Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mikrocontroller Einbau in Drehstrom-Schweißgerät - geht das so? (48 Volt auf 7805?)


von Markus H. (derampcsitzt)


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Hoi!

Habe ein Schutzgas-Schweißgerät welches über Dreiphasen-Anschluss (ohne 
Nullleiter) versorgt wird. Darin sitzt eine Platine mit Sekundärseitig 
48 Volt Netzteil welches die Steuerplatine versorgt. (Primär 400 Volt - 
musste das mal ersetzen und war sau schwer sowas zu finden)
Außerdem ist ein Stufenschalter eingebaut welcher die Wechselspannung an 
die Trafospulen schaltet. Diesen Schalter muss ich ersetzen wobei ich 
mir für Relais entschieden habe (Die Kontakte vom Stufenchalter sind auf 
Dauer überlastet)
Die Relais will ich mit einem Attiny ansteuern. Jetzt stellt sich die 
Frage der 5 Volt Spannungsversorgung. Da die Stromaufnahme äußerst 
gering sein dürfte
-Attiny
-einstellige 7-Segment-LED Anzeige
-8 Tranistoren um die Relais mit den 48 Volt anzusteuern
ist die Überlegung ob ich die 48 Volt direkt auf einen L7805 lege? 
Effizienz spielt ja nicht so die große Rolle.
Was wäre eine sinnvolle Alternative um die 48 Volt zu reduzieren?
An der CEE-Zuleitung könnte ich einen Nullleiter nachrüsten dann könnte 
ich ein einfaches Steckernetzteil parallel zu dem 48 Volt -Trafo 
einbauen aber wenn ich mir den Aufwand sparen kann?

Sollte ich außerdem zusätzlich bei der Mikrokontroller-Steuerung 
beachten zwecks Entstörung, handelt sich ja schließlich um ein 
Schweißgerät?
Als Plan B lass ich das mit dem Tiny und schalte die Relais einfach über 
einen günstigen Stufenschalter und einige Dioden...

EDIT: Ups bin blöd - mir fällt ja grade ein die 48 Volt sind ja so oder 
so schon viel zu viel für einen 7805....

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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von MaWin (Gast)


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Markus H. schrieb:
> Da die Stromaufnahme äußerst gering sein dürfte
> -Attiny
> -einstellige 7-Segment-LED Anzeige
> -8 Tranistoren um die Relais

Uff, 8 Relais plus 8 LRDs nennst du wenig ?

Na, im Vergleich zum Schweissstrom vielleicht.

Wenn von den Relais nur 1 zu einer Ueit anzoeht, aber ein ungünstiger 5V 
Typ ist (warum nicht 48V ?) wie

https://www.ebay.de/itm/181489854290

dann brauchst du 250mA, also 10 Watt Verlust

Markus H. schrieb:
> mir fällt ja grade ein die 48 Volt sind ja so oder so schon viel zu viel
> für einen 7805....

LM317HV. Oder eine 24V Z-Diode in Reihe vor den 7805.

Besser aber Schaltreglermodule wie XL7005 
https://www.ebay.de/itm/123317000535

Du wirst aber mächtig zu kämpfen haben, bevor ein uC im Umfeld von 
Schweisstrom und Trafoumschaltung per Relais störungsfrei läuft.

von TT (Gast)


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MaWin schrieb:
> Du wirst aber mächtig zu kämpfen haben, bevor ein uC im Umfeld von
> Schweisstrom und Trafoumschaltung per Relais störungsfrei läuft.

Man könnte auch an alle µC Ausgänge Optokoppler setzen, und den µC
separat über die Kombination günstiges 230V~ Eingang DC-Netzteil
(einfach auffindbar) mit 400:230 Trafo davor speisen.

