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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welcher Transistor/Basiswiderstand (Nulldurchgangserkennung)


Autor: Dietmar E (Gast)
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Könnte jemand bei der Auslegung einer Nulldurchgangs-Erkennung (Anhang) 
helfen? Schaltung aus dem Netz, kein Transistor angegeben. Welcher 
Transistor, welcher Basiswiderstand?

Trafo hat 6V Nennspannung, nach der Diode erwarte ich max 8V. Der Impuls 
sollte so scharf wie möglich sein. Wenn ich das richtig sehe, müsste der 
Basiswiderstand deshalb so gering wie möglich sein?

Als Transisor hatte ich den BC337-40 in's Auge gefasst 
(http://www.ortodoxism.ro/datasheets/siemens/Q62702...).

In der Originalschaltung war noch ein 10K Pullup zwichen B2 und VCC, 
weiss nicht, ob das einen Vorteil gegenüber dem internen Pullup hat.

Autor: Dietmar E (Gast)
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Der Ahnhang.

Autor: Matthias (Gast)
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Ich würde es mal mit 2k2 versuchen und mir das ergebnis am oszi 
anschauen

Autor: 12:00 (Gast)
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ist eine komplette dimmerschaltung die nullspannungserkennung ist
mit auf dem plans

http://bascom-forum.de/index.php/topic,79.msg192.html#msg192

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Nullspannungserkennung über einen Trafo ist aber ziemlich suboptimal, 
oder? Ich denka da so an Phasenschiebung und andere Induktioneseffekte. 
Dann doch lieber einen sparsamen Optokoppler direkt an´s Netz.

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Nullspannungserkennung über einen Trafo ist aber ziemlich suboptimal,
oder? Ich denka da so an Phasenschiebung und andere Induktioneseffekte.

Bei der Originalschaltung stand: "Die Phasenverschiebung dürfte sehr 
gering sein, insbesondere um den Nulldurchgang, da dort bei 
Gleichrichterschaltungen kaum Strom fließt".

> Dann doch lieber einen sparsamen Optokoppler direkt an´s Netz.

Dafür fehlt der Platz (mit den ausreichenden Isolationsabständen).

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Hmm - na gut. Bei meinen Projekten war der Platz für´n 
"Leuchtübertrager" immer noch da.

Autor: Dietmar E (Gast)
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Die einzige andere Möglichkeit, vom Platz her, wäre der 1M-Hack und 230V 
an die CPU: Entweder Phasenverschiebung oder Tod ;)

Autor: Düsentrieb (Gast)
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hi,
wozu brauchste denn die Nulldurchgangs-Erkennung?
zweck/ziel?

Autor: Dietmar E (Gast)
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Phasenanschnittsteuerung einer Vibrationspumpe.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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ich würde die pumpe nicht phasen-anschneiden....da gehts wohl nicht 
richtig; eher vollwellen-paket steuerung, pumpe macht so weniger 
störungen , da im nulldurchgang gesteuert;
und dafür brauchste nur die "richtigen" optokoppler: moc3063 !
+ n triac natürlich..

Autor: Dietmar E (Gast)
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Wie schon gesagt fehlt der Platz für Optokoppler, die Platine ist voll. 
Wenn es mit dem Transformator wirklich nicht geht (seid ihr sicher?), 
dann muss tatsächlich die Atmel-230V-Lösung benutzt werden.

Vollwellen-Paketsteuerung sagt mir als Laie nichts. Es geht darum, der 
Pumpe verschiedene Druckniveaus zu entlocken (in der Pumpe schwingt ein 
stabförmiger Magnet mit 50hz in einer Spule).

Ich hatte eine Princess-Espressomaschine auseinandergenommen, die das 
kann, baugleich Tschibo Cafissimo bzw. Gaggia K111D. Die haben ein 
"3-Druck-System" für ihre Kapseln. Auf der Platine befindet sich ein 
Microprozessor (vergossen), ein Triac BTA204-800E (Three quadrant triac) 
sowie in dessen Nähe zwei Varistoren, ein Transistor, ein paar 
Widerstände und eine Diode, zwei Potis. Kein grösserer Kondensator 
(Snubber), kein Kühlkörper am Triac, nur ein Netzfilter-Kondensator am 
Trafo. Das ist alles, was ich als Laie erkennen kann. Ich vermute, die 
Potis sind zum Einstellen der beiden Druckniveaus (das dritte Niveau ist 
ungebremst).

