Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 1500 Volt auf 5 Volt reduzieren und Messen (Spannungsteiler)


von BEN B. (kondensatorschaden)


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Hallo Usergemeinde,

ich brauch mal eure Erfahrung zum Thema Spannungsteiler :

Ich will von 1500 Volt (wenige Mikro Amper) die Spannung auf 5 Volt 
bringen damit ich diese mit dem Arduino Messen kann.

Hintergrund : Ich habe eine Insektenschröter welcher Hochspannung (1500 
Volt) erzeugt, diese packe ich in einen Hochspannungskondensator und 
warte bis ein Insekt reinkriecht und somit die Spannung entlädt.

Nu will ich wissen wann das passiert, damit ich den Kondensator wieder 
aufladen kann.

Idee : Spannung soweit runter bringen und dann von Zeit zu Zeit die 
Spannung des Kondensators mit Mikrocontroller messen.

Laut diesem Online Rechner müsste ich zwei Widerstände R1= 10K und R2 
=22 Ohm in Reihe schalten.

Link : http://www.peacesoftware.de/einigewerte/spannungsteiler.html

Was haltet Ihr davon könnte das klappen ?

Danke für euer Feedback.

von Joachim B. (jar)


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BEN B. schrieb:
> müsste ich zwei Widerstände

Spannungsfestigkeit von R1?

wenn du die 10k richtig berechnet hast würde ich auf 10x 1k gehen für 
SMD oder 5x 2k MF 0207

von Karl M. (Gast)


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Hallo,

/1500 Volt (wenige Mikro Amper)/ und dein Spannungsteiler passen nicht 
zusammen. Auch muss man auf den Eingangswiderstand des Atmel AVR Adc 
achten.
Lieber noch einen OPV mit a=1 dazwischen schalten, den kann man auch 
belasten.

von Stefan (Gast)


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Rechne dir doch bitte mal aus, welcher Strom bei 10kOhm an 1.5kV fließt. 
Kann das deine Quelle überhaupt liefern?

von Dieter W. (dds5)


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BEN B. schrieb:
> könnte das klappen ?

Das klappt ganz sicher nicht!

Mit dieser Dimensionierung des Spannungsteilers ist der Kondensator 
innerhalb weniger Millisekunden leer.

Aber auch wenn der Spannungsteiler wesentlich hochohmiger wäre entlädt 
er den Kondensator im Laufe der Zeit und die Wirkung ist dahin.

von B. S. (bestucki)


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BEN B. schrieb:
> Laut diesem Online Rechner müsste ich zwei Widerstände R1= 10K und R2
> =22 Ohm in Reihe schalten.

Bei 1.5kV fliesst dann ein Strom von rund 150mA. Ergibt eine 
Verlustleistung von 225W am Spannungsteiler. Das ist bestimmt nicht das, 
was du möchtest. Der Spannungsteiler muss um einiges hochohmiger sein 
und achte auf die Spannungsfestigkeit der Widerstände.

von Joachim B. (jar)


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Karl M. schrieb:
> /1500 Volt (wenige Mikro Amper)/ und dein Spannungsteiler passen nicht
> zusammen.

stimmt, das wären 150mA

1500V/10k wie soll das gehen wenn deine 1500V nur µA können?

Der obere Teiler müsste ja mindestens 100 M Ohm haben -> 15µA
oder bei 1 G Ohm 1,5µA

falls mein Rechner nicht wieder spinnt

von Bernd (Gast)


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BEN B. schrieb:
> Laut diesem Online Rechner müsste ich zwei Widerstände R1= 10K und R2
> =22 Ohm in Reihe schalten.



Joachim B. schrieb:
> BEN B. schrieb:
>> müsste ich zwei Widerstände
>
> Spannungsfestigkeit von R1?
>
> wenn du die 10k richtig berechnet hast würde ich auf 10x 1k gehen für
> SMD oder 5x 2k MF 0207

Mir persönlich ist das alles zu niederohmig.
Du musst bedenken, dass dein Messwiderstand ggf. schon dein 
Hochspannungs-C entladen kann, je nach dem, die kräftig deine Quelle 
wiederum ist.