Gäbe einige geeignete gebrauchte Steuertrafos für recht wenig Geld,
und E-Kerne haben noch dazu höhere Streuinduktivität und geringere 
Koppelkapazität als Ringkerne (Filterwirkung wäre gar nicht übel).

von TT (Gast)


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TT schrieb:
> Gäbe einige geeignete gebrauchte Steuertrafos für recht wenig Geld,

Man müßte (oder sollte zumindest) halt einen sehr kleinen suchen -
oder doch irgendwo einen neuen Winzling kaufen. Sonst würde der 
Magnetisierungsstrom (und damit die Leerlaufverluste) recht hoch.

Und für µC + Optokoppler braucht man ja nicht viel Saft.

Kleinleistungs-SNT (230VAC zu 5VDC) finden sich natürlich immer.

von Manfred (Gast)


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Markus H. schrieb:
> Habe ein Schutzgas-Schweißgerät welches über Dreiphasen-Anschluss (ohne
> Nullleiter) versorgt wird.

> Außerdem ist ein Stufenschalter eingebaut welcher die Wechselspannung an
> die Trafospulen schaltet. Diesen Schalter muss ich ersetzen wobei ich
> mir für Relais entschieden habe (Die Kontakte vom Stufenchalter sind auf
> Dauer überlastet)
> Die Relais will ich mit einem Attiny ansteuern.

Danach kommt der nächste Thread: Hilfe, immer wenn ... fliegt die 
Netzsicherung und ein Relais ist verklumpt.

Wenn Du mit Stromversorgung und Entstörung / EMV nicht extrem gut 
vertraut bist, lasse es sein. Da ist genug Strom unterwegs, ein 
µC-Gebastel alle paar Minuten abstürzen zu lassen.

Wnn Du es Dir trotzdem zutraust: Schalte eine eigensichere Relaiskette, 
die unabhängig vom Zustand des µC niemals eine unzulässige 
Schaltkombination erreichen kann.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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von Armin X. (werweiswas)


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Markus H. schrieb:
> Außerdem ist ein Stufenschalter eingebaut welcher die Wechselspannung an
> die Trafospulen schaltet. Diesen Schalter muss ich ersetzen wobei ich
> mir für Relais entschieden habe (Die Kontakte vom Stufenchalter sind auf
> Dauer überlastet)

Relais...
Warum ist der Schalter wohl verreckt? Weil nur 1A damit geschaltet 
wurde?
 Oder weil anstelle eines Schalters nun 8 amtliche Schütze(mit 
mindestens derselben Schaltleistung wie der des Schalters) notwendig 
werden die die Leistung bzw den Einschaltstrom auch zuverlässig schalten 
können?

: Bearbeitet durch User
von Thomas F. (igel)


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Markus H. schrieb:
> Außerdem ist ein Stufenschalter eingebaut welcher die Wechselspannung an
> die Trafospulen schaltet. Diesen Schalter muss ich ersetzen wobei ich
> mir für Relais entschieden habe (Die Kontakte vom Stufenschalter sind auf
> Dauer überlastet)

Woher weißt du dass der Stufenschalter überlastet ist?
Stufenschalter sind seit Jahrzehnten gängig Technik für Schweißgeräte.

Ich habe vor 10 Jahren schon mal einen Atmega8 mit neuer Steuerplatine 
in ein MIG-MAG-Gerät eingebaut:

Die Induktionsspitzen beim Abschalten des Schweißstroms sind böse. Für 
die Spannungsversorgung habe ich ein chinesisches LM2596-Modul im 
Einsatz. Das hat es schon 2 mal zerschossen.
Ich habe damals auch Relais und keine richtigen Schütze verbaut. Das war 
ein Fehler. Die Relaiskontakte erzeugen beim Öffnen ordentliche 
Lichtbögen. Damit die Relais nicht gleich verbrennen braucht man Snubber 
über den Relais.

Die Platine mit dem Atmega8 befindet sich weit entfernt vom Trafo oben 
bei der Drahtspule. Die Platine funktioniert erstaunlich gut und der 
Atmega stürzt auch nicht ab.

