Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 24V AC -> 5V DC für Arduino


von Michael W. (michael_w18)


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Hallo zusammen,

ich bin dabei, meine Gartenbewässerung von Zeitschaltuhr auf Arduino 
(konkret ESP8266 Dev-Board) umzustellen. Die Gartenbewässerung wird über 
Magnetventile gesteuert, welche derzeit an einem Netzteil mit 
Zeitschaltuhr hängen und 24V AC benötigen.

Zum Schalten der Ventile werden Solid State-Relays zum Einsatz kommen 
(CX240D5, 3-15V Signalpegel). Damit sind die 24V AC an dieser Stelle 
galvanisch getrennt.

Nun bin ich am überlegen, ob ich die Stromversorgung des ESP8266 separat 
mache (kleines USB-Netzteil) oder aus den 24V AC mitversorge. Das 
ESP-Board kommt mit 3,3V und 5V Eingang zurecht (da ist ein kleiner 
5V->3,3V Spannungsregler drauf).

Ich könnte die 24V AC mit einem einfachen Brücken-Gleichrichter 
gleichrichten und dann mit einem LM 7805 CT auf 5V regeln - der kann 35V 
Input ab. Allerdings bin ich nicht sicher, ob da ein 
Brückengleichrichter ausreicht oder ob ich da etwas besseres auffahren 
muss. Daher wollte ich dazu gern mal Eure Meinung hören.

Vielen Dank,
Michael.

: Verschoben durch User
von Manfred (Gast)


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Michael W. schrieb:
> LM 7805 CT auf 5V regeln - der kann 35V Input ab.
35V Input genügt nicht für einen sicheren Betrieb.

> Allerdings bin ich nicht sicher, ob da ein
> Brückengleichrichter ausreicht
> oder ob ich da etwas besseres auffahren muss.
Wer so fragt, sollte seinem Gefühl folgen:

Michael W. schrieb:
> separat mache (kleines USB-Netzteil)

Mach's getrennt!

von Michael W. (michael_w18)


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Hallo Manfred,

vielen Dank für die Antwort - allerdings würde ich mich über ein paar 
erklärende Worte sehr freuen, insbesondere:

Manfred schrieb:
>> LM 7805 CT auf 5V regeln - der kann 35V Input ab.
> 35V Input genügt nicht für einen sicheren Betrieb.

Was genau genügt da nicht? Ich habe ja 24V AC, nach dem Gleichrichter 
24V DC. Die 35V sind das obere Limit des LM 7805 CT.

von Frank L. (hermastersvoice)


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bei solchen Kenntnissen... machs getrennt



oder garnicht

von Keksstein (Gast)


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Das Problem ist die Verlustleistung über dem Regler, (Uin-Uout)xIout.
Ein TO220 Bauteil kann grob 1-1,5W ohne Kühlung ab. Bedeutet 
Ausgangsströme über 50mA erfordern unbedingt einen Kühlkörper.

Nach dem Gleichrichter + Siebelko sind es aber nicht mehr 24V sondern 
~34V. 1V Reserve ist viel zu knapp, zumal die Ausgangsspannung des 
Trafos bei kleiner Last steigt. Ich würde auf jeden Fall einen 
Schaltregler nehmen, der LM2575HV kann z.B. 57V am Eingang ab. Gibt 
sicher fertige Leiterplatten aus China bei Ebay.

Was das mit dem Gleichrichter soll verstehe ich jetzt auch nicht?

von Michael W. (michael_w18)


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Frank L. schrieb:
> bei solchen Kenntnissen... machs getrennt

Solche Antworten tragen sicher nicht dazu bei, die Elektro-Kenntnisse zu 
verbessern. Bis her habe ich am Ende jedes Projekt hinbekommen - eine 
gewisser Lernaufwand gehört halt dazu.

