Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung zeigt merkwürdiges Verhalten bei 230V Betrieb


von Simon H. (simon12)


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Hallo zusammen,
ich habe gerade ein schaltungstechnisches Problem das meine Kentnisse 
wohl etwas übersteigt. Ich habe vor einiger Zeit meine Ikea Stehlampe 
http://www.ikea.com/de/de/catalog/products/10117306/ etwas „aufgemotzt“ 
indem ich 2 24V LEDs-Stripes eingebaut habe. Jetzt habe ich eine 
Schaltung aufgebaut mit der die Lampe angesteuert werden kann: Ein 
Phasenschnittdimmer steuert die Helligkeit der Glühbirnen in der Lampe, 
die LED-Stripes werden über PWM mit entsprechenden Transistoren 
gesteuert. Das funktioniert soweit ganz gut. Jetzt wollte ich für den 
Mikrocontroller der alles steuert nicht noch ein weiteres Netzteil 
spendieren und hab nach langem suchen diesen Chip bei Linear 
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3632fc.pdf gefunden. Dieser 
liefert am Ausgang bis 20mA@3,3V bei 24V Eingangsspannung. Das 
Gesamtsystem aus allen Komponenten zeigt jedoch ein recht merkwürdiges 
Verhalten: Wenn der Dimmer an ist und der Mikrocontroller über das 24V 
Netzteil betrieben wird flackert die Lampe wie verrückt und lässt sich 
nicht richtig regeln. Wird der Mikrcontroller über USB betrieben 
flackert die Lampe nicht und funktioniert wie erwartet. Kann sich jemand 
erklären woran das liegen könnte? Es muss ja entweder mit dem 
Spannungswandler oder dem verwendeten Netzteil in Verbindung mit dem 
Dimmer ein Problem geben. Evtl. die Detektion des Nulldurchgangs? Leider 
habe ich von den Problemen die 230V Netzspannung so mit sich bringen 
kann wenig Ahnung. Hat jemand vielleicht noch eine Idee was man messen 
könnte um das Problem weiter einzugrenzen? Anbei der Schaltplan und das 
Platinenlayout.

Vielen Dank und viele Grüße
Simon

von Markus (Gast)


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Was ich gerade rasch gesehen hab. Der C8 (für den Reset-Eingang) geht an 
einen Stecker, anstelle auf GND. Damit könnten schöne Störungen 
eingefangen werden, wenn daran noch eine langen Leitung hängt...

Abblock-Cs sehe ich auch keine...

Und die Verbinungspunkte und teilweise auch die Bauteilwerte fehlen auf 
dem Schaltplan, damit ist er schlecht lesebar.

von g457 (Gast)


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> Abblock-Cs sehe ich auch keine...

Immerhin im Schaltplan hat sich ein einsamer welcher eingefunden (C7). 
Aber wahrscheinlich war der nicht brav, weil im Layout wurde er dann ins 
letzte Eck verstoßen ∗kopfschüttel∗

von g457 (Gast)


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..achja und Gnd (auf der 22) vermisst Anschluss. Sagt einem der DRC 
sowas heutzutage nicht mehr?
</ingrid>

von PeterL (Gast)


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Vorsicht!
Abstand 230V / Niederspannungsseite <0,5mm (OK2)

von MiWi (Gast)


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Simon Heller schrieb:
> Leider
> habe ich von den Problemen die 230V Netzspannung so mit sich bringen
> kann wenig Ahnung.

Das sieht man... Und darum würd ich es im Moment eher für Glück halten 
daß Du von den 230V noch keine gewischt bekommen hast.

Die Isolationsabstände am Layout zw. dem 230V-Kreis und dem, was vom uC 
kommt ist viel zu wenig. ( irgendwas um 0,5mm bei R22/R29)

> Hat jemand vielleicht noch eine Idee was man messen
> könnte um das Problem weiter einzugrenzen?

Ideen hätte ich einige aber es macht keinen Sinn bei dem Layout was zu 
empfehlen, es ist zu riskant für Deine Gesundheit.

> Anbei der Schaltplan und das
> Platinenlayout.

Es würd mich wundern, wenn der 8Mhz-Quarz mit den genanntne 22nF 
schwingt. Und bei dem Layout um den Quarz ... nun ja. C8 und einige 
andere Bautelie sind lt. Schaltplan nicht miteinander so verbunden wie 
es sein sollte... Pin 4 vom Switcher ist eine Antenne - sogar als solche 
gezeichnte - und Du wunderst Dich das es nicht funktioniert?


