Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leistungssteller (230V) über Microcontroller ansteuern


von Ed A. (vip0r)


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Hallo zusammen,

ich starte gerade ein erstes Projekt, hänge an einer Stelle fest und 
hoffe ihr könnt mir ein wenig weiterhelfen.

Zielszenario: Programm auf einem Microcontroller soll einen 
Leistungssteller

(z.b. diesen hier 
https://www.eco-data.de/en/zubehoer/leistungsregelung/leistungssteller-2c-230v-detail.html)

mit 0-10v ansteuern. Im endeffekt soll diese dann steufenlos den dort 
angeschlossenen Heizsstab regeln.

Was mir aktuell noch nicht klar ist: Wie kann ich mit dem 
Mikrocontroller meiner Wahl (z.B. RPI) diesen Leistungsregler ansteuern? 
Bedarf es da noch einem speziellen Bauteil, oder gibt es ggf. 
Erweiterungen die dann einen solchen analogen Ausgang bereitstellen?

Grüße

Andy

von Michael B. (laberkopp)


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Ed A. schrieb:
> Wie kann ich mit dem
> Mikrocontroller meiner Wahl diesen Leistungsregler ansteuern

Katastrophenteil, das braucht noch externe 24V, Stromaufnahme unbekannt

Die Schaltung ist eher einfach:

https://www.eco-data.de/images/pdf/Leistungssteller_mit_em24_1p.pdf

> (z.B. RPI)

Warum trifft man so eine schlechte Wahl ? Der ist für 
Analogsignalbearbeitung eher nicht geeignet.

Im Prinzip so:

https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=124130

nur aus 0-3.3V soll dein OpAmp 0-10V machen, also muss er um Faktor 3 
verstärken, und mit 24V versogt werden (die hat man ja aus dem 24v 
Netzteil).
1
+24V ----------------+
2
                     |  LM321
3
PWM --1k--+--1k-----|+\
4
          |         |  >--+-- 0-10V
5
         4u7     +--|-/   |
6
          |      |   |    |
7
GND ------+--1k--+---(-2k-+
8
          |          |
9
          +----------+

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Angehängte Dateien:

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Für einen trägen Heizstab kann man den Elko noch größer machen und bei 
24V können die Widerstände in der Gegenkopplung ebenfalls größer 
gestaltet werden.

von Ed A. (vip0r)


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Danke für euer Feedback. Auf meiner Recherche bin ich nun auf die 
Möglichkeit gestoßen das ganze mittels eines DAC zu realisieren. Das 
Bauteil mcp4725 jedoch kann nur 0-5v. Hier gibt es etwas fertiges, 
jedoch verhältnismäßig teuer:

https://aptinex.com/product/aptinex-dac-module-da1c010bi-digital-to-analog-0-10v-mcp4725-i2c/

Seht ihr in einer PWM-Lösung vorteiler hiergegenüber?

von Wolle G. (wolleg)


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Ed A. schrieb:
> Zielszenario: Programm auf einem Microcontroller soll einen
> Leistungssteller
> (z.b. diesen hier
> 
https://www.eco-data.de/en/zubehoer/leistungsregelung/leistungssteller-2c-230v-detail.html)
> mit 0-10v ansteuern. Im endeffekt soll diese dann steufenlos den dort
> angeschlossenen Heizsstab regeln.
Wie groß soll denn die Heizleistung des Heizstabes sein und ist das 
angeführte Teil schon vorhanden? 230V x 40A sind, wenn ich mich nicht 
verrechnet habe, 9 KW
Also, was soll es einmal werden? Danach könnte ein dazu passender 
Vorschlag gemacht werden.

von Joachim B. (jar)


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von MaWin (Gast)


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Wolle G. schrieb:
> Danach könnte ein dazu passender Vorschlag gemacht werden.

Na ja, von der üblicherweise gewählte einfachen Lösung, ein 
nullspannungsschaltendes SSR direkt vom rPi Digitalausgang mit langsamer 
PWM (4s) als Wellenpaketsteuerung seine Heizung steuern zu lassen, hat 
er ja durch die Vorgabe des üblen Leistungssteller abgesehen.

von Udo S. (urschmitt)


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Ed A. schrieb:
> ich starte gerade ein erstes Projekt

Starte das besser mal mit Spannungen unter 40V und Leistungen von ein 
paar Watt.

