Hi Leute, ich möchte mein Xminilab[1] mit einer externen Spannungsversorgung betreiben. Dafür gibt es bereits auf dem Board eine Vorrichtung um ein LM7805 aufzunehmen. Soweit OK. Aber mir stellen sich da zwei Fragen. Welche Kapazität muss der Kondensator C28 haben? Je nachdem welches Datenblatt man schaut (also ob 7805 beziehungsweise LM7805 [Die damit verbundenen Datenblätter!]), sind es 220nF oder 330nF. Ich persönlich vermute 330nF, da ich glaube, dass das Datenblatt vom LM7805 richtig ist und das Datenblatt vom 7805 sich gar nicht auf das LM7805 bezieht sondern nur auf das LM7808C. Das zweite ist die Thermik. Ich möchte von 18V runter regeln auf 5V. Das schaft der Längsregler auch. Gut, jetzt könnte man auch fragen, warum dann ein Längsregler und nicht eine geschaltete Regelung? Ich mag es jetzt erstmal einfach. Der Wirkungsgrad kann hier erstmal vernachlässigt werden. Leider habe ich aus dem Datenblatt nicht heraus lesen können, wann und wie viel Wärme erzeugt wird und wie viel abgeführt werden muss. Weiterhin frage ich mich, wenn es reicht, die Wärme über die Massefläche abzuführen, wie ich es dort festmachen soll? Festbacken ist leiter nicht. Und zu guter letzt, erzeugt mir der LM7805 nicht eventuell einen Kurzschluss mit der darunter liegenden Leiterbahn? Vielen Dank für nützliche Tipps Fabian ____ [1]http://www.gabotronics.com/development-boards/xmega-xminilab.htm
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Fabian Hoemcke schrieb: > 220nF oder 330nF geht sichelich mit beiden Werten, ist also Wurscht welchen Du nimmst. > Weiterhin frage ich mich, wenn es reicht, die Wärme über die Massefläche > abzuführen Da die Entwickler da keinen weiteren Platz für einen Kühlkörper vorgesehen haben, wird wohl nicht so viel Verlustleistung anfallen. Ansonsten P= (18V-5V)*I Wie groß I ist, musste mal messen. > Und zu guter letzt, erzeugt mir der LM7805 nicht eventuell einen > Kurzschluss mit der darunter liegenden Leiterbahn? Pappe etwas Silikon zur Isolierung drunter, aber nach dem Bild liegt da sowieso die Massefläche, also das gleiche Potential wie am Blech des 7805. Musst den Regler halt nicht schief einlöten
Düsendieb schrieb: > Fabian Hoemcke schrieb: >> 220nF oder 330nF > > geht sichelich mit beiden Werten, ist also Wurscht welchen Du nimmst. > OK. Dann nehme ich 330nF. > >> Weiterhin frage ich mich, wenn es reicht, die Wärme über die Massefläche >> abzuführen > > Da die Entwickler da keinen weiteren Platz für einen Kühlkörper > vorgesehen haben, wird wohl nicht so viel Verlustleistung anfallen. > Ansonsten P= (18V-5V)*I > > Wie groß I ist, musste mal messen. Dann nehme ich I=1A, da der LM7805 bis zu 1A liefern kann. Dann haben wir:
Was aber enorm viel ist, wie ich finde. Glaube da kaum, dass das sich über die Massefläche abführen lässt. > >> Und zu guter letzt, erzeugt mir der LM7805 nicht eventuell einen >> Kurzschluss mit der darunter liegenden Leiterbahn? > > Pappe etwas Silikon zur Isolierung drunter, aber nach dem Bild liegt da > sowieso die Massefläche, also das gleiche Potential wie am Blech des > 7805. > Musst den Regler halt nicht schief einlöten Das mit dem GND ist mir klar. Das LM7805 liegt kaum schief. Immerhin in der Markierung. Würde ich es weiter nach oben verschieben, so dass die Leiterbahn frei liegt, dann verdeckt es die Leiterbahn oben, außerhalb der Markierung. Was ich mich frage ist, wie befestige ich das "Blech" des LM7805 mit dem Ground? Löten geht nicht, schrauben geht nicht, Silikon wäre unzweckmäßig. Gibt es nicht eine Art Wärmeleitpaste, die ich dafür verwenden kann? Gruß und Danke Fabian
