Bezpiecznik w układzie zasilania mikrokontrolera 5V

[vtor]

Witam wszystkich

Jako projekt szkolny muszę wykonać projekt na AVR (Arduino) , projekt jest już prawie gotowy tylko mam pewne wątpliwości. Do generowania 5v dla całego urządzenia stosuję przetwornicę regulowaną dc/dc. W urządzeniu są dwie płytki (własnego projektu ) z AVR. W projekcie chcę zastosować bezpiecznik topikowy:

a) między źródłem zasilania a przetwornicą

b) za wejściem zasilania na płytce z AVR

Po wgłębieniu się w temat bezpieczników: spadek napięcia , moment zadziałania zastanawiam się czy wstawianie bezpiecznika na wejściu zasilania płytek z AVR ma sens. jedna płytka szacuję że może wziąć maks 600mA , druga ok. 100mA .

Przetwornica jest 3A oprócz płytek ma zasilać inne rzeczy na 5V. Wiec moje pytanie jest takie. Gdzie warto w/w sytuacji wstawić bezpiecznik i jaki (topikowy, polimerowy, albo inny).

 

[Treker (Damian Szymański)]

@vtor witam na forum 🙂 Bezpieczniki nie są niezbędnego w takich projektach, ale oczywiście możesz dodać takie zabezpieczenia. Co dokładnie chcesz zabezpieczyć tym bezpiecznikiem? Przetwornicę? Źródło zasilania? Czy płytkę z AVR? Przed jakim scenariuszem chcesz się zabezpieczyć? Sprawdź czy wybrana przez Ciebie przetwornica nie ma wbudowanego zabezpieczenia przed poborem zbyt dużego prądu, bo to może częściowo rozwiązać Twój problem 😉

[vtor]

Z tego co się dowiedziałem to bezpiecznik ma za zadanie głównie ograniczać szkody (np. pożar). Więc czy ma sens wstawiać na płytkę z AVR bezpiecznik, a jeśli tak to jaki? Płytki z AVR projektowałem jako w miarę uniwersalne (własne Arduino). Więc płytki z AVR jedyne wymogi jakie mają mieć co do swojego źródła zasilania to 5v i minimalna wydajność prądowa, a ewentualne zabezpieczenia chcę zaimplementować na płytce z AVR.

[ethanak]

Jeśli to coś jak "własne Arduino" to pewnie masz tam wyjście 5V do zasilania różnych fajnych rzeczy do niego podłączonych. Jeśli tak, to warto dać bezpiecznik polimerowy jako zabezpieczenie w przypadku zwarcia na tym wyjściu. Jeśli nie - to nie bardzo widzę sens wstawiania tam bezpiecznika...

Zawsze możesz zaprojektować płytkę tak, żeby było miejsce na bezpiecznik i wlutować tam zworkę 🙂

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[vtor]

Na płytkach nie ma wyjść 5v jak na "oryginalnym" arduino do zasilania innych rzeczy. Na jednej z płytek ( ta z miększym zapotrzebowaniem prądowym ) jest ekspander pinów MCP...... na I2C.  Wychodzi na to że na płytkach z AVRami  najlepiej zrobić zworkę a w razie potrzeby wlutować polimerowy bezpiecznik,  a o topikowym zapomnieć.

[InspektorGadzet]

Bezpiecznik topikowy to dość skomplikowany i stosunkowo drogi element. Prąd przy którym ulegnie spaleniu zależy od tego jak długo płynie. Typowo bezpiecznik "natychmiast" spali się przy prądzie ok 2 razy większym niż nominalny. Spali się także przy prądzie 1,5 razy większym ale w czasie np 30 minut. Bezpiecznik może być zwykły, szybki, zwłoczny. Spaleniu bezpiecznika towarzysza różne zjawiska, jak łuk elektryczny, który "przedłuża" przepływ prądu przez bezpiecznik po spaleniu. Dlatego w bardzo szybkich bezpiecznikach jest proszek gasząc łuk. Spaleniu bezpiecznika towarzyszą przepięcia tym większe im większe indukcyjności są w obwodzie. Dobranie bezpiecznika może nie być zadaniem tak trywialnym jak się niektórym wydaje. Jeśli chcesz zastosować bezpiecznik topikowy to w obwodzie 230V. Jeśli w obwodzie wtórnym to przed mostkiem prostowniczym. Zebezpieczanie wyjść stabilizatorów jest bez sensu, w 99% przypadków takie zabezpieczenie one posiadają.

