Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Nulldurchgangserkennung mittels PC814


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von VFD (Gast)


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Hallo Leute,

ich möchte den Nulldurchgang (230V AC) mittels des AC Optokopplers PC814 
erkennen. Dazu habe ich die angehänge Schaltung aufgebaut, die 
funktioniert soweit auch ganz gut (siehe angehängtes Oszi-Bild). [Signal 
mit der größeren Amplitude = Netzsinus 240V @ 50Hz; kleineres Signal = 
Ausgang des PC814, im Schaltplan mit OSZ1 gekennzeichnet].

Nur eine Sache stört mich, der Nulldurchgang tritt ja erst auf wenn ich 
den
Scheitelpunkt der Ausgangsspannung des PC814 erreicht habe.

Ergo. müsste ich immer eine konstante Verzugszeit mit einrechnen um den 
wahren Nulldurchgang zu detektieren. Ist die Idee richtig?

Oder aber ich Bastel noch einen Transistor dahinter, der erst ab einer 
gewissen Schwelle schaltet, wie in 
(http://projetoseti.com.br/hardware/eletronica/detector-de-passagem-por-zero-versao-2/)?

Oder ich hoffe darauf das bei anschluss an den Mikrocontroller 
(Attiny2313, externer Interrupt) die High-Pegel-Schwelle ungefähr auf 
höhe des Nulldurchganges liegt?

Sind meine Gedankengänge richtig, oder habe ich da einen Denkfehler?

von VFD (Gast)


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Hätte gerne sowas wie in dem angehängten Bild, nur einen kurzen Peak 
wenn es zum Nulldurchgang gekommen ist. Ein Schmitt-Trigger am Ausgang 
des PC814 wäre ja auch noch eine möglichkeit.

von ArnoR (Gast)


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Also eine ungenauere (und damit unbrauchbare) Schaltung geht ja fast 
nicht. Selbst bei +-200V noch ein gutes Ausgangssignal.

Viel besser als deine, aber immer noch schlecht ist diese:

http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm

die hier manchmal als Standartschaltung bezeichnet wird. Auch die 
liefert nicht genau den Nulldurchgang, sondern einen recht breiten 
1ms-Puls, der dann im µC entsprechend verrechnet werden muss.

von Dietrich L. (dietrichl)


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VFD schrieb:
> Hätte gerne sowas wie in dem angehängten Bild, nur einen kurzen Peak
> wenn es zum Nulldurchgang gekommen ist. Ein Schmitt-Trigger am Ausgang
> des PC814 wäre ja auch noch eine möglichkeit.

Nein, das taugt nichts. Den PC814 im Analogbereich betreiben ist viel zu 
ungenau und instabil (Exemplarstreuung, Temperaturabhängigkeit, ...).

Schau mal hier:
Beitrag "Nullpunkterkennung: Halbe Welle oder beiden Hälften detektieren?"

Gruß Dietrich

von VFD (Gast)


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Danke für die schnellen Antworten.
Den Link (http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm) kannte ich soweit 
schon, war mir aber zu aufwendig nachzubauen, ich möchte halt sehr 
wenige Bauteile benutzen. Ich werde es jetzt mal mit einem 
dahintergeschalteten Schmitt-Trigger versuchen, damit sollte ich ja 
recht gut den Schwellwert einstellen können. Wenn ich es getestet habe, 
melde ich mich nochmal.

von Falk B. (falk)


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@  VFD (Gast)

>Den Link (http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm) kannte ich soweit
>schon, war mir aber zu aufwendig nachzubauen, ich möchte halt sehr
>wenige Bauteile benutzen.

Wenn dir das zu aufwändig ist, kannst du es vergessen.

Leute gibts.

> Ich werde es jetzt mal mit einem
>dahintergeschalteten Schmitt-Trigger versuchen,

Tu das, auch wenn das Ergebnis bekannt ist. Du bist nicht der Erste, der 
einen guten Nulldurchgangsdetektor will. Aber von nichts kommt nichts.

http://www.mikrocontroller.net/articles/230V#Links

von ArnoR (Gast)


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> Den Link (http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm) kannte ich soweit
> schon, war mir aber zu aufwendig nachzubauen, ich möchte halt sehr
> wenige Bauteile benutzen. Ich werde es jetzt mal mit einem
> dahintergeschalteten Schmitt-Trigger versuchen

Wenn du einen Schmitt-Trigger dahinter schaltest ist der Aufwand auch 
kaum geringer, aber du wirst so nie mit brauchbarer Genauigkeit den 
Nulldurchgang bekommen. Du musst genau den Maximalwert des 
OK-Ausgangssignals ermitteln und zwar unabhängig von der schwankenden 
Amplitude. Das könnte man mit einem Differentiator machen. Aber das wäre 
wohl noch mehr Aufwand.

