Mehrere Spannungen vom selben Netzteil

  • Hallo Forum,

    bei der Planung meines nächsten RPI-Projekts stoße ich gedanklich an ein Hindernis: Der Einsatz mehrerer anzusteuernder Bauteile wird mindestens dei, wenn nicht sogar vier verschiedene Netzteile erfordern. Grund ist die jeweils unterschiedliche Versorgungsspannung der Komponenten. Gerne würde ich nur ein einziges (dickes) Netzteil für alle Komponenten einsetzen. Meine Frage: Wie geht das?

    Hab natürlich selbst schon ein bißchen gesucht und bin auf diese so genannten Step-Down-Wandler gestoßen. Ich würde also ein dickes Netzteil mit 12V, und sagen wir 4-5 Ampere, benutzen und die jeweils nötigen Spannungen mit mehreren Step-Downs abgreifen. Können diese Stepdowns denn auch immer Spannungsstabilität gewährleisten? Gibt's da evtl Unterschiede?

    Konkret sollen mehrere Motoren Servos und Lampen angesteuert werden. Wenn da jetzt ein 6V-Servo und sagen wir ein 10V Motor andauernd an und ausgehen, sich vor- und rückwärts drehen, es gleichzeitig noch blinkt, bricht ja ständig und unterschiedlich stark die Spannung ein. Vor jedem Bauteil muss also gewährleistet sein, dass das nicht passiert, damit die auch alle an dem selben Netzteil hängen können.

    Bei Conrad sind Step-Downs so dicke viereckige, plastikverschweißte Würfel mit meist miesem Wirkungsgrad. Bei Ebay sind das nur dünne Platinen, die ab 2 Euro pro Stück kosten (die Dinger bei Conrad liegen bei 10 Euro). Worauf muss ich beim Kauf achten? Oder sollte ich doch lieber zu diesen Spannungsreglern mit den drei Beinen greifen, die allen überschüssigen Strom in Hitze umwandeln, schweineheiß werden und natürlich einen umso mieseren Wirkungsgrad haben, je höher die Spannungsdifferenz bei konstanter Stromaufnahme ist? Gibt's evtl doch halbwegs günstige Netzteile, wo das alles schon fertig ist?

  • Stepdowns sind schon der richtige Weg. Die sind auch spannungsstabil. Auf die richtige Belastbarkeit musst Du achten und es sollte ein Schaltregler sein. Schaltregler haben einen hohen Wirkungsgrad und dadurch eine geringe Verlustleistung. Hier mal ein Beispiel: https://raspiprojekt.de/kaufen/shop/st…instellbar.html
    Speziell für den Raspberry Pi würde ich dann eine USV einsetzten, die einen wide range Eingang hat. Die ist natürlich bedeutend teurer als ein einfacher Stepdown, schützt aber ausgezeichnet vor Schäden an der SD-Karte bei Stromausfall, da der RasPi ordnungsgemäß heruntergefahren wird. Auch hier ein Beispiel aus unserem Shop: https://raspiprojekt.de/kaufen/shop/er…pi/rpi-usv.html


  • Stepdowns sind schon der richtige Weg. Die sind auch spannungsstabil. Auf die richtige Belastbarkeit musst Du achten und es sollte ein Schaltregler sein. Schaltregler haben einen hohen Wirkungsgrad und dadurch eine geringe Verlustleistung. Hier mal ein Beispiel: https://raspiprojekt.de/kaufen/shop/st…instellbar.html
    Speziell für den Raspberry Pi würde ich dann eine USV einsetzten, die einen wide range Eingang hat. Die ist natürlich bedeutend teurer als ein einfacher Stepdown, schützt aber ausgezeichnet vor Schäden an der SD-Karte bei Stromausfall, da der RasPi ordnungsgemäß heruntergefahren wird. Auch hier ein Beispiel aus unserem Shop: https://raspiprojekt.de/kaufen/shop/er…pi/rpi-usv.html

    Ja, diesen "Schaltregler" hatte ich auf Ebay gefunden. Die machen alles toll stabil und reichen völlig?Hatte das Ding bei der Suche nach "Step-Down-Wandler" gefunden. Was ist ein Wide-Range-Eingang? Eigentlich sollte ich keine USV brauchen, weil ja alles supertoll stabilisert laufen soll. Kannst Du mir vielleicht noch den Unterschied zwischen Step-Down und Schaltregler erklären? ICh suche dann auch mal nach diesen "Klötzen", von denen ich geschrieben hatte und deren Zweck mir nicht ganz einleuchtet.

