Hallo zusammen,
in der Analogtechnik kenne ich mich leider wenig aus und hoffe auf eure
Hilfe:
Ich möchte mehrere Leuchtschnüre/EL-Wires betreiben und steuern können.
http://www.ebay.de/itm/171418506252?_trksid=p2060353.m2749.l2649&var=470456448667&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
Die beiliegende Steuerung soll durch eine eigene ersetzt werden, welche
bis zu 8 dieser Leuchtschnüre dimmen, blinken, faden, ... kann.
Als Mcu kommt ein AtXmega32E5 zum Einsatz(bereits vorhanden)...gerne
auch zur Erzeugung der benötigten Spannung.
Die Steuerung wird aus einem 2S-Lipo(1000mA) gespeist.
Die Leuchtschnüre werden mit 300VAC @2kHz versorgt und ich möchte alle
Leuchtschnüre aus einer(!) Versorgung speisen.
Der Strom liegt bei ca. 20mA je Leuchtschnur(ACHTUNG: gemessen mit
normalem Hand-Multimeter)
1.) Wie baue ich die Spannungsversorgung auf?
2.) Wie kann ich die Leuchtschnüre einzeln ansteuern? (Triacs?)
3.) Wie kann ich das ganze möglichst sicher gestalten? OCP, OVP, OTP,
...
4.) Die Original-Steuerung erzeugt ein gut hörbares fiepen, welches in
der eigenen Schaltung deutlich reduziert werden soll.
Vielen Dank im Voraus für eure Hilfe.
@ Firehawk (Gast)
>Die beiliegende Steuerung soll durch eine eigene ersetzt werden, welche>bis zu 8 dieser Leuchtschnüre dimmen, blinken, faden, ... kann.
Machbar, aber ob deine Kenntnisse reichen?
>Als Mcu kommt ein AtXmega32E5 zum Einsatz(bereits vorhanden)...gerne
Vollkommen nebensächlich.
>auch zur Erzeugung der benötigten Spannung.
Vergiss es.
>Die Steuerung wird aus einem 2S-Lipo(1000mA) gespeist.
Hmm, das sind gearde mal 7V.
>Die Leuchtschnüre werden mit 300VAC @2kHz versorgt und ich möchte alle>Leuchtschnüre aus einer(!) Versorgung speisen.
Kann man machen. Man nehme einen Step Up Schaltregler und erzeuge 300V.
Ggf. reichen 150V, denn meist nimmt man so oder so eine Brückenschaltung
zur Ansteuerung. Auf deinem Screenshot sind es ja auch nur 150V
Spitzenspannung.
>Der Strom liegt bei ca. 20mA je Leuchtschnur(ACHTUNG: gemessen mit>normalem Hand-Multimeter)
Also eine Fahrkarte. 2 kHz können die meisten Billigmultimeter nicht
mehr messen.
>1.) Wie baue ich die Spannungsversorgung auf?
Step Up Schaltregler.
>2.) Wie kann ich die Leuchtschnüre einzeln ansteuern? (Triacs?)
Eher nicht. Entweder mit einem einzelnen Brückentreiber pro Leuchtschnur
oder je zwei antiseriellen MOSFETs. Damit kann man auch AC schalten.
Oder man nimmt pro Ausgang einen MOSFET-Treiber als Mini-Brücke und
schaltet dahinter einen 1:20 Trafo. Damit muss man keine 150VDC
erzeugen.
>3.) Wie kann ich das ganze möglichst sicher gestalten? OCP, OVP, OTP,>...
KMH, ICE und ESCHEDE, PVC FCKW is nich OK.
>4.) Die Original-Steuerung erzeugt ein gut hörbares fiepen, welches in>der eigenen Schaltung deutlich reduziert werden soll.
Das sind die 2kHz, da zwitschen möglicherweise ein paar Spulen oder
Kondensatoren. Spulen kann man vergießen, bei Kondensatoren muss man das
richtige Dielektrikum wählen, welches nicht piezoelektrisch ist.