Mach' 10MegOhm zu 33k, das ist ein in der Praxis gängiger Wert. An den 
Fußpunktabgriff packt du noch einen Opamp-Buffer mit G=1 rein und gut 
ist.
Die 10MegOhm als 10x MELF 0207 1MOhm ausführen, dann reichen auch die 
Spannungsfestigkeiten und Kriechstecken.

von Joachim B. (jar)


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Bernd schrieb:
> Die 10MegOhm als 10x MELF

1500V / 10 Mohm = 150µA ich glaube das schafft seine Fliegenklatsche 
nicht:
150µA sind ja nun mal nicht wenige:

BEN B. schrieb:
> (wenige Mikro Amper)

von W.S. (Gast)


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BEN B. schrieb:
> Ich will von 1500 Volt (wenige Mikro Amper) die Spannung auf 5 Volt
> bringen damit ich diese mit dem Arduino Messen kann.

So, wenige µA sollen es sein.
Nehmen wir mal 1.5 kV / 1.5 µA, das macht ein sattes Gigaohm aus.
Gratulation!
Entweder du beschaffst dir einen hochspannungsfesten Widerstand, so im 
Bereich 1.5 GOhm (Kolloid, die Dinger sind in Glasröhrchen 
eingeschmolzen) oder du setzt sowas aus 22 MOhm-Widerständen zusammen. 
Das ist - zugegebenermaßen - durchaus eine anspruchsvolle Aufgabe.

Warum 22 M Ohm? weil das so ziemlich der größte handelsübliche Wert ist, 
den man auch als Bastler ohne Umstände beschaffen kann. Wahrscheinlich 
gibt es auch passende echte Hochspannungswiderstände, aber die möge der 
TO bitte selber suchen.

W.S.

von Sascha W. (sascha-w)


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Für den Zweck den der TO beschreibt könnte man auch mit einem kleinen 
Serienwiderstand den Moment der Entladung durch Insekten am Stromfluss 
detektieren. Aber wie es scheint wurde an der Stelle noch nicht bedacht 
das sich der Kondi auch ohne Insekt zeitnah durch den Leckstrom entladen 
wird.
Wobei man letzters evl. auch einfach pauchal durch Nachladen alle paar 
Minuten (durch vorheriges messen feststellen) ausgleichen könnte.

Sascha

von BEN B. (kondensatorschaden)


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Sascha W. schrieb:
> Für den Zweck den der TO beschreibt könnte man auch mit einem kleinen
> Serienwiderstand den Moment der Entladung durch Insekten am Stromfluss
> detektieren. Aber wie es scheint wurde an der Stelle noch nicht bedacht
> das sich der Kondi auch ohne Insekt zeitnah durch den Leckstrom entladen
> wird.

Dere Kondensator hält die Spannung bis zu 5 Stunden so das bei 
Kurzschluss immer noch ziehmlich Starke Funken fliegen.

Genau das Nachladen von alle paar Min versuche ich ja durch das Messen 
zu Vermeiden.

Die Fliegenklatsche wird mit zwei AA Batterien (2500 mAh) betrieben. Das 
Laden des Kondensators (1xmal in der Minute) zieht 300 mA  hält das ding 
zwar paar Tage jedoch versuche ich das durch die Messung erst nachladen 
wenn der Kondensator entladen ist auf einige Monate zu erhöhen.

von BEN B. (kondensatorschaden)


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Die Quelle ist ein Hochspannungs Folienkondensator mit einer 
Spannungsfestigkeit bis zu 1600 V somit sollte der den Strom liefern 
können.

von Hallo (Gast)


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Mal jemand an einen kapazitiven Spannungsteiler gedacht?

von MaWin (Gast)


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BEN B. schrieb:
> Laut diesem Online Rechner müsste ich zwei Widerstände R1= 10K und R2
> =22 Ohm in Reihe schalten.
> Was haltet Ihr davon könnte das klappen ?

Ist schon wieder Freitag ?

Wie lange soll ein 1500V Kondensator an 10kOhm geladen bleiben ?

Warum kommen kommerzielle Insektenkiller ohne Arduino aus ?

Sascha W. schrieb:
> Für den Zweck den der TO beschreibt könnte man auch mit einem kleinen
> Serienwiderstand den Moment der Entladung durch Insekten am Stromfluss
> detektieren

Genau so macht man es bei Geigerzählern. Dann ist, so lange kein Indekt 
drin hängt, der Vebrauch = 0

von Sascha W. (sascha-w)


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BEN B. schrieb:
> Sascha W. schrieb:
>> Für den Zweck den der TO beschreibt könnte man auch mit einem kleinen
>> Serienwiderstand den Moment der Entladung durch Insekten am Stromfluss
>> detektieren. Aber wie es scheint wurde an der Stelle noch nicht bedacht
>> das sich der Kondi auch ohne Insekt zeitnah durch den Leckstrom entladen
>> wird.
>
> Dere Kondensator hält die Spannung bis zu 5 Stunden so das bei
> Kurzschluss immer noch ziehmlich Starke Funken fliegen.
Ok, das ist schon ganz schön lang
Währe die Frage wie weit die dauerhafte Messung die Zeit reduziert

> Genau das Nachladen von alle paar Min versuche ich ja durch das Messen
> zu Vermeiden.
Vielleich 1x pro Stunde? - und wie geschildert den Auslösefall erfassen.

