12 Vorteile-Nachteile
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12 Vorteile-Nachteile 12.1 Luft für Kühlung und Temperaturmessung Teilfunktion A Stoff trennen (St1) Luft für Kühlung und Temperatur Messung 12.1.1 Temperatursensor außerhalb der Steuerelektronik anbringen Abbildung 7: Temperaturfühler Vorteile Nachteile keine Zusatzkosten für Kühlung Platzbedarf des Fühlers Luft für den Sensor immer vorhanden 12.2 Verteilen der 12V Batteriespannung Teilfunktion B,E Energie trennen (E1el), Energie trennen (E2el) Spannungsversorgung:12V Batteriespannung verteilen 12.2.1 Leiterplatte Abbildung 8: Leiterplatte Vorteile Nachteile alle Leitungen auf einer Leiterplatte feste Einbauposition notwendig kompakter Aufbau zusätzliche Anschlüsse nötig unflexibel teuer Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 17 12.2.2 Kabel Abbildung 9: Kabel Vorteile Nachteile frei gestaltbare Leitungslänge möglich viele Leitungen nötig flexible Verlegung technisch einfach realisierbar 12.2.3 Flachbandkabel Abbildung 10: Flachbandkabel Vorteile Nachteile frei gestaltbare Leitungslänge möglich teuer als einfache Kabel flexible Verlegung Planung von Abzweigungen komplexer wenige Leitungen Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 18 12.2.4 Klemmleiste Abbildung 11: Klemmleiste Vorteile Nachteile lösbare Verbindungen Platzbedarf kostengünstig Übergangswiderstand schnelle Verbindungsherstellung 12.2.5 Quetschverbinder Abbildung 12: Quetschverbinder Vorteile Nachteile flexibel Kabel notwendig günstig aufwändige Verbindung stabil Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 19 12.3 Durch Bauteile entstehende thermische Energie abführen Teilfunktion D E4th + St1 verknüpfen Durch Bauteile entstehende thermische Energie abführen 12.3.1 Kühlkörper im Gehäuse einbauen Abbildung 13: Kühlkörper Vorteile Nachteile gute Kühlung der Komponenten Gewicht guter Wärmetransport Platzbedarf Lebensdauererhöhung der Komponenten Preis 12.3.2 Lüfterrad am Gehäuse befestigen Abbildung 14: Lüfterrad Vorteile Nachteile aktive Kühlung der Komponenten Geräuschentwicklung guter Wärmetransport Energiebedarf Lebensdauererhöhung der Komponenten Preis Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 20 12.3.3 Wärmeleitfähiges Aluminiumgehäuse Abbildung 15: Aluminiumgehäuse Vorteile Nachteile kein erhöhter Platzbedarf Kühlwirkung mäßig relativ geringes Gewicht teuer EMV-Schutz 12.3.4 Metallgehäuse mit Kühlrippen Abbildung 16: Metallgehäuse mit Kühlrippen Vorteile Nachteile kein erhöhter Platzbedarf sehr teuer ausreichende Kühlwirkung Gewicht EMV-Schutz Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 21 12.3.5 Kein Gehäuse, Luftkontakt Abbildung 17: Steckbrett Vorteile Nachteile keine Zusatzkosten Kühlung abhängig von Umgebung Nutzen der Umgebungsluft kein EMV-Schutz geringes Gewicht kein Staubschutz 12.4 Gleichspannungswandlung 12V auf 5V Teilfunktion F E5el wandeln Gleichspannung von 12V auf 5V Wandeln 12.4.1 Reihenschaltung Dioden Abbildung 18: Diode Vorteile Nachteile sehr günstig Energieverlust durch Leckströme klein zusätzliche Schaltung nötig geringer Platzbedarf Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 22 12.4.2 Festspannungsregler Abbildung 19: Festspannungsregler Vorteile Nachteile gutes Preis-Leistungsverhältnis beschränkte Ausgangsleistung sehr präzise kein zusätzlicher Schaltungsaufwand 12.4.3 Abwärtswandler Abbildung 20: Abwärtswandler Vorteile Nachteile geringer Schaltungsaufwand keine Galvanische Trennung einfache Stromtransformation Eingang muss „floaten“ Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 23 12.4.4 Sperrwandler Abbildung 21: Sperrwandler Vorteile Nachteile geringer Schaltungsaufwand hoher Preis hohe Leistungen realisierbar galvanisch getrennt 12.5 Verteilen der 5V Gleichspannung Teilfunktion B,E Energie trennen (E1el), Energie trennen (E2el) Spannungsversorgung:12V Batteriespannung verteilen 12.5.1 Leiterplatte Abbildung 22: Leiterplatte Vorteile Nachteile alle Leitungen auf einer Leiterplatte feste Einbauposition notwendig kompakter Aufbau zusätzliche Anschlüsse nötig unflexibel hoher Preis Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 24 12.5.2 Kabel Abbildung 23: Kabel Vorteile Nachteile frei gestaltbare Leitungslänge möglich viele Leitungen nötig flexible Verlegung Kabelsalat technisch einfach realisierbar Gewicht 12.5.3 Flachbandkabel Abbildung 24: Flachbandkabel Vorteile Nachteile frei gestaltbare Leitungslänge möglich teurer