Stromausfalldetektor Leistungsarm

möchtst Du einfach nur wissen, dass ein Ausfall stattgefunden hat?
oder was soll die Schaltung noch konkret etwas bewirken?

Hier von mal inspirieren lassen:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/tff555.htm

● Des I. schrieb:
> möchtst Du einfach nur wissen, dass ein Ausfall stattgefunden hat?
> oder was soll die Schaltung noch konkret etwas bewirken?

Ich möchte nur wissen das ein Ausfall stattgefunden hat. Dies sollte 
durch die leuchtende LED angezeigt werden. Eine weitere Funktion soll 
die Schaltung nicht haben.

Was genau zählt als Ausfall (Brown-Out)? Maschinen haben evt. eine 
eigene Unterspannungsabschaltung und die neue Elektronik soll schneller 
bzw. empfindlicher sein. Oder es hängen nur Schaltnetzteile dran, für 
die auch 150V dauernd o.k. sind, aber die bei 100V überlastet werden.

Wie kurze Unterbrechungen sollen erkannt bzw. ignoriert werden? Woher 
stammt die 5mW Beschränkung?

Ganz wichtig: darf die Batterie direkt mit dem Netz verbunden sein, weil 
niemand etwas berühren kann? Oder gibt es elektrische Verbindungen 
irgendwo hin?

Hier sehe ich das an meinem nur am Netz betriebenen Uhrenradio.
wenn der Strom weg war und wiederkommt blinkt es.

Und in diesem Blinkmodus zählt es die Zeit
seit dem (letzten) Wiederanschalten.

da ich das Uhrenradio ohnehin habe,
kostet mich diese "Funktion" garnichts

Bauform B. schrieb:
> Was genau zählt als Ausfall (Brown-Out)? Maschinen haben evt. eine
> eigene Unterspannungsabschaltung und die neue Elektronik soll schneller
> bzw. empfindlicher sein. Oder es hängen nur Schaltnetzteile dran, für
> die auch 150V dauernd o.k. sind, aber die bei 100V überlastet werden.

Als Ausfall zählt einfach ein kompletter Stromausfall des Netzes. Eine 
gewisse Unterspannungsschwelle bei 100/150V wird in erster Näherung 
nicht betrachtet.

> Wie kurze Unterbrechungen sollen erkannt bzw. ignoriert werden? Woher
> stammt die 5mW Beschränkung?

Hierfür sind noch keine Grenzwerte bekannt. Grundsätzlich sollte die 
Schaltung so simpel wie möglich gehalten werden. Deshalb würde ich als 
Grenzwerte Stromausfälle >5s annehmen. Die 5mW Beschränkung ist als 
Vorgabe gegeben, da die Stromausfalldetektion dauerhaft am Netz 
betrieben wird und sonst zu hohe Kosten verursachen würde.

> Ganz wichtig: darf die Batterie direkt mit dem Netz verbunden sein, weil
> niemand etwas berühren kann? Oder gibt es elektrische Verbindungen
> irgendwo hin?
Nein die Detektion wird alleinestehend betrieben. Es kann von niemanden 
betrieben werden und es gibt keine weiteren Verbindungen zu anderen 
elektrischen Teilen.

Stefan A. schrieb:
> Hierfür sind noch keine Grenzwerte bekannt. Grundsätzlich sollte die
> Schaltung so simpel wie möglich gehalten werden. Deshalb würde ich als
> Grenzwerte Stromausfälle >5s annehmen. Die 5mW Beschränkung ist als
> Vorgabe gegeben, da die Stromausfalldetektion dauerhaft am Netz
> betrieben wird und sonst zu hohe Kosten verursachen würde.

Eine Schaltung, die 100mW statt der geforderten 5mW verbraucht, 
verursacht monatliche Kosten von 2 Cent. Da macht es schon Sinn, eine 
Schaltung zu entwickeln, die mit unter 2 Cent pro Jahr locker mal 20 
Cent pro Jahr einspart. Schwabe schottischer Abstammung?

Wolfgang H. schrieb:
> Eine Schaltung, die 100mW statt der geforderten 5mW verbraucht,
> verursacht monatliche Kosten von 2 Cent. Da macht es schon Sinn, eine
> Schaltung zu entwickeln, die mit unter 2 Cent pro Jahr locker mal 20
> Cent pro Jahr einspart. Schwabe schottischer Abstammung?

