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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mikrocontroller direkt an 230 V (Ohne Trafo)?


Autor: Purzel (Gast)
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Hallo!

Beschäftige mich schon länger mit PICs, bisher waren es ausschließlich
digitale Projekte...
Doch nun will ein Toaster gepimpt werden. Jedoch ist dort kein Platz
für einen Trafo.
Leider habe ich keinen plan, wie ich jetzt über Widerstände 5V
Versorgungsspannung aus den 230 V produziert bekomme.
Leider hat mir selbst google bei dieser frage nicht geholfen.
Hat sowas schonmal jemand gemacht?

P.S.: Durch anzuschließende Peripherie läge der Stromverbrauch bei ca.
150mA

Gruß,
Purzel

Autor: Dirk (Gast)
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Mal abgesehen davon, daß google etliche Treffer liefert, bringt sogar
die Suche hier im Forum Treffer zu dem Thema...

Also mein Vorschlag wäre, daß Du eine Einführung in das richtige Suchen
in elektronischen Datenbanken besuchtst...

Autor: Schoaschi (Gast)
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über widerstandsschaltunge wirst du nicht weit kommen, denn deine
spannungnwürde bei jeden schalten deines µCs sich ändern. denn der
strom wird ja höher und ändert den spannungsabfall an deinen
widerständen. ausserdem wär das ganze sehr uneffizient ;-)... dann
könntest du ja gelich deine vorwiderstände zum toasten benutzen ;-)

Autor: Netbandit (Gast)
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Es gibt ICs welche eine 230V Spannung ohne Spulen und Trafos in 5V
wandeln. Ob das Sicherheitstechnisch unbedenklich ist wage ich zu
bezweifeln :)

Autor: Chris (Gast)
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Widerstände wurden schon abgehakt, als einzige trafolose Alternative
käme ein fetter (und teurer) X2-Kondensator in Frage. Bei 150mA wäre
der aber schon so groß, dass ein Trafo weniger Platz in Anspruch nehmen
würde.

Du kommst also wohl nicht um einen Trafo herum.

AFAIK, siehe:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa...

Autor: Chris (Gast)
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p.s.: Ok, Linearregler gibts auch noch. Aber ob die bei 150mA so
effektiv sind, wage ich zu bezweifeln. 150mA bei 295V (300V
gleichgerichtet minus 5V) Spannungsabfall sind immerhin 45W, die im
Regler verheizt werden müssten.

Vielleicht gibts auch Schaltregler, die wären effektiver. Aber ob sowas
mit Störungen auf dem Netz fertig wird? Lt. dse-FAQ bräuchte man eine
Drossel, die mindestens so groß wie ein passender Trafo wäre.

Autor: Martin S. (Gast)
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"Doch nun will ein Toaster gepimpt werden"

Hm... Mikroprozessor-gesteuerter Toaster mit Bräunungsautomatik und
Internet-Anschluss ...  Möchtest du den auch fernsteuerbar machen?
IR-Anschluß und TV-Fernbedienung?

Da kommen mir gleich tausend Assoziationen bei so einem Vorschlag ...
sicherlich spanned. Schick doch mal rum was raus geworden ist nach
erfolgeicher "pinpung"

Autor: Sebastian (Gast)
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Wieso wirfst du nicht die Heizwendel raus und nimmst ne
Linearregler-Lösung mit nem sehr sehr schlechten Wirkungsgrad. Da
kannst du dann die Wärme zum toasten nehmen.

Seb

Autor: Hauke Radtki (Gast)
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aber für n kleinen printtrafo wirdst du doch platz finden oder? dann
noch gleichrichten ... stabilisieren ... soviel platz wirst du doch
noch haben oder?

Autor: Purzel (Gast)
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oh mann... hätte ich mich bloss früher hier mal wieder blicken lassen
:)
also erstmal danke für die vielen antworten,
vorallem Dirk; war mir schon klar, dass mal wieder so ein äußerst
konstruktiver Post hier abgeliefert wird...
Wenn man doch erst in so einem Thread hier die nötigen Stichworte wie
z.B. "kapazitives Netzteil" erfährt. Gib doch selber mal
"Mikrocontroller an 230 V" bei google ein!?!?!?! und, was sinnvolles
dabei?

