12 Vorteile-Nachteile

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1 Luft für Kühlung und Temperaturmessung Teilfunktion A Stoff trennen (St 1 ) Luft für Kühlung und Temperatur Messung Temperatursensor außerhalb der Steuerelektronik anbringen Abbildung 7: Temperaturfühler keine Zusatzkosten für Kühlung Luft für den Sensor immer vorhanden Platzbedarf des Fühlers 12.2 Verteilen der 12V Batteriespannung Teilfunktion B,E Energie trennen (E 1el ), Energie trennen (E 2el ) Spannungsversorgung:12V Batteriespannung verteilen Leiterplatte Abbildung 8: Leiterplatte alle Leitungen auf einer Leiterplatte kompakter Aufbau feste Einbauposition notwendig unflexibel zusätzliche Anschlüsse nötig teuer Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 17

2 Kabel Abbildung 9: Kabel frei gestaltbare Leitungslänge möglich flexible Verlegung technisch einfach realisierbar viele Leitungen nötig Flachbandkabel Abbildung 10: Flachbandkabel frei gestaltbare Leitungslänge möglich flexible Verlegung wenige Leitungen teuer als einfache Kabel Planung von Abzweigungen komplexer Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 18

3 Klemmleiste Abbildung 11: Klemmleiste lösbare Verbindungen kostengünstig schnelle Verbindungsherstellung Platzbedarf Übergangswiderstand Quetschverbinder Abbildung 12: Quetschverbinder flexibel günstig stabil Kabel notwendig aufwändige Verbindung Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 19

4 12.3 Durch Bauteile entstehende thermische Energie abführen Teilfunktion D E 4th + St 1 verknüpfen Durch Bauteile entstehende thermische Energie abführen Kühlkörper im Gehäuse einbauen Abbildung 13: Kühlkörper gute Kühlung der Komponenten guter Wärmetransport Lebensdauererhöhung der Komponenten Gewicht Platzbedarf Preis Lüfterrad am Gehäuse befestigen Abbildung 14: Lüfterrad aktive Kühlung der Komponenten guter Wärmetransport Lebensdauererhöhung der Komponenten Geräuschentwicklung Energiebedarf Preis Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 20

5 Wärmeleitfähiges Aluminiumgehäuse Abbildung 15: Aluminiumgehäuse kein erhöhter Platzbedarf relativ geringes Gewicht EMV-Schutz Kühlwirkung mäßig teuer Metallgehäuse mit Kühlrippen Abbildung 16: Metallgehäuse mit Kühlrippen kein erhöhter Platzbedarf ausreichende Kühlwirkung EMV-Schutz sehr teuer Gewicht Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 21

6 Kein Gehäuse, Luftkontakt Abbildung 17: Steckbrett keine Zusatzkosten Nutzen der Umgebungsluft geringes Gewicht Kühlung abhängig von Umgebung kein EMV-Schutz kein Staubschutz 12.4 Gleichspannungswandlung 12V auf 5V Teilfunktion F E 5el wandeln Gleichspannung von 12V auf 5V Wandeln Reihenschaltung Dioden Abbildung 18: Diode sehr günstig klein geringer Platzbedarf Energieverlust durch Leckströme zusätzliche Schaltung nötig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 22

7 Festspannungsregler Abbildung 19: Festspannungsregler gutes Preis-Leistungsverhältnis sehr präzise kein zusätzlicher Schaltungsaufwand beschränkte Ausgangsleistung Abwärtswandler Abbildung 20: Abwärtswandler geringer Schaltungsaufwand einfache Stromtransformation keine Galvanische Trennung Eingang muss floaten Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 23

8 Sperrwandler Abbildung 21: Sperrwandler geringer Schaltungsaufwand hohe Leistungen realisierbar galvanisch getrennt hoher Preis 12.5 Verteilen der 5V Gleichspannung Teilfunktion B,E Energie trennen (E 1el ), Energie trennen (E 2el ) Spannungsversorgung:12V Batteriespannung verteilen Leiterplatte Abbildung 22: Leiterplatte alle Leitungen auf einer Leiterplatte kompakter Aufbau feste Einbauposition notwendig unflexibel zusätzliche Anschlüsse nötig hoher Preis Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 24

9 Kabel Abbildung 23: Kabel frei gestaltbare Leitungslänge möglich flexible Verlegung technisch einfach realisierbar viele Leitungen nötig Kabelsalat Gewicht Flachbandkabel Abbildung 24: Flachbandkabel frei gestaltbare Leitungslänge möglich flexible Verlegung wenige Leitungen teurer als einfache Kabel Planung von Abzweigungen komplexer Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 25