Fabian Hoemcke schrieb: >> Wie groß I ist, musste mal messen. > Dann nehme ich I=1A, da der LM7805 bis zu 1A liefern kann. RTFM http://www.gabotronics.com/download/xminilab/xminilab-manual.pdf ------------------------------------------------------------------------ 11) What is the current consumption of the Xminilab? Between 40mA and 60mA, depending on how many pixels are lit on the OLED. ------------------------------------------------------------------------
John Bauer schrieb: > Fabian Hoemcke schrieb: >>> Wie groß I ist, musste mal messen. >> Dann nehme ich I=1A, da der LM7805 bis zu 1A liefern kann. > > RTFM > http://www.gabotronics.com/download/xminilab/xminilab-manual.pdf > ------------------------------------------------------------------------ > 11) What is the current consumption of the Xminilab? > Between 40mA and 60mA, depending on how many pixels are lit on the OLED. > ------------------------------------------------------------------------ RTFM??? Steht im Manual was ich damit machen will? Steht darin, was ich zusätzlich als Load mit ranhängen will? Zum Beispiel einen weiteren µC und ein DOGL128 samt Backlight. Wie Du im Manual sicher gelesen hast (Seite 7), kann man 5V und 3,3V direkt abgreifen. Und ja, die 200mA habe ich bei 3,3V auch gelesen.
Fabian Hoemcke schrieb: > Steht im Manual was ich damit machen will? Wenn Du 18V mit einem Längsregler auf 5V stabilisieren und mit 1A belasten willst, dann würde ich Dir einen Kühlkörper von ungefähr dieser Größe empfehlen: Conrad Best.-Nr.: 187780
John Bauer schrieb: > Fabian Hoemcke schrieb: >> Steht im Manual was ich damit machen will? > > Wenn Du 18V mit einem Längsregler auf 5V stabilisieren und mit 1A > belasten willst, dann würde ich Dir einen Kühlkörper von ungefähr dieser > Größe empfehlen: > Conrad Best.-Nr.: 187780 Danke! Wie kommst Du darauf? Erfahrung? Oder Datenblatt? Jetzt kannst Du mir mit RTFM kommen. Denn dazu habe ich dort nichts gefunden. :( Danke Fabian
Im Datenblatt ist die maximale Sperrschichttemperatur mit 125°C angegeben. Und der Wärmewiderstand Sperrschicht -> Gehäuse beträgt 5°C/W. Bei einer Verlustleistung von 13W ist die Sperrschicht 13Wx5°C/W=65°C wärmer als das Gehäuse des 7805. Das Gehäuse darf maximal 125°C-65°C=60°C warm werden (bei 13W). Diese Wärmeleitfolie (Conrad Best.-Nr.: 189066) hat 0,44K/W*13W=5,7°C für Gehäuse -> Kühlkörper. Der Kühlkörper darf maximal 60°C-5,7°C=54,3°C warm werden. Der Kühlkörper ist mit 2,8K/W angegeben, und das ergibt bei einer abzuführenden Leistung von 13W einer Erwärmung von 13Wx2,8K/W=36,4°C über Umgebungstemperatur. Bei einer maximalen Temperatur von 54,3°C für den Kühlkörper ergibt sich daraus eine maximale Umgebungstemperatur von 54,3°C-36,4°C=17,9°C, um die Wärme abzuführen. Wenn man davon ausgeht, dass die Eingangsspannung von 22V bei Belastung etwas zusammenbricht, und der Spannungsregler nicht mit 1,0A Dauerlast belastet wird, dann reicht der Kühlkörper (bei Raumtemperatur von 25°C). Ansonsten sollte der Kühlkörper noch eine Nummer größer gewählt werden. Gruß John
