Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Nulldurchgangsdetektor 400v


von Jan S. (elfriedel)


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Nabend zusammen,
ich möchte mir einen Nulldurchgangsdetektor bauen. Ja, ich habe hier 
schon einige Beiträge gelesen und habe auch schon einen Entwurf (Bild). 
Mir geht es darum, ob vielleicht jemand eine Verbesserung (am besten mit 
Begründung, da ich ja Lernen möchte ;)) hat.
in der Simulation geht er, aber Real aufbauen ist ja immer was anderes 
:D

Beim Optokoppler hab ich mir jetzt den "TIL 117" Rausgesucht. Gibt ja 
viel zu viele :D
Als Gleichrichter den "B700C35A" falls überhaupt von Relevanz.

am Ende möchte ich das Signal mit einem uC auswerten.

Über Hilfreiche Kommentare würde ich mich sehr freuen.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Jan S. schrieb:
> auch schob einen Entwurf

2 kOhm an 400 Volt, mal Strom und Leistung rechnen?

von MaWin (Gast)


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2k Ohm an 400V lässt satte 100mA fliessen und verballert 40W. Ist das 
dein Ernst ?

Wenn der Optokoppler 1mA auf Sekundärseite schalten muss (4k7 an 5V) 
reichen ihn 2.5mA aus den 400V, also 160k und 1W. Und wenn der 
Widerstand vor den Brückengleichrichter kommt, reichen ihm 4 1N4148 
Dioden.

Günstiger ist die Verwendung von Wechselstromoptokopplern mit 2 
antiparallelen LEDs wie PC814.

Ja, lässt man 2.5mA fliessen ist der Optokoppler nicht nur Mukrosekunden 
während des Nulldurchgangs aus, sondern hinterlässt eine breitete Pause, 
in der man den realen Nulldurchgang abschätzen muss.

Besser wären sicherlich aufwändigere Schaltungen, die die LED nur kurz 
im Nulldurchgang aufblitzen lassen.

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

von Jan S. (elfriedel)


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Huch, da hab ich wohl eine 5 vergessen. Sollten 25K Ohm sein, da Typ. 
Vorwärtsstrom - 16mA.
Die Tipps mit den Dioden oder den Wechselstrom Optokopplern ist sehr 
gut, danke.
Die aufwändigere Schaltung lese ich mir jetzt mal durch, sehr 
interessant, danke!

von Manfred (Gast)


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MaWin schrieb:
> 2k Ohm an 400V lässt satte 100mA fliessen und verballert 40W.

Auah!

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Beim realen Aufbau bitte auch dran denken, daß man sich da mit etwa 570V 
Spitzenspannung anlegt. Die wenigsten normalen Widerstände halten das 
aus und dann könnte der Optokoppler einen verdammt schlechten Tag 
erleben.

von Falk B. (falk)


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Jan S. schrieb:
> Nabend zusammen,
> ich möchte mir einen Nulldurchgangsdetektor bauen. Ja, ich habe hier
> schon einige Beiträge gelesen und habe auch schon einen Entwurf (Bild).

Dann hast du die falschen Beiträge gelesen. Dein Entwurf ist schlecht. 
Viel zu ungenau und stromhungrig.

https://www.mikrocontroller.net/articles/230V#Links

von Georg (Gast)


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Jan S. schrieb:
> Die Tipps mit den Dioden oder den Wechselstrom Optokopplern ist sehr
> gut, danke.

Man kann auch 2 Optokoppler nehmen und dafür den Brückengleichrichter 
sparen. Vielleicht genügt es für die Anwesenheit von Netzspannung ja 
auch nur eine Halbwelle zu detektieren, dann muss man zum OK-Eingang 
eine Diode antiparallel schalten (weil die OK-Diode keine 325 V sperren 
kann). In jedem Fall sollte man einen möglichst empfindlichen 
Optokoppler nehmen, um die Leistung am Netz klein zu halten.

Nachteil einer so einfachen Schaltung ist dass der Bereich in dem der OK 
abschaltet und damit die Aus-Zeit stark vom Exemplar abhängt, und für 
manche Zwecke sowieso zu gross ist.

Georg

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jan S. schrieb:
> Beim Optokoppler hab ich mir jetzt den "TIL 117" Rausgesucht.
Such dir einen mit höglichst hohem Stromübertragungsfaktor CTR. Denn 
wenn der wie dein ausgesuchter TIL117 nur mit 50% spezifiziert ist, dann 
brauchst du 10mA am Eingang (also LED-Strom) für garantierte 5mA am 
Ausgang.
Wenn du einen OK mit 500% nimmst, dann reicht an der LED 1mA für die 
gewünschten 5mA am Ausgang.

