Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ausgänge für 12V/5V Verteilung rudimentär absichern


von M. (finnjet)


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Ich möchte meine zentrale 12V und 5V Stromversorgung umbauen. Über die 
Jahre sind zusätzlich zu den Netzwerkkabeln einige 12V und 5V 
Verbraucher wie Kameras und kleinere Beleuchtungen ins Haus gekommen. 
Diese werden über separate Doppelleitung vom Netzwerkschrank mit meist 
12V versorgt. Es gibt auch noch einen RPi im selben Schrank der bekommt 
dann 5V.

Dazu habe ich bisher ein Laptopnetzteil dessen ~19V mit einigen der 
bekannten chinesischen LM2596 Modulen herunter geregelt. Die Ausgänge 
sind jeweils über Schmelzsicherungen geführt. Mit 2A flink bei Leitungen 
von 0,5mm² fühle ich mich recht wohl.

Teilweise führen diese Leitungen nach draußen, wo theoretisch jemand 
eine Überspannung oder vergleichbare Gemeinheiten anlegen könnte. Ich 
möchte das jetzt nicht komplett Angriff sicher machen, aber wenn sich 
jetzt (wo ich das sowieso neu mache) einfach etwas machen lässt, warum 
nicht?

Daher die Frage:
Was könnte eine einfache Beschaltung sein um die Ports nur ein wenig 
abzusichern? Mir fällt ein:

- Eine Diode in Sperrrichtung parallel zum Ausgang um bei einer 
verpolten Einspeisung die Schmelzsicherung auszulösen.
- Eine Z-Diode mit vielleicht 14V um bei einer Überspannung die 
Sicherung auszulösen.

Bei beiden Absicherungen bleibt natürlich GND verbunden und ist weiter 
angreifbar...

Was könnte ich noch mit Überschaubarem Aufwand umsetzen?

Ich hatte überlegt ob es etwas moderneres als Schmelzsicherungen gibt, 
eFuses, wie sie im Automotive Bereich wohl beliebt sind, fallen mir da 
ein. Gibt es da Bauteile die ich als Amateur mit überschaubarem Aufwand 
nutzen kann?
Polyfuses fühlen sich irgendwie falsch an. Ich möchte dann doch wissen 
wenn etwas schief geht. Bisher hat auch nichts ausgelöst, Verfügbarkeit 
ist nicht besonders kritisch bei der Anwendung.

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Eine Sicherung schützt die Leitung vor Überhitzung wegen Überlastung, 
Abtropfen der Isolierung und Kurzschluss.
Dazu muss im Kurzschlussfall genügend Strom fliessen, die 
Abschaltbedingungen erfüllt sein, das bedeutet eine kurze Leitungslänge, 
die bei dir vermutlich nicht eingehalten wird.
5V Leitungen leiden zudem unter dem Spannungsabfall auf einer langen 
Leitung, ich würde immer 12V nehmen und am Zielort runterregeln.
Ein LM2596 ist Steinzeittechnik mit ohen Verlusten. Nimm direkt ein 12V 
Netzteil und elektronische Sicherungen 
https://www.st.com/en/power-management/stef12.html 
https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/nis5420-d.pdf 
https://www.ti.com/lit/gpn/TPS25924

von M. (finnjet)


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Michael B. schrieb:
> 5V Leitungen leiden zudem unter dem Spannungsabfall auf einer langen
> Leitung, ich würde immer 12V nehmen und am Zielort runterregeln.
Das ist auch der Fall, es gibt nur einen 5V Verbraucher und der ist 
direkt neben der Verteilung.

> Ein LM2596 ist Steinzeittechnik mit ohen Verlusten. Nimm direkt ein 12V
> Netzteil und elektronische Sicherungen
Da gab es ja schon einige Diskussionen drum, ich werde mal sehen ob mir 
ein anderes Design ins Auge fällt. Ich möchte halt den Aufwand mit den 
Komponenten klein halten. Plan ist Platine fertigen lassen und selber 
bestücken.

> https://www.st.com/en/power-management/stef12.html
> https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/nis5420-d.pdf
> https://www.ti.com/lit/gpn/TPS25924

Habe jetzt nur das TI Datenblatt gelesen und hört sich ziemlich genau 
nach meinen Anforderungen an. Leider sind alle drei Bauteile nur in Pin 
freiem SMD verfügbar. Fällt Dir vielleicht etwas ein, dass sich auch 
einigermaßen per Hand löten lässt? Heißluft Lötgerät hätte ich zwar, 
aber bei dem oben genannten Gehäusen muss ich ja schon mit Lötpaste 
arbeiten um die (vermutlich thermisch entscheidende) Verbindung unter 
dem Bauteil auszuführen.

von Michi S. (mista_s)


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M. schrieb:
> Teilweise führen diese Leitungen nach draußen, wo
> theoretisch jemand eine Überspannung oder
> vergleichbare Gemeinheiten anlegen könnte.

Dabei sprichst Du von bewusster, absichtlicher Sabotage, denn 
versehentlich kann sowas ja nicht passieren. Wenn Du aber einen Schutz 
vor Sabotage willst, dann leg ihn dafür aus, daß er zumindest 
Netzspannung wegstecken kann.

Alles andere wäre völliger Unsinn, da eine solche Sabotage eh so 
unwahrscheinlich ist, wie nur was; aber falls war sabotiert, wird er auf 
keinen Fall riskieren wollen, daß Deine Spannungsversorgung (von der er 
ja vorab nicht weiß, wieviel Volt da anliegen) seine Energiequelle 
grillt, als nimmt er die höchste Spannung, die einigermaßen leicht 
verfügbar ist.

Wie wärs mit einem rein mechanischen Sabotage-Schutz?
Also einfach ein Rohr (vermutlich reicht schon Kunststoff oder 'n 
Schlauch von einer Duschbrause) um das Kabel zu schützen, ggf. bis über 
den Stecker ragend; an Dein Gerät anstecken und anschließend das Rohr 
möglichst nah am Gerät so fixieren, daß sich der Stecker nicht mehr 
abstecken lässt.

Wie stabil Du das Rohr wählst, richtet sich nach Deinem Schutzbedürfnis, 
wobei Du berücksichtigen solltest, daß ein entschlossener Zerstörer, 
wenn er das Rohr nicht geknackt kriegt, immer noch recht einfach Deine 
Außengeräte zerstören könnte.

von Werner H. (werner45)


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Auch ein gehärtetes Stahlrohr als Mantel ist kein Schutz gegen Sabotage, 
weil alle Saboteure natürlich auch eine Flex dabei haben. Das einzig 
mögliche ist, vor dem Kabel eine massive gemauerte Wand hochzuziehen. 
Flankierende Maschinengewehre nicht vergessen.

Mann, wie kann man sich solch skurrile Szenarien nur ausdenken - und das 
wegen 5 und 12 V...

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