von VFD (Gast)


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Das ich denn Nulldruchgang nie 100%ig erwischen werde ich mir klar. Es 
würde mir zumindest helfen wenn die abweichungen bei +-2ms wären. Am 
besten wäre natürlich wenn die Abweichung deterministisch wäre dann 
könnte ich diese im µC mit einfließen lassen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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VFD schrieb:
> Ich werde es jetzt mal mit einem
> dahintergeschalteten Schmitt-Trigger versuchen,

Ich fasse es nochmal kurz zusammen: DAS IST MURKS!

Neben "Exemplarstreuung, Temperaturabhängigkeit" hatte ich noch einen 
wichtigen Parameter vergessen: Schwankungen der Netzspannung!

Gruß Dietrich

von Kürbiskern (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Wenn dir das zu aufwändig ist, kannst du es vergessen.
> Leute gibts.

+1

Schade um die Zeit hier noch zu schreiben

von ArnoR (Gast)


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> Wenn dir das zu aufwändig ist, kannst du es vergessen.
> Leute gibts.

Naja, würde ich nicht sagen. Ich hab da eine Schaltung die einfacher und 
viel präziser ist (20µs-Pulse im Nulldurchgang).

von Gerd E. (robberknight)


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ArnoR schrieb:
> Viel besser als deine, aber immer noch schlecht ist diese:
>
> http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm
>
> die hier manchmal als Standartschaltung bezeichnet wird.

ArnoR schrieb:
> Ich hab da eine Schaltung die einfacher und
> viel präziser ist (20µs-Pulse im Nulldurchgang).

Da bin ich jetzt aber gespannt. Würde es Dir was ausmachen uns Deine 
einfache und präzise Schaltung zu präsentieren?

von ArnoR (Gast)


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> Da bin ich jetzt aber gespannt. Würde es Dir was ausmachen uns Deine
> einfache und präzise Schaltung zu präsentieren?

Ja, macht es, ich tu es trotzdem. Siehe Anhang. Die rote LED steht für 
die IR-LED im OK.

von VFD (Gast)


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Hab das ganze jetzt mal mit einem OPV dahinter aufgebaut. Da 
Schmitttrigger Schaltung nicht richtig laufen will, habe ich jetzt 
erstmal etwas per trial-and-error zusammengebaut. Anbei das Oszi-Bild. 
Relativ schmale Peaks überhalb der Nulldurchgänge. Was mich nur stört, 
das der einseitig versorgte ua741cn, das signal nicht so richtig auf 
masse ziehen will.

von Falk B. (falk)


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@  VFD (Gast)

>      IMG_3529.JPG
>      1,4 MB, 17 Downloads

Zuviel fpr sowenig Bildinhalt, siehe Bildformate.

>Hab das ganze jetzt mal mit einem OPV dahinter aufgebaut. Da
>Schmitttrigger Schaltung nicht richtig laufen will,

;-)

> habe ich jetzt
>erstmal etwas per trial-and-error zusammengebaut.

Mehr Error als Trail.

>Anbei das Oszi-Bild.
>Relativ schmale Peaks überhalb der Nulldurchgänge. Was mich nur stört,
>das der einseitig versorgte ua741cn, das signal nicht so richtig auf
>masse ziehen will.

Wie auch, er braucht ~2V mehr, als er ausgeben kann, nach V+ und V-.
Horalte Bauteile in schrottigen Schaltungen. Jugend pfuscht.

von MaWin (Gast)


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> Hab das ganze jetzt mal mit einem OPV dahinter aufgebaut.

Welche Schaltung auch immer.
Dazu war in den 1.4MB wohl kein Platz mehr.

von VFD (Gast)


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Jetzt seid mal nicht alle beleidigt. Anbei die Schaltung.

von Falk B. (falk)


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"Oder ich hoffe darauf das bei anschluss an den Mikrocontroller
(Attiny2313, externer Interrupt) die High-Pegel-Schwelle ungefähr auf
höhe des Nulldurchganges liegt?"

Der ganze Zauber mit Schmitt-Trigger und OPV ist Unsinn, denn der 
AVR hat schon Schmitt-Trigger an den IOs! Also einfach den 
Optokoppler mit Pull Up direkt an den AVR. Ändert aber nichts an der 
schlechten Eingangsbeschaltung. Aber wer nicht hören will muss selber 
auf die Nase fallen.

von MaWin (Gast)


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> Anbei die Schaltung.

