Hoi elektronica-experts!

Ik ben me al een tijdje rustig aan het verdiepen in welke elektronica ik straks écht wil als ik een 2-railbaan ga bouwen. Ik neig ondertussen naar veel OpenDCC componenten, omdat dit eenvoudig en goedkoop is. Daarnaast spreekt het principe mij aan. Goedkoop is een voordeel, omdat ik naar oplossingen kijk waarbij zo min mogelijk draden over grote afstanden moeten lopen. Dat betekent dus dat je veel decoders op de plaats van gebruik neerzet. Je hebt er dan wel veel nodig maar ach... als ze 3 euro kosten om te maken dan komen we daar wel over heen.

Dan nu mijn vraag. Als je hier kijkt voor de OpenDecoder2 voor LED-aansturing, dan zie je dat voor het creëren van 5v en 12v een 7805 en 7812 worden gebruikt. Deze produceren flink wat warmte en je ziet dan ook een massief koelbok . Waarom is hier niet gewoon een LM3480 gebruikt? Deze vind je ook op decoders in locomotieven. Hij is klein en heeft geen koeling nodig. Ik heb geprobeerd op Google te zoeken, maar daar kwam geen bevredigend antwoord uit.

Ik hoop daarom dat jullie mijn lekenvraag kunnen beantwoorden . Alvast bedankt!

Met vriendelijke groet,
Dennis

inde eerste plaat kan die lm3480 maar 0.1A leveren terwijl de standaard 1A kan leveren. Beide regelaars zijn lineare regelaars en zetten dus beide het gesipeerde vermogen om in  warmte. De standaard regelaar zal dus bij 1A 10 keer zoveel warmte moeten verstoken dan de lm3480 Als je de 78... maar max 0.1A zou laten leveren onder dezelfde omstadigheden zou daar ook minder snel een koelblok nodig zijn.

Hallo Janvis,

Bedankt voor je reactie!

Ik heb nog even zitten rekenen, maar voor mijn doel zal de 100mA niet toereikend zijn, aangezien ik tot 16 leds wil aansturen. De Yoldal sunny white leds zijn wel 20mA per stuk. Ik heb dus minimaal 0,5A nodig. Inmiddels heb ik mijn ontwerp aangepast en een toereikende regulator geplaatst. De behuizing hiervan is SOT223-3, wat wel groter is dan de SOT-23 van de LM3480.

Op deze laatstgenoemde zit echter ook geen koeling en ik vraag me daarom nog steeds af wanneer die grens nu bereikt wordt. Hoop dat je mijn nieuwsgierigheid enigszins kunt temperen.

Met vriendelijke groet,
Dennis

de gedissipeerde warmte hoeveelheid is niet alleen functie van het vermogen dat je trekt, maar ook van het spanningsverschil tussen ingang en uitgang..

Als je een 7805 gebruikt om 5V te "maken", en je vertrekt van 9V dan is die spanningsval 4 Volt.   Vertrek je echter van 16V dan is diezelfde spanningsval 11 volt.  Reken maar uit als je bvb  0,5A verbruikt zoals in je voorbeeld.

0,5A bij   4V =>  P=U.I  ==>  Vermogen =  4V x 0.5 A =  2 Watt
0,5A bij 11V =>  P=U.I  ==>  Vermogen =  11V x 0.5 A =  5.5 Watt

In de betreffende data sheets van de componenten kan je gaan opzoeken wat de gekoelde en ongekoelde dissipatielimieten zijn voor elk type en bij welke stromen en spanningen deze optreden.

Ik bedoel natuurlijk ook het vermogen dat door regelaar moet worden omgezet in warmte en niet het vermogen wat door de verbruiker wordt afgenomen.

Dus eigenlijk hoe minder je verbruikt, hoe warmer hij wordt?

Met vriendelijke groet,
Dennis

dat denk ik niet...  volgens mij heb je het niet helemaal goed.

Hoe groter het verschil tussen ingangsspanning en uitgangsspanning, des te warmer wordt hij.   
Als je minder verbruikt, zakt de stroom en dus ook de dissipatie   (wordt minder warm).  Vebruik je meer dan stijgt de stroom en dus ook vermogen en dissipatie dus warmer.

Dank voor je geduld Dani .

Ik probeer het opnieuw. Ik heb 16volt ingangsspanning. 5volt uitgangsspanning. Dat is 11volt verschil. Als ik nu 100mA gebruik, moet er dus 100mA van 11volt worden omgezet in warmte. Als ik 500mA gebruik, moet 500mA van 11 volt worden omgezet in warmte (is dus meer). Klopt het zo?

Met vriendelijke groet,
Dennis

dat klopt als een zwerende vinger, Dennis !    Je hebt 'm ....

100mAx11V = 1,1 Watt
500mAx 11V = 5,5 Watt

en als je ipv 16V zou vertrekken van 12V had je dus    (12-5=7) volt  en dan 0.7 watt bij 100mA en  3.5 watt bij 500 mA....
en als je ipv 16V zou vertrekken van 9V had je dus    (9-5=4) volt  en dan 0.4 watt bij 100mA tegenover 2 watt bij 500 mA....

