"Custom made" Stromversorgung für Effektboard, 9V und 12V effizient erzeugen

SB
SB
Licht | Ton | Strom
Moderator
HFU
Zuletzt hier
10.04.24
Registriert
04.04.07
Beiträge
4.139
Kekse
33.000
Ort
Bavarian Outback (AÖ)
Moin,

demnächst werde ich zusammen mit nem Kumpel dessen Gitarreneffektboard konzipieren. Das dafür ideale Case ist schon vorhanden, als nächstes kommt jetzt die Frage nach der Stromversorung auf. Steckerleiste mit Klett drauf und dann ein Kilo Netzteile dran ist ja die Methode von vorgestern und zudem kanns nicht sein, dass das halbe Board dann schon damit voll ist, es muss also ne zentrale Stromversorung her. Folgende Möglichkeiten habe ich dabei grundsätzlich in Betracht gezogen:

- Netzteil direkt auf Board, man muss nur noch ein Euro-Netzkabel dranstecken und gut ists
- Netzteil komplett extern, heißt beide Spannungen werden "draußen" erzeugt und dann gehts 4-polig aufs Board
- Externes 12V Steckernetzteil, die 9V werden dann auf dem Board erzeugt

Variante eins scheitert IMHO erstens am Platz, schließlich will das Netzteil ja wo untergebracht werden, zudem ist die Nähe Trafo <-> Bodentreter und unsymmetrische Verbindungen jetzt auch nicht der Hit, außer man nimmt nen Ringkerntrafo; dem Aspekt "elektrische Sicherheit" muss auch erhöhte Beachtung geschenkt werden

Variante zwei erfordert einen ziemlich großen, externen "Klotz", da man kaum ein (Stecker-)Netzteil finden wird, das beide Spannungen direkt ausgibt.

Bleibt noch Variante drei, und die scheint mir momentan am plausibelsten. Da hat man halt dann ein Steckernetzteil statt nem schön kompakten Eurostecker, der in jeder gut gefüllten Steckerleiste auf der Bühne noch nen Platz findet, aber was solls.

Meine Idee ging jetzt da hin, ein entsprechend starkes 12V-Stecker-Schaltnetzteil zu nehmen, die 12V-Effekte da direkt dranzuhängen und die 9V-Effekte über nen Spannungsregler. Dabei stellen sich mir folgende Fragen:

- Zum Schaltnetzteil tendiere ich, weil ich damit hoffentlich gleich "saubere" und stabilisierte 12V bekomme. Ist diese Annahme richtig? Haben Effektpedale generell Probleme mit Schaltnetzteilen?

- Wie komme ich möglichst "wirtschaftlich" auf die 9V runter? Ein 7809er in der 2A-Ausführung wäre wohl die simpelste Lösung; bei 3V unterschied (auch hier werden die "echten" 12V am Eingang wieder entscheidend!) sollte sich von der Seite her betrachtet die Verlustleistung in Grenzen halten, allerdings können die Gerätschaften natürlich in Summe schon auch 1A und mehr ziehen, also kommt da doch wieder was zusammen. DC-DC wandler von 12V auf 9V habe ich bei den üblichen Verdächtigen nicht gesehen, bei der benötigten Leistung geht das zudem wohl auch gut ins Geld.

"12V aus 9V" wäre natürlich auch noch ein interessanter Ansatz, da die Zahl der 9V-Effekte wohl überwiegen wird, aber da geht dann ohne nen entsprechenden, kräftigen DC-DC-Wandler gar nix.

Tipps, Anregungen, Ratschläge? ;)

Ich laufe jetzt mit dem Thread bewusst mal in der Elektronik-Ecke auf - wenn ich da bei den Gitarreros antanze kommen die gleich wieder mit der 150€-Voodoo-Netzteilstation daher, ohne die doch sowieso gaar nichts geht :D


Gruß Stephan
 
Eigenschaft
 
Hallo Stephan,
... Variante eins scheitert IMHO erstens am Platz, schließlich will das Netzteil ja wo untergebracht werden, zudem ist die Nähe Trafo <-> Bodentreter und unsymmetrische Verbindungen jetzt auch nicht der Hit, außer man nimmt nen Ringkerntrafo; dem Aspekt "elektrische Sicherheit" muss auch erhöhte Beachtung geschenkt werden ...
Ein spezieller Ringkerntrafo mit mehreren Wicklungen für mehrere verschiedene Spannungen oder auch mehrere gleiche Spannungen wäre aus meiner Sicht das Nonplusultra - nur eben relativ teuer.

