230V AC Phasenanschnitt

[Julian H. (julian_hartmann)]

Hallo zusammen,

ich bin ganz neu hier bei mikrocontroller.net und habe auch direkt ein 
kleines Problem mit meiner analogen Schaltung.

Geschaltet werden soll ein kleiner Lüfter mit einer Stromaufnahme von 
0,13A im Nennbetrieb. Es soll eine Drehzahlregelung mittels einer 
Phasenanschnittsteuerung realisiert werden, die ich bereits aufgebaut 
habe.

Ich habe einen BT136-600D Triac verwendet und einen MOC3021. Die 
Schaltung befindet sich im Anhang, sie ist genauso aufgebaut. Die 
Erkennung des Nulldurchgangs funktioniert zuverlässig durch den Arduino.
Wenn ich den Ausgang des Arduinos ansteuer, dann schaltet der Triac gar 
nicht durch bzw. der Lüfter dreht sich gar nicht, auch wenn ich den 
Ausgang dauerhaft auf HIGH setze.
Vielleicht kann mir jemand helfen :)

Die Links zu den Datenblättern:
BT136: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/153427-da-01-en-TRIAC_BT136_600D_127__TO220__NXP.pdf

MOC3021: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1100000-1199999/001127431-da-01-en-OPTOKOPPLER_TRIAC_OUT_MOC3021_DIP_6_LTO.pdf

Gruß
Julian

[Andrew T. (marsufant)]

Julian H. schrieb:
> Wenn ich den Ausgang des Arduinos ansteuer, dann schaltet der Triac gar
> nicht durch b

Seite 6 des Datenblattes:  ca. 15mA  Strom durch die LED für die 
Exemplare die den "worst case" haben,

Dein Arduino (3.3 oder 5V?) mit 470 Ohm bleibt da vermutlich deutlich 
drunter.

470 Ohm verkleinern...

[Michael B. (laberkopp)]

Julian H. schrieb:
> Ich habe einen BT136-600D Triac verwendet und einen MOC3021.

Wie kommt man auf die Idee, in Deutschland bei 230V~ einen MOC3021 zu 
verwenden, der gerade mal für US-amerikanische 117V~ geeignet ist ?

Hier muss ein MOC3051 her. Der hält dann wniegstens die 600V aus, die 
dein TRIAC auch überlebt.

Auch lohnt sich ein 250V~ VDR zur Begrenzung der Überspannung auf 595V.

Auch ist der 180 Ohm Widerstand für die 117V ausgelegt, wir braucht hier 
zumindest 330Ohm (1A Maximum des MOC), 470 gehen auch.

Wenn es mit 470 Ohm = 8mA funktionieren soll, brauchst du wohl schon 
einen MOC3053. Nimm lieber 220 Ohm, dann reicht ein MOC3051. Ganz 
allgemein empfiehlt es sich die CDATENBLÄTTER von den Teilen zu lesen 
die man so verbaut. Verlinkt hast du sie ja zumindest.

Ob der Lüfter eine so induktive Last ist, daß R1/C1 die nötige 
Phasenverschiebung der MOC Steuerspannung ergeben, weiss ich nicht. 
Beachte aber, daß diese Phasenverschiebung der MOC Steuerspannung die 
Zone in der er nicht getriggert werden kann vom Nulldurchgang des 
Stromnetzes hin zu einer anderen Zeit innerhalb der Phase verschiebt, 
z.B. auf 45 Grad und dann ein Zünden bei 70-80% eben nicht möglich ist.

[hinz (Gast)]

Julian H. schrieb:
> BT136-600D

Ohne Snubber...

Der verträgt nur 5V/µs.

[Der Andere (Gast)]

Bliebe noch zu klären ob sich der Lüfter überhaupt per Phasenanschnitt 
(halbwegs sauber) steuern lässt.

[Julian H. (julian_hartmann)]

Vielen Dank für die schnelle Antwort :)  Ich werden es sofort umsetzen 
und versuchen andere Bauteile auszusuchen, die den Spezifikationen 
entsprechen.
Dankeschön :)

[hauspapa (Gast)]

Mach mal ein Foto vom Aufbau.

