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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Netzspannung und -frequenz erkennen


Autor: Fabian B. (fabs)
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Hallo Leute,
 ich suche nach einer Möglichkeit die Netzspannung und die Netzfrequenz 
zu detektieren.
Ich habe einen Trafo, der zwei 115V Wicklungen hat (sozusagen 
umschaltbar), also kann ich, zumindest die Spannung nicht sekundär 
detektieren. Ein zweiter Trafo nur dafür scheidet aus.
Die Frequenz ist das kleinere Problem, da tut's ja zur not ein 
Optokoppler und ich messe die "Blinkfrequenz".
Ich dachte jetzt an ein Kondensatornetzteil mit nachgeschaltetem 
Optokoppler bei dem ich die "Einschaltschwelle" auf z.B. 80V lege und 
dann das Tastverhältnis von An zu Aus auswerte.
Ich komme nur auf keine vernüftige und einfache Schaltung um den Opto 
erst bei 80V angehen zu lassen. Ein Komparator möchte ich vermeiden.

Anforderung: Auskopplung über Optokoppler, sichere Unterscheidbarkeit 
von 100/110V und 220/230V. Die Frequenzmessung fällt ja fast automatisch 
mit ab.

Im Moment hab ich die angehängte Schaltung simuliert. Die vielen 
Z-Dioden muss man sich durch eine mit kombinierter Spannung gedanklich 
ersetzen (LTSpice hat nichts >33V).
Das geht so auch, nur find ich das nicht sonderlich elegant und es geht 
auch relativ viel Strom ungenutzt "verloren".
D6 ist hier der Optokoppler.

Hat jemand vielleicht noch ne genial einfache Alternatividee?

Gruß
Fabian

Autor: Düsentrieb (Gast)
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zum erkennen von >110v :
zb
passenden varistor (150v typ ?) -widerstd. - optokoppler- diode

opto out zeigt dir, potiential getrennt, wenn spg > xx volt anliegt

Autor: Tajas R. (tony)
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Mir fallen spontan zwei Dinge ein:
1. Anhand der Frequenz kann man ja in der Regel auf die Spannung 
schließen. Zumindest für die üblichen Länder.
2. Ich würde einfach den Vorwiderstand des Optokopplers so wählen, dass 
die Diode erst bei einer bestimmten Spannung den nötigen Strom erhält.

Autor: Fabian B. (fabs)
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Das geht so leider nicht:
zu 1) da es so ziemlich sämtliche Kombinationen aus 50Hz und 60Hz mit 
100V, 110V, 120V, 220V, 230V und 240V gibt ist das nicht realistisch.
zu 2) da kommt einem die Realität in die Quere: es gibt Dioden, die 
leuchten bei einigen µA schon ausreichend um den Opto zum leiten zu 
bewegen, andere dagegen brauchen mA. Da ist die Streuung zu gross. 
Ausserdem muss ich bei 100V genauso ein Signal haben wie bei 220V, d.h. 
dass müsste auch noch mit 100% unterschiedlichen Strömen gehen.

Ich will ja in jedem Fall ein Signal haben um die Frequenz messen zu 
können, aber zusätzlich (z.B. aus dem Tastverhältnis) die Information 
welche Spannung am Eingang ist.

Gruß
Fabian

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Auch eine Unterscheidbarkeit von 230 zu 240 Volt ?? Du kennst die 
typische Streuung von Halbleitern?

Von Avago gibt es einen fertigen Optokoppler zur Erkennung der Frequenz. 
Der Teil für die Spannung läuft allerdings auf einen ADC <mit 
galvanischer Trennung> hinaus.

Autor: mhh (Gast)
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Verstehe ich das richtig, daß beim vorhandenen Trafo bei 100-120 V die 
Primärwicklungen parallel und bei 200-240 V in Reihe geschalten werden 
sollen?

Wenn ja, nutze die Höhe der Sekundärspannung zur Auswertung. Prinzipell 
in Reihe, wenn Spannung zu niedrig dann über Relais auf Parallel 
umschalten. Ein Umschaltkontaktpaar davon parallel zum Schalttransistor 
für Selbsthaltung verwenden, damit es nicht wieder abfällt. Nach 
Netztrennung ist Ursprungszustand wieder vorhanden.