Du hattest bisher aber noch nie verstanden, was ein OpAmp ist
und wie er verschatet wird ?

Du kannst von Glück reden, daß dein 741 eine passende Offsetabweichung 
hatte und scheinbar mit deutlich mehr als 5V versorgt wurde.

> denn der AVR hat schon Schmitt-Trigger an den IOs!

So isses. Etwas hochohmigerer pull up und alles wäre in Ordnung, aber 
das wurde schon vorgeschlagen und VFD will partout nicht hören, also 
lasst ihn spielen.

von VFD (Gast)


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Dann werde ich wohl mal ausführen müssen warum ich die OP-Schaltung 
dahinter gebastelt habe.

MaWin schrieb:
> So isses. Etwas hochohmigerer pull up und alles wäre in Ordnung, aber
> das wurde schon vorgeschlagen und VFD will partout nicht hören, also
> lasst ihn spielen.

Der Attiny erkennt einen High-Pegel ab ca. 3V. Den Ausgang des PC814 
mittels eines Pull-Ups hochzuziehen ergibt keine steile Flanke (siehe 
Oszi-Bilder oben), so wie es wohl einige Leute vermuten.
Deswegen der Komperator, dieser Schaltet erst bei einer Schwelle von 5V 
durch. Die Signalflanke ist somit viel steiler, und exakter über dem 
Nulldurchgang!
Irgendwelche Gegenargumente?

von Matthias L. (lippy)


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>Den Ausgang des PC814 mittels eines Pull-Ups hochzuziehen ergibt keine >steile 
Flanke (siehe Oszi-Bilder oben), so wie es wohl einige Leute >vermuten.

Das liegt, wie schon gesagt, an Deiner unsinnigen Ansteuerung des 
Optokopplers. Du fährst ja den Primarstrom auch sinusförmig, also 
langsam hoch und wieder runter. Wie soll da eine digitaltaugliche Flanke 
entstehen?
DIe Ansteuerung der LED im Opto muss so sein, das diese nur kurz mit 
genügend Strom angesteuert wird.


>Die Signalflanke ist somit viel steiler, und exakter über dem
>Nulldurchgang!

Warum machst Du diese steilere Ansteuerung nicht auf der Primärseite?

Übrigens braucht deine Schaltung ca. 350mW gegenüber ca. <100mW von 
meinem VOrschlag...

Edit: Wenns Dir um Platz geht: ich kann heute abend gern mal das Layout 
posten.

von MaWin (Gast)


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> Den Ausgang des PC814 mittels eines Pull-Ups hochzuziehen ergibt
> keine steile Flanke

Mittels DEINES PullUps, der OptoKoppler bringt nicht die
benötigte CTR, etwas hochohmiger geht es dann schon.

von VFD (Gast)


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Also Leute, jetzt habe ich die Schaltung nach 
http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm aufgebaut. Aber zufrieden bin 
ich damit nicht. Jetzt habe ich am Ausgang des Optokopplers zwar saubere 
Rechtecke nur treten die Flanken nicht direkt über den Nulldurchgängen 
auf sondern halt 1ms davor.
Klar kann man das im µC rausrechnen, aber einen Vorteil zu meiner 
Schaltung kann ich noch nicht erkennen. Exemplarstreuung, 
Temperaturabhängigkeit, ... werde ich bei der Schaltung auch haben.

von Falk B. (falk)


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@  VFD (Gast)

>ich damit nicht. Jetzt habe ich am Ausgang des Optokopplers zwar saubere
>Rechtecke

Ist das nichts?

> nur treten die Flanken nicht direkt über den Nulldurchgängen
>auf sondern halt 1ms davor.

Ja, aber die sind KONSTANT!

>Klar kann man das im µC rausrechnen, aber einen Vorteil zu meiner
>Schaltung kann ich noch nicht erkennen. Exemplarstreuung,
>Temperaturabhängigkeit, ... werde ich bei der Schaltung auch haben.

Aber DEUTLICH weniger.

Wer nicht will, der hat schon!

von VFD (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> @  VFD (Gast)
>
>>ich damit nicht. Jetzt habe ich am Ausgang des Optokopplers zwar saubere
>>Rechtecke
>
> Ist das nichts?

Doch da hast du recht, das ist im vergleich zu meiner Schaltung deutlich 
schöner.

>
>> nur treten die Flanken nicht direkt über den Nulldurchgängen
>>auf sondern halt 1ms davor.
>
> Ja, aber die sind KONSTANT!