Eigentlich wollte ich das alles nochmal richtig machen. Dann hab ich mir 
aber stattdessen ein neues Inverter-Schweißgerät gekauft.

von Markus H. (derampcsitzt)


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Danke schonmal für die vielen Antworten.

Ob der Mikrocontroller läuft in der Umgebung teste ich einfach, 
Materialwert dafür liegt bei deutlich unter 5 Euro weil zum Testen löte 
ich eh Teile aus der SChrottkiste zusammen, einzig der Tiny kostet halt 
nen Euro :D

Die Relais hab ich aus einer alten Maschine liegen, kosten also auch 
nix. Mit denen wurde Jahrzehnte lang in einer CNC Maschine die 
Lastströme geschalten, also ich denke die sollten schon funktionieren 
und wenn nicht kommen halt doch noch neue SChütze rein.

Die Verschaltung der Relais hab ich so geplant dass die sich gegenseitig 
verblocken, kann also bei Fehlschaltung nix passiern (Zumindest wird's 
nicht schlimmer als beim bisherigen Stufenschalter wo die abgebrochen 
Kontakte kreuz und Quer irgendwie irgendwas überbrücken 😫)

Dass der Stufenschalter meiner Ansicht nach nix taugt sehe ich daran 
dass die Kontakte verfärbt (also überhitzt) sind und nach und nach 
abbrechen. Von der Qualität her sieht der aus wie Spielzeug. Ein Neuer 
Stufenschalter kostet halt schweine Geld, da kann ich etliche Schütze 
drum kaufen...

Achja - die Relais haben natürlich die 48 Volt Spulenspannung, das passt 
mir weil so ein Netzteil ja schon im Gerät vorhanden ist. Also Müssen 
die 5 Volt den µC, die Transistoren (immer nur 3 zur gleichen Zeit) 
sowie die 7-Segmentanzeige schalten.

: Bearbeitet durch User
von Markus H. (derampcsitzt)


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Mann jetzt blamier ich mich richtig hier - wir reden von 24 Volt NICHT 
von 48 😑
Ich weiß nicht woher ich die 48 auf einmal habe, in meinem Kopf laufen 
zuviel Projekte parallel...
Kann man  den Titel vom Thread verändern?!

ALSO: Relais haben 24 Volt, Netzteil hat 24 Volt und ich brauch 5 Volt

von MaWin (Gast)


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Markus H. schrieb:
> ALSO: Relais haben 24 Volt, Netzteil hat 24 Volt und ich brauch 5 Volt

Also unter 100mA: 7805. Batteriebetrieb ist rs ja auch nicht.

von Markus H. (derampcsitzt)


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Tag!

Hab an dem Projekt noch nicht weiter gemacht aber hatte heute eine Idee: 
Auf arbeit habe ich ein teures Lorch-Schweißgerät zum Schaffen und dort 
ist eine Elektronische Steuerung eingebaut. Also suche ich mir mal von 
sowas einen Schaltplan und guck mir die Sache an dann müsste ich doch 
die Sache nachbauen können bezüglich Spannungsversorgung.

von Christian M. (likeme)


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In meinem Schweißgerät gab es auch einen Steuertrafo an dem Primär 
230/400V verschaltet werden konnte. Ich habe dann im Drehstombetrieb 
meine Steuerung über nen neuen Trafo an die 230V Anzapfung gehängt und 
diesen Steuertrafo praktisch als Spartrafo verwendet.

von Markus H. (derampcsitzt)


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Hi!

Also Projekt ist immer noch in der - ähm - Planungsphase?!
Habe paar Sachen zum Thema gelesen: So wie ich es sehe wäre wohl ein 
DC/DC-Wandler der Primärseitig/Sekundärseitig galvanisch komplett 
getrennt ist das sinnvollste? Die Schaltausgänge zu den Relais müssen 
dazu dann mit Optokopplern versehen werden, die Lastrelais werden ja auf 
jedenfall direkt mit den 24 Volt vom Trafo geschalten.
Thema bleibt spannend :D Schaltplan für ein Schweißgerät habe ich immer 
noch nicht gefunden...

von Markus H. (derampcsitzt)


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Hi miteinander,

Die Relaisgruppe ist jetzt im Schweißgerät montiert, ansteuern werde ich 
das jetzt erstmal provisorisch mit einer Diodengruppe ganz ohne 
Elektronik.

