Lieber Besucher, herzlich willkommen bei: RCLine Forum. Falls dies Ihr erster Besuch auf dieser Seite ist, lesen Sie sich bitte die Hilfe durch. Dort wird Ihnen die Bedienung dieser Seite näher erläutert. Darüber hinaus sollten Sie sich registrieren, um alle Funktionen dieser Seite nutzen zu können. Benutzen Sie das Registrierungsformular, um sich zu registrieren oder informieren Sie sich ausführlich über den Registrierungsvorgang. Falls Sie sich bereits zu einem früheren Zeitpunkt registriert haben, können Sie sich hier anmelden.

Hellmut1956

RCLine User

  • »Hellmut1956« ist der Autor dieses Themas

Wohnort: FFB

Beruf: Dolmetscher und Übersetzer für Technik

  • Nachricht senden

1

Sonntag, 23. Januar 2011, 02:04

Suche Mittel für hochwertige lösbare elektrische Verbindung

Hallo Freunde

Diesmal bin ich auf der Suche nach einem Mittel, welches mir erlaubt die Qualität eine elektrischen Verbindung zu erhöhen (geringerer innerer Widerstand). Der Grund hierfür ist, dass ich eine lösbare Verbindung der Leitungen von Sensor, 4 Leitungen, und LED-Spannungsversorgung benötige. Vorschweben tät mir so etwas wie eine Wärmeleitpaste, aber eben elektrisch leitend.



Das Bild ist meine Unterlage zum Herausfinden einer Lösung, wie ich die Fassung für die Leuchten zur Decksbeleuchtung, wartbar mache. Also auch einen defekten Sensor austauschen zu können, ohne das dabei das deck beschädigt werden muss.

Unten, von dem dicken grünen waagerechten Strich bis zum dünnen, ist die Platine 5mm breit und vom den grünen dünnen senkrechten Streifen, die nach den schwarzen Kreisen links und rechts 30mm. In der Mitte, die schwarzen Flächen, das sind die Pads für das Sensor Gehäuse, 6 Pins in einem 3x3mm Gehäuse. Ganz oben, das sind die Pads für den 100nF Kondensator im 0805-Gehäuse, an den 3 Leitungen erkennt man, wenn man es weiss, die Pads für die 10k Ohm Pull-up Widerstände des I2C-Buses des Sensors. Der eine Widerstand im 1206 Gehäuse, damit ich damit auch eine Brücke über die andere Leitung des I2C Buses habe und eines im 0805 Gehäuse. Die grauen senkrechten Striche sind die Außenkanten der Platine die dort 7 mm breit ist. Die beiden dicken grünen waagerechten Striche sind Teil des 10x10x1mm gleichschenkigen Messing-U-Profiles aus welchen die Fassung gemacht wird. Dei beiden großen grünen Rechtecke sind die Messingblöcke des LED-Leuchtkörpers, wie sie in der Fassung liegen werden. Die Plus und Minus Anschlüsse der LED erfolgen über diese Blöcke und werden von links, bzw. von rechts zugeführt, das habe ich aber noch nicht eingezeichnet. Jetzt überlege ich wie ich die Leitungen der Fassung, die gezeigten 4 plus 2 Leitungen der LED, elektrisch hochwertig (I2C-Bus Impedanzen!), aber lösbar an den Kabelbaum im Deck anschliesse. Zur Erinnerung, es werden 16 solche Fasungen rund um das Deck im Schanzkleid untergebracht sein und über den MC34844 Baustein dimmbar sein über einen sehr weiten Bereich!

In die 4 schwarzen Kreise, das sind Pads mit 2mm Radius, wird 0,5mm Messingdraht eingelötet. 2 weitere solche Drähte werden noch zusätzlich vorhanden sein für die Spannungsversorgung der LED.

Ich möchte jetzt diese Mesingdrähte in Anschlussblöcken mit passenden Bohrungen stecken und dort verschrauben. Die Anschlussblöcke werden in der Deckstruktur aus Alu nichtleitend, aber nicht lösbar befestigt sein und Madenschrauben werden die Messingdrähte die von der Platine kommen, fixieren. Nun könnte man mit Schraubenfest die Madenschrauben fixieren, damit sie sich nicht lösen können. Aber meine Sorge ist die Qualität der elektrischen Verbindung. Damit der I2C-Bus mit hinreichender Qualität zum MC343844 LED-Controller und dem uController kommen, verdrille ich schon die Leitungen, ist aber die Schraubbefestigung minderwertig, so könnte die Qualität der Verbindung kritisch werden. Mir schwebt so was wie eine Paste vor, die ich in die Aufnahmebohrung stecke und die für eine gute großflächige elektrische Verbindung schafft. Wenn allerdings die Sensor Platine ausgetauscht werden muss, so muss die Paste entfernt werden können und dann frische eingesetzt werden wenn die Drähte der Austauschplatine angeschlossen werden.

