Rozdzielacz napięcia - przemyślenia pana Ohma

[OskarM]

cześć,

z racji tego, że moja Królowa RD07A wymaga poprawek w elektryce, a do "popapracia" mi daleko jak jarosław, postanowiłem opanować samodzielnie rozdzielacz napięcia wygenerowany przez Pana Szynszylla o tu:

http://africatwin.com.pl/showthread.php?t=38532&page=2

Mały disclaimer - zapewne Jego (Szynszylla) Praca i Znój są niewspółmierne do moich, więc jeżeli ktoś potrzebuje rozwiazania gotowego i zrobionego na cacy w motocyklu - to tylko tam.


Poniżej najpierw trochę teorii, potem praktyki. Liczby zaokrąglam raczej w górę niż w dół, pomijam też normy definiujące obciążalność przewodów w instalacjach domowych i przemysłowych itp. Na tym się nie znam, ale zakładam, że nie sprawdzamy granic możliwości przewodów.

Do rzeczy - jeżeli coś się nie zgadza, to dajcie znać.
###############
Żeby połączyć okolice akumulatora i kierownicy w xrv750, potrzebne jest tak na oko 120-150cm, przy czym liczymy x2 (elektrony biegną tam i z powrotem).

Rezystancja przewodów dla 1,5m/3m

Technokabel TLY (zwykła linka w izolacji PVC):
0,35mm2= 85/170mOhm
0,50mm2= 59/120mOhm
Technokabel LgY/H05V-K
0,75mm2= 39/80mOhm
1,00mm2= 30/60mOhm
1,5mm2 = 20/40mOhm

Przewód 8x1mm2 lub 8x1,5mm2 to może być np. LiYCY, średnica zewn. odpowiednio 8mm i 9,8mm. Wartości rezystancji jak wyżej, czyli odpowiednio 60 lub 40mOhm na parę 1,5m.

Źródło:
https://www.technokabel.com.pl/pl/pr...-montaowe.html
https://www.technokabel.com.pl/pl/pr...-montaowe.html
https://www.technokabel.com.pl/pl/ka...-i-061-kv.html
Kable takie dostępne są na TME i Allegro.

Bezpieczniki też mają swoją rezystancję:
Mini / Mini LowProfile Littelfuse 0891002 (2A): 54mOhm
Mini / Mini LowProfile Littelfuse 0891005 (5A): 17mOhm
Mini / Mini LowProfile Littelfuse 0891010 (10A): 8mOhm
MAXi Littelfuse 0299030 (30A): 2mOhm
Bezpieczniki powyżej 10A mają bardzo małe rezystancje, ale przy 30A nawet 2mOhm daje prawie 2W ciepełka - ten bezpiecznik powinien być na zewnątrz puszki.

Źródło:
https://www.littelfuse.com/~/media/a..._datasheet.pdf
https://www.littelfuse.com/~/media/a..._datasheet.pdf
https://www.littelfuse.com/~/media/a..._datasheet.pdf

Złączki -przykładowo Sumitomo HM:
Para pinów 1500-0105 + 1500-0106 => 2x 3mOhm do 10mOhm => trzeba liczyć sumarycznie z 10mOhm

Źródło:
http://prd.sws.co.jp/components/en/d...ber_s=15000105

Przekaźniki - dwa dla przykładu:
Typowy samochodowy HFV6 - 30A: straty na połączeniu typowo 15mV/10A=0,15W... pikuś...Przy 30A to już prawie 0,5W - do tego sama cewka bierze 1,6W (12V/90Ohm) - co daje 2W dla nowiutkiego przekaźnika.
Mniejszy, 20A do lutowania w PCB - HFKC - 100mV/10A=1W na stykach, ale cewka (stałe ciepełko) tylko 0,5W więc jest o czym myśleć.

Źródło:
https://www.tme.eu/pl/details/hfv6-k.../hongfa-relay/
https://www.tme.eu/pl/details/hfkc_0.../hongfa-relay/

Podsumowując kilka obliczeń obwodów po przekaźniku. Strata poniżej 5% jest akceptowalna - ale brak tu uwzględnienia złączek, bo dużo zależy od wiązki.