Nur was ich nicht bedacht habe: Wenn ich die 24V AC vom Trafo 
gleichrichte mit Kondensator um die Relais damit zu schalten  habe ich 
ca 32V DC -.-

Möglichkeit A) einen 7824 verwenden
Möglichkeit B) 200 Ohm Widerstände an jede Relaisspule hängen (Relais 
hat 750 Ohm und 32mA)
Möglichkeit C) Schaltregler bzw DC/DC Konverter verbauen.

Als nächstes würde ich dann die Platine mit dem Attiny bauen wozu ich 
dann eben für die 5V Spannungsversorgung einen 
Schaltregler/Konverter/wasauchimmer verwende um eine galvanische 
Trennung zu haben.
Für die Schaltausgänge habe ich Optokoppler und Transistoren liegen mit 
welchen ich dann eben die 24 Volt an die Relaisspulen schalten kann.

von Roland E. (roland0815)


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Matthias S. schrieb:
> Praktisch ein Drop-In für den 7805:
> 
https://www.pollin.de/p/dc-dc-wandler-gaptec-electronic-sip3-9-90vin-5vout-500ma-11-5x9x17-5mm-352831
> Gibts auch für 3,3V.

Alter Hut. Gibts schon seit Jahrzehnten von diversen Herstellern. Recom, 
XP, ...
Vertragen halt am eingang auch nicht mehr als dier normale (L;)78 ohne 
HV.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Roland E. schrieb:
> Vertragen halt am eingang auch nicht mehr als dier normale (L;)78 ohne
> HV.

Einen 7805 mit 90V Input max. zeig mir mal bitte.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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die Steuerplatine wird ja sicherlich auch mit einer geringeren Spannung 
arbeiten. Nimm doch einfach dort nach dem Gleichrichter und Elko deine 
Spannung ab und geh dann auf einen LM7805.

von Thomas (kosmos)


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auf welchen Modellnamen hört den dein Schweißgerät.

Wieviele Stufen hat es? Die Stufenschalter direkt in China bestellt sind 
garnicht so teuer um die 30€ inkl. Versand

von Mani W. (e-doc)


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Markus H. schrieb:
> EDIT: Ups bin blöd - mir fällt ja grade ein die 48 Volt sind ja so oder
> so schon viel zu viel für einen 7805....

Mit Deinem "Wissen" ist es besser, Deine Finger davon zu lassen!

von Markus H. (derampcsitzt)


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Also die Relais sind seit einiger Zeit eingebaut und funktioniert 
wunderbar, besser als mit dem Schalter weil da offensichtlich an den 
Kontakten einiges an Widerstand war. Ansteuerung ist der zeit noch 
provisorisch mit Flachstecker zum Umstecken, ist aber erstmal nicht 
tragisch.

Beim Restposten-Händler hab ich jetzt zufällig einen
LT1074CT Schaltspannungsregler für 2 Euro
bekommen, der kann bis 60V arbeiten. Mal gucken ob ich den verwende, da 
ist nicht viel kaputt

von Ralf D. (doeblitz)


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Tja, und wenn du jetzt deine provisorische Flachstecker-Lösung durch 
einen billigen Stufenschalter ersetzt, der nur die 24V und den 
Relaisspulenstrom verkraften muß, dann hast du ein fertiges Gerät – nur 
mit Elektromechanik. ;-)

von Thomas (kosmos)


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Und gibts neues von der Steuerung, Steuertrafos für Schweißgeräte haben 
meist einen Primärwicklung für 400V und dann liegt da noch einen 
Anzapfung der Wicklung frei wo man mit 230V dran kann. Auch auf der 
Sekundärseite gibts meist mehrere Spannungen man muss eben passend 
abgreifen.

