Optokoppler an 230VAC

P.S. Man erkennt es auf dem Bild nicht wirklich gut. Neuer versuch. :)

Heinz schrieb:
> Hier finde ich nirgendwo im Datenblatt wie hoch If mindestens sein muss

Das lässt sich ja nur im Kontext der ganzen Schaltung sagen - angegeben 
ist im Datenblatt das Stromverhältnis des Kopplers (in %), wenn du also 
sekundär 2 mA brauchst und primär 2 mA einspeist, so muss der Koppler 
ein Stromverhältnis von mindestens 100 % haben. Am besten noch 
Sicherheitszuschläge einrechenen.

Georg

Heinz schrieb:
> Hier würde ein großer Kondensator die Platzverhältnisse sprengen

Kasperletheater: Kein Platz für einen 22nF-X2, aber genug Bauvolumen für 
vier spannungsfeste Widerstände, 350mW Verlustleistung und Optokoppler?

Ab in den Sandkasten!

@Georg:
Danke. Man muss wie immer nur das Vokabular kennen. "CURRENT TRANSFER 
RATIO".  Wieder was gelernt. :) Der Optokoppler hat laut Datenblatt 
mindestens 80%. Dann reicht das ja dicke. Sekundär brauche ich gerade 
mal 0,8mA.

@Manfred:
Gerne. Bringst du deine Förmchen mit, dann können wir zusammen was 
schönes Bauen. ;) Was das wieder soll....
Normalerweise bräuchte man 4 Widerstände + einen 22nF-X2 Kondensator. So 
brauche ich nur 4 Widerstände. Verstehe deinen Einwand nicht. Aber es 
ist auch schon spät, vielleicht erklärst du das nochmal ohne ausfallend 
zu werden. :)

Hi

Warum nimmst du nicht einen OK mit AC-Eingang (z.B. TLP620)? Spart die 
Hälfte der Bauteile.

MfG Spess

Heinz schrieb:
> ich würde gerne nach einigen Reiais die Netzspannung detektieren

Nimm doch noch ein Relais, auf eins mehr oder weniger kommt es jetzt 
auch nicht mehr an...

Heinz schrieb:
> ich würde gerne nach einigen Reiais die Netzspannung detektieren.

Siehe https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.3

Heinz schrieb:
> muss man das einfach testen ob 2mA wie in der Simulation beim PC817A
> ausreicht?

Nein, rechnen. Dein Kollektorstrom bei eingeschaltetem OK beträgt 1mA, 
der CTI des PC817A mindestens 80%, also reichen 1.25mA um ihn 
durchzuschalten, die erreichst du aber nur bei über 200V des Sinus.

ICH würde nicht den miesesten 817A sondern den besseren zumindest 817C 
nehmen, nicht 1mA sondern 500uA durch 10k und dann mit 250uA also 800k 
primar auskommen, Verlust nur  66mW.

Nicht vergessen, dass Optokoppler im Laufe der Jahre etwas schwächer 
werden.

Jens G. schrieb:
> aber sicherlich nur dann signifikant, wenn die zu sehr mit Strom
> gestreßt werden.

Ist das so? Davon habe ich keine Ahnung.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ist das so? Davon habe ich keine Ahnung.

Wozu gibt es Datenblätter?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Nicht vergessen, dass Optokoppler im Laufe der Jahre etwas schwächer
> werden.

Aber sie sollten nicht unter das spezifizierte minimale CTR gehen!
Allerdings schweigt sich das Datenblatt bez. Aging aus.

Elliot schrieb:
> Wozu gibt es Datenblätter?

Du hast Recht. Das beantwortet die Frage eindeutig.

Hallo,

ich glaube ich mache es lieber so wie der Erfinder der Schaltung es 
vorgesehen hat. Dann bekomme ich halt nur 4 Relais auf eine Platine. Ich 
denke der unfreundliche Mensch von ganz oben hat recht und die 
Verlustleistung ist zu hoch. Laut Simulation fließt in der 
Orginalschaltung ein relativ hoher Strom über die beiden 470K 
Kondensatoren. Ich habe sie gegen 1MOhm getauscht. Bei meiner Anwendung 
ist es egal ob ich den Ausfall der Sicherung 10ms oder 10sec später 
detektiere. Das mit dem im Datenblatt fehlenden spezifizierte minimalen 
CTR ist irgendwie nicht so toll. Gibt es hier alternativen (smd) oder 
nutzt jemand den TCLT1600 und kann bestätigen, dass der ab 1mA 
funktioniert?

P.S.
grün= Leistung pro 1MOhm Widerstand
Rot= Leistung pro 2.7K Widerstand

Kann man irgendwie die Entladung des Kondensators Simulieren, sprich 
einen Schalter der automatisch nach z.B. 100ms geöffnet wird. Evtl. 
könnte ich die Widerstände zum entladen noch größer wählen?

Heinz schrieb:
> Evtl. könnte ich die Widerstände zum entladen noch größer wählen?

Wenn das 0805 Widerstände sind, verkraften bis zu 125mW. Da kannst du 
die getrost sogar noch auf 470k verkleinern.

Heinz schrieb:
> Normalerweise bräuchte man 4 Widerstände + einen 22nF-X2 Kondensator. So
> brauche ich nur 4 Widerstände. Verstehe deinen Einwand nicht.

Manfred schrieb:
> 350mW Verlustleistung

Bei der Lösung mit 22nF fällt Blindleistung an, es wird (fast) nichts 
warm. Ohne Kondensator wird die Differenz Netz zu Optokoppler in den 
Widerständen in Wärme umgesetzt, also müssen die Widerstände größer 
werden und die Wärme irgendwo hin.

Hängt natürlich davon ab, wie oft und wie lange das Gebilde bestromt 
wird, es gibt genug Bilder von bräunlich verfärbten Platinen.

Lothar M. schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Bei der Lösung mit 22nF fällt Blindleistung an, es wird (fast) nichts
>> warm.
> Allerdings lassen diese "Vorkondensatoren" anstelle von Vorwiderständen
> irgendwelche hochfrequenten Spikes (Stichworte: Schaltnetzteile,
> Solarwechselrichter, Einschalten von LED-Lampen...) geradeaus durch auf
> die LEDs.
Und Rundsteuersignale. Gibts die noch? Egal, Robust geht anders.

Steht allerdings so (dort hat es der TO ja her) in
https://www.mikrocontroller.net/articles/230V
vielleicht sollte man dort auf die Problematik hinweisen.


Chregu schrieb:
> Heinz schrieb:
>> ich würde gerne nach einigen Reiais die Netzspannung detektieren
>
> Nimm doch noch ein Relais, auf eins mehr oder weniger kommt es jetzt
> auch nicht mehr an...
Sehe ich auch so, Relais mit 230V Spulenspannung sind leicht 
beschaffbar.


Heinz schrieb:
> Bei meiner Anwendung
> ist es egal ob ich den Ausfall der Sicherung 10ms oder 10sec später
> detektiere.
Meine Meinung: benutze Relais, das ist auch langfristig eine extrem 
robuste Lösung, und auch weniger problematisch gegenüber 
Phantomspannungen im Vergleich zu in ihrer Ansteuerleistung emfindlichen 
Optokopplern.

Thomas O. schrieb:
> man kann einen Gleichrichter davorsetzen oder man nimmt Optokoppler die
> 2 Gegengesetzte LEDs am Eingang haben.

Wozu, es reicht doch völlig eine Halbwelle zu detektieren um 
festzustellen dass Saft da ist.

Georg

Al. K. schrieb:
> Der Optokoppler muss aber auch vor der der anderen Halbwelle geschützt
> werden!

Ja, mit einer antiparallelen Diode. Du hast natürlich Recht, das ist 
ruinös teuer.

Georg

Den Link zum Datenblatt im ersten Post habt ihr aber schon gesehen?

Hi

>Ja, mit einer antiparallelen Diode. Du hast natürlich Recht, das ist
>ruinös teuer.

Hast Recht. Ein AC-Optokoppler für 0.30€ würde einen über Jahre hinaus 
ruinieren.

>Den Link zum Datenblatt im ersten Post habt ihr aber schon gesehen?

Meinst du den zum TCLT1600?

Da gibt es z.B. bei Digi-Key ein Spice-Model. Sollte sich in LTSpice 
einbinden lassen. Habe ich aber seit langen nicht mehr gemacht.

MfG Spess

Spess53 schrieb:
> Meinst du den zum TCLT1600?

Ja.


Ich habe nicht gezählt wie viele Antworten einen AC-Koppler vorschlagen.

