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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dimensionierung von RC-Gliedern zur Entstörung


Autor: UBoot-Stocki (Gast)
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Moin,

in den letzten Tagen habe ich viel über die Notwendigkeit von 
RC-Gliedern zur Entstörung gelernt und sehr gute Erfolge erzielt.

Jetzt würde ich gerne verstehen wie ich solche RC-Glieder dimensionieren 
muss. Dabei sehe ich 2 Fälle:

1.) RC-Glied zur Entstörung von Relais-Kontakten bei Wechselspannung 
(z.B. Netzspannung)

Lt. meinen Erfahrungen (decken sich mit Forum und Internet) benötigt man 
eine Reihenschaltung von R und C parallel zum Relaiskontakt. Dabei tritt 
der unschöne Effekt auf, dass im ausgeschalteten Zustand über das 
RC-glied trotzdem Strom fließt. Daher nehme ich an, dass das Ziel ist, 
den Widerstand so groß wie möglich zu dimensionieren ... Allerdings 
spielt der Wechselstromwiderstand ja hier die entscheidende Rolle ...

Wie muss der Widerstand Dimensioniert werden (Größe, Belastbarkeit) und 
wie der Kondensator (Größe, Spannungsfestigkeit). Ich habe immer wieder 
Faustformeln gefunden, die sich aber widersprechen. Im Moment habe ich 
verbaut was ich in der Bastelkiste fand - es funktioniert habe aber ohne 
Berechnung ein schlechtes Gefühl ....

2.) RC-Glied zur Unterdrückung von Störungen an Controller-Eingängen

Hier geht es klar um einen Tiefpass - Wie sind hier die Anforderungen? 
Wie muss der Widerstand Dimensioniert werden (Größe, Belastbarkeit) und 
wie der Kondensator (Größe, Spannungsfestigkeit) ? Welche Rolle spielt 
der Eingangswiderstand der Schaltung ?

Ihr seht - Fragen über fragen... Gibts jemand der "Licht ins Dunkel" 
bringen kann ?

Gruß und schonmal Danke dass Ihr bis hier gelesen habt ...

Gruß

Andreas

Autor: The Devil (devil_86)
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UBoot-Stocki wrote:
> Dabei tritt der unschöne Effekt auf, dass im ausgeschalteten Zustand
> über das RC-glied trotzdem Strom fließt.

Sperrt ein geladener C nicht den Strom, oder nur Gleichstrom?

> Hier geht es klar um einen Tiefpass - Wie sind hier die Anforderungen?
> Wie muss der Widerstand Dimensioniert werden (Größe, Belastbarkeit) und
> wie der Kondensator (Größe, Spannungsfestigkeit) ?

Naja, es gibt ja die Formel zur Berechnung der Grenzfrequenz eines 
(Hoch-/Tief-) Passes, ob die jedoch für diese einfache Sache auch in der 
Praxis genommen wird, weiß ich nicht.
Bezüglich Belastbarkeit/Spannungsfestigkeit...einem µC-Eingang kannst du 
ja sowieso nicht große 'Belastungen' zumuten. D.h. 1/4-Ohm-Widerstände 
und Wald-und-Wiesen-Kerkos bzw. Folienkondensatoren (wie's bei denen mit 
den Bemessungsspg. ausschaut weiß ich nicht auswendig) reichen da doch 
aus?!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ UBoot-Stocki (Gast)

>1.) RC-Glied zur Entstörung von Relais-Kontakten bei Wechselspannung
>(z.B. Netzspannung)

>eine Reihenschaltung von R und C parallel zum Relaiskontakt. Dabei tritt
>der unschöne Effekt auf, dass im ausgeschalteten Zustand über das
>RC-glied trotzdem Strom fließt. Daher nehme ich an, dass das Ziel ist,

???
Wenn der Kondensator recht klein ist, fliesst da nahezu kein Strom.

1uF hat bei 50 Hz einen Blindwiderstand von ~160kOhm, macht bei 230V 
einen Strom von 1,4mA.
Hmmm, naja.

>den Widerstand so groß wie möglich zu dimensionieren ... Allerdings

Nein, der Widerstand wird eher sehr klein dimensioniert, damit er die 
überschüssige Energie schnell umsetzen kann.

>spielt der Wechselstromwiderstand ja hier die entscheidende Rolle ...

Beim Kondensator.

>Wie muss der Widerstand Dimensioniert werden (Größe, Belastbarkeit) und
>wie der Kondensator (Größe, Spannungsfestigkeit). Ich habe immer wieder

http://www.ridleyengineering.com/snubber.htm

>2.) RC-Glied zur Unterdrückung von Störungen an Controller-Eingängen

>Hier geht es klar um einen Tiefpass - Wie sind hier die Anforderungen?