> Als Gleichrichter den "B700C35A"
Einen 35A-Gleichrichter für eine Nulldurchgangsauswertung. Der hat auf 
jeden Fall genug Reserven. Oder hängt da "im echtem Leben" noch was 
Anderes an diesem Gleichrichter? Ein Kondensator womöglich?

Jan S. schrieb:
> Sollten 25K Ohm sein, da Typ. Vorwärtsstrom - 16mA.
Vergiss erst mal irgendwelche "typischen" oder "maximalen" 
Datenblattangaben. Sondern berechne die nötigen Werte. Und sieh dann 
nach, ob sie im erlaubten Bereich des Bauteils sind.

Georg schrieb:
> Man kann auch 2 Optokoppler nehmen und dafür den Brückengleichrichter
> sparen.
Oder gleich solche Exoten wie den Wechselspannungskoppler H11AA1 nehmen.

> Vielleicht genügt es für die Anwesenheit von Netzspannung ja auch nur eine
> Halbwelle zu detektieren, dann muss man zum OK-Eingang eine Diode
> antiparallel schalten (weil die OK-Diode keine 325 V sperren kann
Ich schalte die in Reihe und halbiere damit die Verlustleistung im 
Vorwiderstand. Und weil der Sperrstrom dieser Diode zu niedrig ist, um 
die LED zu beschädigen, funktioniert das trotzdem zigtausendmal.

: Bearbeitet durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich schalte die in Reihe und halbiere damit die Verlustleistung im
> Vorwiderstand. Und weil der Sperrstrom dieser Diode zu niedrig ist, um
> die LED zu beschädigen, funktioniert das trotzdem zigtausendmal.

Schreibe tausend mal:

"Ich soll nicht bei Rot über die Ampel gehen und das anderen als 
Lebensweisheit empfehlen."

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> 2k Ohm an 400V lässt satte 100mA

Manfred schrieb:
> Auah!
+1

400/2000 = ........

100mA echt jetzt?

: Bearbeitet durch User
von Pille (Gast)


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Das Ding hier geht gut..Die Rs sollten natürlich für 400V angepaßt 
werden.
Hab ich hier von irgendwoher aus dem Forum.

Gruß,
Pille

von Pille (Gast)


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Quelle hier:

Beitrag "Re: Zero Cross Erkennung mit Mikrocontroller geht das so?"

Inklusive Doku.

Das Ding werkelt in meiner Aoye 860 Heißluft Lötstation nach dem ich den 
originalen Unfug entsorgt hatte. Da ist jetzt ein atmega88 drin der die 
Pumpe mit Phasenanschnitt und die Heizung über das im Handstück 
integrierte Thermoelement per Schwinungspaketsteuerung mit PID regelt.

Gruß,
Pille

von Volker S. (sjv)


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Sinnvoll wäre ein Optokoppler mit dem man die nach VDE geforderte 
Kriechstrecke einhalten kann!

von Pille (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Sinnvoll wäre ein Optokoppler mit dem man die nach VDE geforderte
> Kriechstrecke einhalten kann!

...und der von mir vorgeschlagene gefällt Dir nicht?

Gruß,
Pille

von Wolfgang (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> 100mA echt jetzt?

115mA, wenn du es genau wissen möchtest. So Dinge wie pk und eff darfst 
du selber an deine Gleichung schreiben. Es geht hier um die 
Verlustleistung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pille schrieb:
> Die Rs sollten natürlich für 400V angepaßt werden.
Diese 400Vp sind übrigens nur kuriose 284Veff. Wo gibts denn so ein 
Netz?

Jan S. schrieb:
> am Ende möchte ich das Signal mit einem uC auswerten.
Und was damit machen?

MaWin schrieb:
> "Ich soll nicht bei Rot über die Ampel gehen und das anderen als
> Lebensweisheit empfehlen."
Meine generelle Empfehlung fürs Internet:
Macht nicht alles nach, was irgendwer irgendwo geschrieben hat!

Solange der Platz da ist und mach keine Möglichkeit hat, die Gefahren 
dieser Leckströme durch die Diode und die LED abzuschätzen, ist es 
besser, eine Diode in Serie zur LED einzubauen (das halbiert die 
Verlustleistung der Widerstäne) und antiparallel zur OK-LED eine 
wirklich winzige Diode (die muss ja nur das 1µA Leckstrom abkönnen).

von Joachim B. (jar)


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Lothar M. schrieb:
> 400Vp

wo stand im Titel 400Vp?

