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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 230V Heizung + Dimmer


Autor: Leo B. (luigi)
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Servus allerseits,

ich hab mal wieder ein Problem. In diesem Fall glaube ich eher ein 
Analoges.
Und zwar suche ich eine Schaltung um eine 300W Elektroheizung "drosseln" 
zu können. Und zwar mit einem uC.
Erster Gedanke war da einfach ein Gleichrichter und Kondensator aus nem 
alten PC-Netzteil und dann "ganz normal" mit Spule, Kondensator, Diode 
und FET mittels PWM (Kurz: Step-down) auf gewünschte Spannung/Leistung 
zu dimmen.
Haken ist jedoch die gute alte EMV. Reichts wenn ich ebenfalls aus nem 
PC-Netzteil den Netzfilter einbaue?
Ich denke nicht, da bestimmt auch noch einige Nebenfaktoren wie 
FET-Schaltfrequenz etc. ausschlaggebend sein werden, richtig?
Und hier die Frequenz des NT auch nur annähernd zu treffen?! Ich 
jedenfalls hab keine Ahnung wie schnell die Takten, ich peile grob 15kHz 
an.

Zweiter Gedanke war dann konventionell ein Phasenanschnitt mit Triac 
etc.
Problem hierbei ist allerdings, dass ich die Funktion der in allen 
möglichen Schaltplänen verbauten Kondensatoren und eigentlich überhaupt 
die Funktion der meisten Rs und Cs nicht verstehe. Mal abgesehen davon, 
dass ich jetzt mit Diacs auf Kriegsfuß stehe, da ihr Sinn in den 
Schaltungen meiner Intelligenz scheinbar überlegen ist. Des weiteren 
habe ich an meinem uC keinen Pin ausser dem PWM-Pin mehr frei, wodurch 
eine Phasen-Synchronisation unmöglich wird (lösbares Problem, aber 
aufwand).

So und jetz weiß ich nicht weiter daher meine Bitte/Frage an euch:
Kann mir jemand vielleicht nen Tip geben, welche der Optionen 
vorzuziehen ist?
Im Falle meines ersten Gedankens: Funktionier mein Plan evtl.?
Im Falle meines zweiten: Gibts ne "Dimmer-diy-anleitung mit erklärungfür 
Blödies"? Die würde ich gerade suchen.

Autor: DMX (Gast)
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Da deine Heizung ja eher träge ist, sollte eine Wellenpaketsteuerung 
ausreichen. Da freut sich der Energieversorger.

Um den Aufwand gering zu halten kannst du SSR's mit 
Nulldurchgangsschalter verwenden, das ist zwar etwas teurer, aber auch 
einfacher.

Autor: BastelAkku (Gast)
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Hallo

http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/light/analogswitch.htm

Und das Teil mit einem NE555 angesteuert.
Die Taktzeit des NE555 kann dabei ruhig großzügig gewählt werden, also 
10Sek oder so.
Mit dem Taktverhältnis stellst Du dann die Leistung ein - wäre auch eine 
Wellenpaketsteuerung (sogar mit 0-Durchgangsschalter durch den MOC)
Eine Glasrohrsicherung auf der 230V-Seite sollte vorgesehen werden.
Bei reiner ohmscher Last kann der Snubber (C4 + R4) weggelassen werden, 
schadet aber auch nicht, wenn er verbaut wird.
R4 muß etwas mehr Leistung abkönnen, hält sich aber auch in Grenzen.
Abstände zwischen 230V AC und Kleinspannung einhalten, sonst kann's böse 
Überraschungen geben.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Heizungen direkt am Netz per Phasen(ab)schnittdimmer zu realisieren, ist 
nicht zulässig. Es muss zwingend die Wellenpaketsteuerung verwendet 
werden!

Autor: Leo B. (luigi)
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Danke für eure antworten, vorallem an BastelAkku.
Nur deinen Text dazu verstehe ich nicht. Wie stelle ich die Lestung ein 
und warum gleich 10sekunden???
Zwei Fragen zu der Schaltung hinter dem Link hätte ich aber noch:
- Für was ist/wäre C1-D gewesen?
[[- Sollte ausserhalb des nulldurchgangs geschalten werden (also noch 
vor dem Otokoppler), hab ich dann nicht auch einen Phasenanschnitt?]]
Das Datenblatt vom MOC3041 gibt aufschluss sehe ich gerade... sry

Matthias Lipinsky schrieb:
> Heizungen direkt am Netz per Phasen(ab)schnittdimmer zu realisieren, ist
> nicht zulässig. Es muss zwingend die Wellenpaketsteuerung verwendet
> werden!
Warum? zu viel Lastwechsel während dem "nicht-Nulldurchgang" und damit 
zu große Störungen im Netz?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Warum? zu viel Lastwechsel während dem "nicht-Nulldurchgang" und damit
>zu große Störungen im Netz?