  • Stepdown Regler sind Schaltregler (Buck). Sie werden auch Abwärtswandler oder stepup (boost) auch Aufwärtswandler genannt. Und dann gibt es noch Wandler, die sowohl abwärts - als auch aufwärts wandeln können. Oder halt Buck-Boost. Ich habe jetzt wohl noch nicht alle Namen dafür aufgeschrieben. Aber du kannst von 3 verschiedenen Typen ausgehen, die halt die o.g. Eigenschaften haben. Prinzipiell kannst du Motoren, LEDs, oder sonstige Verbraucher anschließen. Es könnte jedoch je nach Verbraucher zu Regelschwingungen kommen, was ich allerdings noch nciht erlebt habe, da wohl alle Regler gut dimensioniert waren. Am DC Ausgang schadet dann auch nicht, große Kondensatoren (Kapazität) zu verwenden.

    Wide-Range Eingang: Ein Schaltregler, der für einen großen Eingangsspannungsbereich spezifiziert ist. Im Zweifel immer im Datenblatt des Reglers nachschauen, ob deine Anforderungen erfüllt werden. Oft sind DCDC mit genau einer Eingangsspannung spezifiziert. Also z.B. 15V. Bei einem wide range wären das dann z.B. 8-16V. Wenn du das Teil mit 15V versorgst, gehen beide.

  • Achso. Vielen Dank für die wirklich verständliche Antwort. Wie versprochen, der Link zu den "komischen Klötzen": Link1, Link2

    Ich habe mich beim Wirkungsgrad getäuscht, der liegt bei über 90%. Was so komisch an den Dingern ist, sind die maximalen Ausgangsströme. 110 mA sind viel zu wenig! Diese Klötzchen liefern alle so wenig. Außerdem war's nicht leicht, einen zu finden, der wirklich von 12V auf 5V für den RPi runterwandelt. In den beiden Links sind jetzt andere, weil ich den richtigen so schnell wieder nicht finden konnte. Jedenfalls braucht ein einzelner Motor ja schonmal gerne 160-180mA. Da kann ich sowas nicht brauchen. Trotzdem bin ich jetzt neugierig wofür die eigentlich gut sein sollen, wenn's das auch in besser gibt. Bei Conrad scheint's kaum Alternativen zu geben und wenn ich auf Adafruit, hier oder Amazon gucke, kommen da entweder kleine Platinen oder größere, mit Spulen und viel Elektronik drumherum.

    Einmal editiert, zuletzt von snoopy123 (1. Mai 2016 um 14:27)

  • Beim Suchen musst Du etwas aufpassen. Einige nennen auch die besagten Spannungsregler, die den Rest in Wärme umwandeln Stepdownregler. Das sind dann s.g. Linearregler. Der Wandler aus meinem Link kann z.B. 2-3A liefern. Die aus deinen Links sind gut geeignet für kleine Schaltungen, für Motoren kannst du die natürlich nicht benutzen. Es gibt auch Netzteile z.B. von Mean Well, die liefern mehrere Spannungen, da bist Du aber schnell mal bei 60 - 70 Euro.

  • Was sind denn das jetzt für Klötze in meinem Link? Sind das auch Step-Downs oder doch nur Linearregler, wegen der drei Beinchen? Hab gerade noch diesen Threat gefunden, wo der Unterschied zwischen Linear und Step-Down ebenfalls gut erklärt wird. Da steht aber auch, dass Step-Downs gerne mal unsaubere Spannung ausgeben, weil die ja mit einer Taktung arbeiten. Sollte ich also hinter einen Stepdown vielleicht noch einen Linearregler schalten, um das Signal zu glätten? Der Rasperty braucht ja bestimmt saubere, ungestörte 5V. Wäre ein Kondensator vielleicht besser? Der Linearregler müsste ja einen ziemlich hohen Wirkungsgrad haben, wenn er im Grunde gar nichts wandelt, sondern nur für stabile Spannung sorgen soll.

  • Naja, die Bezeichnung Regler sagt aus, dass die Spannung geregelt wird. Und DC/DC heißt, das Gleichstrom reingeht und Gleichstrom rauskommt. Sicher gibt es da Qualitätsunterschiede, aber die Spannung die aus einem Regler kommt mit einem weiteren Regler zu regeln hört sich schon etwas abwegig an. Also StepDown reicht aus, weil dort eine Glättung erfolgt. Deine kleinen eckigen Dinger sind auch Schaltregler, aber nur mit 1W Leistung.

