Hallo liebe Sternfreunde,
ich möchte hier eine Beschreibung für die zentrale Stromversorgung meines Astro-Arbeitsplatzes geben.
Bevor ich beginne, stelle ich einige Hinweise und Warnungen voran:
1. Ein Nachbau erfolgt immer auf eigene Gefahr hin. Die verwendeten Schaltungen zur Regelung/Stabilisierung der Ausgangsspannungen sind zwar alles Standard-Applikationsschaltungen für die jeweiligen IC's, dennoch können sich Fehler in der Schaltungsbeschreibung eingeschlichen haben.
2. Das Gerät wird mit lebensgefählicher Netzspannung von 230V betrieben. Die Arbeiten hieran setzen eine Sachkundigkeit voraus. Das betrifft insbesondere sichere Löt-/Schaubverbindeungen sowie die Isolierung.
3. Das Gerät ist für den Außenbetrieb in einer Einhausung (wie z.B. in dem Bild weiter unten) konzipiert. Den Betrieb ohne Einhausung empfehle ich ausdrücklich nicht (Temperatur, Taubildung).
Ende des Jahres 2018 entstand bei mir der Wunsch, eine zentrale Stromversorgung für Astro-Zwecke zu bauen. Und zwar unter konsequenter Verwendung des Schutzkontaktes.
Für diverse astrofotografische Geräte werden Stromversorgungen ohne Schutzkontakt angeboten. Bei den oft verwendeten Laptops mit Netzbetrieb sieht es nicht anders aus.
Dies kann sehr schnell zu gefährlichen Stromschlägen führen, insbesondere, wenn man meint, während der Aufnahmenacht draußen kein festes Schuhwerk anhaben zu müssen.
Diese Erfahrung habe ich selbst gemacht.
Die Konzeption und der Bau erfolgte im Jahre 2019. Damals wusste ich überhaupt noch nicht, was ich künftig für Versorgungsspannungen brauchen würde.
Klar war mir nur, dass es eine 5V sowie 12V-Versorgung werden würde.
Ich habe das Ganze dann mit Bananen-Buchsen als Ausgängen aufgebaut. Mir war aber zu dem Zeitpunkt schon klar, dass ich die Astro-Geräte über Hohlstecker-Buchsen betreiben würde.
Das hat sich als sehr gut erwiesen, weil der Umbau von Banane auf Hohlstecker sehr schnell zu machen ist, und kein Bohren am Gehäuse erforderlich ist.
Meine Geräte habe ich nie über Bananenstecker betrieben, die Gafhr der Verpolung (insbes. nachts) ist einfach zu groß. Hingegen versorge ich die Heizmanschetten über die Bananen-Ausgänge.
Heute habe ich an der Stromversorgung: 2 x 12V- Hohlstecker-Buchse 5,5 x 2,5 mm; 1 x 5V- Hohlstecker-Buchse 5,5 x 2,5 mm; 1 x 7,5V- Cinch-Buchse für Canon-DSLR, bei Bedarf kann ich aber schnell umrüsten.
Das Gerät verfügt über jeweils einen Ausgang für +5V und +12V. Darüber hinaus habe ich zwei spannungsgeregelte Ausgänge für Spannungen bis +5V und +12V eingebaut, sowie einen 7,5V-Ausgang für den Betrieb einer Canon DSLR.
Einen weiteren spannungsgeregelten Ausgang ist für die Beleuchtung des Arbeitsplatzes vorgesehen (über LED-Streifen-rot).
Von Anfang an hatte ich eine Stromanzeige für die vier Kanäle 5V/12V sowie die beiden spannungsgeregelten Ausgänge vorgesehen.
Hierfür habe ich eine Mikrorechnerlösung realisiert. Hierzu möchte ich anmerken:
Die Hardware dazu läuft. Die Software muss hinsichtlich der Komparatorstrecke kalibriert werden. Dies war der Stand Anfang 2020.
Im Februar 2020 war ich im Urlaub in Italien. Zurückgekehrt bin ich über ein Vierteljahr lang nicht in meiner Wohnung gewesen.
Die Sache mit der Stromanzeige ist total in Vergessenheit geraten, zumal das Gerät ja einwandfrei funktionierte. Herbst 2023
schließlich bin ich dann mit der Nase drauf gestoßen, dass das ja unfertig ist. Ich möchte in den nächsten Monaten aber diese Arbeiten abschließen.
Herbst 2023 habe ich als zusätzliche Sicherheit für den Überspannungsschutz eine dreifache sog. Crowbar-Schaltung ergänzt.
An dieser Stelle sei das Blockschaltbild für die zentrale Stromversorgung gegeben.