Sind die wirklich immer Konstant, was ist wenn sich aufrund von 
Temperaturschwankungen die Diffusionsspannung ändert, dann schaltet der 
Transistor auch bei einem anderen Schwellwert durch. Somit sind die 1ms 
nicht in Stein gemeiselt.

von ArnoR (Gast)


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> Jetzt habe ich am Ausgang des Optokopplers zwar saubere
> Rechtecke nur treten die Flanken nicht direkt über den Nulldurchgängen
> auf sondern halt 1ms davor.

Das hatte ich ja oben schon gesagt, die Schaltung ist nicht gut.


Falk Brunner schrieb:
> Ist das nichts?
> Ja, aber die sind KONSTANT!

Die 1ms ist natürlich nicht KONSTANT.

Aber ja, lass dir mal vom Falk so eine Schrottschaltung schönreden. 
Warum probierst du nicht meine? Die von der geliefert 20µs-Pulse sind 
kürzer als die Unsicherheit in der Pulsbreite der Dextrel-Schaltung und 
spielen bei 10ms Periodendauer kaum eine Rolle, dazu ist noch der 
Aufwand geringer.

von Frank B. (frankman)


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ArnoR--> Hab mir Deine Schaltung mal durchgefieselt. Ist ja auch nicht 
gerade "Ohne".... Deine Schaltung finde ich, was die Pulsbreite angeht, 
besser. Die vom "Dextrel" scheint mir Burst /Surge-mäßig aber robuster.
Der baut halt mit 2 x 220k und dem Kondensator auch ein wirksames Filter 
auf. Wie schaut es bei Deiner Schaltung aus? Hast Du Erfahrungswerte mit 
CE-Zulassung? Burst? Surge?
Vielen Dank trotzdem an Dich, ich finde Deine Schaltung echt 
trickreich...

von Matthias L. (lippy)


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>Vielen Dank trotzdem an Dich, ich finde Deine Schaltung echt
>trickreich...

Und sehr empfindlich. Ich habe mal etwas rumsimuliert. Exakt so 
funktionierts.

Sobald man die Ts aber in BC807 und BC817 (meine Vorzugstypen) ändert, 
gibt es nur noch bei der positiven Flanke des AC-Signals einen Impuls.

Ich vermute, das Problem liegt an der Unsymmetrie. Einmal wird der 
Impuls durch den BC547B in der Mitter "eingeleitet" und bei der anderen 
Halbwelle durch die Darlingtonschaltung der unteren Bbeiden 
Transistoren. Somit ist die Stromverstärkung unsymmetrisch.

von ArnoR (Gast)


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> Sobald man die Ts aber in BC807 und BC817 (meine Vorzugstypen) ändert,
> gibt es nur noch bei der positiven Flanke des AC-Signals einen Impuls.
>
> Ich vermute, das Problem liegt an der Unsymmetrie. Einmal wird der
> Impuls durch den BC547B in der Mitter "eingeleitet" und bei der anderen
> Halbwelle durch die Darlingtonschaltung der unteren Bbeiden
> Transistoren. Somit ist die Stromverstärkung unsymmetrisch.

Die Schaltung verwendet in der positiven Halbwelle einen normalen 
npn-Transistor, der bei positiver Basisspannung und positiver 
Kollektorspannung leitet, und in der negativen Halbwelle eine 
Konstruktion, die bei negativer Eingangsspannung und positiver 
Kollektorspannung leitet, das ist KEINE Darlington-Schaltung. Da es 
sowas nicht als Bauelement gibt, hab ich das aus einer Basisschaltung 
(der Transistor leitet bei negativer Emitterspannung) und dem 
pnp-Transistor nachgebildet.

Das Problem ist der pnp-Transistor, der nach Durchschalten nicht wieder 
schnell sperren kann, weil seine Basisladung nicht ausgeräumt wird. 
Daher muss man dort einen schnellen pnp-Schalttransistor oder einen 
HF-Transistor verwenden.

Die Stromverstärkung ist im Übrigen nicht sehr unsymmetrisch, weil die 
Basisschaltung etwa =1 verstärkt und der pnp-Transistor mit seiner 
normalen Stromverstärkung arbeitet, genau wie der npn.

von ArnoR (Gast)


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> Hast Du Erfahrungswerte mit CE-Zulassung? Burst? Surge?
> Vielen Dank trotzdem an Dich, ich finde Deine Schaltung echt
> trickreich...

Danke.

