Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Touch-Controller für Lampe


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von Socke (Gast)


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Guten Abend,

ich habe hier eine interessante Stehlampe, bei der man die Helligkeit 
einstellen kann, indem man sie oben anfasst. Leider ist die vorhandene 
Elektronik defekt (vermutlich der vorhandene IC seltsam kaputt, 
ansonsten konnte ich nichts finden), weshalb ich mich kurzerhand 
entschloss, eine neue zu konstruieren. Mit der Hilfe eines Kumpels (dem 
ich schon zu viel seiner wertvollen Zeit gestohlen habe mit meinen 
vielen Fragen) habe ich dann die angehängte Schaltung konstruiert und 
eine Platine bestellt. Stellt sich raus: funktioniert natürlich nicht.

Anmerkung zum Schaltplan: Ja, das "Netzteil" oben rechts funktioniert so 
nicht, da allein schon der 78L05 ca. 6mA säuft. Ich habe provisorisch 
einen 20k Widerstand rein gemacht, am Ende wird das durch einen 
Kondensator ersetzt. Die 5V kommen jetzt stabil an.

*Die verbauten Kondensatoren C1 und C3 sind auch abweichend gewählt, 
hier sind jeweils 500V Y1, 470pF verbaut.*

Zunächst einmal die Problembeschreibung: Am "Eingabe"-Anschluss hängen 
zwei "kleine" Kopplungskondensatoren, damit man sich keine wischt, denn 
der ganze Spaß wird direkt an der Netzspannung betrieben. Die Idee war, 
dass man beim Anfassen einen geringen Wechselstrom durch C1 und C3 
messen sollte. Die anschließende Greinacher-Schaltung war die Idee 
meines Kumpels und sollte dafür sorgen, dass ich im angefassten Zustand 
auf jeden Fall 5V bekomme und im nicht-angefassten irgendwas um 1V. Dazu 
muss man durch Probieren den Wert von R3 entsprechend wählen (der im 
Schaltplan angegebene Wert hat keinerlei Bedeutung, ich habe da nichts 
simuliert oder so).

Ich habe also für die Auslegung von R3 diesen zunächst weg gelassen, das 
ganze an meinem Trenntrafo besaftet und das Oszi angeschlossen. Das Oszi 
misst zwischen GND und dem Punkt IN1, also genau die Spannung die an C7 
anliegt.

Problem: Leider kommt am C7 so gut wie garnichts an, weit unter 1V (im 
angefassten Zustand) und das noch komplett ohne Belastung, also ohne R3. 
Ich habe aus Verzweiflung schon C3 und R1 gebrückt, aber auch das 
brachte nicht die nötige Verbesserung.

Zur Lösung des Problems hab ich schonmal versucht, das ganze in ltspice 
zu simulieren, bin aber daran gescheitert, dass ich keine Ahnung habe, 
wie ich hier den Mensch modellieren soll, der das ganze anfasst. Mir ist 
auch aufgefallen, dass ich noch nicht verstanden habe, warum da 
eigentlich ein Wechselstrom fließen soll. Als ichs konstruiert hab, 
klang das logisch, aber das heißt ja nichts.

Falls jemand ein paar Hinweise hat, was falsch sein könnte, was ich 
ändern oder mal messen muss und wie ich eventuell eine Ersatzschaltung 
für die Input-Section in ltspice hin bekomme, würde ich mich darüber 
sehr freuen.

Vielen Dank schonmal im Voraus und liebe Grüße
Socke

: Verschoben durch Moderator
von Socke (Gast)


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Und ich Pfosten habe natürlich direkt ins falsche Forum gepostet - das 
hätte offensichtlich in Analogtechnik landen sollen. Sorry :/

von Paul (Gast)


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Hast du Suizidgedanken? Lass lieber die Finger davon. Bau lieber einen 
fertigen Dimmer in das Lampenkabel.

von Socke (Gast)


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Paul: Keine Option.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Und wenn du dimmen willst, muss der Controller irgendwie die Phasenlage 
des Netzes mitgeteilt bekommen.
Ich hänge dir mal meine Simpel-Leuchturm-Hoch-und-Runter-Dimmschaltung 
an, die C-Netzteil, Phaseneingang und Triacansteuerung hat.

von Socke (Gast)


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Hallo Matthias,

die Phasenlage bekomme ich ja (siehe Schaltplan oben rechts, "PHASE") 
und die Triac-Section ist unten links. Mein Problem ist tatsächlich 
"nur", das "Anfassen" zu erkennen.

von Teo D. (teoderix)


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von Socke (Gast)


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Hi Teo,

fast genau diese Schaltung war vorher in der Lampe verbaut ;) Ich wollte 
dir grade noch ein Bild von dem PCB googlen, als ich zufällig auf diesen 
Thread hier gestoßen bin:

Beitrag "Touch-Lampe Reparatur"

Bild vom PCB btw:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/346190/TC-306S-VS.jpg

Das löst mein jetziges Problem natürlich nicht, ich will ja meine eigene 
Schaltung ans Laufen bekommen ;)

von Teo D. (teoderix)


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Socke schrieb:
> Das löst mein jetziges Problem natürlich nicht, ich will ja meine eigene
> Schaltung ans Laufen bekommen ;)

Hab in der Forenansicht deines PDFs, a bisserl was falsch interpretiert.