Autor: Fabian B. (fabs)
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@Abdul: nein, nicht zwischen 220 und 240. Zwischen 100 und 220 und deren 
Verwandte (110 und 240) meinte ich.
Ein ADC hatte ich auch schon überlegt, aber ging das nicht auch ohne?

@mhh: ich will damit keine automatische Spannungsumschaltung bauen. Im 
Gerät ist halt ein Trafo, bei dem die zwei 115V Primärwicklungen 
entweder in Reihe (für 230V Länder) oder parallel (für 115V Länder) 
geschaltet werden. Das aber per Lötbrücke.

Ich will nur wissen in welchem "Spannungsgebiet" (und Frequenzgebiet) 
das Gerät gerade läuft. Dafür suche ich eine Schaltung, die mir ein 
Signal gibt, das ich dann in Software auswerten kann.

Gruß
Fabian

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Die Unterscheidung zweier Spannungsbereiche vom Verhältnis 1:2 kann 
nicht wirklich ein Problem sein, das ausführlich diskutiert werden muß, 
oder?

Gleichrichten, teilen, auf einen Komparator geben ist nicht wirklich 
schwierig meiner Vorstellung nach.

Ach so, Du willst keinen Komparator.
Nun, dann nenn das Teil Vergleicher. Ohne wird es wohl nicht gehen, 
selbst wenn der "Vergleich" im Bauteil selbst, durch eine interne 
Schwelle geschieht.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Fabian B. schrieb:
> Ich will nur wissen in welchem "Spannungsgebiet" (und Frequenzgebiet)
> das Gerät gerade läuft. Dafür suche ich eine Schaltung, die mir ein
> Signal gibt, das ich dann in Software auswerten kann.

Und was bringt es, wenn die Software weiß, dass die Schaltung gleich in 
die Luft geht wegen doppelter Überspannung?

Setzt sie dann ein Bit im EEPROM und die Garantie erlischt?

Autor: mhh (Gast)
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Fabian B. schrieb:
> Ich will nur wissen in welchem "Spannungsgebiet" (und Frequenzgebiet)
> das Gerät gerade läuft. Dafür suche ich eine Schaltung, die mir ein
> Signal gibt, das ich dann in Software auswerten kann.

Das Gerät steht vor Dir auf dem Tisch und Du willst wissen für welche 
Spannung es eingestellt ist?

Sollte auf Typenschild eingetragen sein.
Primärwiderstand zu messen könnte auch aussagekräftig sein.

Sorry, ich verstehe den Sinn noch nicht ganz.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Die übliche Schaltung in Schaltnetzteilen arbeitet im Falle von 110V als 
Spannungsverdoppler.

Autor: Fabian B. (fabs)
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Nein, Überspannung am Eingang wird schon ausreichend durch zarte 
Rauchwölckchen signalisiert.

Sinn: Grauimporte erschweren.
Wir exportieren in Länder in denen z.B. 110V Netzspannung sind. Nun gibt 
es aber "findige" Leute, die verschleppen diese Geräte in das 
Nachbarland (wo 220V Netzspannung sind). Damit untergraben sie die 
Importeursstrukturen (das mögen die gar nicht). Und da sich eine 
Lötbrücke von 110V auf 220V schnell umgelötet hat, suche ich nach etwas 
um festzustellen "ich dürfte hier gar nicht sein -> Betrieb verweigern".

Die Schaltung sollte daher klein, unscheinbar und wenn's geht noch etwas 
undurchschaubar sein. Ist nix hunderprozentiges, aber kann helfen.

Gruß
Fabian

Autor: mhh (Gast)
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Den Primärstrom auswerten (über Entstörspule ev., wo nur eine Wicklung 
vom Netzstrom durchflossen wird, die 2. zur auswertung).

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Momentan krümmt sich gerade mein Freiheitsdrang. Das ist ja wie bei 
DVD-Länderverdongelung. Wollen wir sowas wirklich unterstützen??