Nein, derartige Erfahrungswerte hab ich nicht. Die Schaltung ist in 
etlichen Geräten seit genau 32 Jahren im Einsatz. Ausfälle hatte ich 
nie. Die Reserven bezüglich max. Basis-/Emitterstrom sind doch üppig. 
Wenn man die Vorwiderstände zum Filterbau verwendet, verliert man aber 
u.U. die schnelle Reaktion auf den Nulldurchgang.

von Falk B. (falk)


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@  VFD (Gast)

>> Ja, aber die sind KONSTANT!

>Sind die wirklich immer Konstant,

Konstant genug.

> was ist wenn sich aufrund von
>Temperaturschwankungen die Diffusionsspannung ändert, dann schaltet der
>Transistor auch bei einem anderen Schwellwert durch.

Bist du Beamter? Schon mal über die Größenordnung nachgedacht? Die 
BE-Spannung am Transistor ändert sich mit ca. -2mV/K, macht bei 50 K 
delta T ~ 100mV. Wie stark sich dadurch die Schaltschwelle verschieb 
weiß ich jetzt nicht, ich behaupte mal weniger als 10%, denn der 
Detektor schaltet bei ca. 40V.

>Somit sind die 1ms nicht in Stein gemeiselt.

Wie konstant ist für dich denn ausreichend? 10%? 1%?

von Thomas O. (kosmos)


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ich hatte die Schaltung wie im ersten Beitrag mit einen LTV814 aufgebaut 
aber den Strom durch die Dioden nur mit 2 x 50 kOhm in Reihe begrenzt.

von Gerd E. (robberknight)


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Falk Brunner schrieb:
>>Somit sind die 1ms nicht in Stein gemeiselt.
>
> Wie konstant ist für dich denn ausreichend? 10%? 1%?

Interessieren die 1ms überhaupt? Interessant ist doch, daß der 
Nulldurchgang in der Mitte des Signals am OK stattfindet. Ob das nun 1ms 
oder 3ms sind ist doch schnuppe solange sich das nicht sprunghaft 
verändert. Der µC rechnet das raus und fertig.

Bei ArnoRs Schaltung dagegen ist das Signal am OK dagegen nicht 
symmetrisch um den Nullpunkt. Hier spielen die Toleranzen also sehr wohl 
ein Rolle. Das halte ich neben der höheren Empfindlichkeit gegen 
Überspannungen für einen Nachteil von ArnoRs Schaltung. Die schnellere 
Reaktion dagegen ist relevant wenn ich keinen µC habe.

von ArnoR (Gast)


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> Bei ArnoRs Schaltung dagegen ist das Signal am OK dagegen nicht
> symmetrisch um den Nullpunkt. Hier spielen die Toleranzen also sehr wohl
> ein Rolle. Das halte ich neben der höheren Empfindlichkeit gegen
> Überspannungen für einen Nachteil von ArnoRs Schaltung. Die schnellere
> Reaktion dagegen ist relevant wenn ich keinen µC habe.

Naja, die gesamte Pulsbreite bei meiner Schaltung ist geringer als die 
Unsicherheit der steigenden Flanke bei den anderen Schaltungen.

Und wo siehst du eine Empfindlichkeit gegen Überspannungen? Die 
Schaltung hält etwa die 20-fache Eingangsspannung ohne Überschreitung 
der Datenblattwerte aus.

von Falk B. (falk)


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@  Gerd E. (robberknight)

>> Wie konstant ist für dich denn ausreichend? 10%? 1%?

>Interessieren die 1ms überhaupt? Interessant ist doch, daß der
>Nulldurchgang in der Mitte des Signals am OK stattfindet. Ob das nun 1ms
>oder 3ms sind ist doch schnuppe solange sich das nicht sprunghaft
>verändert. Der µC rechnet das raus und fertig.

Wenn es halbwegs über Eingangsspannung und Temperatur konstant ist.
GGf. kann man die 1ms noch auf 100us drücken, indem man die 
Schaltschwelle runter setzt. Muss man mal nachdenken.

Die hier scheint auch recht gut zu sein, wenn gleich sie etwas hochohmig 
ist.

Beitrag "Re: Nulldurchgangserkennung"

>Bei ArnoRs Schaltung dagegen ist das Signal am OK dagegen nicht
>symmetrisch um den Nullpunkt.

Das ist unwesentlich, denn man wird sich nur auf eine Flanke 
synchronisieren.

>Hier spielen die Toleranzen also sehr wohl
>ein Rolle.

Wie? Ich sehe in der Schaltung, dass die BE-Spannung als Schaltschwelle 
2x genutzt genutzt wird, sagenhafte 0,7V. Selbst wenn die um 200mV 
schwankt, so what.