Schmitt-Trigger

>Wie muss der Widerstand Dimensioniert werden (Größe, Belastbarkeit) und

Belastbarkeit spielt keine Rolle.

>wie der Kondensator (Größe, Spannungsfestigkeit) ? Welche Rolle spielt

Spannungsfestigkeit ist auch unkritisch, eigentlich muss er nur die 
Versorgungsspannung des uC aushalten. Grössernordungsmässig muss die RC 
Zeitkonstante in den bereich der Prellzeit kommen, ggf. etwas darüber.

>der Eingangswiderstand der Schaltung ?

Je niedriger, umso unempfindlicher reagiert die Schaltung auf 
ingekoppelte Störungen. Wobei 1kOhm so ziemlich die Untergrenze sein 
sollte, 10k sind üblicher und ausreichend.

@ The Devil (devil_86)

>Sperrt ein geladener C nicht den Strom, oder nur Gleichstrom?

Eben, nur bei Gleichstrom.

MFG
Falk

Autor: The Devil (devil_86)
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Falk Brunner wrote:
> 1uF hat bei 50 Hz einen Blindwiderstand von ~160kOhm,

Vielleich hab ich mich in der Schnelle verrechnet, aber wie kommst du 
auf 160k??

> Eben, nur bei Gleichstrom.

Ha, doch was hängen geblieben.....

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ The Devil (devil_86)

>> 1uF hat bei 50 Hz einen Blindwiderstand von ~160kOhm,

>Vielleich hab ich mich in der Schnelle verrechnet, aber wie kommst du
>auf 160k??

Uuups, hab ich da die 50Hz vergessen??! :-(

Sind nur 3,2kOHm!!! Huch! Das wären dann ~70mA. Definitiv zuviel!

MfG
Falk

Autor: The Devil (devil_86)
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Falk Brunner wrote:
> Uuups, hab ich da die 50Hz vergessen??! :-(

Sieht fast so aus.

> Sind nur 3,2kOHm!!!

Das ist schon besser ;-)

> Huch!

Naja, für Donnerstag, halb Zehn ist das normal...noch kein Knoppers 
gehabt??

Autor: Gast (Gast)
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Schon wieder ihr beiden Streithähne. ;-)

Da muss ich doch nochmal was einwerfen:
> Blindwiderstand von ~160kOhm, macht bei 230V einen Strom von 1,4mA.
Selbst bei 1.4mA wären das 0.322W (230V*1.4mA = 322mW). Und das pro Jahr 
und Eingang - da kommt schon einiges an Stromkosten zusammen:
322mW  24h  365d * 20ct/kWh = 0.56€/Jahr und Entstörungsstelle...
(oder hab ich mich verrechnet?)
Bei angenommenen 15 Verbrauchsstellen sind das 8,50€/Jahr nur so zum 
verheizen.

Wieso den Snubber nicht parallel zum Verbraucher schalten? Dann 
verbraucht die RC-Kombination auch nur Strom, wenn der Verbraucher aktiv 
ist und nicht die ganze Zeit. Die Störungen entstehen ja durch den 
Verbraucher (Rolladenmotor) und weniger durch das Relais?!?

Autor: Branko Golubovic (Gast)
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Gast wrote
>(oder hab ich mich verrechnet?)
Ja.
Spannung und Strom einfach so multiplizieren ist falsch.
Bei Kondensator sind Spannung und Strom um 90° verschoben d.h.
wehrend erste Halbperiode(genau gesagt zwischen 90° und 270° 
Phasenwinkel) wird Energie ins Kondensator gespeichert und
wehrend den zweite(-90° bis 90° Phasenwinkel) wieder ins Netz 
zurückgegeben, also reine Blindleistung, keine Wirkleistung.

Branko

Autor: The Devil (devil_86)
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Gast wrote:
> Schon wieder ihr beiden Streithähne. ;-)

Hättest du den Smiley nicht hinten drangemacht....
Falk und ich wissen wenigstens wer der andere ist, bei einem Gast (Gast) 
ist das Ganze schon wieder ne andere Geschichte!

@Branko:
guter Einwand!!

Autor: UBoot-Stocki (Gast)
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Hi,

"Wieso den Snubber nicht parallel zum Verbraucher schalten? Dann
verbraucht die RC-Kombination auch nur Strom, wenn der Verbraucher aktiv
ist und nicht die ganze Zeit. Die Störungen entstehen ja durch den
Verbraucher (Rolladenmotor) und weniger durch das Relais?!? "

Die Störungen, die meine CPU zum Absturz brachten, kamen beim abschalten 
der Last, also dem öffnen des Relais-Kontaktes. Bringt in diesem Fall 
das Parallel-Schalten was ?

