Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nulldurchgangserkennung: Optokoppler sperrt dauerhaft


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von Johannes B. (groovycat)


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Hallo,

ich möchte eine Nulldurchgangserkennung für Netzspannung aufbauen. Dazu 
verwende ich den Optokoppler PC817. Im Nulldurchgang soll am Ausgang des 
Optokopplers ein Spannungsimpuls von 3,3V erfolgen, da der 
Fototransistor nun sperrt und somit fast die gesamte Spannung über den 
Emitter und Kollektor des Fototransistors abfällt. Soweit mein 
bisheriges Verständnis. Im Anhang befindet sich der Schaltplan für 
meinen ersten Versuch.

Laut Datenblatt hat der PC817 für den Fotodiac auf der linken Seite 
einen Vorwärtsstrom von I_f = 20mA bei einer Vorwärtspannung von U_f = 
1,2V. Nun habe ich den Widerstand R_1 so berechnet, dass bei der 
Spitzenspannung von U_ss = 230V * sqrt(2) = 325V  der Vorwärtsstrom 
fließt.


R_1 = U_1 / I_f = (325V - 1,2V) / 20mA = 16,2k

Für R_2 verwende ich einen 4,7k Widerstand als Pullup.

Für einen ersten Test verwende ich am Ausgang des Optokopplers ein 
Labornetzteil, das eine Gleichspannung von 3,3V liefert. Am Eingang 
liegt Netzspannung an.
Nun habe ich zunächst mit einem Oszilloskop die Spannung U_e am Eingang 
des Optokopplers gemessen. Wie zu erwarten war, erhalte ich einen 
gleichgerichteten Sinus. Nun kommt aber das Problem, das ich mir nicht 
mehr erklären kann. Messe ich die Spannung U_a am Ausgang des 
Optokopplers erhalte ich keine Folge von Impulsen, sondern es liegt 
konstant 3,3V Gleichstrom an. Das würde bedeuten, dass der 
Fototransistor immer gesperrt ist. Das Oszi habe ich wie in meiner 
Schaltung eingezeichnet angeschlossen.
Ist vielleicht etwas grundsätzliches an meiner Vorgehensweise oder 
Messung falsch, hat da jemand eine Idee?

Gruß
Johannes

von Volker (Gast)


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Überlege mal, wo beim Brückengleichrichter + und - ist, und wie der 
Strom durch die LED des Optokoppler fliessen könnte oder auch nicht.
Was ist das eigentlich für eine Diode im Optokoppler parallel zur LED?

Gruß

von pegel (Gast)


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Sieh dir D1 und D3 an, von da geht es über R1 an die ANODE des OK.

von ArnoR (Gast)


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Wenn du wirklich einen PC817 hast, ist der verpolt an den 
Brückengleichrichter angeschlossen. Wenn du, wie gezeichnet, einen 
AC-Koppler hast, brauchst du keinen Brückengleichrichter.

von Wolfgang (Gast)


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Johannes B. schrieb:
> Laut Datenblatt hat der PC817 für den Fotodiac auf der linken Seite
> einen Vorwärtsstrom von I_f = 20mA bei einer Vorwärtspannung von U_f =
> 1,2V.

Das heißt aber noch lange nicht, dass in der normalen Anwendung ein 
Strom von 20mA fließen muss. Hast du dir die Verlustleistung an deinem 
Widerstand mal ausgerechnet?

Vergleiche das mal mit dieser Schaltung
http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm

Aber zu deinem Problem: Lass die Netzspannung erstmal bei Seite und 
steuere den Optokoppler mit 5V DC bei einem Vorwiderstand von 820Ω an. 
Wenn der damit vernünftig durchschaltet, geht es weiter.

Wie sieht denn dein Aufbau aus und welches Rank Marking hat dein 
Optokoppler?

von Thomas K. (ek13)


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16k Widerstand verheizt 3,5W
Verbrenne dir bloß nicht die Finger?

von Wolfgang (Gast)


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Johannes B. schrieb:
> Laut Datenblatt hat der PC817 für den Fotodiac auf der linken Seite

Zeigen!

von Carl D. (jcw2)


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Das gesuchte Bauteil hört auf den Namen:
PC814

von Michael B. (laberkopp)


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Volker schrieb:
> Überlege mal, wo beim Brückengleichrichter + und - ist, und wie
> der Strom durch die LED des Optokoppler fliessen könnte oder auch nicht.

