Handhabung & Technik Hallo hier bin ich + mein Projekt für Sylvester

Vielen Dank für die Hilfe, na dann könnte es wegen mir bald los gehen!

@Lukas
Ich glaube eher nicht, da Hobbyprojekt.
Du bekommst nur die Platinen von Alex, eventuell das Pelicase und Frontplatte von Boo82. Den Rest musst du dir bei Reichelt oder ähnliche besorgen.


Gruß Jens

 

Schaltplan

Hallo Alex,

Also dein Konzept für die Zündalage ist TOP.

Ich weiß, du hast gesagt, dass du die Eagle-Files nicht veröffentliches wirst, da sie mit einer kommerziellen Eagle-Lizenz gezeichnet worden sind.

Nun möchte ich fragen, ob es nicht doch möglich wäre zum Beispiel einen pdf-Export vom Schaltplan zu posten. (oder nur einzelne Komponenten)

Was mich nämlich interessieren würde, wie du die Zündkanal-Ansteuerung mit den Fets gelöst hast. :???

lg Michael

 

Eine Frage des Schaltens

Hallo,

da hier ja merfach nachgefragt wurde:
- Ich plediere nicht für p-Kanal Mosfets sondern allgemein dazu V+ zu schalten also sogenannte
High Side Switches zu verwenden.

Lest euch mal den Thred durch:
http://www.feuerwerk-forum.de/showthread.php?p=162820

- Trockenschwimmer

Vss (also - Pol der Batterie oder V-) wird häufig als GND benutzt. es werden z.B. Abschirmungen drauf
gelegt auch bei diesem Projekt:


Folgendes Szenario:
- richtig fett Regen (soll bei Feuerwerk ja schonmal vorkommen )
- Kabelummantelung schadhaft, GND an Metalgehäuse, Frontplatte oder ähnliches.
- Anschlußkabel der Zünder verlängert (natürlich nicht isoliert)
- Anlage scharf geschaltet => V+ auf den Zündleitungen
====> was kann da nach Murphy wohl passieren?

Nur mal so für die Ungläubigen, es ist schon passiert.
Komerzielle Zündanlage, Metallgehäuse, V- geschaltet, Regenwetter, scharf geschaltet
=> halbe Show weg (Kl. IV wohlgemerkt)

Ich habe mit der CA- Serie von Hirschmann gute Erfahrungen gemacht:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=C1A13;GROUPID=3264;ARTICLE=52088;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=25PkxZv6wQARkAADxuGZQ80109f3b37c8453896c4d67a22b7f969
Vor allem können die auch etwas Dreck ab.

Hoffe die Tips helfen weiter.

Viele Grüße Abo

 

@ Abo


Highside Switches haben aber den Nachteil einer komplexeren Ansteuerung. Für einen Highsideswitch wird mit einer Spannung am Gate von Source + ca. 4 V gerechnet.

Die Ansteuerung wird so also um einiges komplexer als einfach Portpin an passenden Fet und los gehts. (komplexer = größerer Bauteilaufwand)

Einfach noch einen P Kanal Mosfet oder Highsideswitch zum getrennten + und - schalten würde in dem von Abo genannten Beispiel auch nicht helfen, dann geht das Feuerwerk ebend erst nach schalten von + sofort zur Hälfte hoch.

Müsste dann also wenn schon für jeden Kanal ein highside Switch oder P Kanal Mosfet sein. Und das ist ebend auch mit seinen Problemen verbunden.

Abgesehen mal davon, wenn ich solche Ketten wie defekte Isolierung kommt gegen Gehäuse, dann sind zufällig noch verdrillte Kabel nicht richtig isoliert und haben Bodenkontakt und dann hat man soviel pech, dass es auch noch ausreicht um eine große Zahl Zünder auszulösen höre verdrehen sich mir immer die Augen.

Dann hat man ebend Kabel vernünftig zu isolieren, darauf zu achten, dass kein Wasser an relevante Gehäusestellen kommt.

Das ist dann alles eine Frage korrekter Handhabung. Wenn ebend jemand der Meinung ist er müsste eine Bombe falschrum in den Mörser laden so ist er auch selber schuld. Genauso sorgfältig sollte man auch bei der Verkabelung seines Feuerwerks arbeiten.

Mfg Yannic

Edit. Was natürlich nicht heißen soll das hier beim entwickeln der Technik absichtlich geschludert werden sollte. Wollte damit zum asdruck bringen, dass auch der Anwender immer eine große Rolle spielt. Man kann/muss natürlich darauf achten das der Anwender möglich wenig Spielraum hat um fehler zu machen.