Keksstein schrieb:
> Das Problem ist die Verlustleistung über dem Regler, (Uin-Uout)xIout.
> Ein TO220 Bauteil kann grob 1-1,5W ohne Kühlung ab. Bedeutet
> Ausgangsströme über 50mA erfordern unbedingt einen Kühlkörper.

Den Kühlkörper hatte ich schon eingeplant.

> Nach dem Gleichrichter + Siebelko sind es aber nicht mehr 24V sondern
> ~34V. 1V Reserve ist viel zu knapp, zumal die Ausgangsspannung des
> Trafos bei kleiner Last steigt.

Die Spannungserhöhung hatte ich nicht auf dem Radar. Tatsächlich lande 
ich im Leerlauf bei 40V. Interesanterweise ist bei der China-Varinante 
der Schaltung 
(http://www.ebay.de/itm/7805-AC-DC-DC-Step-down-Power-Modul-Schaltregler-Stromversorgungsmodul-/141807311176) 
eine max Spannung von 27V DC angegeben.

Keksstein schrieb:
> Ich würde auf jeden Fall einen
> Schaltregler nehmen, der LM2575HV kann z.B. 57V am Eingang ab.

Danke für den Tipp. Verbrutzelt der auch so viel von der Leistung oder 
kann ich da nahe an den max Vin gehen? (die HV-Variante habe ich nicht 
günstig lieferbar gefunden).

Keksstein schrieb:
> Gibt sicher fertige Leiterplatten aus China bei Ebay.

Ja aber die Schaltung ist ja recht einfach und passt selbst aufgebaut 
mit auf die Lochraster-Platine. Dann passt die Steuerung hinterher 
komplett in eine Feuchtraumdose, was im Schuppen besser ist.

von hinz (Gast)


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Wieviel Strom braucht deine Schaltung eigentlich?

von Michael W. (michael_w18)


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hinz schrieb:
> Wieviel Strom braucht deine Schaltung eigentlich?

Etwa 250mA Peak bei 3,3V - im Mittel <100mA

von Michael W. (michael_w18)



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Die eigentliche Schaltung steht übrigens (war ja nicht viel) - siehe 
Foto.

Links ist ein Brücken-Gleichrichter mit 100uF Kondensator, da purzeln 
~40V raus - dran hängt nix weiter.

Danaben das ESP8266 Modul, welches derzeit via USB versorgt wird.

Oben links kommen 24V DC an. Die gehen auf die beiden Solid-State-Relais 
links und kommen geschaltet unten an.

Mein Test-Sketch lässt nur die beiden Lampen im Wechsel blinken. Ein 
Test mit den Magnetventilen war schonmal erfolgreich.

von Michael W. (michael_w18)


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Bin gerade bei EBay noch auf den LM2596HV gestoßen. Input bis 60V, als 
Modul ab 1€. Der könnte noch mit in die Dose passen, nur ums 
Gleichrichten muss ich mich selbst kümmern.

von Michael F. (sharpals)


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: Bearbeitet durch User
von Keksstein (Gast)


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>Danke für den Tipp. Verbrutzelt der auch so viel von der Leistung oder
>kann ich da nahe an den max Vin gehen? (die HV-Variante habe ich nicht
>günstig lieferbar gefunden).

Das ist ja der Sinn davon, höherer Wirkungsgrad = weniger Wärme.
Dein Linearregler (7805) hat ~Iin = Iout, beim Schaltregler sinkt die 
Stromaufnahme auf der Quellenseite um so höher die Spannung ist.
Näher an Vin sollte man trotzdem nicht gehen, da kann das IC beschädigt 
werden. Ist ein anderes Thema als die Verlustleistung.

>Solche Antworten tragen sicher nicht dazu bei, die Elektro-Kenntnisse zu
>verbessern. Bis her habe ich am Ende jedes Projekt hinbekommen - eine
>gewisser Lernaufwand gehört halt dazu.

Lass Dich nicht verunsichern, jeder fängt mal klein an!

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