Obwód => rezystancja połączenia => spadek napięcia dla max prądu bezpiecznika => strata % z 14,7V=> komentarz

Obwód 2A + 0,35mm2 => 230mOhm => 0,5V (3,5%) => to nadal jest 25W w odbiorniku, dla większości małych obciążeń wystarczyłoby
Obwód 5A + 0,35mm2 => 190mOhm => 0,95V (6,5%) => za mały przekrój przewodu
Obwód 5A + 0,5mm2 => 140mOhm => 0,7V (4,7%) => na granicy, 2,8W strat w przewodzie - przy stałym obciążeniu będzie się grzać
Obwód 5A + 1,00mm2 => 80mOhm => 0,4V (2,5%) => 2W strat w przewodzie - przy stałym obciążeniu może się grzać, ale ujdzie
Obwód 5A + 1,50mm2 => 60mOhm => 0,3V (2%) => dobry wybór
Obwód 10A + 0,5mm2 => 130mOhm => 1,3V (8,8%) => za mały przekrój, 13W w przewodzie - zjara się
Obwód 10A +0,75mm2 => 90mOhm => 0,9V (6%) => za mały przekrój, duża moc strat
Obwód 10A +1,00mm2 => 70mOhm => 0,7V (5%) => na granicy, ale nadal tracimy 7W w połączeniu
Obwód 10A +1,50mm2 => 50mOhm => 0,5V (3,5%) => niby ok, ale nadal tracimy 5W w połączeniu

Dla ostatniego przykładu=> H4 pojedyncza bierze 55/60W, czyli jakieś ~4A. Przewód 1,5mm2 na obie jest zbyt mały, sugerowane min. 2x1mm2 lub lepiej 2x1,5mm2, ponieważ to jest włączone na stałe.

Warto policzyć ile mocy/ciepła wydziela sie w obudowie rozdzielacza, zwłaszcza hermetycznej. Więc tak:

Załóżmy 20A, czyli 4x5A stałego obciążenia:
Przekaźnik: 2W
4x Bezpieczniki 5A to 2W

W obudowie będzie 3-4W i będzie bardzo gorąco. A jak jest gorąco - to trzeba mieć w tyle głowy, że każde +10degC wpływa pogorszenie parametrów bezpieczników i skrócenie czasu życia przekaźnika.

Typowe obciążenia to:
a) grzane manetki - do 4A - zalecałbym bezpiecznik 10A/1,5mm2 lub 1mm2, bo tego nie używa się latem i grzanie nie przeszkadza
b) halogeny LED (Aurora 2") - 19W/stronę, czyli 1,5A, sumarycznie 3A - 1mm2 styknie
c) kompresor Wilmat - 1,75A do 4A - gdyby to ktoś na złączkę wyprowadzał to 1mm2 minimum; przewody producenta są dość cienkie i pewnie ograniczają sprawność tego kompresorka albo ratują mu życie
d) ładowarka do telefonu z szybkim ładowaniem QC3.0 - maks nawet 24W, ale to i tak jest tylko 2A

Podsumowując kilka dodatkowych przemyśleń:
- RD07A ma 360W alternator wg Haynesa, z czego chyba zostanie na oko mniej niż 150W nadmiaru (wszystkie żarówki + zapłon), to by było jakieś 10-15A maks
- 5A to jest prąd wystarczający dla większości akcesoriów w starym motocyklu
- 20A to jest naprawdę dużo prądu, który miałby dać alternator i należy bardzo z tym uważać
- 15-20A stałego obciążenia przepływającego przez rozdzielacz wymaga sprawdzenia czy to się nie przegrzeje
- dla obwodów po przekaźniku wydaje się, że 1mm2 jest kompromisem, 1,5mm2 powinno wystarczyć z nadmiarem; mniejsze przekroje tylko jeżeli wiemy co dokładnie będzie podłączane
- 20A czy 30A to bardzo dużo, kabel od strony aku powinien być albo gruby albo bardzo krótki, a najlepiej oba warunki.
- to jest teoria, wartości często podawane są z zapasem i w realu jest lepiej

W następnym mailu pokażę co mi wyszło w praktyce.

[OskarM]

Mój rozdzielacz powstał na dwuwartstwowej płytce PCB, zdjęcia są dostepne tutaj przez jakiś czas:
https://drive.google.com/drive/folde...v5?usp=sharing

Całość zrobiona jest w KiCadzie, płytka mieści się w obudowie z Kradexu wynalezionej przez Szynszylla. Na wysokość jest miejsce na standardowe bezpieczniki, gdyby zastosować LowProfile MINI - było by jeszcze niższe. Jest miejsce na 2 zapasy.


######
Zasilanie stare aku 45Ah, obciążenie H4, rezystor pomiarowy 50mOhm.

Pomiar 1:

Prąd=~ 5A (250mV@50mOhm), napięcie na H4:11,5V - czyli jakieś 55W
Przewód 1,5m o przekr. 1,5mm2=> spadek napięcia na 1 przewodzie = 98mV
Przekaźnik + bezpiecznik 10A => spadek napięcia 99mV
Przekaźnik + bezpiecznik 30A => spadek napięcia 65mV

Sumarycznie strata: ok. 300mV @5A => czyli 60mOhm, z grubsza zgadza się z teorią. Zmiana bezpiecznika dała różnicę 5mOhm - też zgadza się z teorią.

