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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schneller Optokoppler zur Nulldurchgangserkennung?


Autor: excelsior (Gast)
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Hi,

ich suche einen schnellen Optopkoppler zur Nulldurchgangserkennung. 
Angeblich soll es spezielle IC's für die ZC-Erkennung geben. Kennt 
jemand einen?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ich suche einen schnellen Optopkoppler zur Nulldurchgangserkennung.
Wozu schnell?
Ein Standard-OK (PC817) hat eine Speicherzeit von typ. 4us, max 18us. 
Für Netzspannungs-Nulldurchgangserkennung dürfte das doch reichen? Bei 
20ms (50Hz) und 18us Speicherzeit sind das gerade mal ca. 0.4° 
Phasenversatz.

Autor: Andy (Gast)
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Es gibt Optokoppler für Triac-Ansteuerung mit integrierter 
Nulldurchgangs-Erkennung, falls du das meinst:
http://www.fairchildsemi.com/ds/MO/MOC3041-M.pdf

Autor: excelsior (Gast)
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Wenn es geht würde ich gerne in dem Bereich 0,1° Genauigkeit kommen, da 
die genaue Zeit einer Halbwelle für meine Anwendung ziemlich wichtig 
ist. Bis jetzt habe ich einen 4N33 drin - der schaltet etwa 50µs zu früh 
aus und sogar 300µs zu spät ein.

Im Notfall werde ich versuchen mit einem Übertrager galvanisch zu 
trennen, allerdings ist danach vom Sinus nicht mehr viel übrig. Im 
schlimmsten Fall trenne ich gar nicht setzte sofort einen 
Schmitt-Trigger an die (heruntergeteile Spannung) der Phase... aber ehr 
ungerne.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  excelsior (Gast)

>Wenn es geht würde ich gerne in dem Bereich 0,1° Genauigkeit kommen, da
>die genaue Zeit einer Halbwelle für meine Anwendung ziemlich wichtig
>ist.

Was für eine anwendung ist das? Ein 16 Bit Dimmer? ;-)

> Bis jetzt habe ich einen 4N33 drin - der schaltet etwa 50µs zu früh
> aus und sogar 300µs zu spät ein.

0,1 Grad bei 50 Hz sind 5,5us. In der Zeit steigt ein 230Veff Sinus auf 
0,5V. Und da ist KEINERLEICH Rauschen oder Störungen dabei . . .

>Im Notfall werde ich versuchen mit einem Übertrager galvanisch zu
>trennen, allerdings ist danach vom Sinus nicht mehr viel übrig. Im

???
Seit wann wird eine Sinus durch einen Übertrager zerstört?

>schlimmsten Fall trenne ich gar nicht setzte sofort einen
>Schmitt-Trigger an die (heruntergeteile Spannung) der Phase... aber ehr
>ungerne.

Wie empindlich soll der dann sein? im mV Bereich? Viel Spass.

MFG
Falk

Autor: excelsior (Gast)
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ich brauche die Zeit einer Halbwelle als Referenzzeit. Die Spannung wird 
am Ausgang eines Synchrongenerators gemessen. Zusammen mit einem 
Impulsgeber an der Welle kann ich dann über die "Position" des Impulses 
bezogen auf den letzten Nulldurchgang die Last des Generators bestimmen!

Was den Übertrager angeht.. Am Ende kommt noch etwas "sinusähnliches" 
raus. Für die durchschnittsanwendung noch gut genug aber für meinem Fall 
(und den 16-Bit Dimmer natürlich ;) unbrauchbar.

Und wieso sollte ein Komparator - aufgebaut mit einem OP nicht 
funktionieren?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ excelsior (Gast)

>ich brauche die Zeit einer Halbwelle als Referenzzeit. Die Spannung wird
>am Ausgang eines Synchrongenerators gemessen. Zusammen mit einem
>Impulsgeber an der Welle kann ich dann über die "Position" des Impulses
>bezogen auf den letzten Nulldurchgang die Last des Generators bestimmen!

Also die Phasendifferenz. Das kann man aber auch problemlos mit deinen 
langsamen Optokopplern machen. Stichwort Kalibrierung. Denn der 
Phasenfehler des Optokopplers ist praktisch konstant.

>Was den Übertrager angeht.. Am Ende kommt noch etwas "sinusähnliches"
>raus.

Du hast komische Übertrager.

