../icons/Logo.pngPraktische Elektronik


Für den Anfänger in der Elektronik reicht eine Batterie.


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Stromversorgung und Netzgeräte

Attention >

Batterien reichen

  • Für die ersten Praktika reicht eine Batterie,
  • oder eine Powerbank
  • und schließlich ein einfaches Labornetzgerät

Wir benötigen im Grunde zwei Arten von Stromversorgung:

  • Stromversorgung für Praktika und Entwicklung und
  • Stromversorgung für Geräte.

Die Stromversorgung für Geräte ist immer spezifisch auf die Geräte abgestimmt.

Wir gehen hier insbesondere auf die Stromversorgung für Praktika und Entwicklung ein.

Regeln

  • Netzgeräte für den Anschluss an das 230V-Netz werden nicht selbst gebaut
  • weil es gefährlich ist, an 230V zu basteln,
  • weil die selbst gebauten Geräte Personen gefährden können und
  • weil Fertiggeräte billiger als selbst gebaute Netzgeräte sind.

Näheres ist unter Argumente gegen das Basteln von 230V Netzteilen zusammengefasst.

  • Wir verwenden
  • Fertiggeräte oder
  • Batterien

Stromversorgung für Praktika und Entwicklung

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Stromversorgung für erste Praktika

Für die ersten Praktika kommen wir mit einer einfachen Batterie zur Stromversorgung aus.

Eine Alternative zur Batterie ist eine USB-Powerbank. In Adapter USB-Powerbank wird beschrieben, wie eine Powerbank über einen Adapter mit einem Steckboard verbunden wird.

In einführendes Praktikum wird eine elektronische Sicherung auf einem Steckboard aufgebaut.

Was benötigen wir?

Die Stromversorgung der auf dieser Site vorgestellten Schaltungen erfolgt meistens über

  • Netzgeräte mit fest eingestellter Spannung oder
  • Batterien

Die Spannungen liegen maximal bei 24V, meistens bei

  • 5V
  • 12V
  • 3,3V

Ströme liegen meistens im Bereich

  • bis 200mA
  • 500mA
  • 1,5A

Elektronische Sicherung

Um Beschädigung von Bauelementen zu vermeiden, ist eine elektronische Sicherung unerlässlich.

Sicherungen mit über 500mA sind meistens nicht notwendig,

  • weil damit keine empfindlichen Bauelemente geschützt werden können und
  • moderne Fertiggeräte über eine elektronische Sicherung verfügen,
  • die allerdings den maximalen Strom des Netzgeräts begrenzen.
  • und außerdem gibt es günstige Chips mit eingebauter Strombegrenzung.

Leider gibt es keine elektronischen Sicherungen zu kaufen, die

  • bei 3V bis 5V arbeiten,
  • bei 20mA auslösen und
  • einen geringen Spannungsabfall haben.

Eine erste elektronische Sicherung wird in Bau einer elektronischen Sicherung beschrieben. Für die meisten Versuche werden die im Projekt Elektronische Sicherungen vorgestellten reichen.

Labornetzgeräte

Labornetzgeräte lassen sich auf verschiedene Spannungen und Ströme einstellen. Sie beinhalten sowohl eine Spannungs- als auch eine Stromregelung. Zwischen beiden Arten wird automatisch umgeschaltet.

Brauchbare Labornetzgeräte werden in Labornetzgerät behandelt.

Siehe auch Vergleich von Labornetzgeräten.

Attention :-)

Labornetzgerät kaufen

Ein Anfänger und Bastler, der sich ernsthaft mit Elektronik beschäftigen will, braucht ein Labornetzgerät.

Brauchbare Geräte für den Einstieg sind für 35€ zu bekommen.

Sie sollten mit einer zusätzlichen Elektronische Sicherung eingesetzt werden.

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Fazit

Für unsere Zwecke sind nur wenige Netzteile geeignet.

  • Labornetzteile sind geeignet.
  • Tischnetzteile oder Notebook-Netzteile sind meistens nicht geeignet.
  • Tischnetzteile oder Notebook-Netzteile mit Schuko-Stecker können geeignet sein, wenn sie
  • eine Kaltgerätebuchse oder
  • eine Kleeblattbuchse haben.
  • Steckernetzteile sind fast immer nicht geeignet.
  • keine Industrie-Netzteile
  • keine Computer-Netzteile,
  • weil nur ausgebildete Fachleute am 230V Netz arbeiten.

Geeignete Netzteile

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Nicht für Anfänger

Die folgenden Hinweise sind nicht für Anfänger gedacht.

Wir sollten erste Praktika mit

  • Batterien und oder
  • einem Labornetzgerät durchgeführt haben.
  • Wer einige Begriffe und Hinweise nicht versteht, sollte sich zunächst auf Labornetzgeräte beschränken.

Im folgenden werden einige Arten von Netzteilen untersucht, ob sie für Praktika, Versuche und Testaufbauten in der Elektronik geeignet sind.