Danke @John Bauer Habe jetzt auch die Angaben im Datenblatt gefunden. (Gleich Seite 2! ^^) Was ist, wenn ich damit erstmal rechne: Xminilab: (max.) 60mA DOGL128: (typ.) 320µA Backlight: (max.) 180mA ATmega32: (max.) 5mA Für das Backlight setze ich 180mA an, da es drei LED-Pfade gibt und à max. I_F bei 60mA liegt. Wie die dabei auf 90mA kommen ist mir unklar. Damit komme ich auf 245mA aufgerundet 250mA. Sehr großzügig gerechnet. Und somit auf eine Leistung von 3,25W. Wäre es jetzt möglich, dass die Massefläche ausreicht? Generell stelle ich mir die Frage, was ist, wenn man das 7805 über die Massefläche kühlen will? Zum Beispiel, wenn man nur das Board betreiben will. Wie bekommt man das Bauteil auf der Leiterplatte fest und wie löse ich das Problem mit der bedeckten Leiterbahn? Wenn ich das nochmal durchrechne (mache das jetzt zum ersten Mal), dann komme ich auf eine innere erzeugte Temperatur von 3,25W*5°C/W = +16,25°C. Das heißt, das Gehäuße darf max. 108,75°C warm werden. Der Wärmewiderstand bei Luft ist 65°C/W (Warum pro Watt?). Also 325°C Gehäusetemperatur. Somit muss es gekühlt werden. Wie aber kommst Du bei der Folie von Konrad auf 0,44K/W??? Angegeben ist eine Wärmeleitfähigkeit von 1,4W/mK. Dessen Reziprok ist 0,714mK/W. Das ich jetzt auf 0,000714K/W komme brauche ich wohl nicht erwähnen. ^^ Danke Fabian
...sieh' Dir bitte mal die Einheit der Wärmeleitfähigkeit an! (Ein kleines "M" steht nicht immer für "milli")
@ Fabian Hoemcke (Firma: Beuth Hochschule für Technik) (brein) >Steht im Manual was ich damit machen will? Steht darin, was ich >zusätzlich als Load mit ranhängen will? Du aber auch nicht ;-) Wenn du schon am Patchen bist und WIRKLICH deutlich mehr als 100mA ziehen willst, nimm einen 78xx Ersatz als Schaltregler. Kostet ordentlich GELD, passt aber direkt in den 7805 Footprint und bringt 1A ohne Kühlkörper. Fire & Forget! Gibts bei Conrad, 157764 - 62 MFG Falk
@ Fabian Hoemcke (Firma: Beuth Hochschule für Technik) (brein) >Damit komme ich auf 245mA aufgerundet 250mA. Sehr großzügig gerechnet. >Und somit auf eine Leistung von 3,25W. >Wäre es jetzt möglich, dass die Massefläche ausreicht? Wird sehr knapp. >Wenn ich das nochmal durchrechne (mache das jetzt zum ersten Mal), dann >komme ich auf eine innere erzeugte Temperatur von 3,25W*5°C/W = >+16,25°C. >Das heißt, das Gehäuße darf max. 108,75°C warm werden. Die zwei Nachkommastellen sind was fürs Kabarett ;-) Die Rechnung ist prinzipiell richtig. >Der Wärmewiderstand bei Luft ist 65°C/W (Warum pro Watt?). Also 325°C >Gehäusetemperatur. Somit muss es gekühlt werden. Jo. MFG Falk
Stefan Wimmer schrieb: > ...sieh' Dir bitte mal die Einheit der Wärmeleitfähigkeit an! > (Ein kleines "M" steht nicht immer für "milli") Danke für den Tipp. Aber was soll ich als "Länge" nehmen? Die Stärke der Schicht der Folie zum Beispiel? Das währen 0,25mm. Aber damit komme ich auch auf kein passables Ergebnis.
Falk Brunner schrieb: > Wenn du schon am Patchen bist Patchen? Keine Ahnung wie Du das meinst. 250mA mit einem 7805 zu liefern scheint mir nicht so ungewöhnlich. Falk Brunner schrieb: > nimm einen 78xx Ersatz als Schaltregler Leider erst lieferbar ab 20.06.2012. Da ist das Projekt längst vorbei.