Hmm, wo ist denn da das Probleme, kläre mich auf, sehe ich auch nicht.

Das Schaltzeichen des Optokopplers mit den beiden LEDs ist falsch für 
den PC817. Im PC817 ist nur eine LED drin. Und die ist dummerweise so 
rum drin, daß sie in dieser Brückengleichrichterpolarität immer sperrt. 
Der Optokoppler wurde daher mit 320V in Sperrichtung beaufschlagt.

> Was ist das eigentlich für eine Diode im Optokoppler parallel zur LED?

PC817 ist kein Wechselstromoptokoppler, das Schaltzeichen passt also 
nicht sondern stammt vom PC824. Mit PC824 wäre es einfacher, der 
Brückengleichrichter könnte entfallen, und die 20mA reichen auch sicher 
um die 0.6mA aus Sekundärseite durchzusteuern, man könnte den Widerstand 
auch erheblich hochohmiger machen, bis nur noch so 1mA fliesst. Das 
wären dann 320kOhm. Dann ist die Lücke schon recht breit. Willst du eine 
schmaleren Impuls, dann eher 100k.

von Teo D. (teoderix)


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Wenn da wirklich ein PC817 so eingebaut wurde, is die Diode hinüber!

von Joe F. (easylife)


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Guck mal hier (ganz unten im Thread):
Beitrag "Nulldurchgang"
Beitrag "Re: Nulldurchgang"


das ist eine Schaltung, die nur sehr wenig Verlustleistung hat.

: Bearbeitet durch User
von Thomas O. (kosmos)


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Bei normalen Optokopplern kenne ich die zusätzliche antiparallele Diode 
als Schutz für die eigentliche LED.

Beim AC Optokoppler kann man sich das sparen.

Beim Widerstand sollte man darauf achten das dieser Spannungsfest genug 
ist ansonsten mehrer in Reihe verwenden.

von Wolfgang (Gast)


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Joe F. schrieb:
> Guck mal hier (ganz unten im Thread):

Dann verlink die Beiträge doch. Welchen meinst du?
Beitrag "Re: Nulldurchgang"
Beitrag "Re: Nulldurchgang"

von Volker (Gast)


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laberkopp schrieb:
>Volker schrieb:
>> Überlege mal, wo beim Brückengleichrichter + und - ist, und wie
>> der Strom durch die LED des Optokoppler fliessen könnte oder auch nicht.

>Hmm, wo ist denn da das Probleme, kläre mich auf, sehe ich auch nicht.

Ich wollte Johannes lediglich zum nachdenken bringen, dann wäre er 
eventuell selbst darau gekommen, dass der Optokoppler falsch herum drin 
ist, er sollte sich überlegen, ob der Strom über den BGL durch die LED 
fliessen kann, mit dem Ergebnis, dass es so eben nicht geht ("oder auch 
nicht").

Gruß
Volker

von Joe F. (easylife)


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Wolfgang schrieb:
> Dann verlink die Beiträge doch

?

von Carl D. (jcw2)


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PC8n7 -> Optokoppler mit einer LED -> Gleichstrom

PC8n4-> Optokoppler mit zwei antiparallelen LEDs -> Wechselstrom

n + 1,2,4 für einzel, doppel, vierfach OC

Es muß also ein PC814 sein.

von Johannes B. (groovycat)


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Volker schrieb:
> Überlege mal, wo beim Brückengleichrichter + und - ist, und wie der
> Strom durch die LED des Optokoppler fliessen könnte oder auch nicht.

Vielen Dank für diesen Hinweis. So wie es aussieht, habe in den 
Optokoppler tatsächlich verpolt.

Volker schrieb:
> Was ist das eigentlich für eine Diode im Optokoppler parallel zur LED?

ArnoR schrieb:
> Wenn du, wie gezeichnet, einen
> AC-Koppler hast, brauchst du keinen Brückengleichrichter.