Die kritische Vorgabe bei dieser Schaltung ist eben die möglichst 
leistungsarme Realisierung.

MaWin schrieb:
> Stefan A. schrieb:
>> Die ganze Überwachung soll möglichst leistungsarm realisiert werden
>> (<5mW). Deshalb fallen einfache Lösungen über Schütze, welche dauerhaft
>> angezogen sein müssen aus.
>> Hat jemand eine Idee wie dieses Aufgabenstellung realisiert werden kann?
>
> In dem man die schwachsinnige Forderung, es durfte nur 5mW kosten, also
> maximal 20uA, obwohl Strom in Hülle und Fülle da ist, wegfallen lässt.
>
> Und wenn die LED leuchtet aus der Batterie betrieben, dann wird es
> sowieso mehr als 5mW weil so eine LED eher 50mW benötigt.

Die 5mW Anfoderung bezieht sich nur auf die Leistungsanforderung im 
Standby sprich wenn das Netz NICHT ausfällt. Bei Netzausfall darf 
natürlich mehr als 5mW verbraucht werden.

> Natürlich könnte man die Wechselspannung mit 4 Dioden gleichrichten, per
> Spannungsteiler (12 MOhm zu 470k) eine Spannung für ein MOSFET-Gate
> draus machen und den MOSFET den Batteriestromkreis mit der LED am
> Vorwiderstand schalten lassen, dann hängt aber über Source des MOSFET
> die Batterie an Netzspannung. Auswechseln also nur bei Netzausfall
> möglich..
Genau das war/ist auch meine erste Idee. Ein selbsleitender Mosfet, der 
bei anliegender Netzspannung gesperrt wird.

1mW aus dem Netz, 3.2uA aus der Batterie. C1 und R1 ist nur ein Bauteil:
https://www.digikey.de/products/de/filters/emi-rfi-filters-lc-rc-networks/835?k=rifa&k=&pkeyword=rifa&sv=0&pv300=391722&sf=0&FV=-8|835%2C-5|48752&quantity=&ColumnSort=0&page=1&pageSize=25
das muss so sein, wenn das dauernd direkt am Netz hängt.

Edit: D1 und D3 müssen ziemlich fette Dioden sein, die müssen bei 
Störungen im Netz kurzzeitig mehrere Ampere verkraften.

Stefan A. schrieb:
> Hat jemand eine Idee

Lass die bescheuerte Forderung nach 5mW, also 20uA, wenn Strom in Hülle 
und Fülle vorhanden ist, weg.

Wenn der Strom weg ist, braucht die LED eh 50mW aus der Batterie.

Michael B. schrieb:
> Wenn der Strom weg ist, braucht die LED eh 50mW aus der Batterie.

Wenn das die Notbeleuchtung für's Treppenhaus sein soll, werden 50mW 
etwas knapp. Als reine Anzeige reichen weniger als 5mW -- wird das nicht 
gerade in diesem Forum ständig betont?

Vielen Dank für die Antwort. Das sieht schon sehr Vernünftig aus. 
Lediglich stört noch, dass die LED immer noch leuchtet, auch wenn die 
Netzspannung wieder anliegt.
Es wäre super wenn Sie die Funktionsweise dieser Schaltung noch kurz 
beschreiben könnten.

Bauform B. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Wenn der Strom weg ist, braucht die LED eh 50mW aus der Batterie.
>
> Wenn das die Notbeleuchtung für's Treppenhaus sein soll, werden 50mW
> etwas knapp. Als reine Anzeige reichen weniger als 5mW -- wird das nicht
> gerade in diesem Forum ständig betont?

In diesem Forum wird vor allem betont, daß Fragende ALLE Fakten nennen 
sollen, dazu gehört der Verwendungszweck oder eben der benötigte 
geschaltete Strom.

Ansonsten:

1

                             +---+--|<|--+

2

                             |   |  LED  |

3

                            1k   |      270R

4

                             |   |       |

5

                             +-BRX49     |

6

     1N4007            BS170 |   |       |

7

230V --|>|--10MOhm--+----+--|I   |       |       

8

                    |    |   |S  |       |

9

                  470k 100nF |   |   9V Batterie

10

                    |    |   |   |       |

11

N ------------------+----+---+---+-------+

das reicht für 20mA bei neuer Batterie und 10mA bei alter Batterie.