War aber in der Frage schon geklärt.

Hallo,

danke für das Feedback, wenn ich im Eifer des Gefechts etwas überlese 
liegt es daran, dass hier zwei kleine Kinder rum laufen die ständig 
irgend etwas wollen. Also nicht böse nehmen. :)

Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann ist die Lösung mit 
100KOhm(ohne Kondensator) nicht zu empfehlen, weil die Verlustleistung 
und damit die Wärme zu hoch ist.
Die Lösung mit dem Kondensator ist nicht zu empfehlen, da hier 
ungehindert Impulse von anderen Netzteilnehmern auf die LEDs im 
Optokoppler einprasseln.
Zu empfehlen wären eher Relais.
Ich will 48 Relais/Sicherungen in meiner Hausautomation abfragen. Da ist 
mir die Lösung mit zusätzlichen Relais etwas zu teuer und zu schwer. ;)

Wie wäre denn folgende Schaltung mit Tiefpassfilter (fg=250Hz). Ich bin 
mir nur nicht sicher ob man (wie ich es gezeichnet habe) auf der 
N-Leitung auch Widerstände benötigt. Theoretisch kommen da doch auch 
Störimpulse drüber?

P.S. den LTCLT1600 habe ich jetzt auch in LTSpice eingebunden. Danke 
auch für diesen Hinweis. Laut Simulation funktioniert die Schaltung 
sogar noch mit einem 1nF Kondensator(0.1mA) primärseitig. Also sollte 
Faktor 15 zur Sicherheit hoffentlich reichen.

Blau=Spannung sekundär
Grün= Strom pro 6,8K Widerstand
Rot= Leistung pro 6,8K Widerstand

Was schreibe ich....

Korrektor 5nF Kondensator(0.5mA)= Faktor3 Sicherheit :)

Heinz schrieb:
> Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann ist die Lösung mit
> 100KOhm(ohne Kondensator) nicht zu empfehlen, weil die Verlustleistung
> und damit die Wärme zu hoch ist.
Manfred schrieb:
>> Hängt natürlich davon ab, wie oft und wie lange das Gebilde bestromt
>> wird, es gibt genug Bilder von bräunlich verfärbten Platinen.

Also: Wie lange wird das bestromt und ist Luftbewegung gegeben?

> Ich will 48 Relais/Sicherungen in meiner Hausautomation abfragen.
In Deiner ursprünglichen Auslegung hatte ich 350mW überschlagen, gibt in 
Summe 17 Watt = rund 150 kWh pro Jahr!

> Die Lösung mit dem Kondensator ist nicht zu empfehlen, da hier
> ungehindert Impulse von anderen Netzteilnehmern auf die LEDs im
> Optokoppler einprasseln.

Das 'Problem' wurde mehrfach in anderen Threads durchpalawert, 
vorzugsweise von Bedenkenträgern. In Deiner angehängten Schaltung mit 
15nF / 4*6k8 wären bei wirkungslosem Kondensator in der Sinusspitze 12mA 
fällig, unkritisch. Wenn da wirklich Sauerei durchkommt, ist Dein C3 
47nF da.

Als Betriebsstrom bekommst Du ca. 1,1mA, verheizt an den Widerständen in 
Summe total unkritische 30mW - ich würde das so aufbauen und den C3, 
wenn überhaupt, kleiner machen.

Verwende keine Keramikkondensatoren, wie ich es mal getan habe:
Beitrag "LED mit Kondensatornetzteil - Strom passt nicht"
Nach jeder Menge Dummlall kommen fundierte Aussagen überwiegend von 
"Achim S. (Gast)" Beitrag "Re: LED mit Kondensatornetzteil - Strom passt nicht"

Manfred schrieb:
> Heinz schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Die Lösung mit dem Kondensator ist nicht zu empfehlen, da hier
>> ungehindert Impulse von anderen Netzteilnehmern auf die LEDs im
>> Optokoppler einprasseln.

> Das 'Problem' wurde mehrfach in anderen Threads durchpalawert,
> vorzugsweise von Bedenkenträgern. In Deiner angehängten Schaltung mit
> 15nF / 4*6k8 wären bei wirkungslosem Kondensator in der Sinusspitze 12mA
> fällig, unkritisch.
Ein bisserl mehr wird es bei Transienten schon werden, die halten sich 
nicht an die "erlaubten" 320V Spitzenspannung.


> Verwende keine Keramikkondensatoren, wie ich es mal getan habe:
> Beitrag "LED mit Kondensatornetzteil - Strom passt nicht"
> Nach jeder Menge Dummlall kommen fundierte Aussagen überwiegend von
> "Achim S. (Gast)" Beitrag "Re: LED mit Kondensatornetzteil - Strom passt
> nicht"

Witzig ist was dort noch etwas später kan, ausgerechnet von dir:"
Nach immerhin 2 1/2 Monaten Betrieb hat sich eine LED verabschiedet, die
andere leuchtete noch. Das schiebe ich auf die Qualität, die Dinger habe
ich 2014 beim Amazonchinesen gekauft und nicht zu erstem Mal einen
Aussetzfehler.

Interessant finde ich, dass die defekte LED noch 1,5V Flußspannung
zeigte.
"
Nur meine Meinung; aus Erfahrung:
Anscheinend ein "normaler" Überstromschaden, stellenweises durchlegieren 
mit Teilschluss, oder, wenns härter wird: sogar Kurzschluss ist oftmals 
nach kurzem Überstrom bei Halbleitern "immen wieder gerne" am Bach. 
"Einschnürung" des Strompfades führt thermisch zu mikroskopisch kleinen 
überhitzten Bereichenen im Halbleiter, siehe auch SOA bei Transistoren.

Muss nichts heissen: die Abwesenheit von Transienten kann ich in deinem 
Fall natürlich nicht beweisen; deren Anwesenheit ist ein statistisches 
Problem. Spannung (iwSdW) wie bei Alfred Hitchcock: du weisst was 
passieren wird, du weisst nur nicht wann :D

tl;dr
C3 ist nicht wirklich geeignet, ein Überspannungshalbleiter mit einem 
weiteren Vorwiderstand vor dem OK wäre besser.
Der Gesamtaufwand wird dann aber sowohl von der Baugrösse, als auch dem 
Preis, als auch dem Gewicht einem Relais kaum das Wasser reichen können.

Jetzt habe ich wohl genug "durchpalawert".
Grüsse von einem Bedenkenträger :D

Ich habe gelesen, dass die Störimpulse im Netz mehrere KV haben können. 
Das war für mich neu. Ich denke daher kommen dann auch die Bedenken die 
Bedänkenträger an dieser Schaltung haben. ;)
Daraufhin habe ich noch ein bisschen weiter Simuliert. Hierzu habe ich 
auf den 325V Sinus noch Pulse von einigen KV gelegt. Ab 4KV bekommt der 
Optokoppler klöppe.
Ich habe jetzt:
1 Stunde gebraucht um die Pulse auf die Spannung zu legen.
1 Stunde um die Simulation eines Varistors zu verstehen.
und 2 Stunden habe ich eine funktionierende gesucht die "Pulsequelle" im 
Strom zu begrenzen. Ohne Erfolg. So funktioniert der Varistor nicht. 
Naja aber bevor ich jetzt in meine Tastatur beiße und die Maus in den 
Monitor schiebe, gehe ich lieber schlafen. :)
Mein Tiefpass hat gegen die Impulse natürlich keinen Effekt (danke für 
den Hinweis), deshalb fliegt er raus.
Jetzt meine Frage: Kann ich nicht einfach einen Varistor(>>275VAC 100A)+ 
Thermosicherung in den Eingang der Schaltung packen und die Optokoppler 
freuen sich noch lange über mein tolles Schaltungsdesign? ;)

Heinz schrieb:
> Kann ich nicht einfach einen Varistor(>>275VAC 100A)+
> Thermosicherung in den Eingang der Schaltung packen und die Optokoppler
> freuen sich noch lange über mein tolles Schaltungsdesign? ;)
Du lernst schnell; Brechstange LOL, dann überlebt zwar der Optokoppler; 
deine Schaltung fällt trotzdem aus.

Schaltung in Prosa: Ausreichend spannungsfester Vorwiderstand (gerne 
mehrere in Reihe); Varistor (Beispielsweise, Wert nur als Denkanstoss) 
30V [keine 100A+ nötig]; weiterer Vorwiderstand; LED.

Ziel: unbeindruckt und ohne Ausfall einen Transienten wegstecken.


