Liebe User, ich versuche momentan eine Schaltung zu entwickeln, welche das Stromnetz überwacht. Bei Stromausfall soll eine LED anschalten, welche von einer seperaten Batterie gespeist wird. Die ganze Überwachung soll möglichst leistungsarm realisiert werden (<5mW). Deshalb fallen einfache Lösungen über Schütze, welche dauerhaft angezogen sein müssen aus. Hat jemand eine Idee wie dieses Aufgabenstellung realisiert werden kann? Viele Grüße
möchtst Du einfach nur wissen, dass ein Ausfall stattgefunden hat? oder was soll die Schaltung noch konkret etwas bewirken?
● Des I. schrieb: > möchtst Du einfach nur wissen, dass ein Ausfall stattgefunden hat? > oder was soll die Schaltung noch konkret etwas bewirken? Ich möchte nur wissen das ein Ausfall stattgefunden hat. Dies sollte durch die leuchtende LED angezeigt werden. Eine weitere Funktion soll die Schaltung nicht haben.
Was genau zählt als Ausfall (Brown-Out)? Maschinen haben evt. eine eigene Unterspannungsabschaltung und die neue Elektronik soll schneller bzw. empfindlicher sein. Oder es hängen nur Schaltnetzteile dran, für die auch 150V dauernd o.k. sind, aber die bei 100V überlastet werden. Wie kurze Unterbrechungen sollen erkannt bzw. ignoriert werden? Woher stammt die 5mW Beschränkung? Ganz wichtig: darf die Batterie direkt mit dem Netz verbunden sein, weil niemand etwas berühren kann? Oder gibt es elektrische Verbindungen irgendwo hin?
Hier sehe ich das an meinem nur am Netz betriebenen Uhrenradio. wenn der Strom weg war und wiederkommt blinkt es. Und in diesem Blinkmodus zählt es die Zeit seit dem (letzten) Wiederanschalten. da ich das Uhrenradio ohnehin habe, kostet mich diese "Funktion" garnichts
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Bauform B. schrieb: > Was genau zählt als Ausfall (Brown-Out)? Maschinen haben evt. eine > eigene Unterspannungsabschaltung und die neue Elektronik soll schneller > bzw. empfindlicher sein. Oder es hängen nur Schaltnetzteile dran, für > die auch 150V dauernd o.k. sind, aber die bei 100V überlastet werden. Als Ausfall zählt einfach ein kompletter Stromausfall des Netzes. Eine gewisse Unterspannungsschwelle bei 100/150V wird in erster Näherung nicht betrachtet. > Wie kurze Unterbrechungen sollen erkannt bzw. ignoriert werden? Woher > stammt die 5mW Beschränkung? Hierfür sind noch keine Grenzwerte bekannt. Grundsätzlich sollte die Schaltung so simpel wie möglich gehalten werden. Deshalb würde ich als Grenzwerte Stromausfälle >5s annehmen. Die 5mW Beschränkung ist als Vorgabe gegeben, da die Stromausfalldetektion dauerhaft am Netz betrieben wird und sonst zu hohe Kosten verursachen würde. > Ganz wichtig: darf die Batterie direkt mit dem Netz verbunden sein, weil > niemand etwas berühren kann? Oder gibt es elektrische Verbindungen > irgendwo hin? Nein die Detektion wird alleinestehend betrieben. Es kann von niemanden betrieben werden und es gibt keine weiteren Verbindungen zu anderen elektrischen Teilen.
Stefan A. schrieb: > Hierfür sind noch keine Grenzwerte bekannt. Grundsätzlich sollte die > Schaltung so simpel wie möglich gehalten werden. Deshalb würde ich als > Grenzwerte Stromausfälle >5s annehmen. Die 5mW Beschränkung ist als > Vorgabe gegeben, da die Stromausfalldetektion dauerhaft am Netz > betrieben wird und sonst zu hohe Kosten verursachen würde. Eine Schaltung, die 100mW statt der geforderten 5mW verbraucht, verursacht monatliche Kosten von 2 Cent. Da macht es schon Sinn, eine Schaltung zu entwickeln, die mit unter 2 Cent pro Jahr locker mal 20 Cent pro Jahr einspart. Schwabe schottischer Abstammung?