Fabian Hoemcke schrieb: > Leider erst lieferbar ab 20.06.2012. Es gibt auch andere Lieferanten und Hersteller...
Dietrich L. schrieb: > Fabian Hoemcke schrieb: >> Leider erst lieferbar ab 20.06.2012. > > Es gibt auch andere Lieferanten und Hersteller... Gut, Reichelt, Segor, Farnell haben es schon mal nicht.
Fabian Hoemcke schrieb: > Gut, Reichelt, Segor, Farnell haben es schon mal nicht. Ich habe gefunden: R-78B5.0-1.0 bei DISTRELEC, Art. Nr. 363575 https://www.distrelec.de/schaltregler-5-vdc-1000-ma/recom/r-78b5-0-1-0/363575 Gruß Dietrich
Erstmal vielen Dank euch allen. Um es einfacher zu machen, möchte ich ganz kurz die offenen Punkte nochmal auflisten: 1. Gibt es bei 3,25W eine Möglichkeit (Folie, Leitpaste) den 7805 über Masse zu kühlen? Wenn ja, wie bemesse oder Überschlage ich den thermischen Widerstand der Platine? Wenn ja, wie umgehe ich das Problem mit der verdeckten Leiterbahn? 2. Gibt es notfalls eine Alternative zum 7805, wie etwa das R-78C5.0-1.0, dass aber lieferbar ist? /*Sehe gerade, dass hat sich ja schon erübrigt. Danke.*/ 3. Wie berechnet man denn nun den Wärmewiderstand aus dem Wärmeleitwert? Woher kommt die Längenangabe in Metern? Z. Zusätzlich: Wie erzeuge ich mir am schnellsten +18V und -18V? /*Soll das besser ein eigener Thread werden?*/ Ein 50V Netzteil nehmen und mir mit LM7818 und LM7918 in Reihe die Spannungen erzeugen? Oder geht das auch eleganter? Gruß und Danke Fabian
Die Platine ist nicht dafür vorgesehen, dass die Metallfläche des 7805 fest darauf montiert wird. Und da sich auf der anderen Seite der Platine das Display befindet, dürfte es auch schwierig sein nachträglich noch etwas daran zu ändern. Es gibt aber eine andere Möglichkeit: Du versorgst Xminilab: (max.) 60mA DOGL128: (typ.) 320µA ATmega32: (max.) 5mA über einen 7805. Das sind maximal 0,85W Verlustleistung bei 18V Eingangsspannung. Das ist kein Problem für den Längsregler. Backlight: (max.) 180mA Für die LED-Hintergrundbeleuchtung brauchst Du sowieso Vorwiderstände. Nimm einfach die passenden Widerstände (240Ω/1W für 60mA bei 18V) und betreibe die Hintergrundbeleuchtung an 18V. Fabian Hoemcke schrieb: > Für das Backlight setze ich 180mA an, da es drei LED-Pfade gibt und à > max. I_F bei 60mA liegt. Wie die dabei auf 90mA kommen ist mir unklar. Vielleicht wird die Hintergrundbeleuchtung zu warm wenn alle drei LED-Pfade mit 60mA betrieben werden.