Netzgeraete.png
Bild 1: Spannungen gegen Erde/Schutzleiter

Es gibt zwei Arten von Netzteilen:

  • schutzisolierte Netzteile
  • Netzteile mit Schutzleiter

Die Ausgänge der Netzteile sind meistens nicht mit dem Schutzleiter verbunden.

  • Diese Ausgänge können eine Spannung gegen Erde/Schutzleiter aufweisen.
  • Die Spannungen sind sehr hochohmig und gefährden Menschen nicht.
  • Die Spannungen können jedoch elektronische (MOS) Bauelemente beschädigen.

Die Ausgänge von Netzteilen mit Schutzleiter können mit dem Schutzleiter verbunden sein.

  • Sie haben meistens nur geringe Spannungen gegen Erde/Schutzleiter.
  • Sie können Probleme durch Brummschleifen verursachen.
  • Die Netzteile dürfen nur eine kleine Spannung (50Hz Netzfrequenz) zwischen den Ausgängen und Erde/Schutzleiter aufweisen.
  • Die Spannung solle kleiner als 1V effektiv (RMS) sein,
  • besser unter 100mV.
Attention attention

Es geht nicht darum, ob Netzteile für fertige Geräte geeignet sind, sondern ob sie für Praktika, Versuche und Testaufbauten eignen.

  • Bereits Spannungen von 0,4V können auch digitale Elektronikschaltungen stören, Audio-Schaltungen weisen dann häufig einen hohen Brumm auf.
  • Spannungen über 20V am Gate können MOSFETs beschädigen.
  • Spannungen über 40V bringen sie um.

Netzgerätestecker

Brauchbare Netzteile haben auf der Netz-Seite eine Gerätebuchse und auf der Niederspannungsseite meistens ein Kabel mit Hohlstecker.

  • Netzteile mit Buchse auf der 230V Seite:
  • Netzteile mit einer dreipoligen Kaltgerätebuchse oder Kleeblattbuchse können geeignet sein.
  • Netzteile mit einem zweipoligen Kleingerätebuchse (mit Kerben) sind meistens nicht geeignet.
  • Netzteile mit einem schmalen zweipoligen Netzstecker sind meistens nicht geeignet.
  • Netzteile mit einem Schuko-Stecker
  • können geeignet sein, wenn der metallene Schutzkontakt vorhanden ist und
  • sind meistens nicht geeignet, wenn der Stecker nur die Kontur eines Schuko-Steckers hat.
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Bild 2: Gerätebuchsen
  • Netzteile mit Kaltgerätebuchse oder Kleeblattbuchse können geeignet sein.
  • Netzteile mit Kleingerätebuchse, Bild 2 rechts sind nicht geeignet.

Notebook-Netzteil

  • Notebook-Netzteile mit schmalen zweipoligen Netzsteckern sind meistens nicht geeignet.
  • Notebook-Netzteile mit einem Schuko-Stecker haben oft eine Verbindung zum Ausgang. Dann ist der Minus-Anschluss mit dem Schutzkontakt verbunden. Es treten natürlich keine störenden Spannungen auf.
  • Die Verbindung zwischen Minus-Anschluss mit dem Schutzkontakt schränkt die Einsetzbarkeit des Netzteils ein:
  • Es kann nicht beliebig mit anderen Geräten (z.B. weiteres Netzteil Oszilloskop, USB) kombiniert werden.
  • Es gibt einige Notebook-Netzteile, die keine Verbindung zum Schutzleiter haben und dennoch eine kleine Störspannung aufweisen.
  • Netzteile für ThinkPads haben (manchmal) diese Eigenschaft.
  • Nachmessen und wer nicht weiß, wie das geht, lässt die Finger von Notebook-Netzteilen.
  • Ein geeignetes Notebook-Netzteil zu finden und auszumessen, ist nichts für Anfänger.
  • Notebook-Netzteile sind meistens ungeeignet.
  • Manche Netzteile für ThinkPads sind geeignet z.B. das
  • Lenovo 75N0119, Lenovo 42T4428
  • Original Lenovo, kein Ersatz
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Steckernetzteil

Steckernetzteile haben nur einen zweipoligen Netzstecker und haben fast immer eine hohe Störspannung am Ausgang.

  • Steckernetzteile sind ungeeignet.

Tischnetzteil

Tischnetzteile haben einen fertig konfektionierten Anschluss an das 230V Netz und werden für verschiedene Leitungen und Ausgangsspannungen angeboten. Es sind fast immer Schaltnetzteile.