als einfache Kabel flexible Verlegung Planung von Abzweigungen komplexer wenige Leitungen Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 25 12.5.4 Klemmleiste Abbildung 25: Klemmleiste Vorteile Nachteile lösbare Verbindungen Platzbedarf kostengünstig Übergangswiderstand schnelle Verbindungsherstellung 12.5.5 Quetschverbinder Abbildung 26: Quetschverbinder Vorteile Nachteile flexibel Kabel notwendig günstig aufwändige Verbindung stabil Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 26 12.6 Temperatursensor Teilfunktion J,K Energie (E10el) und Stoff(St4) verknüpfen, Signal wandeln (S7el) Umgebungstemp. erfassen 12.6.1 NTC Abbildung 27: NTC Vorteile Nachteile günstig nichtlineare Kennlinie hohe Auflösung kleiner Temperaturbereich 12.6.2 PTC Abbildung 28: PTC Vorteile Nachteile günstig mäßige Genauigkeit lineare Kennlinie niedrige Auflösung Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 27 12.6.3 Platinfühler Abbildung 29: Platinfühler Vorteile Nachteile sehr hohe Genauigkeit hohe Kosten lineare Kennlinie sehr großer Temperaturbereich 12.7 Regensensor Teilfunktion J,K Energie (E10el) und Stoff(St4) verknüpfen, Signal wandeln (S7el) Umgebungstemp. erfassen 12.7.1 kapazitiver Regensensor Abbildung 30: kapazitiver Regensensor Vorteile Nachteile geringer Platzbedarf störanfälliger als optischer Regensensor Preis Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 28 12.7.2 optischer Regensensor Abbildung 31: optischer Regensensor Vorteile Nachteile hohe Empfindlichkeit aufwändige Mechanik/Optik störungsresistent hoher Preis Platzbedarf 12.8 Manuelle Betätigungseinrichtung (Schließen) Teilfunktion Q,R Energie (E13el) und Signal(S1mech) verknüpfen, Signal wandeln (S14el) Eingabesignal für Schließen erfassen und umwandeln 12.8.1 Kippschalter Abbildung 32: Kippschalter Vorteile Nachteile geringer Preis einfache Verstellung möglich einfache Bedienung hohes Gewicht hoher Platzbedarf Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 29 12.8.2 Impulstaster Abbildung 33: Impulstaster Vorteile Nachteile niedriger Preis Schalterstellung nicht erkennbar geringer Platzbedarf einfache Auslösung 12.8.3 Totmannschalter Abbildung 34: Totmannschalter Vorteile Nachteile erhöhte Sicherheit beim Schließen hoher Preis hoher Platzbedarf Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 30 12.8.4 Wahlschalter Abbildung 35: Wahlschalter Vorteile Nachteile ein Schalter für mehrere Zustände als Einzelschalter teurer weniger Bauteile hoher Platzbedarf klar definierte Schalterzustände 12.8.5 Schiebeschalter Abbildung 36: Schiebeschalter Vorteile Nachteile klar definierte Schalterzustände hoher Platzbedarf geringer Preis nur „Ein“ oder „Aus“ möglich Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 31 12.9 Manuelle Betätigungseinrichtung (Öffnen) Teilfunktion U,V Energie (E9el) und Signal(S2mech) verknüpfen, Signal wandeln (S18el) Eingabesignal für Schließen erfassen und umwandeln 12.9.1 Kippschalter Abbildung 37: Kippschalter Vorteile Nachteile geringer Preis einfache Verstellung möglich einfache Bedienung hohes Gewicht hoher Platzbedarf 12.9.2 Impulstaster Abbildung 38: Impulstaster Vorteile Nachteile niedriger Preis Schalterstellung nicht erkennbar geringer Platzbedarf einfache Auslösung Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 32 12.9.3 Totmannschalter Abbildung 39: Totmannschalter Vorteile Nachteile erhöhte Sicherheit beim Schließen hoher Preis hoher Platzbedarf 12.9.4 Wahlschalter Abbildung 40: Wahlschalter Vorteile Nachteile ein Schalter für mehrere Zustände als Einzelschalter teurer weniger Bauteile hoher Platzbedarf klar definierte Schalterzustände Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 33 12.9.5 Schiebeschalter Abbildung 41: Schiebeschalter Vorteile Nachteile klar definierte Schalterzustände hoher Platzbedarf geringer Preis nur „Ein“ oder „Aus“ möglich Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 34 12.10 Steuerung über Mikrocontroller Teilfunktion N,Z,O,S,W,Y Signal (S8el) und Signal(S10el) verknüpfen, Signal (S8el) und Signal(S10el) verknüpfen ,Signal trennen (S11el), Signal trennen (S15el), Signal trennen (S19el), Signal (S16el) und Signal(S21el) verknüpfen, Erfassung und Verarbeitung der Sensorsignale und Weitergabe an die Aktorik 12.10.1 Mikrocontrollerboard VC_2 Abbildung 42: Mikrocontrollerboard VC_2 Vorteile Nachteile bewährte Technik nicht mehr Stand der Technik flexibel langsame Schnittstellen