Ich weiss nicht ob es mir gelungen ist mich zu erklären.
MfG
Hellmut

2

Sonntag, 23. Januar 2011, 11:28

RE: Suche Mittel für hochwertige lösbare elektrische Verbindung

Hallo Hellmut,

so ganz habe ich wohl noch nicht die richtige Vorstellung über das gewünschte Ergebnis, aber mir stellen sich beim Lesen folgende Fragen:

1. Warum gehst Du davon aus, daß das Ganze wartbar sein muß? Normalerweise sind LEDs und ICs (was für ein Sensor ist das überhaupt, d.h. was misst er?) wartungsfrei und müssen nicht wie z.B. Glühlampen alle ca. 2000 Stunden ausgetauscht werden.

2. Warum nimmst Du nicht einfach geeignete Steckverbinder? Klein, gut und günstig sind z.B. IC-Kontaktstreifen mit gedrehten Kontakten, z.B. bei Reichelt SPL 64, als Gegenstück AW122/64.

3. Was soll am I2C-Bus bzw. dessen Impedanzen besonders hochwertig sein? Wenn da ein paar Ohm Übergangswiderstand an der Steck- oder Schraubverbindung wären, würde ich da immer noch kein Problem sehen.

Grüße,

Thomas

Hellmut1956

RCLine User

  • »Hellmut1956« ist der Autor dieses Themas

Wohnort: FFB

Beruf: Dolmetscher und Übersetzer für Technik

  • Nachricht senden

3

Sonntag, 23. Januar 2011, 13:26

Hallo Thomas

Der Sensor ist von der Firma sensirion und hat die Bezeichnung SHT21 . Das Bauteil misst, voll kalibriert, die Luftfeuchte und die Temperatur. Habe hier mal gleich den Link zu diesem sehr interesanten Bauteil platziert.

Es ist eigentlich ein Prinzip bei mir, das die Elemente meiner Modelle wartbar, also ausbaubar sein sollen. Hier ein Bild des abnehmbaren Decks meines Modellseglers, auf welchen etwa 16 dieser Fassungen montiert werden. Die Messing Drehteile dienen als "Fassung" für die Verschraubung des Decks und verhindern so ein Abrutschen des Schraubenziehers und so ein mögliches Zerkratzen des Decks:



Die Fassung wird als Baugruppe etwa 40 mm lang, 8 mm tief und 15 mm hoch sein. Der Leuchtkörper der in de in diese Fassung kommt basiert auf dieser Platine aus Cobritherm, ein Platinenmaterial mit Alu-Kern statt Epoxid, wie man es sonst kennt, um die bis zu 400 mA Dauerstrom die eine LED akzeptiert, also eine entsprechende Verlustwärme abzuleiten. Der Sensor in der Rückwand der Fassung liegt dann direkt unter der LED, in die 3mm starke Platine wird eine Nut gefräst, damit dort der Sensor Platz hat, der Rest der Alu-Platine liegt im Kontakt mit dem Messing des Messing-U-Profils und leitet so die Wärme in das Messing-U-Profil und von dort in die Alu-Struktur des Decks im Bild oben zu sehen.

Den Aufwand beim I2C-Bus treibe ich, da nach Auskunft des Tech.Support von Sensirion dieses empfohlen wird. Der I2C-Bus ist eigentlich kein Bus, sondern nur eine Punkt-zu-Punkt Verbindung mit den Merkmalen eines I2C-Buses. Alle Sensoren haben eine gleiche I2C-Adresse, weshalb ich eine Stern-Topologie implementieren muss, 16 Strahlen und im Atmel megaxxx Controller und BASCOM als Compiler werde ich ein Software I2C-Bus implementieren und dabei für jeden "I2C-Bus" ein eigenes Pin-Paar verwenden.
MfG
Hellmut

4

Sonntag, 23. Januar 2011, 14:50

Hallo Hellmut,

kann mir zwar im Moment immer noch keinen Reim darauf machen, wozu man bei einem Modellsegelboot 16 Luftfeuchte- und Temperaturmessstellen braucht, aber das ist auch erstmal egal.

Trotzdem würde ich bei der "Qualität" der I2C-Bus Verbindung weniger auf die Impedanz der Steckverbindung achten (klar, zuverlässiger Kontakt muß natürlich schon sein), als auf die Art der Verdrahtung. Du hast oben geschrieben, daß Du die Leitungen verdrillen willst? Würde mich nicht wundern, wenn das zu Cross-Talk-Problemen führt. (s. Datenblatt, Absatz 2.7 "Wiring considerations") Besser wäre evtl. ein Flachkabel, mit einer Masse-Leitung zwischen SCL und SDA.