Moc w rozdzielaczu: 0,5W na połączeniu+0,5W cewka przekaźnika. Dla 4 równoczesnych połączeń to by było 2,5W - dość sporo, ale w moim przypadku nie zamierzam tego wykorzystawać na maks.

Pomiar 2:

Prąd=<5A (240mV@50mOhm), napięcie na H4:11,3V
Przewód 1,5m o przekr. 0,75mm2=> spadek napięcia na 1 przewodzie = 200mV

Co daje ok. 40mOhm - też zgadza się poprzednimi wyliczeniami. Przewód wyraźnie się grzeje co czuć gołymi rękoma w zimnym garażu.

Nie miałem jeszcze pomysłu na odpowiednie zasilanie i obciążenie 4x5A, żeby zmierzyć ciepło w rozdzielaczu.

W wersji v010 popełniłem parę błędów, ale zamierzam to poprawić jak obmierzę i będę wiedział co dalej. Nie jestem producentem/dostawcą ale posiadam 3 płytki prototypowe, które mogę odstąpić po kosztach.

[szynszyll]

wybacz ale po tym stwierdzeniu:

Żeby połączyć okolice akumulatora i kierownicy w xrv750, potrzebne jest tak na oko 120-150cm, przy czym liczymy x2 (elektrony biegną tam i z powrotem)

przestalem czytac ale zycze powodzenia w dalszych pracach i zazdroszcze nadmiaru wolnego czasu

p. s. 5Ax4 to 20A dla 13.2V daje nam 260W. Z pewnoscia bedzie cieplo tylko gdzie i kiedy tego uzyc?
p. p. s. na fotce glowny i jedyny przewod + w xtz750. Moze 1.5mm2 z bida. w afryce jest niewiele grubszy. pod bakiem wtyk i do stacyjki. przekroje nie zwalaja z nog a przeciez ma tymi glownymi isc cala oddawana moc...

[OskarM]

Można się niezgadzać z nieprecyzyjnym opisem, ale co do zasady chodzi o policzenie przewodu w obie strony, który z punktu widzenia całego obwodu stanowi rezystancję połączoną szeregowo z obciążeniem. Jak dokładnie biegną elektrony - to już inna sprawa.

[szynszyll]

Izi. Po prostu ludzie maja tendencje do przewymiarowywania przekrojow i spotykalem takie kurioza jak zarowki h4 na kablach 2.5mm2. 90% akcesorii moto leci na 0.75mm2 dla mnie rzeczy proste sa proste i nie komplikuje ich. szczegolnie w enduro sie to sprawdza dzialaj! sa na rynku rozdzielacze z usb i BT sterowane smartfonem za kilkaset $...

na zdjeciu: zaznaczonym strzalka czerwonym kablem ( ok. 2mm2) idzie CALY prad w XRV750 pomiedzy bezpiecznikiem glownym a stacyjka. Ma tedy teoretycznie przejsc max 30A. Nigdy nie mialem problemow z tym przewodem - z wypalona stacyjka spotkalen sie RAZ. pierwsze rozdzielacze robilem na przekazniku 16A w podstawce ale wszyscy plakali, ze to za malo nie bardzo ogarniajac co to znaczy 16Ax12V. 25A juz robilo wrazenie chociaz tylko niewielki procent byl wykorzystywany. Dodatkowo dalem popularny i latwo wymienny przekaznik do kupienia w kazdym miejscu swiata za 3$. wolalbym wlutowac w plytke i miec spokoj niz babrac sie z kablami i wsowkami. Nie szalejmy z przekrojami - uczciwe 1mm2 wystarczy do kazdego gadzetu. zobacz sobie rowniez jakie przewody zasilaja w AT zarowki H4. szalu nie ma a 30 lat jezdzi i nic sie nie dzieje...

p. s. mini kompresorki zawsze polecam laczyc krokodylami do klem nie do gniazda zapalniczki na pracujacej pradnicy. w ogole gniazdo zapalniczki w dzisiejszych czasach praktycznie stracilo racje bytu i nikt juz tego prawie nie montuje. mnie sie przytrafilo 3-4 lata temu ostatnio.

p.p.s. tu przepiekny przyklad przerostu formy nad trescia. tego sterowanego smartfonem z BT jeszcze poszukam

https://www.webbikeworld.com/dispatc...system-review/

juz widze jak zaloga na 'świniakach' topi to w rowach melioracyjnych i ten LAN na dokladke

mam i smartfona

https://www.neutrinoblackbox.com/

https://static.wixstatic.com/media/d...05aa2b~mv2.jpg - jedziesz sobie i zamiast na droge to patrzysz ile amper pobieraja ci w danej chwili grzane manetki... cudo z dziurka...

podobno sa apki na androida ktore mowia kiedy i ile pic wody i jak potem efektywnie sikac ale ja jestem dziecko PRL i sie nie orientuje dokladnie... boje sie ze mi sie smartfon rozladuje i albo umre z pragnienia albo sie w majtki posikam

[OskarM]

Prawdę powiadasz. Właśnie dlatego chciałem się trochę zorientować, co można a co trzeba. Na pierwszy ogień dałem 0.75mm2 właśnie i chyba by mi wystarczyło, gdyby nie grzane manetki i żal strat na kablach, także przerobię to na 1mm2.