Gruß

Andreas

Autor: Georg C. (citkid)
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> "Wieso den Snubber nicht parallel zum Verbraucher schalten?
Weil er da nichts bringt!

> Die Störungen, die meine CPU zum Absturz brachten, kamen beim abschalten
> der Last, also dem öffnen des Relais-Kontaktes.
Wann den sonst. Beim öffnen des Kontaktes entsteht an der induktiven 
Last eine hohe Spannung die beim sich öffnenden Kontakt zum Funkenflug 
führt.

Persönlich würde ich die Sache anders angehen. VDR parallele zum 
Verbraucher sorgt für Energieabbau wenn überflüssige Energie vorhanden 
ist. Sonst verbraucht/macht er nichts.

Autor: Winfried (Gast)
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Tiefpass-Dimensionierung: Er muss einerseits ausreichend die Störungen 
wegfiltern, andererseits darf er das Nutzsignal nicht zu stark 
verfälschen. Diese beiden Parameter legen das Fenster fest, in dem du 
wählen kannst.

Beispiel: Bei einem Schalter ist das Fenster sehr groß, weil die Störung 
meist sehr hochfrequent sind, das Nutzsignal hingegen durchaus 10ms wg. 
Umladung verzögert kommen darf. Wenn du hingegen über eine Leitung ein 
Datensignal von 100KHz überträgst, verschleifen sich schon bei kleinen 
Tiefpässen die Signale stark. So kann es mitunter auch sein, dass ein 
Tiefpass, der sauber Störimpulse unterdrückt, schon das Signal zu stark 
verfremdet. Dann braucht es andere Lösungen.

Wenn man es genau machen will, müsste man die Störsignale messen und 
dann ermitteln, welcher Tiefpass diese sauber unterdrückt. Praktisch 
haben sich aber für bestimmte Anwendungen sinnvolle Werte etabliert, die 
von anderen Schaltungsbeispielen übernehmen kann.

Bei einem Taster sollte z.B. Tau = R * C nicht größer als 10 ms sein. 
Bei 10K * 100nF sind es 1ms, also ein guter Wert, was die 
Nutzinformation angeht.

Autor: Klaus (Gast)
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Faustregel für die Snubber-Dimensionierung: 1Ohm pro V, 100nF pro A

Autor: The Devil (devil_86)
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@ Winfried

Ähem, hast du die vorherigen Posts auch gelesen?? Da geht's um ein 
bisserl anderes Problem!
Trotzdem hat dein Post einen hohen Informationsgehalt!

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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Aus Versehen falschen Thread angeklickt... oh man, hier posten Leute, 
die nicht mal E-Technik-Grundlagen beherrschen! (Kondensator sperrt 
Wechselstrom, verbraucht Wirkleistung...)

Zum Thema Snubber-Dimensionierung parallel zum Relaiskontakt habe ich am 
26.08.07 ein PDF gefunden, kann sein, dass es in diesem Forum war. Die 
Bauteile sind in diesem Fall nicht unkritisch: Der C muss ausreichend 
Spannungsfest sein (am Besten ein sog. "X"-Kondensator), der R ebenso 
spannungsfest, >1W und unbrennbar, also kein Kohlewiderstand o.ä.
Hoffentlich klappt das Anhängen diesmal, sonst lade ich es irgendwo 
hoch.

Autor: Magnus Müller (Gast)
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Tcf Kat wrote:
> Hoffentlich klappt das Anhängen diesmal, sonst lade ich es irgendwo
> hoch.

Der Anhang verschwindet immer dann, wenn du vor dem "Absenden" auf den 
"Vorschau"-Button klickst.

Falsche Reihenfolge (Anhang wird verworfen):

- Beitrag verfassen
- Dateianhang definieren
- Vorschau anklicken
- Absenden anklicken


Richtige Reihenfolge #1 (Anhang kommt durch):

- Beitrag verfassen
- Dateianhang definieren
- Absenden anklicken


Richtige Reihenfolge #2 (Anhang kommt durch):

- Beitrag verfassen
- Vorschau anklicken
- Dateianhang definieren
- Absenden anklicken


Gruß,
Magnetus

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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@Magnetus: Yo, Danke! Ich wollte letztens ein PNG anhängen, nach der 
Vorschau war mir das leere Feld aufgefallen, hatte es neu ausgefüllt, 
hat trotzdem irgendwie nicht geklappt... keine Ahnung, was da schief 
gelaufen ist... Userfehler, Browserfehler...
Ich achte da demnächst drauf.

Gruß,

tcfkat

Autor: Winfried (Gast)
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@The Devil: Im Ursprungspost gibt es noch Punkt 2.), worauf ich mich 
bezog. Ich fand, der ist in der ganzen Diskussion untergegangen.

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