Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wechselspannung mit AVR schalten


von golfbaer (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte die Weichenantriebe meiner Modelleisenbahn mit einem AVR 
steuern. Dazu habe ich mir folgende Möglichkeit überlegt :

                                    Brückengleichrichter     __
                         CNY17                --------------|____|-----o
      100 Ohm   LED       _____              |         Weichenantrieb
        __              |      |             |
   o---|____|---|>|-----|1    6|    ----|<|--o--|<|---
                        |      |    |                |
Port                 ---|2    5|----o---|<|--o--|<|--o            16 V ~
ATMega               |  |      |             |       |
                     |  |3    4|---------------------
   o---|             |  |______|             |
       |             |                       |-------------------------o
       |             |
    ___|___        __|___


Doch leider funktioniert das ganze nicht.

Mit einem Oszilloskop kann ich die gleichgerichtete Wechselspannung an 
den Pins 4 und 5 des CNY17 sehen. Aber der Transistor im CNY17 schaltet 
nicht.

Wenn ich den Brückengleichrichter und den Weichenantrieb auf der rechten 
Seite entferne und dafür eine LED mit Vorwiderstand an Gleichspannung 
betreibe funktioniert es.

Hat jemand eine Idee wo das Problem liegt ?

Gruß Golfbaer

von Stefan F. (Gast)


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Der Strom durch die LED beträgt (5V-1,7V)/100Ω=33mA

Der CNY17-1 hat ein Übertragunsgverhältnis von ca 60%. Er kann also ca. 
20mA schalten. Für eine Weiche reicht das nie im leben aus. Selbst wenn 
du den CNY17-4 nimmst, der etwa 200% überträgt, kommst du nicht auf 
ausreichend Stromstärke.

Nimm lieber ein Relais. Schaltungsvorschläge findest du in der 
Artikelsammlung. Alternativ bieten sich Photo-MOS Schaltungen an, die 
sind aber teurer.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Der CNY17 wird wohl den "hohen" Strom nicht schalten können

von Wolfgang (Gast)


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golfbaer schrieb:
> ich möchte die Weichenantriebe meiner Modelleisenbahn mit einem AVR
> steuern.

So ein Weichenantrieb besteht oft nur aus zwei Elektromagneten. Wie das 
bei deinem ist, weiss ich natürlich nicht, aber Elektromagneten kann man 
ganz einfach mit Gleichspannung betreiben. Und dann recht zum Schalten 
ein einfacher MOSFET ohne weiteren Zirkus.

von Sultan (Gast)


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Ein Reedrelaise klein & fein sollte die Lösung sein.

von Sultan (Gast)


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Wer ein überzähliges 'e' sieht, wende sich bitte an das nächste 
Fundbüro. Danke.

von Torben K. (tokuhila)


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Opto-Triac, MOS3021 o.ä.

von Maik (Gast)


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nimm ein photomos...

von Flo85 (Gast)


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Ich würde einfach die Wechselspannung Gleichrichten und die 
Weichenantriebe dann (zB) über einen ULN2803 schalten. Diese Variante 
wird bei digitalen Weichendecodern (LDT zB) gerne angewandt.

Geachtet werden muss natürlich auch darauf ob der Weichenatrieb 
Endabschatung hat oder nicht.

von knollo (Gast)


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Hallo !
Bevor Du das Fahrrad nochmal neu erfindest, schauhe doch mal bei 
www.opendcc.de bzw. bei www.digital-bahn.de vorbei. Besonders bei 
letzterem gibt's noch ein paar Detailinfos für spezielle Antriebe.

Flo85 schrieb:
> Geachtet werden muss natürlich auch darauf ob der Weichenatrieb
> Endabschatung hat oder nicht.

Ja, üblicherweise schaltet der AVR aber nach max. 1s ab.

von Cube_S (Gast)


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Das sollte doch auch mit einem Triac (MOC3041 + BTA 8/600) recht einfach 
und billig gehen. In den Schaltungen werden zware gerne 220V 
eingezeichnet, meiner Erfahrung nach geht das aber auch mit 12V oder 24V 
problemlos.

von golfbaer (Gast)


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Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure Beiträge. Hat etwas gedauert bis ich testen konnte.
Bin aber mit Eurer Hilfe entscheidend weiter gekommen. Mein Schaltung 
sieht nun folgendermaßen aus :

                         MOC3022
      100 Ohm   LED       ___
        __              |      |
   o---|____|---|>|-----|1    6|-------------o-------------------------o
                        |      |             |
Port                 ---|2    5|             ^v = Triac Z0103MA   16 V ~
ATMega               |  |      |    ___      |               __
                     |  |3    4|---|_____|---o--------------|____|-----o
   o---|             |  |______|    10 k               Weichenantrieb
       |             |
       |             |
    ___|___        __|___


Der ATMega gibt einen Impuls von 50 ms aus. Das reicht um den 
Weichenantrieb zu schalten.