 

Ansteuerung

Zitat Pyrobla

Profet's werden mit Logic Level (+5V, max. 5 mA ) angesteuert direkt vom Portpin eines µC, also
nix kompliziert.

Gruß Abo

 

Aber ganz ehrlich, so eine Fehlfunktion kann ich dir auch mit Highside-Switches konstruieren.

Und nebenher sind Profets vergleichsweise teuer und auch nicht alle Typen in Einzelmengen beziehbar.

Ich halte das, bei guter Konstruktion und umsichtiger Verwendung (das schließt auch ein Testen und Begutachten der verwendeten Komponenten ein), eher für eine Glaubensfrage. Bei dem von dir beschriebenen Szenario hätte es eben sogut sein können, dass nicht schon beim "Scharfschalten" sondern dann eben durch zu lang abisolierte Zündkabel, Metallgehäuse und Feuchtigkeit beim ersten Feuerbefehl die ganze Box hochgeht. Ich habs auch schon erlebt, dass in einer Serienschaltung ein eingeschliffener Zünder nicht kam, alle anderen aber schon. Der Zünder war ok, aber die verdrillten Stellen nicht ausreichend vor Feuchtigkeit isoliert.
Man könnte auch sagen: Wären in deinem Szenario Scotch-Locks benutzt worden und das Material anständig gewartet und geprüft, wäre das auch nicht passiert.

Soll keine Wertung sein, nur ein relativieren. Ich schalte bei mir auch High-Side, aber das liegt an anderen technischen Erwägungen.

Gruß
Fabian

 

@ abo

ja was aber nur daran liegt, das die Profets die Ladungspumpe bereits verbaut haben und sie so nicht extern beschaltet werden muss.

Dafür zahlt man dann für einen Profet auch zwischen 3 und 9 € und das ist es mir nicht wert zumal ich mit vielen der Sicherheitsfunktionen die die Profets verbaut haben eh nichts anfangen kann. Da habe ich lieber einen günstigen Fet der den ganzen Diagnose krams nicht hat und dafür auf mehr leistung ausgelegt ist.

Die Hand dafür ins Feuer legen möchte ich zwar nicht, aber was werden eigentlich für Fets in diesen China anlagen verbaut die auch oft von Kl.4 Pyros genutzt werden ?

Wie bereits gesagt was macht ein Pyrotechniker wenn es anfängt zu regnen bzw kurz vorher ? Richtig er läuft zu den Mörsern um sie mit Plastikfolie abzudecken. Und wieso macht er das ? Richtig weil er weiß das Feuchtigkeit den ptg´s schadet. Was spricht nun also dagegen das ein Pyrotechniker auch so mit seiner Technik umgeht ?

Ich will ja deine Aussage zu den Profets nicht als falsch hinstellen, nur ich kann diese etwas übertriebene Aussage (Nur Highside alles andere ist absolut gefährlich und nicht machbar) gekoppelt mit dem Beispiel ebend so nicht nachvollziehen.

 

9 EUR für einen PROFET? Da sind es dann aber schon echt exotische Typen. Ich habe auch die im Forum sehr verbreiteten BTS621 für 2,20 EUR / Stück und 2 Kanälen pro ProFET -> ca 1,10 pro Kanal verwendet. Die Profets sind absolut klasse (übrigens gibt es die auch als äquivalente Lowside-Switches, heissen dann afaik HITFET) und bei Preisen von um 1-2 EUR / Kanal würde ich die definitiv einsetzen. Man bekommt die direkte Ansteuerung von einem µC frei Haus, dazu die Sicherheit, dass elektrostatische Entladungen auf einen der Ausgänge der Zündanlage nichts tut, Kurzschlüsse abgefangen werden, Überhitzung nicht erfolgen kann usw.. Wenig Geld für viele Kleinigkeiten, die Zuverlässigkeit bringen. Gerade bei dem Einsatz als Zündanlage - irgendetwas läuft oft anders als geplant. Da ist es schön zu wissen, dass die Anlage in jede Richtung abgesichert ist und im schlimmsten Fall eine Nicht-Zündung eines Kanals erfolgt, aber kein Schaden der Anlage möglich ist.

Teilweise gute, teilweise sehr einfache. aber: Wenn man schon selber baut, wieso dann nicht gleich alles optimal machen.