> Das halte ich neben der höheren Empfindlichkeit gegen
>Überspannungen

naja, auch bei Arno liegen 680k bzw. 510k in Reihe zu L, die halten 
schon einiges ab, müssen halt nur spannungsfest genug sein. Ich hätte 
ein bisschen Angst bei den 5u Kondensator, denn dort gibt es keine 
Spannungsbegrenzung. Aber das wird indirekt durch die periodischen Pulse 
begrenzt. Mehr Spannung, mehr Entladung.

Hmm, jetzt wo ich nochmal drüber nachdenke, gefällt mir die ArnoR 
Schaltung immer besser. Clever ;-)

Aber vor 30 Jahren wären 4 Transistoren eher teuer gewesen und die 1 
Transistorlösung preislich im Vorteil. Heute ist das egal.

von Falk B. (falk)


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@  ArnoR (Gast)

>Schaltung hält etwa die 20-fache Eingangsspannung ohne Überschreitung
>der Datenblattwerte aus.

Dann brauchst du aber 6kV Hochspannungswiderstände ;-)

Hast du reale Bursttest gemacht?

von ArnoR (Gast)


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> Hmm, jetzt wo ich nochmal drüber nachdenke, gefällt mir die ArnoR
> Schaltung immer besser. Clever ;-)

Und das von Dir, Vielen Dank :-)

von ArnoR (Gast)


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> Dann brauchst du aber 6kV Hochspannungswiderstände ;-)
> Hast du reale Bursttest gemacht?

Nein, hatte ich oben schon gesagt. Einfach nur "etwas Sicherheit" nach 
dem  DB der Transistoren eingebaut. Ich meinte damit nur die zulässigen 
Ströme. Die Widerstände müssen natürlich nach der Spannungsbelastbarkeit 
ausgewählt werden. Doch das gilt ja für alle derartigen Schaltungen und 
nicht nur für meine.

von Gerd E. (robberknight)


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Falk Brunner schrieb:
>>Interessieren die 1ms überhaupt? Interessant ist doch, daß der
>>Nulldurchgang in der Mitte des Signals am OK stattfindet. Ob das nun 1ms
>>oder 3ms sind ist doch schnuppe solange sich das nicht sprunghaft
>>verändert. Der µC rechnet das raus und fertig.
>
> Wenn es halbwegs über Eingangsspannung und Temperatur konstant ist.

Meinst Du bei der Dextrel-Schaltung ist es nicht über Eingangsspannung 
und Temperatur konstant, daß der Nulldurchgang in der Mitte des Signals 
am OK liegt?

>>Bei ArnoRs Schaltung dagegen ist das Signal am OK dagegen nicht
>>symmetrisch um den Nullpunkt.
>
> Das ist unwesentlich, denn man wird sich nur auf eine Flanke
> synchronisieren.

Da verstehe ich Dich jetzt nicht ganz.

Ich würde das so machen:
- Der µC misst die Länge des Signals am OK-Ausgang
- Dieser Messwert geht in nen gleitenden Durchschnitt ein
- wenn die nächste Flanke kommt, weiß ich daß der Nulldurchgang in 
Durchschnittliche Signallänge/2 kommt.

Ein Problem bekomme ich damit nur wenn sich die Bauteiltoleranzen 
sprunghaft innerhalb meines Durchschnitts-Zeitfensters ändern.

Oder hab ich da jetzt irgendwo nen Denkfehler drin?

von Falk B. (falk)


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@  Gerd E. (robberknight)

>> Wenn es halbwegs über Eingangsspannung und Temperatur konstant ist.

>Meinst Du bei der Dextrel-Schaltung ist es nicht über Eingangsspannung
>und Temperatur konstant,

Doch, das war nur eine grundlegende Bemerkung.

>>>Bei ArnoRs Schaltung dagegen ist das Signal am OK dagegen nicht
>>>symmetrisch um den Nullpunkt.
>
>> Das ist unwesentlich, denn man wird sich nur auf eine Flanke
>> synchronisieren.

>Da verstehe ich Dich jetzt nicht ganz.

>Ich würde das so machen:
>- Der µC misst die Länge des Signals am OK-Ausgang

Du meinst die 1ms Pulsbreite.

>- Dieser Messwert geht in nen gleitenden Durchschnitt ein
>- wenn die nächste Flanke kommt, weiß ich daß der Nulldurchgang in
>Durchschnittliche Signallänge/2 kommt.