Falk B. schrieb:>>2.) Wie kann ich die Leuchtschnüre einzeln ansteuern? (Triacs?)>> Eher nicht. Entweder mit einem einzelnen Brückentreiber pro Leuchtschnur> oder je zwei antiseriellen MOSFETs. Damit kann man auch AC schalten.
Die zwei antiseriellen FETs gibt es auch gleich in einem Gehäuse mit
galvanisch getrennter Ansteuerung: nennt sich PHOTO-MOS-Relais.
Schalten geht damit gut - Dimmen und Faden (PWM?) in begrenztem Umfang
eventuell auch. Die Photo-Mos-Dinger sind halt nicht die schnellsten!
Route 6. schrieb:> Leuchtschnüre
Wer kann mir sagen, wie die L.
überhaupt funktionieren.
Wird der Kunststoff durch die
hohe Spannung/Frequenz zum leuchten
angeregt?
Auf einer Anbieterseite habe ich gelesen
die Schnüre sind beliebig kürz bar.
Ein Gas kann wohl nicht drin sein.
Hmm, mal überlegen, wie würde ich das versuchen...
Kommen EL-Folien mit Rechteckspannungen klar oder ist ein Sinus zwingend
erforderlich?
Zuerst würde ich einen Wandler bauen, der mir die Betriebsspannung für
die EL-Folie erzeugt. Den kann man mit 70..80kHz laufen lassen, damit
bin ich das Fiepen des Netzteils los. 7V Eingangsspannung sind aber
schon recht wenig, schöner wären 12 oder 14V.
Plan B wäre ein Wandler, der die doppelte Ausgangsspannung erzeugt, als
ich zum Betrieb der Folien brauche, dann gehts mit Halbbrücken und ich
spare eine ganze Menge Bauteile. Ich brauche ja eine Brückenschaltung
pro Ausgang.
Der Rest ist dann eine µC-basierte Umsteuerung und PWM-Regelung der
Brückenschaltungen.
Plan C wäre eine Ansteurung von Ausgangstrafos aus CCFL-Wandlern, die
dann mit der niedrigen Eingangsspannung laufen kann. Dann benötige ich
pro Ausgang einen solchen Trafo und da ich jeden einzeln mit einer
Brückenschaltung ansteuern muß werden das nicht weniger Bauteile.
Plan D könnte man mit einem Royer-Converter für jeden Ausgang probieren,
die mit einer variablen Spannung/PWM zur Helligkeitsregelung betrieben
werden. Vorteil: sinusförmige Ausgangsspannung, Nachteil: die Spannung
muß zum Anschwingen des Wandlers reichen, evtl. keine ganz so flexible
Helligkeitsregelung möglich.
Die letzten beiden Varianten könnten zum Fiepen neigen, da die
PWM-Frequenz zur Dimmung auf Induktivitäten liegt.
Falk B. schrieb:>>Die Steuerung wird aus einem 2S-Lipo(1000mA) gespeist.>> Hmm, das sind gearde mal 7V.
Ich würde sogar erst mit einem DcDc auf 5VDC stabilisieren und hiermit
den Rest der Schaltung speisen. Der Xmega bekommt einen kleinen 3,3V LDO
Regler.
Folgende Idee:
1.) DcDc der 5VDC bereit stellt
2.) Brückenschaltung mit 2kHz Rechteck vom MCU angesteuert
3.) 1:26 Trafo (9V->230V)
4.) Photomos oder galvanisch getrennte Triacs für blink(...) Effekte
angesteuert vom MCU mit 500Hz(JE 1x pro EL-Wire)
magic s. schrieb:> Den kann man mit 70..80kHz laufen lassen,> damit bin ich das Fiepen des Netzteils los.
...und Du meinst, damit leuchten die Schnüre noch?
magic s. schrieb:> Kommen EL-Folien mit Rechteckspannungen klar oder ist ein Sinus zwingend> erforderlich?