Z wymaganiami na 2.5mm2 czy przekaźnikiem 30A jest jak z każdym rynkiem - większość ludzi kupuje "liczby i parametry", mimo, że nigdy z nich nie skorzysta. Albo nawet lepiej, żeby nie korzystało. Ale (tu wazelinka) - są takie fora, na których można parę mitów obalić

A wracając jeszcze do przekaźnika - jeszcze się zastanowię, ale chyba zaryzykuję lutowany, żeby nie babrać się z kablami. Specyfikacja mówi o wytrzymałości mechanicznej 10^7 cykli oraz 10^5 pod maks. obciążeniem. W tym zastosowaniu większym problemem będzie starzenie się przewodów i luzowanie złączek (tzn. po kolejnych 20-30 latach). Wiem, że styki w przekaźnikach przy dużych prądach (zwłaszcza DC) potrafią się sklejać po czasie, no ale coż - najwyżej zmarzna mi ręce, rozładuje się telefon i się zgubię - nawet nie brzmi to najgorzej

[szynszyll]

Jak do tej pory na ponad 100 realizacji padl u klienta tylko jeden FRC 25A i jeden Relpol 16A. Niewiele ale jednak na szcescie Relpol byl w sockecie i byl zapas. Nie znalalzlem wiekszego przekaznika z niskim gniazdem niz 16A. Mialem tez jedna wpadke z zimnym lutem. Od tamtej pory przesiadlem sie na zlacza Keyston-a i solidny topnik.

[OskarM]

Sprawdziłem dzisiaj temperaturę wewnątrz rozdzielacza.

Przy obciążeniu ~10A (2xH4, bezpieczniki 10A) na małym przekaźniku po 30minutach było prawie 30degC więcej. Od 17 - bo tyle mam w garażu - do ok. 43-44degC. Nie ma dramatu, te komponenty mogą znieść spokojnie więcej, ale gdyby ktoś realnie oczekiwał 30A stałego, długotrwałego obciążenia, to by się zdziwił, np. gdzie jest jego klej na gorąco, którym uszczelnił puszkę

Co do uszkodzonych przekaźników - to jak każdy komponent ma prawo się zepsuć, ale problem jest podobny jak z pompą paliwa: przełącza się cewkę, a nie ma żadnego "gasika".

Takie przepięcia są dość znaczne - firma TE, nota aplikacyjna 13C3311:
https://www.te.com/commerce/Document...=CS&DocLang=EN

Wpływ różnego rodzaju zabezpieczeń na wartość przepięcia na cewce dla przekaźnika z cewką 55Ohm i przy napięciu 13.5V:

bez zabezpieczenia: 750V
Rezystor 680Ohm: 120V
Rezystor 100Ohm:22V
Dioda: 0,7V

Do tego dochodzą jeszcze czasy reakcji, ale to już mnie tak nie interesuje. Dużo zależy od długości kabli, pojemności itp. ale dlatego dostępne są wersje przekaźników ze zintegrowaną diodą albo rezystorem lub innym tego typu zabezpieczeniem.

Tak czy inaczej ja dodaję diodę, żeby jak najbardziej wydłużyć żywot przekaźnika.
pzdrwm

[szynszyll]

To teraz zostaje zmierzyc ile sie na glowie utrzyma beret podczas skoku z Niagary... Wnoski pozwola:

- skorygowac wodospad
- przybic beret do glowy
- obciac glowe a beret umiescic w plecaku/sejfie w domu

wiele spraw jest do zmierzenia jeszcze na swiecie...

[Dzieju]

Oskarze , rozumiem że chcesz błysnąć prądowymi analizami , ciekawie ci to poszło ale czasem można w tym przekroczyć granice sztuka dla sztuki.
Coś jak 0.01 atm w kole , różnica jest tylko czy w danym momencie tak istotna?
Przekaźnik gasi iskrę , dioda gasi przekaźnik ...... a co podziała na diodę i co jej zrobi ? Nooo a potem co zrobi to coś co robiło dobrze diodzie.
Powodzenia w liczeniu.