Das ist die Luxusvariante. Wenn die Pulsbreite über Temperatur und 
Eingangsspannung ausreichend konstant ist, muss man das nicht messen und 
kann mit einem festen Wert rechnen. Bei ArnoR's Schaltung ist die Lage 
zum echten Nulldurchgang noch viel kürzer, sodass hier ein paar Prozent 
Abweichung noch viel weniger absoluten Fehler verursachen. Damit muss 
man erst recht nicht messen und die Symetrie ist nicht nötig.

>Oder hab ich da jetzt irgendwo nen Denkfehler drin?

Nein.

von Andreas (Gast)


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Sorry, dass ich den Thread raufholen muss. Es wird wohl aber für alle, 
welche diese Tage eine gute Nulldurchgangserkennung basteln wollen, 
hilreich sein.

Ich brauche für eine Phasenanschnittsteuerung für einen Gebläsemotor 
(ca. 70W) eine solche, habe dazu mal 
https://www.mikrocontroller.net/articles/230V#Links usw. gründlich 
durchforstet und bin zu dem Schluss gekommen, dass ArnoR seine Schaltung 
offensichtlich eine sehr gute Wahl wäre.


Da jedoch der 2N 5771 Schalttransistor nicht mehr produziert wird und 
ich im Netz auch keine aktuellen Äquivalenzen gefunden habe:
Hätte jemand einen (bei Reichelt kaufbaren) Tipp, mit welchem Transistor 
die Schaltung auch gut funktionieren würde? Offenbar wurde dieser 
eingesetzt, da er sehr schnell schaltet (??)

Als Optokoppler sollte der 4N33 passen, oder?

von Michael B. (laberkopp)


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Andreas schrieb:
> Hätte jemand einen (bei Reichelt kaufbaren) Tipp, mit welchem Transistor
> die Schaltung auch gut funktionieren würde?

Irgendein PNP, wie BC557, reicht locker. Es gibt natürlich auch 
einfachere Schaltungen:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.3

von Andreas (Gast)


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Hallo Michael,

welcher Typ vom BC557 (A, B oder C) wäre hierbei am passendsten? Ich tu 
mich etwas schwer mit dem Vergleichen der Datenblätter, da ich bei der 
Auswahl von Transistoren sehr unerfahren bin und die variierenden 
Kennwerte beim 2N5771 bei ganz anderen Bedingungen gemessen wurden.

Die alternative Schaltung sieht auch sehr interessant aus, welche Vor- 
und Nachteile neben den geringeren Kosten könnte diese gegenüber der von 
ArnoR haben?

Den 4N33 kann ich wohl in beiden Schaltungen einsetzen, oder?

von Wolfgang (Gast)


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Andreas schrieb:
> welcher Typ vom BC557 (A, B oder C) wäre hierbei am passendsten? Ich tu
> mich etwas schwer mit dem Vergleichen der Datenblätter

Dann guck mal in die Zeile mit der Angabe zum Verstärkungsfaktor. Die 
Transistoren werden hergestellt, ausgemessen und entsprechend ihrer 
Eigenschaften innerhalb einer Familie einem Typ/SubTyp zugeordnet.

von Michael B. (laberkopp)


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Andreas schrieb:
> welcher Typ vom BC557 (A, B oder C) wäre hierbei am passendsten?

Ganz egal.

Andreas schrieb:
> Den 4N33 kann ich wohl in beiden Schaltungen einsetzen, oder?

Das ist ein Darlington-Optokoppler. Deutlich langsamer aber dafür stark 
stromverstärkend. Für den 100uS Impuls zu langsam.

Da ArnoR hier 2 Schaltungen angegeben hat, weiss ich nicht welche, 
scheinbar passt er in keine.

von ArnoR (Gast)


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Andreas schrieb:
> Da jedoch der 2N 5771 Schalttransistor nicht mehr produziert wird und
> ich im Netz auch keine aktuellen Äquivalenzen gefunden habe:
> Hätte jemand einen (bei Reichelt kaufbaren) Tipp, mit welchem Transistor
> die Schaltung auch gut funktionieren würde?

BF324 sollte funktionieren.

> Offenbar wurde dieser eingesetzt, da er sehr schnell schaltet (??)

ArnoR schrieb:
> Das Problem ist der pnp-Transistor, der nach Durchschalten nicht wieder
> schnell sperren kann, weil seine Basisladung nicht ausgeräumt wird.
> Daher muss man dort einen schnellen pnp-Schalttransistor oder einen
> HF-Transistor verwenden.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Also ich find ja die Schaltung hier am schönsten.

