In einer Anwendung, in der Stromstoßrelais (à la "eltako") zum Schalten diverser netzspannungsbetriebener Elektrogeräte (Beleuchtung o.ä.) verwendet werden, möchte ich den aktuellen Schaltzustand mit einem µC erfassen, natürlich galvanisch von der Netzspannung getrennt.
Vorwiderstand & AC-Optokoppler kommen mir ungünstig vor.
Bei 1 mA Strom für die LED des Optokopplers sind das 230 mW, die hier pro Stromstoßrelais verbraucht würden.
Das erscheint mir zu viel; da es um eine ganze Latte von Stromstoßrelais geht, die durchaus auch sehr lange eingeschaltet sein können, summiert sich das.
Bin ich bei der Bestromung des Optokopplers zu konservativ, gibt es welche, die mit deutlich unter 1 mA bestromt werden können, um noch ein brauchbares Ergebnis zu liefern?
Oder ist das der völlig falsche Ansatz und es gibt einen geeigneteren, den ich nur noch nicht kenne?
Bei 1 mA Strom für die LED des Optokopplers sind das 230 mW, die hier
pro Stromstoßrelais verbraucht würden.
Der Verbraucher am Relais verbrauch wahrscheilich deutlich mehr, da gehen die 230mW schlichtweg unter.
Ein Ausweichmöglichkeit wäre ein induktiver Stromwandler, die allerdings recht teuer sind und meist einen Mindeststrom von ca. 0,3A brauchen.
Oder Du nimmst einen Hallstromsensor IC - z.B. ACS712. Solche IC's gibt es mit verschiedenen Empfindlichkeiten.
Muss das Signal hinter dem Optokoppler wirklich die ganze Zeit anliegen? Wenn da ein Mikrocontroller dran ist, würde es dem ausreichen wenn Du z.B. mit 100 Hz kurze Pulse über den Optokoppler übertragen bekommst wenn der Stromkreis angeschaltet ist. Dann fließt nur in diesen Momenten der nötige Strom für den Optokoppler.
Der Verbraucher am Relais verbrauch wahrscheilich deutlich mehr, da
gehen die 230mW schlichtweg unter.
Kommt drauf an, hier geht es auch um Verbraucher, die im ausgeschalteten Fall eine geringe Standby-Aufnahme haben. Oh, und es geht um geschaltete Steckdosen, da soll auch eine nicht benutzte, aber via Stromstoßrelais eingeschaltete Steckdose erkannt werden können.
Vorwiderstand & AC-Optokoppler kommen mir ungünstig vor.
Ein kapazitiver Spannungsteiler ist da sehr viel sinnvoller.
Er meint damit sicher einen X-Kondensator als kapazitive Strombegrenzung zu verwenden, weil im Privathaushalt kapazitiver Blindstrom nicht bezahlt werden muss.
Mit 47nF bekommt der AC Optokoppler 1,5mA, das verbraucht dann so 2mW.
Muss das Signal hinter dem Optokoppler wirklich die ganze Zeit anliegen?
Nein, natürlich nicht. Mit einem µC kann man viel machen.
Wenn da ein Mikrocontroller dran ist, würde es dem ausreichen wenn Du
z.B. mit 100 Hz kurze Pulse über den Optokoppler übertragen bekommst
wenn der Stromkreis angeschaltet ist.
Interessanter Ansatz, vielen Dank für den Hinweis. Wenn ich das richtig verstehe, kann man das auf 60 Milliwatt bekommen (unter "noteworthy observations" für Netzspannung > 200 V).
Er meint damit sicher einen X-Kondensator als kapazitive Strombegrenzung
zu verwenden, weil im Privathaushalt kapazitiver Blindstrom nicht
bezahlt werden muss.
Mit 47nF bekommt der AC Optokoppler 1,5mA, das verbraucht dann so 2mW.
Auch für diesen Hinweis vielen Dank. Gegenüber den mit dem Nullgangsdetektor möglichen 60 mW wäre das natürlich noch ... schicker.
Schaltet man da wirklich nur den X-Kondensator in Serie mit der LED des Optokopplers?
(Ihr merkt: Ich hab' von dem ganzen Netzspannungskram nicht viel Ahnung, aber will dazulernen)
Er meint damit sicher einen X-Kondensator als kapazitive Strombegrenzung
zu verwenden
Ähem, nein. Wobei natürlich die Verwendung von X-Kondensatoren durchaus angezeigt ist. Aber nicht in der Schaltung, in der man sie üblicherweise verwendet.
Es geht bei diese X-Sache hauptsächlich darum, auch mal heftige Netz-Bursts wegstecken zu können, ohne gleich abzurauchen. Wenn man diesen Aspekt erst mal weg läßt und sich primär auf das Prinzip des kapazitiven Spannungsteilers konzentriert, wird's klarer.