Wolfgang H. schrieb: > Eine Schaltung, die 100mW statt der geforderten 5mW verbraucht, > verursacht monatliche Kosten von 2 Cent. Da macht es schon Sinn, eine > Schaltung zu entwickeln, die mit unter 2 Cent pro Jahr locker mal 20 > Cent pro Jahr einspart. Schwabe schottischer Abstammung? Die kritische Vorgabe bei dieser Schaltung ist eben die möglichst leistungsarme Realisierung.
Stefan A. schrieb: > Eine weitere Funktion soll die Schaltung nicht haben. RS-FF https://de.wikipedia.org/wiki/Selbsthaltefunktion https://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0209302.htm Du solltest bloß noch einen einstellen, der beim Start den richtigen Zustand Deines FF herstellt oder kontrolliert?
Stefan A. schrieb: > Die ganze Überwachung soll möglichst leistungsarm realisiert werden > (<5mW). Deshalb fallen einfache Lösungen über Schütze, welche dauerhaft > angezogen sein müssen aus. > Hat jemand eine Idee wie dieses Aufgabenstellung realisiert werden kann? In dem man die schwachsinnige Forderung, es durfte nur 5mW kosten, also maximal 20uA, obwohl Strom in Hülle und Fülle da ist, wegfallen lässt. Und wenn die LED leuchtet aus der Batterie betrieben, dann wird es sowieso mehr als 5mW weil so eine LED eher 50mW benötigt. Natürlich könnte man die Wechselspannung mit 4 Dioden gleichrichten, per Spannungsteiler (12 MOhm zu 470k) eine Spannung für ein MOSFET-Gate draus machen und den MOSFET den Batteriestromkreis mit der LED am Vorwiderstand schalten lassen, dann hängt aber über Source des MOSFET die Batterie an Netzspannung. Auswechseln also nur bei Netzausfall möglich..
MaWin schrieb: > Stefan A. schrieb: >> Die ganze Überwachung soll möglichst leistungsarm realisiert werden >> (<5mW). Deshalb fallen einfache Lösungen über Schütze, welche dauerhaft >> angezogen sein müssen aus. >> Hat jemand eine Idee wie dieses Aufgabenstellung realisiert werden kann? > > In dem man die schwachsinnige Forderung, es durfte nur 5mW kosten, also > maximal 20uA, obwohl Strom in Hülle und Fülle da ist, wegfallen lässt. > > Und wenn die LED leuchtet aus der Batterie betrieben, dann wird es > sowieso mehr als 5mW weil so eine LED eher 50mW benötigt. Die 5mW Anfoderung bezieht sich nur auf die Leistungsanforderung im Standby sprich wenn das Netz NICHT ausfällt. Bei Netzausfall darf natürlich mehr als 5mW verbraucht werden. > Natürlich könnte man die Wechselspannung mit 4 Dioden gleichrichten, per > Spannungsteiler (12 MOhm zu 470k) eine Spannung für ein MOSFET-Gate > draus machen und den MOSFET den Batteriestromkreis mit der LED am > Vorwiderstand schalten lassen, dann hängt aber über Source des MOSFET > die Batterie an Netzspannung. Auswechseln also nur bei Netzausfall > möglich.. Genau das war/ist auch meine erste Idee. Ein selbsleitender Mosfet, der bei anliegender Netzspannung gesperrt wird.
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1mW aus dem Netz, 3.2uA aus der Batterie. C1 und R1 ist nur ein Bauteil: https://www.digikey.de/products/de/filters/emi-rfi-filters-lc-rc-networks/835?k=rifa&k=&pkeyword=rifa&sv=0&pv300=391722&sf=0&FV=-8|835%2C-5|48752&quantity=&ColumnSort=0&page=1&pageSize=25 das muss so sein, wenn das dauernd direkt am Netz hängt. Edit: D1 und D3 müssen ziemlich fette Dioden sein, die müssen bei Störungen im Netz kurzzeitig mehrere Ampere verkraften.
