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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichspannungs Dimmer


Autor: Sebastian (Gast)
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Hallo,

versuche Gerade einen Dimmer für mein Zimmer zu bauen der über RS232
oder I^2C gesteuert wird.
Nun hab ich mir schon fast alles über Nulldurchgang und Phasenschnitt
zu Gemüte geführt, und dann bin ich auf eine andere Idee gekommen, die
da wäre:

Netzspannung zunächts gleichrichten und dann noch etwas glätten durch
einen Elko >> "geglättete Gleichspannung"
An dieser Spannung wird dann eine Glühlame (ohmischer Verbraucher)
angeschlossen und dazwischen noch ein Optokopler zum schließen oder
öffnen des Stromkreises.
Die Optokopler-Diode nun verbindne mit einem µC und dort ein PWM
ausgeben und dadurch die Lampe schlussendlich zu dimmen.

Fragen:

1)Könnte das Funktionieren?
2)Wie müsste ich den Elko dimensionieren, welcher Wechselrichter
könnten geeignet sein?
3)Welchen Optokopler könnt ihr mir empfehlen (Glühbirnen bis 100W)
4)Induktivelasten damit auch dimmbar? Was sind überhaupt
Induktivlasten?
5)Hat Jemand eine Idee welcher zusammenhang zwischen
Helligkeit,Spannung und Frequenz eines PWMs besteht?

Ich weiß schon sehr viele Fragen, trotzdem schon mal Danke!

PS: Philips hat das angeblich mal für irgentwelche Motorsteuerungen
gemacht, aber natürlich viel komplexer, würd mich halt jetzt
interessieren ob diese kleine Version für normale Glühlampen auch
reicht...käme alles sehr billig und wäre einfach zu realisieren ohne
Nulldurchgangserkennung und nur einem Optokoppler...

Autor: Sebastian F. (Gast)
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Hallo,

also:

2)Wie müsste ich den Elko dimensionieren, welcher Wechselrichter
könnten geeignet sein?
3)Welchen Optokopler könnt ihr mir empfehlen (Glühbirnen bis 100W)
4)Induktivelasten damit auch dimmbar? Was sind überhaupt
Induktivlasten?


Das sagt mir du solltest vorerst die Finger weg lassen und erstmal ein
paar Grundlagen erforschen. Dann ergibt sich eigentlich alles von
selbst. Im Forum findest du ne Menge Info's über PWM und
Kleinspannungen.

Seb

Autor: R2D2 (Gast)
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> 1)Könnte das Funktionieren?
So wie beschrieben wahrscheinlich nicht. Mit Abwandlungen könnte es
gehen.

> 2)Wie müsste ich den Elko dimensionieren,
Warum glätten? Rechne dir mal aus wieviel Energie in einen Elko passt
(P=0.5U²C) und wieviel deine Birne während einer Halbwelle verbraucht.

> welcher Wechselrichter könnten geeignet sein?
Du suchst Gleich richter.


> 3)Welchen Optokopler könnt ihr mir empfehlen (Glühbirnen bis 100W)
Du wirst keinen OK finden der 100W schaltet. OKs steuern normal nur die
nachfolgenden Leistungsschalter an.

> 4)Induktivelasten damit auch dimmbar? Was sind überhaupt
Induktivlasten?
NEIN! Die dürften beim Anschluss an Gleichspannung kaputt gehen.
Beispiele sind Spule, Motor, Trafo. Wenn du ne Spule an Gleichspannung
anschließt wirkt nur noch ihr ohmscher Widerstand, der sehr klein sein
kann. => Rauch

> 5)Hat Jemand eine Idee welcher zusammenhang zwischen
Helligkeit,Spannung und Frequenz eines PWMs besteht?

Die Frequenz beeinflusst nur die "Qualität" deines Ausgangssignals.
Bei 5Hz wirst du die Lampe wohl an und aus gehen sehen. Bei 5kHz nicht
mehr, da wird dann richtig gedimmt.
Die Spannung is bei PWM immer 0V oder Umax.
Die Helligkeit verhält sich nicht linear zum Tastverhältnis und sollte
durch ausprobieren rausgefunden werden.