>Und wieso sollte ein Komparator - aufgebaut mit einem OP nicht
>funktionieren?

Das geht schon, aber wie gesagt, da muss dein Sinus nahezu rausch- und 
störfrei sein.

MFG
Falk

Autor: excelsior (Gast)
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ich dahcte auch zuerst das sich die Phase des Optokopplers nur 
verschiebt, was ja kein Problem wäre allerdings habe ich definitiv 
gemessen, da der OK zu spät_ einschaltet und zu _früh ausschaltet. 
Somit ist meine negative Halbwelle länger als die positive.

Ich werde es mal versuchen mit Übertrager und Komparator. Ich werde wohl 
den LT1011 
(http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId...) 
nehmen, der ist schön schnell und kommt mit +5V Versorgung aus!

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>der schaltet etwa 50µs zu früh aus und sogar 300µs zu spät ein.

Das wirst du auch mit dem LT... nicht vermeiden können. Evtl. 
verbessern. Damit der Komperator sicher schalten kann braucht er eine 
gewisse Hysterese (Einschaltspannung>Ausschaltspannung). Ansonsten 
bekommt er im Umschaltpunkt das grosse Flattern.

MfG Spess

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ excelsior (Gast)

>Somit ist meine negative Halbwelle länger als die positive.

Ist doch egal. Du brauchst doch nur einen Bezugspunkt pro Umdrehung.

MFG
Falk

Autor: excelsior (Gast)
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theoretisch ja, wenn mein Impuls - der bei Last "verrutscht" aber in die 
andere Halbwelle reinrutscht kann ich nicht mehr vernünftig rechnen.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Ich hatte das Problem auch mal, musste eine Torsions-Schwingung an einem 
Generator (200MW) messen. Hatte Spannung und Strom jeweils von einem 
100V-Wandler zur Verfügung.

Ich habe zwei kleine Trafos genommen und dahinter zwei schnelle OPs als 
Komparator geschaltet. Am Ausgang der OPs hatte ich einen sauberen 
Rechteck, nur 2 oder 3 µs nach dem Nulldurchgang (soweit man das beim 
Sinus so genau messen kann).

Sobald die Spannung etwas 'versaut' ist gibt's eh' Fehlmessungen, daher 
lieber etwas Strom fließen lassen (zwei OK direkt 'rein, einer für 
positive Halbwelle, einer für die Negative) und per Software die Zeit 
zwischen Ausschalten positiv und Einschalten negativ mitmessen, 
anschließend entsprechend verrechnen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>soweit man das beim Sinus so genau messen kann).

Hast du auch die Modulation des Strom aufgrund der Atomherkunft 
beachtet?

;-)

Autor: Thilo M. (Gast)
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Matthias Lipinsky wrote:
>>soweit man das beim Sinus so genau messen kann).
>
> Hast du auch die Modulation des Strom aufgrund der Atomherkunft
> beachtet?
>
> ;-)

Hehe, das Neutronenrauschen macht's umso schwieriger! :)

Autor: einer (Gast)
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Nimm für jede Halbwelle einen und werte nur die anstiege aus dann ist es 
symetrisch. Die LEDs vorspannen (knapp vor die schaltschwelle) bringt 
auch was.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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>Hehe, das Neutronenrauschen macht's umso schwieriger

Schirme mal Dein Kraftwerk anständig ab!

duck und weg
Paul

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Was ist mit einem OPV als Komparator/Schmitt-trigger?

Das Ausgangssignal sollte ein astreiner Rechtekc sein. Den kannst du 
über einen schnellen Optokoppler zum µC bringen.
Etwa so:

                            -Uopv
                              |
                          ---------
                          |       |
L ----R_vor------o----o---| -     |
                 |    |   |       |--------
                _|_  \|/  |       |
                /|\  -|-  |       |
                 |    |   |       |
N ---------------o----o---| +     |
                          |       |
                          ---------
                              |
                           -Uopv

Autor: Thilo M. (Gast)
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>Was ist mit einem OPV als Komparator/Schmitt-trigger?

Hab' ich doch schon geschrieben. Ist nur anfällig gegen Störungen auf 
dem Netz.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Paul Baumann wrote:
>>Hehe, das Neutronenrauschen macht's umso schwieriger
>
> Schirme mal Dein Kraftwerk anständig ab!
>
> *duck und weg*
> Paul

OK, ich werde am Montag mal alle Schirme aus dem Infozentrum aufspannen. 
:)

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