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Stefan A. schrieb: > Hat jemand eine Idee Lass die bescheuerte Forderung nach 5mW, also 20uA, wenn Strom in Hülle und Fülle vorhanden ist, weg. Wenn der Strom weg ist, braucht die LED eh 50mW aus der Batterie.
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Michael B. schrieb: > Wenn der Strom weg ist, braucht die LED eh 50mW aus der Batterie. Wenn das die Notbeleuchtung für's Treppenhaus sein soll, werden 50mW etwas knapp. Als reine Anzeige reichen weniger als 5mW -- wird das nicht gerade in diesem Forum ständig betont?
Vielen Dank für die Antwort. Das sieht schon sehr Vernünftig aus. Lediglich stört noch, dass die LED immer noch leuchtet, auch wenn die Netzspannung wieder anliegt. Es wäre super wenn Sie die Funktionsweise dieser Schaltung noch kurz beschreiben könnten.
Bauform B. schrieb: > Michael B. schrieb: >> Wenn der Strom weg ist, braucht die LED eh 50mW aus der Batterie. > > Wenn das die Notbeleuchtung für's Treppenhaus sein soll, werden 50mW > etwas knapp. Als reine Anzeige reichen weniger als 5mW -- wird das nicht > gerade in diesem Forum ständig betont? In diesem Forum wird vor allem betont, daß Fragende ALLE Fakten nennen sollen, dazu gehört der Verwendungszweck oder eben der benötigte geschaltete Strom. Ansonsten:
1 | +---+--|<|--+ |
2 | | | LED | |
3 | 1k | 270R |
4 | | | | |
5 | +-BRX49 | |
6 | 1N4007 BS170 | | | |
7 | 230V --|>|--10MOhm--+----+--|I | | |
8 | | | |S | | |
9 | 470k 100nF | | 9V Batterie |
10 | | | | | | |
11 | N ------------------+----+---+---+-------+ |
das reicht für 20mA bei neuer Batterie und 10mA bei alter Batterie. Bloss: Ohne Reset-Taster leuchtet die LED schon beim Anklemmen der 9V Batterie vor dem Einschalten der 230V, also immer. Das geht einfacher:
1 | +--|<|--+ |
2 | | LED | |
3 | 270R 9V Batterie |
4 | | | |
5 | +-------+ |
Bauform B. schrieb: > Als reine Anzeige reichen weniger als 5mW -- wird das nicht > gerade in diesem Forum ständig betont? 5mW reichen, um nicht daneben zu Pissen! :D
Stefan A. schrieb: > Vielen Dank für die Antwort. Das sieht schon sehr Vernünftig aus. > Lediglich stört noch, dass die LED immer noch leuchtet, auch wenn die > Netzspannung wieder anliegt. Hä.... Was soll das dann ..... Scheiß Salami. Die sollte man dir am Stück....
Phase und Neutralleiter über je 6 in Serie geschaltete 1M/2W (Spannungsfestigkeit beachten!!) an Brückengleichrichter (~~) schalten. Ausgang des Brückengleichrichters (+-) mit einem RC-Glied beschalten. R=1M, C bestimmt die Dauer der zu detektierenden Unterbrechung. Mit 2 CMOS 2 Input Nandgatter ein RS-FF bilden. Den (-) Anschluss des Brückengleichrichters mit Vss, den (+) Anschluss mit einem Eingang des FF verbinden. Den anderen Eingang mit einem hochohmigen Pullup versehen und einen Resettaster gegen Vss schalten. Die Leuchtdiode am Ausgang des FF über Vorwiderstand anschließen. Die Spannung am Eingang wird durch die CMOS Eingangsklemmdioden begrenzt. Der Strom ist weit unter einem mA. Die Netzspannung wird ~ 1: 12 geteilt und liefert maximal 20uA. **Wichtig** : - der Schaltungsaufbau8 **muss** Schutzklasse 2 entsprechen - der Batterietausch darf nur nach **beidsetiger Trennung vom Netz** durchgeführt werden - Aufbau nur mit den entsprechenden **Kenntnisse** mit dem Umgang mit Netzspannung
> In diesem Forum wird vor allem betont, daß Fragende ALLE Fakten nennen > sollen, dazu gehört der Verwendungszweck oder eben der benötigte > geschaltete Strom. Geschaltet werden muss nur der Strom der LED. Die Schaltung soll nur mittels der LED ein Indikator für einen Stromausfall darstellen > Ansonsten: > [pre] > +---+--|<|--+ > | | LED | > 1k | 270R > | | | > +-BRX49 | > 1N4007 BS170 | | | > 230V --|>|--10MOhm--+----+--|I | | > | | |S | | > 470k 100nF | | 9V Batterie > | | | | | > N ------------------+----+---+---+-------+ Für was wird hierbei der Mosfet Transistor BRX49 benötigt und wieso wird die 230V Wechselspannung nicht Gleichgerichtet?