Sascha

von B. S. (bestucki)


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Sascha W. schrieb:
> Für den Zweck den der TO beschreibt könnte man auch mit einem kleinen
> Serienwiderstand den Moment der Entladung durch Insekten am Stromfluss
> detektieren.

Hatte ich mir auch schon überlegt, die Spannung am Shunt wäre aber kaum 
zu beherrschen, da der Widerstand des Insekts unbekannt ist. Zudem 
könnte man den Kondensator auch mit einem metallischen Gegenstand 
kurzschliessen.

Einfache Drehzahlmessgeräte für Zweitakter messen den Zündimpuls über 
einen Draht, der parallel zum Zündkabel platziert ist. Evt. eine 
Möglichkeit. Man müsste man jedoch testen, ob da was Brauchbares 
rauskommt.

von c.m. (Gast)


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Hallo schrieb:
> Mal jemand an einen kapazitiven Spannungsteiler gedacht?

ja, mit balancer widerständen.

von Falk B. (falk)


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@BEN BEN (kondensatorschaden)

>Dere Kondensator hält die Spannung bis zu 5 Stunden so das bei

Ganz schön lange.

>Kurzschluss immer noch ziehmlich Starke Funken fliegen.

>Genau das Nachladen von alle paar Min versuche ich ja durch das Messen
>zu Vermeiden.

Dann müsste man EXTREM hochohmig messen, mit DEUTLICH mehr als 1GOhm.
Der Kondensator hat sicher nur wenige nF. 1nF * 1 GOhm = 1s

Also hat dein Kondensator ein um GRÖßENordnungen höheren 
Isolationswiderstand.

>Die Fliegenklatsche wird mit zwei AA Batterien (2500 mAh) betrieben. Das
>Laden des Kondensators (1xmal in der Minute) zieht 300 mA

Wie lange werden 300mA gezogen?

> hält das ding
>zwar paar Tage jedoch versuche ich das durch die Messung erst nachladen
>wenn der Kondensator entladen ist auf einige Monate zu erhöhen.

Dann müsste man eine deutlich hochohmigere Meßmethode anwenden. 
Wahrscheinlich kapazitiv, E-Feld messen irgendsowas.

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrofeldmeter

von Karl M. (Gast)


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"kapazitiven Spannungsteiler", wenn es AC wäre, ja.

von BEN B. (kondensatorschaden)


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Vielen Dank für eure guten Informationen und Ideen.

Ich versuch es mal mit Metallglasurwiederstände einen Spannungsteiler 
aufzubauen und dann erstmal mit dem Multimeter Messen.

Wenn das klappt gehe ich an den Mikrocontroller dran.


Die sollen angeblich bis zu 3500 V Spannungsfest sein.

Link : 
http://www.weltroniker.de/index.php?code=widerstaende_metallglasurwiderstaende&a5=1600V

@fald Die 300 mA werden etwa 1 Sekunde gezogen.

von Falk B. (falk)


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@BEN BEN (kondensatorschaden)

>Ich versuch es mal mit Metallglasurwiederstände einen Spannungsteiler
>aufzubauen und dann erstmal mit dem Multimeter Messen.

Versuchs mal mit lesen, rechnen und denken.

>Wenn das klappt gehe ich an den Mikrocontroller dran.

OMG!

>Die sollen angeblich bis zu 3500 V Spannungsfest sein.

>Link :
>http://www.weltroniker.de/index.php?code=widerstae...

Lass die Finger davon.

>@fald Die 300 mA werden etwa 1 Sekunde gezogen.

Ist doch wenig! Das sind 300mAs. Erhöhe die Ladeperiode von 1min auf 
10min oder mehr und die Batterien halten 10x mehr.

von Jakob (Gast)


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Zeig doch mal die Ladeschaltung!

Da findet sich vielleicht ein Punkt, an dem man verlustarm
abgreifen kann, dass Strom fließt:
- Sofortige Aufladung nach Ladungsverlust durch Insekt

Ansonsten nur nach möglichst langer Zeit (experimentell
ermitteln):
- Aufladung zur Kompensation der Selbstentladung.

Damit ist das Ding bei optimalem Stromsparen maximal
einsatzbereit.

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