Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 230V Henne-Ei-Stromversorgungs-Problem


von Idefix (Gast)


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Mein Dämmerungsschalter mit RTC soll tagsüber aus einem (zu großen) 1F 
Kondensator laufen (µA), der nachts geladen wird, indem die Netzspannung 
per SSR zugeschaltet wird (10 mA).

Ein Taster parallel zum SSR wäre machbar, aber nicht praktikabel.

Wie könnte bei Anlegen der externen Netzspannung die eigene Versorgung 
kurz, d.h. bis zur Selbsthaltung, eingeschaltet werden?

von Thomas W. (goaty)


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Kondensator mit Batterie/Netzgerät aufladen, dann das Gerät installieren 
?

Beitrag #6983945 wurde vom Autor gelöscht.
von Idefix (Gast)


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(Im Normalbetrieb sollte der Kondensator abends genug Ladung haben, um 
das SSR einzuschalten, wodurch der Kondensator wieder aufgeladen wird - 
nach ein paar Tagen ohne Netz [abgeschaltet, Stromausfall] ist er jedoch 
leer.)

von Peter D. (peda)


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Z.B. AQY410S
https://de.rs-online.com/web/p/halbleiterrelais/1739043

Ist denn die Einsparung so erheblich, daß sich der hohe Aufwand lohnt?
1F Goldcaps sind jetzt auch nicht super zuverlässig.

von Idefix (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Z.B. AQY410S

An einen Öffner habe ich auch schon gedacht, aber dann bräuchte ich 
tagsüber Strom, um ihn offen zu halten...  (5 mA recommended für den 
AQY). Das schafft 1F nicht.

Peter D. schrieb:
> Ist denn die Einsparung so erheblich, daß sich der hohe Aufwand lohnt?

Nein :-)
Aber mit steigenden Strompreisen, Orkanstärken und Meeresspiegeln lohnt 
sich für mich zumindest das Gedankenspiel. Im Jahresmittel würde es den 
Stromverbrauch halbieren.

Peter D. schrieb:
> 1F Goldcaps sind jetzt auch nicht super zuverlässig.

Da muss ich mich wohl mal schlau machen.

von Thomas W. (goaty)


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Oder eine kleine LiIon Zelle mit Ladechip TP4056 hält vermutlich länger 
als der Supercap.

von Paul (Gast)


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Idefix schrieb:
> Im Jahresmittel würde es den Stromverbrauch halbieren.

ähhh, nein?
Du verschiebst den Tagesverbrauch nur mit in die Nacht. Weniger wird es 
dadurch nicht.
Mathekurs für Milchmädchen erwischt?

von Rüdiger B. (rbruns)


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Nimm doch ein kleines Solarpanel zum Tagsüber laden.

von W.S. (Gast)


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Idefix schrieb:
> Wie könnte bei Anlegen der externen Netzspannung die eigene Versorgung
> kurz, d.h. bis zur Selbsthaltung, eingeschaltet werden?

Du hast eine verwirrende Konstruktion dir ausgedacht. Eine simple Diode 
würde das ganze Problem lösen: Wenn man Netz anlegt und gleichrichtet, 
dann wird dein Kondensator bzw. deine eigene Versorgung eingeschaltet 
und die müßte dann den Kondensator bzw. deine Versorgung auf eine etwas 
höhere Spannung bringen als die vom Netz kommende Spannung. Und damit 
dort nix zurückfließt, kommt die oben genannte Diode zum Einsatz.

W.S.

von Idefix (Gast)


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Ich könnte das Problem aber auf die Kleinspannungsseite verlagern: der 
kleinste Traco Wandler braucht angeblich nur 150mW ohne Last, das wäre 
sogar noch etwas weniger als die 220 mW, die ich im Mittel erreichen 
würde (aber deutlich teurer).
Leider weiß ich nicht, was der Wandler mit Last primär braucht. Mit 
Wirkungsgrad 70% bei 140mW Last (2x[220-150]) könnte ich nachts 30 mA 
verbrauchen - mehr als genug.

Mit einigen uA Verbrauch tagsüber müsste der Wandler nur selten 
"anspringen" und den Speicherkondensator kann ich mir wohl sparen.

