Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 230 Volt Spannungsmessung via Widerstand


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von Hans (Gast)


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Kann man eigentlich einfach einen Hochspannungswiderstand nehmen, der 
für 10 kV zugelassen ist, um die Spannung an 230V mit einem atmega zu 
erkennen? Ich will nichts messen, nur wissen, ob Spannung da ist. Ich 
wollte deshalb einfach einen 100 Megaohm Widerstand nehmen. Ohne 
Optokoppler. Ist sowas sicher genug und zulässig?

230 Volt ---> 100 Megaohm ---> atmega digitaler Pin ---> PE

Einfacher gehts nicht.

: Verschoben durch Moderator
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hans schrieb:
> Ist sowas sicher genug und zulässig?

Nein und nein. Es müßte die Betriebsspannung potentialfrei sein, also am 
besten eine Batterie wie bei den Multimetern. Zudem müßte der Aufbau 
berührungsgeschützt unter gebracht sein. Funktionieren würde es aber 
schon, nur sollte man da nichts anschließen oder daran herum fummeln.

Und die Geschichte per USB-Kabel zu versorgen wird dann abenteuerlich.

In den billigen Energiekostenmessgeräten wird das vermutlich so gemacht. 
Aber dort ist ein eigenes (Kondensator-) Netzteil drin und das Teil ist 
in Kunststoff gekapselt, also berührungssicher.

mfG

von Trollerkenner vom Feinsten (Gast)


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Hans schrieb:
> Kann man eigentlich einfach einen Hochspannungswiderstand nehmen, der
> für 10 kV zugelassen ist, um die Spannung an 230V mit einem atmega zu
> erkennen?

Baue lieber Sandburgen;-)

von M. K. (schuk0)


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Nimm ein Relais mit 230V Spulenspannung und schalte damit einen 
Eingangspin deines uC.

von Igor (Gast)


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Christian S. schrieb:

> Und die Geschichte per USB-Kabel zu versorgen wird dann abenteuerlich.

Wo steht beim TO etwas von USB-Kabel?

von Jens M. (schuchkleisser)


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Natürlich kann man das machen.
Man muss nur auf den Mindeststrom des Eingangs achten, darf aber auch 
die Belastbarkeit der Schutzdioden und den Stromverbrauch nicht außer 
Acht lassen.
Spannungsfestigkeit des Widerstands, das Layout und der Berührungsschutz 
sind auch wichtig.

Also: nicht mit einem 10kV-widerstand, nicht mit 100MOhm, nicht gegen 
PE. Aber ansonsten ist das durchaus praktikabel. Nicht schön, aber geht.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Du benötigst einen Spannungsteiler

von Udo (Gast)


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Nichtverzweifelter schrieb:
> Du benötigst einen Spannungsteiler

Den braucht er nicht unbedingt, kommt auf die Gesamtschaltung drauf an.
Es gibt von Atmel dazu auch eine entsprechende AppNote, die zu suchen 
ich jetzt aber zu faul bin.

Gruß Udo

von A. H. (pluto25)


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Besser nen 10Kv-Type als ein 0402 Smd ;-)
Darauf achten das er die Spannung der Avr nicht zu hoch ziehen kann 
(Sleep-Mode). Notfalls eine Z-Diode vorsehen.

von Dieter (Gast)


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Hans schrieb:
> Ist sowas sicher genug und zulässig?

2.5μA ist klein genug. Braeuchtest eventuell zwei, weil ein Netzteil 
dazwischen ist. Zu pruefen waere noch, ob Du damit nicht einen 
Kondensator langsam auf 320V aufgeladen wird. Erinnere mich ganz dunkel, 
dass da jemand es fertig brachte eine parasitaere 
Spannungsverdopplerschaltung hinzubekommen. Die Schaltung hatte dann 
720V DC gegenueber der Phase.

Also nach Murphy entweder lassen, oder die Hosen ganz herunter lassen, 
alles offenlegem, was natuerlich nicht immer moeglich ist.

von Wühlhase (Gast)


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Hans schrieb:
> Kann man eigentlich einfach einen Hochspannungswiderstand nehmen, der
> für 10 kV zugelassen ist, um die Spannung an 230V mit einem atmega zu
> erkennen?

Hast du eine Ahnung, was ein Widerstand für 10kV kosten wird? Und wie 
groß der wird?

Ein Optokoppler und ein paar normale Widerstände sind in jedem Fall 
billiger, kleiner, und zuverlässiger ist es auch.

von MaWin (Gast)


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Hans schrieb:
> 230 Volt ---> 100 Megaohm ---> atmega digitaler Pin ---> PE
> Einfacher gehts nicht.

Na ja, du verbindest Masse des ATmega mit dem Schutzleiter PE und hältst 
über 100MOhm den Ableitstrom gering. Es gingen auch 10MOhm oder 1MOhm.

