Hallo liebe Experten! Bei einem größeren Projekt stehe ich momentan vor der Frage, an welchem Ort ich meine Schaltung und den Arduino platziere. Konkreter handelt es sich um einen Arduino Mega2560 und eine Schaltung aus mehreren IRFZ34Ns, Gleichrichterdioden und Kohleschichtwiderständen, selbst zusammmen gelötet. Bestimmte Teile das Aufbaus werden recht stark beschleunigt (pneumatische Anlage mit bis zu 10bar, etwa 40kg Stahl rotieren von den Pneumatikzylindern getrieben um eine Achse, werden dann abrupt von der Endlagendämpfung und dem Anschlag gestoppt) und wackeln in verschiedenste Richtungen. Es wäre logistisch einfacher die Schaltung an diesen beweglichen Teilen zu befestigen. Hält die Elektronik so etwas aus? Im Voraus vielen Dank für alle Antworten. Manu
Wenn sie dafür konstruiert ist schon...
Unter der Voraussetzung, dass mir die Platine an sich nicht um die Ohren fliegt, halten die Bauteile, vor allem der Mikrocontroller, so etwas aus?
Hallo, dem µC ist das sowas von egal. Quarz könnte Problemkind sein und alle Bauteile die auf Grund ihrer Masse die Lötstellen oder Drähte belasten und irgendwann von der Leiterplatte fliegen. Gruß aus Berlin Michael
Wenn sie dafür konstruiert sind... Wenn du "so etwas" nicht genauer angeben kannst, kann dir auch keiner helfen. Das Zeug ist recht robust, aber genaues kann man nur sagen wenn man Werte für Vibrationen und Schock hat. Dann vergleicht man das mit den Werten vom Hersteller oder testet selber. Irgenwann reisst es beim uC auch die Bonddrähte ab, wenn man es nur genug übertreibt.
Bleifreie Lötverbindungen sind relativ spröde und damit nicht so resistent gegen Schockeinflüsse. Darum werden ICs bei Handys etc. (bei Apple eigentlich alles an Bauteilen) in Epoxidharz eingegossen, bei Apple sogar unter Vakuum, sodass sogar unter den 0.4mm-Pitch BGA alles zwischen den Kugeln voll gelaufen ist. Um wie viel m/s² handelt es sich denn?
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Ich kann euch leider keine genauen Daten geben, so leid es mir tut, bin aber dankbar für eure Informationen und Intuitionen. Bis wie viele m/s^2 halten Lötstellen denn etwa?
Lässt sich natürlich pauschal nicht beantworten. Hängt unter anderem vom Gewicht des Bauteils und der verlöteten Fläche und Art der Lötstellen ab. Hier etwas Lesestoff: http://alpha.alent.com/~/media/Files/CooksonElectronics/Drop%20Shock%20Reliability%20of%20Lead%20Free%20Alloys%20-%20Effect%20of%20Micro%20Additives%20-%20ECTC%202007.pdf http://www.smta.org/chapters/files/huntsville_11_smta_hillman_huntsville.ppt http://www.landandmaritime.dla.mil/downloads/psmc/Nov06/LeadFreeElectronicsInAerospaceSystems.ppt Darum wird auch gerne in Luft- und Raumfahrt sowie für militärische Anwendungen gerne noch Bleihaltiges Lot verwendet Für kommerzielle Produkte wie Handys, Notebooks etc. ist es halt Vorschrift RoHS konform zu sein, unter anderem heißt das bleifrei zu arbeiten, von daher müssen sich da die Hersteller anders behelfen. Es gibt jedoch Alternativen die dort durchaus gleichwertig sein können.
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MManu schrieb: > werden dann abrupt von der Endlagendämpfung und dem Anschlag gestoppt "Abrupt" und "Endlagendämpfer" widersprechen sich. Ein Endlagendämpfer wird gerade eingesetzt, damit eine Bewegung nicht abrupt stoppt, sondern damit der Abbremsvorgang über einen längeren Zeitraum verteilt wird. Entsprechend gehen die auftretenden Beschleunigungskräfte runter. Guck dir mal eine Festplatte/SSD und die im Datenblatt angegebenen Grenzwerte für Schockbelastung an.
Wolfgang schrieb: > Grenzwerte für Schockbelastung Die sagen gar nix über Resonazen, die bei üngünstigen Einbau auftreten können. Mir sind schon millimeterdicke Diodenbeine nach einem Tag durch Resonanz abgefallen!!! Ernsthafte Sachen werden auf dem Rütteltisch getestet.
Wenn du gar keine Angaben hast, dann bleibt dir nur: Zusammenbauen, hinschrauben und ausprobieren. Wenn du Angst hast, dass es grosse Teile runterreisst, dann kleb sie fest. Wir verwenden dazu Scotch-Weld 2216.
Normalerweise können, vor allem SMD-Lötstellen, einiges ab. Hilfreich ist dabei natürlich auch das Gewicht der Bauteile. Letzteres muss auch deshalb im Auge behalten werden. Je nach Einbaulage und Beschleunigungsrichtung können sogar höhere als breite (Kondensatoren oder Spulen) Bauteile von Vorteil sein. Ein wenig könnte eine Befestigung auf elastischen Haltern helfen. Dabei sollte aber eine eventuelle Vibration/Resonanz nicht vergessen werden. Ein wenig könnte auch die Formgebung der Platine helfen. Also möglichst Quadratisch und damit nicht länger als nötig. Stichpunkt Biegung. Biegungen der Platine sind soweit als möglich zu vermeiden. Eventuell mehr als die üblichen 4 Befestigungspunkte vorsehen. Gibt es eine "Vorzugsrichtung", so sollte diese bei der Einbaulage berücksichtigt werden. In vielen Fällen sind elektrische Verbindungen beteiligt. Diese sind im Allgemeinen noch viel anfälliger als die Elektronik selber. Vor allem, wenn es um größere Querschnitte geht.
Harte Anschläge sind das größte Problem, in einem Artikel habe ich mal gelesen, daß das Umfallen einer auf der Schmalseite stehenden Festplatte auf hartem Untergrund beim Aufschlag ca. 250g entspricht. Vergossene Elektronik in Geschossen kann meines Wissens bis 50000g ab. Elastische Montage belastet auch die Zuleitungen. Da die Elektronik im Verhältnis zu der Metallkonstruktion vom Gewicht her vernachlässigbar erscheint, solltest du die auftretenden Beschleunigungen eigentlich schon ermittelt haben. Arno
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