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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik nulldurchgang


Autor: crishy (Gast)
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hallo, ich suche eine schaltung für die nulldurchgangserkennung.

ich habe versucht die schaltung aus pcdimmer aufzubauen:

http://home.arcor.de/lt.sue/www.pcdimmer.de/schalt...

komme jedoch nicht klar, denn sie liefert 50Hz.
Anschliessend habe ich versucht den externen Interrupt mit steigender
und fallender Flanke anzusteuern. Geht jedoch auch nicht, da der
Lo-Pegel kleiner als der Hi-Pegel ist.

Gruß
Crishy

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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1. Anstelle der Freilaufdiode eine Graetzbrücke einsetzen. Damit hast du
schon mal beide Halbwellen.
2. In der Sekundärseite den Emitter des Optos auf Masse legen uznd den
Kollektor über einen Widerstand auf 5V. Den Kollektor dann über ein
Schmitttrigger auf einen externen Interrupteingang des Controllers.

Damit sollte es gehen.

MW

Autor: crishy (Gast)
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Danke Micheal.

Autor: Dietmar (Gast)
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@crishy:

Ich denke, daß die Eingangsschaltung so funktioniert: Bei der positiven
Halbwelle, steuert der Optokoppler durch, bei der negativen nicht. Damit
hat man am µC alle Informationen, die man braucht.

Allerdings muß der µC die Verschiebung herausrechnen, die durch die LED
im Optokoppler entsteht, da diese zwischen etwa 1,5V und Nulldurchgang
nicht mehr leuchtet, und die Sache damit nicht ganz exakt ist: Man hat
ja die Zeit über die gesamte Periode, die Zeit positive Halbwelle und
die Zeit negative Halbwelle (etwas länger), und die Frequenz, das kann
man über Software lösen.

Ich hab den Nulldurchgang mal mit einem Komparator oder OP detektiert,
das ist noch etwas exakter, wenn es nötig ist. Aber schaltungstechnisch
auch etwas aufwändiger (Betriebsspannung, galvanische Trennung des OP,
usw.).

Gruß

Dietmar

Autor: crishy (Gast)
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Danke für eure hilfe,

ich habe noch ein problem, mein oszilloskop (MO 20) misst max 20V/Div.

ich habe deshalb beim ausgang meines solid-relais einen spannungsteiler
mit 6 widerständen zu 1M aufgebaut.

Unbelastet zeit mir das oszilloskop ständig (Triac nicht gezündet oder
auch nicht) eine Sinuswelle an.
Belastet mit einer 50W Glühbirne, ist die Sinuswelle völlig verzerrt.

Autor: Dietmar (Gast)
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@crishy:

Was macht denn die 50W Lampe?

Sind die Oszi-Einstellungen OK?

Spannungsteiler für das Oszi ist OK, vielleicht nicht allzu hochohmig,
wenn es geht.

Kannst du mal etwas konkreter werden und beschreiben, an welchem Punkt
du mißt?

Völlig verzerrtes Signal, kann auch noch aus der nicht korrekten
Software stammen.

Ansonsten, solltest du den phasenangeschnittenen Teil des Sinus sehen.

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
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@crishy:

Was mißt du denn am Gate des Triac?

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
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@crishy:

Wie ich aus der Schaltung beurteilen kann, müßte der Interrupt bei
beiden Pegelwechseln funktionieren, da die Transistorstufe Q001
einwandfreie High-und Low-Pegel bietet.

Gruß

Dietmar

Autor: crishy (Gast)
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Hallo Dietmar,

die lampe leuchtet schwächer, je später ich zünde.

ich habe inzwischen mein programm umgeschrieben:

der timer erzeugt ein overflow mit einer frequenz von 25,6
(100*256)kHz.
bei jedem overflow erhöhe ich den Zähler.

Zähler:  1: erhöhe den Phasenzähler
        20: zünde Triac
        40: lösche Triac
       255: Zähler=0


der externe interrupt(abfallender Flanke) setzt bei Phasenzähler=10 den
timerstartwert auf null.

ich wollte die spannung beim ausgang des SolidStateRelays messen. Die
Spannung, an die die lampe angeschlossen ist, um so die syncronisierung
des timers zu optimieren. (warte schleife im externen Interrupt bevor
ich den timer auf 0 setze.)

