12V Elektronikmodul Überspannungsschutz?
in meinem Auto betreibe ich ein RFID Elektronikmodul (i.W. Antenne, Controller, Relais), mit dem ich einen Verbraucher schalten kann.
Das Modul ist, wie sehr viele Komponenten auch China, sehr schlecht dokumentiert. Es ist für 12V Betrieb angegeben, aber im Fahrzeug sind während des Ladevorgangs ja bis 14.4V. Ich habe daher einen 12V Spannungswandler dazwischengesetzt (auch China…) um das Modul zu schützen.
Das hat aber eine Stromaufnahme von 67 mA, und nuckelt die Bordnetzbatterie (Motorradgrösse) innerhalb von 4-5 Tagen leer.
Meine Frage: sind die Elektronikmodule im Allgemeinen wirklich so empfindlich gegen Ladespannung? Wenn ja, gibt es eine energiesparendere Lösung die Spannung auf ca.12V zu begrenzen?
hier noch ein paar Detailbilder. Das Modul gibt es u.a. hier:
125 kHz Zutrittsmodul
4 Antworten
Der beste Weg das raus zu finden ist aus zu probieren. Wenn das Ding nicht teuer ist, warum nicht?
Der Mikrocontroller im inneren läuft auf jeden Fall mit 5V oder weniger, meistens 3,3V. Also ist da auf jeden Fall ein Spannungsregler drin verbaut.
Da die meisten dieser Dinger per USB betrieben werden, dürfte der Rest der Schaltung ebenfalls auf 5V (oder weniger) laufen.
Also ist da mindestens ein Spannungsregler drin verbaut. Ob da irgendwas direkt mit 12V betrieben wird kann man ohne die genaue Bezeichnung des Teils oder das Ding in der Hand zu haben nicht sagen.
Sollte da ein "Leistungsteil" direkt an 12V angeschlossen sein, dann dürfte der eher unempfindlich sein, also auch mal 20% mehr Saft vertragen.
Wann betreibst Du denn das Teil? Du könntest die Stromversorgung vielleicht automatisch unterbrechen bei Nichtgebrauch. Also zum Beispiel irgendwie "messen" ob das Auto aufgeschlossen ist und bei abgesperrten Auto wird das teil Stromlos gemacht.
Ein alter Trick aus den 1970ern ist einen Reed Kontakt in ein Rücklicht ein zu bauen. Der schaltet nur durch wenn man da einen Magneten dran hält. Der Impuls der durch das dranhalten eines Magnetens entsteht kann dann ein Relais, zum Beispiel ein Zeitrelais betätigen das nur eine bestimmte Zeit Strom weiter gibt und dann den Strom automatisch trennt.
Reed Kontakt im Rücklicht war früher beliebt für selbstgebaute Alarmanlagen (scharf/unscharf Schaltung) oder Wegfahrsperren. Wenn Du also das Auto per RFID aufschließen willst, kannst Du den Reed Kontakt an der Lesespule anbringen und einen modernen superstarken neodyniummagneten verwenden. Dann wird der Leser nur aktiv wenn der Tag mit Magneten dran drauf gehalten wird.
Der 78M ist ein linearregler. Das "M" bedeutet, dass der bis 0,5A aushält und ein Präzisionsregler ist.
Aber Dein Problem ist, dass das ein Linearregler ist. Physikalisch gesehen ist das einfach nur ein Vorwiderstand der sich aber selber einstellt. Linearregler und Verbraucher bilden einen Spannungsteiler und der Regler verstellt seinen Widerstand so, dass an der Last die gewünschte Spannung an liegt.
Das bedeutet, dass der Strom den der Verbraucher hat durch das ganze System fließt. Zieht der verbraucher 1A, dann hat der bei 5V eine Leistung von 5W. Bei 12V Eingangsspannung "vernichtet" der Regler 7V, das macht zusammen mit dem 1A Strom dann 7W Verlustleistung im Regler. Ein 5V Regler an 12V verbrennt mehr Energie als der Verbraucher. Damit ist die nötige Energie mehr als doppelt so hoch!
Ein guter DC/DC Wandler hat einen Wirkungsgrad von 90% oder mehr. Der Transformiert die Leistung auf eine andere Spannung. Wenn Du also den Linearregler aus lötest, kannst Du stattdessen einen guten DC/DC Wandler anschließen (hier 5V) und halbierst den Stromverbrauch und verdoppelst damit die Batterielebensdauer.
Wenn die Zündung im KFZ ausgeschaltet ist, hat die Batterie KEINE 14,4 V, da die Lichtmaschine überhaupt nicht dreht. Somit ist es eine sehr saubere +12V, also niemals zu viel Spannung.
Ist hingegen die Zündung an UND der Motor+Lichtmaschine dreht, so kann es bis zu 14,4V geben.
Wenn die China-RFID-Elektronik eine eigene interne Stabilisierung für 12V hat (das weiß nur der Hersteller!!!), ist das also schnuppe.
Ist hingegen keine interne Stabilisierung verbaut, so besteht die Gefahr, dass es hops geht. Meine Glaskugel weiß es leider nicht.
Lösungsvorschlag:
- Schalte ein 12V Relais 2 x UM (Doppelt-Wechsler) mit der Zündung die Erregerspule an, sodass es bei eingeschalteter Zündung (KFZ Klemme 15) angezogen ist.
- Ist die Zündung AUS, brauchst keinen Ruhezustand
- Der erste Umschalter des Relais (COM,NO) versorgt deine 12V Stabilisierung am Eingang
- Der zweite Umschalter des Relais (COM) wechselt dann zwischen Batterie direkt (NC) und deinem stabilisierten 12V Ausgang (NO)
- Tipp: Schalte noch einen 100uF ELKO an die +12V Eingang deiner RFID-Schaltung, damit der Wechsel zwischen Zündung AN/AUS einen sanften Wechsel macht (Vermeidet Störsignale beim Übergang zwischen direkt und geregelt Versorgungsspannung).
Fazit:
Dann ist bei Zündung=aus, kein Ruhestrom vorhanden da der Stromfresser Stabilisierung unversorgt ist. Und bei Zündung=an, läuft die Stabilisierung und wird durch das RFID-Modul genutzt.
Beispiel für ein Relais 2xUM
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/printrelais_-_2_wechsler_5_a_12_v_dc-168480
- COM bedeutet Mittelkontakt des Wechsler am Relais
- NO bedeutet normally open
- NC bedeutet normally closed
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bauteil_relais.htm
Viel Erfolg!
Was für eine Antwort erwartest Du, wenn Du nur allgemein über irgendwas von irgendwo aus China schreibst; daß man sich das Zeugs alles individuell anschauen muß sollte klar sein. Und was wofür warum eingesetzt wird steht auch nicht dabei. Daher würde die Antwort lauten: "Ist leider so". Mit mehr Informationen könnte man u.U. auch mit gleichen Komponenten Alternativen finden.
Du kannst das Equipment ganz einfach auf den geschalteten Plus Deines Zündschlosses legen, wenn das Modul samt Festspannungsregler nur bei eingeschalteter Fahrzeugzündung aktiv werden sollen.
Moin, ich antworte mal unter diesem Beitrag zu den verschiedenen Hinweisen