Dank und Gruß
golfbaer

von golfbaer (Gast)


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Hallo zusammen,

hier noch eine kleine Korrektur der Schaltung !


                         MOC3022
      330 Ohm            ____
        __              |      |
   o---|____|-----------|1    6|---------------o------------------o
                        |      |               |
Port                 ---|2    5|             __|__           16 V ~
ATMega               |  |      |    ___      _^_V_  = Triac Z0103MA
                     |  |3    4|---|_____|--/  |
   o---|             |  |______|    10 k       |        __
       |             |                         o-------|____|-----o
       |             |                             Weichenantrieb
    ___|___        __|___


Gruß golfbaer

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Wenn der AVR die Weichenantriebe nach 50ms abschaltet, ist es sinnvoll, 
die eventuell verbauten Endschalter in den Antrieben zu brücken, da 
diese oft zum Abbrennen neigen. Schleppschalter kannst Du eventuell ganz 
entfernen. So verlängerst Du die Laufzeiten und die Zuverlässigkeit der 
Antriebe.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Aber 10k am Gate kannst du für die Schaltsicherheit ruhig mal auf 
100-470 Ohm ändern. Das zündet dann immer sicher.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Matthias S. schrieb:

> Aber 10k am Gate kannst du für die Schaltsicherheit ruhig mal auf
> 100-470 Ohm ändern. Das zündet dann immer sicher.

Bei 16V und 100 Ohm dürfte man schon einen deutlichen Phasenanschnitt
haben. Ob dann die Spule noch ausreichend Strom bekommt, müsste
man zumindest testen. Zumal ja noch der Spannungsabfall am Triac
berücksichtigt werden muss. Vielleicht ist hier ein mechanisches
Relais doch die bessere Lösung.

von Wolfgang (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Vielleicht ist hier ein mechanisches Relais doch die bessere Lösung.

Man könnte den Weichenantrieb auch einfach mit Gleichspannung betreiben 
und die mit einem simplen MOSFET schalten.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> Vielleicht ist hier ein mechanisches
> Relais doch die bessere Lösung.

Nö, die beste Lösung ist es, sich von den 16V Wechselspannung für die 
Weichen endlich zu verabschieden und ULNxxxx für die Ansteuerung zu 
nehmen. Da sind die Freilaufdioden und Vorwiderstände schon drin und das 
Ganze lässt sich wunderbar an einen Controller benzeln.

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

> Harald W. schrieb:
>> Vielleicht ist hier ein mechanisches Relais doch die bessere Lösung.
>
> Man könnte den Weichenantrieb auch einfach mit Gleichspannung betreiben
> und die mit einem simplen MOSFET schalten.

Ich bin kein Modellbahnfachmann, aber kann es da nicht zu
Vormagnetisierung und Klebeffekten kommen?

von Idioten Detektor (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> aber Elektromagneten kann man
> ganz einfach mit Gleichspannung betreiben. Und dann recht zum Schalten
> ein einfacher MOSFET ohne weiteren Zirkus.

Wolfgang schrieb:
> Man könnte den Weichenantrieb auch einfach mit Gleichspannung betreiben
> und die mit einem simplen MOSFET schalten.

Man kann auch Vorschläge bis zum Erbrechen wiederholen -und sie werden 
trotzdem nicht befolgt. Dann hilft Aufstampfen mit dem Fuß und ein 
gezielter Tritt vor den Rechner.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Harald W. schrieb:
> Bei 16V und 100 Ohm dürfte man schon einen deutlichen Phasenanschnitt
> haben.

Hä? Da ist nirgends eine Kapazität oder Induktivität verbaut, wo soll 
denn da die Phasenverschiebung herkommen? Die Last spielt dabei die 
geringste Rolle.

Ich hätte vermutlich einen MOC3041/43 mit ZC Detektor verbaut, damit 
nicht so viele harte Pulse auf dem Wechselstromnetz liegen, aber so 
wirds auch gehen.

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias S. schrieb:

> Hä? Da ist nirgends eine Kapazität oder Induktivität verbaut, wo soll
> denn da die Phasenverschiebung herkommen? Die Last spielt dabei die
> geringste Rolle.

Hmm, ich hab jetzt nicht ins Datenblatt gesehen, aber bei welchem
Gatestrom des Triacs gibt es denn eine sichere Zündung?
Ich bin jetzt von 50mA ausgegangen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Die BTA10B liegt z.B. in Quadrant 1-3 bei 50mA, der BTA10C bei 25mA, das 
verdoppelt sich jeweils bei Quadrant 4.
Aber beim Z0402, der hier dicke reichen würde (4A), reichen 3mA. 
Zündspannung liegt bei diesem Typ etwa bei 1,3V.

von excurso (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Bei 16V und 100 Ohm dürfte man schon einen deutlichen Phasenanschnitt
>> haben.
>
> Hä? Da ist nirgends eine Kapazität oder Induktivität verbaut, wo soll
> denn da die Phasenverschiebung herkommen?

