Hallo,
ich möchte für ein Halogenseilsystem einen µC gesteuerten Dimmer bauen.
Das Halogenseilsystem wird mit einem herkömlichen Trafo gespeist. Das
Systm hat um die 500 Watt. Ich habe im Internet diese sehr gute
Bauanleitung gefunden: http://unmuth.de/pdf/doku_dimmer.pdf
So da ich mit dem Dimmer eine Induktive Last schalte mit hoher Leistung
wird hier die Spule nach dem TRIAC vermutlich wichtig werden.
Ich habe daher mal etwas weiter gegoogelt, nach der Dimensionierung der
Spule. Leider finde ich nirgends entsprechende Berechnungen. Da wird oft
einfach gesagt "Ja 100µH werden langen" oder "nimm das größte was du
kriegen kannst" oder so.
Darum frage ich hier mal ob es da nicht eine Formel gibt oder ob mir
hier jemand eine Spule empfehlen kann die auch nicht gleich 10 cm groß.
(Möchte die ganze Schaltung in eine Unterputzdose mit 60mm Durchmesser
bekommen)
Bei Reichelt gibt es reichlich Typen. Ich hätte spontan diese Spule hier
genommen:
http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-Ringkern/FED-100-/index.html?;ACTION=3;LA=5011;GROUP=B515;GROUPID=3182;ARTICLE=7637;OFFSET=1000;SORT=artnr
Was meint ihr?
Die Drossel dient zur Entstörung, ihr Wert ist nicht kritisch. Sie muss
halt für den von der Last geführten Strom ausreichen. Nennstrom 5A ist
doch die richtige Hausnummer bei 500W
Aber! in dem Schaltbild (Dimmer)ist die Drossel falsch an das Triac
angeschlossen.
Das RC-Glied muss direkt parallel zum Triac liegen, da es ja
Spannungspitzen abfangen soll und zu hohe du/dt Werte abfangen soll.
Da die Spannungsspitzen ja am Triac entstehen, ist im Moment die Drossel
am falschen Ort.
Der eine Anschluss des RC-Gliedes (Snubber) mus an die andere Seite der
Drossel, also zwischen Triac und Drossel angeschlossen sein.
OK gut zu Wissen, dass die Drossel falsch sitzt.
Wirklich sicher, dass der Wert da unkritisch ist? Ich mein von EMV
Störungen gehört zu haben, die durch solche Dimmer mit einer zu kleinen
Drossel verursacht werden. Radioempfang etc. soll gestört werden. Und
die Anschlussleitung ist bei mir zwischen Dimmer und Trafo halt auch 5
Meter lang.
Ansonsten nehme ich meien schon vorgeschlagene Drossel.
Hulk schrieb:> OK gut zu Wissen, dass die Drossel falsch sitzt.
Und der Nulldurchgangsdetektor ist auch nicht das Gelbe vom Ei. Da gibt
es bessere, die wesentlich weniger Energie im Vorwiderstand verheizen.
http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm
@Werner: Das wäre wohl das nächste was ich hier gefragt hätte. Habe
diese AppNote von Atmel gefunden:
http://www.atmel.com/Images/doc2508.pdf
Da ich die Schaltung mit einem Kondensatornetzteil betreibe und damit
sowieso nicht galvanisch getrennt ist, kann ich auch gleich alles ohne
galvanische Trennung machen.
Da ist nochwas Faul.
Der Optokoppler 4N25 für die Null-Durchgangs-Erkennung ist über einen
100k Ohm Widerstand angeschlossen. Bei der Spitzenspannung fließen etwa
3mA. Der Optokoppler hat ein Übertragungsverhältnis von ca 20%, am
Ausgang kann also ein Spitzenstrom von 0,6mA fließen. Der Ausgang hat
einen 1k Ohm Pull-Up Widerstand. Somit bewegt sich die Ausgangsspannung
im Bereich VCC und VCC-0,6 Volt. Das ist alles High. Kein gültiger Low
Pegel.
Und selbst wenn der Strom größer wären, dann würde der Optokoppler
keinesfalls den Nulldurchgang erfassen, sondern irgendeine Schwelle
zwischen Null und Spitze.
Beim 78L05 fehlt Eingangsseitig ein 330nF Kondensator (siehe
Datenblatt).
Der Transformator ist mit 6V zu knapp bemessen. Der Spannungsregler
braucht 7V und am Gleichrichter gehen 1,5V verloren. Macht zusammen
8,5V, die mindestens vorhanden sein müssen.
Bei dem zu erwartetenden Laststrom von rund 50mA kommt mir C4 zu niedrig
vor. Ich würde aus dem Bauch heraus 220µF oder 470µF verwenden.
Der Spannungsregler wird warscheinlich thermisch überlastet. Er muss
etwa 250mW in Wärme umsetzen, was für ein TO-92 Gehäuse arg viel ist.
Nimm daher besser einen 7805 (ohne L). Auf dem Foto sieht man auch den
größeren 7805 im TO220 Gehäuse. Ist besser so.