Aber gegen ein elektrisch nach allen Regeln der Kunst* aufgebautes Metall-/Alugehäuse (* Erdung!!) mit mehreren Trafos und gekühlten Spannungsreglern spricht meines Erachtens auch aus der Erfahrung, dass die Trafonähe so gut wie nie Probleme macht (wie ginge das sonst mit mehreren Netzteilen ohne Ringkerntrafos im Kunststoffgehäuse direkt auf dem Board??), nichts.

Besonders wichtig finde ich übrigens die galvanische Trennung der einzelnen DC-Ausgänge - es gibt eine Menge Bodeneffekte, die wahre Spannungsversorgungs-Schweine sind.

... Meine Idee ging jetzt da hin, ein entsprechend starkes 12V-Stecker-Schaltnetzteil zu nehmen, die 12V-Effekte da direkt dranzuhängen und die 9V-Effekte über nen Spannungsregler. Dabei stellen sich mir folgende Fragen:

- Zum Schaltnetzteil tendiere ich, weil ich damit hoffentlich gleich "saubere" und stabilisierte 12V bekomme. Ist diese Annahme richtig? Haben Effektpedale generell Probleme mit Schaltnetzteilen? ...

Die Regel bei Schaltnetzteilen, die nicht speziell für den Audiobetrieb konstruiert wurden, ist leider, dass sie eine ziemlich (was ein für tierisches Vokabular von mir heute :D;)) versaute Spannung ausgeben, so dass Dein Tonsignal damit betrieben alle möglichen unerwünschten Töne von sich gibt.

Da dem leider so ist, hat z. B. Boss in seine Bodentreter einen Spannungsfilter eingebaut, der da grobe Abhilfe schaffen kann. Dazu gibt es ein ausführliches Thema im Musikding-Forum.
Also ein Längsregler, den man zur Brummsiebung und zur Spannungsregelung gleichzeitig einsetzen kann.

Allerdings dürfte ein "normaler" und auf übliche Weise mit Kondensatoren beschalteter Spannungsregler aus der 78YXX-Reihe bzw. LMXXX-Reihe in der Regel ausreichen, um die Störsignale wegzuglätten.

Also benötigst Du für 12V ein 15V-Schaltnetzteil und regelst die Spannung auf übliche Weise runter.


Gruß
Ulrich
 
Wenn die Abbildung des Pollin-Netzteils leidlich stimmt, könnte ich so eins sogar hier haben - war bei der externen Festplatte dabei. Kanns ja mal ans Oszi hängen und schauen, wie viel das, was da rauskommt, mit Gleichspannung zu tun hat.

Die galvanische Trennung der Ausgänge ist sicher ein guter Gedanke - kann das ganze Board ja mal aus dem Labornetzgerät speisen und schauen bzw. hören, was passiert, wenn ich das NICHT mache - aber wie löse ich das in der Praxis? Doch entweder mit einem Arsenal aus getrennten (Print-)Trafos oder eben mit leistungsfähigen DC/DC-Wandlern (die ich dann aber erstmal wieder in 9V-Ausführung auftreiben müsste), oder?
 
Hallo,

galvanische Trennung:
  • mehrere Trafos (vermutlich die einfachste bzw. billigste Variante)
  • Trafo mit mehreren Sekundärwicklungen
  • AC-Netzteil und weitere Trafos zum Hoch- oder Runtertransformieren

DC-DC-Wandler bieten wohl üblicherwiese keine galvanische Trennung.

Gruß
Ulrich
 
DC-DC-Wandler bieten wohl üblicherwiese keine galvanische Trennung.

Achso? Wusst ich gar nicht, ich dachte das wäre prinzipbedingt so. Ich kenne halt diese Variante, die wurden bei diversen DMX-Gerätschaften (Intefaces, Splitter,...) die ich schon gebaut hab genau deswegen eingesetzt. Wieder was gelernt...