10 Klemmleiste Abbildung 25: Klemmleiste lösbare Verbindungen kostengünstig schnelle Verbindungsherstellung Platzbedarf Übergangswiderstand Quetschverbinder Abbildung 26: Quetschverbinder flexibel günstig stabil Kabel notwendig aufwändige Verbindung Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 26

11 12.6 Temperatursensor Teilfunktion J,K Energie (E 10el ) und Stoff(St 4 ) verknüpfen, Signal wandeln (S 7el ) Umgebungstemp. erfassen NTC Abbildung 27: NTC günstig hohe Auflösung nichtlineare Kennlinie kleiner Temperaturbereich PTC Abbildung 28: PTC günstig lineare Kennlinie mäßige Genauigkeit niedrige Auflösung Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 27

12 Platinfühler Abbildung 29: Platinfühler sehr hohe Genauigkeit lineare Kennlinie sehr großer Temperaturbereich hohe Kosten 12.7 Regensensor Teilfunktion J,K Energie (E 10el ) und Stoff(St 4 ) verknüpfen, Signal wandeln (S 7el ) Umgebungstemp. erfassen kapazitiver Regensensor Abbildung 30: kapazitiver Regensensor geringer Platzbedarf Preis störanfälliger als optischer Regensensor Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 28

13 optischer Regensensor Abbildung 31: optischer Regensensor hohe Empfindlichkeit störungsresistent aufwändige Mechanik/Optik hoher Preis Platzbedarf 12.8 Manuelle Betätigungseinrichtung (Schließen) Teilfunktion Q,R Energie (E 13el ) und Signal(S 1mech ) verknüpfen, Signal wandeln (S 14el ) Eingabesignal für Schließen erfassen und umwandeln Kippschalter Abbildung 32: Kippschalter geringer Preis einfache Bedienung einfache Verstellung möglich hohes Gewicht hoher Platzbedarf Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 29

14 Impulstaster Abbildung 33: Impulstaster niedriger Preis geringer Platzbedarf einfache Auslösung Schalterstellung nicht erkennbar Totmannschalter Abbildung 34: Totmannschalter erhöhte Sicherheit beim Schließen hoher Preis hoher Platzbedarf Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 30

15 Wahlschalter Abbildung 35: Wahlschalter ein Schalter für mehrere Zustände weniger Bauteile klar definierte Schalterzustände als Einzelschalter teurer hoher Platzbedarf Schiebeschalter Abbildung 36: Schiebeschalter klar definierte Schalterzustände geringer Preis hoher Platzbedarf nur Ein oder Aus möglich Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 31

16 12.9 Manuelle Betätigungseinrichtung (Öffnen) Teilfunktion U,V Energie (E 9el ) und Signal(S 2mech ) verknüpfen, Signal wandeln (S 18el ) Eingabesignal für Schließen erfassen und umwandeln Kippschalter Abbildung 37: Kippschalter geringer Preis einfache Bedienung einfache Verstellung möglich hohes Gewicht hoher Platzbedarf Impulstaster Abbildung 38: Impulstaster niedriger Preis geringer Platzbedarf einfache Auslösung Schalterstellung nicht erkennbar Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 32

17 Totmannschalter Abbildung 39: Totmannschalter erhöhte Sicherheit beim Schließen hoher Preis hoher Platzbedarf Wahlschalter Abbildung 40: Wahlschalter ein Schalter für mehrere Zustände weniger Bauteile klar definierte Schalterzustände als Einzelschalter teurer hoher Platzbedarf Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 33

18 Schiebeschalter Abbildung 41: Schiebeschalter klar definierte Schalterzustände geringer Preis hoher Platzbedarf nur Ein oder Aus möglich Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 34

19 12.10 Steuerung über Mikrocontroller Teilfunktion N,Z,O,S,W,Y Signal (S8el) und Signal(S10el) verknüpfen, Signal (S8el) und Signal(S10el) verknüpfen,signal trennen (S11el), Signal trennen (S15el), Signal trennen (S19el), Signal (S16el) und Signal(S21el) verknüpfen, Erfassung und Verarbeitung der Sensorsignale und Weitergabe an die Aktorik Mikrocontrollerboard VC_2 Abbildung 42: Mikrocontrollerboard VC_2 bewährte Technik nicht mehr Stand der Technik flexibel langsame Schnittstellen kostengünstig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 35