Bezpiecznik polimerowy ma ograniczoną liczbę zadziałań. Nie spotkałem takich, które mogą pracować w obwodach prądu przemiennego. Warto o tym pamiętać tak samo jak o tym, że aby się wyłączył, prąd musi spaść do pewnego minimum.  Często jest tak, że trzeba odłączyć zasilanie, bo inaczej cały czas ogranicza prąd. Tak jak topikowy, prąd zadziałania jest większy od nominalnego i podlega pewnym regułom, które można znaleźć w nocie katalogowej. Polimerem można zabezpieczać obwody wychodzące poza obudowę urządzenia jak np zasilanie 1-Wire. Samo zabezpieczenie zasilania takiej magistrali to nie wszystko, trzeba też zabezpieczyć linie sygnałowe. W 99% konstrukcji jakie widziałem w Internecie nie posiada takich zabezpieczeń wcale lub złe na np diodzie Zenera a do 1-Wire jest dedykowany DS9503. Podobnie jest z HUB'ami USB. W 90% zasilanie nie jest zabezpieczone wcale a są do tego odpowiednie układy. Podobnie  z liniami danych, ZERO zabezpieczeń. Cóż, gdyby je zastosować, HUB nie kosztowałby 5 czy nawet 20zł, tylko 100zł. Teraz już wiadomo, dlaczego HUB'y przemysłowe, są kilka razy droższe od powszechnego użytku (nie tylko zabezpieczenia, ale zasilacz, gniazda, obudowa ma inne parametry).

Edytowano Lipiec 22, 2019 przez InspektorGadzet

[ethanak]

5 minut temu, InspektorGadzet napisał:

Polimerem można zabezpieczać obwody wychodzące poza obudowę urządzenia

Nie tylko - widziałem polimery np. w magnetofonach (tych lepszych).

W razie czego zawsze można w miejsce bezpiecznika wkleić diodę i powiedzieć, że to zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem zasilania 🙂

[InspektorGadzet]

12 minut temu, ethanak napisał:

Nie tylko - widziałem polimery np. w magnetofonach (tych lepszych).

Co konkretnie zabezpieczały?

 

12 minut temu, ethanak napisał:

W razie czego zawsze można w miejsce bezpiecznika wkleić diodę i powiedzieć, że to zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem zasilania

Dioda ma spadek napięcia, który przy niskim napięcia zasilania, może mieć duże znaczenie.

[ethanak]

Polimery siedziały na każdej płytce -pewnie po to aby było ładniej, ale były. Magnetofon Akai, nie pamiętam teraz typu w każdym razie kaseciak klasy (jak to się wtedy określało) "półstudyjnej" (czyli do domu za drogi, do studia tak w ostateczności do nagrywania kaset demo).

Co do diody - dla AVR-ów różnica 5V (o takim napięciu tu mówimy) a 4.8V po diodzie Schottky'ego jest w praktyce niezauważalna o ile nie stosujesz napięcia zasilania jako napięcia odniesienia dla ADC.

A tak poza tym słowem kluczowym jest tu "powiedzieć" 🙂

[InspektorGadzet]

8 minut temu, ethanak napisał:

Co do diody - dla AVR-ów różnica 5V (o takim napięciu tu mówimy) a 4.8V po diodzie Schottky'ego

Spadek napięcia na diodzie Schottky'ego może sięgać 600mV a to już przekracza granicę tolerancji wielu układów (5V +/-10%). O diodzie krzemowej nie wspominam, bo 1V spadku na niej może się pojawić. Oczywiście wszystko zależy od płynącego przez diodę prądu, o czym wiele osób zapomina i jest przekonana, że krzemowa to ok 600mV, Schottky'ego 400mV. Skokowy pobór prądu może wiec powodować spore wahania napięcia, które mogą objawiać się na różne sposoby.

