Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Dimmer mit Arduino auslesen. Max Spannung begrenzen, Z-Diode? Schlechte Idee?


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von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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Der Plan

war einen 220V Dimmer über Trafo, Gleichrichter, Siebung, 
Spannungsteiler an den Arduino anzuschliessen.

Die Beobachtung

Funktioniert soweit wunderbar. Wenn auch verzögert, da der 
Siebungskondensator sich nur langsam entlädt. Zur Zeit simuliere ich den 
Dimmer mit einem Stelltrenntrafo. (Da bin ich mir nicht sicher ob ich 
das machen darf, aber bis jetzt ist mir noch nichts eingefallen wiso 
nicht.) Da ich den Stelltrafo auch höher kriege als 220V habe ich 
bemerkt das ich mit meinen Ausgangsspannungen auch über 5V kommen kann.

Das Problem

Ich denke das ich den Eingang des Arduino schützen muss vor Spannungen 
über 5V. Der Spannungsteiler ist denke ich zumindest ein bisschen 
Holzfällermethode aber etwas besseres kam mir nicht in den Sinn, dieser 
ist halt aber schwer abhängig von der reinkommenden Spannung.

Ansatz

Z-Diode gegen Masse mit strombegrenzenden Vorwiderstand. Habe aber 
gesehen, das dies nicht so gemacht wird. Vorschläge habe ich gehört mit 
Shotky-Dioden und dem 4050er Baustein. Der 4050er ist aber wenn ich es 
richtig verstanden habe nicht für analoge Signale gedacht. Und den 
Ansatz mit den Shotky-dioden verstehe ich nicht. Die Schwellspannungen 
liegen ja so gar nicht im 5V bereich...

Wenn man das richtig machen will, muss ich doch den Eingang Schützen da 
ich ja voll auf dem Netz hänge welches durchaus einmal eine Spitze 
lifern kann oder lieg ich da Falsch.

Was wäre die beste Lösung für mein Problem?

Gruess Roman

PS: Die Netzteilschaltung ist nicht wie gezeichnet, da ich ein fertiges 
Netzteilmodul aus dem Audiobereich verwendet habe damit Sicherung und 
Temperatursicherung sowie Netzfilter, vorhanden ist. Sprich diese sollte 
in Realität eingermassen ok sein.

: Bearbeitet durch User
von Hubert G. (hubertg)


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So wie du es beschreibst ist es nicht klar was du machen möchtest.
Einen Trafo mit Dimmer so ansteuern das 5V herauskommen? Wenn ja, 
vergiss es, der Stromverbrauch ist nicht gleichmäßig und somit schwankt 
die Spannung.
Zu deinem Ansatz solltest du einen Schaltplan zeichnen, dann kann man 
dazu Stellung nehmen.

von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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Schaltplan ist nun online, leider dreimal wie korrigier ich das?

Ich möchte den Ausgang des Dimmers messen, nur ungefähr damit ich 
ungefähr weiss ob der Dimmer auf 0%, 50%, 100%, etc. steht. Sprich ich 
will die Position des des Dimmers anhand dessen Output in etwa 
bestimmen. Da ich (aus Wohnungstechnischen gründen) eine LED mit 
Phasenanschnittdimmer dimmen möchte was nicht funktioniert. Deshalb das 
workaround... Dimmer auslesen, auf Arduino die PWM generieren welche 
sich abhängig vom Dimmer anpasst...

von Hubert G. (hubertg)


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Wie man Bilder löscht kann ich dir nicht sagen.
Über die Sinnhaftigkeit deines Vorhaben will ich auch nichts sagen.
Damit das überhaupt funktionieren kann musst du den Trafo mit 
Nennleistung belasten. Nach dem Gleichrichter einen kleinen Elko damit 
der Rippel eine vertretbare Größe hat. Dann der Lastwiderstand und 
danach ein Spannungsteiler der dir bei max. Eingangsspannung deine 5V 
für den ADC bringt. Eine Z-Diode am ADC-Eingang verfälscht durch den 
Leckstrom die Spannung.

von Der Andere (Gast)


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Eggerschwiler R. schrieb:
> Ich möchte den Ausgang des Dimmers messen, nur ungefähr damit ich
> ungefähr weiss ob der Dimmer auf 0%, 50%, 100%, etc. steht.

Das funktioniert so nicht, weil ein Dimmer einen Phasenan oder abschnitt 
macht und damit die Spitzenspannung selbst bei 50% die gleiche ist wie 
bei 100%. Du misst aber die Spitzenspannung.
Besser wäre es wenn du erkennt wann die SPannung 0 ist und wann von 0 
verschieden. Aus dem Verhältnis kannst du dir via Software die 
prozentuale Leistung im Vergleich zu 100% errechnen.

von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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Ist der hochohmige Eingangswiderstand des Arduino nicht mein 
Lastwiderstand?


Funktionieren tut es aktuell. (Mit dem Stelltrenntrafo...)