Hat zur Problemlösung eigentlich irgendjemand schon mal ein Relais 
erwähnt?
SCNR :D duck und weg

Ein Relais ist auch keine wirkliche Alternative. Wenn ich mir ein 
Datenblatt angucke liegt die Spulenleistung bei z.B. 0,7VA. Da wäre es 
effizienter den Optokoppler und 3*100K Vorwiderstände zu wählen. Dann 
muss ich mir überlegen welche Kontakte in meiner Hausautomation wirklich 
sinnvoll überwacht werden sollten. Der Rest wird gestreichen.  Danke für 
die Hilfe.

Heinz schrieb:
> Kann ich nicht einfach einen Varistor(>>275VAC 100A)+ Thermosicherung in
> den Eingang der Schaltung packen und die Optokoppler freuen sich noch
> lange über mein tolles Schaltungsdesign? ;)

Normalerweise hat man sowieso nicht nur einen Optokoppler, sondern auch 
weitere Elektronik, wie TRIACs oder Schaltnetzteile, die sich sowieso 
über VDR freuen, damit zumindest 800V Bauteile überleben. Das 
funktioniert natürlich nur, wenn man der Zuleitung einen Innenwiderstand 
spendiert, am realistischten nach CISPR.

1

    +--100R--+

2

 +--+        +--o

3

 |  +--500uH-+

4

 |

5

(V) SINE 50 325

6

 |

7

 +--------------o

Aber der Optokoppler alleine hinter einem Widerstand sollte sowieso mit 
1mA auskommen sonst wird die Widerstands-Verlustleistung zu hoch, und da 
eine IR LED bis 1A peak überlebt, reicht das für 230000V am Netz.

Baut man ein Kondensatornetzteil, hält ein Siebelko die peaks von der 
LED ab, der Brückengleichrichter muss die aber trotzdem überleben, was 
meist auf <4A rausläuft. Zum Kondensator muss also ein Serienwiderstand. 
Genaueres hier:

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.0
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.0.1

Heinz schrieb:
> Ich will 48 Relais/Sicherungen in meiner Hausautomation abfragen. Da ist

Da diese Relais/Sicherungen "langsam" schalten, reicht es wohl aus, 
ihren Zustand in größeren Zeitabständen zu ermitteln. Vielleicht wäre es 
dann sinnvoller, auf die galvanische Trennung bei den einzelnen Kanälen 
zu verzichten, und stattdessen eine netzverbundene digitale Erfassung 
über Multiplexer mit vorgeschalteten Widerständen und Varistoren zu 
realisieren und die Trennung erst DANACH, ggf. bei serieller 
Übertragung, vorzusehen. Dann kommt man mit 3 galvanisch getrennen 
Signalen aus.

Gerade bin ich über folgende Schaltung gestolpert.

http://www.dl4cu.de/rel/230vopto/opto.html

Wenn man primärseitig noch ein 5V Hutschinennetzteil einbaut, wäre man 
auch komplett getrennt. Nach der Simulation mit LTSpice fallen am 1MOhm 
Widerstand schlanke 50mW ab. Nach Simulation würde der Optokoppler bei 
100KV noch im Normbetrieb laufen. ;)

Heinz schrieb:
> Ich will 48 Relais/Sicherungen in meiner Hausautomation abfragen. Da ist
> mir die Lösung mit zusätzlichen Relais etwas zu teuer und zu schwer. ;)

Lass doch den ganzen Optokopplerzirkus weg. Im Schaltschrank weisst du 
sowieso, wo die Phase ist und kannst direkt jeweils über Widerstände auf 
Eingänge von mit Dioden geschützten GPIOs/Porterweiterungen gehen. Dann 
schickst du deine Schaltzustände mit einem µC seriell per MQTT o.ä. über 
EINEN Optokoppler zu deiner Hausautomation.
Atmel App-Note AVR182, den unteren Widerstand kannst du dir sparen, da 
"Mains Gnd" und "Gnd" zweckmäßigerweise identisch sind.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/Atmel-2508-Zero-Cross-Detector_ApplicationNote_AVR182.pdf

Das funktioniert ja wirklich. Oben stand die Schaltung schonmal. Da hab 
ich die aber irgendwie abgetan wegen fehlender galvanischer Trennung. 
Aber die Idee den Portexpander einfach galvanisch zu trennen ist mir 
nicht gekommen. Danke.

P.S. der 4000K Widerstand in der Schaltung ist nur zur Simulation, dass 
entspricht ungefähr dem Input Leakage Current von 1uA des Portpins. Man 
könnte natürlich auch D2,C1 und R2 weglassen. Dann kann ich aber nur die 
positiven Halbwellen detektieren. Wenn ich pech habe lese ich ihn dann 
immer genau zur falschen Zeit aus.

Danke. Dann muss ich das Datenblatt studieren ob der MCP23017 das kann. 
Das würde immerhin 3 Bauteile sparen.

Heinz schrieb:
> P.S. der 4000K Widerstand in der Schaltung ist nur zur Simulation, dass
> entspricht ungefähr dem Input Leakage Current von 1uA des Portpins. Man
> könnte natürlich auch D2,C1 und R2 weglassen. Dann kann ich aber nur die
> positiven Halbwellen detektieren. Wenn ich pech habe lese ich ihn dann
> immer genau zur falschen Zeit aus.

Der Sinus des Stromnetzes ist nicht so stochastisch wie du denkst. Hänge 
fest auf eine Phase einen Nulldurchgangsdetektor und dann lege dein 
Programm so aus, dass es z.B. jeweils auf den Maxima der 3 Phasen den 
Zustand abfragt. Das hat nichts mit Glück oder Pech, sondern mit 
Synchronisation und Timing zu tun.

Du hast Recht. Die Bauteile kommen raus.

Heinz schrieb:
> Du hast Recht. Die Bauteile kommen raus.

Dann simuliere das ohne die Bauteile nochmals, mit +-4kV Störimpulsen 
(also nicht nur positive Impulse). Das wird mit der BAS21 eng werden bei 
der minimal erlaubten Spannung am Eingang des MCP23017.

Das hatte ich, das passte. Habe einfach einen 10KV Sinus drauf gegeben. 
Die -0.6V wurden nicht geknackt. Als Dualdiode verwende ich eine BAT54S 
Model. Mit zwei 1N4148 hatte ich wirklich das Problem -0,7V zu 
erreichen. Nach der Simulation brauche ich aber noch einen Widerstand 
R3, sonst liegt mein low-Signal bei 2,5V, irgendwie logisch. Naja, 4 
Bauteile sind immer noch besser als den Aufwand den ich vorher hätte 
betreiben müssen. Auch wenn der Ton manchmal ein bisschen rau ist, super 
Forum. :)

Joachim B. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Atmel App-Note AVR182, den unteren Widerstand kannst du dir sparen
>
> im Schaltschrank JA aber dann würde ich auch auf 2 MOhm gehen, wer will
> da mehr Strom ziehen als nötig, die Sicherheit steigt ja auch mit 2M
> sonst einem 1M auf je Phase und N

In dem Atmeldatenblatt ist ein Spannungsbereich von 110-240VAC 
angegeben. Deshalb wird der 1MOhm Widerstand bei R1 so ausgelegt sein, 
dass die Schaltung noch bei 110VAC ordnungsgemäß funktioniert. Spricht 
irgendetwas gegen zwei 1,5MOhm Widerstände für R1 (3Mohm gesamt). Ich 
weiß eine Simulation ist kein Praxisersatz. Aber 2MOhm ist da doch schon 
mit sehr viel Angstzuschlag. Soweit ich das sehe werden ab ca. 10MOhm 
die Flanken sichtbar weniger steil und ab 60MOhm nimmt der Pegel langsam 
ab.

Thomas O. schrieb:
> Mag an den Haaren herbeigezogen sein, ...

Ack

In Schaltkontakten von Relais ist gewöhnlich keine Diode eingebaut.

Thomas O. schrieb:
> Noch eine andere Lösung, ich denke aber das die Relais schon vorhanden
> sind, es gibt Relais die nicht nur einen Schalter haben sondern auch
> weitere Schalter z.B. für Kontrollzwecke die man mit einer
> Schutzkleinspannung betriebt.

Die Relais sind noch nicht gekauft. Aber Relais mit z.B. zwei Wechslern 
würde ein Ausfall der Sicherung vor dem Relais nicht detektiert werden. 
Außerdem ist mir wichtig, das die Leistung nicht über die Platine geht, 
diese Art von Relais scheinen rar gesät.

Heinz schrieb:
> Aber 2MOhm ist da doch schon mit sehr viel Angstzuschlag.

