Vortrag - HTW Dresden

Entwurf und Realisierung zur
Gleichspannungsversorgung
von Messequipment
Gliederung
1.
Aufgabenstellung und Zielsetzung
2.
Baugruppen
1. Gehäuse
2. Stecker
3. Leiterplatten
1. Entwicklung und Fertigung der Leiterplatten
2. Spannungswandlerboard
3. Auswerteboard
4. Problembehandlung
3.
Zusammenfassung und Ausblick
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1 Aufgabenstellung und Zielsetzung
 Hauptziel: Spannungsversorgung für:




+5V
+15V
-15V
+3,3V
 Nebenziele:




Verpolungsschutz
Überwachung der Versorgungsspannung
Ausbau und Integration eines geeigneten Steckersystems
Anbindung eines Batterieblocks für den mobilen Einsatz
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2. Baugruppen
Gehäuse
Oberes Fach (Batterie)
Spannungsanschlüsse
StatusLEDs
Unteres Fach
(Leiterplatten)
Auswerteboard
Spannungswandlerboard
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2.1 Gehäuse
 Maße:14,5 cm x 10 cm x 11 cm
 Gewicht: 450 g
 Material: Kunststoffglas (4mm)
 Unterteilung in 2 Fächer:
 Oberes Fach für Batterie
 Unteres Fach:
 Spannungswandlerboard
 Auswerteboard
 StatusLEDs
 Externe Anschlüsse
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2.2 Stecker
 Hersteller: Molex Mini-Fit Jr.™
 Stromtragfähigkeit 16A
 Max. Spannung 600V
 Verschlusssystem
 Hohe Steckzyklenanzahl
 Verwendung für:
 Verbindung zwischen Board und Board (4 polig)
 Verbindung zwischen Board und Batterie (2 polig)
 Verbindung zwischen interner Schaltung und externen
Geräten (8 polig)
 Verpolungsschutz: 2 Reihen, 8 Pins
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2.3.1 Entwicklung und Fertigung der Leiterplatten
 Herstellung im Labor für Elektroniktechnologie
 Basis: Layout gefertigt mit Eagle (Cad-Soft)
 Fertigungsreihenfolge:
 Belichtung der Leiterplatte
 Entwicklung der Leiterplatte
 Ätzen der Leiterplatte
 Bestückung der Leiterplatten
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2.3.2 Spannungsboard
 Realisierung der Spannungswandlung:
 +5V
 +15 V
 - 15 V
 + 3,3 V
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2.3.2 Spannungsboard
Spannungswandlung +5V
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2.3.2 Spannungsboard
Spannungswandlung +5V
Seite 10
2.3.2 Spannungsboard
Spannungswandlung +15V
Seite 11
2.3.2 Spannungsboard
Spannungswandlung +15V
Seite 12
2.3.2 Spannungsboard
Spannungswandlung -15V
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2.3.2 Spannungsboard
Spannungswandlung -15V
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2.3.2 Spannungsboard
Spannungswandlung +3,3V
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2.3.2 Spannungsboard
Schutzeinrichtungen
Zener-Diode
gegen kurzzeitige
Überspannung
Diode
zum Schutz
vor Verpolung
Status-LED
zur Anzeige
der Funktion
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2.3.3 Auswerteboard
Auswertung
mittels
µC PIC16F676 von
• Messung
über
Spannungsteiler:
- –12Maximale
Ein- und Spannung:
Ausgangspins, davon 8 ADC-Eingänge möglich
Versorgungsspannung = 5 V
- 10-Bit
ADC
- hoher Strom• zurAusgabe
direkten LED-Ansteuerung
möglich
über Status-LEDs:
- interne Referenzspannung möglich
- Arbeits-Spannungsbereich: 2,0 V bis 5,5 V
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3 Zusammenfassung und Ausblick
 Zusammenfassung:
 Verschiedene Spannungsbereiche
 2-facher Verpolungsschutz (Anschlüsse, Diode)
 Spannungsüberwachung über Statusanzeige und z-Diode
 Anschluss einer Batterie
 Einheitliches Steckersystem (extern sowie intern)
 Ausblick:
 Informationsausgabe über Display
 Umbau auf SMD-Technologie
 Verpolungsschutz mit Brückenschaltung
 Strombegrenzung mit temperaturabhängigem Widerstand
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Quellen
 http://www.molex.com/pdm_docs/sd/039012080_sd.pdf, Stand: 17.01.2012.
 http://www.molex.com/webdocs/datasheets/pdf/en-us/0026013108_PCB_
HEADERS.pdf, Stand:17.01.2012
 http://www.molex.com/molex/products/family?key=minifit_jr&channel=products
&chanName=family&pageTitle=Introduction&parentKey=minifit_products,
Stand: 17.01.2012.
http://www.st.com  mc34063 , Stand: 17.01.2012.
http://www.linear.com/product/LT1117  LDO f. 3,3V, Stand: 17.01.2012.
http://www.microchip.com/  PIC-Mikrocontroller, Stand: 17.01.2012.
http://www.gso-koeln.de/papdesigner/Hauptseite.html
PAPdesigner, Stand:19.01.2012.
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