Stefan A. schrieb: > Für was wird hierbei der Mosfet Transistor BRX49 benötigt Für die ursprüngliche Forderung, dass die LED weiter leuchtet, auch wenn der Strom wieder da ist. Ich meine, ohne diese Funktion ist das ganze nur halb so nützlich.
> Für die ursprüngliche Forderung, dass die LED weiter leuchtet, auch wenn > der Strom wieder da ist. Ich meine, ohne diese Funktion ist das ganze > nur halb so nützlich. Da muss ein Missverständnis vorliegen. Die LED muss nur leuchten, wenn der Strom ausgefallen ist. Sobald der Storm/Spannung wieder vorhanden ist, darf sie erlischen.
Frage bleibt, WANN die LED leuchten soll. Wenn nur eine Halbwelle fehlt? und ob die LED brennen muß bis einer die leuchtende LED gesehen hat. Das kann auch nach 4 Wochen Urlaub sein ... Bei 9V Block mit 120mAh wird das knapp.
Wahrscheinlich würde eine stromsparende µC-Lösung mit DCF77 und Speicherung des Events auch eine Idee?
oszi40 schrieb: > Frage bleibt, WANN die LED leuchten soll. > Wenn nur eine Halbwelle fehlt? und ob die LED brennen muß bis einer die > leuchtende LED gesehen hat. Das kann auch nach 4 Wochen Urlaub sein ... > Bei 9V Block mit 120mAh wird das knapp. Die Led muss brennen, wenn das Netz für längere Zeit (bsp. 5s) ausfällt. Wenn das Netzt wieder normal funktioniert soll sie erlöschen. Die Funktion geht in Richtung eines Notlichtes, wobei die Led natürlich nicht genug Licht hierfür produziert und das auch nicht ihre Aufgabe ist.
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4,8 KB
Stefan A. schrieb: > Die Led muss brennen, wenn das Netz für längere Zeit (bsp. 5s) ausfällt. Na gut, Friedensangebot: länger als 0.2s.
Stefan A. schrieb: > Da muss ein Missverständnis vorliegen. Die LED muss nur leuchten, wenn > der Strom ausgefallen ist. Tja, so ist das, wenn die Fragestellung schon Scheisse formuliert war. Dann müssen die Antwortenden halt raten. Man investiert also eine Batterie, von der man nicht weiss wann sie leer ist, und verbraucht mehr elektrische Leistung wenn man KEINEN Strom hat als wenn Strom in Hülle und Fülle vorhanden ist, bloss weil man nicht "Lampe leuchtet, Strom nicht weg" nicht gedanklich umsetzen kann in "Lampe aus, Strom wohl weg". Krank.
Bauform B. schrieb: > Stefan A. schrieb: >> Die Led muss brennen, wenn das Netz für längere Zeit (bsp. 5s) ausfällt. > > Na gut, Friedensangebot: länger als 0.2s. Sehr schön. Könnten Sie die funktionsweise der Schaltung auch noch kurz erläutern?
Bauform B. schrieb: > Na gut, Friedensangebot: länger als 0.2s. Wie werden die 0.2s eingestellt? Liegt das an der Zeitkonstante des RC-Gliedes von R1 und C1?