Wenn man sich also die Schaltung erstmal grundsätzlich ausgedacht hat, braucht man nur noch zu überlegen, an welcher Stelle die Verwendung von X-Kondensatoren angezeigt wäre. Mit dem Meßprinzip hat das dann aber nichts mehr zu tun. Dann geht es nur noch darum, die Schaltung gegen die Härten der objektiven Realität bestmöglich abzusichern.
Schaltet man da wirklich nur den X-Kondensator in Serie mit der LED des
Optokopplers?
Man nimmt noch einen Einschaltstrombegrenzungswiderstand dazu wie im link.
Meine genannten 47nF für 1,5mA waren falsch, die 22nF im Link stimmen:
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb im Beitrag #7838466:
Es gibt noch die "böse" Variante, die galvanische Trennung wegzulassen. Die Controller-Masse auf Schutzleiter legen, und dann mit einer Reihenschaltung von mehreren Widerständen zB 4x1MOhm die 230V an den Controller, mit passendem Widerstand nach Masse, sodass ungefähr Faktor 100 geteilt wird.
Dazu Schutzdioden nach Masse und Versorgung, falls der Controller die nicht schon intern hat.
Lief bei mir jahrelang an einer Dreiphasen Spannungs- und Strommessung mit einem AVR.
ja, gerne.
Die Idee ist, den 100n-Kondensator ganz langsam aufzuladen, der Strom fließt dabei über eine Transistorbasis, die als Diode wirkt.
Wenn sich die Spannung dann umkehrt, dann wird die Basis des anderen Transistors durchgeschaltet und verbindet C1 mit dem Optokoppler, für einen kurzen Puls, bis C1 leer ist.
Wenn man C2 durch einen Widerstand ersetzt hat man eine Nulldurchgangserkennung.
Es geht ja wohl um eine Hausinstallation. Mit gemeinsamem Nullleiter für alle Stromkteise.
Da ist eine Lösung die für 1 Stromkreis taugt dann aber 30 mal aufgebaut wird unnotiger Aufwand.
Und du hast bei den Vorschlägen gemerkt: je stromsparender je mehr Bauteile.
Nimm EINEN Mikrocontoller und versorge ihn aus einem kleinen PELV Netzteil so dass GND mit PE verbunden ist. Lege die verschiedenen Eingänge des uC über 1 MOhm Widerstände an die 230V~ Leitungen die du überwachen willst. Die Eingangsschutzdioden übernehmen die Spannungsbegrenzung. Mehr als den 1 Widerstand braucht es also nicht pro Leitung, kein Spannungsteiler nötig.
Der uC soll die Eingänge auswerten und seriell weiterleiten und nur dort baust du entweder einen Optokoppler in die Leitung, ode nutzt Funk.
Es kann passieren dass abgeschaltete Leitungen an denen nichts dran hängt, keine Last, nichts steckt in der Steckdose, durch kapazitive Einkopplung danebenliegender Leitungen doch eine wahrnehmbare Spannung liefern, dann hilft ein Funkentstörkondensator von ca. 22nF vor dem 1 MOhm Widerstand nach N oder PE.
Gesamtaufwand: 1 uC, 1 Handynetzteil, 1 Ootokopller mit 2 Widerständen, 1 Widerstand pro Leitung, also ein Bruchteil aller anderen Lösungen.
Es gibt oszis, da wird der Netzfrequenztrigger mit einem herumgewickelten drähtchen kapazitiv von der isolierten netzleitung abgenommen. Das ginge auf leiterplatten z.b. mittels zweier gegenüberliegender leiterbahnen, im Elektroverteiler ist es zu empfindlich gegen kapazitive einkopplungen auf der leitung. Der Energieumsatz ist jedoch sehr nahe null.
Etwas mehr strom fließt, wenn man einen Y1-Cap nimmt und damit über etwas schutzbeschaltung auf einen Digitaleingang geht. Dann kommen die bereits genannten varianten mittels Hochohmigem Spannungsteiler (5-10MOhm, so wird es üblicherweise gemacht) und Kondensatornetzteil+Optokoppler, und zuletzt der Vorwiderstand+Optokoppler.
..., natürlich galvanisch von der Netzspannung getrennt.
Wenn es möglichst stromsparend sein soll, gib die Forderung nach galvanischer Trennung auf und verwende zwei ausreichend spannungsfeste Widerstände von 470 kΩ in Serie.
Bei 230VAC beträgt der Strom dann maximal gerade einmal 0.3 mA, ist also fast einen Faktor 100 kleiner als der Auslösestrom des FIs.
In der von Sherlock verlinkten Schaltung ([http://stefanfrings.de/optokoppler_230v/index.html]) kann man den PC817 auch durch einen AC-tauglichen OK ersetzen - z.B. SFH620A-3. Die Diode D1 entfällt dann und der Kriechstrom-Abstand ist wesentlich größer. Allerdings würde ich C2 auf 10µF vergrößern, er ist mit 4,7µ etwas zu knapp bemessen. Der Aufwand würde sich so insgesamt in Grenzen halten, so wie vom TO gefordert.