Der Schutzkontakt ist mit der Gehäusemasse sowie dem Minuspol der Schaltnetzteile und der Regelelektronik verbunden.
Die Schaltnetzteile sind übliche S-50-5 bzw. S-120-12 Typen der 10A-Klasse. Diese verfügen über einen Kurzschluss- sowie
Überspannungsschutz.
Als zusätzliche Sicherheit gegen Überspannungen dient eine dreifache Thyristor-Crowbar-Schaltung, Funktionsweise grob:
bei Überspannung: --> Z-Diode wird leitend --> Thyristor zündet --> Spannung wird kurzgeschlossen --> Sicherung kommt.
Bei den vier Spannungsreglern habe ich jeweils den verwendeten IC angegeben. Die Hardware hierfür sind Standard-Applikationen.
Zwischen den Minuspolen der vier jeweiligen Ausgangsbuchsen und dem zentralen Minuspol liegen für den Stromabgriff jeweils vier
Shunt-Widerstände. Sie sind so dimensioniert, dass bei Volllast ein Spannungsabfall von etwa 200mV entsteht. Sie dienen
der Stromanzeige und sind hier bereits aufgeführt, auch wenn die dazugehörige Hard- und software in der Darstellung noch fehlt.
Zur Unterdrückung von Störungen auf den Ausgängen habe ich die Leitungen von den Ausgangsbuchsen zu den Verbrauchern mit
Klapp-Ferriten versehen. Ich hatte bis jetzt keinerlei Probleme im Betrieb.
Trotzdem habe ich immer noch den zusätzlichen Einbau von geeignet umwickelten Ferritringen zur Störimpulsunterdrückung an den Ausgängen der Schaltnetzteile im Hinterkopf. Das war bis heute allerdings nicht notwendig gewesen.
Die einzelnen Schaltungen möchte ich hier so nach und nach posten.
Hier noch ein Blick auf die Einhausung:
(Bild ließ sich nicht speichern, aber copy/paste funktionierte. Ich werde das Hochladen in den kommenden Tagen immer mal wieder testen.
Irgendwann geht's schon)
Ich wünsche Euch viele schöne klare Nächte
Micha
ich möchte hier eine Beschreibung für die zentrale Stromversorgung meines Astro-Arbeitsplatzes geben.
Bevor ich beginne, stelle ich einige Hinweise und Warnungen voran:
1. Ein Nachbau erfolgt immer auf eigene Gefahr hin. Die verwendeten Schaltungen zur Regelung/Stabilisierung der Ausgangsspannungen sind zwar alles Standard-Applikationsschaltungen für die jeweiligen IC's, dennoch können sich Fehler in der Schaltungsbeschreibung eingeschlichen haben.
2. Das Gerät wird mit lebensgefählicher Netzspannung von 230V betrieben. Die Arbeiten hieran setzen eine Sachkundigkeit voraus. Das betrifft insbesondere sichere Löt-/Schaubverbindeungen sowie die Isolierung.
3. Das Gerät ist für den Außenbetrieb in einer Einhausung (wie z.B. in dem Bild weiter unten) konzipiert. Den Betrieb ohne Einhausung empfehle ich ausdrücklich nicht (Temperatur, Taubildung).
Ende des Jahres 2018 entstand bei mir der Wunsch, eine zentrale Stromversorgung für Astro-Zwecke zu bauen. Und zwar unter konsequenter Verwendung des Schutzkontaktes.
Für diverse astrofotografische Geräte werden Stromversorgungen ohne Schutzkontakt angeboten. Bei den oft verwendeten Laptops mit Netzbetrieb sieht es nicht anders aus.
Dies kann sehr schnell zu gefährlichen Stromschlägen führen, insbesondere, wenn man meint, während der Aufnahmenacht draußen kein festes Schuhwerk anhaben zu müssen.
Diese Erfahrung habe ich selbst gemacht.
Die Konzeption und der Bau erfolgte im Jahre 2019. Damals wusste ich überhaupt noch nicht, was ich künftig für Versorgungsspannungen brauchen würde.
Klar war mir nur, dass es eine 5V sowie 12V-Versorgung werden würde.
Ich habe das Ganze dann mit Bananen-Buchsen als Ausgängen aufgebaut. Mir war aber zu dem Zeitpunkt schon klar, dass ich die Astro-Geräte über Hohlstecker-Buchsen betreiben würde.
Das hat sich als sehr gut erwiesen, weil der Umbau von Banane auf Hohlstecker sehr schnell zu machen ist, und kein Bohren am Gehäuse erforderlich ist.