20 12.11 Anzeigeleuchte Zustand Sensor Aktiv Teilfunktion P Signal wandeln (S 18el ) Statusleuchte, Zustand Sensor Aktiv E10 Glühbirne Abbildung 43: E10 Glühbirne niedriger Preis gut sichtbar warmes Licht nicht mehr uneingeschränkt erhältlich Energieverbrauch Lebensdauer Halogenbirne Abbildung 44: Halogenbirne hohe Lebensdauer hohe Lichtstärke hoher Preis Hitzeentwicklung sehr hoch Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 36

21 mm LED Abbildung 45: 3mm LED niedriger Preis verschiedene Farben möglich niedriger Energieverbrauch Einbau gepolt Widerstände nötig muss gelötet werden SMD LED Abbildung 46: SMD LED sehr niedriger Platzbedarf niedrige Materialkosten niedriger Energieverbrauch Einbautechnologie nötig Widerstände nötig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 37

22 mm LED Abbildung 47: 5mm LED niedriger Preis verschiedene Farben möglich niedriger Energieverbrauch Einbau gepolt Widerstände nötig muss gelötet werden Anzeigeleuchte Zustand Schließen Teilfunktion T Signal wandeln (S 17el ) Statusleuchte, Zustand Schließen E10 Glühbirne Abbildung 48: E10 Glühbirne niedriger Preis gut sichtbar warmes Licht nicht mehr uneingeschränkt erhältlich Energieverbrauch Lebensdauer Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 38

23 Halogenbirne Abbildung 49: Halogenbirne hohe Lebensdauer hohe Lichtstärke hoher Preis Hitzeentwicklung sehr hoch mm LED Abbildung 50: 3mm LED niedriger Preis verschiedene Farben möglich niedriger Energieverbrauch Einbau gepolt Widerstände nötig muss gelötet werden Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 39

24 SMD LED Abbildung 51: SMD LED sehr niedriger Platzbedarf niedrige Materialkosten niedriger Energieverbrauch Einbautechnologie nötig Widerstände nötig mm LED Abbildung 52: 5mm LED niedriger Preis verschiedene Farben möglich niedriger Energieverbrauch Einbau gepolt Widerstände nötig muss gelötet werden Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 40

25 12.13 Anzeigeleuchte Zustand Öffnen Teilfunktion X Signal wandeln (S 20el ) Statusleuchte, Zustand Öffnen E10 Glühbirne Abbildung 53: E10 Glühbirne niedriger Preis gut sichtbar warmes Licht nicht mehr uneingeschränkt erhältlich Energieverbrauch Lebensdauer Halogenbirne Abbildung 54: Halogenbirne hohe Lebensdauer hohe Lichtstärke hoher Preis Hitzeentwicklung sehr hoch Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 41

26 mm LED Abbildung 55: 3mm LED niedriger Preis verschiedene Farben möglich niedriger Energieverbrauch Einbau gepolt Widerstände nötig muss gelötet werden SMD LED Abbildung 56: SMD LED sehr niedriger Platzbedarf niedrige Materialkosten niedriger Energieverbrauch Einbautechnologie nötig Widerstände nötig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 42

27 mm LED Abbildung 57: 5mm LED niedriger Preis verschiedene Farben möglich niedriger Energieverbrauch Einbau gepolt Widerstände nötig muss gelötet werden Leistungsschalter Teilfunktion AA,AB Signal wandeln (S 24el ), Energie (E 6el ) und Signal(S 23el ) verknüpfen Schalten von Strömen >1A Bipolartransistor Abbildung 58: Bipolartransistor niedriger Preis kleine Bauweise Verlustleistung an Basis anfällig gegen Überspannungen Schaltung für Funktion nötig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 43

28 MOSFET Abbildung 59: MOSFET niedriger Preis kaum Schaltungsverluste große Ströme möglich Schaltung für Funktion nötig Löteinrichtung notwendig Highside IC Abbildung 60: Highside IC integrierte Schaltung Überspannungsschutz hohe, konstante Ausgangsleistung hoher Preis Löteinrichtung notwendig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 44

29 Relais Abbildung 61: Relais sehr hohe Schaltleistung galvanische Trennung reiner Schalter Stromverstärker nötig IGBT Abbildung 62: IGBT günstig kaum Schaltungsverluste hohe Ausgangsleistung Schaltung für Funktion nötig Löteinrichtung notwendig Gruppe 4 Cabriodachsteuerung SoSe2014 Seite 45