Bei der Steuerung von Modelleisenbahnen möchte ich in jede Schiene einen Microcontroller setzen. Zweck: automatische erfassung des Schinenlayouts beim Aufbau einer Anlage. Da die Anzahl größer 100 Schinen werden kann, ist der Einschaltstrom sehr wichtig. Die Kopplung der Controller erfolgt optisch (Aufwachen) Hat zufällig jemand sich mit dieser Problematik bereits befasst? Wie minimiere ich den Einschaltstrom bei sehr vielen Controllern?
Wolfgang Sievers schrieb: > Da die Anzahl größer 100 Schinen werden kann, ist der Einschaltstrom > sehr wichtig. die 100µC werden wohl zusammen einen kleineren Einschaltstrom also jeden Lok die anfährt. Warum glaubst du es wichtig ist?
Wolfgang Sievers schrieb: > Da die Anzahl größer 100 Schinen werden kann, ist der Einschaltstrom > sehr wichtig. Hast Du Dir schon mal angesehen, was so ein typischer Microcontroller als Stromaufnahme hat? Da sind Werte realisierbar, die deutlich unter 1 mA liegen. Sofern Du nicht sehr großzügig dimensionierte Kondensatoren an der Versorgungsspannung hängen hast, ist der Einschaltstrom das geringste Deiner Probleme. > Die Kopplung der Controller erfolgt optisch (Aufwachen) Was magst Du damit meinen?
Die Kontroller haben eigentlich keinen Einschaltstrom. Nur die Stützkondensatoren oder die angeschlossene Peripherie verursachen Einschaltstrom. Dagegen hilft: Jeder Kontroller hat in der Hochfahrroutine seine etwas andere Verzögerung relativ zum Einschaltimpuls sodass nicht alle Kontroller gleichzeitig ihre Peripherie einschalten. Mit Schaltern wird das Netz/die Peripherie gruppenweise eingeschaltet, die "saftigsten" Verbraucher dabei u.U. gegenseitig verriegelt. evtl. in Hochfahrroutine eine Wartezeit vorsehen, in der die Spannung überprüft wird. solange Spannung noch niedrig, wird weiter gewartet. Dabei Prioritäten vergeben: der Kontroller mit niedrigster Priorität hat die längste Wartezeit. In harten Fällen: Verbraucher mit hohem Anlaufstrom stufenweise hochfahren.
Die Stromversorgung erfolgt über die Schine (Digitalsignal ca 20V). Ich Denke an einen Vierweggleichrichter der einen Elko auflädt. Der Aufbau dieser Stromversorgung für den Einschaltstrom ist der Knackpunkt. Im Betrieb wird der Microcontroller maximal einige Leuchtdioden für die Datenübertragung treiben müssen. Ich weiss ausserdem, daß es sehr Sparsame controller, was den Stromverbrauch angeht, gibt. Die controller sind im Normalzustand in standby modus und werden nur durch ein optisches Signal in den Arbeitsmodus versetzt. Eine große Anlage kann auch mal über 1000 Schinen haben!
Glückwunsch, was Andere mit den Wiederständen verzapfen, machst Du mit den Schinen wieder gut.
Wolfgang Sievers schrieb: > Eine große Anlage kann auch mal über 1000 Schinen haben! und? Dann mach den Kondensator nur so groß wie nötig, eventuell einfach noch ein widerstand davor und gut ist. Rechne doch erst mal aus um welchen Strom es denn hier wirklich geht.
Und wo ist das Problem? Die einfachste Einschaltstrombegrenzung ist ein Widerstand. Nach dem Booten des µC wird der einfach gebrückt und der µC legt sich schlafen bis zum Wake Up Event.
Wenn das Schienenlayout erfasst werden soll, ist doch eine Adressierung der Teilabschnitte zwangsweise damit verknüpft. Dann kann doch zunächst Abschnitt zu Abschnitt der Kontroller eingeschaltet werden, ohne Verbraucher wie Weichen, Loks, Beleuchtung dabei einzuschalten. Das reicht doch zur Anzeige des Systemaufbaus und zur Fehlerkontrolle. In der zweiten Stufe erfolgt dann Einschaltung der Peripherie, anhand der Adresse sequentiell.
Einfacher ist die Verwendung von RFID. Die passiven Transponder kommen an die Schienen und das Lesegerät enthält die Versorgung.