Wer geht denn immer vom Drehstromnetz aus?
Die Frage war doch eindeutig gestellt.

Wolfgang schrieb:
> So Dinge wie pk und eff darfst
> du selber an deine Gleichung schreiben.

wieso soll ich was zum Titel dazu erfinden?
Der Titel ist eindeutig und 400V und ohne Zusatz meint das 
Effektivspannung.
Ihr seid alle spitzfindig aber das war nicht gefragt!
somit ist 400V/2000V/A=0,2A und die Leistung im R = 80W

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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Lothar M. schrieb:
> und antiparallel zur OK-LED eine
> wirklich winzige Diode (die muss ja nur das 1µA Leckstrom abkönnen).

DAS ist die entscheidende Ergänzung: die antiparallele Diode ist ein 
"must_have".

Insbesondere da der Sperrstrom der seriell von Dir verschalteten Diode 
(wie bei jeder diode)  temperaturabhängig ist -- 45 Grad sind selbst bei 
Raumtemperatur in kleine Gehäusen schnell erreicht.

Temperaturabhängigkeit sollte immer mitkalkuliert werden,
insbesondere wenn es um derartige Anwendung wie beim TE geht.

von Pille (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Pille schrieb:
>> Die Rs sollten natürlich für 400V angepaßt werden.
> Diese 400Vp sind übrigens nur kuriose 284Veff. Wo gibts denn so ein
> Netz?
>
Schrieb ich irgendwo was von Effektivwerten?

Learn to quote!

Pille

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pille schrieb:
> Schrieb ich irgendwo was von Effektivwerten?
Wo habe ich geschrieben, dass DU irgendwo "irgendwas" oder gar 
"irgendwas anderes" geschrieben hättest?

Joachim B. schrieb:
> wo stand im Titel 400Vp?
> Wer geht denn immer vom Drehstromnetz aus?
Ich habe nicht das geschriebene Wort, sondern die Spannungsquelle im LT 
Schaltplan angesehen. Und die hat 400Vp.

> Der Titel ist eindeutig
Ja, dann ist die Simulation halt Schrott. Wollte nur darauf hingewiesen 
haben. Seis drum.

Andrew T. schrieb:
> DAS ist die entscheidende Ergänzung: die antiparallele Diode ist ein
> "must_have".
Man kann sie auch durch einen wirklich winzigen Widerstand mit 2..50k 
ersetzen. Je nachdem, was zum Leckstrom der Sperrdiode passt und sowieso 
im Automaten grade drin ist. Aber das wars jetzt dazu.

Schön Tach noch.

: Bearbeitet durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Der Titel ist eindeutig und 400V und ohne Zusatz meint das
> Effektivspannung.

Meint es nicht.
Guck dir die Spannungsquelle vom TO an. "sine(0 400 50)" definiert einen 
Sinus mit 400 Vp.

Jan S. schrieb:
> Nulldurchgangsdetektor.PNG

von Pille (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Pille schrieb:
>> Schrieb ich irgendwo was von Effektivwerten?
> Wo habe ich geschrieben, dass DU irgendwo "irgendwas" oder gar
> "irgendwas anderes" geschrieben hättest?

Du hast mich gequotet, also hast Du wohl mich als Anlaufpunkt aufgefaßt, 
anderenfalls wäre es üblich und richtig gewesen auf den Post de TO 
einzugehen,  der ja die Anforderung "400V" ursprünglich gepostet hatte, 
daher stammt sie ja.

Für mich ist Deine Aussage genauso wichtig wie die Aussage "braune 
Schuhe sind wärmer als Hohe".


Gruß,
Pille

von Andrew T. (marsufant)


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Lothar M. schrieb:
> Man kann sie auch durch einen wirklich winzigen Widerstand mit 2..50k
> ersetzen. Je nachdem, was zum Leckstrom der Sperrdiode passt und sowieso
> im Automaten grade drin ist. Aber das wars jetzt dazu.

Nein.
Eben genau DAS paßt NICHT zur Lösung des Problems.
Ein Widerstand statt diode wäre DER kapitale Fehler  --
sofern das Teil nicht bei (fast) konstanter Temperatur betrieben wird.
Letzteres können wir wohl ausschließen.

von Wolfgang (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Nein.
> Eben genau DAS paßt NICHT zur Lösung des Problems.
> Ein Widerstand statt diode wäre DER kapitale Fehler  --

Was soll daran so grundlegend falsch sein?
Solange der Spannungsabfall an dem parallelgeschalteten Widerstand auf 
Grund des Sperrstroms der Diode bei jeder erdenklichen 
Betriebstemperatur kleiner als 5V bleibt, kann der Diode doch nicht so 
viel passieren?
Je nach Quelle braucht man unabhängig davon vielleicht einen TVS.