Es sollte allerdings unabhängig von den FETs so gebaut sein, dass Feuchtigkeit nicht dazu führen kann, dass der Kontakt eines Zündkabels mit dem Gehäuse der Anlage zu einer Zündung führt. Das ganze passiert offensichtlich (mit mind. einer kommerziellen Anlage) mehr als einmal und sowas darf in meinen Augen einfach nicht sein. "Aufpassen" kann nicht die Notwendigkeit sein, um mit der Zündanlage umzugehen. Natürlich soll und muss man umsichtig vorgehen, aber wenn einmal etwas passiert wie "blankes Zündkabel kommt an das Gehäuse" darf einfach keine Zündung erfolgen - dazu sollte die Zündanage so gebaut sein, um wenn eben mal etwas nicht läuft wie geplant, dann diese zusätzliche Sicherheit zu geben.

Lowside:

https://www.infineon.com/cms/de/product/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab69de540349

Highside:

https://www.infineon.com/cms/de/product/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab69e2d40357

 

1-2€ hast du dafür eine bezugsquelle ? Ich hatte mich mit den Profets bisher noch nicht weiter beschäftigt gehabt, diese Preise ergaben sich bei einer flüchtigen Suche.

Mfg Yannic

 

1-2 EUR pro Kanal. Der BTS621 kostet bei reichelt in der Einzelabnahme 2,60 und bietet 2 Kanäle:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;L...wQARoAADuNXK014e66d07395fe59af1f2eda7307c5842

Ob der BTS621 Dir aber genug Zündspannung bietet ist Deine Entscheidung - es gibt ja aber genug andere Typen.

Ich hatte die damals allerdings auch günstiger von so einer mercateo Anbieterseite...

Auch wenn ich ein großer Fan der PROFETs bin: Es geht natürlich auch genausogut anders. Allerdings würde ich dann versuchen die Sicherheitsfunktionen zumindest teilweise nachzubilden.

 

Hi,

die Frage ist ebend wie gut man mit einem "normalen" Fet die Funktionen des Profet nicht gleich ausgleichen kann. Die 4,4 A Strombelastbarkeit des BTS621 finde ich jetzt auch nicht gerade so berauschent. Und ich weiß jetzt auch nicht genau wie die Schutzschaltungen direkt wirken, aber vermutlich werden sie alle mit einer "Zwangsabschaltung" des Fets zu tun haben.

Aber wenn man einen groß genug dimensionierten Fet nimmt steckt der Kurzschlüsse im ms Bereich nach Erfahrung recht locker weg.

Und beispielsweise ein Überhitzschutz kann man sich auch sparen. Zumindest wüsste ich nicht wie ein Zündung im ms Bereich es schaffen sollte, genug Leistung zu erzeugen um den Fet auch nur warm werden zu lassen.

Einzig die angesprochene Funktion des Schutzes der µC Pins vor elektrostatischer Entladungen scheint doch recht sinvoll. Fraglich ist nur wie praxisrelevant das ganze am Ende ist.

Da stimmt natürlich. Nur das ist kein Kreterium gegen normale Lowside Fets, sondern setzt einen bedachten Aufbau des Gehäuse voraus.

Mfg Yannic

 

Für 12V oder 24V Anlagen sind die Profets gut geeignet und ausreichend günstig, das ist richtig. Schwierig wirds halt bei höheren Zündspannungen, wie den oft anzutreffenden 50V. Da gibts dann (laut Infineon Suchmaske) genau noch einen Typen, den BTS6163, der infrage kommt. Der ist schon schwer zu bekommen (Digikey 1,6€ bei 2500/Stk, Mouser 6,5$/Stk). Da ist für selbstbau unrealistisch. Für nen geeigneten "normalen" p-Fet zahl ich da 50Cent.
Sicherheitsfunktionen sind ein anderes Thema. Aber gerade die 50V Anlagen erzeugen diese meist aus einem 12V Akku und dann nicht on-the-fly, sondern laden einen Kondensator. Im Kurzschlussfall ist maximal dieser leer und der Strom begrenzt sich auf das was der Step-up liefern kann. Das ist handlebar.

Klar darf der eine unbeabsichtigte Zündung auch bei unachsamem Umgang nicht passieren, aber wenn der gesamte Zündstrom über das Gehäuse fliessen kann, ist das meiner Ansicht nach ein Error-By-Design.

Gruß
Fabian

 

Mit der Zündspannung stimme ich zu, das ist nicht ganz einfach da einen zu finden. Aber häufig taucht sowas auch zumindest als 100er Pack günstig auf.