Den Rippelstrom habe ich nicht beachtet da ich davon ausging, dass nur 
wenig Strom fliest wenn der Lastwiderstand(Eingangswiderstand des 
Arduinos) hoch ist.

Natürlich kann ich den Spannungsteiler auf die maximale Spannung + 
Reserve anpassen, wenn aber aus welchem Grund auch immer (Schwankungen 
im Netz?) eine höhere Spannung kommt, kill ich doch den Arduino. Dies 
gilt es doch zu vermeiden.

@ Der Andere

Wenn ich das Dimmersignal gleichrichte und siebe, müsste ich doch eine 
proportionale Gleichspannung kriegen. Da sich der Effektivwert der im 
Vergleich zum Sinus-Effektivwert (irgendwas mit Wurzel2 meine ich mich 
zu erinnern) verschiebt ...?

von Hubert G. (hubertg)


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Eggerschwiler R. schrieb:
> Ist der hochohmige Eingangswiderstand des Arduino nicht mein
> Lastwiderstand?

Nein, ist er nicht, oder nur im geringsten Ausmaß.

Mit dem Stelltrenntrafo verringerst du ja auch die Spitzenspannung des 
Trafo.

Unbelastet ändert sich an der Ausgangsspannung nichts solange die 
Spitzenspannung auf Maximum bleibt.

Ich bin der Meinung du solltest einmal dein tatsächliches Problem 
schildern und nicht auf welchen krummen Wegen du es beheben willst.

von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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Ich will einen LED-Chip dimmen. Die PWM dazu liefert ein Arduino Nano. 
Via LED-Treiber mit PWM-Eingang funktioniert das toll. Bei der Steckdose 
an welcher ich die LED Anschliessen will liegt auch ein Anschluss 
welcher Dimmbar ist. Diesen gedimmten Anschluss möchte ich meine PWM 
steuern.

Gründe dafür: Ich muss nichts an der bestehenden Elektro-Installation 
abändern.

: Bearbeitet durch User
von temp (Gast)


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Wenn ich das richtig verstehe ist dann an deinem Dimmer keine richtige 
Last mehr dran. Unter diesen Umständen ist von geht bis geht niemals 
alles möglich, je nach Dimmer. Dimmer die nur 2 polig in den Stromkreis 
eingeschleift sind brauchen immer eine gewisse Grundlast damit sie 
überhaupt funktionieren. Die musst du dann auf alle Fälle in Wärme 
verbraten. Kannst ja mal probieren ob 27kOhm in Reihe mit einem 
Optokoppler wie SFH620 (der geht in beiden Halbwellen) noch 
funktionieren. Der sollte dann aber wenigstens 2W und die Spannung 
vertragen.

Das was du mit Gleichrichten und Sieben vor hast wird nicht 
funktionieren, da du nur die Spitzenspannung misst. Wenn, dann sollte 
nach dem Gleichrichter ein Widerstand gegen Masse um die 
Ausgangsimpedanz des Gleichrichters zu definieren. Dann noch ein 
deutlich größerer Widerstand in Reihe vor den Elko damit das ein Filter 
ergibt. Es ist aber sicher einfacher den Ausgang des o.g. Optokopplers 
digital mit dem Arduino zu vermessen.

von Hubert G. (hubertg)


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Es ist jetzt klar was du machen möchtest. Es wird aber so einfach nicht 
funktionieren. Du musst den Strom messen und nicht die Spannung, da die 
Spannung unbelastet im weiten Bereich gleich bleibt.
Es könnte vielleicht im Dimmerbereich von 0 - 50% eingeschränkt 
funktionieren. Du musst dabei aber auch bedenken das der Dimmer eine 
gewisse Mindestlast braucht.
Es wird aber sicher nie zufriedenstellend funktionieren.

von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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War schwer zu glauben da es ja am Trenntrafo funktioniert hat :-D weiss 
jetzt wieso und hab es verkraftet :-D

Dann wird die Optokoppler-Geschichte das einfachste sein. Darf ich 
fragen, wie die 27k und die 2W berechnet oder geschätzt sind?

von Hubert G. (hubertg)


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Was willst du mit dem OK messen? Wieviel du von einer Halbwelle 
abschneidest? Also den Abstand zwischen zwei Pulse?

: Bearbeitet durch User
von Klaus (Gast)


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Eggerschwiler R. schrieb:
> Da ich (aus Wohnungstechnischen gründen) eine LED mit
> Phasenanschnittdimmer dimmen möchte was nicht funktioniert.

Das ist nicht gesgt. Es gibt LED Leuchten. die sich mit einem 
Standard-Dimmer steuern lassen.

https://www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=SB_20161122070718&SearchText=Integrated+Driver+PCB+Bulb+Panel+Driverless+Led+PCB

https://www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=AS_20161122070226&SearchText=led+230v+dimmable

MfG Klaus

von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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Die Zeit in der die Spannung null ist. Mit der halben Periodendauer die 
ja bekannt ist denke ich könnte diese Werte vergleichen und habe somit 
einen Wert den ich auswerten kann. Ob dieser Linear ist weis ich nicht 
aber für diesen Zweck wirds schon reichen.