Um Spannungsüberschläge und Kriechstromstrecken zu minimieren, sollte 
der 2M Widerstand, entweder aus 4 mal 470k (0805), oder 3 mal 680k 
(1206) ausgelegt werden.

Heinz schrieb:
> Das hatte ich, das passte. Habe einfach einen 10KV Sinus drauf gegeben.
> Die -0.6V wurden nicht geknackt. Als Dualdiode verwende ich eine BAT54S
> Model. Mit zwei 1N4148 hatte ich wirklich das Problem -0,7V zu
> erreichen. Nach der Simulation brauche ich aber noch einen Widerstand
> R3, sonst liegt mein low-Signal bei 2,5V, irgendwie logisch. Naja, 4

Das mit R3 verstehe ich jetzt nicht. Wo/wie sollen da 2,5V entstehen?

Wenn du mit 10kVpp simuliert hast, müssten bei den R1 = 1,5MOhm in der 
Simulation ein Peakstrom >3A durch die untere Diode geflossen sein. Laut 
Vishay Datenblatt ist Vf max. = 0,8V bei 100mA, und bei 1A bist du schon 
im Bereich >1V. Ich denke solche Ströme übersteht diese Diode nicht, und 
damit auch nicht der MCP.

Kuster schrieb:
> Ich denke solche Ströme übersteht diese Diode nicht, und
> damit auch nicht der MCP.

Aus dem 230V-Netz wird auch kaum ein 10kV Sinus heraus kommen. Für die 
1N4148 wird für Strom Peaks von 1µs Dauer ein Strom von maximal 4000mA 
angegeben (DS Diotec).

Wolfgang schrieb:
> Kuster schrieb:
>> Ich denke solche Ströme übersteht diese Diode nicht, und
>> damit auch nicht der MCP.
>
> Aus dem 230V-Netz wird auch kaum ein 10kV Sinus heraus kommen. Für die
> 1N4148 wird für Strom Peaks von 1µs Dauer ein Strom von maximal 4000mA
> angegeben (DS Diotec).

Ja klar, kommen aus dem Netz keine 10kV Sinus raus, es geht ja 
eigentlich um Störimpulse. Vermutlich war der Sinus einfacher 
einzugeben.

Heinz will aber eine BAT54S einsetzen. In deren Datenblatt ist als Peak 
Surge Current 800mA angegeben, der dann aber 1 Sekunde lang fließen 
darf.
Kann schon sein, daß sie die 3A bei kürzeren Impulsen aushält, ist aber 
nicht spezifiziert. Und wenn Vf der unteren Diode größer 0,6V wird, 
unterschreitet man die minimal zulässige Eingangsspannung des MCP23017.

Bauform B. schrieb:
> Kuster schrieb:
>> Mit zwei 1N4148 hatte ich wirklich das Problem -0,7V zu
>>> erreichen. Nach der Simulation brauche ich aber noch einen Widerstand
>>> R3, sonst liegt mein low-Signal bei 2,5V, irgendwie logisch. Naja, 4
>>
>> Das mit R3 verstehe ich jetzt nicht. Wo/wie sollen da 2,5V entstehen?
>
> Die 2.5V werden durch den 1:1-Spannungsteiler aus den Leckströmen der
> Dioden erzeugt. Ohne den R3 hängt der CMOS-Eingang ja in der Luft sobald
> der Schalter aufmacht. Im wirklichen Leben gibt es den Schalter auch,
> also braucht man auch da den R3. Das ist ja ein ganz normaler Pull-Down,
> wie man ihn überall verwendet (nur eben -Down statt -Up).

Danke, da habe ich nicht richtig hingeschaut. Ich dachte der R3 hätte 
doch die Funktion, die er in der Simulation davor hatte. R3 war da 
4000kOhm und sollte den Portpin darstellen.
Heinz schrieb:
> P.S. der 4000K Widerstand in der Schaltung ist nur zur Simulation, dass
> entspricht ungefähr dem Input Leakage Current von 1uA des Portpins.

Also wenn der Schalter aufmacht, und der Ausgangleiter des Relais in der 
Luft hängt und nicht durch irgendwelche angeschlossenen Geräte relativ 
niederohmig nach GND/NULL gezogen wird, dann sehe ich ein kapazitives 
Übersprechen von anderen spannungsführenden Leitungen in diese offene 
Leitung als mögliches Problem. Der Sense-Eingang ist ja hochohmig genug, 
um dann da eine Spannung zu erkennen.

Wir machen das mit dem AC Optokoppler IL250.
Diese Schaltung wird in unseren Steuerungen seit mehr als 30 Jahren 
verwendet und selbst Steuerungen die nach so langer Einsatzdauer mal zur 
Überprüfung kommen, funktionieren immer noch einwandfrei - soviel zum 
Thema "Alterung von Optokopplern".
Mit diesem Optokoppler bekommt man auch die nötigen Luft- und 
Kriechstrecken hin um sicher mit Netzspannung zu arbeiten.
Mit dem 33nF kann man anliegende Netzspannung detektieren, ohne den 33nF 
den Nulldurchgang.

Kuster schrieb:
> Und wenn Vf der unteren Diode größer 0,6V wird, unterschreitet man die
> minimal zulässige Eingangsspannung des MCP23017.

Umstandskram und ganz alter Hut ist das. Diode als Schutz, 50Ohm 
Widerstand zum Eingang und schon ist das geloest.

Nachdem ich gestern den halben Tag damit verbracht habe die angedachte 
Schaltung in Eagle aufzubauen und mich durch die Datenblätter von z.B. 
Adum1250 gehangelt habe, ist mir am Ende Aufgefallen, dass ich auch noch 
zwei MCP23017 gebraucht hätte um wirklich galvanisch getrennt zu sein. 
Einer der über Mosfets die Relais schaltet und einer der galvanisch 
getrennt die 230VAC Leitungen abfragt. Ansonsten hätte ich die Massen 
verbinden müssen. Da hatte ich dann keine Lust mehr. ;)
Also habe ich nochmal alles auf Anfang gestellt und diesmal nach 
"Optokoppler mit sehr niedrigem If" gesucht. Interessant was das 
Internet so ausspuckt, wenn man weis wonach man sucht.
Der TLP182: Dieser Optokoppler ist laut Werbeblatt speziell für 
Hochvoltanwendungen entwickelt worden. Dann habe ich mir noch einen 
Mosfet mit dem kleinsten Qg den ich finden konnte gesucht. (So langsam 
lerne ich was ;) )
Die damit simulierte Schaltung kommt sogar noch in Grenzen mit einem 
Primärseitigen 40MOhm Eingangswiderstand hin. Simuliert habe ich jetzt 
mit 20MOhm. Ich denke ich werde es mit 3MOhm primärseitig aufbauen. 
Damit habe ich noch genug Puffer. Sollte ich dann irgendwann durch 
Alterung der Bauteile Probleme bekommen, kann ich immer noch etwas 
weiter die Werte senken.
Ich denke die Lösung ist besser als:

1. mehrere KW im Jahr in Wärme zu verballern.(Scheint ja Standard zu 
sein die Schaltung)
2. einen Kondensator zu nutzen der die Diode nicht schützt
3. Die 230VAC über Widerstände direkt auf den Chip zu legen.

Aber ich bin schon gespannt, was ich wieder übersehen habe. :)

Heinz schrieb:
> So langsam lerne ich was

Hmm, z.B. sollte der MOSFET auch bei 3.3V schon schalten, dein Si4436 
tut es erst bei 4.5V.

Und 1MOhm führt mit den 100nA Leckstrom des Optokoppler zwar nur zu 
0.1V, dazu Gate-leakage des MOSFETs mit nochmal 100nA, aber bei 25 
GradC. Alle 10 GradC verdoppelt sich der, bei 65 GradC kann die 
Schaltung schon aussteigen.

Heinz schrieb:
> Simuliert habe ich jetzt mit 20MOhm. Ich denke ich werde es mit 3MOhm
> primärseitig aufbauen

100uA Spitzenstrom. Bei einem Optokoppler der mit 2mA spezifiziert ist. 
Reichlich wenig. Warum nicht wenigstens 0.5mA ?


In der Simulation kann man weit heruntergehen, die simuliert bloss in 
dem sie die Werte linear herunterskaliert. Aber in der Realität leuchten 
LEDs unterhalb eines gewissen Stroms einfach gar nicht mehr (das können 
100uA sein). Und Einkopplung in offene Leitungen kann zu weit mehr als 
100uA fuhren..

MaWin schrieb:
> Heinz schrieb:
>> So langsam lerne ich was

Kann es sein dass Heinz an anderer Stelle Mosfetter heißt:
Beitrag "Re: BS170 mit 5V ansteuern?"