Leider habe ich keinen Stromtastkopf für das Oszi, aber evtl. reichen 
ein paar dutzend Ohm als Messwiderstand, um die Leistung zu erfassen..

von Idefix (Gast)


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Paul schrieb:
> Du verschiebst den Tagesverbrauch nur mit in die Nacht. Weniger wird es
> dadurch nicht.

Doch, die Verluste des Netzteils am Tag fallen weg. Bei 100% 
Wirkungsgrad hättest du natürlich recht.

W.S. schrieb:
> Eine simple Diode
> würde das ganze Problem lösen: Wenn man Netz anlegt und gleichrichtet,
> dann wird dein Kondensator bzw. deine eigene Versorgung eingeschaltet
> und die müßte dann den Kondensator bzw. deine Versorgung auf eine etwas
> höhere Spannung bringen als die vom Netz kommende Spannung. Und damit
> dort nix zurückfließt, kommt die oben genannte Diode zum Einsatz.

Das Netz sind 230VAC, der Kondensator ist 5V nach einem Netzteil.
Du meinst, mit einem 325 V Zwischenkreis, einer Diode und einem 
Boostwandler auf z.B. 350 V und von da runter auf 5 V wäre mein Problem 
gelöst?
Ich kann dir nicht folgen ;-/

von Bauform B. (bauformb)


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Idefix schrieb:
> Dämmerungsschalter

Rüdiger B. schrieb:
> Nimm doch ein kleines Solarpanel zum Tagsüber laden.

Wenn man das kombiniert und ein Stromstossrelais statt SSR nimmt... 
spart man immerhin den LDR/Fototransistor/Ambient Light Sensor

von Daniel S. (stokmar)


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Bauform B. schrieb:
> Idefix schrieb:
>> Dämmerungsschalter
>
> Rüdiger B. schrieb:
>> Nimm doch ein kleines Solarpanel zum Tagsüber laden.
>
> Wenn man das kombiniert und ein Stromstossrelais statt SSR nimmt...
> spart man immerhin den LDR/Fototransistor/Ambient Light Sensor

Die Idee ist schon wieder so bekloppt und eigentlich genial. Noch 
irgendwas dazwischen damit es etwas puffert und nicht bei jedem 
vorbeifliegenden Vogel wechselt?

von Udo S. (urschmitt)


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Du kannst das SSR ggf. einfach ausgeschaltet lassen.
Die SSRs haben oft einen so hohen Leckstrom, daß der 
Wandler-Eingangselko sich langsam auflädt und der Wandler kurz anläuft 
bis der Elko wieder entladen ist. Das befüllt regelmäßig deinen Goldcap.

Siehe die häufigen Probleme vor allem in den ersten Jahren mit 
regelmäßig aufblitzenden Energiespar und LED Lampen.
Da war die Ursache oft genug der Leckstrom von SSRs.

: Bearbeitet durch User
von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Aufwand spielt ja scheinbar keine Rolle, es geht um maximales Strom 
sparen. (Sparen, koste es was es wolle. Gefällt mir.)

Warum nimmst du tagsüber kein Kondensatornetzteil, das gerade genug 
Strom für den Tag-Betrieb liefert?
Der Strom zum Einschalten des SSR müsste dann aus einem vollen 
Kondensator/Goldcap kommen (das Kondensatornetzteil liefert höchstens 
genug Strom, um den im Lauf des Tages aufzuladen)

Nachts, wenn das Licht an ist (das SSR also dauerhaft bestromt werden 
will) brauchst du eine zusätzliche Stromversorgung zur Unterstützung, 
die dann vom eingeschalteten SSR versorgt wird.

von Idefix (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Wenn man das kombiniert und ein Stromstossrelais statt SSR nimmt...
> spart man immerhin den LDR/Fototransistor/Ambient Light Sensor

So ähnlich hatte ich das auch in Erwägung gezogen: 
Beitrag "Solarleuchte als Dämmerungsschalter mit Selbsthaltung / Morgen erkennen"
Mit Solarzelle könnte ein PhotoMOS-Öffner am Tag die Netzspannung 
abschalten.
Mhh, nur eine handvoll Bauteile. Es darf nur keine Rückkopplung vom 
Licht geben.