Ja, das geht, aber nur, wenn man im Gerät auch PE hat, es also ein 
Schutzklasse I Gerät ist.

Wenn das Gerät mit Schukostecker ausgestattet ist, kann man den auch 
drehen, und an deiner 230V Leitung liegt dann vielleicht Null an, und du 
misst nichts.

Wenn man hingegen weiss, wo Null ist, wegen Festinstallation, könnte man 
auch Masse des AVR mit Null verbinden, und unterbindet damit 
Ableitströme nach PE.

von Hans (Gast)


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MaWin schrieb:
> Hans schrieb:
>> 230 Volt ---> 100 Megaohm ---> atmega digitaler Pin ---> PE
>> Einfacher gehts nicht.
>
> Na ja, du verbindest Masse des ATmega mit dem Schutzleiter PE und hältst
> über 100MOhm den Ableitstrom gering. Es gingen auch 10MOhm oder 1MOhm.

Ja, aber 2.5uA reichen ja aus. Auch wenn die Schutzdioden für 1mA 
ausgelegt sind. Da ich nach PE ableite, möchte ich den FI so wenig wie 
möglich belasten. Ausserdem findet sich immer ein Verbraucher mit 2.5uA, 
so dass sich da keine hohen Spannungen aufbauen können. Einen 
(eigentlich ansonsten sinnlosen) 100k Widerstand von VCC nach Masse baue 
ich aber so oder so ein. Sicher ist sicher.

> Ja, das geht, aber nur, wenn man im Gerät auch PE hat, es also ein
> Schutzklasse I Gerät ist.

Ja, ist gegeben.

> Wenn das Gerät mit Schukostecker ausgestattet ist, kann man den auch
> drehen, und an deiner 230V Leitung liegt dann vielleicht Null an, und du
> misst nichts.

Was auch gut ist, denn dann kann ich dem Nutzer anzeigen, er soll bitte 
den Stecker drehen. Bei grösseren USVs wird das z.B. so gemacht.

> Wenn man hingegen weiss, wo Null ist, wegen Festinstallation, könnte man
> auch Masse des AVR mit Null verbinden, und unterbindet damit
> Ableitströme nach PE.

Weiss ich leider nicht, deshalb PE.

Ich sehe da funktional jetzt kein Problem. Sicherheitstechnisch ist es 
auch kein Problem. Selbst im Fehlerfall, wenn PE nicht verbunden ist, 
fliessen nur 2.5uA Körperstrom. Da hat jedes Klasse II Netzteil mehr.

Ich würde diesen SMD-Widerstand nehmen: 
https://www.digikey.ch/product-detail/de/bourns-inc/CHV2512-JW-107ELF/CHV2512-JW-107ELFCT-ND/5176022

Ob es aber zulässig ist, ein Gerät zu entwerfen, was einige uA nach PE 
ableiten muss, um zu funktionieren, weiss ich nicht.

Auch ob es zulässig ist, so einen Widerstand zu nehmen, weiss ich nicht.

Physik und Vorschrift sind nicht immer im Einklang miteinander. Und die 
Versicherung freut sich im Brandfall natürlich immer, wenn sie 
Basteleien findet. Da kehrt sich dann schnell mal die Beweislast um.

von Gerhard (Gast)



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Siehe Pukt 1.1 Hardware

von Christian F. (christian_f476)


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Es ginge auch da ein Kondensatornetzteil einzubauen. Oder den kleinsten 
Printtrafo plus Dioden.
Ich halte die vom TO beschriebene Idee eher für gefährlich.

von Hans (Gast)


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Atmel sagt also, dass es geht. Dann wird es wohl stimmen.

Prinzipiell gesehen sollte das Problem so häufig vorkommen, dass es 
dafür doch bestimmt bereits fertige Bauteile gibt, die genau für diese 
Aufgabe entworfen wurden? Kennt da jemand was? Optokuppler brauchen 
wieder externe Bauteile und da kann man dann auch wieder Fehler machen.

von Wühlhase (Gast)


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Hans schrieb:
> Ob es aber zulässig ist, ein Gerät zu entwerfen, was einige uA nach PE
> ableiten muss, um zu funktionieren, weiss ich nicht.

Mir sind exakt zwei - und nur diese beiden - Fälle bekannt, für die der 
PE vorgesehen ist:

1. Ableitung von Fehlerströmen
2. Ableitung von hochfrequenten Störströmen über Y-Kondensatoren

Das, was du da vorhast, ist weder ein Fehler- noch ein Störstrom. Und 
damit meines Wissens nach nicht zulässig.

Und überleg mal was passiert, wenn jemand zu Reparaturzwecken oder aus 
Paranoia dein Gerät an einen Trenntrafo anschließt.

Deine Idee ist Murks...schlimmer als Chinesen es je waren.

von Hans (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Und überleg mal was passiert, wenn jemand zu Reparaturzwecken oder aus
> Paranoia dein Gerät an einen Trenntrafo anschließt.