Manfred schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Heinz schrieb:
>>> So langsam lerne ich was
>
> Kann es sein dass Heinz an anderer Stelle Mosfetter heißt:
> Beitrag "Re: BS170 mit 5V ansteuern?"

Nein, das bin ich nicht. Obwohl der auch etwas lernt? Ich dachte immer 
das sei ein Alleinstellungsmerkmal. ;)

MaWin schrieb:
> Hmm, z.B. sollte der MOSFET auch bei 3.3V schon schalten, dein Si4436
> tut es erst bei 4.5V.
>
> Und 1MOhm führt mit den 100nA Leckstrom des Optokoppler zwar nur zu
> 0.1V, dazu Gate-leakage des MOSFETs mit nochmal 100nA, aber bei 25
> GradC. Alle 10 GradC verdoppelt sich der, bei 65 GradC kann die
> Schaltung schon aussteigen.

Ich dachte immer das man einfach nur über VGS(th) sein muss um die paar 
mA zu schalten. In meinem E-plan habe ich den Si4436 jetzt an 5V 
gehängt. Danke für den Hinweis.

MaWin schrieb:
> 100uA Spitzenstrom. Bei einem Optokoppler der mit 2mA spezifiziert ist.
> Reichlich wenig. Warum nicht wenigstens 0.5mA ?

Die Grafik im Datenblatt ging bis 0,1mA runter (s. Anhang). Deshalb bin 
ich davon ausgegangen, das die Werte stimmen. Ich fang einfach mit 2MOhm 
und 560K (Si4436) an. Wenn es nicht funktioniert, dann löte ich wie 
Dieter schrieb Parallelwiderstände auf (Danke für den Tipp). Die 
Anwendung läuft bei mir zu Hause. Das wäre kein Beinbruch.

Ich dachte immer
Ich dachte immer

Ich denke ich sollte weniger denken und ins Bett. ;)

Manfred schrieb:
> Kann es sein dass Heinz an anderer Stelle Mosfetter heißt:
> Beitrag "Re: BS170 mit 5V ansteuern?"

Danke auch hierfür. Ich glaub jetzt habe ich es verstanden. Gut das es 
Leute gibt die genau so doof wie ich sind.

Neuer Tag neues Glück. :)

Dieter D. hat mich mit seiner Flasherschaltung auf eine Idee gebracht. 
So genau kann ich das mit Portexpander natürlich nicht takten. Aber 
folgendes würde doch gehen:

Ich schalte einmal pro Minute den Moc3021, warte 500ms und lese die 
Eingänge aus. Dann schalte den MOC wieder ab. Das hat den Vorteil, dass 
ich nicht irgendwo an physikalischen Grenzen arbeite. Danke fürs 
piesacken. :)
In der eigentlichen Schaltung wären 7 TLP182 verbaut(ich habe 3 
Simuliert). Der Strom durch den MOC3021 beträgt somit 7mA(max). So wie 
ich das Datenblatt verstehe, liegt die Leistung am Treiber dann bei max. 
3V*0.007A=0,021mW. 300mW kann er "dampfend" überstehen. Das sollte doch 
dann gehen?

Läuft die Schalung unter "Ein blindes Huhn findet auch mal ein Korn" 
oder habe ich wieder etwas übersehen?

https://www.mouser.de/datasheet/2/239/MOC302-1175440.pdf

Heinz schrieb:
> habe ich wieder etwas übersehen?

Wenn eine Leitung eingeschaltet und eine andere ausgeschaltet aber über 
die Last (Glühlampe) mit N verbunden ist, fliesst der Strom erst durch 
den einen Optokopplers LED und danach in Reihe geschaltet durch des 
anderen Optokopplers LED. Dank der beiden Vorwiderstände zwar nur der 
halbe Strom, aber für eine Fehlauswertung wird es reichen..

Heinz schrieb:
> "Ein blindes Huhn findet auch mal ein Korn"
Und viele Stolpersteine :D

Vereinfachtes Problembeispiel: zwei zu überwachende Sicherungen an 
derselben Phase: R2 und R6 hängen dann also getrennt an der Phase von 
zwei verschiedenen geschalteten/abgesicherten Stromkreisen...

Ein Stromkreis fällt jetzt aus (oder ist per Relais abgeschaltet - das 
möchtest du ja detektieren)...eine dort angeschlossenen Last zieht jetzt 
diese zu messende Leitung gegen null...dein MOC3021 ist eingeschaltet; 
die Messung läuft, alles gut.


Stromsparmodus
Dein MOC ist nun ausgeschaltet; dann leuchten beide Optokoppler, 
230V-R2-U2-U3-R6-0V mit der halben Leistung. Wird dir also bei zu 
überwachenden, und teilweise abgeschalteten Relaisstromkreisen nicht 
wirklich helfen viel Strom zu sparen. Lösung: für jeden OK einen eigenen 
MOC.

Ok. Das wäre ja was geworden. Den Fehler wäre schmerzhaft geworden.
Anbei die alte Schaltung mit dem Fehlerfall und die Neue.
Ich denke jetzt sollte es passen.

Vielen Vielen Dank. :)

neu

Heinz schrieb:
> neu

Jetzt musst du noch ermitteln  wie der geringe Strom von 770uA von den 
(hoffentlich nicht spannungsmässig vollkommen unterdimensionierten 
MOC3021 sondern wenigstens durch 275V~ VDR schützbaren MOC3071) 
geschaltet wird. Die haben nämlich einen Mindeststrom. Immerhin sind es 
keine zero cross Optokoppler, die oberhalb 16V nicht mehr einschalten. 
Ich würde der Simulation in Bezug auf Haltestrom nämlich nicht trauen.

-running the gag-
MaWin schrieb:
> geringe Strom von 770uA von den
> (hoffentlich nicht spannungsmässig vollkommen unterdimensionierten
> MOC3021 sondern wenigstens durch 275V~ VDR schützbaren MOC3071)
> geschaltet wird. Die haben nämlich einen Mindeststrom.
Da fällt mir spontan die Verwendung von Relais ein. SCNR :D:D:D

Haltestrom
Eigentlich könnte man doch problemlos (da ja immer nur kurz gemessen, 
und danach eine lange Stromsparpause vorgesehen ist) "fette" 
Lastwiderstände parallel zu den 230V-anschlüssen der OK legen, dabei 
würde auch die Störfestigkeit gegenüber Phantomspannungen (wg 
Leitungskapazitäten) verbessert werden.

Vielen Dank. Das hat mir weiter geholfen. Zu den GMR-Koppler finde ich 
leider keine Schaltung mit 230VAC und bis auf einige Erklärungen wie das 
Prinzip funktioniert recht wenig. Also mach ich mal an meinem Wunderwerk 
weiter. ;)
Deine Idee mit den Dioden funktioniert ganz gut. Kleiner wird das zwar 
bei weitem nicht, aber immerhin erhöhe ich den Strom durch die zwei 
Moc's. Kann mir jemand eine Thermosicherung für die Varistoren(link 
unten) empfehlen? Entweder was zum kleben oder irgendwie über die 
Platine thermisch gekoppelt, Halter für SMD-Montage?

Ich habe hier noch folgendes mitgenommen und als Ergänzung 
aufgeschrieben. Ich denke damit bekomm ich was funktionierendes 
gelayoutet. :)

MOC3021 gegen Moc3071SM tausch
https://www.mouser.de/ProductDetail/ON-Semiconductor-Fairchild/MOC3071SM/?qs=%2Fha2pyFadugPw2e2qIy5fQ2CmIV%2FWcG1glITJyDZLK5CeXwuIXgdWw%3D%3D

Varistor PV300K4032R2(300VAC) vor Moc3071SM (PIN 4 und 6) + 
Thermosicherung(Typ?)
https://www.mouser.de/datasheet/2/54/pv_series-1825431.pdf

Dioden"netzwerk" R5000F-B
https://www.mouser.de/datasheet/2/345/r2500f-r5000f-14910.pdf

Eingangsfilter 100Ohm 100pF(X2) (siehe Schaltung oberster Pfad, bzw. bei 
Dieter)

Zusätzlicher Lastwiderstand(optional falls erforderlich)

Bei Fehlern immer gerne voll auf die 12. :) Besser jetzt ein 
verkümmertes Ego als später eine miese Platine. ;)

P.S.
Blau = Strom durch den MOC
Rot = Sicherung ok + Relais geschaltet, Ausgang zum IC (U7)
Grün = Offene Sicherung + Relais geschaltet, Ausgang zum IC (U8)

Schau dir mal die Serie BM1Z00 von Rohm an (Digikey). Hat sehr geringen 
Standby-Strom.