Grüße,

Thomas

Hellmut1956

RCLine User

  • »Hellmut1956« ist der Autor dieses Themas

Wohnort: FFB

Beruf: Dolmetscher und Übersetzer für Technik

  • Nachricht senden

5

Montag, 24. Januar 2011, 07:27

Hallo Thomas



Hier eine Skizze wie die Fassung für die Beleuchtungsbaugruppe instaliert wird.



Hier eine etwas komplizierte Skizze des Aufbaus der Fassung mit eingelegter Leuchte. Ich habe mir diese Skizze im Rahmen der Erarbeitung gemacht um mir meine Gedanken selber besser vorstellen zzu können.



Hier ein Bild der ersten Platine der Leuchte mit einer Cobritherm Platine, 3mm stark mit Alu-Kern, für das Ableiten der Verlustwärme der HB LED die bis zu 400mA Dauerstrom abkann. Die Skizze oben im Beitrag zeigt wie über die fassung und der ganzen Baugruppe die Wärme in die Alu-Struktur des abnehmbaren Decks geleitet wird. Zur Veranschaulichung ein Bild der Alu-Struktur des Decks:



Man sieht auch die Drehteile aus Messing für die Verschraubung des Decks. Sie schützen das Deck vor dem Verkratzen durch einen ausrutschenden Schraubenziehers.



Hier ein Bild des 3x3mm Gehäuses des Sensors



Hier ein Bild der LED-Platine im gleichschenckigem Messing-U-Profil 10x10x1mm. Die Platine mit dem Sensor wird 7mm breit in der Mitte in der grundplatte des U-Profils liegen und so den Sensor in einer Nut haben die in die Unterseite der Platine gefräst wird.

Die 16 Leuchtkörper dienen bei Nachtfahrgelegenheiten bei Usertreffen zur indirekten Decksbeleuchtung und werden im Schanzkleid eingelassen verbaut. Bei geringen Strom, mit dem MC34844 von Freescale gesteuert,, kann auf Deck ein kleiner gelber Lichthof entstehen, bei "Beleuchtung im Hafen für Decksparty-Eindruck könnten bis zu 400mA durch die HB LED geleitet werden, alles über die Fernbedienung steuerbar.

Der Sensor, ursprünglich noch einem geeigneten Wärmesensor gesucht, die Feuchtemessung nehme ich mit, dient dazu die Temperatur der LED zu überwachen, damit die Elektronik beim ersten Anfahren der Beleuchtung die Strommenge durch die LED begrenzt auf einen Wert der die LED nicht wärmer als ein zu setzender Grenzwert, z. B. 70-80 Grad erwärmen zu lassen. Der MC34844 erlaubt bei 8 Kanälen a 50mA parallel angelegt die Stromstärke von 0 auf 400mA in 2048 Schritten zu regeln. Der Controller erhöht also den Strom und überwacht die Temperatur der LED. Der Strom wird hochgefahren in Schritten bis die Temperatur den Grenzwert erreicht und der Strombetrag wird dannbei voller Aussteuerung der Regelung über einen Drehregler an der Fernsteuerung nur bis zu dem festgestellten Grenzwert erhöht. Die Temperatur und Feuchtewerte werden mit 1Hz abgefragt. Die Applikationsunterlagen des Herstellers des Sensors empfehlen verdrillte Leitungen bei einem I2C-Bus von mehr als 10 cm!. Deshalb der Weg verdrillte Leitungen zu verwenden. Dabei werden nicht nur die 2 Datenleitungen, sondern auch Vcc und Erde mit verdrillt. Übrigens der Vorschlag ein Flachbandkabel zu verwenden ist zwar bzgl. des alternierens von Datenleitung und Gnd-Leitung richtig, aber parallele Leitungen wirken wie Antennen, wodurch Übersprechen gefördert wird. Durch das Verdrillen wird dieserneneffekt minimiert, die Abschirmende Wirkung der GND-Leitung bleibt aber zusätzlich erhalten!

Die Feuchtesensor-Funktion überprüft die Feuchte in der mit Plastik Spray abgedichteten Fassung. Bei Änderung der Feuchte durch eindrigende Feuchtigkeit einer undicht werdenden Abdirchtung der Fassung kann der Strom abgeschaltet werden una als Benutzer werde ich bei meiner Selbstbau-Fernsteuerung den Hinweis auf dem Display bekommen.