Wir müssen mal ausloten, wie viele Geräte da jetzt eigentlich drauf sollen, dann sieht man ja, ob ein Netzteil pro Verbraucher realisierbar ist. Eventuell arbeitet ja der Großteil der Geräte eh problemlos so zusammen.
 
Hallo,

die von Dir verlinkten Konverter kannte ich bisher nicht.

Der dazu genannte Isolationswiderstand deutet tatsächlich auf galvanische Trennung hin.

Allerdings habe ich weder in Datenblättern noch auf der Aimtec-Webseite http://www.aimtec.com/index.aspx?a=Product.List&ConverterTypeId=1&Wattage=1 etwas zur verwendeten Technik gefunden.


Sollten diese Konverter tatsächlich eine galvanische Trennung bieten, wäre das schonmal gut.
Allerdings muss durch irgendeine Taktung die Primär-DC-Spannung in die Sekundär-DC-Spannung überführt werden.
Bei dieser Taktung können für den Audiobereich problematische Störspannungen entstehen ("ripple"), welche man dann danach wieder glätten muss.


Gruß
Ulrich
 
So, greifen wirs nochmal auf. Der Herr möchte möglicherweise auch noch nen Bodentreter mit 18V anschaffen, also fällt meine angepeilte Lösung mit dem externen Schaltnetzteil schonmal weg. Würde er im Ernstfall aber eh nur wieder vergessen, zum Gig mitzunehmen, von daher... :D

Tendiere jetzt zu nem Printtrafo 2x 9V, leistungsstärkste Variante die ich da so finde, also 30VA, 2x 1,66A.

Somit habe ich je nach tatsächlichem Bedarf dann eben 2x 9V / 1,6A und/oder 1x 18V/1,6A zur Verfügung (oder hab ich grad n Denkfehler?).

Kann ich aus diesen 9V bzw. 18V AC ne stabile Gleichspannung in eben dieser Höhe bekommen? Welche Regler sollte ich am besten verwenden? Finde die Low-Drop-Regler irgendwie nicht in diesen Spannungen bzw. für 18V eigentlich überhaupt keine. Also 15V nehmen und mit Z-Dioden arbeiten?

Wobei ich jetzt eh nochmal nachhaken muss...mir kam grade, dass eins der 12V-Geräte vermutlich eh nach 12V AC verlangt...also wieder alles umkrempeln...örgs... :bang:
 
SInd denn alle Effekte mit der gleichen Polarisation ? Bei allen mir bekannten Effekte ist der Aussenring des Netzteilsteckers an Masse , nur ist das eben oft Minus aber manchmal auch Plus.Verbindet man beide über das Klinkenkabel , macht es dann blubb und das wars , Kurzschluss.Das ist ein ganz schönes Plroblem . wo ich fast zu der ursprünglichen Lösung tendieren würde , die mitgelieferten oder passenden Netzteile irgendwo schön abgeschirmt am Rande des Boards unterzubringen , so dass jedes seine Spannung liefern kann , ohne dass der ganze kram irgendwie in die Knie geht oder ähnliches.
 
SInd denn alle Effekte mit der gleichen Polarisation ? Bei allen mir bekannten Effekte ist der Aussenring des Netzteilsteckers an Masse , nur ist das eben oft Minus aber manchmal auch Plus.Verbindet man beide über das Klinkenkabel , macht es dann blubb und das wars , Kurzschluss.Das ist ein ganz schönes Plroblem

Hm, da hab ich mir jetzt _so_ noch nie drüber Gedanken gemacht. Wenn die Masse der Klinkenbuchse und der Schaftkontakt des Hohlsteckers (welcher Pol auch immer da dann eben anliegt) elektrisch tatsächlich verbunden sind, ist das natürlich ein echtes Problem, dem man nur durch galvanische Trennung bekommen kann. :eek:

"Abgeschirmt am Rande" ist halt so ne Sache - das können schon 8 bis 10 Treter werden - versuch dieses Bündel mal auf ne brauchbare "Packungsdichte" zu trimmen - da müsste ich mir ne Leiste mit individuell gedrehten und auf optimalen Abstand getrimmten Steckdosentöpfen zurechtschmieden. :p Von "unschön anzusehen" und dem Gewichtsfaktor reden wir da noch gar nicht...
 
Hallo,

das läuft ja nun auf ein Netzteil für alle Eventualitäten zum noch kleinen Preis hinaus.