Das sieht interessant aus. Allerdings bin ich eher von der vorsichtigen 
Sorte und das klingt für mich wie: "Ein kleiner Fehler und ich habe 
Netzspannung in meinem Steuerteil".

So da es so schön ist und es zwischen den Zeilen eher so klingt als wäre 
meine Idee einen Moc zu verbauen schlecht habe ich nochmal nachgedacht 
und das offensichtliche Entdeckt. Jetzt kommt endlich ein Relais ins 
Spiel. ;) Laut Datenblatt hat das 20 Millionen mechanische Schaltzyklen. 
Selbst wenn ich das einmal pro Minute schalten würde, würde es 
Jahrzehnte laufen. Da der empfindliche Triactreiber jetzt raus ist, kann 
ich mir wahrscheinlich auch den Varistor sparen. Theoretisch würde aber 
in dem Moment wo kein Strom fließt die Spannungsspitzen am Optokoppler 
anliegen. Kann ich die einfach mit einem Snubber Filtern?  Und reicht 
dafür wirklich der oben gezeichnete 100Ohm+100pF hinter den 200K 
Widerständen? Wenn ich den aus irgendeinem Grund doch nicht brauche lass 
ich ihn auch gerne weg. ;)

Dieter D. schrieb:
> Als Beispiel eine aufwändige Schaltung um wenig Leistung auf der
> Netzseite zu verbrauchen.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/488379/Optokoppler_Power_Save_01.png

Dieter D. schrieb:
> Kann mir gut vorstellen das hier einige aktiven Ideenschutz
> betreiben.
Selbst falls (was ich mir nicht vorstellen kann); das würde im 
Diskussionsforum wohl kaum funktionieren.

> Kannst Du zwar nicht sehen, aber den Bewertungen wäre zu
> sehen, das hier Mitlesern, vor allen seit der Erwähnung der GMR, wohl
> nicht paßt, wie es sich fortentwickelt.
GMR ist doch auch nicht Netzfest, da niederohmig, richtig? Dann hätten 
wir doch die selbe Problematik wie mit (niederohmigen) LEDs im 
Optokoppler... womöglich deshalb die Bewertungen???
Meine Meinung: du solltest auf Bewertungen besser nichts geben, und auch 
nichts hineininterpretieren. Wenn einer eine Bemerkung hat: bitte frei 
heraus mit Text, nicht mit hieben (Punkten)!
On top: da regen sich manche Foristen über "anonyme" Gastaccounts auf, 
unterstützen aber gleichzeitig das mindestens genauso anonyme 
Bewertungssystem. Sowas Missfällt mir grundsätzlich.


Abgeregt, zurück zum Thema
Heinz schrieb:
> "Ein kleiner Fehler und ich habe
> Netzspannung in meinem Steuerteil".
Hast du im letzten Schaltbild! Soweit ich das sehe sind die Optokoppler 
um 90Grad verdreht eingebaut: du möchtest sicherlich nicht mit dem 
Kollektor des Phototransistors via 3*68k ans Netz, LOL


> So da es so schön ist und es zwischen den Zeilen eher so klingt als wäre
> meine Idee einen Moc zu verbauen schlecht
Zumindest ich fand deine Fortentwicklung (Trick mit den Dioden) richtig 
gut, um mit nur zwei MOCs an einer Phase auszukommen.


> habe ich nochmal nachgedacht
> und das offensichtliche Entdeckt. Jetzt kommt endlich ein Relais ins
> Spiel. ;)
Alle Wege führen nach Rom, diesen hätte ich nicht erwartet :D

Fu**. Das ist selbst mir peinlich. Habe bis gestern in Eagle gearbeitet, 
aber die freie Version ist leider etwas beschnitten, deshalb habe ich 
mich heute in Kicad eingearbeitet . Da ist das Package anders. Ich denke 
das wäre mir aber spätestens beim Routen aufgefallen. :)

Neustart und Abschluss.

Heute hatte ich 60 Minuten am Stück und das auch noch Tagsüber ohne das 
mich meine Kinder genervt haben. Dabei ist mir aufgefallen das meine 
Herangehensweise an dieses Projekt grundlegend falsch ist.
Bis jetzt habe ich mehrere kleinere Schaltungen gebaut. Mit 230V (auf 
der Platine) hatte ich noch nicht zu tuen. Schon meine Annahme irgendwas 
mit 10KV zu simulieren war Blödsinn und die Auswahl der Komponenten 
daraufhin war auch ohne Sinn und Verstand. Kindergeschrei lässt 
offensichtlich die Synapsen kollabieren.

Sinnvoller wäre es gewesen erstmal zu gucken was vorgeschrieben ist. In 
der DIN VDE 0100-443 steht bei Überspannungskategorie 3(Verteiler) 4KV.
Damit fliegt der gewählte Optokoppler wieder raus. Der kann nur 3,75KV. 
Der TCLT1600(hatte ich ganz am Anfang 5KV) ist das Mittel der Wahl.

Im nächsten Schritt kann man die Widerstände auslegen. 
4KV*1,41/60mA(max. Strom If)= 94K(min) => 132K gewählt =>
230V²*132K=400mW => 4 Widerstände 0805 mit je 125mW (damit mir das bei 
einem Softwarefehler nicht abraucht).

Wenn ich jetzt davon ausgehe, das ich 42 Relais + Sicherungen überwache 
und die Schaltung jede Minute für 0,4s aktiviert ist komme ich auf

0,4s*60*24=576s/Tag => 60h im Jahr*0.4W= 24Wh/Jahr

24Wh*42= 1Kwh! im Jahr. Ich denke damit kann ich gut leben.

P.S. Die Dioden in meinem Plan sind Blödsinn, da ich keine Transistoren 
verwende. Die kommen alle weg. Ich denke wenn mir das auffällt habt ihr 
schon lange gelacht. ;)

Von mir war es das jetzt, ich werde am Ende noch einen Schaltplan 
posten, damit der nächste der ähnliches vorhat nicht den selben Eierlauf 
machen muss. Andererseits war das eine gute Lektion und ich habe 
wirklich am Ende was mitgenommen. Ein harter aber guter Unterricht. :D

Dieter D. schrieb:
> Bedenken solltest Du das an der Netzspannung, bzw. am Verteiler sich nur
> Fachpersonal vergreifen darf. Falls es zu einem Schaden kommen solltest,
> bist Du in einem Verb ausgedrückt, verloren.

Auch wenn das hier anders aussieht darf ich das zum Glück. Das mit den 
Platinen ist für mich aber eine ganz andere Liga.

Es gibt doch nur die zwei gezeichneten Fälle. Wenn ich K1 öffne messe 
ich nicht.

Heinz schrieb:
> Es gibt doch nur die zwei gezeichneten Fälle. Wenn ich K1 öffne messe
> ich nicht.
Hatte ich einen Post unter Mawin (damals parallelschreiberia) schon 
angesprochen: die Messung ist ja ok, aber mit dem Stromsparen wird das 
dann nicht klappen.

Ich verstehe nicht wie du das meinst, wenn ich K1 öffne fließt doch kein 
Strom. Ich will K1 einmal pro Minute für 500ms schalten, den Rest der 
Zeit fließt da nichts. Aber ich habe gerade wieder ein schreiendes Kind 
auf dem Schoß. Heute Abend les ich das von oben nochmal genau.

Heinz schrieb:
> Heute Abend les ich das von oben nochmal genau
In solch langen Threads geht leider auch recht viel extrem sinnvolles 
Gedankengut im Rauschen unter.... mMn auch sehr lesenswert:
Beitrag "Re: Optokoppler an 230VAC"

Die dortigen Links sind fettes Lesefutter, nimm dir Zeit.

Jetzt versteh ich deine Diodenschaltung das erste Mal richtig. Danke der 
erneuten Erklärung und entschuldige die Unkenntnis.  Die Schaltung ist 
richtig rafiniert. Ohne die Dioden wäre das auch ziemlich fatal, weil 
trotz abgeschalteter Sicherung eine Spannung unten Anliegen würde. Zwar 
super hochohmig aber das wäre ja nicht Sinn der Sache. Zum Glück gibt es 
so nette Menschen wie euch. :)

Ich habe gerade aus meiner Kladde ein ordentliches Ersatzschaltbild 
gezeichnet mit dem ich es verstanden hatte. Auf die Gefahr hier einige 
zu langweilen poste ich es einfach mal, weil ich die Hoffnung habe nicht 
der dümmste Mensch auf diesem Planeten zu sein. ;) Dann hilft es 
wenigstens noch wem anders. Wiederholung: Wichtig ist im Prinzip nur, 
dass der "N" erst nach dem Relais zusammengeführt wird, da sonst ein 
Strom durch alle drei Widerstände fließt.