Vielleicht erklärst du bitte etwas genauer, was du meinst.

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Moin, ich habe mal den Nulldurchgang mit der Schaltung 
„Spannungssensor.png“ erfasst. Der Mosfet soll bis 400 V laufen. Hat 
auch soweit funktioniert. Dann habe ich doch die Schaltung „NT.png“ 
genommen. An X2-3/4 kommt der Trafo und X2-2 liefert den Nulldurchgang. 
Den korrekten Nulldurchgang errechnet der ATtiny selbst.
Gruß Carsten

von MaWin (Gast)


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Carsten-Peter C. schrieb:
> Der Mosfet soll bis 400 V laufen

Das ist direkt an 230V nicht ausreichend, so lange da kein VFR und 
Siebelko Spannungsspitzen abblockt braten da 1kV vom surge Test typical 
environment drauf.

von Wolfgang (Gast)


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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Carsten-Peter C. schrieb:
> habe mal den Nulldurchgang mit der Schaltung „Spannungssensor.png“ erfasst.
Du hast die positiven Halbwellen (unten - und oben +) erfasst. Die 
negativen Halbwellen kann die Schaltung nicht auswerten. Oder soll dazu 
die D3 irgendwas tun?

Wolfgang schrieb:
> nanoshields/modules/zero-cross/
"either for 127V or 220V. ... Optically coupled output to isolate AC 
voltages from other DC circuits and components."
Heiße Kiste, das Ding, mit nur anderthalb mm Abständen zu den Logikpins.

: Bearbeitet durch Moderator
von Jan S. (elfriedel)


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MaWin schrieb:

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

Die Obere Schaltung ist ja leider ohne Optokpler, was ich jedoch schon 
gerne hätte. Die Untere ja leider nicht für = Durchgang geeignet, wie 
auch im Text steht.

Lothar M. schrieb:
>> Beim Optokoppler hab ich mir jetzt den "TIL 117" Rausgesucht.
> Such dir einen mit höglichst hohem Stromübertragungsfaktor CTR. Denn
> wenn der wie dein ausgesuchter TIL117 nur mit 50% spezifiziert ist, dann
> brauchst du 10mA am Eingang (also LED-Strom) für garantierte 5mA am
> Ausgang.
> Wenn du einen OK mit 500% nimmst, dann reicht an der LED 1mA für die
> gewünschten 5mA am Ausgang.

Super Tipp, Danke!

Lothar M. schrieb:
> Einen 35A-Gleichrichter für eine Nulldurchgangsauswertung. Der hat auf
> jeden Fall genug Reserven. Oder hängt da "im echtem Leben" noch was
> Anderes an diesem Gleichrichter? Ein Kondensator womöglich?

Nein, da hängt nixmehr dahinter. Wollte nur lieber zu Groß gehen, als zu 
klein. Aber denke, ich werde es wie MaWin sagte, mit einem AC Opto 
machen

Lothar M. schrieb:
> Vergiss erst mal irgendwelche "typischen" oder "maximalen"
> Datenblattangaben. Sondern berechne die nötigen Werte. Und sieh dann
> nach, ob sie im erlaubten Bereich des Bauteils sind.

Da ja nur der Opto in dieser Schaltung ist, Sind ja die Datenblatt daten 
die einzigen wo ich nach gehen muss oder sehe ich das falsch?

Pille schrieb:
> Das Ding hier geht gut..Die Rs sollten natürlich für 400V angepaßt
> werden.
> Hab ich hier von irgendwoher aus dem Forum.
>
> Gruß,
> Pille

Super, Danke! Werde ich mir auf jedenfall genauer anschauen.

Lothar M. schrieb:
> Und was damit machen?

Erstmal nur auswerten. bis dahin ist es ja wie es aussieht nicht nur mal 
eben ein Fingerschnips :D

Lothar M. schrieb:
> Macht nicht alles nach, was irgendwer irgendwo geschrieben hat!

Leider stimmt das natürlich. Aber Manche Beiträge im internet sind schon 
wirklich sehr Hilfreich.

Joachim B. schrieb:
> Der Titel ist eindeutig und 400V und ohne Zusatz meint das
> Effektivspannung.

Ja 400V Eff. Leider hab ich das in der Simulation Falsch angegebn. Ist 
aber schon geändert.