Ich gehe aber gerade den Weg mit RTC: 
Beitrag "Sonnenaufgang/Sonnenuntergang in Tabelle (Astro-Uhr/Dämmerungsschalter)?"

Udo S. schrieb:
> Die SSRs haben oft einen so hohen Leckstrom, daß der
> Wandler-Eingangselko sich langsam auflädt und der Wandler kurz anläuft
> bis der Elko wieder entladen ist. Das befüllt regelmäßig deinen Goldcap.

Das schien mir bei der derzeit vom SSR geschalteten Lampe kein Problem, 
aber ich werd's mal mit meinem aktuellen Netzteil ausprobieren. Danke 
für den Tipp!

von Idefix (Gast)


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Tilo R. schrieb:
> zusätzliche Stromversorgung

Zwei Netzteile - auch ne Idee.
Wenn dann aber mal der Strom ausfällt, müsste ich (einen Tag) warten, 
bis ausreichend Ladung zum Einschalten vorhanden ist.

Ok, falls das mit dem SSR-Leckstrom funktionieren sollte, dürfte es auch 
eine Weile dauern.

von Dieter R. (drei)


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Tilo R. schrieb:

> Warum nimmst du tagsüber kein Kondensatornetzteil, das gerade genug
> Strom für den Tag-Betrieb liefert?

Kondensatornetzteil oder auch bloß ein Vorwiderstand oder ganz schick 
ein Depletion-FET oder noch schicker eine Kombination aus allem, simpler 
Ladekondensator, bistabiles Relais. Weniger Netzteil-Aufwand geht nicht, 
weniger Stromverbrauch auch nicht. Machen kommerzielle Anbieter 
ähnlicher Geräte übrigens auch so, ist also jetzt keine großartige 
Stromsparerfindung. Wenn weniger Strom geschaltet werden soll, tut es 
auch ein FET in Diodenbrücke oder zwei antiparallele FETs. Da kann der 
Prozessor dann auch noch die Überstromüberwachung übernehmen oder 
dimmen, der Phantasie sind nur wenige Grenzen gesetzt. Dafür braucht man 
jedenfalls kein externes Bauteil mit 10 mA Stromaufnahme. Wobei 10 mA 
bei 5 V ja auch nicht so viel Leistung wären.

Was der TO aber eigentlich erreichen will, bleibt mangels Schaltplan 
oder auch nur einer Skizze der gedachten Konfiguration bisher im 
nächtlichen Dunkel. Muss das Ganze netzgetrennt sein? Dann fällt das 
Kondensatornetzteil schon mal aus.

von Idefix (Gast)


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Der Leckstrom, der nach dem SSR am Netzteil ankommt, reicht nicht aus.

Netzgetrennt muss es nicht sein.
Ein Kondensatornetzteil habe ich, das verheizt aber tagsüber die gleiche 
Leistung, die ich nachts für das SSR benötige.
Daher die Idee, es nur nachts zu betreiben, mit der Last (Lampe) 
zusammen. Und dabei den Supercap für den Schaltvorgang am nächsten Abend 
wieder aufzuladen. Da der aber durch Netztrennung auch leer sein kann, 
ergibt sich das Henne-Ei-Problem.

Also entweder weiterhin tagsüber heizen mit Kondensatornetzteil, oder 
ich benutze das Traco.

Oder es gibt doch einen leistungslosen Einschalt-Trick, der beim Anlegen 
der Netzspannung kurz das Netzteil versorgt.
Oder die Solarzelle zum Aufladen.

:-)

von Bauform B. (bauformb)


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Wer eine Sonnenuntergangstabelle statt einem LDR benutzt, und einen 
Supercap statt einem Goldcap, kann auch ein bistabiles Relais bei 
Netzausfall einschalten.

Damit das Relais beim allerersten Einschalten schon "ein" ist, muss man 
eins kaufen, dass ab Werk eine definierte Schaltstellung hat. Oder man 
hält es vor dem Einlöten kurz ans Labornetzteil.