PS - Ist es so schwer die Attribute Refdes und Value (oder wie die in 
Eagle genannt werden) in Eagle im Layout und Schaltplan so zu platzieren 
daß die auch lesbar sind? Ich würd mich schämen einen Schaltplan so zur 
öffentlichen Diskussion freizugeben.

Also - laß es Dir eine Erfahrung sein um die Du nun reicher bist, mach 
es ordentlich neu und stelle Deine Entwürfe hier zur Diskussion - vor 
dem Ätzen.

Hilfreich dazu sind die schon unzähligen Empfehlungen hier in mc.net und 
woanders im Internet zu EMV-tauglichem Design, div. Richtlininen zur 
sicheren Isolation von Netzspannung zu Niederspannung (auch hier in 
mc.net finden)

Sorry für die schlechten Nachrichten...

Grüße

MiWi

von Simon H. (simon12)


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So...neuer Tag, neues Glück! Hoffe der Schaltplan ist jetzt deutlich 
besser lesbar und ich konnte die Gemüter hinsichtlich der 
230V-Problemtik etwas beruhigen! Meiner Meinung nach handelt es sich bei 
dem von mir geschilderten Problem nicht um eine Layoutfrage (wobei der 
Hinweis natürlich wichtig ist). Ich habe eher gehofft, dass jemand eine 
Idee hat was am Schalungsdesign allgemein Probleme machen könnte. So wie 
es schon angeklungen ist, weitere Abblockkondensatoren etc.
Um noch kurz die Fragen zum alten Layout zu klären:
-  Die vermeintlich offene Verbindung sind die zwei GND-Pins des 
Mikrocontrollers die laut Datenblatt intern verbunden sind. (Hab sie 
auch mal überbrückt ohne sichtbare Veränderungen)
-  Der Reset-Pin kann über einen Jumper auf GND gezogen werden wenn der 
FTDI-Programmer nicht steckt.
Habe heute mal eine sehr unelegante Lösung mit einem 7805 
Spannungsregler getestet und siehe da, auch ohne zusätzliche 
Kondensatoren funktioniert alles problemlos. Also lässt sich das Problem 
meiner Meinung nach auf die Schaltung mit dem LTC3632 eingrenzen (Der 
7805 ist wohl alles andere als eine dauerhafte Lösung). Was mir heute 
noch aufgefallen ist, die Lampe flackert nicht immer, teilweise bleibt 
die Helligkeit auch unverändert bei 100%. Für mich sieht es eher so aus 
als ob der Triac nicht zumacht oder der Nulldurchgang nicht sauber 
erkannt wird. Würde mich über Ideen freuen, wie das überprüft werden 
könnte. Die 100 Hz sind meiner Meinung nach zu hoch um sie vollständig 
über die serielle Schnittstelle zu erfassen und das Blinken einer LED 
wird man wohl auch nicht erkennen.
Viele Grüße
Simon

von MaWin (Gast)


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Simon Heller schrieb:
> Ein Phasenschnittdimmer steuert die Helligkeit der Glühbirnen

Ein MOC3012 für 115V ? Warum kein MOC3061 der für unsere 230V taugt und 
mehr aushält als ein VDR durchlässt ? Kostet bei eBay sogar 6ct weniger.

Ohne Funkentstördrossel ?
Kein VDR Überspannungsschutz ?
Kein RC Snubber ?
Keine flinke Feinsicherung mit Schmelzintegral kleiner als das vom TRIAC 
?

Was meinst du, warum kommerzielle Glühlampendimmer diese Bauteile drin 
haben ?
Sparen Hersteller nicht sonst an jeder Möglichkeit ?

von Simon H. (simon12)


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Hallo MaWin wenn du ne bessere Schaltung hast immer her damit! Als 
Vorbild hat mir diese Schaltung 
http://www.inmojo.com/store/inmojo-market/item/digital-ac-dimmer-module-lite-v.2/ 
gedient. Also ganz unbrauchbar wird sie nicht sein wenn andere Leute 
dafür tatsächlich 40$ ausgeben! Vielleicht sollte ich meine Frage mal 
anders formulieren: Gibt es eine alternative Stromversorgung für den 
Mikrocontroller sprich irgendein IC das mir aus 24V Eingangsspannung 
3,3V Ausgangsspannung bei sehr geringen Strömen um 10mA liefert.

von Marcus W. (marcusaw)


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Wenn du richtig kuckst, entdeckst du auf dem verlinkten Board ein "open 
Hardware"-Logo. Das ding ist also kein kommerzielles Produkt. Und 
deshlab auch nicht als Referenz zu benutzen. Wenn viele Leute keine 
Ahnung haben, wird die Scheiße nicht besser, nur weil man eine Platine 
basteln lässt und diese vertreibt.