Autor: Fabian B. (fabs)
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@mhh: Müsste ich mal checken... kam mir auch schon in den Sinn, jedoch 
ist der Laststrom nicht unbedingt konstant, sondern kann Stark schwanken 
zwischen ein paar hundert mA und 10A+.

@Abdul: Es geht nicht ums einschränken des Freiheitsdranges. Bei 
"zulässigem" Gebietswechels wird das auch kein Problem sein. Evtl. wird 
auch gar nicht der Betrieb unterbunden, sondern nur eine Warnung 
angezeigt.

Du willst doch bestimmt auch nicht einen Grauimport verkauft bekommen 
wenn du nichts davon weisst, und dann bei nem evtl. Garantiefall gesagt 
bekommen "Pech gehabt".

Gruß
Fabian

Autor: mhh (Gast)
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Abdul K. schrieb:
> Wollen wir sowas wirklich unterstützen??

Nachdenkenswert. Verkauf zum reellen Preis in allen Ländern würde dieses 
Problem erst garnicht entstehen lassen.

Autor: Fabian B. (fabs)
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Das ist ein frommer Wunsch aber in manchen Marktsegmenten gar nicht 
möglich.

Aber Back-to-Topic, wenn noch jemand Ideen hat.

Gruß
Fabian

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich wußte gar nicht, daß sich dieses Marksegment hier nun auch tummelt! 
Sprechen hier mittlerweile einige sogar chinesisch?

Autor: hmcv (Gast)
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Hey, wir sind hier Techniker und viele von uns haben fuer solchen 
BWL'er-Unfug nichts uebrig.

Und warum unbedingt ueberteuert verkauft werden muss:
>Das ist ein frommer Wunsch aber in manchen Marktsegmenten gar nicht
möglich.

verstehen eben auch nur BWL'er.

Gast

Autor: Flo (Gast)
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ich wär für spannungsteiler auf komparatoreingang, Ausgangspeaks sind 
dann nur vorhanden, wenn spannung > schwelle

Autor: Pink Shell (pinkshell)
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Lieber Fabian,
die meisten von uns würden lieber an einer Schaltung arbeiten, welche so 
eine Dongelei umgeht. Deine Kunden werden sowieso bald rausfinden, wo 
sie den Seitenschneider ansetzen müssen.
Lass es.

Autor: MaWin (Gast)
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Deine Schaltung wird über einen 115V/230V Netztrafo versorgt,
den du den Kunden mit einem Umschalter an die vorhandene
Netzspannung anpassen lässt ?

Dann nutze einen weiteren Umschaltkontakt am Umschalter,
um der Elektronik auf Sekundärseite zu sagen, wie der Schalter
steht. Steht er falsch, geht die Schaltung eh nicht :-)

Freqeunz kannst du sekundär ja messen.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Als Kaufmann:
Firmen verlangen normalerweise den höchsten erzielbaren Preis. Kann man 
z.B. per Umfrage ermitteln: "Was würden Sie dafür bezahlen?". Ergibt 
eine quadratische Gleichung mit nur einem realen Maximum. Gewinn= Gewinn 
pro Gerät x Stückzahl
Wenn dann bei den Produktionskosten die eigenen Kosten abgezogen werden 
und es positiv bleibt, wird produziert...

Daher werden Firmen wie McDoof als Kaufkraftindikator benutzt über ihren 
Burgerpreis im jeweiligen Land...

Als Techniker:
Kleinen Ferritkern in Reihe der beiden Spulen und wenn der in die 
Sättigung geht, dann kann man das über eine weitere Spule auswerten. 
Galvanische Trennung ist gleich miterledigt.

Autor: Marek (Gast)
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Fabian B. schrieb:
>Damit untergraben sie die
>Importeursstrukturen (das mögen die gar nicht).

Sorry, aber um es mal ganz deutlich zu sagen:
Das hast du nicht zu entscheiden. In dem Moment, wo du bzw. deine Firma 
das Ding verkauft hat, habt ihr keinerlei Recht mehr, den Betriebsort zu 
bestimmen. Sowas ist in höchstem Maße verachtenswert.

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