Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Step-Down von 5V auf 4V


von Kian K. (mirokai)


Lesenswert?

Hallo Leute,

ich möchte ein SIM800L GSM-Modul an meinem Arduino betreiben.

Ich kann eine serielle Verbindung zum Modul herstellen und AT-Befehle 
eingeben. Das funktioniert jedoch nur so lang, bis es eine Verbindung 
zum Mobilfunknetz herstellt.

Das Modul hat eine seltsame Versorgungsspannung von 3,6V - 4,4V, welche 
ich mithilfe einer 1N4007-Diode aus 5V beziehe. Laut Internet zieht das 
Modul kurzzeitig bis zu 2A Strom, und die Diode sei dafür unvorteilhaft. 
Ich habe testweise noch einen 470µF Kondensator hinter die Diode 
gepackt, aber ohne Erfolg.

In diversen Foren wird empfohlen einen einstellbaren 
Step-Down/Buck-Converter zum verringern der Spannung zu verwenden. Ich 
habe unter anderem bei Elektronikhändlern im Internet geschaut, jedoch 
nichts brauchbares gefunden.
Auch beim Versandhändler Nummero eins (darf man hier Namen nennen?) gibt 
es zwar fertige Platinen, jedoch mit schlechten Bewertungen bzgl. 
Wärmeentwicklung und EM-Verträglichkeit.

Was würdet ihr denn empfehlen?

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Kian K. schrieb:
> Was würdet ihr denn empfehlen?

Nimm eine andere Diode.

https://www.vishay.com/docs/88516/1n5400.pdf


Kian K. schrieb:
> Laut Internet zieht das
> Modul kurzzeitig bis zu 2A Strom, und die Diode sei dafür unvorteilhaft.
> Ich habe testweise noch einen 470µF Kondensator hinter die Diode
> gepackt, aber ohne Erfolg.

Wie kurzzeitig?

: Bearbeitet durch User
von Kian K. (mirokai)


Lesenswert?

Danke für die Antwort. Ich werde es mit der Diode probieren. Sobald das 
Modul die Antenne benutzt, ist wohl ein hoher Strom notwendig.

Ich habe irgendwo gelesen, dass das SIM800L sehr anfällig für 
Schwankungen von Strom und Spannung sein soll. Wäre ein DC/DC-Converter 
da vielleicht sinnvoller als eine Diode? Ich habe leider keine Ahnung, 
was für "Quasi-Standardbauteile" der Hobbyelektroniker für solche 
Anwendungen benutzt.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

MIC29302, und der braucht nicht mal einen Kühlkörper.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Kian K. schrieb:
> In diversen Foren wird empfohlen einen einstellbaren
> Step-Down/Buck-Converter zum verringern der Spannung zu verwenden.

Ein Step-Down Wandler, um von 5V auf 4V zu kommen, bringt nicht viel, 
außer vielleicht Problemen mit der EMV.
Einen Vorteil gegenüber eine Linearregler (in diesem Fall LDO) bringt 
der eher bei höherer Eingangsspannung. Aber um gegen fast 80% 
Wirkungsgrad eines Linearreglers einen nennenswerten Vorteil zu 
erreichen, lohnt IMHO der Aufwand nicht.

von Peter Z. (hangloose)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Siehe Anhang...

von Kian K. (mirokai)


Lesenswert?

Nochmals danke für eure Antworten.

Im Datenblatt des MIC29302 steht folgende Formel:

Ist diese allgemeingültig, oder ist der Wert 1,242 abhängig von der 
gewünschten Ausgangsspannung? (im Datenblatt ist die Ausgangsspannung 
2,5V, also etwa das doppelte von 1,242)

Peter, du hast 100k und 47k für den Spannungsteiler genommen. Warum so 
hohe Widerstände?

von 2⁵ (Gast)


Lesenswert?

Kian K. schrieb:
> Ist diese allgemeingültig, oder ist der Wert 1,242 abhängig von der
> gewünschten Ausgangsspannung?

Mathematisch betrachtet macht dann die Formel keinen Sinn: V_out würde 
dann wiederum von sich selbst abhängen! Man könnte dann V_out heraus 
dividieren!