kostengünstig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 35 12.11 Anzeigeleuchte Zustand Sensor Aktiv Teilfunktion P Signal wandeln (S18el) Statusleuchte, Zustand Sensor Aktiv 12.11.1 E10 Glühbirne Abbildung 43: E10 Glühbirne Vorteile Nachteile niedriger Preis nicht mehr uneingeschränkt erhältlich gut sichtbar Energieverbrauch warmes Licht Lebensdauer 12.11.2 Halogenbirne Abbildung 44: Halogenbirne Vorteile Nachteile hohe Lebensdauer hoher Preis hohe Lichtstärke Hitzeentwicklung sehr hoch Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 36 12.11.3 3mm LED Abbildung 45: 3mm LED Vorteile Nachteile niedriger Preis Einbau gepolt verschiedene Farben möglich Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch muss gelötet werden 12.11.4 SMD LED Abbildung 46: SMD LED Vorteile Nachteile sehr niedriger Platzbedarf Einbautechnologie nötig niedrige Materialkosten Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 37 12.11.5 5mm LED Abbildung 47: 5mm LED Vorteile Nachteile niedriger Preis Einbau gepolt verschiedene Farben möglich Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch muss gelötet werden 12.12 Anzeigeleuchte Zustand Schließen Teilfunktion T Signal wandeln (S17el) Statusleuchte, Zustand Schließen 12.12.1 E10 Glühbirne Abbildung 48: E10 Glühbirne Vorteile Nachteile niedriger Preis nicht mehr uneingeschränkt erhältlich gut sichtbar Energieverbrauch warmes Licht Lebensdauer Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 38 12.12.2 Halogenbirne Abbildung 49: Halogenbirne Vorteile Nachteile hohe Lebensdauer hoher Preis hohe Lichtstärke Hitzeentwicklung sehr hoch 12.12.3 3mm LED Abbildung 50: 3mm LED Vorteile Nachteile niedriger Preis Einbau gepolt verschiedene Farben möglich Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch muss gelötet werden Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 39 12.12.4 SMD LED Abbildung 51: SMD LED Vorteile Nachteile sehr niedriger Platzbedarf Einbautechnologie nötig niedrige Materialkosten Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch 12.12.5 5mm LED Abbildung 52: 5mm LED Vorteile Nachteile niedriger Preis Einbau gepolt verschiedene Farben möglich Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch muss gelötet werden Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 40 12.13 Anzeigeleuchte Zustand Öffnen Teilfunktion X Signal wandeln (S20el) Statusleuchte, Zustand Öffnen 12.13.1 E10 Glühbirne Abbildung 53: E10 Glühbirne Vorteile Nachteile niedriger Preis nicht mehr uneingeschränkt erhältlich gut sichtbar Energieverbrauch warmes Licht Lebensdauer 12.13.2 Halogenbirne Abbildung 54: Halogenbirne Vorteile Nachteile hohe Lebensdauer hoher Preis hohe Lichtstärke Hitzeentwicklung sehr hoch Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 41 12.13.3 3mm LED Abbildung 55: 3mm LED Vorteile Nachteile niedriger Preis Einbau gepolt verschiedene Farben möglich Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch muss gelötet werden 12.13.4 SMD LED Abbildung 56: SMD LED Vorteile Nachteile sehr niedriger Platzbedarf Einbautechnologie nötig niedrige Materialkosten Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 42 12.13.5 5mm LED Abbildung 57: 5mm LED Vorteile Nachteile niedriger Preis Einbau gepolt verschiedene Farben möglich Widerstände nötig niedriger Energieverbrauch muss gelötet werden 12.14 Leistungsschalter Teilfunktion AA,AB Signal wandeln (S24el), Energie (E6el) und Signal(S23el) verknüpfen Schalten von Strömen >1A 12.14.1 Bipolartransistor Abbildung 58: Bipolartransistor Vorteile Nachteile niedriger Preis Verlustleistung an Basis kleine Bauweise anfällig gegen Überspannungen Schaltung für Funktion nötig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 43 12.14.2 MOSFET Abbildung 59: MOSFET Vorteile Nachteile niedriger Preis Schaltung für Funktion nötig kaum Schaltungsverluste Löteinrichtung notwendig große Ströme möglich 12.14.3 Highside IC Abbildung 60: Highside IC Vorteile Nachteile integrierte Schaltung hoher Preis Überspannungsschutz Löteinrichtung notwendig hohe, konstante Ausgangsleistung Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 44 12.14.4 Relais Abbildung 61: Relais Vorteile Nachteile sehr hohe Schaltleistung reiner Schalter galvanische Trennung Stromverstärker nötig 12.14.5 IGBT Abbildung 62: IGBT Vorteile Nachteile günstig Schaltung für Funktion nötig kaum Schaltungsverluste Löteinrichtung notwendig hohe Ausgangsleistung Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite | 45