Jeśli więc wychodzi się z napięciem zasilającym na zewnątrz, to albo wyższym niż trzeba, aby można zastosować w zasilanym module stabilizator albo  zasilany moduł pobiera niewiele prądu.

[ethanak]

Z tego co kolega pisał żadne zasilania z płytki nie wychodzą. Trzymajmy się konkretnej konstrukcji.

[vtor]

Jak pisałem wcześniej 5V idzie z przetwornicy step-up/step down. "Wyjść" z zasilaniem na płytkach nie mam. stabilizatorów 5V też nie mam w projekcie. Czyli z tego wychodzi że jak już coś na płytkach z AVRami to polimerowy.

[InspektorGadzet]

41 minut temu, vtor napisał:

Jak pisałem wcześniej 5V idzie z przetwornicy step-up/step down.

O jakiej wydajności?

 

41 minut temu, vtor napisał:

Czyli z tego wychodzi że jak już coś na płytkach z AVRami to polimerowy.

Ile te płytki z AVR'ami pobierają prądu?

Jaką obciążalność mają ścieżki na płytkach z AVR'ami?

W związku z powyższymi, jaki chcesz zastosować bezpiecznik? Jeśli go źle dobierzesz, to nie spełni swojego zadania i albo tak jakby go nie było albo zadziała w najmniej oczekiwanym momencie.

[vtor]

przetwornica 3A - ma zasilać też inne rzeczy na 5v poza AVRami

płytki przewiduję jedna około 600mA druga 100mA

ścieżki (te od 5v) i tak od spodu poprawię lutując kable dodatkowo bo w sensownych pieniądzach mogę wziąć tylko 2 warstwową PCB z 1oz.

Więc jak już to jaki bezpiecznik radzicie zastosować żeby to miało sens?

[InspektorGadzet]

6 minut temu, vtor napisał:

Więc jak już to jaki bezpiecznik radzicie zastosować żeby to miało sens?

Jak to mawiają "Bez schematu nie ma wspólnego tematu" o czym już pisałem. Chcesz aby doradzić ale informacje trzeba na siłę wyciągać, co z czym i dlaczego, ile. Postaw się w sytuacji osób, które chcą pomóc mając do dyspozycji szczątkowe informacje. Czy Ty byłbyś w takiej sytuacji dobrze doradzić? Doradź mi jaki kolorowy wyświetlacz i mikrokontroler użyć w projekcie zasilacza? Jesteś w stanie pomóc mając tak niewiele informacji z mojej strony?

 

No ale dobrze, wyciągamy informacje dalej.

9 minut temu, vtor napisał:

przetwornica 3A - ma zasilać też inne rzeczy na 5v poza AVRami

Czy ma zabezpieczenie przed przeciążeniem?

Ile prądu będą pobierać te inne rzeczy?

 

10 minut temu, vtor napisał:

płytki przewiduję jedna około 600mA druga 100mA

Pierwsza konkretna informacja.

 

11 minut temu, vtor napisał:

ścieżki (te od 5v) i tak od spodu poprawię lutując kable dodatkowo

Po co? Mają po 2 mils, że 600mA wywoła na nich niedopuszczalnie duży spadek napięcia? Ponadto nie pytałem czy będziesz je pogrubiał czy nie, tylko jaką mają wytrzymałość prądową, bo nie wiem czy stosowanie bezpieczników jest zasadne. 

 

5 godzin temu, ethanak napisał:

Trzymajmy się konkretnej konstrukcji.

Wyszło na moje, coś jednak jeszcze będzie dodatkowo podłączone i ewentualnie to coś może wymagać bezpiecznika. Cóż, powtarzał się nie będę i tego co było w skasowanych postach nie będę już pisał.