Das Projekt dient als Plattform meine grauen Zellen durch Lernen aktiv zu halten. Der Weg ist das Ziel. Erst wenn ich mit Lähmung im Rollstuhl bin, soll das Fahren des Seglers zum Lebensinhalt werden. ;)
MfG
Hellmut

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Hellmut1956« (24. Januar 2011, 09:50)


6

Montag, 24. Januar 2011, 23:43

Hallo Hellmut,

danke für die ausführlichen Erläuterungen. Wenn ich die obere Skizze richtig interpretiere, machst Du die lösbare elektrische Verbindung entgegen meiner Annahme gar nicht direkt an den Leuchtkörpern, sondern ein Stück davon weg im Rumpf? Da könntest Du ja auch stinknormale Lüsterklemmen nehmen...

Zitat

Original von Hellmut1956
Die Applikationsunterlagen des Herstellers des Sensors empfehlen verdrillte Leitungen bei einem I2C-Bus von mehr als 10 cm!. Deshalb der Weg verdrillte Leitungen zu verwenden.


Wo steht das? Ich konnte bislang nur finden, daß man bei längeren I2C-Leitungen (>10cm) diese nicht nebeneinander herlaufen lassen soll (Bei Verdrillung laufen die Leitungen nach meinem Verständnis nebeneinander her). Sonst habe ich lediglich noch die Empfehlung für Tiefpassfilter für EMC-Protection gefunden.

Grüße,

Thomas

7

Dienstag, 25. Januar 2011, 11:16

Übrigens,
soweit ich mich recht erinnere haben die SHT Sensoren keinen I²C Bus sondern ein Serial Port Interface SPI, allerdings nur mit einer Datenleitung.
Das bedeutet, das Bustiming wird allein vom Controller bestimmt.
Da man so eine SPI auch recht einfach per Software machen kann solltest Du einen Controller mit genügend Pins auswählen.
Eventuell brauchst Du für Dout und Din eigene Pins, die mit einer Diode entkoppelt sind.
Dadurch kann man die SPI Frequenz so weit runterschrauben, das das Spielchen auch noch mit sehr langen Leitungen funktioniert.

Ich würde für so ein Projekt mal mit einen ATMEGA 64 rechnen, du brauchst ja 3x15 Ports.
Wenn der von der Portanzahl her nicht reicht wirds wohl ein ATMEGA640 werden.

Brauchst Du wirklich an allen Sensoren eine Messung der Luftfeuchtigkeit ?
Wenn nicht, nimm dann eine Messtelle mit SHT21 und bestücke die restlichen mit 1wire Sensoren wie dem DS18S20, der auch nur 3 drähte ( +, Data, GND ) benötigt und im Bus verschaltet werden kann. Zudem sind diese Sensoren wesentlich günstiger als ein SHT 21.

Nachteil ist, das die Adresse der 1wire Sensoren im Controller bekannt gegeben werden muß. Aber das ist ja ein Softwareproblem.

Hellmut1956

RCLine User

  • »Hellmut1956« ist der Autor dieses Themas

Wohnort: FFB

Beruf: Dolmetscher und Übersetzer für Technik

  • Nachricht senden

8

Mittwoch, 26. Januar 2011, 15:25

Erst Ma Danke für die Antworten. nun im Einzenen:

1. Es hibt den SHT21 mit unterschiedichen Schnittstellen, eine davon ist ein "echter I2C", jedoch mit einer festen im Baustein gespeicherten Adresse. Als Folge davon ist eine Stern-Topologie erforderlich und die Realisierung des I2C Protokolls in Software. Mit BASCOM ja kein Problem und wie hier auch schon gesagt gibt es unterschiedliche Atmel AVR Controller die sich gut dafür eignen.
2. Die Feuchte-Funktion muss, damit der Einsatzzweck erreicht werden kann, in jeder Leuchte sein. Sie soll ja dazu dienen eine beschädigte Wasser-Abdichtung frühzeitig durch die Änderung der Luftfeuchte in der fassung erkannt werden.
3. Stinknormale Lüsterklemme: Eine Art "Paste" wäre deshalb ideal, weil bei einem Durchmesser von nur 0,5mm der Messing Rundstäbe die ich als Leitung für die Pins von der Fassung zum Anschluss an den "Kabelbaum" vermutlich doch eine sehr kleine Kontaktfläche zur Folge hat. Geplant ist ja jetzt den Anschluss über eine 0,6-0,8mm Durchmesser Bohrung un einer Madenschraube zum Festklemmen. Wäre in dieser Bohrung eine solche Paste, so wäre eine großflächige Kontaktfläche gegeben und in Folge ein sehr geringer Übergangsschwerpunkt.
4. Die Verdrillten Kabel sind eine mündliche Empfehlung der Applikationsingenieure von Sensirion, der Hinweis bei über 10cm Verbindungskabellänge stammt aus den schriftliche Unterlagen von Sensirion.

Ich entnehme den Aussagen jedoch, dass eine solche Paste nicht bekannt ist.
MfG
Hellmut