Ich will in meiner Steuerung ein 8A Sharp SSR mit eingebautem Snubber 
und ohne Zero Cross Circuit verwenden. Est nur digital Pumpe an/aus, 
Phasenanschnitt evtl. später, deshalb soll die Zero-Cross-Erkennung 
gleich mit auf die Platine.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Die einzige andere Möglichkeit, vom Platz her, wäre der 1M-Hack und 230V
>an die CPU: Entweder Phasenverschiebung oder Tod ;)

Der "Hack" ist nur einer, wenn der 1MOhm nicht 500V~ Spannungsfestigkeit 
hat, zur Sicherheit nimmt man 2x 470kOhm hintereinander. Ansonsten ist 
diese Lösung gar nicht mal so dumm. Wenn Deine Steuerschaltung 
berührungsfrei eingebaut wird, sollte das kein Problem sein.

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Wenn Deine Steuerschaltung berührungsfrei eingebaut wird

Die Schaltung wird in ein geerdetes Metallgehäuse (= Kühlkörper für die 
SSR) eingebaut.

In der App-Note stand etwas vom Einfallen des Mülls auf der 230V-Leitung 
über die direkte Verbindung mit dem Netz. Das macht mir Sorgen, da ich 
den ADC auszeize (drei Temperaturfühler) und eine empfindliche (?) 
Kapazitäts-Messung per VCO auf der Platine habe.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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verschiedene Druckniveaus: ok, dazu brauchste wohl phasen-anschnitt :-)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Das macht mir Sorgen, da ich den ADC auszeize

Nullspannungstdetektierung macht man nicht mit dem ADC, sondern mit dem 
Analog-Komparator. Zweckmäßigerweise erzeugt dieser gleich einen 
Interrupt. Müll im Netz hat kaum bis gar keinen Einfluß auf die 
Nulldurchgänge, da der Müll meist Oberwellenramsch ist, der auf den 
Sinus überlagert ist (oder halt ein abgeknickter Sinus). Wenn Du noch 
einen kleinen C vor den Komparator baust, so daß ein Tiefpaß entsteht, 
dann ist alles in Butter.

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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hmm....

mal nur so ne Idee ( Gedankengang )

Deine Schwingungspumpe ist eine Membranpumpe, die durch einen 
Elekromagneten
angetrieben wird.

Wenn du die Pumpe mit einer Phasen Anschnitt/Abschnitt Steuerung 
betreibst,
hast du erhebliche Verluste an der Pumpenleistung.
Weiter hast du große Probleme mit den Störungen die der ( Dimmer ) auf 
der
230V Netz Seite Produziert. Als Entstörung bringt der Nulldurchgang 
nicht genug. Du brauchst ev. auch noch eine LC Glied.

Was hältst du du von dem Vorschlag, die Pumpe mit PWM zu betreiben.?
( Optokoppler plus Mosfet oder dergleichen )

Das könnte sich auch positiv auf dein Platz Problem auswirken, da alle 
Entstörmaßnahmen entfallen.

lg
Peter

Autor: Düsentrieb (Gast)
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ahem, pwm mit mosfet bei 230v produziert wesentlich !!! mehr 
störungen...
bei triac + pumpe reicht r-c snubber

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Nullspannungstdetektierung macht man nicht mit dem ADC

Das ist mir klar. Meine Nulldurchgangserkennung erfolgt, wie in der 
Schaltung angegeben, über einen INTn-Pin, Trigger per Flanke. Atmel's 
Zero-Cross-Vorschlag 
(http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...) benutzt 
ebenfalls einen INTn. Aber der ADC ist ein Teil des Mikroprozessors und 
laut Atmel bringt man mit der 230V-Verbindung den elektronischen Müll in 
den ganzen Chip ("The zero cross sense
resistor can be a way for electronic noise to get into the system."). 
Ausserdem müsste man zur Sicherheit die Verbindung zum PC galvanisch 
trennen. Alles in allem ist mir das zu komisch. Deshalb die Frage, ob 
ihr absolut sicher seid, dass es mit der sekundärseitigen Erkennung nach 
dem Trafo nicht geht, hat das jemand ausprobiert und kann zu der Grösse 
der Phasenverscheibung etwas sagen?