Da steht Phasenanschnitt! Nicht Phasenverschiebung!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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excurso schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Harald W. schrieb:
>>> Bei 16V und 100 Ohm dürfte man schon einen deutlichen Phasenanschnitt
>>> haben.
>>
>> Hä? Da ist nirgends eine Kapazität oder Induktivität verbaut, wo soll
>> denn da die Phasenverschiebung herkommen?
>
> Da steht Phasenanschnitt! Nicht Phasenverschiebung!

Genau, wo soll denn der Phasenanschnitt herkommen, wenn da nirgends eine 
Phasenverschiebung stattfindet?
Ich habe lediglich empfohlen, den viel zu hohen Vorwiderstand am Gate 
kleiner zu machen, bezugnehmend auf dieses Schaltbild:
Beitrag "Re: Wechselspannung mit AVR schalten"
 Damit wird der 'Phasenanschnitt', der durch die Zündspannung 
hervorgerufen wird, eher noch kleiner als grösser, denn der Triac zündet 
früher, weil der Gatestrom höher ist. So what?

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Matthias S. schrieb:

> Ich habe lediglich empfohlen, den viel zu hohen Vorwiderstand am Gate
> kleiner zu machen,

Ja, mit den 10 kOhm hätte es vermutlich garnicht funktioniert,
aber mir erscheinen auch die 100 Ohm noch zu gross bei Ub=16V.

von excurso (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Genau, wo soll denn der Phasenanschnitt herkommen, wenn da nirgends eine
> Phasenverschiebung stattfindet?

Was hat denn bitte Phasenanschnitt mit Phasenverschiebung gemeinsam? Das 
sind zwei verschiedene Sachen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Harald W. schrieb:
> aber mir erscheinen auch die 100 Ohm noch zu gross bei Ub=16V.

Könnte sein, das hängt sehr vom Triac ab. Mit dem o.a. Z0402 und 100 Ohm 
sind die 3mA ja schon bei (0,3 + Umoc) erreicht. Umoc (über dem MOC) 
liegt bei etwa 1V.

Bei 50mA Igt siehts da schon sehr viel schlechter aus. Da zündets erst 
bei 5V + Umoc = 6V, also sind 100 Ohm schon viel zu viel.

von Hugo (Gast)


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excurso schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Genau, wo soll denn der Phasenanschnitt herkommen, wenn da nirgends eine
>> Phasenverschiebung stattfindet?
>
> Was hat denn bitte Phasenanschnitt mit Phasenverschiebung gemeinsam? Das
> sind zwei verschiedene Sachen.

Der Zündzeitpunkt wird durch eine Phasenverschiebung gegenüber dem 
Nulldurchgang bestimmt.

von excurso (Gast)


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Hugo schrieb:
> Der Zündzeitpunkt wird durch eine Phasenverschiebung gegenüber dem
> Nulldurchgang bestimmt.

Nein, die Phasenverschiebung ist in diesem Fall die Folge des 
Phasenanschnitts. Das sind immernoch zwei Sachen, die nichts gemeinsam 
haben.

von Hugo (Gast)


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excurso schrieb:
> Hugo schrieb:
>> Der Zündzeitpunkt wird durch eine Phasenverschiebung gegenüber dem
>> Nulldurchgang bestimmt.
>
> Nein, die Phasenverschiebung ist in diesem Fall die Folge des
> Phasenanschnitts. Das sind immernoch zwei Sachen, die nichts gemeinsam
> haben.

Beides ist richtig. Durch den Phasenanschnitt geschieht eine 
Phasenverschiebung, das stimmt. Aber andererseits wird die 
Steuerspannung des Gates, die den Zündzeitpunkt des Triacs bestimmt, 
ebenfalls durch eine Phasenverschiebung erzeugt. Dafür ist in der Regel 
ein R/C-Glied im Dimmer.

von Harald W. (wilhelms)


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Hugo schrieb:
> excurso schrieb:
>> Matthias S. schrieb:
>>> Genau, wo soll denn der Phasenanschnitt herkommen, wenn da nirgends eine
>>> Phasenverschiebung stattfindet?
>>
>> Was hat denn bitte Phasenanschnitt mit Phasenverschiebung gemeinsam? Das
>> sind zwei verschiedene Sachen.
>
> Der Zündzeitpunkt wird durch eine Phasenverschiebung gegenüber dem
> Nulldurchgang bestimmt.

Streitet Euch nicht. Das ganze war ein Missverständnis zwischen
Matthias und mir. Ich hätte gleich schreiben sollen, das ich die
100 Ohm als zu groß ansehe.

von Hugo (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Streitet Euch nicht.

Alles gut :-)

von golfbaer (Gast)


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Hallo zusammen,

ja die Endschalter habe ich ausgebaut und dafür entsprechende Brücken im 
Weichenantrieb eingelötet.


Gruß golfbaer

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