Hallo zusammen,
ich versuche einen Arduino Nano an einem eiphasigen
Wechselstromgenerator zum Laufen zu bekommen. Schön langsam bin ich aber
am Ende mit meinem Latein.
Die Messung_Generator zeigt die Generatorausgangsspannung im Leerlauf
(blau). Erst hab ichs mit einer simplen Gleichrichterdiode und einem
100µF Kondensator versucht (hatte ich zuhause). Der 7808 begrezt die
Spannung nach oben. Das sah schon vielversprechend aus. Habe dann noch
die Kapazität erhöht und Schaltung A ist entstanden. Messung_Schaltung_A
zeigt das Ergebnis. Der Arduino flackert, also das Display dran, weil er
sich ständig ein-/ausschaltet da Spannung vor 7808 (rot) nicht glatt
genug bzw. zu gering. Man kann hier auch eine Rückwirkung auf die
Generatorausgangsspannung (blau) sehen. Kann mir das jemand erklären
warum die negativen Spannung höher sind und jede zweite unterschiedlich?
Nun war der Plan auch die negativen Halbwellen zu nutzen um eine
glattere Spannung vor 7808 zu erhalten. Einen Blückengleichrichter
musste her, den ich hoffentlich richtig angeschlossen habe.
Messung_Schaltung_B zeigt das Ergebnis. Die Generatorausgangsspannung
(blau) kann ich mir gar nicht mehr erklären und die Spannung vor 7808
(rot) ist annähernd gleich wie mit der Diode. Hat da jemand eine
Erklärung dafür??
Hab auch Schaltung A mit 1000µF statt 470µF probiert. Wird natürlich
glatter, aber noch nicht ausreichend.
Bin für Tipps dankbar.
schöne Grüße!
SP90 schrieb:> Einen Blückengleichrichter> musste her, den ich hoffentlich richtig angeschlossen habe.
Nicht richtig angeschlossen. Man kann nicht einfach einen Eingang und
einen Ausgang miteinander verbinden.
Die Generatorspannung bricht durch die Belastung ein.
Brückengleichrichter ist auch falsch angeschlossen.
Darum hat der Spannungsregler nicht mehr genügend Eingangsspannung.
7808 braucht ca. 11V um noch perfekt zu regeln (ist ja kein LDO).
An den Eingang und an den Ausgang vom 7808 noch jeweils 100nF löten.
Am Ausgang vom 7808 noch einen Elko je nach Anwendung.
hinz schrieb:> Der 7808 ist eh überflüssig. Der Arduino Nano hat einen LM1117-5.0 an> Bord.
Umso schlimmer.
Der LM1117 ist ein LDO und regiert daher sehr empfindlich auf
Eingangsspannungen mit hoher Restwelligkeit, das kann auch mit sehr gut
angepassten Eingangskondensatoren zum Schwingen führen.
SP90 schrieb:> Blückengleichrichter
Was für einer? Bezeichnung?
SP90 schrieb:> und die Spannung vor 7808 (rot) ist annähernd gleich wie mit der Diode.> Hat da jemand eine Erklärung dafür??
Du überbrückst eine Diode deines Gleichrichters indem du ~ und -
verbindest. Siehe Schaltbild.
Wie schon mehrfach hier gesagt wurde, darfst du Ein- und Ausgang des
Brückengleichrichters nicht miteinander verbinden.
Der Generator gehört an die beiden mit ~ gekennzeichneten Anschlüsse und
der Verbraucher an + und -
Noch eine Frage: Hast du am 7808 auch die 100nF Kondensatoren an Ein-
und Ausgang angeschlossen? Sonst kann es passieren, daß er anfängt zu
schwingen.
SP90 schrieb:> Von dem Generator kommt nur ein Draht. Gehäuse ist> Masse. Da der Arduino die gleiche Masse hat bzw. haben sollte sind ~ und> - ja immer verbunden?
Das wird nicht funktionieren. Trenne die Massen auf, sonst wirst du
immer Rückwirkungen haben.
Sollte das aus irgend einem Grund nicht funktionieren, benötigst du
einen isolierenden Spannungsregler.
hinz schrieb:> H. B. schrieb:>> Der LM1117 ist ein LDO>> Ach wo, schau dir mal die Innenschaltung an.
Ja klar gehört der LM1117 nicht mehr zur neuesten Generation von LDO´s
die nur noch 50 oder 100mV Spannungsunterschied zum Regeln bauchen.