Übrigens kann man den Kondensator in einem Kondensatornetzteil durch die 
Lampe ersetzen. Das ergibt ein Netzteil mit über 100% Wirkungsgrad; 
naja, jedenfalls bei einer klassischen Glühlampe.

von Dieter R. (drei)


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Idefix schrieb:

> Netzgetrennt muss es nicht sein.
> ... und noch viel mehr, alles unwesentlich

Hast du meine Vorschläge gelesen und auch mal mitgedacht?

1. Schaltplan zeichnen, um deine Gedanken zu ordnen und damit man über 
konkrete Schaltungsdetails reden kann

2. Bistabiles Relais, Leistungsaufnahme fast immer Null, nur zum 
Umschalten wird Energie benötigt

3. Depletion FET, die gibt's für wenig Geld bis 600V (+ 
Sicherheitswiderstand in Reihe)

4. Überspannungsschutz am Eingang nicht vergessen

Wenn dein Prozessor dann (willkürliches Beispiel) 0,2 mA im Mittel 
benötigt und du diese direkt aus 230V entnimmst, beträgt die 
Leistungsaufnahme der gesamten Schaltung keine 50 mW, den ganzen Tag 
lang. Dazu zwei Peaks am Tage, wenn das Relais umschaltet. Die findest 
du in der Stromrechnung nicht wieder. Du kannst auch noch eine 
Anzeige-LED blinken lassen, wenn sie nicht allzu häufig blinkt ist auch 
das bei dem Leistungsbudget noch drin.

ABER: das ist Technik, wie sie auch in Seriengeräten verwendet wird, am 
230V-Netz und nichts für Gelegenheitsbastler. Vielleicht solltest du 
(das ist nicht abwertend, sondern nur zur Vorsicht gemeint) besser ein 
handelsübliches 5V-Netzteil nehmen, die nehmen heutzutage im Standby 
auch << 1W auf, und damit deine Schaltung betreiben. Die Konzeptsuche 
beschränkt sich dann auf die Suche nach einem handelsüblichen Netzteil 
mit geringstmöglicher Standby-Leistungsaufnahme.

von Idefix (Gast)


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Ich habe keine Schaltung, die ich zeichnen könnte, ich suche eine.

Dir dagegen schwebt offenbar eine vor, aber du behältst die 
Zusammenhänge leider für dich.
Was macht dein depletion FET? Leistungsloser Schalter für tagsüber, 
analog zum von Peter D. vorgeschlagenen Photomos-Öffner? Wozu dann noch 
das Relais?

Dass ich einen traco-wandler bereits in Erwägung gezogen habe, hast du 
gelesen?

von Dieter R. (drei)


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Lieber Idefix,

1. Wenn du ernsthaft hier diskutieren möchtest, melde dich bitte an.

2. Ich werde deine Fragen (was macht ein Depletion FET) trotzdem nicht 
detaillierter beantworten, weil ich davon ausgehe, dass das Thema dich 
gegenwärtig überfordert und du die sicherheitsrelevanten Aspekte einer 
netzgekoppelten Schaltung nicht hinreichend berücksichtigen kannst und 
wirst. Wofür er in einer Stromversorgung genutzt werden kann, habe ich 
beschrieben (nein, er wird NICHT zum Schalten benutzt), die Details kann 
man in Applikationsunterlagen nachlesen. Alle Zusammenhänge, die dir 
fehlen, kann und muss man nachlesen, das geht über ein paar Foren-Tips 
weit hinaus. Du solltest dich erst einmal selbst in die Thematik 
einlesen, bevor du hier nach Vorschlägen fragst.

3. Mach bitte erst einmal etwas vergleichsweise ungefährliches, nimm ein 
FERTIGES Niederspannungsnetzteil und schließe daran ein galvanisch 
getrenntes Schaltelement an, am besten ein bistabiles Relais. Das ist 
schon die erste Programmier-Herausforderung. Auch dabei auf ausreichende 
Netztrennung achten! Erste Versuche trotzdem nur mit 
Kleinspannungs-Last, bis alles funktioniert.

von Idefix (Gast)


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1. OK, behalte es für dich.

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