Der microcontroller soll später auch andere Aufgaben erfüllen wie z.B. Laserdiode zum auslesen von Strichcode des Fahrenden Materials, Die Datenübertragung von Schine zu Schine benötigt nur das treiben einer Leuchdiode 2 bis 5 mA. Alle Stromverbraucher, die sich softwaremässig steuern lassen sind im Betrieb erst einschaltbar. Der Strom zum Hochfahren der Anlage ist das eine, der Stromverbrauch in Betrieb ist das zweite Problem. Wenn ich die Aufladung des Elkos mit einen Vorwiderstand begrenze und auf den Einschaltstrom auslege, ist das sicher ein anderer Wert als der den der Controller bei weiteren Aufgaben benötigt.
RFID will ich nicht einsetzen, da ich damit zu wenig Erfahrung habe
Wolfgang Sievers schrieb: > Wenn ich die Aufladung des Elkos mit einen Vorwiderstand begrenze und > auf den Einschaltstrom auslege, ist das sicher ein anderer Wert als der > den der Controller bei weiteren Aufgaben benötigt. Ein Controller hat typisch einen Kondensator von 100nF über der Versorgungsspannung. Bei 1000 Controllern ergibt sich eine Gesamtkapazität von 100µF. Das wird doch irgendwie aufzuladen sein. Bei einer anfahrenden Lok fließt deutlich mehr Ladung. Rechne das mal genauer zusammen.
EinschaltstromBegrenzung mit Widerstend der später gebrückt wird ist eine Lösung ,Zwei Vorwiderstäne entsprechend der Last und einer mit transistor schaltbar gebrückt sieht mir als die Beste Lösung aus. Info: Die Adressvergabe erledigt die Software alleine. Ich benötige keine Zusätzliche Verkabelung, nur ein geändertes Anschlussmodul, das die Ankopplung zum PC herstellt(auch optisch)
Selbst wenn durch den Einschaltstrom der 100 oder 1000 Brückengleichrichter mit Kondensator, die Spannung auf den Schienen langsam ansteigt, ist das auch kein Problem. Einzig auf eine vernünftige Resetbeschaltung musst Du achten. Der Reset muss halt erst dann stattfinden, wenn die Versorgungsspannung einen sicheren, gültigen Wert hat.
ich muss jetzt erstmal rechnen. Vielen Dank für die Ideen
Micha I. schrieb: > Der Reset muss halt erst dann > stattfinden, wenn die Versorgungsspannung einen sicheren, gültigen Wert > hat. Das ist nur eine Frage des richtigen (modernen) µC. Die haben eine Spannungsüberwachung an Bord.
Einfach - 100 nF über jeden uC, evtl. 10 uF dazu - Brown-Out-Detection einschalten Schon läuft der uC erst los, wenn die Spannungsversorgung gesichert ist.
die Einschaltströme der einzelnen µC dürfte das kleinerer Problem sein selbst 100 x 10 mA und einige µF sollten aufgrund der Anschlusslänge bei einen für den Fahrstom dimensioniereten Nt ausreichen >Die Stromversorgung erfolgt über die Schine (Digitalsignal ca 20V). üblich wäre da doch Gleich/Wechselspannung? >Die Kopplung der Controller erfolgt optisch (Aufwachen) >Der microcontroller soll später auch andere Aufgaben erfüllen wie z.B. >Laserdiode zum auslesen von Strichcode des Fahrenden Materials, also sollen die Daten vom µC zum nächsten Nachbarn gehen, von dort zum nächsten usw.? und dann noch irgendwann zum PC? schon mal überlegt wie das Routing funktionieren soll? die Laufzeiten könnten auch ein Problem werden wenns um schnelle Reaktionszeiten geht welche Datenrate solls den werden? wäre da nicht ein Bussystem wie Can die sinnvolle Lösung ?
Wolfgang Sievers schrieb: > EinschaltstromBegrenzung mit Widerstend der später gebrückt wird ist > eine > Lösung ,Zwei Vorwiderstäne entsprechend der Last und einer mit > transistor > schaltbar gebrückt sieht mir als die Beste Lösung aus. > Info: Die Adressvergabe erledigt die Software alleine. > Ich benötige keine Zusätzliche Verkabelung, nur ein geändertes > Anschlussmodul, > das die Ankopplung zum PC herstellt(auch optisch) Oder einfach ein vernünftiges Netzteil mit eigener Einschaltstrombegrenzung und/oder Softstart, wie das eigentlich seit längerem Standard ist. Wie könnte man sonst einen PC einschalten.
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