Am Gate des Triac messe ich das PWM-signal von 100 Hz.


Warum sehe ich beim ausgag des relays eine Sinuswelle, wenn der triac
nicht gezündet ist, und die lampe auch nicht brennt?

Gruß

Crishy

Autor: Dietmar (Gast)
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@Crishy:

"die lampe leuchtet schwächer, je später ich zünde."

Na, dann ist doch alles klar. Alles andere sind dann noch Feinheiten,
etwas Rechnerei und Software.

Irgendwann, kannst du später dann noch Sicherheitsmechanismen
einbauen.

"Warum sehe ich beim ausgag des relays eine Sinuswelle, wenn der
triac
nicht gezündet ist, und die lampe auch nicht brennt?"

Sind die Anschlüsse INPUT und OUTPUT bzw. N und 230V irgendwie
vertauscht? Schaden tut das jedoch nicht. Möglicherweise liegt die Last
an 230V, anstatt an N1.

Ansonsten, scheint alles OK zu sein.

Ich hoffe, du verwendest wenigstens einen Trenntrafo (wegen
Personenschutz und Oszi).

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
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@Crishy:

Zu den Timerwerten kann ich mich nicht äußern.

Sicher hast du schon festgestellt, daß der Ansteuerwinkel (Timerwerte)
absolut nicht proportional zur Leistung an der Last bzw. der Helligkeit
der Lampe ist.

Das kann reichlich kompliziert sein:

Die Leistung am rein ohmschen Lastwiderstand ist abhängig von der
Fläche unter dem Graphen der verbleibenden Sinus-Halbwelle, und das zum
Quadrat (P=U*I).

Habe vor längerer Zeit mal die Leistung einer rein ohmschen Last in
Abhängigkeit zur Potistellung exakt berechnet, da muß man wenigstens
ein Integral über den Sinus (eine Halbwelle, 0...180 Grad) lösen, macht
2 Seiten A4.

Mal sehen, vielleicht finde ich da noch was, aber: VERSPRECHEN KANN ICH
ES NICHT.

Alternativ, kannst du auch Werte experimentell ermitteln.

Gruß

Dietmar

Autor: Warner, Bernd (Gast)
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Hi,

so hab ich die Flankenerkennung bei unserer Projektarbeit realisiert.
Bei jeder positiven Halbwelle wird der Timer
synchronisiert(Interrupteingang) der dann den Triac über einen MOC 2...
Optokoppler zündet. Der Timer... 50 Hz = 20ms Periodendauer, 10ms eine
Halbwelle durch 255 Schritte, wenn der Zündzeitpunkt mit der Zeit vom
Timer übereinstimmt dann wird gezündet ( bei positiver und negativer
H.W.). Am besten mit Assembler programmieren da du die Zeiten der
Befehle kennst und in deine Berechnung einbeziehst(sonst flimmerts)

Viel Erfolg

Autor: Manfred Hauser (mhsob)
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Hi,

etwas spät, aber vielleicht durchstöbert ja wie ich auch noch jemand 
anders die Foren...

Ich hätte hier noch einen Schaltplan als Auszug aus einer 
Elektor-Schaltung inkl. Simulationsergebnis für den Ausgang in B2Spice.

Es wird auf alle Fälle ein kleiner Netztrafo benötigt. An dessen 
Sekundärseite (die Bauteilewerte sind für 15V Sekundärspannung 
ausgelegt) wird ein Brückengleichrichter angeschlossen, am DC-Ausgang 
des Gleichrichters der Rest der Schaltung angeschlossen (Spannungsteiler 
R1+R2 usw.; s. Schaltplan).
Die 5V für OpAmp (z.B. Doppel-OP LM358N) und Mikrocontroller können 
gleich direkt über einen 5V Spannungsregler aus der DC-Spannung gewonnen 
werden. Der Puffer-Elko zur Glättung des Spannungsregler-Eingangs muss 
jedoch durch eine weitere Diode vom Gleichrichter entkoppelt werden, da 
ansonsten die Nulldurchgangs-Detektionsschaltung keine Halbwellen 
sondern eine konstante Spannung sehen würde.