Relaiskontakte verbrennen durch den Abschaltfunken recht schnell gerade 
bei DC. Wenn man das ordentlich aufbauen will müsste man 1 Relais für 
die Galvanische Trennung nehmen und einen nachgeschalteten Transistor. 
So kann man erst das Relais einschalten und verzögert den Transistor 
beim Abschalten erst den Transistor und verzögert das Relais abschalten, 
so gibt es keine Probleme mit einem Kontaktfunken und selbst wenn der 
Transistor eine abbekommt eine sichere Abschaltung.

Ein µC ist erstaunlich robust er braucht eben einen stabile 
Versorgungsspannung und gute Resetbeschaltung, ein AVR direkt neben 
einer mehrerer cm langen Funkenstrecke ist kein Problem.

von Uli S. (uli12us)


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Welcher Abschaltfunken denn. Wenn die Relais schalten wird nicht 
geschweisst, demzufolge fliesst kein Strom. Bei einfachen Geräten gibts 
ein paar Stufen für den Strom, keine stufenlose Einstellung.

von C. D. (derschmied)


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Von Uli S.

Welcher Abschaltfunken denn.

Korrekt, würd ich sagen. Die Stufenschalter namhafter Hersteller sind 
idR unzerstörbar - wenn der Bediener weiß was er tut. Gilt im Übrigen 
für so ziemlich jede Gerätschaft. Soll aber auch Mitbürger geben die ihr 
Fahrzeug im Graben wiederfinden und standhaft behaupten es hätte nicht 
getan was es soll.
Ich hege stark den Verdacht es handelt sich hier um ein Gerät der Marke 
"Einhell" oder vergleichbarem, mit fettem Eisenkerntrafo. Nun, so einen 
Dinosaurier habe ich auch noch, von MERKLE. Das kann ich aber erst 
Abends einschalten wenn im Dorf alle beim Spazieren sind. 32A CEE-Dose 
und 450 A Lichtbogen, da braucht der Ungeübte schon ne Rohrzange um den 
Stufenschalter ne Stufe hoch zu drehen. KLACK macht das, so richtig 
satt.
Was ich sagen mag: An Schweißgeräten herum zu basteln ist eine brotlose 
Kunst, es führt zu nichts. Die alten Trafos stammen aus einer Zeit als 
der Strom noch nicht grün und daher bezahlbar war, die erste & zweite 
Generation der Inverter ist lange schon an Kinderkrankheiten verstorben, 
und das, was heute mit Rang & Namen auf dem Markt ist, ist zuverlässig. 
Für Jahrzehnte. Kemppi, Merkle, EWM... Die Liste ist lang. Und man 
braucht sich keine Sorgen um die Straßenbeleuchtung mehr machen.
Wenn das vom TO eingangs vorgestellte Gerät nicht mindestens über 
musealen Status verfügt lautet mein Rat: FLEX. Kupfer vom Stahl trennen, 
das Verhältnis wird etwa bei 15:1 liegen. Dann den halben Eimer Kupfer 
Online verhökern, Prospekte wälzen, vergleichen, zuschlagen. Im 
Optimalfall fragt man noch jemand der sich tatsächlich mit der Materie 
auskennt, was aber kaum geschehen wird. Sonst gäbe es diesen und andere 
Threads ja auch nicht.

von C. D. (derschmied)


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Nachtrag an Ulli S.:
Selbstverständlich fließt beim Umschalten Strom, es wird ja die jeweils 
gewünschte Wicklung mit dem Netz verbunden. Den Unterschied macht allein 
die Tatsache dass dies lastfrei erfolgen muśs. Den Brenner in der einen 
Hand haltend und am Schalter drehen zur gleichen Zeit schafft Ströme die 
kein Schalter der Welt dauerhaft tragen mag. Ergebnis sind mit 
Anlassfarben vergilbte M4-Schräubchen und Kontaktzungen die 
herausbrechen. Bakelit war immer schon spröde.
Hinzu kommt die Tatsache dass schlecht gewartete Hochstrom-Gerätschaften 
im Laufe ihres Lebens ALLES anziehen was Staub anbelangt. Mit Vorliebe 
das, was ihrem Naturell entspricht: Magnetisierbare Metallspäne. 
Kombiniere...