C1, C2 und C3 sind viel zu klein. Ich nehme da immer 100nF 630V. Im
Handel werden oft Kondensatoren für 250V~/400V= angeboten, die werden
nicht lange halten. Die Thyristoren sind korrekterweise für 700V
ausgelegt. Alternativ eigent sich auch die M-Variante für 600V.
Weitere Sachen, die ich überdenken würde:
Wenn ein Triac im Leistungsteil kaputt geht, wird auch der Opto-Triac
mit kaputt gehen. Daher würde ich diese wenigstens sockeln.
Der Schmitt-Trigger scheint mir unnötig, denn soweit ich weiß, wirken
die Eingänge des Mikrocontrollers bereits wie Schmitt-Trigger.
Auf der Platine sehe ich zu wenig Sicherheitsabstand zwischen den 230V
und der 5V, vor allem im Bereich um die Opto-Triacs herum. Da ist gar
kein Sicherheitsabstand vorhanden. 5mm ohne Lötaugen sind Vorschrift!
Das hat er im Text auch korrekt geschrieben, sich aber gar nicht dran
gehalten.
Hm du gibst mir ja viel zum Denken...
Könnte man den Nulldurchgang nicht einfach nach dem Transformator
machen? Die Sinuswelle ist da ja die gleiche oder etwa nicht?
Stefan us schrieb:> Der Schmitt-Trigger scheint mir unnötig, denn soweit ich weiß, wirken> die Eingänge des Mikrocontrollers bereits wie Schmitt-Trigger.
Ne, normale AVR-Eingänge haben keinen Schmitt-Trigger am Eingang,
sondern ne normale CMOS-Eingangsstufe.
Beruflich habe ich eher mit der Oberliga der Veranstaltungstechnik zu
tun, von daher verzeihe man mir die vielen Vergleiche mit den eben dort
verwendeten Dimmern, das Beschriebene gilt aber für Deine Anwendung
ebenso.
Zum ZC: Die Sinuswelle ist nach dem Trafo in etwa die Selbe, aber um
einige xtel grad in der Phase verschoben, das sollte man beachten.
Ganz dicke Daumen Regel vorneweg: Je mehr Drossel-Spule, desto weniger
Störungen.
Oder ganz platt:
- Je mehr Kilo der Dimmer auf die Waage bringt, desto weniger "brummen"
hat man
später.
Es gibt kommerziell viele Hersteller, die nur die nötigste Entstörung in
einen Dimmer bauen,
damit man diese legal in Europa verkaufen kann. Es gibt aber auch
Hersteller,
die mit zusätzlichen Kosten größere Entstörungen einbauen.
Man muss sich dann natürlich immer für seine Eigenentwicklung fragen,
wie wichtig ist
die Entstörung und wie kritisch ist der Preis, und wie groß sind die
eventuellen
Folgekosten von "schlechter" Entstörung...
Ein bisschen technischer Hintergrund:
(Bei den folgenden Betrachtungen wird nur der Zeitliche Ausschnitt einer
Netz-Halbwelle betrachtet, bzw. nur der Ausschnitt in dem der Thyristor
zündet.)
Dimmer Anstiegszeiten:
Unter Dimmer-Anstiegszeit versteht man die Zeit, die die Spannung
braucht um von dem Level vor der Zuendung der Thyristoren ( = 0V) auf
den Maximalwert nach der Thyristor Zuendung anzusteigen (Momentane
Netz-Spannung). Wenn man keine Spule im Dimmer hätte, währe die
Anstiegszeit praktisch null und man hätte einen Sprung von 0 auf volle
Ausgangsspannung. Ein Solcher "Dimmer" würde allerdings massivste
Störungen Verursachen. Die Drosselspule im Dimmer verlangsamt (drosselt)
diesen Anstieg, und die Zeit wird Größer.
Je höher die Anstiegszeit, desto flacher diese Kurve und desto weniger
Störungen hat man.
-> Je höher der Wert für die Anstiegszeit, desto besser !
In guten Fernseh-Studios und Opern Häusern werden in der Regel 400
Mikrosekunden Anstiegszeit Spezifiziert. In einigen sehr seltenen Fällen
(Orchestergraben, extrem leise Opernhäuser) werden teilweise sogar bis
zu 800 Mikrosekunden gefordert. Das kann man fast nur mit
Festinstallations-Dimmern machen (Gewicht). Gute Profi Tour Dimmer haben
in der Regel um die 100 - 200 Mikrosekunden. (Ok es gibt auch noch
bessere). Da man diese ja auch noch Transportieren können muss. Und dann
gibt es die gesamte low-cost und "Disco" Fraktion. Da es in diesem
Marksegment leider fast nur auf den Preis und so gut wie gar nicht auf
"Features" ankommt, müssen die Hersteller hier leider Kompromisse
machen. Diese Dimmer haben in der Regel weniger als 100 bis hin zu <10
Mikrosekunden Anstiegszeit. Wer hier seine Tonanlage bzw. Audiokabel in
der Nähe aufbaut bzw. Dimmer und Audio Kabel nebeneinander legt, hat
leider verloren...
Als Faustformel kann man gut die Formel von Hendrik Hölscher
heranziehen.