> Wenn Du noch einen kleinen C vor den Komparator baust

Was für ein C (Kapazität, Spannung)?

> Was hältst du du von dem Vorschlag, die Pumpe mit PWM zu betreiben.?
( Optokoppler plus Mosfet oder dergleichen )

Wie soll das gehen, ist PWM nicht für Lasten gedacht, die integrieren 
(ohmsche Lasten)? Das ist eine Wechselstrom-Pumpe, die synchron zur 
Netzspannung schwingt. Um die Amplitude des Ausschlags zu beeinflussen, 
sehe ich nur Phasenanschnitt als Möglichlichkeit.

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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Düsentrieb wrote:
> ahem, pwm mit mosfet bei 230v produziert wesentlich !!! mehr
> störungen...
> bei triac + pumpe reicht r-c snubber

@Düsentrieb

das war nur eine Grundidee!
Wenn ich mir den Entstöraufwand in einem Dimmer anschaue und im 
Gegensatz
den Entstöraufwand in einem Elektronischen Trafo für Halogenlampen oder
EVG für Leuchtstofflampen oder Frequenzumrichter für Drehstrommotore
betrachte, ist dieser erheblich geringer. bzw. kleiner und benötigen
deshalb weniger Raum.



@  Dietmar E

>Wie soll das gehen, ist PWM nicht für Lasten gedacht, die integrieren
>(ohmsche Lasten)? Das ist eine Wechselstrom-Pumpe, die synchron zur
>Netzspannung schwingt. Um die Amplitude des Ausschlags zu beeinflussen,
>sehe ich nur Phasenanschnitt als Möglichlichkeit.

bei PWM kann ich beide Verhältnisse beeinflussen.
Länge des Pulses und Abstand des Pulse. Die Pumpe wird hierbei mit 
zerhackter Gleichspannung betrieben. Dazu wird die max Amplitude zum
Massenträgheitsmoment des Pumpenstempels gesetzt.
Das heißt, du kannst die Auslenkung des Stößels mit der Länge des 
Impulses
beeinflussen. Und die Fördermenge mit der Anzahl der Impulse.

Schau dir doch mal an, Wie ein Frequenzumrichter für Drehstrommotore 
funktioniert. Gut da hast du drei Phasen. aber das ist erst mal 
unwichtig.
Das Prinzip funktioniert auch mit einer Phase.

mit PWM lassen sich alle Motore und Spulen Steuern. Egal ob AC oder DC.

Das Funktioniert sogar bei Magnet-Ventilen. ( Proportionalventile )


lg
Peter





Autor: Dietmar E (Gast)
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> Die Pumpe wird hierbei mit zerhackter Gleichspannung betrieben

Die Wechselspannung lenkt den Kolben abwechselnd nach links und rechts 
aus (beim Zug wird das Einlassventil geöffnet und Wasser angesaugt, beim 
Druck wird das Auslassventil geöffnet und gegen Druck gefördert) und 
baut so bis zu 15 bar auf. Wie das mit Gleichspannung funktionieren 
soll, verstehe ich nicht. Die würde den Kolben zu einer Seite ziehen, 
dann kann man nur "loslassen". Soll der Kolben dann von selbst, gegen 
den Druck, zur anderen Seite wandern oder "schwingen"? Das würde mit 
einem Pendel funktionieren, aber in der Vibrationspumpe wird gegen 
Gegendruck gearbeitet.