Aus Gedankenlosigkeit habe ich versehentlich das falsche Schaltbild 
eingezeichnet.

Wolfgang schrieb:
> Das heißt aber noch lange nicht, dass in der normalen Anwendung ein
> Strom von 20mA fließen muss. Hast du dir die Verlustleistung an deinem
> Widerstand mal ausgerechnet?

Es ist schon einges, was dort über den Widerstand verbraten wird.

P = 230V*20mA = 4,6W

Michael B. schrieb:
> man könnte den Widerstand
> auch erheblich hochohmiger machen, bis nur noch so 1mA fliesst. Das
> wären dann 320kOhm. Dann ist die Lücke schon recht breit. Willst du eine
> schmaleren Impuls, dann eher 100k.

Werde ich ausprobieren und dann später zu der von Wolfgang verlinkten 
Schaltung übergehen. Für den Anfang wollte ich zunächst mit einer 
eigenen und möglichst einfachen Schaltung beginnen.

Wolfgang schrieb:
> Vergleiche das mal mit dieser Schaltung
> http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm

Vielen Dank für die vielen hilfreichen Antworten!

von Karl B. (gustav)


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Hi @groovycat,
ganz diskret geht es auch.
Wenn Du mich fragst, wozu C3 dient?
Der Zündzeitpunkt soll nicht exakt im Nulldurchgang liegen.
Da hat der Triac ja Null Volt, wie soll er da zünden.
Also ein paar Nanosekunden verschieben, dann zündet's sicher.

ciao
gustav

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Es kann natürlich auch sein, dass diese Schaltung wiederum zu einfach 
ist!

von Karl B. (gustav)


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Hi,
sehe gerade F1 muss in Reihe zu F2 geschaltet werden.
Wenn's dem Varistor zu warm wird, wird der Laststrom unterbrochen, nicht 
nur der Strom durch den VDR.
Damit wird das Versagen des VDR sicher erkannt, und die Schaltung läuft 
nicht etwa ohne Überspannungsschutz einfach so weiter.

ciao
gustav

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Es kann natürlich auch sein, dass diese Schaltung wiederum zu einfach
> ist!

Hi,
man müsste nur noch die "Tot-Zeiten" der Dioden in Betracht ziehen.
Eventuell ist der entstehende Impuls zu kurz, und das mag ein Triac 
garnicht.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Karl B. schrieb:
> ganz diskret geht es auch.

Autsch, die ist ja nicht galvanisch getrennt.

Karl B. schrieb:
> sehe gerade F1 muss in Reihe zu F2 geschaltet werden

Ja, sollte. Und ein Optokoppler oder ähnliche galvanische Trennung 
müsste rein. Das wird den Leutren dann langsam viel viel zu aufwändig.

von Paul B. (paul_baumann)


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Michael B. schrieb:
> Autsch, die ist ja nicht galvanisch getrennt.

Autsch?!

Warum fasst Du denn da auch an, wenn Du siehst, daß das nicht galvanisch 
getrennt ist?
;)

MfG Paul

: Bearbeitet durch User
von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Karl B. schrieb:
> man müsste nur noch die "Tot-Zeiten" der Dioden in Betracht ziehen.
> Eventuell ist der entstehende Impuls zu kurz, und das mag ein Triac
> garnicht.

Genau. Man kann die Totzeiten durch zwei anti-in-Reihe geschaltete 
Z-Dioden verlängern. Je nach dem welche Geschmacksrichtung der 
freundliche Triac bevorzugt. Je größer die Z-Spannung, um so länger die 
Totzeit.

von Teo D. (teoderix)


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Paul B. schrieb:
> Autsch?!

Man(n), ohne Reimst-Zwang, bist'e echt lustig! :)

Beitrag #5202197 wurde vom Autor gelöscht.
von federwisch (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Man(n), ohne Reimst-Zwang, bist'e echt lustig! :)

Paul stellte halt Ansprüche an sich: Mit Einbindung von Reim + div. 
Versmaß ist der Schwierigkeitsgrad ungleich höher. Es geht aber 
offensichtlich ohne.