Ein Ausweichmöglichkeit wäre ein induktiver Stromwandler
Er will aber garnicht feststellen, ob ein Strom fließt, sondern ob eine
Spannung geschaltet ist.
Wo Du recht hast hast Du Recht.
Die Frage ist halt ob da immer Verbraucher dran hängen, dann geht es mit Stromüberwachung recht simpel und es wird keine zusätzliche Leistung verbraten.
Andererseits sind die 230mW recht wenig, zumal sie ja nur verbraucht werden wenn das Relais eingeschalten ist.
Die von mir verlinkte Schaltung nimmt nur ca. 6 mW auf und ist
einfacher.
Deine Schaltung verwendet 22nF und 2.2kOhm in Reihe.
Die Schaltung von Tilo 3.3nF und 1 Meg in Reihe.
Welche nimmt da wohl weniger Strom auf?
Die von Sherlock (wurde ja schon vorgerechnet).
Die Schaltungen nutzen beide ein Kondensatornetzteil.
Man kann sich aussuchen, wie viel Spannung man verlustfrei am C, und wie viel man verlustbehaftet am R abfallen lässt. Ich könnte z.B. R auf 15k und C auf 1,5nF ändern.
Die untere Grenze für R ergibt sich daraus, wie die Schaltung auf Überspannungspeaks im Netz reagieren soll. Für Geräte mit Stecker gilt die Überspannungskategorie 2 mit 2500V. Fest montiert gilt Kategorie 3, 4000V.
Beim Optokoppler PC817 stehen im Datenblatt immerhin 1A. Wollte man 4kV, müsste man in Sherlocks Schaltung R auf 4k7 vergrößern.
Auch ist zu diskutieren, wie viel Strom der Optokoppler braucht.
Der sehr sparsame HCPL-4701 mit 40uA wurde schon genannt. Meine Schaltung könnte man damit auf ein halbes mW Verbrauch tunen.
Letzten Endes sind die Diskussionen in der Größenordnung aber akademisch: So hochohmig reichen kapazitive Kopplungen in Leitungen für falsch-positive Anzeigen. Andersrum können Verschmutzungen und Flux-Reste bei hoher Luftfeuchtigkeit Strom stehlen, dann geht's auch nicht.
Was auch ginge, waere mit dem Transistor MPSA44 eine Schwingkreis zu bauen, der 0,5mW verbraucht. Jeder schwingt auf einer anderen Frequenz. Über Ferritübertrager (Doppeldrossel) wird das Signal übertragen.
Mit FFT wird das Summensignal vom Controller ausgewertet.
Bei deiner Schaltung wären mir die Widerstände zu klein. Wenn der Kondensator leitend würde, fließt da zu viel Strom. Ich habe bei einer ähnlichen Schaltung um Faktor 10 größere Widerstände. So dass es selbst bei sonst völlig geschlossenem Stromkreis keine Probleme gibt.
Außerdem gibt es AC Optokoppler, dabei fällt die Diode weg (z.B. EL814).
Bei 1 mA Strom für die LED des Optokopplers sind das 230 mW, die hier
pro Stromstoßrelais verbraucht würden.
Das erscheint mir zu viel; da es um eine ganze Latte von Stromstoßrelais
geht
Diese Schaltung verbraucht nur ein 40stel von einem Milliampere! Es sind insgesamt vier Stück 2M2 Widerstände also insgesamt 8,8 Megaohm vor zwei antiparallel geschalteten LEDs geschaltet. Allerdings haben die LEDs eine Leuchtkraft von 20000 mcd.
Diese Schaltung verbraucht nur ein 40stel von einem Milliampere!
Das ist schön für sie, nur fehlt da die Hälfte - da soll nicht jemand davorsitzen und draufglotzen, ob die LEDs auch brav leuchten, sondern die LEDs sollen in einem Optokoppler verbaut sein ...
Wobei die Lösungen eigentlich für ein µC-Forum (wenn nicht unter Analogtechnik gepostet) unwürdig wäre. ;)
Angebracht wäre daher dies mit einem ATtiny13 zu lösen. Dazu wird eine RC-Kombination gewählt, deren Zeitkonstante bei 1s liegt zur Versorgung. Wenn genügend Spannung anliegt, startet der Prozessor. Nach einer kurzen Wartezeit, bevor auch die Spannung zu hoch wird (z.B. 4,0V, AD-Wandler des Chips misst die Eingangsspannung), wird eine LED angesteuert bis die Spannung einen unteren Schwellwert (2,7V) erreicht. Es wird dann immer wieder nach 20ms der µC geweckt und mit der LED als Last der Kondensator bis zur unteren Spannungsschwelle entladen.
