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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Einfacher Wechselstromsensor (an/aus), galvanisch getrennt


Autor: dangerseeker (Gast)
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Hallo!
Ich möchte meinem PIC16HV540 mitteilen, ob ein Rolladenmotor gerade 
läuft oder sich abgeschaltet hat. Da man an die Endschalter nicht ohne 
weiteres rankommt, möchte ich einfach ermitteln, ob Wechselstrom fließt 
oder nicht. Dabei sollte die Schaltschwelle bei "knapp über 0A" liegen. 
Das ganze galvanisch getrennt und ohne große Wärmeentwicklung.
Kennt jemand eine Lösung?
Vielen Dank.
Dangerseeker, Hannover

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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ACS704 oder wie diese Hall-Sensoren von Allegro heißen...

Ein paar Drahtwickel um einen Reed-Kontakt.
Ein paar Drahtwickel durch einen Ferritkern und einen Stromwandler 
bauen.

Ach, da fallen mir gleich mehrere Möglichkeiten ein.

Gruß aus Hannover

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

so würde es wohl auch gehen.
Brücke oder Einzeldioden nach Stromaufnahme, passenden Optokoppler 
nehmen und in einer Zuleitung in Reihe schalten.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Otto (Gast)
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Das geht eventuell, wenn Du die Brücke gleichstromseitig kurzschliesst - 
sonst nicht.

Otto

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael U. wrote:
> Hallo,
>
> so würde es wohl auch gehen.
> Brücke oder Einzeldioden nach Stromaufnahme, passenden Optokoppler
> nehmen.
>
> Gruß aus Berlin
> Michael


Geht in der Regel so leider nicht zuverlässig. Du brauchst so nach 
meinen Aufbauten 3 dioden in Reihe um genug Spannung für die 
Optokopplerled rauszukriegen.
Antiparallel zu den dreien reicht dann eine Diode,

Mit weniger habe ich es nicht zum zuverlässigen Funktionieren bekommen

Autor: ulrich (Gast)
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Am einfachsten wird wohl der Stromsensor mit einem Ferritekern sein. Das 
kann eine kleine Ringkerndrossel sein, wo einfach ein Draht mit dem 
Strom 1 oder 2 mal durchgesteckt wird.

Der Verschlag mit dem Reed-Kontakt wird nicht gehen, denn 1. Braucht das 
recht viel Strom, und 2. sind Reed Kontake eher zu schnell und könnten 
den 50 Hz folgen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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ulrich wrote:
> Am einfachsten wird wohl der Stromsensor mit einem Ferritekern sein. Das
> kann eine kleine Ringkerndrossel sein, wo einfach ein Draht mit dem
> Strom 1 oder 2 mal durchgesteckt wird.
>
> Der Verschlag mit dem Reed-Kontakt wird nicht gehen, denn 1. Braucht das
> recht viel Strom, und 2. sind Reed Kontake eher zu schnell und könnten
> den 50 Hz folgen.

Und Du meinst ein Stromwandler mit Ferrit/Eisenblechkern ist langsamer 
als ein reed.

Tatsache ist, dass die Reed-Kontakte den 50hz folgen werden. Tun 
zumindest alle mir bekannten

Autor: dangerseeker (Gast)
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Das war auch mein erster Gedanke. Allerdings braucht so'n Optokoppler 
für seine LED so um die 1,5 Volt mindestens und ich befürchte, dass der 
Spannungsabfall am Brückengleichrichter nicht hoch genug ist.

Und selbst wenn er es wäre, würde er ganz schön viel Wärme entwickeln.

Scheint mir noch nicht die optimale Lösung zu sein. Wie gesagt, an 
Optoppler dachte ich auch schon...

P.S.: Das geht ja superschnell hier mit Antworten! Dafür schonmal 
herzrechtlichen Dank.

Dangerseeker, Hannover.

Autor: Matthias S. (da_user)
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N Kollege hat sowas mal für ne Ofenüberwachung gebastelt.

Einfach n paar Wicklungen Draht um die Leitung und die 
Induktionsspannung mit nem OPV als Differnzverstärker überwachen. Zur 
Auswertung war dahinter noch ein TTL-Grab, aber da du ja nen µC 
einsetzt, wirst du dir das wohl sparen können.

Autor: Michael (Gast)
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Wenn so ein Reedkontakt den 50 Hz folgt, was spricht dann dagegen das 
Ausgangssignal des Reedkontaktes gleich zu richten?

Andere Möglichkeit (je nach Motorart/Ansteuerung) parallel zum Motor ein 
simples Relais anschließen. Dann hat man auch die galvanische Trennung 
die gewünscht ist.

Autor: Michael H. (morph1)
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abnutzung? begrenzte mechanische lebensdauer?

Autor: Gast (Gast)
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Eben, warum den Strom messen ?

Wenn der Motor an Spannung liegt, fließt auch ein Strom. Also: Spannung 
messen, Gleichrichter, Optokoppler (Isolationsstrecken für 
Netzspannung).