nunja, zur sache.
klingt vielleicht bescheuert, das mit dem Mikrocontroller im Toaster.
Dann will ich mal das ganze Problem schildern:
Ich besitze den schicken Porsche-Toaster der Fa. Siemens, der ca. 1,5
Jahre ordentlich seinen dienst geleistet hat.
Inzwischen nicht mehr. Dieser Toaster IST mit einem Mikrocontroller
ausgestattet, dessen Programm wohl etwas durcheinander gekommen ist.
Das tolle an der gesamten Platine ist auch, dass sie OHNE Trafo
auskommt. Nur über Widerstände sowie einen dicken Kondensator (220nF),
den Chris scheinbar schon ansprach  Allerdings ist der noch kleiner
(vorallem schmaler als ein Trafo).Selbstverständlich ist noch ein
Brückengleichrichter aus 4 Dioden vorhanden.
An den Pins, an denen bisher der defekte uC eingelötet war, stehen
allerdings für den PIC nur 2,73 V zur Verfügung. Da ich leider keinen
PIC16LF da habe, wollte ich nun die Schaltung so verändern, dass dort 5
V ankommen....einziges Problem: ich durchschaue die Schaltung nicht.
Daher der Plan, das ganze neu aufzubauen.

Die Sache mit einem Printtravo wäre unter größerem Aufwand möglich,
jedoch müsste ich dann wieder über Umwege prüfen, ob an einem
bestimmten Pin die 230 V anliegen. Wegen der dann getrennten Potentiale
stände ich da wieder einmal vor einem - für mich zumindest - großen
Problem.

Das kapazitive Netzteil klingt ja vielversprechend. Werde mir die
AP-Note von Microchip mal genauer durchlesen. Wechselspannung ist
allerdings nicht gerade mein Fachgebiet...

dankeschön schonmal!

Achja, der Strombedarf von 150mA war eher ein Schätzwert von mir...
Da in der Originalschaltung schonmal 3 LEDs und ein E-Magnet
gleichzeitig betrieben werden, war das eine
Pi*Daumen-Worst-Case-Rechnung.

Autor: smartie (Gast)
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wenn schon PIC dann doch auch mal bei Microchip vorbeischauen, da gibts
ne fertige Applikation zu

Autor: Marillion (Gast)
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Trafo, Linearregler, X2-Kondensatoren...alles pillepalle.

Es reicht, wenn Du Dir mit einer Spannungsmessung am eingeschalteten
Heizwendel einen 7-Volt suchst. Dann die übliche Schaltung:
Gleichrichtung, Siebung, Stabi.


Marillion

Autor: Stephan Hochberger (Gast)
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Die eigentlichen Infos hast du ja auch erst in deinem letzten Post
nachgeliefert...

Aus dem Kondensator kann man schon mal über den Wechselstromwiderstand
(ca. 15k@50Hz) auf den möglichen Strom schließen. (230V/15kOhm = 15mA)
Für deine angesetzten 150mA bräuchtest du dann einen 10x so großen
Kondensator. Ob der dann wohl noch kleiner ist als ein 1VA-Trafo?

Die getrennten Potentiale beim Trafo sind übrigens kein Problem, du
kannst Primär- und Sekundärwicklung ja an einer Seite verbinden. Für
die Entwicklung ist die Potentialtrennung auf jeden Fall gesünder ;)

Autor: guru (Gast)
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Zum Thema 230V auf 5V runterbügeln...

Erstens handelt es sich bei der Netzspannung von 230V um eine
Wechselspannung, die auf jeden Fall deinen PIC abtöten wird, weil er
Gleichspannung braucht. Soll heißen, wenn Wechselspannung, dann
gleichrichten.

Zweitens ist die am Eingang eines Festspannungsreglers maximal erlaubte
SPannung im Bereich von ca.40V. Der Drop über den Spannungsregler sollte
auch beachtet werden. (Spannungsregler soll Spannungsregler bleiben und
nicht zur glühenden Sternschnuppe werden, wobei dann hättest du nen
Wunsch frei und der Toast wäre auch gleich fertig;-))

Gruß
guru

Autor: peter dannegger (Gast)
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Solche Hilfsspannungen werden gerne aus einer Anzapfung der Heizwicklung
gewonnen, da ist es also Essig mit Hochsetzen.

Nimm doch einfach einen ATTiny13 (Reichelt: 1,45€), der kommt mit 2,7V
aus.
Aber die Programmierleitungen bitte nicht aus dem Toaster rausführen
(oder vorher Testament machen).


Peter

Autor: Hase (Gast)
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Der Toaster hat noch Garantie

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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utor: Purzel - powerpurzelweb.de
Datum: 20.04.2005 00:04

Ohne nun zu wissen wie siemens das gelöst hat würde ich Dir folgendes
vorschlagen:

Du benutzt die Heizwendel als Vorwiderstände und läßt über 3
Leistungsdioden ca. 3V pos. abfallen. Diese Halbwellen ordentlich
puffern und es müßte laufen.

MfG Manfred Glahe

Autor: peter dannegger (Gast)
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@Manfred,

im Gegensatz zur Heizwendel sollten diese Dioden aber nicht glühen.