ääääh nix?

von Christian F. (christian_f476)


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In der Anleitung ist 'mains gnd' genannt, bei uns 'N' und nicht PE. Auf 
jeden Fall verbindet man mit der Schaltung sein gnd über 1M mit dem 
Versorgungsnetz.
Das wird klappen den Nulldurchgangsimpuls zu bekommen. Es bleibt aber 
dabei dass es diverse Gefahren birgt und ich eher ein 15€ Multimeter 
nutzen würde (was dafür möglicherweise auch nur 1M als Innenwiderstand 
hat) um die Netzspannung zu messen als ein Teil mit so einer Schaltung 
von einem Bastler zu aktivieren.

von Hans (Gast)


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Christian F. schrieb:
> In der Anleitung ist 'mains gnd' genannt, bei uns 'N' und nicht PE.

Diskriminiere bitte die PEN-Leiter nicht.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Hier ist die mehrmals erwähnte App-Note eines 230V Zero-Cross-Detectors 
mit zwei 1MOhm Widerständen direkt an einem AVR:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/Atmel-2508-Zero-Cross-Detector_ApplicationNote_AVR182.pdf

Schon fast ein bisserl Verantwortungslos von Atmel sowas zu 
veröffentlichen, weil sich dann Arduino-Boys / Elektronik-DAUs darauf 
stürzen und sich fast selbst damit töten.

Disclaimer: Vorsicht, gefährlich, nicht benutzen!

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Mampf F. schrieb:
> Schon fast ein bisserl Verantwortungslos von Atmel sowas zu
> veröffentlichen, weil sich dann Arduino-Boys / Elektronik-DAUs darauf
> stürzen und sich fast selbst damit töten.
> Disclaimer: Vorsicht, gefährlich, nicht benutzen

Schwachsinn.

230V~ über 1MOhm sind selbst dann nicht gefährlich, wenn mal ein 2k5V 
Transient drauf liegt.

Und 1MOhm zwischen aktiven Leitern und PE ist natürlich erlaubt, bessere 
Funkentstörkondensatoren werden damit zum Entladen überbrückt.

Man baut als Widerstand keinen Hochspannungswiderstand ein, sondern 
besser 3 normale in Reihe.

Die Schaltung ist ok, aber wenn die zu messende Leitung einfach nur 
offen ist, nicht über eine Last an N liegt, kann sich durch kapazitive 
Einkopplung oder Antennenempfang eine messbare Spannung einstellen und 
fehlerhafterweise eine Leitung unter Spannung vermutet werden, so wie 
der 'Lügenstift' statt dem Duspol an so einer Leitung leuchtet (was 
nicht gelogen ist, Spannung liegt ja an, nur keine belastbare).

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Schwachsinn.

Kein Schwachsinn - Von Schaltungen ohne galvanische Trennung an 230V 
sollte man grundsätzlich abraten.

von Christian F. (christian_f476)


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Mampf F. schrieb:
> Kein Schwachsinn - Von Schaltungen ohne galvanische Trennung an 230V
> sollte man grundsätzlich abraten.

Das ist auch die Zusammenfassung von dem Thema hier.

Die Vorstellung dass später irgendwer auf seinem breadboard von 
aliexpress mit Netzspannung rummacht ist echt unheimlich.

von W.S. (Gast)


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Hans schrieb:
> Kann man eigentlich einfach einen Hochspannungswiderstand nehmen, der
> für 10 kV zugelassen ist,...

..und weiter unten verweist du auf einen SMD-Widerstand?
Widerstände für 10kV sind normalerweise Kolloid-Typen im passivierten 
Glasröhrchen, womit sie baugrößenmäßig im Bereich um die 5 cm 
angesiedelt sind. Kleiner geht's nicht, wenn man sauber 10 kV abtasten 
will.

Nee, man kann zwar so eine Glasröhrchen-Widerstand benutzen, selbiges 
empfinde ich jedoch als ingenieurtechnischen Fauxpas. Nimm lieber den 
bereits angesprochenen Optokoppler und plaziere unter selbigem auf der 
LP eine Querfräsung als Kriechstrom-Sperre.

W.S.

von Hans (Gast)


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Der SMD-Widerstand ist für 4 kV zugelassen. Klasse II Print-Netzteile 
haben auch nicht mehr. Wenn ich davon 2 in Reihe schalte, habe ich sogar 
8 kV. Zugegeben, ein THT wäre mir lieber, aber ich möchte die 230V nicht 
auf der Platinenoberseite sehen.

Es ist schon interessant. Die Leute hier, die am lautesten bellen, 
liefern die schwächsten bzw. keine Argumente.

MaWin schreibt hier mit Abstand die konstruktivsten Beiträge und liefert 
neue Fakten. Da mal ein Danke dafür.

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