Da würde ich empfehlen:
- mehrere nicht allzu große Printtrafos für die unterschiedlichen Spannungen und Polaritäten in ein Gehäuse
- jeweils dazu eine Festspannungsregelung, wobei alle Spannungsregler der einen Polarität auf einen überdimensionierten Kühlkörper oder das Metallgehäuse montiert werden; alle Spanungsregler für die dazu vepolten Ausgänge werden isoliert montiert.


Gruß
Ulrich
 
Genau dazu tendiere ich mittlerweile auch. Mach ich halt 3x 9V, dann kann ich "ausweichen", falls ein Gerät ne andere Polarität hat oder irgendwie Mucken macht, wenn es nicht seine eigene Stromversorgung hat, dann 2x 12V (glaube, dass nur das eine Gerät Wechselspannung braucht) und 1x 18V. :great:

Muss mir "nur" noch über das Kühl- und Gehäusekonzept klar werden... :gruebel:
 
... Muss mir "nur" noch über das Kühl- und Gehäusekonzept klar werden... :gruebel:
... und dabei insbesondere auch die Sicherheit - Erdung, Schutzleiteranschluss etc. besonders beachten!

Gruß
Ulrich
 
Das versteht sich von selbst. Wobei mir SKII ja irgendwie am liebsten wäre. Aber wie geh ich dann das Problem mit der Wärmeabfuhr an?
 
Das versteht sich von selbst. Wobei mir SKII ja irgendwie am liebsten wäre. Aber wie geh ich dann das Problem mit der Wärmeabfuhr an?
... eben darum ist mir persönlich bei Schaltungen, die Bauteile enthalten, die gekühlt werden müssen, zumal wenn sie Spritzwasser-geschützt sein sollen (Effektboards sind leicht mal Spritzwasser ausgesetzt), Schutzklasse 1 lieber.

Zwar aufwändiger, aber bei nicht-industriegefertigten DIY-Geräten aus meiner Sicht klar besser.


Gruß
Ulrich
 
Kann ich aus diesen 9V bzw. 18V AC ne stabile Gleichspannung in eben dieser Höhe bekommen? Welche Regler sollte ich am besten verwenden? Finde die Low-Drop-Regler irgendwie nicht in diesen Spannungen bzw. für 18V eigentlich überhaupt keine. Also 15V nehmen und mit Z-Dioden arbeiten?
Bedenke zum einen bei der Spannungsfestigkeit die Spitzenwerte der Wechselspannung (Upeak = Ueff * sqrt(2)) und die Überspannung des Trafos bei wenig/keiner Last, zum anderen, dass dir im Gleichrichter und Regler je min. 1,4V flöten gehen.
Ich berechne die Spitzenspannung nur bei der Wahl der Elkos, für die Trafowahl gehe ich vom Effektivwert aus.
Wenn du 18V brauchst und für den Regler grob 2V, für den Gleichrichter 1,4V Verlust rechnest, dann brauchst du aus dem Trafo 18V+2V+1,4V = 21,4V -> 2x 12V Trafo
Ausserdem musst du die Restwelligkeit nach den Elkos mit einrechnen, wenn maximale Last drauf ist. Denn dann braucht der Regler noch 2V, um saubere Gleichspannung ohne 50Hz Brummen zu liefern. Dabei gilt: mehr Kapazität, weniger Restwelligkeit oder: weniger Kapazität, mehr Spannung, die weggeregelt werden muss, weil mehr Restwelligkeit. Bei mehr Spannung zum Wegregeln hast du natürlich auch wieder mehr Abwärme...
Die Ganze Rechnung leutet also:

Utrafo = Unutz + Ugleichrichter + Uregler + Urestwelligkeit
bspw.
22V = 18V + 1,4V + 2V + 600mV (<- großer Elko!!)
Hier würde man einen 24V bzw. 2x12V Trafo wählen. Die Restwelligkeit darf dann folglich bis zu 2600mV betragen.

Die Spannungsfestigkeit der Elkos berechnet sich aus:

Uelko = Utrafo * sqrt(2) ~= Utrafo * 1,41
33,94V ~= 24V * ~1,41
Man würde also einen 35V Typ wählen.