Keine Ahnung aber gleich mal 230V und mehr als 16A und Phasenanschnitt.

Prima!

von Ed A. (vip0r)


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Udo S. schrieb:
> Ed A. schrieb:
>> ich starte gerade ein erstes Projekt
>
> Starte das besser mal mit Spannungen unter 40V und Leistungen von ein
> paar Watt.
>
> Keine Ahnung aber gleich mal 230V und mehr als 16A und Phasenanschnitt.
>
> Prima!

Das ich (noch!) keine Ahnung habe weiß ich selbst und habe ich bereits 
im ersten Post klar gemacht. Schätze deine Fürsorge - dein Post hilft 
leider nicht weiter. Danke trotzdem

MaWin schrieb:
> Wolle G. schrieb:
>> Danach könnte ein dazu passender Vorschlag gemacht werden.
>
> Na ja, von der üblicherweise gewählte einfachen Lösung, ein
> nullspannungsschaltendes SSR direkt vom rPi Digitalausgang mit langsamer
> PWM (4s) als Wellenpaketsteuerung seine Heizung steuern zu lassen, hat
> er ja durch die Vorgabe des üblen Leistungssteller abgesehen.

Der Leistungssteller ist keineswegs eine "Vorgabe" und der verlinkte Typ 
war nur ein Beispiel. Ich bin auch offen für jede andere Möglichkeit.

Der zu steuernde Heizstab wird 3 kWh haben. Ich will letztlich den 
überschuss meiner pv anlage in den Heizstab pumpen und das möglichst 
stufenlos - daher die Idee des Leistungsreglers um den Heizstab 
entsprechend zu steuern

: Bearbeitet durch User
von Route_66 H. (route_66)


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Ed A. schrieb:
> Der zu steuernde Heizstab wird 3 kWh haben.

Wenn er wie lange betrieben wird?
Meine 100 Watt Glühlampe braucht dafür 30 Stunden.

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


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Ed A. schrieb:
> wird 3 kWh haben

Er wird wohl eher 3kW haben.
Man kann auch 3 mal 1kW Heizstäbe je nach Sonnenintensität nacheinander 
dazuschalten. Die Fa. Power dog bietet da einiges an.

von Harald W. (wilhelms)


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Ed A. schrieb:

> Zielszenario: Programm auf einem Microcontroller soll einen
> Leistungssteller
>
> (z.b. diesen hier
> 
https://www.eco-data.de/en/zubehoer/leistungsregelung/leistungssteller-2c-230v-detail.html)
>
> mit 0-10v ansteuern. Im endeffekt soll diese dann steufenlos den dort
> angeschlossenen Heizsstab regeln.

Normalerweise steuert man mit Hilfe eines µCs eher einen Triac
über einen MOC-Koppler direkt an.

von Ed A. (vip0r)


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Route_66 H. schrieb:
> Ed A. schrieb:
>> Der zu steuernde Heizstab wird 3 kWh haben.
>
> Wenn er wie lange betrieben wird?
> Meine 100 Watt Glühlampe braucht dafür 30 Stunden.

3kW waren gemeint.


Generell ist es so das ich den Heizstab bereits besitze und mein Ziel 
war es eben genau diesen "bedarfsgerecht" zu steuern. Entsprechend 
fertige Lösungen von diversen herstellern (powerdog, my-pv, solarlog, 
smartfox usw.) habe ich mir alle angesehen - diese sind mir aber alle zu 
teuer und ich möchte deshalb selbst etwas bauen.

Vorhanden sind eben bereits der entsprechende Microcontroller und ein 
Heizstab. Daher war ich auf der suche nach einer Möglichkeit wie ich die 
Leistung des 230V Heizstabs entsprechend regeln kann.

