230V Schalter und Dimmer
Warnung, Lebensgefahr!
230 V aus der Steckdose können tödlich sein!
Siehe die Wikipedia-Artikel Stromunfall, Stromnetz und Wechselstrom.
Relais
Schalten ist elektromechanisch mit einem Relais einfach möglich. Ein Relais ist eine induktive Last. Freilaufdiode benutzen! Siehe dazu Relais mit Logik ansteuern.
Wer nicht mit 230 V basteln will oder darf, kann diese Master-Slave-Steckdosenleiste von Conrad in Betracht ziehen: [1] Über den USB-Stecker einfach 5 V, 100 mA (also nicht direkt an den µC-Pin, sondern mit Transistor) anlegen. Ein Relais mit Freilaufdiode schaltet die Slavedosen dann galvanisch getrennt.
Halbleiterbauelemente
Es geht aber auch mit Halbleitern. Z. B. indem man die gleichgerichtete Spannung mit einem FET kurzschließt, wie in dem Bausatz Phasenabschnittdimmer DI 300 von ELV (wobei die Last dem Gleichrichter in Reihe geschaltet ist).
Man kann aber auch Wechselspannung direkt mit einem Halbleiterbauelement schalten, dem Thyristor.
Verwandt sind Diac und
Triac
Ein Triac ist eine steuerbare Wechselspannungsdiode, die im Nulldurchgang des Wechselstroms von selbst sperrend wird.
Das Ding kann man super als Wechselspannungsschalter einsetzen, es gibt aber einiges zu berücksichtigen.
Der Triac muss immer nach dem Nulldurchgang wieder eingeschaltet („gezündet“) werden, da er von selbst sperrt (Nulldurchgangserkennung / Zero-crossing detection, ZD). Andernfalls schneidet man die Phase an, was z. B. in Dimmern gewünscht ist.
Bauteile heißen z. B.
TIC 2xyz
xy: ?? z: Spannungsfestigkeit D 400V, M 600V, S 700V, N 800V
Optotriac
Die sind dafür gemacht, den Triac galvanisch getrennt zu zünden. Teilweise ist dort auch die Nulldurchgangserkennung integriert, d. h. es kann einfach mit einem Pin vom µC geschaltet werden.
- MOC302x Typen ohne Nulldurchgangserkennung
- MOC304x Typen mit Nulldurchgangserkennung
letzte Ziffer x: Sie unterscheiden sich in I_FT (LED Trigger Current, Current Required to Latch Output). Größeres x, kleinerer Strom.
Preis ca. 0,50 Euro.
Siehe auch:
- Optokoppler und noch besser gleich
- TRIAC, dort sind Triac und Optotriac zur Ansteuerung beschrieben.
Bei Beachtung der Sicherheitsmaßnahmen an Netzspannung und ein wenig Talent ist es ein leichtes, eine komplette Leistungssteuerung selbst zu bauen.
Solid-State-Relais
Sog. Solid-State-Relais bzw. Halbleiterrelais kombinieren Triac, Optotriac und ggf. Nulldurchgangserkennung (ZD) sowie Schutzschaltung (Snubber) in kompakten Modulen (3…8 Euro).
Nulldurchgangserkennung
Ein Beispiel aus dem Forum: [2]
Triac-Schutzschaltung
- Snubber, Häufig auch im Datenblatt erwähnt.
Triac und Kondensatornetzteil
Man benötigt nicht unbeding einen Optotriac, um den Triac zu zünden. Speziell wenn die galvanische Trennung durch Einsatz eine Kondensatornetzteil ohnehin aus Sicherheitsgründen überflüssig ist, kann ein Triac auch direkt angesteuert werden..
Dimmen
Ist nicht so einfach wie z. B. das Dimmen einer Last an Gleichspannung durch Pulsweitenmodulation (PWM).
Besonders beim Dimmen werden Störungen erzeugt, die gefiltert werden müssen.
Trafos lassen sich nur dimmen, wenn man den Strom misst.
Elektronische Trafos lassen sich nur mit Phasenabschnittsteuerung dimmen.