Weshalb fragst du? Übersehe ich bereits wieder etwas?

Um die Dauer zu messen hätte ich die PulseIn-Funktion auf dem Arduino 
genutzt...

@Klaus dies ist in diesem Fall keine Lösung da ich die anderen Chips 
bereits gekauft und verbaut habe... aber wäre wohl das einfachste 
gewesen... :-D

: Bearbeitet durch User
von Hubert G. (hubertg)


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Eggerschwiler R. schrieb:
> Weshalb fragst du? Übersehe ich bereits wieder etwas?
>
> Um die Dauer zu messen hätte ich die PulseIn-Funktion auf dem Arduino
> genutzt...

Das könnte ich mir vorstellen das es funktioniert.
Abgesehen davon ob der Dimmer mitspielt.

: Bearbeitet durch User
von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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Jetzt stellt sich mir nur noch die oben genannte Frage.

Darf ich fragen, wie die 27k und die 2W berechnet oder geschätzt sind? 
Hab irgendwie Hemmungen das zu machen wenn ichs nicht berechnen kann...

: Bearbeitet durch User
von Hubert G. (hubertg)


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Du schaust ins Datenblatt des OK dort steht wieviel Strom die Diode 
Braucht, nicht Imax nehmen. Es werden so 5 bis 10mA sein. Also 230/0,01. 
Etwas weniger Strom kann es sein also nächster Wert 27k.
Ein 2W Widerstand wird noch ordentlich warm.
Jetzt musst du noch nachsehen wieviel Mindestlast dein Dimmer braucht.

von MaWin (Gast)


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Eggerschwiler R. schrieb:
> Da bin ich mir nicht sicher ob ich das machen darf, aber bis jetzt ist
> mir noch nichts eingefallen wiso nicht.)

Erstens ist ein Dimmer nicht netzgetrennt  dann lädt er den Kondensator 
ab 50% immer auf die Spitzenspannung auf weil er die ja nur anschneidet.

> Ich denke das ich den Eingang des Arduino schützen muss vor Spannungen
> über 5V

So lange die Widerstandswerte des Spannungsteilers hoch genug sind, so 
dass maximal 20mA bei Überspannung fliessen, 1mA im Normalfall reicht 
dicke, ist er durch sie geschützt.

von Roman E. (Firma: Herr) (romn)


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Bei dem erwähnten SFH620 scheinen es 60mA zu saein was dann 
230V/0.06A=3900Ohm ergibt. Somit dann eine Leistung 0.06A*230V=13.8W 
ergeben würde...
Bin ich richtig in der Annahme besser einen OK zu nehmen der nur wie du 
erwähnt hast 10mA hat damit der Widerstand ein weniger in Wärme 
umwandeln muss...?

Den Dimmer muss ich zuerst noch abklären da ich auf diesen keinen 
Zugriff habe da er fest bei meiner Schwester verbaut ist...deswegen hab 
ich auch den Fehler gemacht den Stelltrenntrafo zu nehmen...:-D

Datasheet SFH620
http://www.vishay.com/docs/83675/sfh620a.pdf

: Bearbeitet durch User
von Hubert G. (hubertg)


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60mA sind das äusserste Maximum. 10mA sind mehr als genug.
Es gibt auch noch mehrere Typen, z.B. PC814

von Robert L. (lrlr)


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an den Dimmer ist dann ja nichts angeschlossen
die haben alle eine Mindestlast..
das wird man ganix messen..

von Hubert G. (hubertg)


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Robert L. schrieb:
> an den Dimmer ist dann ja nichts angeschlossen
> die haben alle eine Mindestlast..

Schon richtig, allerdings kann man den OK nicht als Last missbrauchen. 
Die Last gehört dann parallel dazu.

von temp (Gast)


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danke erst mal an alle die in meiner Abwesenheit die vorgeschlagenen 27k 
und den Optokoppler erklärt haben.

Robert L. schrieb:
> an den Dimmer ist dann ja nichts angeschlossen
> die haben alle eine Mindestlast..
> das wird man ganix messen..

Das mit "alle" stimmt so schon mal pauschal nicht. Es gibt Dimmer die 
können auch LEDs mit 2W vernünftig dimmen und andere die bei 15W nicht 
gehen. Was das Minimum wirklich ist kann man nur ausprobieren. Ein Qszi 
sollte da aber schon zur Verfügung stehen und auch bedient werden 
können.

von temp (Gast)


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Hubert G. schrieb:
> Schon richtig, allerdings kann man den OK nicht als Last missbrauchen.
> Die Last gehört dann parallel dazu.

Was ist die Reihenschaltung eines Optokopplers mit einem Widerstand 
anders als eine Last? Ob sie reicht ist eine andere Frage.

von Robert L. (lrlr)


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>Ob sie reicht ist eine andere Frage.

was hast eigentlich GENAU für einen Dimmer?

einen ganz gewöhlichen Old-School UP - Drehdimmer??

von ?? Jung, gira ???

: Bearbeitet durch User

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