In der Theorie soll das mit den Z-Dioden im Masseanschluss des Reglers funktionieren - in der Praxis weichen die Z-Dioden von reichelt allerdings zumindest bei mir recht weit ab... Wenn du 18V brauchst, nimm doch einen LM317 und entsprechenden Spannungsteiler. Der LM317 macht im TO220 bis 1,5A. Die 78SXX-Serie macht 2A, die 78XX Serie macht 1A (seltener 1,5A)

LG :)
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich habs jetzt mal drauf ankommen lassen und Trafos mit 2x9V, 2x12V und 1x18V bestellt (kenne das eigentlich von den käuflichen "Powerplants" auch so).

Was ist eigentlich in den stinknormalen Steckernetzteilen für Bodentreter drin? Bei der immensen Leerlaufspannung, die da oft anliegt, sind die ja schonmal ungeregelt, aber ist da außer Gleichrichter und Pufferelko dann gar nix drin? Mein Gedankengang geht grad in die Richtung, den Festspannungsregler im Notfall einzusparen, falls ich nicht genug "Headroom" habe.

Ansonsten hab ich auf die 78S-Serie zurückgegriffen, die kommen an nen entsprechenden Kühlkörper, Isolierung mittels Glimmerscheiben und Isolierbuchsen. Elkos werden ausreichend dimensioniert (sowohl in Punkto Kapazität als auch Spannungsfestigkeit).
 
Vorsicht, die 78S brauchen eine Mindestlast (ein paar mA reichen), sonst haben die auch eine hohe Leerleufspannung. Also besser hinter den Dingern mal ein kOhm nach Masse vorsehen
 
Alles klar, sollte ich eh noch rumliegen haben. Bin eh noch nicht dazu gekommen, mal nen Testaufbau zu machen. Vielleicht wirds morgen was, sonst länger nix...:cool:
 
Vorsicht, die 78S brauchen eine Mindestlast (ein paar mA reichen), sonst haben die auch eine hohe Leerleufspannung. Also besser hinter den Dingern mal ein kOhm nach Masse vorsehen
ist das bei den 78ern auch so? Ich kenne das Problem insbesondere bei den neg. Reglern (79xx).
Statt eines "toten" Widerstandes würde ich als Grundlast eine LED mit Vorwiderstand nehmen. Dann hat man auch gleich eine Statusanzeige, ob Spannung vorhanden ist.
 
  • Gefällt mir
Reaktionen: 2 Benutzer
Hab ich jetzt nicht explizit gemessen, nur mit dieser vorgeschlagenen Grundlast eben. Und da scheint mein Konzept sogar einigermaßen aufzugehen. Trafo liefert im Leerlauf ca. 10V, nach Gleichrichter und Elko stehen ca. 13 an, die kann ich dann schön runterregeln und hab dann meine 9V, laut Oszi auch ziemlich sauber.

Über eins zerbrech ich mir allerdings grade noch den Kopf: Ich hab zwar auch nen 18V-Trafo mitbestellt, aber brauche ich den, wenn der andere eh 2x 9V hat? Ich müsste dann halt die Wicklungen in Serie schalten, was ja an sich erstmal kein Problem ist - die zwei 9V-Ausgänge kann ich ja trotzdem noch für sich allein nutzen. Nun hab ich aber gelesen, dass die Reihenschaltung der Wicklungen mitunter Probleme wegen Phasenverschiebungen etc. verursachen kann, der Trafo also laienhaft gesagt "unrund" läuft. Ist einer von BLOCK. Oder stellt das kein Problem dar?

Beim nem zweiten Punkt setzts dann auch grade wieder völlig aus: Wenn der 18V-Kreis da dann noch mit dranhängt, aber eben so gesehen getrennt über eigenen Gleichrichter, Spannungsregler etc., kann es dann auch diese genannten Probleme mit der Polung der Effekte untereinander und damit mögliche Kurzschlüsse übers Klinkenkabel geben? Denn eine galvanische Trennung liegt ja nicht vor, wenngleich die Regler dazwischenhängen. Stehe da leider grad total im Wald... :redface:
 

Unser weiteres Online-Angebot:
Bassic.de · Deejayforum.de · Sequencer.de · Clavio.de · Guitarworld.de · Recording.de

Musiker-Board Logo
Zurück
Oben