Diese Schaltung verbraucht nur ein 40stel von einem Milliampere! Es sind
insgesamt vier Stück 2M2 Widerstände also insgesamt 8,8 Megaohm vor zwei
antiparallel geschalteten LEDs geschaltet. Allerdings haben die LEDs
eine Leuchtkraft von 20000 mcd.
"20000 mcd" bei 5° Öffnungswinkel?
Erkläre mir, welchen Optokoppler Du mit 26µA(eff) zuverlässig durchschalten willst. Nett wäre auch, wenn der Optokoppler eine zertifizierte Isolation aufweist!
Realistisch ist das (mehrfach genannte) Kondenstprnetzteil. Mit 33nF und 27k ergeben sich rund 2,3mA bei 160mW Wirkleistung, die niemandem weh tun.
Selbst da muß man den Optokoppler zügig abtasten, da er dank AC nicht dauerhaft durchgeschaltet ist.
Mit 33nF und 27k ergeben sich rund 2,3mA bei 160mW Wirkleistung,
die niemandem weh tun.
Ein billiger LTV844 hält 50mA aus, da reichen 6k8 gegen Einschaltspitzen
bei 230V x 1,41.
Wo liegt der Vorteil mit 27k Leistung zu verschwenden?
Aus dem Bauch heraus mit großzügig Reserve. Es gibt billige LED-Lampen mit Kondensatornetzteil, die wochenlang leuchten und in dem Moment versterben, wo man sie kurz von Netz trennt.
Der böse Fall: Der Konndensator ist noch mit 320V geladen und das Netz kommt mit der gegenteiligen Phasenlage zurück. Dann haben wir kurzzeitig 650 Volt, also könnten wir uns auf minimal 15k einigen.
Genial einfach waere auch die Variante des Optokopplers hinter Kondensatornetzteil, wobei dieser jeweils zur Messung über einen Optokoppler (auch als Fotokoppler bezeichnet) mit TRIAC- und SCR-Ausgang vom Controller kurz eingeschaltet würde.
Der böse Fall: Der Konndensator ist noch mit 320V geladen und das Netz
kommt mit der gegenteiligen Phasenlage zurück. Dann haben wir kurzzeitig
650 Volt, also könnten wir uns auf minimal 15k einigen.
Den noch böseren Fall gab es bei mir an einer Steckdosenleiste. Dort sind einige Geräte mit Schaltnetzteil und eines mit Trafo dran. Beim Ausschalten während der negativen Phase sorgt der Trafo dafür, dass der Kondensator über 500V in negativer Richtung geladen wird. Beim Zuschalten im Maximum der positiven Halbwelle sorgen die Einngangselkos der Schaltnetzteile mit der Induktivität der Zuleitung, dass der Peak auf 500V hoch geht für einen Bruchteil der Phase. In dem Falle haben wir kurzzeitig über 1000V am Widerstand hinter dem Kondensator. Das überstieg die Spannungsfestigkeit des kleinen SMD-Widerstandes. Naja, wenn man einen 0603 SMD-Widerstand nimmt, der nur für 75V spezifiziert war.
Aus dem Grunde sollte man auch den Gesamtwiderstand durch mehrere Widerstände in Reihe aufbauen.
Zusätzlich muss einer der Widerstände ein Sicherungswiderstand sein, der sich opfert und durchgebrannt nicht niederohmig wird.
Dir scheint entgangen zu sein, daß das um /mehrere/ Stromkreise (> 10) geht. Das skaliert. Und da möchte ich, aus reiner technischer Eitelkeit, nicht unnötig Strom verbrauchen, auch wenn ich es mir problemlos leisten könnte.
Und da möchte ich, aus reiner technischer Eitelkeit,
nicht unnötig Strom verbrauchen,
Durchaus habe ich das angenommen und damit Du noch weitere Optionen zur Auswahl hast, hatte ich noch die anderen Threads herausgekramt und verlinkt. Die Qual der Wahl, was Du mit Deinem Equippment und Praxis am erfolgreichsten realisieren kannst, kann Dir hier keiner abnehmen.
Wobei mir die Lösung mit jeweils einem normalen Optokoppler und einem zweiten mit Triac je Messtelle gut gefällt, dass ich das zuerst versuchen würde, wenn eine Messung pro Sekunde ausreichend wäre.
Dir scheint entgangen zu sein, daß das um mehrere Stromkreise (> 10)
geht.
Deswegen finde ich den Vorschlag mit ATtiny mit Abstand am besten. Allerdings würde ich GND mit N und nicht mit PE verbinden. Welchen Vorteil hätte PE, außer, dass es unübersichtlicher wird? Das alles ist fest installiert, da kommt kein Schukostecker ins Spiel.
Alle sparsamen Schaltungen brauchen pro Kanal viele Bauteile auf Netzpotential und entsprechend viel Platz für die Kriechstrecken. Mit einem uC braucht man nur an einer Stelle die Potentialtrennung, für beliebig viele Eingänge.
