

[batti112]

Hi!

Ich wollte nur mal von euch hören, wie ihr eure Schaltungen aufbaut.

Habe eine 5V Spannungsversorgung gebaut wie sie im Tutorial von www.mikrocontroller.net verwendet wird.
An diese Versorgung schließe ich meine Verbraucher parallel an.
Die µC stabilisiere ich zusätzlich noch mit einem 100nF Kondensator.

Wie macht ihr das?

Gerade bei der Verwendung von mehreren Sensoren, und weiteren Schaltungen würde mich dies Interessieren.

mfG
Batti

[engineer]

Hatten wir das nicht vor einer Woche und habe ich nicht eine kopmlette Schaltung genau dazu reingepostet? (oder war das woanders ???) Ich schaue mal, sonst poste ich es heute Abend vonm daheim aus.

[batti112]

Wäre nett, ich habe das zumindest nicht mitbekommen.

Mich interessiert gerade wie das bei größeren Schaltungen aussieht.
Gerade bei modularer Bauweise.

mfG
Batti

[engineer]

Das Bild zeigt eine Line für eine hochstabile Versorgung. Von denen kann man mehrer parallel bauen, um z.B. eine Analogversorgung für einen uC aufzubauen und vom digitalen Teil zu Trennen. Die Cs von typisch 100nF an den Versorgungseingängen des uCs sowie weiteren Chips wurden von Dir ja schon angesprochen.


Zur Funktion:

C1 schluckt die ganz hohen Spitzen, also das "Gezeter", was von anderen Teilschaltungen erzeugt wird. Eine ähnliche Funktion hat die Drossel. Die Idee dabei ist, dem Regler diese Spitzen erst garnicht zuzuleiten, da er sie nur unzureichend wegregeln kann.

D1 dient als Begrenzung der Spnanung, da diese Reglertype nicht mehr als 35V verträgt. Wenn durch D1 nennenswert Strom fliesst, löst die Sicherung aus.

Hinter der Drossel liegen nur mässige Schwnakungen an, die der Regel jederzeit wegregeln kann. Da dies als ein Tiefpass wird, benötigt der Regler gfs etwas Ladungsreserve- daher der grosse Elko. Da Elkos jedoch langsam sind, muss ein kleiner keramischer 100nF beigeschaltet werden, wie man ihn auch sonst in den typischen Beschaltungen findet. Am Ausgang des Regler sollten also nun glatte und stabile 5V vorliegen. Falls dahinter noch größere Kapazitäten liegen, sollte die Diode D2 eingesetzt werden, die den Regler vor Zerstörung schützt.

Sollte der Regeler dennoch über den Jordan gehen, so verhindert die D3, daß zu grosse Spannungen an den Controller gelangen. Diese kappt die typischen ungeregelten Spitzen weg, die bei defekten Reglern z.T. entstehen. Sollte der Strom durch die Diosde zu gross werden, löst wieder - wie vorne bereits beschrieben - die Sicherung aus.

Dieser Zweig eignet sich sehr gut für die Bereitstellung einer relativ sauberen Versorgung für Analogteile. Für reine Digitalteile kann die Drossel, der Elko sowie C1 weggelassen werden.

[batti112]

Danke für die Mühe!

und die einzelnen Baugruppen, die ich dann parallel anklemme, an die schließe ich einfach nur nen 100nF an, oder wie?

mfG
batti

[engineer]

Nein. Die 100nF sind speziell zum Blocken DER Bauteile, die hochdynamisch Strom ziehen. Ein Controller ist so ein Bauteil, der darunter leiden könnte, das der dynamische Strom erst über eine lange, dünne Leitung (= Induktivität) herangeschaft werden muss. Daher blockt man dies direkt am Bauteil ab. Die Spannung bricht so nicht ein, und die Leitung ist auch nicht "verseucht".

[batti112]

Danke für deinen Elektronik-Crashkurs (aber so ein paar Fragen hab ich noch)

Dazu würden dann aber auch andere Bauteile, wie I2C Chips zählen, oder?
Falls diese dazu gehören, dann müsste ich sehr viele meine Bauteile blocken.

Wenn ich aber nun an meine Stabilisierte Spannungsquelle all diese Bauteile anschließe, und z.B. noch Motoren mit anschließen möchte (Servos etc.), Reicht es dann denn aus, wenn ich meine Bauteile die "hochdynamisch" (tolles Wort \:D/ ) Strom ziehen mit 100nF's versehe? Oder muss ich dann mehr tun?

mfG
Batti

[engineer]

Man blockt immer die Teile, die kritisch sind. Motortreiber zähle ich nicht dazu, obwohl das durchaus sinnig sein kann. Ausserdem reichen für naheliegende Bauteile jeweils ein C. Du musst immer die Leitungen zwischen den Blöcken / Batterie als Induktivitäten sehen, die dynamische Ströme bremsen. Im Zweifelsfalle einfach über eine fertige Schaltung mal einen 100nF über jeweils einen der Chips drüberhalten. Dann siehst Du, ob sich was tut. Es reichen oft auch 10nF. Ausprobieren macht schlau.

[batti112]

Dann muss ich noch viel probieren ;-)
Und wie sieht das mit Motoren aus (z.B. Servos)?
Muss man da etwas gegen Spannungsspitzen oder Ähnliches tun?
Habe vor 2 Servos direkt über meine Spannungsversorgung zu versorgen...

[Gottfreak]

Servos (also Fertige für den Modellbau) sind meistens schon halbwegs entstört. Solange deine Stromversorgung ausreichend belastbar ist(Motoren ziehen beim Anlaufen schonmal eine ganze Menge Strom), sollten die kein Problem sein. Wenn mal mehrere Servos gleichzeitig anspringen, ist ein Elko am Ausgang des Reglers(oder direkt am Servo - die Induktivität der Leitungen ist bei Motoren nicht so kritisch, weil die nicht so schnell reagieren wie z.B. µC.) empfehlenswert, wenn der Regler kurzfristig mal nicht soviel Strom liefern kann.
Natürlich ist auch nicht jede Schaltung gleichermaßen empfindlich. Wenn du z.B. zum Auslesen von Sensoren sehr genau(und schlimmstenfalls auch noch sehr schnell) Spannungen messen willst, könnte die Genauigkeit auch noch unter Störungen leiden, die sonst garnicht auffallen.

[batti112]

Danke!

Ich werde dies beim Bau berücksichtigen...