Bei der Strombelastbarkeit sehe ich dagegen kein Problem. A-Anzünder zünden bei 0.8A in Reihe, U-Anzünder bei 1.5 A. Mehr braucht man für Einzelzündungen oder Reihenschaltungen nicht. Schaltet man z.B. 10 A-Anzünder in Reihe bei 50V Zündstrom kommt man bei 10 * 2 = 20 Ohm auf 50 / 20 = 2.5 A die fießen - mehr geht aufgrund des Widerstands des Zündkreises eh nicht - und je größer der Kreis, desto weniger Strom fließt (Bei 24V sogar nur 1.2 A)
Einzig und alleine für eine kombinierte Reihenparallelschaltung kann man in Verlegenheit kommen, höhere Stromstärken zu benötigen. Aber sogar 3 x 10 Zünder (10 in Reihe, 3 Reihen parallel) gehen mit 24V und 4 A problemlos ( je Kreis 20 Ohm, macht also 1.2 A je Kreis, 3.6 A gesamt) - wenn man zum übersichtlichen Durchmessen nicht eh auf Parallelkreise verzichtet.

definitiv.

 

Und was ist mit der recht hohen Stromstärke die kurzzeitig beim Kurzschluss entstehen kann ?

Mfg Yannic

 

Bei einem unerwünschten Kurzschluß weil 2 Kabel Kontakt bekommen? Die regelt der PROFET dann auf die entsprechende Stromstäke runter, der BTS621 halt auf [Korrektur 8A /Korrektur] , die anderen auf ihren entsprechenden Wert. Das ist ja das schöne an denen - habe ich auch entsprechend getestet (einfach mal Kabel kurzschließen und zünden und ggf. Stromstärke dabei messen). Da fließen dann solange [Korrektur 8 A /Korrektur] bis der FET überhitzt (dauert ein bisschen), dann geht er in den Hitzschutzmodus und sobald die Temperatur wieder gesunken ist fließen wieder [Korrektur 8A /Korrektur].
Eine normale Zündung wird das natürlich nicht erreichen - da zündet der Zünder schnell. Aber: Es gibt auch Zünder die verkleben beim zünden, da hat man dann einen echten Kurzschluss für die Dauer, die man den Zündstrom anlegt (z.B. 250 ms) - da wird so ein FET schon ordentlich heiss bei. Oder man hat irgendeinen Fehler beim Aufbau gemacht und legt einen Kreis ganz ohne Zünder - alles schon vorgekommen.

 

Die Stromstärke ist, vereinfacht gesagt, für einen Fet erstmal egal. Es geht nur um die Energiemenge und die damit verbundene Erhitzung. Ein Fet im TO220 Gehäuse kann prinzipiell zwischen 140W und 190W Leistung abführen wenn genug Kühlkörper dran pappt.
Will sagen: Kurzschlussströme sind "unproblematisch", sofern die Gesamtenergie begrenzt ist. Wenn du als Quelle aber einen Starterakku mit 340A Imax ranhängst und keine weitere Begrenzung machts "puff". Eine Möglichkeit ist da die Sicherung in Reihe. Hat aber den Nachteil "Sicherung-kaputt-nix-geht-mehr". Eine bessere Lösung ist z.B. eine 20W Halogenlampe in Reihe. Diese ist ein Kaltleiter, d.h. sie leitet erst sehr gut, aber wenn länger Strom fließt beginnt sie zu leuchten und begrenzt den Strom (bei 24V und zwei Lampen in Reihe z.b. auf rund 0,84A). Wenn man der Meinung ist das ist zu knapp nimmt man halt ne 50W Lampe. Vorteil: Strom ist begrenzt, Zündimpuls trotzdem möglich, selbst rücksetzend.
Profets hingegen begrenzen selbst den Strom (sie schalten bei zu viel Strom ab). Aber der 6163 z.b. erst bei 170A, also ist da zusätzlich auch noch was notwendig.
Anderer Fall wenn die Zündenergie aus einem Kondensator kommt. Hier ist die Energie eh begrenzt, also von daher unproblematisch, und da die Zuleitung, Klemme, Fet auch noch Widerstände haben ist auch die Stromstärke nicht unendlich.

@ivhp: der BTS621 hat einen Laststrom von 4.4A, d.h. die können Dauerhaft fliessen. Abschalten wird er erst bei der Current-Limitation I-l(scr) von 8A. Aber auch das ist ja handlebar.

Gruß
Fabian

 

Du hast recht, der macht erst bei 8A dicht. Ich hatte gemessene 4A in Erinnerung, aber das war nicht der BTS621. Je nach Anwendung kommt der PROFET dann auch ohne Kühlkörper aus, auf Seite 11 rechts unten im Datenblat sieht man schön das Verhalten im Kurzschlussfall - erst auf 8 A begrenzen, erhitzen, dann periodisch an (heiss werden) aus.