Autor: Peter S* (sandmannnn)
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Dietmar E wrote:
>> Die Pumpe wird hierbei mit zerhackter Gleichspannung betrieben
>
> Die Wechselspannung lenkt den Kolben abwechselnd nach links und rechts
> aus (beim Zug wird das Einlassventil geöffnet und Wasser angesaugt, beim
> Druck wird das Auslassventil geöffnet und gegen Druck gefördert) und
> baut so bis zu 15 bar auf. Wie das mit Gleichspannung funktionieren
> soll, verstehe ich nicht. Die würde den Kolben zu einer Seite ziehen,
> dann kann man nur "loslassen". Soll der Kolben dann von selbst, gegen
> den Druck, zur anderen Seite wandern oder "schwingen"? Das würde mit
> einem Pendel funktionieren, aber in der Vibrationspumpe wird gegen
> Gegendruck gearbeitet.


hallo Dietmar.

da hast du recht.

Wenn man das aber mit einer halben H-Brücke macht, wird der Stößel auch 
in
die andere Richtung ausgelenkt. ;-)

lg
Peter

ps....

guck dir doch mal den aufbau deiner Pumpe an, ob da nicht ev. auch eine
Feder verbaut ist. ist bei meiner Aquarium-Luftpumpe so.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Meine Nulldurchgangserkennung erfolgt, wie in der
>Schaltung angegeben, über einen INTn-Pin, Trigger per Flanke. Atmel's
>Zero-Cross-Vorschlag
>(http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...) benutzt
>ebenfalls einen INTn.

Zu ungenau, ein Int Pin schaltet irgendwo zwischen 2 und 5V, wenn Du den 
nach dem Trafo anschließt, wirst Du keinen Nulldurchgang, sondern 
irgendetwas detektieren. Ein INT Pin taugt nut für solch steile 
Spannungshübe wie in der AppNote beschrieben, also über R am Netz. Für 
das direkte und schnelle detektieren von Spannungspegeln muß der 
Analog-Komparator genutzt werden.

Autor: Matthias (Gast)
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...ass es mit der sekundärseitigen Erkennung nach
dem Trafo nicht geht, hat das jemand ausprobiert und kann zu der Grösse
der Phasenverscheibung etwas sagen?....

DOch, ich kann bestätigen, dass es funktionert, nach dem Trafo den 
Nulldurchgang festzustellen. Allerdings habe ich eine etwas andere 
Schaltung verwendet.
Siehe Anhang

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Zu ungenau, ein Int Pin schaltet irgendwo zwischen 2 und 5V, wenn Du den
nach dem Trafo anschließt, wirst Du keinen Nulldurchgang, sondern
irgendetwas detektieren

Den Einwand verstehe ich nicht. Die Schaltung steuert den Transistor mit 
gleichgerichteten Halbwellen durch und der zieht den Int-Pin fast die 
gesamte Zeit auf Low. Nur um den Nulldurchgang herum wird der Transistor 
nicht mehr durchsteuern können und der Pull-Up zieht Int auf High (ich 
denke, es ist doch besser, einen externen Pull-Up zu verwenden, der 
nicht ganz so hochohmig ist, z.B. 10K, damit High schneller kommt?). Die 
kurzen High-Impulse sollte man mit INTn doch problemlos detektieren 
können? Die ursprüngliche Frage war: welcher Transistor, welcher 
Widerstand? Wenn dazu noch jemand was sagen könnte?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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BC547C (BC847C) und 4k7