Meine Geräte habe ich nie über Bananenstecker betrieben, die Gafhr der Verpolung (insbes. nachts) ist einfach zu groß. Hingegen versorge ich die Heizmanschetten über die Bananen-Ausgänge.
Heute habe ich an der Stromversorgung: 2 x 12V- Hohlstecker-Buchse 5,5 x 2,5 mm; 1 x 5V- Hohlstecker-Buchse 5,5 x 2,5 mm; 1 x 7,5V- Cinch-Buchse für Canon-DSLR, bei Bedarf kann ich aber schnell umrüsten.
Das Gerät verfügt über jeweils einen Ausgang für +5V und +12V. Darüber hinaus habe ich zwei spannungsgeregelte Ausgänge für Spannungen bis +5V und +12V eingebaut, sowie einen 7,5V-Ausgang für den Betrieb einer Canon DSLR.
Einen weiteren spannungsgeregelten Ausgang ist für die Beleuchtung des Arbeitsplatzes vorgesehen (über LED-Streifen-rot).
Von Anfang an hatte ich eine Stromanzeige für die vier Kanäle 5V/12V sowie die beiden spannungsgeregelten Ausgänge vorgesehen.
Hierfür habe ich eine Mikrorechnerlösung realisiert. Hierzu möchte ich anmerken:
Die Hardware dazu läuft. Die Software muss hinsichtlich der Komparatorstrecke kalibriert werden. Dies war der Stand Anfang 2020.
Im Februar 2020 war ich im Urlaub in Italien. Zurückgekehrt bin ich über ein Vierteljahr lang nicht in meiner Wohnung gewesen.
Die Sache mit der Stromanzeige ist total in Vergessenheit geraten, zumal das Gerät ja einwandfrei funktionierte. Herbst 2023
schließlich bin ich dann mit der Nase drauf gestoßen, dass das ja unfertig ist. Ich möchte in den nächsten Monaten aber diese Arbeiten abschließen.
Herbst 2023 habe ich als zusätzliche Sicherheit für den Überspannungsschutz eine dreifache sog. Crowbar-Schaltung ergänzt.
An dieser Stelle sei das Blockschaltbild für die zentrale Stromversorgung gegeben.
Der Schutzkontakt ist mit der Gehäusemasse sowie dem Minuspol der Schaltnetzteile und der Regelelektronik verbunden.
Die Schaltnetzteile sind übliche S-50-5 bzw. S-120-12 Typen der 10A-Klasse. Diese verfügen über einen Kurzschluss- sowie
Überspannungsschutz.
Als zusätzliche Sicherheit gegen Überspannungen dient eine dreifache Thyristor-Crowbar-Schaltung, Funktionsweise grob:
bei Überspannung: --> Z-Diode wird leitend --> Thyristor zündet --> Spannung wird kurzgeschlossen --> Sicherung kommt.
Bei den vier Spannungsreglern habe ich jeweils den verwendeten IC angegeben. Die Hardware hierfür sind Standard-Applikationen.
Zwischen den Minuspolen der vier jeweiligen Ausgangsbuchsen und dem zentralen Minuspol liegen für den Stromabgriff jeweils vier
Shunt-Widerstände. Sie sind so dimensioniert, dass bei Volllast ein Spannungsabfall von etwa 200mV entsteht. Sie dienen
der Stromanzeige und sind hier bereits aufgeführt, auch wenn die dazugehörige Hard- und software in der Darstellung noch fehlt.
Zur Unterdrückung von Störungen auf den Ausgängen habe ich die Leitungen von den Ausgangsbuchsen zu den Verbrauchern mit
Klapp-Ferriten versehen. Ich hatte bis jetzt keinerlei Probleme im Betrieb.
Trotzdem habe ich immer noch den zusätzlichen Einbau von geeignet umwickelten Ferritringen zur Störimpulsunterdrückung an den Ausgängen der Schaltnetzteile im Hinterkopf. Das war bis heute allerdings nicht notwendig gewesen.
Die einzelnen Schaltungen möchte ich hier so nach und nach posten.
Hier noch ein Blick auf die Einhausung:
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Irgendwann geht's schon)
Ich wünsche Euch viele schöne klare Nächte
Micha
Ich bin Michael
Mein Beobachtungsplatz ist der Balkon meiner Wohnung in der Hennigsdorfer Innenstadt.
Der Balkon ist in der vierten (obersten) Etage eines Wohnhauses. Er liegt in fast perfekter Südlage mit sehr guter Horizontsicht.
Meine besondere Leidenschaft gilt der Fotografie weit südlich stehender Objekte.
Mein Beobachtungsplatz ist der Balkon meiner Wohnung in der Hennigsdorfer Innenstadt.
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