Ein kapazitiver Spannungsteiler aus 22n+100R und 2u2 produziert 0.3mW Abwärme. 22n+100R deshalb, weil das die kleinste P409-Kombination ist. Damit braucht man keinen weiteren Widerstand für höhere Spannung. Der 2u2 kann ein 63V-Typ sein, allerdings nicht gerade der billigste, Epcos MKT ist impulsfest. Nur diese beiden Bauteile werden bei Überspannungen gestresst.
Dahinter geht's mit 47k,0805 (oder so) auf 74HC4051. Die haben Schutzdioden, die mit 20mA spezifiziert sind. Man braucht also nur 3 Bauteile pro Kanal und einen 4051 pro acht Kanäle. Und man könnte den ATtiny aus einem Trafonetzteil mit Linearregler versorgen und wäre immer noch sparsamer ;)
Übrigens: die kapazitive Kopplung von mehreren Leitungen sollte man nicht vergessen. Deshalb muss relativ viel Strom fließen (hier 1.7mA mit 22n). Aber das ist Blindstrom und sogar "guter" Blindstrom und der kostet für privat (noch?) nichts.
Der Vorteil bei einer periodischen Kippschwingung ist, dass der Kondensator durch den hohen 2M2 Widerstand Zeit genug hat sich an gleichgerichteten 230V aufzuladen, bevor er sich dann zum Beispiel abrupt über eine Optokoppler LED entlädt. Nachteil ist dass die Schaltung nicht mit jedem Transistor funktioniert und dadurch unzuverlässig erscheint.
Die Lösung ist eine aktive Abfrage der Netzspannungserkennung durch einen ATtiny13. Alle 10 Sekunden wird mit PB1 über einen Optokoppler die Abfrage gestartet und mit PB5 über einen zweiten Optokoppler das Vorhandensein der Netzspannung erkannt.
Der 100nF Kondensator benötigt aber nach der Abfrage eine Aufladezeit von etwa 5 Sekunden:
Allerdings würde ich GND mit N und nicht mit PE verbinden.
Bedeutet das etwa, dass dann kein Optokoppler mehr im Spiel ist?
Ja und nein. Zwischen Netz und uC ist keiner, zwischen uC und dem Rest der Welt kann man sogar einen besseren spendieren. Man hat ja mehr Platz und es sind nur zwei bzw. ein SO-8.
Das wäre für meinen Geschmack zu gefährlich!
Ja, es ist gefährlicher als ohne uC, weil der programmiert werden muss. Der Rest ist sogar ungefährlicher, weil weniger Bauteile mit dem Netz verbunden sind. Es sogar nur 1 Pin (und die Anschlussklemme) wirklich gefährlich, der Rest ist N plus/minus wenige Volt.
Allerdings können moderne uC über die serielle Schnittstelle programmiert werden. Man würde also garkeine Programmier-Pins oder gar -Stecker vorsehen, sondern über die sowieso vorhandene potentialgetrennte Schnittstelle programmieren.
man einen Y1-Cap nimmt und damit über
etwas schutzbeschaltung auf einen Digitaleingang geht.
?
Die Kondensatoren sind für die Überwindung der Netztrennung spezifiziert und bewährt, halten viele kV aus. Auch bei parallelschaltung einiger Dutzend bleibt der Ableitstrom auf dem PE im Rahmen. Mit einem Zusätzlichen Keramikkondensator könnte man gleich Tiefpassfiltern, das geht aber auch in Software.
Ganz einfach, das ist keine echte galvanische Trennung! Auch wenn 100pF und 10MOhm gut funktionieren würden, aber ich habe nun mal Schiss vorm Strom und das muss jetzt auch mal jeder akzeptieren!
Allerdings bin ich nicht der TE. Die Frage ist, ob der TE genauso viel Schiss vorm Strom hat wie ich?
Nebenbei fängt man sich noch eine gehörige Portion Störungen ein, falls das Stromnetz mal verseucht sein sollte!
man einen Y1-Cap nimmt und damit über
etwas schutzbeschaltung auf einen Digitaleingang geht.
Der Missbrauch des Schutzleiters.
Und die angehängte Schaltung ist so hochohmig, dass du "ein" und "aus" nicht unterscheiden kannst. Das könnte man mit 22n oder 47n vom Eingang nach N beheben. Aber dann sparst du kaum noch Platz. Und dann die Leckströme auf der Platine... 100nA an 10MΩ sind schon ein ganzes Volt. Da stört schon ein feuchter Fingerabdruck.
Dein FI löst erst bei dem rund 1000-fachen Wert aus.
Trotzdem habe ich Schiss! Allein die Vorstellung, dass zwischen den beiden Widerstandsanschlüssen keine Luft ist, sondern eine leitende Schicht oder Draht oder Kohlewendel oder sonst was, das löst in meinem Gehirn zychischen Stress aus.
