10 V vom USB-Anschluss

Ich möchte eine Wägezelle per USB-Anschluss an den Computer anschließen. Die empfohlene Anregungsspannung der Wägezelle beträgt 10 V und der USB-Ausgang 5 V.

Der Strom durch die Wägezelle beträgt ca. 20mA bei 10V. Ist es sicher, einfach eine serielle Verbindung von 2 USB-Anschlüssen herzustellen, um insgesamt 10 V von ihnen zu erhalten?
Ich nehme an, dass es 40 mA bei 5 V von jedem USB-Anschluss ziehen würde, was weit unter der maximalen USB-Spezifikation von 500 mA liegt.

Wenn nicht, gibt es vielleicht ein sehr einfaches elektrisches Schema, um 5 V DC in 10 V DC umzuwandeln, damit es an einen einzelnen Port angeschlossen werden kann?

Beachten Sie, dass die maximale Stromaufnahme von nicht aufgelisteten USB-Geräten trotzdem nicht mehr als 100 mA betragen sollte.
@BartoNaz Sie wissen, dass die Wägezellenspannungen in digitale Werte umgewandelt werden müssen, bevor sie mit dem entsprechenden Protokoll über USB übertragen werden können, oder? Wenn Sie nicht bereits eine Komponente in Ihrem System haben, die dies tut, geben Sie alle Hoffnung auf ein sehr einfaches Schema auf .
Ja, das verstehe ich natürlich. Ich habe keinen, aber ich plane, es selbst zu machen, basierend auf einem AVR-Mikroprozessor. Aber ich vermute, dass ich auch noch einen Signalverstärker für den Ausgang brauche ...

Antworten (5)

Sie können nicht zwei USB-Anschlüsse in Reihe schalten, um eine höhere Versorgungsspannung zu erhalten. Sie werden die Stromversorgung des PCs kurzschließen, und obwohl USB mit Schutz für eine ähnliche Situation spezifiziert ist, implementieren viele Motherboards dies nicht. Dies bedeutet, dass Sie die Stromversorgung kurzschließen und wenn Sie Glück haben , startet Ihr PC nach dem Entfernen des Kurzschlusses einwandfrei neu.

Als Alternative suchen Sie nach einem Aufwärts- / Abwärts- / Aufwärtswandler. Diese sind in vielen Webshops/ebay für ein paar Dollar/Euro erhältlich und machen genau das, was Sie wollen: Eingangsspannung zB. 5V und Ausgangsspannung meist einstellbar.

Hier ist ein zufälliges Beispiel dafür, was ich meine.

Vielen Dank. Ich dachte nicht, dass sie so billig sind. Soweit ich weiß, arbeiten solche Konverter zyklisch. Ist die Ausgangsspannung in solchen Wandlern ohne Impulse stabil?
Es ist ziemlich gut stabilisiert, ja. Sie können die Elektronik problemlos von ihnen aus betreiben.

Zum Verdoppeln einer positiven Spannung, dh der 5-Volt-Nennversorgung von einem USB-Port, eignet sich der Schaltkondensator-Spannungswandler Maxim MAX660 gut für diese Aufgabe. Der MAX660 ist ein höheres Stromäquivalent des ehrwürdigen ICL7660.

Schema

Der Ausgang wird mit fast genau der doppelten Eingangsspannung nachgeführt.

Also bei einem Input von 4,85 Volt, den ich gerade an meinem USB-Port messe, liegt der Output bei etwa 2 x 4.85 = 9.7 Volts: Nicht genau 10 Volt, aber sozusagen nah genug für Behördenarbeit.

Der MAX660 kann bis zu 100 mA ausgeben, mit einem Wirkungsgrad von theoretisch annähernd 90 % mit sorgfältig ausgewählten Komponenten. Für 20 mA durch einen Widerstand messe ich das Gerät, das etwa 52 mA von meinem USB-Anschluss auf einer Schaltung mit Steckbrett-Implementierung zieht. Mit einer richtig gelöteten Schaltung sollte eine noch geringere Stromaufnahme, dh eine höhere Effizienz, nicht überraschen.

Da der interne Oszillator im positiven Spannungsverdopplungsmodus mit 10 kHz arbeitet (siehe Abschnitt Anwendungsinformationen des verknüpften Datenblatts), wäre die sehr kleine Welligkeit nur für Hochfrequenzarbeiten ein Problem - vermutlich wird die Wägezelle mit deutlich weniger als 10 abgetastet KHz, also kein Grund zur Sorge.

Leider kann das Gerät in diesem Modus nicht in seinen internen Oszillatormodus mit 80 KHs gezwungen werden, da sonst sogar diese Welligkeit aus der Betrachtung verschwinden würde.

Eine andere Alternative ist zu fragen, welche Folgen es hätte, wenn die Wägezelle mit 5 V betrieben würde. So wie ich es verstehe, handelt es sich ungefähr um Widerstandsbrücken, und eine einfache Wägezelle sollte gerne eine niedrigere Spannung abarbeiten. Das Ausgangssignal würde halbiert: Sie können dies ausgleichen, indem Sie die Verstärkung des Verstärkers erhöhen, den es speist. Wenn Sie nicht die niedrigste Rauschleistung benötigen, ist dies möglicherweise eine bessere Option als das Hinzufügen eines Aufwärtswandlers.

Meinen Sie damit, dass ein Aufwärtswandler auch etwas Rauschen in das Ausgangssignal einbringt?
Was ich meinte, war, dass die Verwendung von 5 V für Ihre Wägezelle und die stärkere Verstärkung ihres Ausgangs lauter sein könnte als ein ausgereiftes 10-V-System. Aber das KÖNNTE bei deiner Bewerbung egal sein. Es ist wahrscheinlich einfacher. Aber Sie haben Recht - wenn Ihr Aufwärtsregler nicht ausgereift ist, ist das einfachere 5-V-System möglicherweise besser.

Die Stromquellen der beiden USB-Ports sind miteinander verbunden. Wenn Sie den Minuspol des einen mit dem Pluspol des anderen verbinden, schließen Sie Ihre USB-Anschlüsse kurz. Das ist nicht gesund für Ihren Computer.

Was Sie brauchen, ist ein DC/DC-Wandler. Es wird etwas mehr Strom verbrauchen (Sie erhalten also keine 100%ige Effizienz), aber nicht zu viel für den Anschluss.

Schauen Sie sich diesen 1.IC555-basierten Spannungsverdoppler 2.TI-App-Hinweis mit NE555 an

In der ersten Referenz ist IC555 als astabiler Multivibrator mit einer Frequenz von 4,5 kHz und einem Arbeitszyklus von 53 % verdrahtet. Der Ausgang des IC ist mit der Dioden-Kondensator-Ladepumpe verbunden, sodass die Ausgangsspannung erhöht wird.