L = (t*U)/(2.198*I)
t ist die risetime in [s], U die Spannung in Volt und I ist der Strom
in Ampere
Deine Drossel sollte also bei anzustrebenden 100µS Anstiegszeit mit rund
5mH bei mind. 3A spezifiziert sein.
Wichtig ist natürlich, ab wann die Drossel in die Sättigung geht. Steile
Anstiegszeiten trotz ausreichend viel mH kommen unter anderem eben durch
magnetische Sättigung der Drosselspule zustande.
Das finden des "richtigen" Drosselpulenkerns mit dem richtigen Material,
ist
eine Wissenschaft für sich...
Um dann seinen Dimmer nach der Konstruktion auch zu überprüfen, geht man
bei den Messungen folgendermaßen vor:
(Nur diese Messung ist international anerkannt und kann als
Vergleichsmerkmal zu kommerziellen Dimmern herangezogen werden:)
- 50% Dimmer Ansteuerung
- Unter Nennlast des Dimmer Kanals: (Ein 0.5KW Dimmer muss auch mit
0.5KW belastet werden. Bei niedrigerer Last werden die Zeiten kleiner =
schlechter)
- Mit einem Oszilloskop muss die Zeit zwischen 10% und 90% der Dimmer
Ausgangsspannung im Zeitpunkt der Thyristor Zündung gemessen werden
(Vorsicht Netzspannung)
Grüße aus der Schweiz
Philip
Ich Trottel diese Drossel ist natürlich eher doof. Da Du sie ja
unkompensiert betreiben würdest, ginge sie sehr schnell in Sättigung.
Das funktioniert so nicht.
Geldspartipp, der mir grad in den Sinn kam:
Phasenabschnitt, dann kann die Drossel komplett entfallen, ist auch
besser für die Dimmung von induktiven Verbrauchern, wie Trafos.
Die Frage ist natürlich auch, wieviel Leistung du wirklich hast. Meine
Betrachtungen schießen evtl. über das Ziel hinaus. ;)
Vielleicht baust du einfach eine "Angstdrossel" ein und schaust, was
passiert...
Also das "altbewährte" Trial und Error verfahren :D
Auf das wirds wohl hinauslaufen. Ich bestell die Teile einfach mal, baus
zusammen und schau was passiert
Philip Siefke schrieb:> Vielleicht baust du einfach eine "Angstdrossel" ein und schaust, was> passiert...
Triacs sind relativ empfindlich gegen Spannungsanstiegs- und
Stromanstiegsgeschwindigkeiten -> Drossel ist hier notwendig.
Ideal sind Eisenpulverkerndrosseln.
z.B. Conrad 534358 oder Conrad 534366. Bis 300W auch Conrad 534340.
Gruß Anja
Philip Siefke schrieb:> Phasenabschnitt, dann kann die Drossel komplett entfallen, ist auch> besser für die Dimmung von induktiven Verbrauchern, wie Trafos.
Bist du des Wahnsinns, Phasenabschnitt ist das übelste was du einem
richtigen Eisenkerntrafo antun kannst, der ist schliesslich eine
Induktivität deren Strom weiterfliessen will also lieber einen
Zündfunken erzeugt als klein beizugeben.
Phasenanschnitt ist schon ok, der Trafo wirkt sogar bereits als Drossel
so dass die Anstiegszeit gebremst ist, richtige Drosseln braucht man nur
bei ohmschen Lasten, also Glühbirnen.
Zur Berechnung der Drossel siehe auch
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25Anja schrieb:> Triacs sind relativ empfindlich gegen Spannungsanstiegs- und> Stromanstiegsgeschwindigkeiten -> Drossel ist hier notwendig.
Der Trafo ist schon eine Drossel. Falls man natürlich eines Tages
Hochvolt-Halogen anschliessen will...
MaWin schrieb:> Der Trafo ist schon eine Drossel.
Mhm,
im Leerlauf schon.
Aber wieviel effektive Induktivität/Anstiegsstrombegrenzung bleibt bei
Belastung mit den ganzen Niedervoltlampen noch übrig?
Gruß Anja
Philip Siefke schrieb:> Das kann man fast nur mit> Festinstallations-Dimmern machen (Gewicht). Gute Profi Tour Dimmer haben> in der Regel um die 100 - 200 Mikrosekunden.
Bei Interesse kann ich gerne mal ein paar Fotos von alten 10kW Dimmern
machen, die ich damals beim Umbau unseres Theaters auf neue Technik
mitgenommen habe. (Umstellung von 0-10V auf DMX)
Die Drossel in den Teilen nimmt etwa die Hälfte des gesamten Raumes des
Dimmers ein, also etwa 8cm*8cm*5cm. Ich schätze mal, das sie in der
5-10mH Liga spielt.
@ Anja (Gast)
>Aber wieviel effektive Induktivität/Anstiegsstrombegrenzung bleibt bei>Belastung mit den ganzen Niedervoltlampen noch übrig?
Die Streuinduktivität. Ich würde mal auf 1-3% der Leerlaufinduktivität
tippen. Und da die bei einem mittleren Trafo schon bei 1H und mehr
liegt, sollte das reichen.