  • Linearregler haben immer einen miesen Wirkungsgrad, dem PI stören DC/DC stepdownwandler nicht die Bohne

    https://www.forum-raspberrypi.de/Thread-pi-tuning&highlight=Tuning
    PI Tuning (2)
    PI-Tuning (3)

    Deine Klötze DCDC Wandler gibt es bis 5W

    SIM1 SIM2 SIM3 usw.

    Die ebay Cina Wandler sind schon gut nur lügen sie in den Daten,
    2A Typen erreichen so 1,5A
    3A Typen erreiches so knapp 2A

    Sicherheitszuschlag 100% ist also ratsam!

    Wo ich Linearregler nach DCDC Wandler einsetze, bei ADC und OPV Schaltungen:

    z.B. DCDC nach 15V und Linearregler LM317 nach 10V für ADC und OPV

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (2. Mai 2016 um 11:43)

  • Uiuiui soo viele Infos. Die drei Tuning-Links sind super! Ich verliere nur gerade den Überblick. Also für mein eigentliches Anliegen wäre sowas hier wohl ziemlich geeignet.

    Das mit dem Tuning klingt aber auch spannend.
    Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, wandelt der PI selbst nochmal 5V in 3,3V um, mit einem Linearregler. Deshalb ersetzen die den alle mit einem Stepdown. Das spart 3€ Strom im Jahr, bei Dauerbetrieb und verringet die Temperatur im Gehäuse. Wichtig ist dabei der größere Kondensator, der ebenfalls ersetzt wird, sonst wird die Stromzufuhr beim Ein-/Ausstöpseln von USB-Geräten kurz unterbrochen, weil das aufgelötete Ding sonst zu schwach ist.

    Was ich jetzt nicht verstehe: Was wandelt dieser KIS 3R33s jetzt eigentlich? Modifizieren die den selbst auch nochmal? In der Artikelbeschreibung steht nur die Eingangsspannung. Woher soll der wissen, ob da jetzt 3,3 oder 5V rauskommen sollen? Auch verstehe ich den Anschluss nicht ganz. Da scheint ein drittes, weißes Kabel irgendwo in die Platine zu gehen. Ist bestimmt die Masse, aber zum Nachbauen müsste ich mir da schon sicher sein.

    Und dann hab ich aus China noch das hier gefunden: Ein neuer KIS, der komlett ohne Spulen, Kondensatoren auskommt und nur ein Chip zu sein scheint. Wie kann das denn sein? Der soll genau das gleiche machen wie dieses [Anzeige] Ding hier?

    Was ist OPV? ADC ist alternating/direct current (Wechsel zu Gleichspannung), oder?

    Einmal editiert, zuletzt von snoopy123 (2. Mai 2016 um 17:09)


  • Uiuiui soo viele Infos. Die drei Tuning-Links sind super! Ich verliere nur gerade den Überblick. Also für mein eigentliches Anliegen wäre sowas hier wohl ziemlich geeignet.

    nur das die 3A ziemlich gelogen sind, ich habe rund 30 KIS hier vermessen keiner erreichte auch nur 2A, 1,7A war maximum, reicht dem PI aber für 3,3V da geht kaum was über 1A (0,2A bis 0,7A und etwas drüber bei oc ist mir bis hierher bekannt)


    Das mit dem Tuning klingt aber auch spannend.
    Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, wandelt der PI selbst nochmal 5V in 3,3V um, mit einem Linearregler. Deshalb ersetzen die den alle mit einem Stepdown.

    alte PI bis B


    Das spart 3€ Strom im Jahr, bei Dauerbetrieb und verringet die Temperatur im Gehäuse. Wichtig ist dabei der größere Kondensator, der ebenfalls ersetzt wird, sonst wird die Stromzufuhr beim Ein-/Ausstöpseln von USB-Geräten kurz unterbrochen, weil das aufgelötete Ding sonst zu schwach ist.

    richtig verstanden, aber nur alte PI bis B

    B+ und PI2 und PI3 haben schon Schaltregler

    wie es mit den Kondensatoren ausschaut habe ich noch nicht getestet, kommen mir beim PI2 auch zu klein vor, merkt man wenn man eine USB Platte ansteckt, habe aber da noch nix "getunt"


    Was ich jetzt nicht verstehe: Was wandelt dieser KIS 3R33s jetzt eigentlich? Modifizieren die den selbst auch nochmal? In der Artikelbeschreibung steht nur die Eingangsspannung. Woher soll der wissen, ob da jetzt 3,3 oder 5V rauskommen sollen?

    dein erster Link ist ein Modul 7-24V rein und an der USB Buchse kommen 5V raus durch Zusatzbeschaltung am KIS, die 3A sind gelogen, aber 1,7A geht schon

    dein 2ter Link ist das nackte KIS3r33 der von Haus aus 3,33V rausgibt und durch externe R mehr oder weniger Volt getuned werden kann 9,1k-10k von ADJ nach GND für 5V.