Hinweise zur Simulation:
Die letzten drei Kurven sind der Übersichtlichkeit halber um 10V nach 
unten verschoben.
Die wichtigsten Signale: violett ist das Eingangssignal vom Trafo, 
hellblau das Ausgangssignal an R8 (R8 ist nur für die Simulation da, 
eigentlich wäre hier direkt der Mikrocontroller-Eingang angeschlossen).

Grüße
Manfred

Autor: spess53 (Gast)
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Autor: Manfred Hauser (mhsob)
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Hallo Spess,

nicht schlecht!

Ich werde aber sowieso einen Trafo verwenden, da ich ja den Controller 
auch noch versorgen muss. Könnte ich auch von 230V mit 5,1V Zenerdiode 
mit Vorwiderstand machen, nur wird da ziemlich viel Leistung um 
Widerstand verbraten.

Die Application Note nimmt einem etwas die Angst, dass man den AVR 
irgendwie durch Überspannung beschädigen könnte. Sehr interessant, was 
Atmel so von sich gibt.

Grüße
Manfred

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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>Sehr interessant, was Atmel so von sich gibt.

Kunststück: bei dem Disclaimer

[Zitat]
Disclaimer: Atmel Corporation makes no warranty for the use of its 
products, other than those expressly contained in the Company’s standard
warranty which is detailed in Atmel’s Terms and Conditions located on 
the Company’s web site. The Company assumes no responsibility for any
errors which may appear in this document, reserves the right to change 
devices or specifications detailed herein at any time without notice, 
and
does not make any commitment to update the information contained herein. 
No licenses to patents or other intellectual property of Atmel are
granted by the Company in connection with the sale of Atmel products, 
expressly or by implication. Atmel’s products are not authorized for use
as critical components in life support devices or systems.
[/Zitat]

Ich persönlich würde jedenfalls AUF GAR KEINEN FALL mit Netzspannung 
direkt am Controller spielen. Ganz bestimmt nicht.

Gruß
AxelR.


Autor: Manfred Hauser (mhsob)
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Hallo,

ich habe im Vergleich zum Original-Schaltplan noch eine Verbindung zu 
+5V vergessen (Kathode D5, R3, R5). Ändert nichts an der grundlegenden 
Funktion, sondern bewirkt eigentlich nur, dass am neg. Eingang der 
ersten OpAmp-Stufe die Spannung nur maximal 0,6V über der 
OpAmp-Betriebsspannung sein kann.
Daher nochmal Schaltplan (überarbeitet) und neue Simulation.

Grüße
Manfred

Autor: capellone (Gast)
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Wenn man einen Trafo hat macht man das besser so.
Optokoppler altern und haben in den einfachen Verionen nicht genügend 
Luft und Kriechstrecke. Ausserdem sollte man bei Netzanschluss möglist 
wenig Teile mit 220V verbunden haben.
T1 kann man sich sparen und direkt auf Portpin gehen.
wenn man nicht in Software entprellt kommen parallel zu R3 z.B. 100n
die Werte für R1..R3 sind natürlich unkritisch (4k..20K) damit ohne T1 
eingangsstrom vom Portpin nicht überschritten wird.
Schaltungen mit OPs schiessen mit Kanonen auf Spatzen.

Autor: Manfred Hauser (mhsob)
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Hallo capellone,

lässt man den Transistor weg, finden sich oben am 10k-Widerstand die 
(gleichgerichteten) Halbwellen der AC-Spannung wieder (bei 15VAC ca. 
4,5V Spitze). Bei direkter Verbindung mit dem Portpin sieht z.B. ein 
ATMega HIGH bei U=0,6*Vcc, 0,6*5V=3V. Das entstehende Signal hat schon 
einen festen Timingbezug zum Nulldurchgang, jedoch zeigt es diesen nicht 
direkt an.

Verwendet man den Transistor, so liegt die Schaltschwelle bereits bei 
ca. 0,6V, das Ausgangssignal ist ca. +/-1ms symmetrisch um den 
Nulldurchgang HIGH.


Zu den Operationsverstärkern: ein einfacher Opamp reicht auch, da der 
zweite nur als Inverter fungiert.

Grüße
Manfred

Autor: capellone (Gast)
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@Manfred Hauser
Ein fester Bezug zur Phase ist doch das einzige was man braucht oder? 
und, der sinus ist steil im Nulldurchgang.

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