Wäre unabhängig hiervon ein Sinus nicht vorteilhafter zwecks Minimierung
der Abstrahlung? Alle EL-Wire Stücke zusammen ergeben ca. 10m und
bestimmt hervorragende Antennen?!?
Harald W. schrieb:>> Den kann man mit 70..80kHz laufen lassen,>> damit bin ich das Fiepen des Netzteils los.>> ...und Du meinst, damit leuchten die Schnüre noch?
Ich besitze Leider kein Datenblatt dieser Schnüre-.-
Auszug aus einem EL-Folien Datenblatt:
EL-Kabel werden mit einer Wechselspannung von ca. 50-200 Volt (100V
typisch) und
100-2000 Herz (1000Hz typisch) betrieben. Diese Wechselspannung liefert
ein spezieller Inverter, der auf die länge des Kabels abgestimmt ist und
Batterie oder Netzanschluß haben kann. Die Wellenform sollte möglichst
Sinus sein.
Je höher Spannung und Frequenz, desto größer die Leuchtdichte.
(https://www.reichelt.de/Leuchtfolien/EL-FOLIE-1010WS/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=3033&ARTICLE=45968&OFFSET=16&;)
Falk B. schrieb:>>Die Steuerung wird aus einem 2S-Lipo(1000mA) gespeist.>> Hmm, das sind gearde mal 7V.magic s. schrieb:> 7V Eingangsspannung sind aber> schon recht wenig, schöner wären 12 oder 14V.
Die beiliegenden "Controller" arbeiten mit ~3V (2x 1,5V Mignon
Batterien) ;)
@ Firehawk (Gast)
>Wäre unabhängig hiervon ein Sinus nicht vorteilhafter zwecks Minimierung>der Abstrahlung?
Ja.
>Die beiliegenden "Controller" arbeiten mit ~3V (2x 1,5V Mignon>Batterien) ;)
Nun ja, der Trafo ist Gott sei Dank schon erfunden ;-)
Vergiss die Photomos, die schalten eher langsam. Die Idee mit dem
Royer-Converter klingt gut! Einfach, robust und mit sinusförmiger
Ausgangsspannung.
magic s. schrieb:> Den kann man mit 70..80kHz laufen lassen, damit bin ich das Fiepen des> Netzteils los.
Ähem. Die Lebensdauer halbiert sich bei doppelter Frequenz laut meinen
kurzen Recherchen.
70-80 kHz klingen da nach schnell kaputt.
@Jan H. (jan_m_h)
>> Den kann man mit 70..80kHz laufen lassen, damit bin ich das Fiepen des>> Netzteils los.>Ähem. Die Lebensdauer halbiert sich bei doppelter Frequenz laut meinen>kurzen Recherchen.>70-80 kHz klingen da nach schnell kaputt.
Nö. Denn die 80 kHz betreffen nur den Step Up Schaltwandler, diese
Frequenz gelangt NICHT auf die EL-Kabel! Der Wandler macht 150V
Gleichspannung, welche dann mit H-Brücken auf die EL-Kabel gelegt
werden. So machen es alle kleinen EL-ICs, wie z.B. der hier.
http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?product=HV823
Falk B. schrieb:> Nö. Denn die 80 kHz betreffen nur den Step Up Schaltwandler, diese> Frequenz gelangt NICHT auf die EL-Kabel!
Macht Sinn. Ich war nur irgendwie bei der Frequenz am Ausgang. War wohl
zu warm draußen.
magic s. schrieb:> Plan D könnte man mit einem Royer-Converter für jeden Ausgang probieren,> die mit einer variablen Spannung/PWM zur Helligkeitsregelung betrieben> werden. Vorteil: sinusförmige Ausgangsspannung, Nachteil: die Spannung> muß zum Anschwingen des Wandlers reichen, evtl. keine ganz so flexible> Helligkeitsregelung möglich.
Für jeden Ausgang einen Royer-Converter?!?
Das ganze soll so klein wie möglich werden.