ABER: Bist du dir sicher, dass du überhaupt weißt wovon du redest? Mit
230V is nicht zu Spaßen. Und wenn man nicht mal weiß was ne induktive
Last is sollte man die Finger besser davon lassen. Mach erst mal was
anderes. Oder verwende eines der fertigen, erprobten Designs.

R2

Autor: leo (Gast)
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>> käme alles sehr billig und wäre einfach zu realisieren
das meinst du jetzt aber nicht ernst =:)

*) wenn du die Wechselspannung gleichrichtest und glättest steigt der
Effektivwert und deine Leuchtmittel werden in Kürze durchbrennen.
*) Gleichrichter und Elko sind viel größer (rein räumlich betrachtet)
und teurer als die Nulldurchgangserkennung.
*) Leistung Schalten mit dem Opto ist kaum möglich, zumindestens kenne
ich keinen Typen der 100W schalten kann.
*) PWM: je mehr An- als Auszeit desto heller und mehr Effektivleistung,
je höher die PWM Frequenz desto weniger Flackern, aber auch
komplizierter werdende Ansteuerung der Leistungsstufe. (Für Licht
sollten 50Hz/100Hz ausreichend sein)

Grüße leo9

Autor: Sebastian (Gast)
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Ich danke für die letzten 2 Antworten, die mir Produktiv erschienen...

biller deshalb weil ich dann einen µC einsetzen kann der nicht soviel
leisten muss, wäre auch kleiner, aber vom Geld käme es wohl ziehmlich
gleich also egal ....

hab ich das richtig verstanden, dass wenn ich gleichrichte dann ca 350V
an der gleichstromseite bekomme? hab mich mit effektivspannung noch
nicht so schlau gemacht.

glätten wollte ich deshalb damit ich dann mit dem PWM ordenlich dimmen
kann. Mit einer welligen Gleichspannung dürfte es doch ein wenig
schwieriger sein zu dimmen, einmal schaltet der strom ja dann bei,
sagen wir mal 60V bis 80V durch und ein anderes mal dann bei 150 bis
170, dann  müsst ich ja wieder den nulldurchgang detektieren....oder?

das mit dem OK ist mir klar, hatte wohl grad irgendwie ne
denkblokade.....sorry
aber dann stellt sich doch das problem, dass wenn ich den Triac einmal
zünde er dann durchgeschaltet bleibt, oder ? gibt es da eine andere
möglichkeit als einen triac zu verwenden?

Wäre schön wenn noch jemand was dazu schreibt!
vielleicht sogar eine art schaltplan beschreibt!

PS:
Mir ist durchau der begriff der induktion in spulen bekannt, hab mich
ja lang genug im Physik Leistungskurs damit befasst. Die grundlagen
sind mir schon klar aber leider lernt man in der schule oft nur wie
etwas funktioniert. und manchaml braucht man halt einen kleinen
denkanstoß um a bisserele zu kombinieren, also bitte gedult, danke...

Autor: Freak5 (Gast)
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"NEIN! Die dürften beim Anschluss an Gleichspannung kaputt gehen.
Beispiele sind Spule, Motor, Trafo. Wenn du ne Spule an Gleichspannung
anschließt wirkt nur noch ihr ohmscher Widerstand, der sehr klein sein
kann. => Rauch"
Es kann übrigens auch sein, dass die "Induktiven Lasten" die
Belastung überstehen und sich etwas anderes auflöst, wie zum Beispiel
die Stromquelle oder das Verbindungskabel.

Autor: leo (Gast)
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>> die mir Produktiv erschienen...
.. Danke für die Blumen
@350V -> ja
@Triac -> der muß schon sehr falsch dimensioniert sein damit er leitend
bleibt, du meinst vermutlich Thyristoren, die leiten solange bis der
Haltestrom unterschritten wird.

such hier im Forum oder bei google und "machs wie alle anderen".
Nulldurchgang erkennen, je nach Helligkeit nach 0..9ms den
entsprechenden Triac über Opto ansteuern und nach 9,8ms alle Triacs
ausschalten (bei 100% kannst du einzelne auch dauernd geschalten
lassen)

grüsse leo9

Autor: Freak5 (Gast)
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"hab ich das richtig verstanden, dass wenn ich gleichrichte dann ca
350V
an der gleichstromseite bekomme?"
Ich dachte immer, dass die 230V die effektive Spannung sind. Mehr als
230V bekommt man nach dem Gleichrichten heraus, wenn man noch einen
Kondensator anklemmen würde und kaum Last hat.