Socke schrieb:
> das
> ganze an meinem Trenntrafo besaftet

Du tüdelst aber schon was (von mir aus dich selbst, du kennst dich ja 
aus) zum betätigen/testen, zwischen GND und der Sensor-Fläche?!

Den rein gefühlt und nicht gerechnet, müsste sich da mehr tun.

von Socke (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Du tüdelst aber schon was (von mir aus dich selbst, du kennst dich ja
> aus) zum betätigen/testen, zwischen GND und der Sensor-Fläche?!
>
> Den rein gefühlt und nicht gerechnet, müsste sich da mehr tun.

Ich fasse die Sensor-Fläche halt an. GND liegt über das Oszi auf Erde, 
ich hoffentlich auch irgendwie (habe zumindest mal keine Gummistiefel 
an). Ich werde heute mal probieren, das mit nem Stück Draht direkt auf 
GND zu ziehen, meinst du, das macht einen Unterschied?

Mir ist auch noch nicht klar, wie da überhaupt ein Strom fließen soll, 
wenn GND und die Sensorfläche auf gleichem Potential sind.

von batman (Gast)


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Gibt doch eine extra App Note für Touchsensoren mit AVR. Beispielcode 
etc. alles dabei.

von Peter D. (peda)


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Die Brummenmethode war schon immer recht unzuverlässig und 
polungsabhängig.
Heutzutage nimmt man kapazitive Sensoren, z.B.:
http://www.microchip.com//wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=en601576

Da kann man dann auch kleinere Schutzkondensatoren nehmen (100pF), d.h. 
es kribbelt nicht mehr so stark.

von Teo D. (teoderix)


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Socke schrieb:
> Ich fasse die Sensor-Fläche halt an. GND liegt über das Oszi auf Erde,

Sehr schön, dann könntest du aber den Trenntrafo auch gleich raus 
werfen. :)
Also solltest du auch am Sensor eine Wechselspannung von ca. -300V 
(deutlich niedriger, da ja Leistungsbegrenzt...) bis +5V messen können. 
Wenn nicht, würde ich mir D1,3,5,6 und R3 ansehen.

Leute.
Socke schrieb:
> ich will ja meine eigene
> Schaltung ans Laufen bekommen ;)

Heißt für mich erst mal: Er will unbedingt wissen, warum SEINE Schaltung 
nicht funktioniert. Was dann wirklich verbaut wird, ist für mich erstmal 
ne andere Baustelle. :)

von Peter D. (peda)


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Ich hab das mal ausprobiert mit dem ADC aufm ATtiny25, funktioniert sehr 
schön.
Anbei das Testprogramm:
PB4 ist der Touch-Eingang (mit 100pF in Reihe)
PB0 schaltet eine LED
PB1 liefert eine PWM, d.h. man kann dort den ADC-Wert mit einem 
Multimeter ablesen.
Das ist nur ein Testprogramm. Eleganter ist es natürlich, statt einer 
festen Schwelle den Anstieg bzw. Abfall zu detektieren. Eine 
Mittelwertbildung gegen Störungen ist auch zu empfehlen.

Der Kapazitätsmessung ist es vollkommen schnurz, ob die Schaltung an 
Null, Phase, Trenntrafo oder Batterie hängt. Die Kapazität steigt immer 
bei Berührung, d.h. die ADC-Spannung sinkt.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Ich hab das nochmal weiter untersucht. Es reicht, den MUX auszuwählen 
und etwas zu warten, um den S&H-Kondensatoren auf VCC aufzuladen. Man 
braucht also nur die Wandlung, wenn der Eingangspin gemessen wird.
Andere AVRs haben keinen Eingang, der fest auf VCC liegt. Das ist aber 
kein großes Problem, dann macht man die Messung genau umgekehrt. D.h. 
der S&H-Kondensator wird auf GND geladen, wärend der Pin auf VCC gezogen 
wird.

von Socke (Gast)


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So, vielen lieben Dank erstmal für alle Antworten. Aus den diversen 
Kommentaren konnte ich raus lesen, dass das so wie es ist eigentlich 
schon funktioniert und die Funktion nur davon abhängt, wo die Erde grade 
hängt. Und tatsächlich, wenn ich das beim Messen entsprechend anders 
anklemme, liefert Anfassen ein sinnvolle Spannungserhöhung am 
Kondensator.

Als dann alles fertig war und bereit für den Einbau in die Lampe, 
stellte sich allerdings heraus, dass das Problem nie die Elektronik 
gewesen ist (weshalb ich auch keinen Fehler darin fand...); stattdessen 
war ein Wackelkontakt in der "Touch-Leitung" schuld. Also war meine 
ganze Mühe mehr oder weniger umsonst :/

Trotzdem, viel gelernt, besonders den hier von Peter und anderen 
vorgeschlagenen Trick mit dem ADC werde ich mir für zukünftige Projekte 
mal merken.

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