Und da kann ein Herr Hinz noch so oft sagen, dass ich meine Pillen einnehmen soll, das nützt bei mir in diesem Fall nichts!
Irgendwo wird es am Netz angeschlossen. Wenn dort 10 MOhm und eine Z-Diode verbaut werden kommt nur noch eine Ader raus die man locker berühren kann. Selbst mit der Zunge kann man kaum unterscheiden ob Spannung drauf liegt oder eine Litze kratz ;-) Um völlig potential frei zu sein könnte im Netzbereich (wie schon vorgeschlagen) ein µC sitzen der alle Phasen überwacht und Bericht an einem Optokoppler ausgibt. Den dann noch in einer Trennwand einkleben damit kein Erdbeben, Wasserschaden oder kleines Tier da irgendwie doch noch das Netz drauflegt. Denn egal wie die Schaltung aussieht die 5mm des Kopplers bleiben die Schwachstelle.
Allein die Vorstellung, dass zwischen den
beiden Widerstandsanschlüssen keine Luft ist, sondern eine leitende
Schicht oder Draht oder Kohlewendel oder sonst was, das löst in meinem
Gehirn zychischen Stress aus.
Sehr gut, ehrlich. Jetzt stell dir das gleiche bei einem normalen Optokoppler vor.
Seriöse Y1-Kondensatoren haben mindestens RM10 und jeder einzelne wird mit 4kV geprüft. Optokoppler haben mindestens doppelt so viele Pins und meistens RM7.5 und nicht einmal ein gefälschtes Prüfzeichen. Ja, natürlich gibt es bessere Optokoppler, aber wer kauft freiwillig mehr als 10 Stück davon?
Dieses gesagt habend, muss ich leider zugeben, dass mein Bauch der C-Lösung auch nicht traut. Warum eigentlich?
Edit: Die eigentliche Isolation zwischen LED und Fototransistor ist bei guten Optokoppler 0.4mm dick, bei den beliebten Digitalkopplern 0.017mm (z.B. ADuM3160, ISO7021).
Vorwiderstand & AC-Optokoppler kommen mir ungünstig vor.
Bei 1 mA Strom für die LED des Optokopplers sind das 230 mW, die hier
pro Stromstoßrelais verbraucht würden.
Selbstgemachte Optokoppler kommen mit moderne Low-Current LED auf 100 Mikroampere für zuverlässige Erkennung, selektiert auch mit 50uA pro LED aus.
Wenn das noch zu viel für Dich ist, wird es kaum eine weitere zuverlässige Option mit Isolationsforderung geben.
Denn kapazitiv gekopplete Erkennung ist störanfällig.
Und 2 polige Stromstossrelais einzusetzen um es zu separat zu melden: ISt relativ hochpreisig mit ca. 25€ je SR. mal xy Messstellen .-)
Das hat schon Frauen mit Smartphone am Ladegeraet in der Badewanne das
Leben gekostet.
Schade, dass FI Schutz-Schalter unbezahlbar teuer sind (ab 20 Euro). Da
muss man leider weiter in Angst und Schrecken leben.
Tja, wenn halt die Kippen wichtiger sind als alles andere. Wenn Frau vom kurzen Stromschlag mit FI-Auslösung unglücklich stürzt, macht diese das auch nie mehr.
Ich wollte nur kurz Bescheid sagen, es gibt nicht nur Frauen auf der Welt, auch Männer sitzen mit Zigarette in der Badewanne und können einen Stromschlag kriegen.
Ich muss sagen, das Thema stromsparende galvanische Trennung ist auch interessant im Bezug auf batteriebetriebene Geräte. Wenn man da mit wenigen uA im schnitt auskommen mag, bin ich bisher stets bei Funk gelandet. Toll wäre eine art Bistabiler Optokoppler, oder eine diskrete Lösung zur kapazitiven Kopplung, die aber recht störfest sein sollte. Kleine Signaltrafos sind auch leicht zu bekommen, müssen aber entsprechend angesteuert werden.
Das betrifft praktisch alle Geräte mit Schaltnetzteil ohne Erdung.
Das hat schon Frauen mit Smartphone am Ladegeraet in der Badewanne das
Leben gekostet.
Ich korrigier deine Aussage mal:
Das hat schon Frauen mit Smartphone am BILLIGEN Ladegeraet MIT EBENSO BILLIGEN BAUTEILEN, DIE ÜBER IHRE SPEZIFIKATION LÜGEN, in der Badewanne das Leben gekostet. ;)
Selbstgemachte Optokoppler kommen mit moderne Low-Current LED auf 100
Mikroampere für zuverlässige Erkennung, selektiert auch mit 50uA pro LED
aus.