Autor: Michael (Gast)
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>abnutzung? begrenzte mechanische lebensdauer?

Sind auch bei elektronischen Bauelementen vorhanden. Bei entsprechender 
Auslegung aber zu vernachlässigen. Mein Oldtimer ist 30 Jahre alt und 
hat immer noch das Blinkerrelais der Erstausstattung. Wie oft der wohl 
schon geschaltet hat? Und wie oft wird man einen Rolladen pro Tag in 
Bewegung setzen? 10 Mal dürfte schon sehr viel sein, bei 100.000 
Schaltzyklen kommt man damit rund 27 Jahre hin. Und 100.000 Schaltzyklen 
sind nicht ungewöhnlich viel für ein Relais.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael wrote:
> Wenn so ein Reedkontakt den 50 Hz folgt, was spricht dann dagegen das
> Ausgangssignal des Reedkontaktes gleich zu richten?


Da spricht nix gegen. Es bringt aber nix, weil's Bull ist. Denn es liegt 
schon Gleichspanung an.
Was hier relevant wäre, ist zum Beispiel ein Monoflop (nachtriggerbares) 
zu triggern - so wird aus den Flattenr der Reedzungen ein brauchber Puls 
für die nachfolgende elektronik.

>
> Andere Möglichkeit (je nach Motorart/Ansteuerung) parallel zum Motor ein
> simples Relais anschließen. Dann hat man auch die galvanische Trennung
> die gewünscht ist.


Schau mal oben im thread nach den Vorgaben des OP und dann siehst Du, 
warum Dein Vorschlag hier rein garnix bringt.



hth,

Andrew

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Gast wrote:
> Eben, warum den Strom messen ?

Schau mal nach den Vorgaben des OP. Ganz oben.

>
> Wenn der Motor an Spannung liegt, fließt auch ein Strom.

Falsch.

> Also: Spannung
> messen, Gleichrichter, Optokoppler (Isolationsstrecken für
> Netzspannung).

Falsche Prämisse ==> falsche Lösung.

So einfach ist das :-((


hth,
Andrew

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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Da die Endschalter im Getriebe des Rollomotors liegen, ist eine 
Spannungsmessung direkt am Motor meißt nicht möglich. Daher ist der 
Stromsensor hier die bessere Alternative. Legt man ihn in den N  so 
bekommt man mit einem Sensor das gewünschte Signal unabhängig von der 
Drehrichtung.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Winfried J. wrote:
> Da die Endschalter im Getriebe des Rollomotors liegen, ist eine
> Spannungsmessung direkt am Motor meißt nicht möglich. Daher ist der
> Stromsensor hier die bessere Alternative. Legt man ihn in den N  so
> bekommt man mit einem Sensor das gewünschte Signal unabhängig von der
> Drehrichtung.

Genau so ist das. Danke Winfried, gut gemacht!

Autor: Michael H. (morph1)
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Michael wrote:
>>abnutzung? begrenzte mechanische lebensdauer?
>
> Sind auch bei elektronischen Bauelementen vorhanden. Bei entsprechender
> Auslegung aber zu vernachlässigen. Mein Oldtimer ist 30 Jahre alt und
> hat immer noch das Blinkerrelais der Erstausstattung. Wie oft der wohl
> schon geschaltet hat? Und wie oft wird man einen Rolladen pro Tag in
> Bewegung setzen? 10 Mal dürfte schon sehr viel sein, bei 100.000
> Schaltzyklen kommt man damit rund 27 Jahre hin. Und 100.000 Schaltzyklen
> sind nicht ungewöhnlich viel für ein Relais.


wie oft blinkt dein blinker mit 50Hz?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael wrote:
>>abnutzung? begrenzte mechanische lebensdauer?
>... 10 Mal dürfte schon sehr viel sein, bei 100.000
> Schaltzyklen kommt man damit rund 27 Jahre hin. Und 100.000 Schaltzyklen
> sind nicht ungewöhnlich viel für ein Relais.

Nö. Du hast bei 50Hz schon nach 2000 Sekunden 100000 Schaltzyklen 
erreicht. Gell, das erreichste schon nach ca. 34 Rolladen betätigungen 
(durhcschnittliche Laufzeit von 1 minute für Auf bzw. Ab angenommen).

Autor: Michael (Gast)
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Wollt ihr etwa ein Relais für Gleichspannung einsetzen? Es gibt auch 
Relais für Wechselspannung ;)

Autor: dangerseeker (Gast)
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Zitat: Da die Endschalter im Getriebe des Rollomotors liegen, ist eine
Spannungsmessung direkt am Motor meißt nicht möglich.

Genau das ist das Problem.

Die Brückengleichrichter-Optokoppler-Lösung mit 3 Dioden parallel sieht 
gut aus. Allerdings hätte ich es gerne kleiner mit weniger 
Wärmeentwichlung (Spannungsabfall der o.g. Lösung insgesamt ca. 4V bei 
einem Strom von 1A schon 4W, damit kann man löten!), weil das ganze in 
eine UP Dose passen soll.