Lothar M. schrieb:
> Ja, dann ist die Simulation halt Schrott. Wollte nur darauf hingewiesen
> haben. Seis drum

Guter Hinweis! Ja, ich habe es Falsch angegeben in Der Simulation. Bin 
mit LT Spice aber auch noch nicht so Ganz Freund. (Neuling :) )

Carsten-Peter C. schrieb:
> t.

Auch Interessant! Danke!

von MaWin (Gast)


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Jan S. schrieb:
> Die Obere Schaltung ist ja leider ohne Optokpler, was ich jedoch schon
> gerne hätte. Die Untere ja leider nicht für = Durchgang geeignet, wie
> auch im Text steht.

So so, und dann hast du aufgehört zu lesen, deine Aufmerksamkeitsspanne 
wurde überschritten.
Da kann man nix machen.

von Jan S. (elfriedel)


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MaWin schrieb:
> Jan S. schrieb:
>> Die Obere Schaltung ist ja leider ohne Optokpler, was ich jedoch schon
>> gerne hätte. Die Untere ja leider nicht für = Durchgang geeignet, wie
>> auch im Text steht.
>
> So so, und dann hast du aufgehört zu lesen, deine Aufmerksamkeitsspanne
> wurde überschritten.
> Da kann man nix machen.

Danke für die Freundliche Antwort. Immer nett hier in dem Forum sich mit 
so Leuten zu Unterhalten.

ich habe im Zitat leider den Falschen Kommentar angeklickt und meinte 
den Link von Falk. Schönes Wochenende dir noch.

von Pille (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Pille schrieb:
>> Hab ich hier von irgendwoher aus dem Forum.
>
> Oder hierher?
> https://dextrel.net/design-ideas-2/mains-zero-crossing-detector
> https://www.circuitar.com/nanoshields/modules/zero-cross/

Du bist ja ein unheimlich cleverer Hund...

:-|

Gruß,
Pille.

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Lothar M. schrieb:
> Du hast die positiven Halbwellen (unten - und oben +) erfasst. Die
> negativen Halbwellen kann die Schaltung nicht auswerten. Oder soll dazu
> die D3 irgendwas tun?

Das ist richtig. Um beide Halbwellen zu erfassen müssten die Dioden D2 
und D3 durch einen Brückengleichrichter ersetzt werden. Dann würden aber 
auch sehr kurze Impulse entstehen. So ist D3 nur zum Schutz gegen 
eventuelle negative Spannungen vorgesehen. Die Idee ist, durch den 
Konstantstrom möglichst nahe an den Nullpunkt zu kommen. In dem Beispiel 
schon bei etwa 5V Netzspannung. Da die Spannung aber >400V sein soll, 
ist diese Schaltung ungeeignet. Hier würde ich zwei kleine Netztrafos in 
Reihe schalten. Auf der Primärseite hätte man dann eine „umgängliche“ 
Spannung.

Jan S. schrieb:
> am Ende möchte ich das Signal mit einem uC auswerten.

Ich habe das Signal gebraucht, um den 16 Bit- PWM Timer vom ATtiny mit 
der Netzfrequenz zu synchronisieren. Dafür brauche ich eigentlich nur 
gelegentlich Impulse mit gleicher Phasenlage. Der Phasenwinkel ist egal, 
sollte aber immer gleich sein.
Gruß Carsten

von Wolfgang (Gast)


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Pille schrieb:
> Du bist ja ein unheimlich cleverer Hund...

Über fehlende Quellenangaben ist schon so mancher gestolpert ;-)

von Pille (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Pille schrieb:
>> Hab ich hier von irgendwoher aus dem Forum.
>
> Oder hierher?
> https://dextrel.net/design-ideas-2/mains-zero-crossing-detector
> https://www.circuitar.com/nanoshields/modules/zero-cross/

Du bist ja ein unheimlich cleverer Hund...

:-|

Gruß,
Pille.

Wolfgang schrieb:
> Pille schrieb:
>> Du bist ja ein unheimlich cleverer Hund...
>
> Über fehlende Quellenangaben ist schon so mancher gestolpert ;-)

Whow. Es gibt auch Leute die auf Grund ihrer eingeschränken 
Lesefähigkeiten stolpern, ob Dus nun glaubst oder nicht:

Beitrag "Re: Nulldurchgangsdetektor 400v"

Wieviele Smileys hältst Du jetzt für ungefähr angemessen? Oder soll ich 
besser ROTFL schreiben?

Gruß,
Pille

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