Ich geb mal noch einen Hinweis auf die 5 Sicherheitsregeln. Ist bei 
Netzspannung nicht verkehrt sich dran zu halten.

viel Erfolg
hauspapa

[Karl B. (gustav)]

Hi,
den im Anhang rot markierten Schaltungsteilen sollte erhöhte 
Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Wichtig:
Überhaupt ein Snubber, der fehlt im Originalschaltbild oben gänzlich.

Zur Dimensionierung:

Der Andere schrieb:
> Bliebe noch zu klären ob sich der Lüfter überhaupt per Phasenanschnitt
> (halbwegs sauber) steuern lässt.

Da hilft Probieren oder Rückgriff auf erprobte Schaltungen, die für 
diese Art von Lüfter schon vorliegen. (Einige "Synchron"motoren gehen 
vielleicht kaputt und brummen nur.)

Die Spannung (12V hier gezeichnet): wie hoch ist die tatsächlich, mit 
der die "LED" angesteuert wird? R entsprechend anpassen.

http://www.leds.de/Widerstandsrechner/


etc.

ciao
gustav

[Julian H. (julian_hartmann)]

> Da hilft Probieren oder Rückgriff auf erprobte Schaltungen, die für
> diese Art von Lüfter schon vorliegen. (Einige "Synchron"motoren gehen
> vielleicht kaputt und brummen nur.)

Im Lüfter befindet sich ein Spaltpolmotor, welcher über mittels einer 
Phasenanschnittssteurung regelbar ist, dies habe ich bereits mit einer 
anderen Schaltung ausprobiert.

> Die Spannung (12V hier gezeichnet): wie hoch ist die tatsächlich, mit
> der die "LED" angesteuert wird? R entsprechend anpassen.
Die Spannung beträgt 5 V. Der Arduino schaltet den Ausgang mit 5 V und 
max. 25 mA.

[Andrew T. (marsufant)]

Julian H. schrieb:
> Die Spannung beträgt 5 V. Der Arduino schaltet den Ausgang mit 5 V und
> max. 25 mA.

Ich würde nehmen: 240 Ohm.

[Michael B. (laberkopp)]

Karl B. schrieb:
> den im Anhang rot markierten Schaltungsteilen sollte erhöhte
> Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Du meinst, Optokoppler und TRIAC nicht ? Da hatten wir doch schon das 
Drama mit dem spannungsmässig untauglichen MOC3021 und (was beim 
Spaltpolmotor als Last eher akzeptabel ist) den eher zickigen BT136 
"very sensitive gate", daher auch very sensitive auf steile Flanken und 
fusing integral I2t von 3.1A2s, maximal also eine flinke 1.25A Sicherung 
wenn die Sicherung bei Kurzschluss der Last den TRIAC noch schützen 
soll.

[Julian H. (julian_hartmann)]

Michael B. schrieb:
> den eher zickigen BT136
> "very sensitive gate",

Danke für die Anmerkung. gibt es einen anderen empfehlenswerteren Triac 
für meine Verwendung mit niedrigen Strömen ? :)

[Michael B. (laberkopp)]

Julian H. schrieb:
> Danke für die Anmerkung. gibt es einen anderen empfehlenswerteren Triac
> für meine Verwendung mit niedrigen Strömen ? :)

Da deine Pumpe wohl nicht mehr als 230 VA haben wird, geht der schon. 
Nur für 4A (wie maximal aufgedruckt) ist er eher nicht brauchbar weil 
man ihn nicht absichern kann, auch zündet er gerne wenn der Dimmer in 
die Steckdose eingestöpselt wird für eine Halbwelle, was die Pumpe aber 
auch nicht stört.

Beliebt ist der BTB08-600CW weil er 8A und 36A2s (erlaubt flinke 
Sicherung bis 4A) aushält und in vielen Anwendungen snubberless 
arbeitet.

[Julian H. (julian_hartmann)]

Vielen Dank :) Ich werden mehrere Optionen ausprobieren.

[Karl B. (gustav)]

Hi,
"Mein" BT139/600 schaltet seit 15 Jahren schon störungsfrei im 
Impulspaketbetrieb 2 kW (bis zu 4 kW getestet),
allerdings auf *Kühlkörper 0,5 ° pro Watt*.