Hallo Fabian, ich habe gerade noch eine Regler-Version von TRACO bei Reichelt gefunden: "TSR 1-2450" (Schaltregler TSR-1 Serie, 5.0 VDC, 1 A) Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb: > Hallo Fabian, > ich habe gerade noch eine Regler-Version von TRACO bei Reichelt > gefunden: > "TSR 1-2450" (Schaltregler TSR-1 Serie, 5.0 VDC, 1 A) > > Gruß Dietrich Vielen Dank fürs Raussuchen. Behalte ich auf jeden Fall im Hinterkopf. Ich werde es wohl aber so machen, wie es mir John Bauer empfohlen hat: Beitrag "Re: Stromaufnahme DOGL128 Backlight"
John Bauer schrieb: > Die Platine ist nicht dafür vorgesehen, dass die Metallfläche des 7805 > fest darauf montiert wird. Und da sich auf der anderen Seite der Platine > das Display befindet, dürfte es auch schwierig sein nachträglich noch > etwas daran zu ändern. Ich frage mich aber, warum dann der Gehäuseumriss auf dem Board zu sehen ist. Und gibt es keine Möglichkeit, mit Wärmeleitpaste oder ähnlichem das Problem zu lösen? (Wenn ich es auch jetzt nicht mehr brauche.) Fabian Hoemcke schrieb: > Wie berechnet man denn nun den Wärmewiderstand aus dem Wärmeleitwert? Das wäre echt super, wenn es dazu noch eine Antwort käme. Danke! Fabian
@ Fabian Hoemcke (Firma: Beuth Hochschule für Technik) (brein) >> Wie berechnet man denn nun den Wärmewiderstand aus dem Wärmeleitwert? >Das wäre echt super, wenn es dazu noch eine Antwort käme. http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit
Falk Brunner schrieb: > @ Fabian Hoemcke (Firma: Beuth Hochschule für Technik) (brein) > >>> Wie berechnet man denn nun den Wärmewiderstand aus dem Wärmeleitwert? >>Das wäre echt super, wenn es dazu noch eine Antwort käme. > > http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit Danke! Soweit war ich auch schon. Aber wenn ich bei der Folie oben von Conrad bleibe, so hat dies eine Stärke von 0,25mm. 189066 Damit gerechnet komme ich aber auch nicht auf das oben genannte Ergebnis:
Dass das Schwachsinn ist, ist mir auch klar. Aber wie kommt John Bauer auf 0,44K/W? Vielen Dank Fabian
Fabian Hoemcke schrieb: > Dass das Schwachsinn ist, ist mir auch klar. Dein Formel ist falsch. Schau noch mal genau bei dem Rechenbeispiel: http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit#Rechenbeispiel Du musst die Dicke und die benutzte Fläche in die Formel einsetzen. Was allerdings John Bauer als Fläche angenommen hat und ob er richtig gerechnet hat, danach habe ich jetzt nicht geforscht. Gruß Dietrich
Fabian Hoemcke schrieb: > Aber wie kommt John Bauer auf 0,44K/W? Die Antwort lautet wie fast immer: DATENBLATT! http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/189066-da-01-de-WAERMELEITFOLIE_70_50_TO_220_0_25MM.pdf Da drin steht es. Das zu errechnen, ist mir aber immer noch nicht gelungen, da dort nicht die Fläche steht, mit der ich rechnen müsste. Die habe ich mir wie folgt ermittelt: Im Datenblatt vom LM7805 sind auf der Seite 27 die Abmasse eingezeichnet. Wenn ich die komplette Fläche der Rückseite annehme und das arithmetische Mittel aus den Minima und Maxima nehme komme ich auf folgende Fläche:
Damit komme ich auf ein Wärmewiderstand von:
So, jetzt noch das hundert- und das vierfache und ich hab's. :( Wo klemmt es denn nur? Vielen Dank Fabian
@ Fabian Hoemcke (Firma: Beuth Hochschule für Technik) (brein) >Wenn ich die komplette Fläche der Rückseite annehme und das >arithmetische Mittel aus den Minima und Maxima nehme komme ich auf >folgende Fläche: Stimmt soweit. >So, jetzt noch das hundert- und das vierfache und ich hab's. :( Das schöne an Formel mit Einheiten ist, dass, wenn man die richtigen Einheiten einsetzt, am Ende auch die richtige Einheit rauskommt. Die Wärmeleitfähigkeit ist in Watt pro Meter und Kelvin (W/(mK)) angegeben, also sollte man wohl besser auch die Länge und Fläche in m und m^2 einsetzen, dann passt es auch mit der Größenordung.
MfG Falk
Danke Falk! So ist das mit dem Wald und den Bäumen. So lässt sich also schon mal der Faktor 100 erklären, wenn man such um den Faktor 1000 vertut! ^^
Danke für die Annäherung! ;) Trotzdem liege ich noch um den Faktor 2,5 daneben. Dabei wirkte das Anfangs so trivial. :( Gruß Fabian
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