Wie ich nun verstehe ratet ihr mir alle von einem Leistungsregler ab. 
Welche Option hätte ich denn ansonsten den 230v Heizstab welcher an sich 
keine Möglichkeit bietet zu regeln entsprechend ansteuern zu können?

von Sebastian S. (amateur)


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Da man Heizstäbe nicht im Phasenschnitt (zu hohe Last) betreiben darf 
ist das Ganze recht einfach:
Ein SSR mit Nullspannungsschalteigenschaft, der sich mit Deiner 
Rechnerspannung (meist 3,3V oder 5V) ansteuern lässt. Die Dinger sind 
meist optisch isoliert (achte drauf!), so dass der Steuerrechner auch 
nicht unangenehm riecht und Du möglichst im Rhythmus bleibst (eine 
Herzfrequenz von 50 bzw. 100 Herz schaffst Du nämlich nicht).
Willst Du's genau machen, solltest Du trotzdem den Nulldurchgang 
detektieren.

von Ed A. (vip0r)


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Sebastian S. schrieb:
> Da man Heizstäbe nicht im Phasenschnitt (zu hohe Last) betreiben
> darf
> ist das Ganze recht einfach:
> Ein SSR mit Nullspannungsschalteigenschaft, der sich mit Deiner
> Rechnerspannung (meist 3,3V oder 5V) ansteuern lässt. Die Dinger sind
> meist optisch isoliert (achte drauf!), so dass der Steuerrechner auch
> nicht unangenehm riecht und Du möglichst im Rhythmus bleibst (eine
> Herzfrequenz von 50 bzw. 100 Herz schaffst Du nämlich nicht).
> Willst Du's genau machen, solltest Du trotzdem den Nulldurchgang
> detektieren.

Vielen Dank Sebasiaten. Das hat mir geholfen und ich werde an der Stelle 
weitermachen. Nachdem ich böses Feedback dafür bekommen hab das ich die 
gleiche Frage in einem anderen Forum gestellt habe mache ich den Thread 
nun zu.

Herzlichen Dank an alle

von Udo S. (urschmitt)


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Sebastian S. schrieb:
> Ein SSR mit Nullspannungsschalteigenschaft, der sich mit Deiner
> Rechnerspannung (meist 3,3V oder 5V) ansteuern lässt. Die Dinger sind
> meist optisch isoliert (achte drauf!), so dass der Steuerrechner auch
> nicht unangenehm riecht und Du möglichst im Rhythmus bleibst (eine
> Herzfrequenz von 50 bzw. 100 Herz schaffst Du nämlich nicht).
> Willst Du's genau machen, solltest Du trotzdem den Nulldurchgang
> detektieren.

Ich glaube nicht das da das rauskommt was der TO will.
Seine PV Anlage hat z.B. aktuell 1kW Überschuss. Der Heizstab hat 3kW. 
Macht er jetzt eine Puls-Paket Steuerung mit jeder 3. Phase 
eingeschaltet, dann gehe ich davon aus dass ein digitaler Zähler in den 
aktiven Phasen 2kW aus dem Netz abrechnet, und in den ausgeschalteten 
Phasen die 1kW ungezählt im Netz verschwinden.
Wie das mit einem mechanischen (Ferraris) Zähler ausssehen würde weiss 
ich nicht, aber den wird er wohl mit der PV nicht haben.

Weiss jemand ob meine Vermutung hier richtig ist?

: Bearbeitet durch User
von Karl B. (gustav)


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Hi,
mit jochverstellbarem Schweißtrafo geht es auch ohne irgendeinen 
Phasenab- oder anschnitt und ohne Gleichwellenanteil an 
Halbwellen/Pulspaketsteuerung.

Brauchst halt nur einen Stellmotor. Der wiederum wird vom µP per 
Proportionalregelung nachgeführt.

Sowas kenn ich von Kinobeleuchtung her, wo Dimmer nicht so gern gesehen 
waren.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7e/Kvglr.jpg/330px-Kvglr.jpg

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Sebastian S. (amateur)


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@Karl B.
Ein Regeltrafo fällt aber in die Rubrik: Heavy Metal und Expensive.
Vor allem, wenn man auf ein Gehäuse steht oder sogar Netztrennung 
wünscht.

P.S. Der von Dir gezeigte Trafo ist aus vielen Gründen
     (u. A. Ausgangsspannung) nicht sonderlich geeignet für das
     Vorhaben.

: Bearbeitet durch User
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