Da muss man gar nichts selbst bauen, die Standard-OK können das auch. Nur weil die Hersteller idR keine Angaben zu solch kleinen Strömen machen, heißt das ja nicht, daß da nichts mehr geht.
Für Risiken und Nebenwirkungen fragen Sie Datenblatt zum Dunkelstrom. Mit einem typischen CTR von 40% und 0.1mA kommen nach ein paar Jahren hinten vielleicht noch 10uA raus. Ich rechne aber mit 100uA Leckstrom wenn das Teil warm wird.
Ich muss sagen, das Thema stromsparende galvanische Trennung ist auch
interessant im Bezug auf batteriebetriebene Geräte. Wenn man da mit
wenigen uA im schnitt auskommen mag...
...könnte man die ISO7021 oder 7041 in Erwägung ziehen: max. 7.8µA @ 125°C pro Kanal. Na gut, bei 1Mbit 153µA.
Mit einem typischen CTR von 40% und 0.1mA kommen nach ein paar Jahren
hinten vielleicht noch 10uA raus.
Du meintest wohl ein paar Millionen Jahre? Halber Strom vervierfacht die Lebensdauer etwa. Bei 5mA 95% vom Ausgangswert nach 25 Jahren, bei 2,5mA nach 100Jahren, bei 1,25mA nach 400Jahren... (Und das alles bei 80°C)
Wenn die Quelle dazu dazu genauso schlecht ist wie die von deinem Weidezaun, behalte sie lieber...
Mal abgesehen davon dass dazu auch noch weitere Faktoren stimmen müssen. Was passiert z.B. wenn man einen Fön in die Wanne wirft in der man sitzt? Genau, erst mal gar nichts, außer die Wanne (oder deren Zu-/Abläufe) sind irgendwo mit PE verbunden (was man heutzutage nicht mehr macht).
Link: Ein HERZKRANKER Mann ist durch den Stromschlag eines elektrischen Weidenzauns ums Leben gekommen => Tragisch ja, aber das vorgeschädigte Herz ist bei einem Stromschlag nicht förderlich
Link: Frau fällt am Weidezaun in OHNMACHT => Das ist nicht Tot...
Mal abgesehen davon dass ein Weidezaun ein etwas anderes Kaliber als ein USB-Ladegerät ist und ein normaler Mensch ohnehin nicht an einen Weidezaun fasst...
Mal abgesehen davon dass dazu auch noch weitere Faktoren stimmen müssen.
Was passiert z.B. wenn man einen Fön in die Wanne wirft in der man
sitzt? Genau, erst mal gar nichts, außer die Wanne (oder deren
Zu-/Abläufe) sind irgendwo mit PE verbunden (was man heutzutage nicht
mehr macht).
Wenn du nicht à la Eltako, sondern die echten nimmst, dann gibt es dafür Hilfskontakte namens KM 12, welche aber sauteuer sind, so zwischen 14...18 €.
Andere Stromstossrelais haben sowas bestimmt auch als Zubehör.
Damit meine ich nicht, dass du die Hilfskontakte kaufen musst, aber irgendwie werden die ja auch betätigt. Dem KM 12, welches links von dem Eltako montiert werden muss, sieht man auf der rechten Seite nichts an, was auf eine kraftschlüssige mechanische Betätigung hinweist.
Vielmehr vermute ich, dass da eine magnetische Kopplung statt findet.
Wenn dem so wäre, habe leider keins zur Hand, um es zu prüfen, dann könntest du den Schaltzustand ohne Hilfsspannung, wie sie über Optokoppler oder dergleichen benötigt wird, ganz einfach mit einem Reedschalter abfragen.
Hätte dann aber den Schönheitsfehler, dass du die Eltakos nicht mehr direkt nebeneinander setzen kannst, sondern immer einen Abbruch von dem Abdeckstreifen dazwischen setzen musst.
Wäre eben eine andere Möglichkeit, welche garantiert keine galvanische Verbindung zur Auswertelektronik hat.
Das kommt auf die Konstruktion des Föns an. Ein alter Fön hat das Gitter vor und nach der Heizspirale auf PE, weil dreipoliges Kabel. Da passiert in der Regel nichts. Ein anderer Fön hat beide Anschlüsse innen in der Heizwendel. Außen sind daher nur U/2 also 120V.
Mal drei Fragen zum besseren Verständnis des ursprünglichen Themas:
kann man sich bei den geschalteten Verbrauchern auf einen gewissen Mindeststrom verlassen? Wenn ja, in welcher Höhe? (Grund: Wie gewinne ich die notwendige Energie zur Benachrichtigung)
In welcher zeitlichen Auflösung wird die Nachricht benötigt, ob Strom fließt oder nicht? (Grund: Wie oft benötige ich die entsprechende Info)
Über welche Fläche bzw. Volumen erstreckt sich das zu überwachende Stromnetz? (Grund: Auf welchem Wege übermittle ich die Nachricht)
Meine erste Idee, die ich prüfen würde, wäre die, eine Ader der Stromzuleitung zum Verbraucher mit ca. 5...10 Windungen um einen Ferritstab oder Ringkern zu wickeln, das dürfte als Widerstand quasi kaum messbar sein.