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/infineon/1-BTS621L1_20030922.pdf

 

Hi Yannic,

Das spraeche ja schon wieder fuer die ProFets. Habe gerade im Datenblatt vom BTS 621 gelesen: "Supply voltage for full short circuit protection Tj Start=-40 ...+150°C Vbb 34 V". D.h. 24 V Zuendspannung sind kein Problem.

Die vorgebrachten Argumente fuer Hi-Side Switches kann ich zum Teil nachvollziehen. Was IHMO wirklich zieht ist das Argument von ihvp, dass man fuer recht wenig Geld eine ganze Latte an Sicherheitsfeatures kriegt.

· Overload protection
· Current limitation
· Short circuit protection
· Thermal shutdown
· Overvoltage protection (including load dump)
· Fast demagnetization of inductive loads
· Reverse battery protection1)
· Undervoltage and overvoltage shutdown with auto-restart and hysteresis
· Open drain diagnostic output
· Open load detection in ON-state
· CMOS compatible input
· Loss of ground and loss of Vbb protection
· Electrostatic discharge (ESD) protection

Und die ganze Pracht fuer 1,3 EUR pro Cue! Ihr habt mich rumgekriegt, jetzt bin ich auch pro ProFet

Vielleicht noch ein kleiner Denkanstoss bzgl. Zuendspannung. Muss denn wirklich jeder Kanal 50 V ausspucken koennen? Waere es nicht vielleicht sinnvoll sich auf z.B. 24 V zu beschraenken und ein kleines "Booster-Modul" zu designen, welches die hohe Spannung liefern kann? Man spart sich viel Aerger durch unnoetiges overengineering und hat gleichzeitig die Sicherheit den Booster aus dem Hut zaubern zu koennen wenn mal 20 Zuender absolut gleichzeitig hochgehen muessen. Wenn es auf 1/10 Sekunde nicht ankommt teile ich die notwendigen Zuender einfach auf mehrere Kanaele auf und zuende in rascher Folge.


Gruss
Roland

 

Das ist wieder sowohl Glaubens- als auch Planungsfrage. Ich hatte schon Feuerwerke mit deutlich mehr als 10 Zündern in Reihe (vielleicht gehen bei 24V auch mal 12 oder 15), da war ich ganz froh über die 50V der Explo.
Aber es ist halt eine Planungsfrage. Da ich eigentlich eh ein verfechter der Viele-verteilte-Zündboxen-mit-wenig-Kabelwegen bin, hast du im Prinzip recht. Nimmt man halt zwei unabhängige Zündboxen und macht statt 1x20 Zünder 2x10 und schon gehts auch mit 24V. Man muss nur seine Planung drauf ausrichten.

Solche Booster gibts von den meisten Herstellern ja auch. Dann oft sogar mit 250V oder 350V für richtig grosse Ketten.

Gruß
Fabian

 

@AlexanderDW: stimmt wir sind etwas abgedriftet, aber nicht auf den "Alles-Mist"-Dampfer sondern eher in allgemeiner Diskussion.
Wie ich schonmal sagte: jede Schaltung kann sicher und unsicher gestalltet sein. Das hat nix mit XX-Fet zu tun.
Nur ein Wort noch: auch n-Fets brauchen einen Pulldown, genauso wie p-Fets einen Pullup. Gerade schwächere n-Fets brauchen erstaunlich wenig Ladung am Gate um zu leiten. Ich habe schon Fets durch Handauflegen oder auch nur Vorbeiwinken "eingeschaltet". Auch für den sicheren Zwischenzustand beim Ein-/Ausschalten ist er wichtig. Aber du hast ihn ja drin, ist doch alles ok

Letzendlich drückt jeder Designer einer Schaltung seinen Stempel auf, und das ist doch auch ok.

Gruß
Fabian

 

@AlexanderDW

Das ganze sollte sich wirklich nicht gegen dein Konzept oder deine Anlage richten. Es ging hier viel mehr darum abzuwegen welche Lösungen es gibt und mit welcher man am Ende gut bei weg kommt.

Ich selber nutze auch normale N-Fets und das schon etwas länger und hatte bis jetzt noch nie probleme mit ihnen gehabt.

Nur so hat bisher jeder seine eigenen Erfahrungen gemacht und Erfahrungen anderer User zu berücksichtigen kann ja nicht schaden. Ob man sie dann umsetzt oder nicht kann ja jeder selber entscheiden.

Mfg Yannic