Met 6V zou ik niet beginnen bij een 5V regelaar, dat is te weinig marge.

Ik hoop niet dat het om 16 Volt wisselspanning gaat want dan wordt het nog onvoordeliger: 22,5 Volt DC.
Ik zou dan eens gaan denken aan een schakelende voeding.

Daar gaat het inderdaad wel om Huub. Dus mijn bruggelijkrichter zet 16v wisselstroom om in 22,5v gelijkstroom? Maar dan nog... als een decoder in een locomotief de spanning omlaag kan brengen naar 5volt zonder extra koeling, dan moet ik dat dus ook kunnen.

Met vriendelijke groet,
Dennis

De decoder in een locomotief gebruikt alleen een lagere spanning voor de aansturingselektronica. De uitgangen en motoraansluiting hebben een hogere spanning.
Bij het schakelen van LEDs zou je hetzelfde kunnen doen.
Heb je alleen wel wat nodig om met een lagere spanning die hogere spanning te schakelen (bijvoorbeeld een transistor).
Maar dat is een beetje afhankelijk van hoe de schakeling er verder uitziet hoe je dat het makkelijkste op kan lossen.

Weet je dat zeker? Alle uitgangen op een ESU decoder zijn 5volt.

Met vriendelijke groet,
Dennis

Dennis,

Alleen de logic uitgangen op een ESU zijn 5 volt.
De versterkte auxen zijn gewoon rond de 20 volt.


In dat voorbeeld zit al een ULN ic aan het eind. Er zijn versies die je met 12v kan voeden en dat ook aan de uitgang doorgeven.
Dus je transistor uitgang zit er al aan.Je moet hem hooguit nog aanpassen.
Persoonlijk zou ik dat soort eindversterkers in de normale uitvoering toepassen.Mocht er dan een kanaaltje stuk gaan door een sluiting kun je er zo een andere indrukken. Met die SMD ic's heb je dan een leuk soldeerklusje voor de boeg.

Mvg,Robin

Hoi Robin,

Bedankt voor de toelichting. Geeft een nieuwe kijk.

Ik snap nu ook beter wat die driver IC doet, maar in een ander projectje heb ik niet de ruimte om dat ding toe te passen en moet ik dus gewoon de outputs van de microcontroller gebruiken. Deze zijn 5v en ik heb al ondervonden dat dat genoeg is om een led van spanning te voorzien. Ik hoef de leds dus niet van 12, 16 of 22 volt te voorzien: 5v is genoeg.

Ik neig nu toch een beetje naar dit: lm340mp-5-0 (SOT-223). Deze kan een piekspanning aan tot 32volt, kan 1A leveren (mijn project zal denk ik maximaal 200mA verbruiken) en heeft een beperkte footprint (SOT-223). Ik zie eigenlijk geen nadelen (maar hoor graag het advies van de experts).

Met vriendelijke groet,
Dennis

Hoi Dennis,

Die LM340 moet nog steeds (22,5 V -5 V) * 0.2A= 3.5 W verstoken. Als je dan naar Figure. 7 op pagina 12 van de datasheet kijkt zie dat dat zelfs bij -40C teveel is voor een SOT-223. Als je kijkt naar de andere packages, pagina 8 bovenaan ook een probleem is, maar daar kun je een koellichaam op zetten. Je heb een aantal oplossingen:

- Gebruik een DC-DC converter, die zijn lastiger te ontwerpen en hebben iets meer componenten nodig
- Gebruik enkelzijdige gelijkrichting, dan houdt je  11,5 V over en hoef je nog maar 1.75 W te koelen, iets wat de TO-3 en TO-220 packages kunnen en TO-223 package is op het randje tenzij je 2-ounce copper gebruikt

Zorg je dat laatste geval voor een groot oppervlak aan koper waar de tab aan vast gesoldeerd wordt.

Groeten,

Dirkjan

Dat je bij enkelzeidige gelijkrichting maar 11.5 volt zou hebben gaat niet op  Je hebt enkel een veel grotere elco nodig voor het afvlakken, en de topwaarde blijft gewoon 16*wortel 2 (1.41)

Het enige wat helpt om minder warmte te ontwikkelen is gebruik maken van een schakelende spanningsregelaar maar die hebben weer extra compnenten nodig zoals een diode en een spoel.

Ook zou je de schakeling kunnen gaan voeden met een gelijkspanning van 12 volt, dan hoef je alleen maar de besturing te voeden uit je 7805 en dan word ie niet  meer zo warm hoor. Ook kan dan dus de 7812 achterwege blijven.