H. B. schrieb:> hinz schrieb:>> H. B. schrieb:>>> Der LM1117 ist ein LDO>>>> Ach wo, schau dir mal die Innenschaltung an.>> Ja klar gehört der LM1117 nicht mehr zur neuesten Generation von LDO´s> die nur noch 50 oder 100mV Spannungsunterschied zum Regeln bauchen.
Der war noch nie ein LDO, außer beim Marketing.
Aber wie mach
>ich das richtig? Von dem Generator kommt nur ein Draht. Gehäuse ist>Masse. Da der Arduino die gleiche Masse hat bzw. haben sollte sind ~ und>- ja immer verbunden?
Wenn es nicht stört, daß die gleichgerichtete Spannung
größer wird, nimm einen Spannungsverdopplungsgleichrichter
(Greinacher-Schaltung).
https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsverdoppler
Günter Lenz schrieb:> Aber wie mach>>ich das richtig? Von dem Generator kommt nur ein Draht. Gehäuse ist>>Masse. Da der Arduino die gleiche Masse hat bzw. haben sollte sind ~ und>>- ja immer verbunden?>> Wenn es nicht stört, daß die gleichgerichtete Spannung> größer wird, nimm einen Spannungsverdopplungsgleichrichter> (Greinacher-Schaltung).>> https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsverdoppler
Gute Idee!
SP90 schrieb:> ich versuche einen Arduino Nano an einem eiphasigen> Wechselstromgenerator zum Laufen zu bekommen.
Der Spannungsverlauf sieht übel aus, Fahrraddynamo?
Warum nicht einen LM7805 und direkt die 5V auf den Arduino?
hinz schrieb:>>>> Der LM1117 ist ein LDO>>>>>> Ach wo, schau dir mal die Innenschaltung an.>>>> Ja klar gehört der LM1117 nicht mehr zur neuesten Generation von LDO´s>> die nur noch 50 oder 100mV Spannungsunterschied zum Regeln bauchen.>> Der war noch nie ein LDO, außer beim Marketing.
Texas beschreibt ihn mit max. 1,3V @ 800mA, damit liegt er auf jeden
Fall deutlich besser als der 7805.
Mit max. 15V Eingang ist er leider kritischer als die 7805 (35V), als
SOT auf dem Nano wird er von Bastlern gerne über die Verlustleistung
ermordet.
Ich halte es für eine gute Idee, dem eine vorgeregelte Spannung
anzubieten. In einem Aufbau macht mir ein China-Schaltreglerboard aus
den wackeligen 10..22V am Eingang erstmal 6,6 Volt, den Rest überlasse
ich dem AMS1117.
Eine andere Variante, die ich mehrfach gebaut habe, ist die, gleich 5
Volt extern zu erzeugen und am Nano auf VCC einzuspeisen.
Hallo,
ich hab jetzt erst mal die Massen getrennt. Das Ergebnis schaut aber
nicht wirklich anders aus?? Ist das jetzt weil der Gleichrichter nicht
isolierend ist?
Da ich aber immer ziemlich > 5V hab, hab ich auch versucht mit 7805
direkt auf den Nano zu gehen. Dabei sinkt der Pegel.
Ich hätte noch ein MT3608 Step-Up-Modul und überleg ob mir das
weiterhelfen könnte. Der 7808 bzw. 7805 würde erst mal nach oben
begrenzen und dann hält der MT3608 ein gewisses Minimum.
Wirkungsgradtechnich wahrscheinlich suboptimal... Ein Baustein der
beides vereint wäre wünschenswert.
Joachim B. schrieb:> https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-am1s-1-w-5-v-200-ma-sil-4-sim1-0505-sil4-p35024.html
Das ist doch ein DC-DC-Wandler?
Mit der Greinacher-Schaltung muss ich mich noch genauer beschäftigen.
Manfred schrieb:> Ich halte es für eine gute Idee, dem eine vorgeregelte Spannung> anzubieten. In einem Aufbau macht mir ein China-Schaltreglerboard aus> den wackeligen 10..22V am Eingang erstmal 6,6 Volt, den Rest überlasse> ich dem AMS1117.
Gegen ein Board, dass die Eingangsspannung auf eine konstante Spannung
regelt hätt ich natürlich wie gesagt auch nix dagegen.