    Auch verstehe ich den Anschluss nicht ganz. Da scheint ein drittes, weißes Kabel irgendwo in die Platine zu gehen. Ist bestimmt die Masse, aber zum Nachbauen müsste ich mir da schon sicher sein.

    welches Bild meinst du?

    Ein Regler hat nun mal minimal 3 Beine rein masse raus

    und wenn du mein Bild meinst ist es doch klar
    +5V ist rot REIN
    - GND ist schwarz MASSE weil die meisten das so kennen
    und weiss nahm ich für raus 3,3V


    Und dann hab ich aus China noch das hier gefunden: Ein neuer KIS, der komlett ohne Spulen, Kondensatoren auskommt und nur ein Chip zu sein scheint. Wie kann das denn sein? Der soll genau das gleiche machen wie dieses [Anzeige] Ding hier?

    ne kommt er nicht, das ist das NACKTE IC welches noch einiges drum rum braucht, Spulen, Kondensatoren, Widerstände, nur gibt es tatsächlich Menschen die sich das Essen lieber selber aus Einzelteilen kochen.


    Was ist OPV? ADC ist alternating/direct current (Wechsel zu Gleichspannung), oder?

    ADC analog digital converter
    OPV operationsverstärker

    aber mal ne Frage, dein google kaputt? oder warum muss ich das schreiben?

    ADC und OPV wurden schon so oft beschrieben da muss ich nix extra tippen.

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    Einmal editiert, zuletzt von jar (2. Mai 2016 um 17:33)

  • Naja für Abkürzungen ist sowas eher geeignet, doch dann waren das auch noch ne deutsche Abkürzungen, da hätte mir das auch nicht unbedingt geholfen. Auf Google ist bei sowas nicht immer Verlass. Ist halt Glückssache, welche Abkürzung für verbreitet gehalten wird.


    JA, mit dem Raspberry B ist super! Ich hab' nämlich den B. Meinen Eltern hab ich glaube ich den B+ mal geschenkt, als Mediacenter. Der resettet tatsächlich immer, wenn man was ein- oder ausstöpselt - meiner bislang zum Glück nicht.

    1,7 A müsste für meine Zwecke reichen. Ein Stepdown für den Raspi, einer für nen Motor, ein weiterer für Servos, ... das sollte alles klappen.

    Zitat


    dein 2ter Link ist das nackte KIS3r33 der von Haus aus 3,33V rausgibt und durch externe R mehr oder weniger Volt getuned werden kann 9,1k-10k von ADJ nach GND für 5V.

    Ich glaube, das ist der Teil, den ich nicht verstehe. Erstens sieht der KIS3R33S auf den Fotos anders aus als die die KIS3R33S bei Ebay, zweitens...genau...da wurde in den Tuning-Threats was von diesem Adj-Pin geschrieben. Da kommt also ein Widerstand zwischen Adj und Gnd und das reguliert die Ausgangsspannung? Hättes Du das jetzt nicht geschrieben, hätte ich den Widerstand einfach hinter den Ausgang in Reihe geschaltet. Das heißt, dieser Adj-Pin hat eine besondere Funktion, die man kennen muss. Bitte mehr dazu, das ist bestimmt bauteilspezifisch.

  • ADJ steht für Adjust

    die Ausgangsspannung wird durch einen Spannungsteiler zum FB feedback zurückgeführt, weil das ja ein REGLER ist, steigt die Ausgangsspannung weiss der KIS durch FB das er runterstellen muss, sinkt die Spannung weiss der Regler das er hochstellen muss, wenn ich nun an ADJ einen weiteren! R nach GND schalte kommt dem FB das zu wenig vor und die Spannung steigt.

    Das der KIS auf meinen Bildern anders aussieht, ich habe das Gehäuse schwarz entfernt und du siehst das Innenleben.

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