Stefan A. schrieb: > Wie werden die 0.2s eingestellt? Liegt das an der Zeitkonstante des > RC-Gliedes von R1 und C1? Nein, R2 und C2. R2 sollte man aber nicht vergrößern und C2 darf kein Elko sein. Also werden 5s ziemlich sperrig. An dieser Stelle denke man sich die obligatorische Bemerkung: Wer solche Fragen stellt, sollte nicht mit Netzspannung hantieren. Edit: ja, ok, das muss ich auch relativieren, es gibt auch Starkstromer...
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Bauform B. schrieb: > Stefan A. schrieb: >> Wie werden die 0.2s eingestellt? Liegt das an der Zeitkonstante des >> RC-Gliedes von R1 und C1? > > Nein, R2 und C2. R2 sollte man aber nicht vergrößern und C2 darf kein > Elko sein. Also werden 5s ziemlich sperrig. > > An dieser Stelle denke man sich die obligatorische Bemerkung: Wer solche > Fragen stellt, sollte nicht mit Netzspannung hantieren. > Edit: ja, ok, das muss ich auch relativieren, es gibt auch > Starkstromer... Es geht hierbei erstmal um ein theoretisches Konzept. Vor dem tatsächlichen Aufbau wird die Schaltung natürlich nochmals vom Fachmann begutachtet. Wie verhalten sich die beiden Transistoren und für was sind die Dioden nötig?
Stefan A. schrieb: > Es geht hierbei erstmal um ein theoretisches Konzept. Ist das nicht eine Hausaufgabe?
Lass die Hausaufgaben Hausaufgaben sein. Es sind eh bald Sommerferien. 😎 P.S.: Nautilus war schneller.
Stefan A. schrieb: > Die ganze Überwachung soll möglichst > leistungsarm realisiert werden (<5mW). Deshalb fallen einfache Lösungen > über Schütze, welche dauerhaft angezogen sein müssen aus. Ein Reedrelais in Selbsthalteschaltung braucht nur wenige mW. 5mW dürfte allerdings schwierig werden.
Stefan A. schrieb: > Es geht hierbei erstmal um ein theoretisches Konzept. Vielleicht erstmal das Konzept auf Sinnhaftigkeit prüfen...
Stefan A. schrieb: > Wie verhalten sich die beiden Transistoren Die Frage überfordert mich jetzt völlig. Die tun, was ein Transistor meistens tut. Wenn Q1 über R2 Basisstrom bekommt, fließt Kollektorstrom. Aus dem macht Q2 mehr Strom, leicht ausreichend für die LED. Tut mir leid, ich kann es nicht erklären :( Die Dioden sind einfacher. D1 und D3 bilden mit C1 und R1 eine Art Spannungsteiler. An den Dioden bleibt eine Wechselspannung von ±0.6V übrig, bei sehr hohem Strom auch mal ±1.5V. Normal fließen ca. 1.5mA, wenn man im "richtigen" Moment einschaltet 3.5A (begrenzt durch R1), und bei Überspannungsspitzen noch mehr. Mit einem Widerstand statt den Dioden würden entsprechend hohe Spannungen an D5 entstehen. D5 lässt nur die negative Halbwelle an die Basis von Q1. Dadurch kann er trotz R2 nicht leitend werden. C2 überbrückt die Lücken während der positiven Halbwellen und als Bonus dauert es bei Netzausfall ziemlich lange (0.2s), bis er über R2 soweit aufgeladen ist, dass Q1 einschaltet. Eigentlich ist kein Trick dabei, höchstens, dass dank C1 fast nur Blindstrom fließt. Wirkleistung wird nur in R1 und den Dioden verbraten. R1 kann man aber kaum kleiner machen und je 2 Dioden in Reihe würden die Verluste fast verdoppeln. Ein kleineres C1 wäre denkbar, kann ich aber nicht kaufen. Der muss ja für Dauerbetrieb am Netz geeignet sein und R1 muss extrem hohe Leistungsspitzen vertragen. Nautilus schrieb: > Ist das nicht eine Hausaufgabe? Dann reich' mir bitte mal den Lehrer rüber ;)
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Vielen Dank:) Sie haben mir wirklich sehr geholfen. Ich hoffe mit diesen Informationen kann ich das Projekt nun fertigstellen:)
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