Der Toaster hat 900W, das macht bei 3V stolze 4A Diodenstrom und damit
12W Verlust, die abgeführt werden müssen.


Peter

Autor: Fuchs (Gast)
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Hase:
> Der Toaster hat noch Garantie

Purzel:
> An den Pins, an denen bisher der defekte uC eingelötet war...

Der Toaster hätte noch Garantie gehabt - ausserdem wär das bestimmt zu
einfach gewesen:o)

Autor: Marcel (Gast)
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da war schon ein uC eingelötet? datenblatt suchen; dann von den masse
und spannungsversorgungs-Pins des vorhandenen uC die Versorgung
abgreifen.

Wenn der uC kaputt ist, dann löte (oder schneide - wenn SMD) den da
raus - dann hast du mehr platz für den neuen

Autor: PeterL (Gast)
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hallo

also ich würde mal kräftigst am Stromverbrauch schrauben !
Low Current Led´s, Low Power µController (der Epson S1C63656 braucht im
Schnitt 1µA !!)zum Schalten diverser Verbraucher über Optotriac nochmal
je ca. 5mA (MOC...) rechnen, ausserdem, warum muss es ein
X2 Kondensator sein, kleiner Sicherungswiderstand davor,
es gibt tolle 470nF 400V Ko´s Typen die eine Länge von 25mm bei einem
DM von ca. 10mm .
es gibt inzwischen jede Menge Geräte am markt, die ohne Trafo auskommen
z. B. dig. Schaltuhren usw.
Peter

Autor: Daniel R. (Gast)
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@ PeterL
stimmt, wenn der Strom kleiner ist, klappts auch mit nem Kondensator
und nem Gleichrichter dahinter.
Blindwiderstand XC = 1/2p*f*C
das "p" ist die Kreiszahl(3,1415926535897932384626433832795)
Also, für XC den Widerstand den man für den Spannungsabfall bräuchte,
Formel nach C umstellen und fertig.
Gruß Daniel

Autor: Chris (Gast)
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Das muss aber AFAIK ein X2-Kondensator sein, nur einer mit 400V
Spannungsfestigkeit langt nicht.

Autor: PeterL (Gast)
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@cris

Kondensatoren der Klasse X, sind für Anwendungen,
bei denen ihr Ausfall durch Kurzschluß
nicht zu einem gefährdenden elektrischen Schlag
führen kann.
Bei dieser Art von Anwendung ja nicht der Fall.

(KlasseY werden zwischen den Netzleitungen und der
Gerätemasse oder dem Schutzleiter angeschaltet.)

Gruß Peter

Autor: Purzel (Gast)
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Äh, jo, jetzt bin ich von den ganzen Antworten hier etwas erschlagen.
Also dann mal schön der Reihe nach:

@Marillion & Manfred Glahe:
Der uC muss auch bei abgeschalteten Heizwendeln Betrieben werden,
außerdem sind die Heizwendel eingeglast.

@guru:
Dass eine Gleichrichtung nötig ist, war mir schon klar :) und dass ein
Spannungsregler für 230 V -> 5 V nicht verwendbar ist, habe ich auch
schon vermutet.

@Hase:
nö

@peter dannegger:
Es gibt PICs, die sogar mit 2,0V auskommen, nur leider habe ich so
einen gerade nicht herumliegen...Und auf Samples wartet man immer gut
3-4 Wochen :-/

@Marcel:
Der chip IST schon draussen. Datenblatt gibts nicht, weil ist irgendein
custom-chip von ST. Spannungsversorgungspins hab ich schon längst
gefunden, aber wie bereits gesagt, es kommen nur 2,7 V :(

@PeterL:
Ja, vermutlich ist das der Weg. Low-Power-PIC bestellen und dann sollte
alles laufen. Wahrscheinlich hat Siemens sowieso Low-Current-LEDs
verbaut.


Nungut, danke schonmal, habe wieder etwas gelernt. Werde mich dann wohl
nochmal dransetzen und den Schaltplan fertigmalen, jetzt geben so manche
Dinge ja einen Sinn.
Dann wird dieser Thread wohl eine 3-wöchige Pause bis zum Eintreffen
meiner lowpower-PICs machen und dann werde ich von meinen Erfolgen oder
Mißerfolgen berichten :)

Nur noch eine Frage am Rande, was ist das besondere an einem
X2-Kondensator? Was kann der, was andere nicht können???


Gruß & Dankeschön,
Daniel

Autor: Purzel (Gast)
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Aha, die Frage mit dem X2-Kondensator wurde also schon geklärt, während
ich noch am tippen war... :)

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