positive Halbwelle über Optokoppler erkennen

#6993093
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Moin,
ich habe einen 3 Phasen Trafo und will auf der Sekundärseite die 
positiven Halbwellen mit einem Teensy 4.0 erkennen. Jedoch kann ich den 
μC nicht direkt über beispielsweise einen Spannungsteiler an den Trafo 
anschließen, da ich die beiden galvanisch isolieren muss.

Das Signal am Teensy soll in 3 verschiedene Pins laufen (für jede Phase 
einen) und immer dann durchgängig 3,3V betragen, wenn gerade eine 
positive Halbwelle auf der Phase ist, also zwischen den ersten beiden 
Nullpunkten der Sinuswelle.
Trennen will ich μC und Trafo mittels eines Optokopplers.
Der Trafo hat eine Spannung von 20V/3~±5%
Auf der Seite des Teensy habe ich folgende Spannungen zur Verfügung: 
30VDC; 5VDC; 3,3VDC

Nun zu meiner Frage: Hat jemand eine Idee wie eine solche Schaltung 
möglchst einfach aussieht?

Gruß Michael
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #6993150
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Zum Background: im Beitrag "Thyristor Steuerung mit Teensy 4.0" gibts 
Schaltpläne dieses Geräts.

Michael S. schrieb:
> Hat jemand eine Idee wie eine solche Schaltung möglchst einfach aussieht?
1
                                   3V3
2
                                    |
3
                                   1k  
4
                   ___________ OK   |
5
 p1 -----1k---o---| A .      .|-----o------ uC
6
              -   |   V -> |/ |
7
              ^   |   - -> |  |
8
 null --------o---| K '    |>.|
9
         1n4148   |___________|-----o-------
10
                   CTR>500%         |
11
                                   GND

> will auf der Sekundärseite die positiven Halbwellen mit einem Teensy 4.0
> erkennen
Möglicherweise wäre es schlauer, das "Ende" der negativen Halbwelle zu 
erkennen und einen Zähler damit zu triggern. Denn natürlich kann die 
obige Schaltung erst ab ca 2V (wenn die OK-LED leuchtet) eine positive 
Spannung erkennen).


BTW: "möglichst einfach" ist immer mit Kompromissen verbunden!
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #6993206
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Hermann S. schrieb:
> Ich denke für 50 Hz reicht ein CNY-17
Der hat aber einen lausigen CTR von 80%

> So gehts
Du hast das übersehen:
Michael S. schrieb:
> Der Trafo hat eine Spannung von 20V/3~±5%

Und damit siehts dann schon nicht mehr ganz so gut aus. Dank des 
lausigen CTR bringt es auch ein reduzierter LED-Vorwiderstand nicht, 
denn die "Flanken" sind da immerhin im Bereich um 1ms.
Gast #6993387
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Hermann S. schrieb:
> Braucht man da überhaupt so eine gute Flankensteilheit?

Ich schätze mal, dass der uC ohnehin Schmitt-Trigger an den Eingängen 
hat, also höchstwahrscheinlich brauchst du keine besonders tolle 
Steilheit. Welche Verzögerung kannst du dir denn bei deiner Anwendung 
erlauben? Muss die positive Halbwelle 1us nach dem Nulldurchgang erkannt 
werden, oder reicht 1ms?
Gast #6993410
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Michael S. schrieb:
> Trennen will ich μC und Trafo mittels eines Optokopplers.

Das ist alles schön und Recht, auch wenn nicht ganz klar ist, wieso du 
zusätzlich zum Trafo noch eine weitere Trennung brauchst - aber gut.
Wenn du wirklich die Halbwelle genau von Nulldurchgang zu Nulldurchgang 
erfassen willst, brauchst du vor der Trennstufe erstmal einen 
entsprechend genauen Komparator mit passender Stromversorgung (isoliert 
vom uC), weil die LED des Optokoppler nicht bereit sein wird, mit einer 
Spannung von weniger als 1.2V zu leuchten.

Vielleicht beschreibst du einfacher einmal dein wirkliches Problem.
#6993437
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Schröder schrieb:
 Welche Verzögerung kannst du dir denn bei deiner Anwendung
> erlauben? Muss die positive Halbwelle 1us nach dem Nulldurchgang erkannt
> werden, oder reicht 1ms?
Die Verzögerung durch den Optokoppler etc. ist noch im Rahmen. 
Schlimmstenfalls kann ich in der software dann jeweils eine Halbwelle 
der vorherigen Phase nehmen und etwas Zeit draufrechnen. Das sollte ja 
dann auch genau sein.
Gast #6993439
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Michael S. schrieb:
> Schlimmstenfalls kann ich in der software dann jeweils eine Halbwelle
> der vorherigen Phase nehmen und etwas Zeit draufrechnen. Das sollte ja
> dann auch genau sein.

Dann musst du aber auch überlegen was passiert, wenn eine Halbwelle 
"erkannt" wird, die gar nicht da ist - z.B. wenn der Stecker in der 
Zwischenzeit gezogen wurde. Hau doch mal lieber ein paar mehr Infos 
raus, welche Latenz ist hinnehmbar?
#6993450
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Schröder schrieb:
> Dann musst du aber auch überlegen was passiert, wenn eine Halbwelle
> "erkannt" wird, die gar nicht da ist - z.B. wenn der Stecker in der
> Zwischenzeit gezogen wurde.
Wenn der Stecker der gesammten Aperatur gezogen wird, hat der Teensy ja 
auch kein Strom mehr bzw. ist es egal ob eine Halbwelle erkannt wird, 
welche gar nicht da ist, da das was der μC normalerweise schaltet dann 
auch keinen Strom mehr hat.

> Hau doch mal lieber ein paar mehr Infos
> raus, welche Latenz ist hinnehmbar?
Da es ein Teil eines Netzteilumbaus ist, kann ich nicht genau sagen 
wieviel Latenz hinnehmbar ist, da ich es erst ausprobieren muss. Wenn es 
zu viel sein sollte werde ich es wohl einfach in der Software fixen 
¯\_(ツ)_/¯
Gast #6993457
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Lothar M. schrieb:
> Michael S. schrieb:
>> Der Trafo hat eine Spannung von 20V/3~±5%
>
> Und damit siehts dann schon nicht mehr ganz so gut aus. Dank des
> lausigen CTR bringt es auch ein reduzierter LED-Vorwiderstand nicht,
> denn die "Flanken" sind da immerhin im Bereich um 1ms.

Spann die Kathode der Sende-LED negativ vor (~2.5V). Damit schiebst du 
den "Schaltpunkt" Richtung 0V.

Die Vorspannung lässt sich z.B. per Einweggleichrichter (plus Z-Diode) 
aus der Trafospannung gewinnen. Hat die Sekündärseite der Trafos einen 
Sternpunkt, braucht man das nur ein Mal.

Mehr CTR und kleinerer Ausgangswiderstand tun auch gut, zumindest wenn 
man unabhängiger von der Eingangs-Spannung und -Frequenz werden will.

Weiß man inzwischen, wie genau das sein muss?

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