Danke und LG
Hallo,
man könnte so eine wellige Spannung zusätzlich zu den Elkos mit Hilfe
einer dicken Drosselspule mit Eisenkern glätten, nur heutzutage dürfte
diese Variante als "uncool" gelten. So mancher Netztrafo ließe sich
dafür zweckentfremden.
Oder einen Akku damit laden.
MfG
H. B. schrieb:> Am Ausgang vom 7808 noch einen Elko je nach Anwendung.
Warum willst du es dem 7808 unnötig schwer machen?
Was soll der Elko dort?
Am Eingang muss der Ladeelko ausreichend groß sein, um die Spannung
hinterm Gleichrichter immer ausreichend hoch zu halten.
SP90 schrieb:> ich hab jetzt erst mal die Massen getrennt. Das Ergebnis schaut aber> nicht wirklich anders aus?? Ist das jetzt weil der Gleichrichter nicht> isolierend ist?
Nein, die Massen sind offensichtlich immer noch verbunden.
Hallo zusammen,
ich hab mich jetzt noch mit dem Thema genauer auseinandergesetzt und
kann folgendes berichten:
hinz schrieb:> SP90 schrieb:>> ich hab jetzt erst mal die Massen getrennt. Das Ergebnis schaut aber>> nicht wirklich anders aus?? Ist das jetzt weil der Gleichrichter nicht>> isolierend ist?>> Nein, die Massen sind offensichtlich immer noch verbunden.
Hab ich nochmal geprüft, die Schaltung nochmal aufgebaut und nochmal
gemessen. Massen definitiv nicht verbunden, selbes Ergebnis. Das Warum
würd mich schon sehr interessieren
Eine einbrechende Spannung ist meist ein Zeichnen, dass zuviel Strom
gezogen wird bzw. hier der Generator nicht genügend Leistung
bereitstellen kann. Der hat aber ohne die eigentlichen Nebenverbraucher
ca. die 10-fache Leistung um meine Schaltung zu versorgen. Die
wichtigste Erkenntnis: Der Generator hat neben der Hauptwicklung noch
eine zweite mit geringerer Leistung. An der hab ich bislang meine
Versuche gemacht.
Hab dann an der Hauptspule eine Gleichrichterdiode (da der
Brückengleichrichter offensichtlich nicht tut wie er soll) mit 470µF
Kondensator und 7805 direkt auf Nano. Ohne angeschlossene
Nebenverbraucher funktioniert dass dann auch. Messung anbei. Aber die
Spannung vorm 7805 (rot) ist grenzwertig hoch und vom Verlauf (lineare
statt exponenzielle Kondensatorentladung) nicht das was ich erwartet
hätte. Wie kann die so hoch werden im Vergleich zur Spannung (blau) vor
der Diode??
Mit angeschlossenen Nebenverbrauchern ist die Leistung aber wieder zu
gering und der Arduino bleibt aus.
Das erbit für mich zwei Lösungen:
1.) Abnahme von Hauptspule und Stromaufnahme der Nebenverbraucher
optimieren
2.) Abnahme an der kleineren (ungenutzten) Spule und Pufferakku mit
Laderegler implementieren
SP90 schrieb:> Ich hätte noch ein MT3608 Step-Up-Modul und überleg ob mir das> weiterhelfen könnte. Der 7808 bzw. 7805 würde erst mal nach oben> begrenzen und dann hält der MT3608 ein gewisses Minimum.> Wirkungsgradtechnich wahrscheinlich suboptimal... Ein Baustein der> beides vereint wäre wünschenswert.
Ein Modul, dass Step-Down und Step-Up kombiniert und eine konstante
Spannung halten kann hab ich auch noch nicht gefunden. Vielleicht habt
ihr da zumindest das richtige Stichwort nachdem ich suchen muss.
Vielen Dank und LG!
SP90 schrieb:> (da der Brückengleichrichter offensichtlich nicht tut wie er soll)
Kann sein dass du den auch mal (kurz) mit gemeinsamer Masse an die
stärkere Wicklung angeschlossen hast?
Dann könnte ich dir sagen was passiert ist.
SP90 schrieb:> (lineare statt exponenzielle Kondensatorentladung)
Das hängt davon ab wie du den Kondensator belastest. Wenn du einen
Konstanten Strom ziehst, dann ist die Entladekurve Linear.
SP90 schrieb:>7805 direkt auf Nano
und genau das machst du auch. Du ziehst unabhängig von der
Kondensatorspannung immer den selben Strom.