Der im Bild hat schon größere Werte aber auch ein gewisses 
Montageproblem.

ciao
gustav

[Stefan F. (Gast)]

R1 = 2,4k Ohm kommt mir seeeehr hoch vor. Damit kann der Triac kaum 
schnell genug zünden.

Nimm die Schaltung von Karl B., die ist viel besser. Oder folge der 
Beispielschaltung im Datenblatt des MOC3041, die ist sehr ähnlich.

[hinz (Gast)]

PR36MF12NSZ

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Julian H. schrieb:
> Geschaltet werden soll ein kleiner Lüfter mit einer Stromaufnahme von
> 0,13A im Nennbetrieb.
Ich nehme ein AQH3213. Das packt den Lüfter auch ohne Snubber...

[hinz (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> AQH3213

Er will Phasenanschnitt machen, also AQH3223. Es werden auch die etwas 
schwächeren Varianten reichen.

[Julian H. (julian_hartmann)]

Ich habe nochmal eine Frage zu der Schaltung von Karl B.:
Muss ich die Widerstände R5 und R6 für die verwendung eines MOC3021?
Ich stehe irgndwie komplett auf dem Schlauch, eigentlich müssten die 
doch so passen?
Den Widerstand R4 niederohmiger zu machen ist klar wegen den 5V 
Versorgungsspanung :)

[Stefan F. (Gast)]

> Muss ich die Widerstände R5 und R6 für die verwendung eines MOC3021?

Musst du was?

[Julian H. (julian_hartmann)]

....ändern oder anpassen wollte ich noch schreiben :) sorry

[Michael B. (laberkopp)]

Julian H. schrieb:
> Muss ich die Widerstände R5 und R6 für die verwendung eines MOC3021?

Du musst den MOC3021 gar nicht verwenden.

Für 230V~ passen die so.

[hinz (Gast)]

Vor allem den Snubber anpassen!

[Julian H. (julian_hartmann)]

okay, die Teile sind bestellt :) Ich melde mich nochmal, fals es 
Probleme geben sollte. Im Anhang findet ihr noch ein Bild von meiner 
akutellen Schaltung.

[VOA (Gast)]

Karl B. schrieb:
> Hi,
> den im Anhang rot markierten Schaltungsteilen sollte erhöhte
> Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Ich würde sagen, die allergrößte Aufmerksamkeit gebührt C2 in deiner 
Schaltung! Der lädt sich nämlich einmal auf und dann leuchtet die LED 
des Optokopplers vorerst mal nie wieder. Bis er sich dann irgendwann 
einmal, durch seinen eigenen Reststrom wieder entladen hat...

Karl B. schrieb:
> Da hilft Probieren oder Rückgriff auf erprobte Schaltungen,

Wozu das da oben wohl eher nicht gehört...:-)

[Tom (Gast)]

VOA schrieb:
>> Da hilft Probieren oder Rückgriff auf erprobte Schaltungen,
>
> Wozu das da oben wohl eher nicht gehört...:-)

Genau. Wie Du schon zu lesen bekamst, ist die Schaltung (so, wie sie 
ist) irrsinnig. Zu "erprobte Schaltungen" darf man - genauer definiert - 
noch den Terminus "aus sicherer Quelle" hinzufügen, und vielleicht sogar 
noch "erwiesenermaßen fachlich korrekt".

Denn oft genug wird ja im Internet behauptet, diese und jene Schaltung 
sei erprobt (hab ich selbst gebaut - geht! (*)), stamme von diesem und 
jenem (real eben meist nur Pseudo-)"Profi", etc. pp.

Es gibt aber durchaus einige "bekannte" gute Quellen für diverse 
Schaltungen, mitsamt der Funktionsbeschreibung. Recht gut ist z.B. das 
"Elektronik-Kompendium", hier die Startseite (mit Links zu diversen 
Themen):

http://www.elektronik-kompendium.de/

(Daß ein beliebiger Laie eine bestimmte Schaltung mit bestimmten 
Bauteilen m. o. w. zufällig "zum Laufen brachte", ist noch kein Grund, 
zu denken, man könne diese funktionierend nachbauen.