Als je de ruimte hebt, gebruik je daar tegenwoordig een een DC/DC schakelmodule voor.
Nauwelijks warmteverliezen, daardoor meer vermogen dan de 78XX - LM340 series

Niet tobben, voor die prijs kan je het zelf niet maken: 1-2-3-meins  

Cor

Ik stel voor om de 5 Volt voeding alleen voor de microprocessor enz.  te gebruiken en de leds op de ongestabiliseerde spanning.
Zo zijn er nog tal van mogelijkheden om het vermogen te verdelen en te verminderen.

ps. Dirk-Jan, ik vraag me af hoe je er bij komt om bij enkelfasige gelijkrichting de spanning maar op de helft te zetten ?????

grv Huub

Gelukkig wordt ik corrigeert, kennelijk was ik nog niet wakker. Ben bezig met een voeding met een center-tap transformator dat moet om kwart voor zeven 's ochtends een kleine neurale kortsluiting hebben gegeven. Je krijgt krijg zelfs een diode drop meer spanning...

Een DC-DC dus?

Dirkjan

Waarom zo moeilijk doen?  Kan je niet beter een 2e trafo gebruiken voor je elektronica (eentje die veel dichter bij 5V staat, of een doodgewone adapter die meteen 5VDC levert); een beetje in de stijl van Brenner?
En haal je DCC signaal binnen via een opto-coupler.

Veel simpeler en veel veiliger!  En op termijn ook veel goedkoper, want je verbruikt bijna geen dure DCC-stroom waarvoor je een booster nodig hebt.

Hoi allemaal,

Bedankt voor jullie reacties. Het lijkt misschien van niet, maar ik heb het draadje scherp in de gaten gehouden!

Voor wat betreft de oplossingen begrijp ik allemaal goed wat er bedoeld wordt, dus iedereen bedankt voor de duidelijke uitleg. In eerste instantie was er dus wat onkunde bij mij, waardoor ik niet begreep waarom voor bepaalde oplossingen gekozen is. Inmiddels begrijp ik dat een stuk beter. Teruggaand naar mijn eerste vraag en het ontwerp van de OpenDCC decoder blijft het natuurlijk vreemd dat men daar een 7812 en 7805 gebruikt voor sec. de aansturingselektronica, want immers er is een transistor array geplaatst. Ik zal nog eens doorrekenen hoe het precies zit met het verbruik, want voor alleen de Attiny zou een kleinere LM3480 waarschijnlijk toch nog steeds volstaan.

Een belangrijke reden om met het DCC signaal alles rechtstreeks te voeden en daarmee inderdaad het 'dure' DCC signaal te belasten is het aantal draden te beperken. Ik merk dat hoe meer draden, hoe complexer je het geheel kunt onderhouden. Daarom wil ik insteken op zo min mogelijk bedrading. Overigens valt dat gebruik best mee... stel dat ik een huisje bouw met 4 ledjes met daarin de relatief veel verbruikende Yoldal leds. Dat is dan 80mA, met aansturing misschien 100. Met één booster kun je dan nog steeds 40 huisjes aansturen en verlichten. Op mijn toekomstige baan met nadruk op landschap zal dat niet het probleem vormen.

Dan nog even iets waardoor jullie soms mijn antwoorden of oplossingen niet begrepen. Hoewel de ruimte in een huisje niet heel groot is, ben ik bezig met een projectje voor printplaten in locomotieven. Hier speelt hetzelfde probleem, behalve dat ik niet 4 lampjes wil aansturen, maar 16 (alle front- en sluitverlichting individueel). Mijn ruimte daar is nog beperkter dan in het huisje en warmte is natuurlijk ook een groter probleem. En trouwens... daar heb je niets anders dan het DCC signaal, ik zie mezelf nog geen laptopvoeding inbouwen in een locomotief.

Afijn, ik heb weer een hoop dingen geleerd dankzij jullie allemaal en kan nu naar de volgende stap in mijn "alles elektronisch"-baan. Tijd om weer wat printplaten te gaan bouwen voor de verschillende dingen die ik wil gaan doen .

En goede suggesties blijven natuurlijk welkom!

Met vriendelijke groet,
Dennis

Nog geen link naar een schema van wat de TS wil gaan gebruiken? Maar als ik dit schema als voorbeeld neem klik.
Dan wordt de spanningsregelaar alleen gebruikt om een 5 volt spanning te maken voor de microcontroller. Bij normaal gebruik (geen kortgesloten uitgangen, etc. trekt de microcontroller niet zo heel veel stroom (ook afhankelijk van programma wat erin is geladen natuurlijk). De stroom is zelfs zo laag dat ze zeggen dat je een 78L05 kan gebruiken, en die variant kan maar 100mA leveren waar de normale variant tot 1A kan gaan.
In dit schema wordt de spanning welke op de uitgangen komt te staan direct achter de gelijkrichter vandaan naar de uitgangen gebracht en via de ULN geschakeld (wat inhoud dat de stroom voor de uitgangen niet via de spanningsregelaar 7805 gaat, dus niet bij het opgestookte vermogen van de spanningsregelaar moet worden geteld).
Zelfde verhaal trouwens ook voor de ander variant van de openDCC decoder.

Hey Johan,

Dat lijkt mij inderdaad ook de beste oplossing voor dit "probleempje"

Groeten jw