Wenn du einfach einen Widerstand anhängst ergibt sich eine expotentielle
Kurve, weil der Strom (I=U/R) am Anfang am höchsten ist und mit
zunehmender Entladung immer kleiner wird.
SP90 schrieb:> Wie kann die so hoch werden im Vergleich zur Spannung (blau) vor> der Diode??
Die Rote und Blue Linie haben jeweils eine eigene Achse zum ablesen
(Blau links, Rot rechts) Die Spitzenwerte passen zusammen.
SP90 schrieb:> Ein Modul, dass Step-Down und Step-Up kombiniert und eine konstante> Spannung halten kann hab ich auch noch nicht gefunden
Es gibt diverse ICs die das mit ein bisschen Beschaltung (Spule, ein
paar R und Cs) können, oder auch günstige fertige Module aus China.
Suchbegriff wäre "Buck Boost Converter"
oder auch "step up step down"
vorallem beim 2. Suchbegriff findest du aber auch viele die nur eines
davon sind, da muss man dann genau nachlesen
Wie viel Strom brauchst du ca? je nach Anforderung kann ich dann schauen
ob ich vielleicht einen habe den ich empfehlen kann
SP90 schrieb:> Ein Modul, dass Step-Down und Step-Up kombiniert und eine konstante> Spannung halten kann hab ich auch noch nicht gefunden. Vielleicht habt> ihr da zumindest das richtige Stichwort nachdem ich suchen muss.
buck-boost Regler gibt es genug!
SP90 schrieb:> Hab ich nochmal geprüft, die Schaltung nochmal aufgebaut und nochmal> gemessen. Massen definitiv nicht verbunden, selbes Ergebnis. Das Warum> würd mich schon sehr interessieren
dann zeige endlich mal den kompletten Plan, du hast einen grundlegenden
Fehler in deinem Aufbau!
Joachim B. schrieb:> dann zeige endlich mal den kompletten Plan, du hast einen grundlegenden> Fehler in deinem Aufbau!
Besser auch noch den kompletten Aufbau zeigen.
Hallo zusammen,
Lukas K. schrieb:> SP90 schrieb:>> (da der Brückengleichrichter offensichtlich nicht tut wie er soll)> Kann sein dass du den auch mal (kurz) mit gemeinsamer Masse an die> stärkere Wicklung angeschlossen hast?> Dann könnte ich dir sagen was passiert ist.
Nicht an die stärkere, aber wie eingangs aufgezeichnet an der
Nebenwicklung. Hab ich ihn damit geschrottet?
Lukas K. schrieb:> SP90 schrieb:>> (lineare statt exponenzielle Kondensatorentladung)> Das hängt davon ab wie du den Kondensator belastest. Wenn du einen> Konstanten Strom ziehst, dann ist die Entladekurve Linear.
Danke für die Erklärung, dann machts Sinn.
Lukas K. schrieb:> SP90 schrieb:>> Wie kann die so hoch werden im Vergleich zur Spannung (blau) vor>> der Diode??> Die Rote und Blue Linie haben jeweils eine eigene Achse zum ablesen> (Blau links, Rot rechts) Die Spitzenwerte passen zusammen.
Manchmal sieht man eben den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr (vor allem
in Österreich ;) )
Lukas K. schrieb:> Suchbegriff wäre "Buck Boost Converter"
werd ich gleich mal googeln, danke.
Lukas K. schrieb:> Wie viel Strom brauchst du ca? je nach Anforderung kann ich dann schauen> ob ich vielleicht einen habe den ich empfehlen kann
Die ganze Schaltung zieht an Gleichstrom ca. 200 mA
hinz schrieb:> Joachim B. schrieb:>> dann zeige endlich mal den kompletten Plan, du hast einen grundlegenden>> Fehler in deinem Aufbau!>> Besser auch noch den kompletten Aufbau zeigen.
Mehr Plan wie eingangs gepostet gibts nicht. Denke die Anordnung von
Diode, Kondensator und 7805 sollte verständlich sein. Das ganze geht auf
den Nano (5V und GND). Das kann ich gerne nochmal aufzeichnen. Nach dem
Nano kommt noch Peripherie (LCD-Display, LEDs und ein DHT22...). Wenn
ich das ganze am Labornetzteil mit Gleichstrom versorge, funktioniert
sowohl Hardware als auch Software wie sie soll.
LG
Messung_Generator.png
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Gleichrichtschaltungen.png
(400 KB)
Messung_Schaltung_A.png
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Messung_Schaltung_B.png
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