Und zwar unabhängig davon, ob man "sogar genau die gleichen Teile hat" 
(denkste - versch. Hersteller, Toleranzen, ...), oder, was die Chancen 
noch mal schmälert, "nur Ähnliches da hat".

Man weiß ja nicht einmal, was genau derjenige unter "Funktion" versteht. 
^^

Schaltungen von Fachleuten hingegen sind meist tolerant gegenüber 
Bauteiltoleranzen, oder gar kleinen(!) Änderungen. Denn daß z.B. bei der 
Stromverstärkung von BJTs mit (die Toleranzen z.B. untersch. Hersteller 
locker abdeckenden) Sicherheitsmargen dimensioniert wird, gehört unter 
Fachleuten/Könnern "zum guten Ton".)

Du hast also eh jedes Mal die freie Wahl: Herumexperimentieren mit nicht 
erprobten, oder Nachbau von erprobten Schaltungen.

[VOA (Gast)]

Karl B. schrieb:
> Mein" BT139/600 schaltet seit 15 Jahren schon störungsfrei

Stefan U. schrieb:
> Nimm die Schaltung von Karl B., die ist viel besser.

Na ja, ömmm, ja, also eigentlich nicht!
Jedenfalls mit Sicherheit nicht mit dem BT139. Neben dem oben 
angesprochenen Problem  mit dem sinnlosen C2, ist es natürlich auch so, 
daß der BT139, wie fast alle Triacs, in allen vier Quadranten zündet.

Also sowohl positive als auch negative Spannung am Gate, sowohl gegen A1 
als auch gegen A2 (gelegentlich, z.b. im Datenblatt unten, auch als T1 
und T2 bezeichnet) führen zum Einschalten des Triacs.

Bezogen auf die Schaltung oben bedeutet das, daß T2 wird praktisch immer 
eingeschaltet ist. Entweder über R5,T1 wie vermutlich beabsichtigt, oder 
falls T1 sperrt, über R6. Ist also so eine Art dauer-on Schaltung. :-)

Alles halb so schlimm, das Netz ist voll mit sinnlosen Schaltplänen, 
meist an grün/brauner Farbgebung erkennbar. Hier aber zur Abwechslung 
mal in schwarz/weiß/rot...:-)

http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/BT139-600.pdf

[Karl B. (gustav)]

VOA schrieb:
> Na ja, ömmm, ja, also eigentlich nicht!

Hi,
da ist ein Fehler drin im oben einkopierten Schaltbild:
Das ist auch nicht "meine" Triacschaltung. Sondern mehr ein 
"Prinzipschaltbild für Komponenten, die noch eingebaut werden müssten 
bzw. besonders beachtet".

Hier der echte Schaltplan für das Teil im Bild rechts oben:

Das sieht doch schon ganz anders aus.

Und die Oszillogramme dazu zeigen sauberes Triggern im Nulldurchgang.
Die Schaltung hat die Nullspannungstriggerung im Optokoppler eingebaut.
Der TO möchte über dem vorgeschalteten MC das machen, nimmt also eine
"Phasenanschnittsteuerung. (...oder will er noch eine 
Phasenabschnittsteuerung dazu?)


Tom schrieb:
> Denn oft genug wird ja im Internet behauptet, diese und jene Schaltung
> sei erprobt (hab ich selbst gebaut - geht! (*)), stamme von diesem und
> jenem (real eben meist nur Pseudo-)"Profi", etc. pp.
>
> Es gibt aber durchaus einige "bekannte" gute Quellen für diverse
> Schaltungen, mitsamt der Funktionsbeschreibung.

Danke für den Hinweis, wir werden sofort eine neue Kasse aufmachen:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Beispiel_Triac_mit_Optotriac_Ansteuerung2.png



> Julian H. schrieb:
>> Muss ich die Widerstände R5 und R6 für die verwendung eines MOC3021?

Siehe rechtes Bild. Die sollten aber schon ca. 1 Watt abkönnen.
Die 1/10 Watt- Rs in Deinem Bild wären mir zu riskant.
Beitrag "Re: 230V AC Phasenanschnitt"

Jetzt kommt sicher die Frage, wieso zwei Rs, wo doch nur 1 R in der 
AppNote gezeigt wird?

ciao
gustav