Bloss: Ohne Reset-Taster leuchtet die LED schon beim Anklemmen der 9V 
Batterie vor dem Einschalten der 230V, also immer. Das geht einfacher:

1

 +--|<|--+

2

 |  LED  |

3

270R  9V Batterie

4

 |       |

5

 +-------+

Phase und Neutralleiter über je 6 in Serie geschaltete 1M/2W 
(Spannungsfestigkeit beachten!!) an Brückengleichrichter (~~) schalten. 
Ausgang des Brückengleichrichters (+-) mit einem RC-Glied beschalten. 
R=1M, C bestimmt die Dauer der zu detektierenden Unterbrechung. Mit 2 
CMOS 2 Input Nandgatter ein RS-FF bilden. Den (-) Anschluss des 
Brückengleichrichters mit Vss, den (+) Anschluss mit einem Eingang des 
FF verbinden. Den anderen Eingang mit einem hochohmigen Pullup versehen 
und einen Resettaster gegen Vss schalten. Die Leuchtdiode am Ausgang des 
FF über Vorwiderstand anschließen.

Die Spannung am Eingang wird durch die CMOS Eingangsklemmdioden 
begrenzt. Der Strom ist weit unter einem mA.

Die Netzspannung  wird  ~ 1: 12 geteilt und liefert maximal 20uA.


**Wichtig** :

- der Schaltungsaufbau8 **muss** Schutzklasse 2 entsprechen
- der Batterietausch darf nur nach **beidsetiger Trennung vom Netz** 
durchgeführt werden
-  Aufbau nur mit den entsprechenden **Kenntnisse** mit dem Umgang mit 
Netzspannung

Gerald K. schrieb:
> ein RS-FF

bist du auch drauf reingefallen :)

> In diesem Forum wird vor allem betont, daß Fragende ALLE Fakten nennen
> sollen, dazu gehört der Verwendungszweck oder eben der benötigte
> geschaltete Strom.
Geschaltet werden muss nur der Strom der LED. Die Schaltung soll nur 
mittels der LED ein Indikator für einen Stromausfall darstellen

> Ansonsten:
> [pre]
>                              +---+--|<|--+
>                              |   |  LED  |
>                             1k   |      270R
>                              |   |       |
>                              +-BRX49     |
>      1N4007            BS170 |   |       |
> 230V --|>|--10MOhm--+----+--|I   |       |
>                     |    |   |S  |       |
>                   470k 100nF |   |   9V Batterie
>                     |    |   |   |       |
> N ------------------+----+---+---+-------+

Für was wird hierbei der Mosfet Transistor BRX49 benötigt und wieso wird 
die 230V Wechselspannung nicht Gleichgerichtet?

Stefan A. schrieb:
> Für was wird hierbei der Mosfet Transistor BRX49 benötigt

Für die ursprüngliche Forderung, dass die LED weiter leuchtet, auch wenn 
der Strom wieder da ist. Ich meine, ohne diese Funktion ist das ganze 
nur halb so nützlich.

> Für die ursprüngliche Forderung, dass die LED weiter leuchtet, auch wenn
> der Strom wieder da ist. Ich meine, ohne diese Funktion ist das ganze
> nur halb so nützlich.

Da muss ein Missverständnis vorliegen. Die LED muss nur leuchten, wenn 
der Strom ausgefallen ist. Sobald der Storm/Spannung wieder vorhanden 
ist, darf sie erlischen.

oszi40 schrieb:
> Frage bleibt, WANN die LED leuchten soll.
> Wenn nur eine Halbwelle fehlt? und ob die LED brennen muß bis einer die
> leuchtende LED gesehen hat. Das kann auch nach 4 Wochen Urlaub sein ...
> Bei 9V Block mit 120mAh wird das knapp.

Die Led muss brennen, wenn das Netz für längere Zeit (bsp. 5s) ausfällt. 
Wenn das Netzt wieder normal funktioniert soll sie erlöschen. Die 
Funktion geht in Richtung eines Notlichtes, wobei die Led natürlich 
nicht genug Licht hierfür produziert und das auch nicht ihre Aufgabe 
ist.

Stefan A. schrieb:
> Die Led muss brennen, wenn das Netz für längere Zeit (bsp. 5s) ausfällt.

Na gut, Friedensangebot: länger als 0.2s.

Bauform B. schrieb:
> Stefan A. schrieb:
>> Die Led muss brennen, wenn das Netz für längere Zeit (bsp. 5s) ausfällt.
>
> Na gut, Friedensangebot: länger als 0.2s.