Paul B. schrieb:
> Warum fast Du denn da auch an, wenn Du siehst, daß das nicht galvanisch
> getrennt ist?

Er hatte ja nicht behauptet, das schon zuvor gesehen zu haben...

von federwisch (Gast)


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federwisch schrieb:
>> Man

Wer von euch ist gebürtig englischsprachig?

von Teo D. (teoderix)


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federwisch schrieb:
> Paul stellte halt Ansprüche an sich: Mit Einbindung von Reim + div.
> Versmaß ist der Schwierigkeitsgrad ungleich höher. Es geht aber
> offensichtlich ohne.

War mir klar, hat ja auch Talent, nur wars halt selten noch witzig, 
oft schmerzhaft....

von federwisch (Gast)


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Teo D. schrieb:
> War mir klar, hat ja auch Talent, nur wars halt selten noch witzig,
> oft schmerzhaft....

Da hilft auch das größte Talent nichts, mathematisch betrachtet.
Denn es wird immer einfacher sein, aus einer Situation (in diesem
Fall halt gepostete Beiträge) einfach nur das Witzige zu erkennen,
und auf geschickte Weise ("Talent") zu betonen, als dasselbe in
Reimen zu versuchen.

Und eben weil das häufig schwierig ist, und teils sogar fast
unmöglich (zumindest in Reimen halt - und zwar TROTZ Talent
auch dafür), könnte (!) man daraufhin versuchen, Gelegenheiten
zu SUCHEN, in denen "Reimen funzt"... (

Da aber dabei - mathematisch betrachtet - sowohl bei der Suche,
als auch der Ausführung, dann halt jeweils der Reim, und nicht
(mehr) der Witz im Vordergrund, ...

Ich stelle mir das eben schwierig vor.

Unter den genannten Umständen hat er´s aber gut hingekriegt. :)

von Teo D. (teoderix)


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federwisch schrieb:
> man daraufhin versuchen, Gelegenheiten
> zu SUCHEN, in denen "Reimen funzt"...
> ...
> Ich stelle mir das eben schwierig vor.

Ist's auch, hab mal versucht mitzuhalten, is nich wirklich mein Ding. :}
Nur Geduld, is halt nich sein Ding. :)

von Spannungsteiler (Gast)


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Hallo Leute,
für alle die sich mit diesem Thema Zerocrossing beschäftigen,
hier eine sehr ausführliche Beschreibung über ein praktisches
Schaltungskonzept. (Natürlich mit diskreten Bauteilen :-))

von Karl B. (gustav)


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Michael B. schrieb:
> Autsch, die ist ja nicht galvanisch getrennt.

Hi,
diese Schaltung ist sehr alt, so ca. 1976 oder so.
Wir hatten damals die Lebensdauer einer Fotolampe nicht unwesentlich 
verlängern können, indem man sie immer im Nulldurchgang schaltet.
Das Ganze in einem geerdeten Metallgehäuse, so dass spannungsführende 
Teile nicht berührt werden konnten. Potiachsen aus Plastik etc.
Damals waren afaik die MOCs auch noch nicht auf dem Markt.
Wie gesagt, heute würde ich das anders machen, sollte nur als Beispiel 
dienen, wie man es ohne Opto machen könnte.

ciao
gustav

von Teo D. (teoderix)


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Karl B. schrieb:
> diese Schaltung ist sehr alt, so ca. 1976 oder so.

Oje, man denke nur an all die frickel Licht-Orgeln der 70er, in den 
Kinderzimmern. Die ich kannte, haben alle Überlebt. Die Kids, nicht 
die Orgeln. :)

von Carl D. (jcw2)


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Teo D. schrieb:
> Karl B. schrieb:
>> diese Schaltung ist sehr alt, so ca. 1976 oder so.
>
> Oje, man denke nur an all die frickel Licht-Orgeln der 70er, in den
> Kinderzimmern. Die ich kannte, haben alle Überlebt. Die Kids, nicht
> die Orgeln. :)

Da waren doch auch immer so NF-Hochsicherheitstrenntrafos mit 10x10x10 
kubischen Millimetern drin. Ohne die wär ich sicher auch tot ;-)

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