Muss mich wohl mal mit der Ferrit-Übertrager-Lösung auseinandersetzen. 
Der Eingang des µC ist ja recht hochohmig, so dass man da nach 
Gleichrichtung und Spannungbegrenzung möglicherweise direkt reingehen 
kann.

MfG

dangerseeker

Autor: Stein (Gast)
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Hallo,

beim "C" Art.-Nr. 415707 Stromwandler (Durchsteckversion), Preis 10,45 
Euro; Gleichrichter nachschalten und die Wechselspannungsüberwachung 
funktioniert.

Gruß
Stein

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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dangerseeker wrote:
> Zitat: Da die Endschalter im Getriebe des Rollomotors liegen, ist eine
> Spannungsmessung direkt am Motor meißt nicht möglich.
>
> Genau das ist das Problem.
>
> Die Brückengleichrichter-Optokoppler-Lösung mit 3 Dioden parallel

nicht parallel, sondern 3 Dioden in Serie

> sieht
> gut aus. Allerdings hätte ich es gerne kleiner mit weniger
> Wärmeentwichlung (Spannungsabfall der o.g. Lösung insgesamt ca. 4V

3 x 0,65 V = ca. 2V

> bei
> einem Strom von 1A schon 4W,

2W, da nur für Halbwelle x 0.5 ==> 1 W

> damit kann man löten!), weil das ganze in
> eine UP Dose passen soll.


??? Wenn Du 3+1 Diode 1 N 4001 nicht in eine UP Dose kriegst, dann weiß 
ic hnicht wie Du es aufbauen willst.
Das geht doch bequem. Und ist deutlich kleiner als die Wandler Lösung

>
> Muss mich wohl mal mit der Ferrit-Übertrager-Lösung auseinandersetzen.
> Der Eingang des µC ist ja recht hochohmig, so dass man da nach
> Gleichrichtung und Spannungbegrenzung möglicherweise direkt reingehen
> kann.


Ein Stromwandler (a.k.a Metalleisenkern-Übertrager-Lösung, Ferrit macht 
bei 50Hz nicht mehr wirklich Sinn) benötigt eine Bürde, dass heißt im 
Klartext: niederohmige Last.  Nix hochohmig.

Also Parallelwiderstand unbedingt vorsehen.


>
> dangerseeker

Wenn es so weiter geht, ist Dein Name Programm.


hth,
Andrew

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Stein wrote:
> Hallo,
>
> beim "C" Art.-Nr. 415707 Stromwandler (Durchsteckversion), Preis 10,45
> Euro; Gleichrichter nachschalten und die Wechselspannungsüberwachung
> funktioniert.
>

Bürde nicht vergessen! Sonst gibt es böse Überraschungen!

Autor: dangerseeker (Gast)
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Tschuldigung, aber:

1. Mit parallel meinte ich parallel zum Optokoppler

2. Es müssen beide Halbwellen durch (sorgt der Brückengleichrichter für 
(das ist übrigens auch gut so, beide Halbwellen gleich zu behandeln, 
sonst würde ein Gleichanteil entstehen...))

3. Im Brückengleichrichter sind auch noch Dioden, nämlich stets zwei 
Stromdurchflossene. Also haben wir insgesamt 5 Dioden in Reihe
und dann kommt meine Gesamtverlustleistung überschlägig schon hin.

Danke für den Hinweis auf die Bürde.

dangerseeker

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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dangerseeker wrote:
> Tschuldigung, aber:
>
> 1. Mit parallel meinte ich parallel zum Optokoppler
>
> 2. Es müssen beide Halbwellen durch (sorgt der Brückengleichrichter für
> (das ist übrigens auch gut so, beide Halbwellen gleich zu behandeln,
> sonst würde ein Gleichanteil entstehen...))


Nun, dann hast Du bereits übersehen dass ich deswegen die eine 
Antiparalleldiode angegeben hatt. goto anfang

Eben darum gibt's einen vernachlässigbaren Gleichanteil. Dank weniger 
Bauteilen aber jede Menge Verlustleistung eingspart (und Platz).

Und vergiß den Brückengleichrichter. Es reicht Halbwellendetektion am 
Optokoppler. Die 10ms Pause fängst Du per SW Abfrage im Controller ab. 
Wenn Dein Motor in Endstellung ist, ist die Pause sowieso deultich über 
10ms (da dann der Opto dauerhaft aus ist)

>
> 3. Im Brückengleichrichter sind auch noch Dioden, nämlich stets zwei
> Stromdurchflossene. Also haben wir insgesamt 5 Dioden in Reihe
> und dann kommt meine Gesamtverlustleistung überschlägig schon hin.

Und eben deswegen ohne Brückengleichrichter.

Erstens spart die 4 Dioden Konstruktion Material (3 in Serie, 1 
Antiparallel zu dn edreien), zweitens Wärme.

>
> Danke für den Hinweis auf die Bürde.

Gern geschehen.

>
> dangerseeker

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