P.S. Du hast recht, das oben habe ich überlesen. Das gucke ich mir 
später an. Ich hätte nie gedacht das ich so lange brauche um ein 230VAC 
Signal zu detektieren. Auch wenn 50% daran liegt, dass ich momentan 
etwas unkonzentriert bin stecken da doch einige Fallstricke drin.

Zitat Dieter:
"Es gibt Leute, die werden Wahnsinnig, wenn es aus dem Schaltschrank
dauernd klackt. Aber wenn Du genügend Platz übrig läßt, kann das später
geändert werden über einen klein Platine als Ersatz (z.B. ein MJE und
Optokoppler statt dem Triac vielleicht.)."

Dieser Satz hat mir keine Ruhe gelassen und wenn es dann demnächst 
dauernd klackt hätte ich noch weniger davon. :)

Für deine Schaltung bin ich zu blöd. Deshalb hier mein Workaround. Ich 
richte die Spannung erst gleich und glätte sie. Das hat den Vorteil, 
dass wenn ich das Mosfet schalte mein Schaltsignal an R3
direkt ohne Verzögerung den Zustand wechselt.

Jetzt könnte ich mit dem Portexpander
1. Das Mosfet an schalten
2. direkt die Zustände am Portexpander abfragen
3. Das Mosfet abschalten

Damit könnte man die Signale dann doch jede Sekunde innerhalb von ein 
paar Millisekunden stromsparend abfragen. Auch ohne Controller mit 
Nulldurchgangserkennung.

Zur Schaltung:

Nicht von den beiden Dioden im Eingang irritieren lassen, dass soll eine 
TVS-Diode Darstellen (nur Gedankenstütze). ;)
Desweitern sind R11, R6 und R8 nur wegen der Simulation drin. Ohne die 
wäre die Simulation immer abgestürzt.

R1: Nur zur Begrenzung des Stroms für die TVS-Diode und den 
Brückengleichrichter.

TVS-Diode: P4SMA480CA
https://www.mouser.de/ProductDetail/Bourns/P4SMA480CA/?qs=QB0ovJDgFgswoUDtpwBucQ%3D%3D

Brückengleichrichter: YBS3007G RAG
https://www.mouser.de/ProductDetail/Taiwan-Semiconductor/YBS3007G-RAG/?qs=qSfuJ%252Bfl%2Fd7eH7DK%252B41fgQ%3D%3D

C1: 890324023011CS
https://www.mouser.de/ProductDetail/Wurth-Elektronik/890324023011CS/?qs=pceeu5JH%2FH%2FVKxx%2FzZoMzw%3D%3D

Mosfet: IPD80R4K5P7
https://www.mouser.de/ProductDetail/Infineon-Technologies/IPD80R4K5P7ATMA1/?qs=%2Fha2pyFaduithuqMu%252BFht5oxk9lVeY%2Fv1WucUcXa%252BhqMFiqGZFuTnw%3D%3D

Optokoppler: TLP2703
https://www.mouser.de/ProductDetail/Toshiba/TLP2703TPE?qs=0v6U0nNjlVjKIIJXiNCCOA%3D%3D


So und jetzt macht mich ruhig wieder fertig. Ich fand meine Schaltung 
lange genug gut. ;)

Heinz schrieb:
> So und jetzt macht mich ruhig wieder fertig

Wenn unterhalb U3 die Leitung GND verbindet, nützt das alles wenig.

Das mit dem GND unter U3 war auch Simulationsbedingt. In Wirklichkeit 
ist da natürlich keine Verbindung. :) Die 12v kommen von einem 
isolierten dcdc-wandler.

Erstmal vielen Dank für die Hilfe.

Bauform B. schrieb:
> Viel interessanter ist doch, ob der Verbraucher eingeschaltet ist. Also
> sollte man den Strom messen und nicht die Spannung. Ein billiger kleiner
> Stromwandler macht eine sehr gute Potentialtrennung und arbeitet
> praktisch verlustlos. Man braucht zwar ein paar Bauteile zusätzlich,
> aber kein einziges auf der 230V-Seite. Die kann man dann sehr einfach
> nur zur Abfrage einschalten.
>
> Bonus1: Man könnte evt. auf die Abfrage der Sicherungen verzichten.
> Bonus2: Man könnte nicht nur ein/aus unterscheiden; na gut, "messen" ist
> etwas übertrieben, aber eine gute Schätzung ist möglich.

Du hast vollkommen recht. Zu Beginn wollte ich nur eine Platine mit ein 
paar Relais machen und die Schaltzustände abfragen um mir die Kontakte 
an den Sicherungen zu sparen. Ich merke gerade, dass die digitale 
Abfrage der Signale bei 230VAC fast so aufwendig ist wie das Messen der 
Spannungen und Ströme. Da bin ich soweit gelaufen um wieder umzudrehen. 
Ich hoffe der Rückweg wird produktiver. :D

Ich habe die letzten zwei Tage Datenblätter zu dem Thema gelesen. Was da 
nicht alles da drin steht. Die sollte man doch öfter lesen. 😉 Ich hoffe 
alles Wichtige erfasst zu haben.

Dann fang ich mal mit der Spannungsversorgung an. Ich habe alles was mit 
„L“ oder „N“ verbunden ist „high side“ genannt und alles was von meiner 
noch zu konstruierenden „Mutterplatine“ kommen soll und durch ein 
gekauftes Netzteil ordnungsgemäß isoliert ist „low side“ genannt.

Schaltungsbeschreibung (Ich splitte das auf mehrere Beiträge auf, damit 
immer der passende Schaltungsteil dabei ist):

5V kommend von der Mutter werden über einen ISOLIERTE DC-DC-WANDLER 
(4KV) auf 5V transformiert. Mit dem bisschen Beiwerk was ich da gesetzt 
habe, soll dann laut Datenblatt „EN55032, Class B“ erreicht werden 
(Vorsicht, der Kondensator C1 muss 5KV abkönnen). Um die Spannung  etwas 
glatter zu bekommen wandel ich noch auf 3V3 (7uV Ripple, PSRR 95dB).

Für die INA Stromrichtungsverstärker (kommt noch) erzeuge ich eine 
Referenzspannung von 1,024V(Ripple: 27uVRMS).

Last but not least der I2C Isolator. Ich hatte zuerst den ADUM1250 in 
meinem Schaltplan. Bei dem hat mich aber gestört, dass eine Seite 
anscheinend nicht 100 prozentig nach der i2c Norm arbeitet. Deshalb war 
ich mir unsicher, ob auf beiden Seiten mehrere I2C Teilnehmer arbeiten 
können, oder ob sekundärseitig jeder von einem separaten ADUM getrennt 
werden muss. Ich habe mich aus diesem Grund für den ISO1541 von TI 
entschieden. Laut Datenblatt ist der mit „– 4242-VPK isolation per DIN 
VDE V 0884- 11:2017-01“ isoliert. SDA läuft bidirektional, SCL 
unidirektional, 1Mhz speed. Alles andere sollte hoffentlich auch passen.
Fortsetzung Folgt sofort. Für mich war das bis hier schon spannend 
genug. Ich hoffe es ist keiner der sowas täglich macht beim Lesen 
eingeschlafen. 😉

DC/DC
https://www.mouser.de/datasheet/2/468/RFMM-1711257.pdf

3V3 LDO
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps7a20.pdf?ts=1610959550704&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Referenz
https://www.mouser.de/ProductDetail/Microchip-Technology/MCP1501T-10E-CHY/?qs=8cKuZ6Ok2lZoN9gorciwPQ%3D%3D

I2C-Isolator
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/iso1541.pdf?HQS=dis-mous-null-mousermode-dsf-pf-null-wwe&ts=1610975176351&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.mouser.de%252F

ADC’s ADS1115:

