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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 5V, 10A Wechselspannung Regeln


Autor: Ich (Gast)
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Hallo,

ich wollte meinem Vater ein Geschenk zum Geburtstag basteln.
Und zwar, eine Steuerung für Brandmalerei. Zurzeit hat er einen Trafo
mit mehreren Abgängen. So kann der mit einem Schalter bestimmte Strom
durch Heizdraht fliessen lassen und damit die Temperatur regeln.
Ich habe vor sowas mit einem Mikrocontroller zu machen. Ein Trafo mit
5V/10A habe ich. Die Frage ist:
Wie mache ich die Regelung am besten? Einfach mit einem Triac 
(Nulldurchgangerkennung, Phase schneiden) oder gleichrichten
und mit MOSFET per PWM?
Ich weiss nicht ob man bei so kleine Spannung (5V) mit TRIAC die Phase 
schneiden kann.

MfG

Autor: Joachim K. (minifloat)
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Dem Heizelement ist es egal, ob es mit Wechsel- oder Gleichspannung 
betrieben wird.
Also Gleichstrom mit PWM zerhacken und das dem Brandkolben geben.

Eigentlich reicht auch ein NE555 + MOSFET + Poti + Hühnerfutter für PWM.

Es sei denn du willst noch ein zweistelliges 7-Segment-Display verbauen, 
auf dem die % der Maximalen Leistung erscheinen. Drei Stellen braucht 
man nicht, weil man statt 100 auch "On" auf dem Display anzeigen könnte.

mfg mf

Ach ja, als Gag beim einschalten noch hAppY birthdAY durch das Display 
scrollen lassen ;).

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Bei 5V eff verliert man bei klassischer Gleichrichtung ca 1,4 - 1,6V das 
sind  20 - 30% der Gesamtleistung. Also eher ein aktiv gesteuerter 
Gleichrichter, der dann auch gleich die PWM mit übernehmen kann.

Autor: Joachim K. (minifloat)
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U.R. Schmitt schrieb:
> Also eher ein aktiv gesteuerter
> Gleichrichter

Das ist natürlich schon hohe Kunst der Leistungselektronik, ob der TO 
sowas schafft? Aber vom Prinzip einfach Phasenanschnitt für beide 
Halbwellen getrennt.
mfg mf

Autor: Ich (Gast)
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Als Anzeige wird eine 16x2 LCD-Anzeige benutzt.
Ich probiere es mit einem Triac zu realisieren.

Mini Float schrieb:
> Ach ja, als Gag beim einschalten noch hAppY birthdAY durch das Display
> scrollen lassen ;).

Vielen Dank! Super Idee!


MfG

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

>Und zwar, eine Steuerung für Brandmalerei. Zurzeit hat er einen Trafo
>mit mehreren Abgängen. So kann der mit einem Schalter bestimmte Strom
>durch Heizdraht fliessen lassen und damit die Temperatur regeln.

Und was ist daran schlecht?

>Ich habe vor sowas mit einem Mikrocontroller zu machen.

Man muss nicht krampfhaft in jeden Scheiß einen Mikrocontroller 
einbauen.

>Wie mache ich die Regelung am besten? Einfach mit einem Triac
>(Nulldurchgangerkennung, Phase schneiden)

Ein Triac verbraucht ca. 1,5V, macht 15W bei 10A. Puh!

> oder gleichrichten und mit MOSFET per PWM?

Wenn es denn unbedingt sein muss, ja. Ist aber im Endeffekt sinnlos, 
denn der Gleichrichter schluckt auch 2V.

>Ich weiss nicht ob man bei so kleine Spannung (5V) mit TRIAC die Phase
>schneiden kann.

Kann man, ist aber Unsinn. Genauso wie die elektronische Steuerung. Lass 
es wie es ist und schenk ihm was anderes.

MfG
Falk

Autor: ELV-Chefredakteur (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Man muss nicht krampfhaft in jeden Scheiß einen Mikrocontroller
>
> einbauen

wieso denn nicht? Macht ELV doch auch.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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> Man muss nicht krampfhaft in jeden Scheiß einen Mikrocontroller
> einbauen.
irgendwer meinte letztens er würde glatt einen NE555-LED-blinker statt 
dem 555 mit einem ATtiny bauen weil dieser keine externen komponenten 
braucht...

Autor: MaWin (Gast)
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Ohne (relevante) Verluste geht es folgendermassen:
2 MOSFETs antiseriell in den 5V~ Zweig schalten.
Diese MOSFETs werden mit PWM gesteuert, dabei ist es unerheblich, ob die 
synchron zu den 50Hz ist oder nicht, nur sollte sie nicht 49.9Hz haben.

Damit die MOSFETs mit ihren +10V bzw. -10V Gate-Spannung abhängig von 
den jeweils an Wechselspannung liegenden Source-Anschlüssen gesteuert 
werden können, baust du folgendes:

Es ist NICHT nötig, die ansteuerung gelavnisch getrennt vornehmen zu 
können, es dprfen sehr wohl kleine Ströme von der Ansteuerung in die 5V~ 
fliessen. Also kann man Widerstände und Z-Diodeen nehmen. An jedes Gate 
eines MOSFETs kommt eine 9-18V Z-Diode nach Source. von dem Gate geht 
ein Widerstand von so 1k an die PWM-Ansteuerspannung. Dadurch können 
durch die Z-Diode keine zu hohen Spannungen am Gate etnstehen und durch 
den 1k Widerstand keine zu hohen Ströme in die 5V~ abfliessen. Nun 
braucht man nur noch eine PWM Ansteuerpsannung, die mindestens 10V mehr 
als die 5V~ Spitzenspannung betragen und 10V weniger als die 5V~ im 
unteren Scheitelpunkt, also +16V und -16V wären als Ansteuerspannung 
bezogen auf ein (beliebigen) 5V Anschluss ausreichend.

Das lässt sich mit einem OpAmp als Oszillator leicht erzeugen (ein NE555 
hält so hohe Spannung nicht aus). Bleibt die Frage, wie man zur 
Verosgrungsspannung des OpAmps kommt. Durch 
Villard-Spannungsverdopplerschaltungen aus den 5V würde man sich einen 
zusätzlichen Trafo ersparen, schliesslich werden nur wenige Milliampare 
benötigt.

Schaltungen hier:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

MOSFET sn an 5V so:

  +--------+
  |        I|-+-1k-
  o        |  Z
 5V~       +--+
  o        |  Z
  |        I|-+-1k-
  +--Last--+

Erspart die 1.4V Spanungsabfall am TRIAC oder Gleichrichter,
Spannungsabfall bei 10A an dickeren MOSFETs eher vernachlässigbar.

Autor: Ich (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Man muss nicht krampfhaft in jeden Scheiß einen Mikrocontroller
> einbauen.

Ein Mikrocontroller ist mittlerweile überal drin.
Ich wollte einmal meine defekte Kafeemaschine reparieren,
und was fand ich drin??? Ja! ATtiny26! Warum? Habe ich mich auch 
gefragt.
Es ist stink normale Kafeemaschine. Nichts besonderes.

Falk Brunner schrieb:
> Lass
> es wie es ist und schenk ihm was anderes.

Warum basteln die Leute überhaupt? Es gibt doch fast alles zu kaufen.
Und sogar meistens VIEL günstiger als selbergemacht.
Mir macht es einfach SPASS.

MaWin schrieb:
> Ohne (relevante) Verluste geht es folgendermassen:

Danke! Ich probiere's so aus.

MfG

Autor: Knut (Gast)
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@MaWin

man Manni, da haste dir aber Mühe gegeben!


Knut

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