EDIT: um auf deine Frage zurückzukommen: versuch es mit einem Step-Down, 
oder - wenn dir der Bauteilaufwand zu hoch und die Verlustleistung egal 
ist - mit nem einfachen LM317 o.Ä.

: Bearbeitet durch User
von Markus (Gast)


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- C3 und C4 sollten pF nicht nF sein.
- Abblock-Cs sind immer noch nicht vorhanden. Warum nicht  d i r e k t 
und nahe an den Pins 7/8 resp. 20/22 je einen platzieren?
(C7 gilt nicht als Abblock-C, weil er zu weit weg ist.)

von PeterL (Gast)


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der MOC3021 braucht typ 8mA (max15mA) zum Zünden.
R19 also max. 220 Ohm.
Nimm für die Nulldurchgangserkennung einen Optokoppler mit 
antiparalellen Dioden, dass spart  den Gleichrichter.

Ohne Schutzbeschaltung (Snubber) für die Triacs kann funktionieren, muss
aber nicht, daher:
Für den Lasttriac nimm einen "snubberless" Typen (z.B.BTA12-800CW ist 
sogar isoliert)

Schau ins Datenblatt vom MOC, da ist ein Snubber eingezeichnet, den 
solltest du auch verwenden, sonst zündet das Ding von selbst.

von Simon H. (simon12)



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Guten Abend,
danke für den Hinweis mit dem Triac. Das scheint echt eine heiße Spur zu 
sein. Habe mir heute das Zero-Cross-Signal und das Steuersignal vom 
Triac am Oszi angeschaut. In beiden Bildern sieht man, dass der Triac 
beim Nulldurchgang feuert. Beim Bild "Zerocorss+Triac mit Netzteil" sind 
eindeutig 2 Spikes beim Nulldurchgang zu erkennen, beim Bild 
"Zerocross+Traic ohne Netzteil" sind es wohl auch 2 Spikes die aber viel 
dichter zusammen liegen. Auf die Gefahr hin jetzt ne wirklich dumme 
Frage zu stellen: Sollte der Triac beim Nulldurchgang feuern? Meiner 
Meinung ja nicht! Würder der von PeterL vorgeschlagene Triac das 
verhindern?

von MiWi (Gast)


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Simon Heller schrieb:
> So...neuer Tag, neues Glück!

das mit dem Glück glaubst Du....

Denn wenn ich mir das zB. um C8 anschaue dann...

1. man knotet nicht 2 Bauteile ohne Verbindungsleitung in einem 
Schaltplan zusammen. Punkt. Was soll das arme CAD mit einer unsichtbaren 
Leitung anfangen? C8/Taster ist so ein Beispiel.

Was soll die Verbindung von C8 zu dem Breakout-Stecker sein? 
Resetantenne? Immerhin scheint sie zu funktionieren :-P

Dein Problem fängt nicht beim Layout an sondern schon beim Schaltplan...

GND ist GND ist GND und hat eine Funktion, die sich auch Bezugspotential 
nennt - iaW: darauf beziehen sich alle anderen Signale. Und daher wird 
GND nicht über interne Prozessorbrücken von einem Pin zum anderen 
durchverbunden. Auch wenn es gelegentlich funktioniert. Der uC will alle 
GND-Pins auf einer GND-Fläche haben und nicht GND-Flächen miteinander 
verbinden.


offensichtlch gibts noch einen Wickel in dem Extensionstecker, da ist 
noch eine Netzverbindung sichtbar. Bietet Eagle keinen DRC? Oder hast Du 
ihn nur noch nicht benutzt?

Der Rest mit dem MOC ist eh schon auch gesagt worden.

iaW: Wenn Du nun nochmals soviel Zeit wie in den Umbau des 230V-Bereichs 
in ein sauberes Layout von Vcc, GND und dem Quarz steckst wird der uC 
gleich viel freundlicher mit Deiner SW umgehen.


Und wenn Du nun postulierst, daß Dein Problem der Schaltregler ist 
erlaube mir die kleine Frage: ist der Tropfen, der das Faß zum 
Überlaufen bringt auch der, der es bis dahin angefüllt hat? Na also.


Grüße

MiWi

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