Hallo Leute,
ich bin gerade dabei eine neue Schaltung zu machen. Das ganze soll eine
Art Timer Steuerung in einem Schuko Gehäuse werden in dem sich ein
Attiny mit einem LCD Display und 3 Tastern befindet. Das ganze soll dann
eine 230V Last mit max. 1500W schalten. Die Last kann jede Form haben
(Glühbirne, Motor, Schaltnetzteil etc.).
Jetzt war meine erste Idee: Einfach einen 1W Trafo als
Spannungsversorgung der Schaltung nehemen und die Last mit einem Relais
schalten.
Jetzt ist die Last aber pro Woche nur für wenige Sekunden an und der
Rest der Zeit befindet sich die Schaltung in einer Warteposition.
Jetzt habe ich mir in den Kopf gesetzt das ganze so Energiesparend wie
möglich zu machen. Und genau hier weiß ich nicht mehr so genau wie ich
das optimal mache.
Mein µC und das Display werden eine Stromaufnahme von max 1mA bei 3,3V
haben. Wenn ich es schaffe den Controller während der Wartezeit in Idle
oder Powerdown Mode zu bekommen dann geht das ganze eher Richtung 0,1mA
oder weniger.
Wenn ich ein Relais nutze, dann muss ich mit der Stromversorgung aber
einen Strom von ca. 100mA bei 6V vorhalten. Das heißt ich habe fast
dauerhaft einen Trafo im Leerlauf.
Wenn ich ein Kondensatornetzteil verwende habe ich ja im Prinzip
dasselbe Problem, dass ich das Kondensatornezteil auf eine Last von
100mA bei 6V auslegen muss, welche ich aber eigentlich fast nie
benötige.
Jetzt hatte ich noch folgende Idee: Ich lege ein Kondensatornezteil auf
3,3V bei 1mA aus und schalte dann ein 230V Relais mit einem Triac. Dann
muss ich nicht die ganze Last mit meinem Controller schalten und das
Relais sitzt nicht in meinem Niederspannungskreis. - Macht das so Sinn?
Oder wie würdet Ihr das machen?
Bevor jetzt viele Kommentare kommen: Ja es mag sinnlos sein sich bei
einer Last von 1500W um die Ruhelast von ein paar mW sorgen zu machen.
Aber sonst wäre das ganze ja langweilig. Irgend eine Herausforderung
muss das ganz ja auch haben.
mfg
morrie
Mir fallen da zwei weitere Lösungen ein, zunächst etwas in dieser Art:
http://www.powerint.com/en/products/linkzero-family
oder Du könntest deinen Controller mit aus einer Knopfzelle speisen und
den Leistungsteil mit einem Solid-State-Relais, Opto-Triac o.ä.
schalten.
Bei Deinen und auch bei meinen Lösungen solltest Du allerdings genügend
Luft- und Kriechstrecken bei den Taster und LCD einplanen. U.u. wird bei
Deiner Gehäusekonstruktion davon ausgegangen, dass diese an einem
Stromkreis mit sicherer elektrischer Trennung betrieben werden, die Du
aber bei der Lösung mit dem Kondensator-Netzteil oder mit dem
PowerIntegrations-Teil nicht unbedingt hast.
Du könntest ein Kondensatornetzteil für z.B. 1,5mA auslegen und damit
langsam einen größeren Kondensator laden. Am besten auf z.B. 24V. Damit
schaltest Du dann ein für 24V ausgelegtes bistabiles Relais.
Die 24V weil Du beim Kondensatornetzteil immer einen Strom bekommst, die
Spannung geht bis auf 325V hoch wenn Du sie lässt.
Du musst nur aufpassen, daß Dein Atmega nicht ausgeht wenn der große
Kondensator noch leer ist.
Oder die "Kaffeemaschinen-Methode" - ich nenn die mal so, weil ich die
zuerst in einer Kaffemaschien gesehen hab...:
Kondensatornetzteil umschaltbar
Ein kleiner X2 zum Betrieb des uC allein. Zieht das Relais an, wird ein
zweiter größerer X2 zugeschaltet, der vom Lastkreis versorgt wird.
Es ist übrigens sehr sinnvoll, gleich ein 12V Relais zu nehmen, das
halbiert den Strom und damit die Größe des zweiten Kondensators.
Ich hatte mal die Kombination Kondensatornetzteil + bistabiles Relais
genommen. Es hat gut funktioniert. Der Witz beim bistabilen Relais ist,
dass ein kurzer Impuls genügt. Das Kondensatornetzteil war für 1mA
ausgelegt, damit habe ich einen größeren Elko auf 5V geladen, womit
wiederum das Relais versorgt wurde.
Hallo,
Vielen Dank für die Antworten. die idee mit dem bistabilen Relais finde
ich echt gut.
Wie lange muss so ein Impuls sein damit ein Relais umschaltet? Ich kann
dazu nichts in den Datenblättern finden.
Und noch eine frage: Mit dem Kondensatornetzteil trenne ich ja nicht
galvanisch. was muss ich da alles beachten?
Habe nicht ganz verstanden was Marcus genau meint. dass das Potential
der Schaltung nicht getrennt ist ist klar. Aber ich verwende ein
Kunststoffgehäuse, die Taster haben Kunststoffbedienelemente und das
Display ist so ein ganz einfaches 7-Segment Zahlen Display welches kein
Metallrahmen hat. Muss ich da sonst noch was beachten?
Danke
Morrie
Ohne das ich das jetzt genau geprüft habe, aber evtl würde das deinen
Aufbau vereinfachen (nicht unbedingt vergünstigen)
Suche mal nach "mouser bias power". Bias Power stellt sehr kleine
Schaltnetzteile her, die sehr auf Energieverbrauch optimiert sind.