Sehr schön. Könnten Sie die funktionsweise der Schaltung auch noch kurz 
erläutern?

Bauform B. schrieb:

> Na gut, Friedensangebot: länger als 0.2s.

Wie werden die 0.2s eingestellt? Liegt das an der Zeitkonstante des 
RC-Gliedes von R1 und C1?

Stefan A. schrieb:
> Wie werden die 0.2s eingestellt? Liegt das an der Zeitkonstante des
> RC-Gliedes von R1 und C1?

Nein, R2 und C2. R2 sollte man aber nicht vergrößern und C2 darf kein 
Elko sein. Also werden 5s ziemlich sperrig.

An dieser Stelle denke man sich die obligatorische Bemerkung: Wer solche 
Fragen stellt, sollte nicht mit Netzspannung hantieren.
Edit: ja, ok, das muss ich auch relativieren, es gibt auch 
Starkstromer...

Bauform B. schrieb:
> Stefan A. schrieb:
>> Wie werden die 0.2s eingestellt? Liegt das an der Zeitkonstante des
>> RC-Gliedes von R1 und C1?
>
> Nein, R2 und C2. R2 sollte man aber nicht vergrößern und C2 darf kein
> Elko sein. Also werden 5s ziemlich sperrig.
>
> An dieser Stelle denke man sich die obligatorische Bemerkung: Wer solche
> Fragen stellt, sollte nicht mit Netzspannung hantieren.
> Edit: ja, ok, das muss ich auch relativieren, es gibt auch
> Starkstromer...

Es geht hierbei erstmal um ein theoretisches Konzept. Vor dem 
tatsächlichen Aufbau wird die Schaltung natürlich nochmals vom Fachmann 
begutachtet.

Wie verhalten sich die beiden Transistoren und für was sind die Dioden 
nötig?

Lass die Hausaufgaben Hausaufgaben sein. Es sind eh bald Sommerferien. 😎

P.S.: Nautilus war schneller.

Stefan A. schrieb:

> Die ganze Überwachung soll möglichst
> leistungsarm realisiert werden (<5mW). Deshalb fallen einfache Lösungen
> über Schütze, welche dauerhaft angezogen sein müssen aus.

Ein Reedrelais in Selbsthalteschaltung braucht nur wenige mW.
5mW dürfte allerdings schwierig werden.

Stefan A. schrieb:
> Wie verhalten sich die beiden Transistoren

Die Frage überfordert mich jetzt völlig. Die tun, was ein Transistor 
meistens tut. Wenn Q1 über R2 Basisstrom bekommt, fließt Kollektorstrom. 
Aus dem macht Q2 mehr Strom, leicht ausreichend für die LED. Tut mir 
leid, ich kann es nicht erklären :(

Die Dioden sind einfacher. D1 und D3 bilden mit C1 und R1 eine Art 
Spannungsteiler. An den Dioden bleibt eine Wechselspannung von ±0.6V 
übrig, bei sehr hohem Strom auch mal ±1.5V. Normal fließen ca. 1.5mA, 
wenn man im "richtigen" Moment einschaltet 3.5A (begrenzt durch R1), und 
bei Überspannungsspitzen noch mehr. Mit einem Widerstand statt den 
Dioden würden entsprechend hohe Spannungen an D5 entstehen.

D5 lässt nur die negative Halbwelle an die Basis von Q1. Dadurch kann er 
trotz R2 nicht leitend werden. C2 überbrückt die Lücken während der 
positiven Halbwellen und als Bonus dauert es bei Netzausfall ziemlich 
lange (0.2s), bis er über R2 soweit aufgeladen ist, dass Q1 einschaltet.

Eigentlich ist kein Trick dabei, höchstens, dass dank C1 fast nur 
Blindstrom fließt. Wirkleistung wird nur in R1 und den Dioden verbraten. 
R1 kann man aber kaum kleiner machen und je 2 Dioden in Reihe würden die 
Verluste fast verdoppeln. Ein kleineres C1 wäre denkbar, kann ich aber 
nicht kaufen. Der muss ja für Dauerbetrieb am Netz geeignet sein und R1 
muss extrem hohe Leistungsspitzen vertragen.

Nautilus schrieb:
> Ist das nicht eine Hausaufgabe?

Dann reich' mir bitte mal den Lehrer rüber ;)

Vielen Dank:) Sie haben mir wirklich sehr geholfen. Ich hoffe mit diesen 
Informationen kann ich das Projekt nun fertigstellen:)