HIVE-Project

Ein Thema bei dem ich derzeit Theorie-seitig im Regen stehe:

Für eigene Microcontroller-basierte Projekte braucht man meistens die Spannungsschienen 5V und 3,3V möglichst glatt und konstant. Womit realisiert man sowas am besten - welcher Regler, welche Beschaltung (insbesondere Kondensator-Kapazitäten). Fragen über Fragen...
Natürlich schaut man sich typischerweise nach Referenz-Projekten um und kupfert dann deren Schaltung ab. Manchmal lernt man was dabei, manchmal ist es aber auch nur "malen nach Zahlen" - so können sich suboptimale Designs sicher auch über Generationen von Projekten weitervererben.

Genial fand ich z.B. beim Analysieren der Schaltung der UZebox den Einsatz eines Grätzbrücken-Schaltkreises ganz vorn am Anfang. Endlich ist man der Sorge enthoben, ob nun am Hohlstecker der Pluspol innen oder aussen sein muss. Das ist bei Universalnetzteilen oft eine kritische Frage. Wie rum stecke ich den Mist jetzt zusammen, stirbt dann meine Schaltung? Inzwischen weiss ich zwar, dass bei Hohlsteckern "Pluspol innen" der Quasi-Standard ist, aber sicher ist man nie...

Bei der 5V Versorgung gibt es auch einen Quasi-Standard: fast alle Hobby-Projekte verwenden den 7805 dafür. Der Hive tanzt hier mit einem L4940 V5 regelrecht aus der Reihe. Mit gutem Grund oder einfach so?

Bei 3,3V herscht bunte Vielfalt, die einzige Gemeinsamkeit aller Projekte die ich bisher gesehen habe: diese Schiene hängt hinter der 5V Schiene. Macht aber auch Sinn, da bei dieser Schaltung die geringste Verlustwärme. Gibt es eine brauchbare Literatur wo man sich belesen kann welcher Schaltkreis der richtige für welche Anwendung ist?

Apropos Wärme: ich hab bei den ersten Tests meinen Hive absichtlich nur mit 6V gespeist, die beiden Blechfahnen an den Spannungsreglern bleiben lauwarm. Hat höhere Versorgungsspannung irgend einen Vorteil der es wert ist dass man dann eben mehr Wärme abführen muss?

Moin moin!
Spannungsregler, ein umfangreiches Thema......
Warum nimmt man z.B. einen L4940-V5 anstatt den allgemein üblichen 7805 ?
Da kann es mehrere Gründe geben. Der L4940-V5 verträgt einen Strom von 1,5 A der 7805 nach alter Spezifikation 1A mittlerweile auch 1,5A bei einigen Herstellern. Was aber viel wichtiger ist, ist "dropout Voltage" die Spannung die die Eingangsspannung höher sein muß wie die Ausgangsspannung. Diese ist aber auch abhängig vom Strom. Beim L4940-V5 liegt diese bei 0,4V/0,5A und 0,9V/1,5A. Beim 7805 haben wir 2V/1A. Das ist deutlich höher als beim L4940-V5. Diese Spannung verschwindet aber nicht so einfach im Nirvana sondern macht sich als Verlustwärme am Regler bemerkbar. Die Dropoutspannung ist mindestens erforderlich, damit der Regler sicher arbeitet.
Die Hiveplatine hat laut Schaltplan in allen drei Ausführungen eine Diode in der positiven Spannungszuführung. Diese schützt den Hive vor Falschpolung. An dieser Diode(Si-Diode) fallen je nach Stromfluß ca. 0,8V bis 1V ab. Was bedeutet das. Die Eingangsspannung muß um diese Spannung höher sein als die Ausgangsspannung. Dazu kommt natürlich auch die Dropoutspannung, so daß wir im Falle bei einem Stromverbrauch von ca. 500mA eine Eingangsspannung von 5V + 0,4V + 0,8V = 6,2V haben müssen. 6V als Eingangsspannung sind da etwas zu wenig. Manche Regler reagieren einfach so, daß die Ausgangsspannung ebenfalls absinkt. Damit kann aber der Regelbereich des nachfolgenden Reglers in Mitleidenschaft geraten. Bei voller Bestückung mit eingeschaltetem Ethernetchip wäre eine Eingangsspannung von 7,5V, wird von einigen einstellbaren Netzgeräten geliefert, sinnvoll.
Zu beachten Verlustleistung und Kühlung der Regler.
Ein Einsatz von Schaltreglern ist auch eine Überlegung wert.

Gruß
TuxFan