Wenn ich das Datenblatt richtig versteh können die 860S/s bei 16Bit. Des 
Weiteren vermute ich, dass mit einem Sample wohl die Messung an einem 
Kanal gemeint ist. Da der ADC vier hat und ich an drei Kanälen messen 
will bleiben also irgendwas zwischen 215-286 Samples pro Sekunde pro 
Kanal. Ich habe auf jeden der beiden ADC’s dieselbe Spannungsmessung 
(Spannungsteiler, Schaltung folgt) und die 
Stromrichtungsverstärkerausgänge der einzelnen Kanäle gelegt (Schaltung 
folgt).  Jetzt ist der Plan 20ms (oder länger) einen ADC messen zu 
lassen und danach den nächsten und den nächsten…. Daraus dann eine 
Leistung zu berechnen. Klar kann man damit keine schnell Lastwechsel 
erfassen, aber ich denke für meinen Kühlschrank wird das reichen. ;) An 
der Stelle muss ich sagen, dass ich mir um die Software noch keine 
Gedanken gemacht habe, Hauptsache die Hardware steht, alles weitere zu 
seiner Zeit. Da der ADC nur 4 Adressen bietet, werde ich über einen I2C 
Multiplexer gehen (Kommt auf die Mutter). Als nächstes noch die Strom 
und Spannungsmessung.

https://www.mouser.de/ProductDetail/Texas-Instruments/ADS1115IDGSR/?qs=IK5e5L0zOXjKCJoVMhYO%2FQ%3D%3D

Strommessung:
Der INA213C hat eine Verstärkung von 50 mit einer Genauigkeit von 0,5%. 
Bei einem Messwiderstand von 0,001Ohm sollte bei etwa 21 Apeak am 
Ausgang des ADC 2V anliegen und die Verlustleistung über den 
Messwiderstand beträgt dort 0,25W Bei 0A ±35 μV. Wie genau das später 
ist hängt ganz entscheidend vom Layout ab. Die Spannung wird nur an 
einer Stelle gemessen und auf beide ADC’s gelegt. Das geschieht nur aus 
der Vermutung heraus, dass es später wahrscheinlich einfacher ist die 
Werte aus einem ADC zu lesen und den passenden Spannungswert zu den zwei 
Stromwerten zu haben. Als aus mehreren ADC’s synchron zu lesen.

INA213C
https://www.mouser.de/ProductDetail/Texas-Instruments/INA213CIDCKR/?qs=%2FP2Ij7fVdhEcHH2vyeIr%2FA%3D%3D

Messwiderstand
https://www.mouser.de/ProductDetail/Welwyn-Components-TT-Electronics/LRMAM0805-R001FT4/?qs=7MVldsJ5UazDL2cLswvqrw%3D%3D

Das war es wieder einmal. Ich denke das macht mehr Sinn als die 
Versionen davor. Wie genau das ist wird sich zeigen.

Bauform B. schrieb:
> Das war ja wohl das krasseste Missverständnis aller Zeiten :)
> Ich dachte an solche Stromwandler und Null Bauteile auf der 230V-Seite
> https://talema.com/de/produktkategorie/standard-products/current-transformers/

Das hatte ich schon verstanden, bei meiner Recherche kam nur heraus, 
dass die gerade im unteren Bereich sehr sehr ungenau sind. Da ist mir 
die Messwiderstandvariante sympathischer, da wahrscheinlich genauer.

Bauform B. schrieb:
> Strommesswiderstände hatte ich mir eher so vorgestellt, nur größer
> 
https://www.distrelec.de/de/leistungswiderstand-3w-2mohm-isabellenhuette-pbv-r002-f1/p/16057542
> Aber du hast Recht, bei einem Kurzschluss explodiert so einer auch. Dein
> 0805 hat aber eine viel kleinere Sprengkraft und hinterlässt nur ein
> kleines schwarzes Loch in der Platine ;)

Das denke ich auch. In dem Fall heißt es Sicherung gegen Widerstand. 
Aber bei einem Kurzschluss löst der B-Automat innerhalb von 0,01 
Sekunden aus. Wenn ich tippen müsste, würde ich auf die Sicherung 
setzen.

Bauform B. schrieb:
> Der ISO1541 hat keine doppelte oder verstärkte Isolation und nicht
> einmal 4mm Kriechstrecke, wenn man den Footprint aus dem Datenblatt
> verwendet. Die V-Nut im Bild 34 ist also tatsächlich ernst gemeint.
> Allerdings fragt man sich, wieso ein I2C-Koppler 4 Layer brauchen soll.
> Da sind mir Optokoppler doch sympathischer.
> Der RFMM-0505S passt gut zu dem Koppler, der ist auch so halbscharig
> isoliert.

Das ist mir gerade beim setzen der Bauteile auch aufgefallen. Ich denke 
dann muss ich doch nochmal einen anderen I2C-Isolator suchen. :( 
Irgendwelche tipps?

Bauform B. schrieb:
> Gerade für einen Kühlschrank mit der Phasenverschiebung vom Motor oder
> für die normalen Schaltnetzteile müsste man Strom und Spannung
> gleichzeitig messen und sofort multiplizieren.

Das will ich auch tuen. Deshalb liegt auch auf jedem ADC zwei mal Strom 
und einmal Spannung. So kann ich immer zwei Leistungsmessungen 
gleichzeitig machen. So zumindest der Plan. Mich interessiert das 
einfach. Wenn es dann aus was für gründen am Ende scheitert, kann ich 
die Eingänge immer noch in der Grundfunktion (Überwachung: Strom ja nein 
nutzen).

Bauform B. schrieb:
> Von wegen Energie sparen: die Finder 45.71 brauchen 360mW/Stück

Die Finder werde ich nicht überall verbauen, nur da wo es Sinn macht. 
Stereoanlage, TV, einige Steckdosen. Auf ein paar Karten kommen einfach 
Brücken. Warum sollte ich z.B. meinen Kühlschrank schalten. :D

Anbei die neue Trennung für den i2c-bus.

Hier abgeguckt.
https://www.vishay.com/docs/84901/opticalisolatorfoti2cvussystem.pdf

Gibt es den Vorschläge für einen besseren DC/DC-Wandler? Bzw. gibt es 
irgendwelche Vorschriften, warum ich meine Wahl nicht einbauen sollte? 
Laut Datenblatt kann der die von der VDE geforderten 4KV, aber ich lasse 
mich gerne belehren. Das soll am Ende wenigstens sicher sein. :)

https://www.mouser.de/datasheet/2/468/RFMM-1711257.pdf

Dieter D. schrieb:
> Nach Deinen Posts, wolltest Du auch damit prüfen, ob die Spannungen auch
> eingeschaltet wurden. In dem Schaltplan scheinst Du nun die Spannungen
> vor dem Relais statt nach dem Relais abzugreifen.

Genau. Ich greif nur eine Spannung vor einem Relais zum messen ab. 
Dieses führe ich auf zwei verschiedene ADC's, damit ein ADC immer 
gleichzeitig die Werte von Strom und Spannung einlesen kann. Die Werte 
von einem ADC will ich dann z.B. 20ms aufzeichnen und bekomme eine 
Momentaufnahme der Leistung. Wie ich dann aus den vielen Werte die Blind 
und Wirkleistung bestimmen kann gilt es dann zu lernen. Sollte ich ein 
Relais schalten fließt wenn alles in Ordnung ist ein Strom. Hierrüber 
findet dann die Überwachung statt.

Heinz schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> Strommesswiderstände hatte ich mir eher so vorgestellt, nur größer
>>
> 
https://www.distrelec.de/de/leistungswiderstand-3w-2mohm-isabellenhuette-pbv-r002-f1/p/16057542
>> Aber du hast Recht, bei einem Kurzschluss explodiert so einer auch. Dein
>> 0805 hat aber eine viel kleinere Sprengkraft und hinterlässt nur ein
>> kleines schwarzes Loch in der Platine ;)
>
> Das denke ich auch. In dem Fall heißt es Sicherung gegen Widerstand.
> Aber bei einem Kurzschluss löst der B-Automat innerhalb von 0,01
> Sekunden aus. Wenn ich tippen müsste, würde ich auf die Sicherung
> setzen.

Korrektur:
Bei einem Kurzschluss fließt gar kein Strom über den Widerstand. Da 
hatten wir wohl beide einen Denkfehler.

Und bei meinem i2c-isolator muss der master nach links. Sonst muss ich 
den Takt für den Slave selber trommeln. 😜

Ich gucke Mal nach den Relais. Das klingt nach einer guten Idee.

Das mit dem Kurzschluss war natürlich Unsinn. Leider kann ich 
nachträglich nicht editieren. Das nächste Mal erst Kaffe und dann 
tippen. 😂
Aber es hat meine Neugier geweckt, ich glaube das erste was ich mache 
wenn ich die Platine habe ist L und N zu verbinden. 😜

Heinz schrieb:
> ist L und N zu verbinden.

Oh ja. Das gibt ein schoenes Feuerwerk. ;)