  • Sie müssen auf der 230V Seite einen Schuko-Stecker mit Schutzkontakt haben. Bei manchen Netzteilen hat der Stecker nur ein Schuko-Profil aber keinen dritten Kontakt.
  • Netzteile mit einem Schuko-Stecker haben oft eine Verbindung zum Ausgang. Dann ist der Minus-Anschluss mit dem Schutzkontakt verbunden. Es treten natürlich keine störenden Spannungen auf.
  • Z.B. Das MEGMEET Mango240-0500AY, 24 V-/5 A von Pollin hat eine Verbindung zu Minus und ist daher nicht geeignet.
  • Die Verbindung zwischen Minus-Anschluss mit dem Schutzkontakt schränkt die Einsetzbarkeit des Netzteils ein:
  • Es kann nicht beliebig mit anderen Geräten (z.B. weiteres Netzteil Oszilloskop, USB) kombiniert werden.
  • Die Tischnetzteile von Mean Well Serie GSTxxA sind nicht geeignet, weil sie eine Spannung zur Erde, Schutzkontakt von über 40V~ aufweisen.
  • Gute Tischnetzteile könnten geeignet sein.
  • Leider sind keine geeigneten Tischnetzteile bekannt.

Industrie-Netzteil

Industrie-Netzteile sind für den Einbau in geschlossene Geräte mit entsprechender Isolierung usw. gedacht.

Industrie-Netzteile dürfen nur von ausgebildetem Fachpersonal eingebaut werden.

Es gibt sie als

  • Open Frame Netzteile.

Open Frame Netzteile sind für Bastler erst recht tabu.

Sie nicht gegen Berührung geschützt und stellen hohe Anforderungen an den korrekten Einsatz.

Personen können gefährdet werden.

  • Netzteile in geschlossenen Gehäusen sind weitgehend gegen Berührung geschützt. Allerdings müssen 230V Leitungen angeschlossen werden.
  • Und 230V ist nichts für Bastler.
  • Ansonsten gelten an Industrie-Netzteile die gleichen Anforderungen wie an Tischnetzteile.
  • Industrie-Netzteile können auch relativ hohe Spannungen gegen Erde/Schutzleiter aufweisen. Das MEAN WELL LRS-75-24 hat z.B 40V~ gegen den Schutzleiter.
  • Industrie-Netzteile sind für Anfänger und Bastler ohne einschlägige Ausbildung nicht geeignet.

Computer-Netzteile

Computer-Netzteile sind spezielle Industrie-Netzteile. Sie verfügen meistens über eine Kaltgerätebuchse.

Computer-Netzteile sind nicht geeignet, weil

  • Das Gehäuse nicht geschlossen ist und in ein Gehäuse eingebaut werden muss,
  • der Masse-Anschluss (Minus von 5V und Minus von 12V) geerdet ist,
  • der Ausgang vieler Computer-Netzteile nicht für Leerlaufbetrieb geeignet ist.
  • Die vielen Bastelanleitungen mit Computer-Netzteilen sind Anleitungen zur Gefährdung von Personen.
  • Computer-Netzteile sollten nicht verwendet werden.

Netzteil mit Transformator

  • Netzteile mit Transformator haben eine sehr gute Trennung vom Netz.
  • Auch selbst gebaute Netzteile mit Transformator sind teuer als fertige Schaltnetzteile.
  • Transformatoren müssen in geeignete Gehäuse eingebaut werden.

Sie nicht gegen Berührung geschützt, haben offene 230V Anschlüsse und stellen hohe Anforderungen an den korrekten Einsatz.

Personen können gefährdet werden.

  • Und 230V ist nichts für Bastler.
  • Netzteile mit Transformator sind für Anfänger und Bastler ohne einschlägige Ausbildung nicht geeignet.

Messen, ob eine Netzteil geeignet ist

  • Diese Messungen sind nichts für Anfänger.
  • Wer die folgende Beschreibung nicht ganz versteht, überlässt die Messung einem Fachmann.
  • Wer es dennoch macht
  • gefährdet sich selbst, andere Personen und
  • riskiert einen Defekt in seinen Geräten.

Zur korrekten Messung keiner Störspannungen unter 2V sollte ein Oszilloskop verwendet werden.

Wir benötigen ein Digitalvoltmeter mit einem Messbereich für 230V Wechselspannung und einem Eingangswiderstand von 10MΩ.

Die Messleitungen sollten sehr kurz, etwa 10cm sein.

Welche Spannung ergibt sich, wenn die Messleitungen kurzgeschlossen werden?

Störende Geräte ausschalten bzw. entfernen.

Das untersuchte Netzteil wird ohne Last ans Netz angeschlossen. Wir messen die effektive Wechselspannung zwischen jedem Kontakt des Ausgangsanschlusses des Netzteils und dem Schutzleiter.

Wenn die Spannung bei einem Anschluss nahe 0V ist, messen wir den Widerstand zwischen den Anschlüssen des Ausgangs gegen den Schutzkontakt des Steckers des Netzteils. Wenn der Widerstand unter 100Ω liegt, ist ein Anschluss des Netzteils geerdet.

  • Vorher Netzteil vom Netz trennen und warten, bis sich das Netzteil entladen hat.