Die Länge und somit die benötigte Ausgangsleistung der einzelnen EL-Wire
kann variieren.
Ich habe noch nie einen Royer Converter eingesetzt. Wie verhält sich
dieser auf Laständerungen bis hin zum Leerlauf? Über welchen
Lastbereich(min/max Last?) kann dieser dimensioniert werden?
Was spricht gegen eine (1) Wechselspannungsversorgung(Trafo, dcdc,
Royer, ???) bei der die Last(en) einzeln mit einer 500Hz PWM
zugeschaltet werden?
Grobe Idee:
Firehawk schrieb:> 1.) DcDc der 5VDC bereit stellt> 2.) Brückenschaltung mit 2kHz Rechteck vom MCU angesteuert> 3.) 1:26 Trafo (9V->230V)> 4.) Photomos oder galvanisch getrennte Triacs für blink(...) Effekte> angesteuert vom MCU mit 500Hz(JE 1x pro EL-Wire)
Na möglichst klein bedeutet ja nicht, daß Du ein 10kW Netzteil auf die
Größe einer Briefmarke schrumpfen kannst. Bastellösungen sind meistens
etwas größer, dafür robust und zuverlässig.
Noch eine extravagante Lösung, über die ich nachgedacht habe - aber
nicht geschrieben habe weil ich keine Ahnung habe obs funktioniert -
einen kleinen Class-D Audio-Verstärker nehmen, damit ein Sinussignal
verstärken und auf einen 50-Hz-Printtrafo geben (die 1-2kHz geringer
Leistung sollten da noch durchkommen, Trafo nicht auf Kante
dimensionieren, sondern ruhig eine Nummer größer), aus dem dann die
150..180V rauskommen. Analog verstärken macht wegen der Verlustleistung
nur wenig Sinn. Zum Schalten Optokoppler mit Triac-Ausgang und
entsprechender Sperrspannung verwenden, wobei ich keine Haftung
übernehme, daß die bei 1-2kHz und stark kapazitiver Last noch
zuverlässig verlöschen. Wenns funktioniert erfüllt diese Schaltung alle
Anforderungen einschließlich der sinusförmigen Ausgangsspannung.
Und wer das jetzt auf einem einzigen Kubikmillimeter aufgebaut haben
will, der denkt sich gefälligst selber eine Idee aus!!
Ich habe, vor Jahren, mal mit EL-Folien experimentiert. Die Erfahrungen
sollten durchaus auf die Schnüre übertragbar sein.
Elektrisch verhalten sich die EL-Folien wie verlustbehaftete
Kondensatoren, bei steigender Frequenz fließen da merkliche
Umladeströme. Betrieb direkt an einer Rechteckspannung ist nicht
sinnvoll, ergibt Stromspitzen, und viel Verluste. Wenn es effizient
werden soll, was bei Akkubetrieb wohl erwünscht ist, ist der Betrieb an
einem Resonanzkreis, der die Kapazität der EL-Folie/-Schnur mit
einbezieht, eine gute Möglichkeit, der, schon genannte, Royer-Converter
ist da eine gute Idee. Die Güte des Resonanzkreises geht dabei aber
ziemlich in den Keller, die Bedämpfung ist recht stark.
Betrieb an einer Rechteckspannung geht, mit in Reihe zur EL-Folie
geschalteter Induktivität, recht gut, bei Abstimmung auf Resonanz kommt
einem noch eine deutliche Spannungsüberhöhung an der EL-Folie zu Gute.
Beim Dimmen ist zu beachen, das die Leuchtstärke recht nichtlinear zur
angelegten Spannung ist.
Bei der Frequenz hat man durchaus Spielraum, bei kleineren Frequenzen
braucht man halt mehr Spannung, um die gleiche Leuchtstärke zu
erreichen. Bei höheren Frequenzen werden die (kapazitiven) Ströme höher,
und damit auch die Verluste.
Mit freundlichen Grüßen - Martin
K1600_ORIGINAL.JPG
(300 KB)