Vielleicht ist was dabei, 50mW im Standby scheinen realistisch.
Mouser hat auf jeden Fall eine bessere Produktdarstellung als es der
Hersteller auf seiner Webseite hat.
Thomas U. schrieb:> Und noch eine frage: Mit dem Kondensatornetzteil trenne ich ja nicht> galvanisch. was muss ich da alles beachten?
Verwende für die Entwicklung einen Trenntransformator, den Du vor Deinen
Aufbau schaltest. Das ist besser für Dein Leben.
> Habe nicht ganz verstanden was Marcus genau meint. dass das Potential> der Schaltung nicht getrennt ist ist klar. Aber ich verwende ein> Kunststoffgehäuse, die Taster haben Kunststoffbedienelemente und das> Display ist so ein ganz einfaches 7-Segment Zahlen Display welches kein> Metallrahmen hat. Muss ich da sonst noch was beachten?
Dein ISP-Programmer muss galvanisch isoliert sein, damit es Dir nicht
den PC zerschießt. Ggf musst Du Dir das mit Optokopplern oder einem
ADuM1401 selber bauen.
Isolationsabstände beachten: 3 mm minimal zwischen Leiterbahnen mit
Netzspannung, minimal 6 mm zwischen Signalen auf Netzpotential und
Schutzkleinspannung (gilt zB für die Isolationsstrecke der galvanischen
Trennung des ISP-Programmers)
Leiterplatte nach dem Aufbau reinigen! Schmutz erhöht die Leitfähigkeit,
und dann brauchst Du deutlich größere Kriechstrecken.
Sicherung mit Halter nicht vergessen!
Da Du den Strom aus einer Schuko-Steckdose bekommst, musst Du zwingend
beide Pole schalten, um im abgeschalteten Zustand Spannungsfreiheit am
Ausgang sicherzustellen. Den Schuko-Stecker kannst Du ja auch um 180°
gedreht einstecken, und damit ist nicht klar, wo Phase und wo
Neutralleiter ist. Also musst Du zwingend allpolig schalten. In Ländern,
wo eine Verdrehung nicht möglich ist (Frankreich, Schweiz, GB) ist das
nicht erforderlich, aber hier ist das vorgeschrieben.
Den Schutzleiter schaltest Du natürlich nicht, aber Du musst ihn
natürlich beschalten.
Minimalen Leiterquerschnitt (0.75mm^2 für 10A) und minimale
Leiterbahnbreiten beachten!
fchk
Frank K. schrieb:> Den Schutzleiter schaltest Du natürlich nicht, aber Du musst ihn> natürlich beschalten.
Nicht unbedingt. Das hängt von der Schutzklasse des Geräts und des
angebotenen geschalteten Ausgangs ab. Wenn ne Schukosteckdose oder eine
Kaltgerätedose angeboten wird dann ja, wenn nur ne 2-polige Eurobuchse
geschaltet rausgeht, dann nein.
Noch zum nicht galvanisch getrennten Kondensatornetzteil & dem Gehäuse:
keinerlei Datenverbindungen nach draußen (RS232, USB, ISP,...) wenn die
nicht alle vollständig galvanisch isoliert sind. Auch alle Stecker und
Buchsen die aus dem Gerät rausführen müssen so konstruiert sein, daß du
nicht von außen mit dem Finger aus Versehen einen der Kontakte berühren
kannst. Zu den Schalter etc. wurde ja schon einiges geschrieben.
Gerd E. schrieb:> Frank K. schrieb:>> Den Schutzleiter schaltest Du natürlich nicht, aber Du musst ihn>> natürlich beschalten.>> Nicht unbedingt. Das hängt von der Schutzklasse des Geräts und des> angebotenen geschalteten Ausgangs ab. Wenn ne Schukosteckdose oder eine> Kaltgerätedose angeboten wird dann ja, wenn nur ne 2-polige Eurobuchse> geschaltet rausgeht, dann nein.
Eurostecker und 1500W (siehe Ursprungsposting) passen nicht zusammen. Er
muss Schuko verwenden - oder eine C13 Kaltgerätebuchse.
fchk
Hallo Leute,
Danke für eure Tips. Also ich habe verstanden dass das mit der
galvanischen Trennung nicht so einfach ist wie gedacht.
Deshalb nehme ich jetzt den rac01 von Recom. Der kostet 10€, was noch
geht, und hat <30mW stromverbrauch in Ruhe und man benötigt kein
brückengleichrichter kein spannungsregler etc.
http://www.recom-international.com/pdf/Powerline-AC-DC/RAC01_02-SC.pdf
Danke für eure Hilfe.
Morrie
Thomas U. schrieb:> Also ich habe verstanden dass das mit der> galvanischen Trennung nicht so einfach ist wie gedacht.
Uhhh. Du gibst auf. Wie langweilig ;)
> Deshalb nehme ich jetzt den rac01 von Recom. Der kostet 10€, was noch> geht, und hat <30mW stromverbrauch in Ruhe
Datenblatt genau gelesen? Oder wohnst Du in den USA? Es sind typisch
(kann also auch mehr sein) 80mW bei 230V Input.
Ich frage mich vor allem wie sich die Leistungsaufnahme bei minimalem
(z.B. 1mA für den µC) Ausgangsstrom verändert. Die Effizienz bei so
niedriger Leistung ist auf jeden Fall unterirdisch.
Für sowas sind Wandler, die pro Zyklus eine bestimmte Energiemenge
übertragen, effektiver. Die laufen dann im Standby mit niedriger
Frequenz und bei Volllast eben auch mit maximaler Frequenz. Viele
Handy-Ladegeräte sind so aufgebaut. Im Leerlauf kommen die problemlos
unter 30mW.