Hier im Nachgang noch ein Erfahrungswert:
Wenn der Deckel runter ist und es riecht nach Strom, dann entsinne Dich 
eines alten Indianer- Sprichwortes: Wenn Du merkst Du reitest ein totes 
Pferd, dann steigt ab.

von Thomas (kosmos)


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Es sollte doch völlig klar sein das man nicht während des 
Schweißvorganges den mechanischen Stufenschalter dreht. Ich sprach hier 
von den Relais die den Drahtvorschub oder das Magnetventil für die 
Gasversorgung schalten. Hier muss man ein Augenmerk drauf haben, gerade 
wenn man mit DC arbeitet den da er löscht der Funke nicht so einfach von 
selbst wie es bei AC im Nulldurchgang passiert.

von Markus H. (derampcsitzt)


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ACh du liebe Zeit was hier sinniert wird :D

Also ja ich hab noch nen uralten Schweißtrafo, geschätzt 200 kg schwer 
rumstehen mit ner fetten Gußeisenkurbel zum Verstellen.

Aber das Schutzgas um das es geht ist ein ERFI , Hersteller sitzt wohl 
in Würzburg. Die bauen robuste Dinger mit wenig SChnickschnack, also 
zwei Drehschalter und das war's eigentlich. Das Teil hab ich vor etwa 15 
Jahre (schon so lange o.O ) für ca nen 1000er gekauft, kann bis 
250Ampere. Hat schon zweimal nen Absturz auf Betonboden überlebt, das 
erste mal waren's gut 3 Meter . Musst nur bissl was grade biegen und nen 
Widerstand anlöten sonst nix xD

Für die Platine ist ein 400V auf 24 Volt Trafo drin, aber sehr kleine 
Ausführung. Den musste ich mal tauschen, war verdammt schwer einen 
günstigen ersatz zu bekommen in der Leistungsgröße.

Einzig der Stufenschalter ist meiner Ansicht nach Spielzeug, da sind ein 
Kontakt nach dem anderen verbrennt - und NEIN wir schalten nicht während 
des Schweißens um....

Den Umbau mach ich halt weil ich Lust dran habe. Habe erst mit 
Mikrocontrollern angefangen und hatte halt Bock auf Projekte umzusetzen. 
Derzeit bin ich an was anderem großem dran deswegen muss die ERFI-Kiste 
mal warten

von Manfred (Gast)


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Markus H. schrieb:
> Habe erst mit Mikrocontrollern angefangen

Optimale Vorausetzungen:

Manfred schrieb:
> Wenn Du mit Stromversorgung und Entstörung / EMV nicht extrem gut
> vertraut bist, lasse es sein. Da ist genug Strom unterwegs, ein
> µC-Gebastel alle paar Minuten abstürzen zu lassen.

von Thomas F. (igel)


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Manfred schrieb:
> Markus H. schrieb:
>> Habe erst mit Mikrocontrollern angefangen
>
> Optimale Vorausetzungen:
>
> Manfred schrieb:
>> Wenn Du mit Stromversorgung und Entstörung / EMV nicht extrem gut
>> vertraut bist, lasse es sein. Da ist genug Strom unterwegs, ein
>> µC-Gebastel alle paar Minuten abstürzen zu lassen.

Ich habe auch ein µC-Gebastel in ein MIGMAG-Schweißgerät eingebaut. Mit 
keinerlei Erfahrung zu EMV und alles auf Lochraster-Platinen.
Funktioniert seit Jahren, Abstürze gibts keine.

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