Sekundär einige dutzend oder hundert Windungen und dann so einen Spezialchip für Energy Harvesting. Der stellt aller paar Sekunden bzw. Minuten genügend Energie bereit, so dass z.B. ein Funk-, WLAN- oder Powerline-Adapter eine entsprechende Nachricht wegbeamt ...
kann man sich bei den geschalteten Verbrauchern auf einen gewissen
Mindeststrom verlassen? Wenn ja, in welcher Höhe? (Grund: Wie gewinne
ich die notwendige Energie zur Benachrichtigung)
Der Hintergedanke meiner Fragestellung ist unter anderem der, eine Art fernsteuerbare Steckdosenleiste zu konstruieren, bei der jeder Verbraucher individuell geschaltet werden kann.
Da in einer Mehrfachsteckdose auch Verbraucher mit extrem geringer Stromaufnahme eingesteckt sein können, kann hier nicht von einem Mindeststrom ausgegangen werden.
Moderne USB-Steckernetzteile wie z.B. Ikea Sjöss sind mit einer Standbyleistungsaufnahme von < 0.05 W spezifiziert, das zu messen dürfte einiges an Aufwand erfordern, insbesondere, wenn der Aufbau auch 1 kW Leistung verdauen können soll.
In meinem Arbeitszimmer gibt es viel Geraffel, das am Netz hängt, und das keinen Netzschalter hat. Rein mechanische Schalter an eienr Steckdosenleiste erfordern deren Zugänglichkeit, was platztechnisch ungünstig ist; eine fernsteuerbare Steckdosenleiste kann ihre Aufgabe auch irgendwo neben einem Schrank oder auch unter einem Tisch erfüllen, an die gesteckten Netzkabel muss man ja nicht so oft ran.
Und das für manche Zeitgeister auch genügende Konzept "Steckdose im Sichtbereich, Kabel rausrupfen" kommt für mich nicht in Frage.
Die Fernsteuerung soll kabelgebunden irgendein simpler µC übernehmen, an einem Ende hängt ein kleines Bedienpanel mit z.B. acht Tasten und acht LEDs, die den Betriebszustand anzeigen, und am anderen Ende halt die Steckdosenleiste.
Die ursprüngliche Idee, hier elektronische "Relais" zu verwenden (https://www.littelfuse.com/products/power-semiconductors-control-ics/solid-state-relays/ac-power-relays) zerschlug sich aus genau diesem Grund, denn auch diese "Relais" benötigen einen Mindeststrom.
Wenn so etwas auch nur 5 A schalten können soll, beträgt der schon 100 mA; ich habe diverse Verbraucher, die da drunter liegen, die ich aber nicht dauerhaft am Netz hängen haben will.
Also sind Stromstoßrelais à la Eltako gegeben, aber aus Platz- und auch Kostengründen scheiden z.B. Hutschienenmodelle aus.
Das ist /eine/ der Anwendungen, derentwegen ich diesen Thread eröffnet habe, es gibt aber auch andere, deswegen habe ich zu Beginn nur das relevante Detail beschrieben.
Wie sich gezeigt hat, war das ausreichend; die zahlreichen sehr hilfreichen Beiträge hier haben das bestätigt.
Dafür nochmal ein großes DANKESCHÖN an alle Beteiligten.
Nutze doch einfach das EEPROM des Mikrocontrollers, um dir den letzten Schaltzustand der Relais zu merken.
Oder wenn du eine Batterie verwendest, kannst du dazu auch das RAM nutzen. Die meisten STM32 sind dafür perfekt vorbereitet, man kann da eine CR2032 direkt an den VBat Pin abschließen und Daten im RAM der RTC ablegen. Aber auch bei AVR ist eine Batteriepufferung kein Hexenwerk.
Das ist hier wieder so ein typischer Fall, wo 100 Beiträge lang an der sinnvollsten Lösung vorbei diskutiert wird, weil der TO den Fokus auf seinen Lösungsansatz richtet, anstatt auf das zu lösende Problem.
Normal nimmt man direkt bistabile relais, und wenn man sichergehen will, gibt man beim softwarestart nochmal einen schaltimpuls. darauf kann man sich ohne rückmeldung verlassen.
Rein mechanische Schalter an eienr Steckdosenleiste erfordern deren
Zugänglichkeit, was platztechnisch
Das waere besser, weil das fit halten wuerde. Desto mehr Du dich dabei verrenken musst, desto besser fuer den Erhalt der Beweglichkeit. Die viel teuere altersgerechte Gymnastik bei einer Phisiotherapeutin kannst Du damit einsparen.