Autor: Düsentrieb (Gast)
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hi dietmar,
habe mal pumpe mit ph.anschn. getestet:
geht wie gewünscht!
aber pumpenleistung natürlich nur begrenzt reduzierbar, bei zu geringer 
ansteuerung pumpt nix mehr, summt nur noch leise...
nett: bei etwa 40% leistung is das teil deutlich leiser, als bei netz 
/voll power.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Ich möchte mal wissen wer immer diese Falschmeldungen in die Welt setzt 
das Nullduchgangserkennung mit einem Trafo nicht hinhaut. Das ist 
absoluter Unsinn. Wer das behauptet hat es noch nie gemessen. Im 
Nulldurchgang ist der Trafo unbelastet und da ist die 
Phasenverschiebung=0.
Die einzige Verschiebung die auftritt ist jene welche durch die 
Flussspannung der jeweiligen Diode auftritt. Das ist ohne Probleme mess- 
und korrigierbar.
Du solltest allerdings 100Hz erfassen dann läst sich jede Halbwelle 
steuern. Am einfachsten ist es den Analogkomparator zu benutzen. Als 
Ref. eine vorgespannte Schottkydiode(0,4V) und den anderen Eingang 
speist du über einen Spannungsteiler mit 10K/100K.Paralell zum 100K 
kommt eine Siliziumdiode(0,6V) in Flussrichtung sonst raucht der Eingang 
ab. Nach dem Brückengleichrichter kommt in die Plusleitung eine weitere 
Diode. Vor dieser klemmst du den 10K an und fertig ist dein 
Nulldurchgang.

Viel Erfolg, Uwe
.

Autor: Dietmar E (Gast)
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> nett: bei etwa 40% leistung is das teil deutlich leiser, als bei netz /voll 
power

Das mit dem leisen Geräusch kommt mir bekannt vor, die 
Cafissimo-Maschinen haben ab der zweiten Generation eine Art 
Fade-In-Effekt (die Pumpe läuft sanft an).

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Ich bin z.Z. etwas vernarrt in pwms, dahre muss ich doch noch ein paar 
Komentare ablassen. ;)

Das was der sandmann empfiehlt, geht natürlich viel zu weit, das wäre 
schon eine richtige Synthese der Netzspannung, aber im Prinzip ne 
saubere Sache.
Du müsstest die 240V gleichrichten (das freut sicher den Stromerzeuger) 
und dann mit einer H-Brücke, in dem Fall wohl optogekoppelt, den Sinus 
mit ner PWM wieder generieren, dann hast du natürlich volle Kontrolle 
über die Frequenz und Amplitude, aber ich glaube das wäre doch mit 
grossen Kanonen nach sehr kleinen Spatzen Geschossen.
Obwohl mir würd's gefallen, aber wie gesagt ich bin grade auch Fanboy, 
deiner Pumpe würde das sicher auch gefallen, dir würde es vermutlich nur 
gefallen wenn du die PWM-frequenz aus dem hörbaren Bereich fernhälst, 
oder gut filterst. ;)

Ach ja von wegen integrierend, ohmsche Lasten sind nicht per-se 
integrierend, die meisten ohmschen Lasten haben in sich ein 
integrierendes Verhalten, das aber auf die physikalischen Gegebenheiten 
zurückzuführen ist Glühbirne/Heizung -> Wärmekapazität, ein Widerstand 
selbst hat nix integriendes an sich. Induktive Lasten hingegen verfügen 
in hohem Masse darüber (RL-Tiefpass) daher wäre deine Pumpe ein ideales 
Opfer, wobei bei allen mechanischen Aktoren das eigentlich integrierende 
Element dann doch wohl die Massenträgheit ist. Bei kapazitiven Lasten 
gilt das selbe, aber wann hat man schon mal eine kapazitive Last, jetzt 
mal MEMS ausgenommen. -wiebel

Autor: Dietmar E (Gast)
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Ich habe es inzwischen mal ausprobiert (Schaltung wie im 2. Kommentar, 
am frisch ersteigerten Oszilloskop, nicht am AVR), der Impuls sieht doch 
ok aus, oder? Sorry für die schlechte Bildqualität. Kanal 1: 
Gleichgerichtete 6V-vor-Spannungsregler-Wechselspannung, Kanal 2: das 
vom Transistor geschaltete Signal, das auf einen AVR-INTn-Eingang soll. 
Der Basiswiderstand macht keinen Unterschied (4.7K oder 47K), ich nehme 
als Laie an, die Impulsbreite hängt vom Transistor ab und bei welcher 
Basis-Spannung er schaltet? Ich habe einen BC547C genommen.

Autor: Dietmar E (Gast)
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Das angehängte Foto ist etwas besser.

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