Zieht wenig Strom und man kann die so umbauen, dass auch die Richtung 
des Nulldurchgangs bekannt ist (falls mans brauch).
Oder wenn man nur inen pro Vollwelle braucht.

edit:
Schnellschuss...
Die Dioden bei null1.png kann man sich dann natürlich sparen,
bei null3.png kann man sich diese auch sparen wenn man eienn dual LED 
Optokoppler nimmt.

: Bearbeitet durch User
von Andreas (Gast)


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Vielen Dank für eure Antworten!

@Wolfgang: Die Sache mit den Verstärkungsfaktoren hatte ich mir schon 
angesehen, aber diese wurden bei den zu vergleichenden Modellen, wie 
schon erwähnt, jeweils bei ganz anderen Bedingungen gemessen, weswegen 
ich mich dann als Elektronik-Anfänger mit dem richtigen Vergleichen 
schwer getan habe.

@Michael: Ich beziehe mich auf jene, welche ArnoR als Foto reingestellt 
hat, mit den 3 NPN und dem einen PNP Transistor. Ein LV 816 sollte 
jedoch funktionieren?

@ArnoR, Mw En: Eine Frage hätte ich noch zum Kondensator in euren 
Schaltungen. Dieser muss ja jeweils 400V standhalten, ca. 5µF bzw. 100nF 
Kapazität besitzen und darf nicht gepolt sein. Impulsfest müssen diese 
jedoch nicht sein, oder? Wäre hierfür ein PP Folienkondensator wie z.b. 
"Folienkondensator, 4,7µF, 400V, RM37,5" passend oder gibts hier bessere 
(günstigere) Alternativen?

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Bei der von mir vorgestellten Schaltung kannste nen 10V Keramikkrümel 
einbauen, hauptsache 100nF.
Durch die 2MegOhm Vorwiderstand kann der sich bei 50Hz nicht viel weiter 
aufladen.
Die BCxxx überleben ja auch keine 320V ;)

von Wolfgang (Gast)


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Andreas schrieb:
> @Wolfgang: Die Sache mit den Verstärkungsfaktoren hatte ich mir schon
> angesehen, aber diese wurden bei den zu vergleichenden Modellen, wie
> schon erwähnt, jeweils bei ganz anderen Bedingungen gemessen

Wieso?

Guck dir die Tabelle für die Klassifikation entsprechend dem h_fe auf 
S.3 im Datenblatt an:
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BC/BC556.pdf

von Wolfgang (Gast)


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Mw E. schrieb:
> Also ich find ja die Schaltung hier am schönsten.

Wofür der ganze Zirkus mit den Dioden (D1..4). Die LEDs der Optokoppler 
werden schon wissen, bei welcher Polarität sie leuchten.

Andreas schrieb:
> jeweils bei ganz anderen Bedingungen gemessen

Messbedingung: V_CE = -5 V, I_C = -2 mA (Tabelle Electrical 
Characteristics)

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Wolfgang schrieb:
> Wofür der ganze Zirkus mit den Dioden (D1..4). Die LEDs der Optokoppler
> werden schon wissen, bei welcher Polarität sie leuchten.

Lern lesen!
Ich hab enn edit hinzugefügt.
Beim null3.png ist es der Gleichrichter und auch dazu steht ne 
Alternative im edit.

von ArnoR (Gast)


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Andreas schrieb:
> @ArnoR, Mw En: Eine Frage hätte ich noch zum Kondensator in euren
> Schaltungen. Dieser muss ja jeweils 400V standhalten, ca. 5µF bzw. 100nF
> Kapazität besitzen und darf nicht gepolt sein.

Was redest du da? Der 5µ-Kondensator kann ein 4µ7/25V-Elko sein.

von M. K. (sylaina)


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ArnoR schrieb:
> Andreas schrieb:
>> @ArnoR, Mw En: Eine Frage hätte ich noch zum Kondensator in euren
>> Schaltungen. Dieser muss ja jeweils 400V standhalten, ca. 5µF bzw. 100nF
>> Kapazität besitzen und darf nicht gepolt sein.
>
> Was redest du da? Der 5µ-Kondensator kann ein 4µ7/25V-Elko sein.

Andreas hat den Teiler wohl nicht gesehen.

von Andreas (Gast)


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Hallo an alle,

wollte mich nochmal für eure Unterstützung bedanken. Ich habe die 
Schaltung in den letzten Wochen mit den genannten Ersatzbauteil (BF324 
statt dem 2N 5771, statt dem ) realisiert und sie funktioniert auf den 
ersten Blick wirklich toll in Verbindung mit meinem AtMega16 am INT0 
Eingang. Sobald ich die Sharp SSRs habe, werde ich damit zwei parallele 
Phasenanschnittsteuerungen realisieren.

lg
Andreas

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