Autor: leo (Gast)
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>> Kondensator anklemmen würde und kaum Last hat
.. und "kaum" ist halt relativ. Der Ko wird zu 100% der Zeit geladen
und die Helligkeit steht auf 0% -> der Ko lädt bis zur Spitzenspannung.
Die Helligkeit bewegt sich langsam Richtung 2% und die Lampe bekommt
kurzzeitig (0,2ms = kaum Belastung für den Ko) diese Spannung und das
wars dann für die Glühwendel.

Du hast aber auch recht: Meine Formulierung mit Spitzen- und
Effektivspannung war "etwas" falsch formuliert.

Grüsse leo9

Autor: R2D2 (Gast)
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freak: Genau das will er machen. nen kondensator anklemmen.
leo: klar bleibt ein Triac leitend. Der is ja ca. sowas wie ne
Antiparallelschaltung von Thyristoren.
sebastian:
>60V bis 80V durch und ein anderes mal dann bei 150 bis
170,
Wenn du die PWM-Frequenz hoch gegenüber den 50Hz vom Netz wählst fällt
der Effekt nicht ins Gewicht.

Aber überleg dir nochmal ob du sowas wirklich bauen willst. Du scheinst
doch recht wenig Ahnung von der Materie zu besitzen. Das gilt nicht nur
für die Spulen. Achte wenndann drauf, dass dein Haus auf jeden Fall nen
FI-Schalter hat, undzwar keinen mit 500mA sondern 20-30mA!
Besser du baust sowas erst mal mit nem 12V-AC-Trafo und 12V-Lampen um
dich mit der Materie vertraut zu machen.

Autor: Sebastian F. (Gast)
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Hab ich das nicht auch geschrieben?

> Die grundlagen sind mir schon klar aber leider lernt man in der
schule > oft nur wie etwas funktioniert.

Sollte das dann nicht funktionieren und du wissen was du tun musst?
Mein Beitrag war nur zu deiner Sicherheit gedacht.

Für PWM sollte am besten ein MOSFET geeignet sein. Der schaltet schnell
und lässt sich relativ einfach ansteuern.

Zum gleichrichten benutzt du ne Zweipuls-Brückenschaltung. Der
Pufferkondensator sollte ca. 10uF pro 1ma Laststrom haben. Das wären in
diesem Fall also etwa 4500uF. Reichelt hat leider keine mit 325V
Spannungsfestigkeit, du müsstest also, falls du dort bestellen
solltest, 4*4700uF nehmen und in Reihe schalten. Einer kostet 8,5€ und
ist 40x55. Die Spannung ist dann aber Relativ glatt und du kannst
eigentlich davon ausgehen, dass Sie nie unter 300V ist. Somit kannst du
die PWM anpassen und den Duty-Cycle entsprechend wählen, damit du an der
Lampe keine Probleme bekommst.
Dann bleibt da nur noch das Problem mit EMV.

Seb

Autor: Lucky Fu (Gast)
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4 in reihe geschaltene kondensatoren haben aber, meines wissens nach,
nurmehr 1/4 der ausgangskapazität...

ein kleiner tipp: lass die experimente mit 230V!!! alle anderen tips
hier sind ja schon fast beihilfe zum selbstmord. entweder du suchst dir
jmd der sich damit auskennt oder du kaufst dir einen fertigen dimmer.
evtl nen ir-gesteuerten, das signal kannst du ja dann auch ohne die
dazugeh. fernbediehung generieren und via bus steuern...

Autor: Sebastian F. (Gast)
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Das stimmt. Entweder man sucht sich halt noch welche die Spannungen bis
400V aushalten oder man muss 4 dieser Reihenkondensatoren parallel
schalten.Aber angesichts der 36€ für 4 und der 140€ für 16 wird der
Dimmer recht teuer.
Man kann aber auch ohne die Kondis dimmen, nur wird dann das EMV
Problem noch etwas größer.Probier das doch erstmal mit kleineren
Spannungen so 24V oder noch besser 12V. Da kann nicht zu viel
passieren.

Seb

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