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Kian K. schrieb:
> Ist diese allgemeingültig, oder ist der Wert 1,242 abhängig von der
> gewünschten Ausgangsspannung?

Dreisatzrechnung und Spannungsteiler sagt dir etwas?

Der Wert kann natürlich genauso gut irgendwo anders im Bereich 1.203 bis 
1.277V sein, je nach Umgebungsbedingungen und Exemplar (siehe Reference 
Voltage). Wenn du die im Datenblatt genannten Bedingungen nicht einhälst 
(insb. Note 8), kann er auch noch weiter von den als typisch genannten 
1.240V abweichen.

von Kian K. (mirokai)


Lesenswert?

Okay, ich habs kapiert. Vielen dank für die Hilfe!

Ich werd die benötigten Teile gleich mal bestellen.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Kian K. schrieb:
> Warum so hohe Widerstände?

Warum nicht? Bei den angegebenen maximal 120 nA Bias Strom ist das doch 
noch nicht irgendwie kritisch, es sei den, du baust ein Layout mit übler 
kapazitiver Belastung für den Spannungsteiler.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

2⁵ schrieb:
> Mathematisch betrachtet macht dann die Formel keinen Sinn: V_out würde
> dann wiederum von sich selbst abhängen! Man könnte dann V_out heraus
> dividieren!

Mathematisch betrachtet wäre das ziemlich egal. Dann müsste man die 
Formel solange umsortieren, bis die V_Out alleine auf eine Seite steht.
Mathematische Probleme würde man erst bekommen, wenn der Wert 
proportional zur Ausgangsspannung wäre.

Aber zum Glück gibt es im Datenblatt auf S.3 das Prinzipschaltbild, aus 
dem sich die Bedeutung des Wertes durch kurzes Hingucken sofort 
erschließt.
Einzig unklar ist, wer den Wert 1,242 in die Welt gesetzt hat.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:

> Einzig unklar ist, wer den Wert 1,242 in die Welt gesetzt hat.

Nun, die beiden letzten Stellen bilden ja die Zahl "42"
und die ist ja bekanntlich allgemeingültig. :-)

von Kian K. (mirokai)


Lesenswert?

2⁵ schrieb:
> Mathematisch betrachtet macht dann die Formel keinen Sinn: V_out würde
> dann wiederum von sich selbst abhängen! Man könnte dann V_out heraus
> dividieren!

Du hast Recht! Ich sehe manchmal Zusammenhänge, wo keine sind hahaha.

von Frank E. (ffje)


Lesenswert?

Das Stichwort "Layout", von Wolfsgang erwähnt; induktionsarm ist auch 
auf Lochraster, nicht jedoch auf breadboard (einfach) realisierbar. Im 
DB das Kapitel "4.2 Capacitor Requirements" beachten, außerdem das 
rechte Drittel im "schematic.png" von Peter.Z, denn der C104 dient NICHT 
einer minimalen Erhöhung der Kapazität des C103. Im DB das Kapitel "4.4 
Adjustable Regulator Design", kein Vorwurf aber ein wichtiger Tip: 
Mathematik hilft immer, auch in der Politik.

mfG  fE

: Bearbeitet durch User
von Peter Z. (hangloose)


Lesenswert?

Der Schaltplan ist aus einer Appnote von Simcom.
Wichtig ist auch der 470R Last-Widerstand, da sonst die Ausgangsspannung 
zu hoch ist.

https://simcom.ee/documents/SIM808/SIM808_Hardware%20Design_V1.03.pdf

: Bearbeitet durch User
von 2⁵ (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Mathematisch betrachtet wäre das ziemlich egal. Dann müsste man die
> Formel solange umsortieren, bis die V_Out alleine auf eine Seite steht.

Wenn man, wie der TE geschrieben hat, 1,242 durch V_out/2 ersetzen 
würden,
wäre man ja bei der Proportionalität, und genau dann könnte man V_out
heraus dividieren, und dann wäre die Formel sinnlos, um V_out zu 
bestimmen!

> Mathematische Probleme würde man erst bekommen, wenn der Wert
> proportional zur Ausgangsspannung wäre.

Eben!

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.