Ja. Das gibt zuviele Oberwellen auf dem Netz. Phasen(ab)schnitt ist nur 
zur Beleuchtung zulässig. Heizungen sind träge genug, da immer komplette 
Schwinungspakete durchzulassen.

Autor: Leo B. (luigi)
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Ah danke: Trotzdem glaube ich gerade ein Problem entdeckt zu haben. Ich 
kenne in meiner Schaltung die Phase und den Nullleiter nicht. Ich will 
ja an 220V aus der Steckdose...

Zudem die anderen Fragen nachmal:
Wie stelle ich die Leistung ein und warum gleich 10sekunden???
http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/light/smodul/sw...
Für was ist/wäre C1-D gewesen?

Autor: BastelAkku (Gast)
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Hi Hans Wurst

Wofür C1-D da sein soll(te) kann ich Dir auch nicht beantworten, wird 
aber wohl eh nicht gebraucht.
Vll kann man die Schaltung mal mit C1-D bzw. Ohne simulieren, um hinter 
das Weglassen zu kommen?
Dem TIC ist es egal, auf welcher Seite er die Phase sieht, für ihn ist 
es nur eine Wechselspannung. Das Potential gegen Erde (der Unterschied 
bei Phase und Null) ist dem TIC, da völlig unbekannt, einfach nur 
'Wurst'.
Auf der Platine selber wäre es allerdings schon schöner, wenn man weiß, 
wo die Phase liegt, in der Praxis, also der Funktion, ist's völlig egal.

Die 10 Sekunden sind aus dem Bauch heraus genannt.
Es geht hier um eine Heizung, die es wohl kaum schafft, in diesen 10 
Sekunden mehrere hundert Grad zu erreichen.
Wenn es offene Heizspiralen z.B. nur in einem Luftstrom sind, ok, dann 
sollte man die Periodendauer kleiner wählen.

An dem NE555 kannst Du, als AMV verdrahtet, über die 
Lade/Entlade-Widerstände, das Takt/Pausen Verhältnis vorgeben.
Bei 99% AN und 1% AUS wird der Heizwiderstand zu 99% der Zeit heizen und 
somit 99% seiner maximalen Leistung abgeben.
Umgekehrt, bei nur 1% AN und 99% AUS, wird selbst der drauf gestellte 
Kaffe langsam kalt.

Das schöne bei dieser Kombination eines (sehr langsamen) PWM und der 
MOC-TIC Schaltung ist, daß Du nicht auf die Schaltzeiten achten musst, 
jede Halbwelle, die der TIC zündet, wird voll 'mitgenommen', trotzdem 
wird erst bei einem Nulldurchgang durchgeschaltet.

Im Gegenteil, bei zu kurzer Periodendauer des NE555 könnte es Dir 
passieren, daß Du NIE (bzw. so gut wie) zum richtigen Zeitpunkt den 
Opto-Koppler ansteuerst und Dieser somit auch NIE durchschaltet-den TIC 
zündet.
Da sind Schaltzeiten weit entfernt der Netzfrequenz sehr praktisch - 
jede Menge Zeit, um irgend eine herumlaufende Halbwelle 'wegzuzünden'.

Autor: BastelAkku (Gast)
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Ach ja, um wirklich von 0 bis 100% einstellen zu können, wäre meine Wahl 
z.B. ein 4093 (Quad-Doppel-Schmidt-NAND-Gatter) zur Erzeugung einer 
Dreieck-Spannung, ein Poti, zur Einstellung der 'Heizleistung' und ein 
OpAmp als Komparator.
Zwei IC's, ein Widerstand, ein Kondensator und ein Poti reichen zur 
Ansteuerung des Analog-Switch.
Beim NE555 müsste man mal austüfteln, ob man da mit einer Diode ähnlich 
zum Erfolg kommt.

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