Fragen zu älterer Triac-Schaltung Triac-Wahl TIC226 und digitale Ansteuerung

[Dennis S. (whiterussian)]

Hallo zusammen,

in der Schaltung im Anhang werden Triacs als Schalter eingesetzt. Es ist 
eine Schaltung mit keiner galvanischen Trennung zwischen Steuer- und 
Lastteil.

Ich habe zwei Dinge die mich wundern:

1.) warum hat man hier den TIC226 gewählt und nicht den TIC225M oder 
einen aus der Reihe, da der ja einen wesentlich geringeren Gatestrom 
benötigt? Zumal der TIC226D (der hier genutzt wird) auch noch nur bis 
400V geht, mir so oder so etwas knapp bemessen an 230V AC Netz scheint.

2.) Was soll das mit dem Thema "Dunkeltastung" - ist nicht eh alles aus 
wenn alle Steuerpins vom Prozessor auf null sind, oder hat was mit der 
Prozessorarchitektur zu tun?

3.) Der Prozessor bekommen die 50Hz auf einen Interruptpin, damit er die 
Triacs immer wieder zünden kann, richtig?

Danke

Ich hätte mir wohl für diesen Fall immer einen Optokoppler als bsp. 
MOC3023
https://www.mikrocontroller.net/attachment/26128/test.PNG
https://www.mikrocontroller.net/attachment/32789/triac.png
gegönnt, allein damit nicht alles auf Dampf steht...ist nun nachträglich 
sicher blöd nachzurüsten... denke ich...da ich davon ausgehe dass der 
Prozessor ja dementsprechend Zündimpulse generiert...die man mit einer 
Optokopplerlösung ja nicht brauchen dürfte...sofern man nur an und aus 
schaltet...

[Fritz G. (fritz65)]

Per Optokoppler galvanisch getrennte Gatesteuerung wäre natürlich 
eleganter, vermutlich wollte man hier Kosten sparen. Andererseits, wenn 
man das Ganze in eine schutzisoliertes Gehäuse einbaut, ist eine 
galvanische Trennung nicht nötig. Gibt es denn Bedienelemente (Taster, 
Potis), die von außen berührt werden?

Die Dunkeltastung verstehe ich nicht ganz, sollen die Schrägstriche an 
den Kreuzungspunkten Dioden darstellen? Ich vermute mal, dass die ein 
Triggern während der Hochlaufphase des 84C21 verhindern soll, bzw. wenn 
er nach dem Reset mal hängt. Hat der Controller eventuell von Anfang ab 
aktive Pullups? Meine 8051-Erfahrungen sind zu lange her, aber ich 
erinnere mich dunkel, dass es da ein Problem nach dem Reset gab.

[H. H. (hhinz)]

Dennis S. schrieb:
> warum hat man hier den TIC226 gewählt und nicht den TIC225M oder
> einen aus der Reihe, da der ja einen wesentlich geringeren Gatestrom
> benötigt?

dv/dt!

[Rainer W. (rawi)]

Dennis S. schrieb:
> Ich hätte mir wohl für diesen Fall immer einen Optokoppler als bsp.
> MOC3023 ... gegönnt, allein damit nicht alles auf Dampf steht.

Mit einem Optokoppler wäre das nicht getan. Die Triacs stehen sowieso 
"unter Dampf" und was an P10...17 bzw. Out4...8 liegt, zeigt dein 
Schaltplanausschnitt leider nicht.
Die ganze Schaltung muss sowieso schutzisoliert eingebaut werden.

[Andras H. (andras_h)]

Dennis S. schrieb:
> 3.) Der Prozessor bekommen die 50Hz auf einen Interruptpin, damit er die
> Triacs immer wieder zünden kann, richtig?

Ja. Habe ich auch damals so gemacht.

[Andras H. (andras_h)]

Dennis S. schrieb:
> 2.) Was soll das mit dem Thema "Dunkeltastung" - ist nicht eh alles aus
> wenn alle Steuerpins vom Prozessor auf null sind, oder hat was mit der
> Prozessorarchitektur zu tun?

Ich glaube das ist wegen dem 2803 der invertiert. Wenn der Prozessor in 
Reset ist, könnten die Pins highZ sein (und da die Leitungskapazität 
noch entladen ist würde die Leitung ja Low sein, daher alle triaks 
einschalten). In dem Fall würde die Dunkeltastung ja dafür sorgen, dass 
alle Triaks aus bleiben. Dann läuft der uC an, er kann jeder Zeit mit 
Activ Low auf GND ziehen und Triaks zünden.

[H. H. (hhinz)]

Andras H. schrieb:
> triaks
> Triaks
> Triaks

TRI_ode for A_lternate C_urrent

[Soul E. (soul_eye)]

Fritz G. schrieb:
> Die Dunkeltastung verstehe ich nicht ganz, sollen die Schrägstriche an
> den Kreuzungspunkten Dioden darstellen?

Das sind Pullup-Widerstände. Wenn der Prozessor 8051-ähnliche Ausgänge 
hat, dann können die kräftig nach Masse treiben, haben aber nur schwache 
Pullups. Der externe Pullup muss mithelfen, den Basisstrom für die 
Transistoren im ULN2803 zu liefern. Damit der das nicht tut wenn der 
Controller im Reset ist, schaltet man ihm die Spannung weg.

> Ich vermute mal, dass die ein
> Triggern während der Hochlaufphase des 84C21 verhindern soll, bzw. wenn
> er nach dem Reset mal hängt.

Richtig.

[H. H. (hhinz)]

Fritz G. schrieb:
> Meine 8051-Erfahrungen sind zu lange her,

Der PCF84C21A gehört zu den MCS-48, nicht den MCS-51.

[H. H. (hhinz)]

Soul E. schrieb:
> dann können die kräftig nach Masse treiben, haben aber nur schwache
> Pullups. Der externe Pullup muss mithelfen, den Basisstrom für die
> Transistoren im ULN2803 zu liefern.

So ist es.

[Dennis S. (whiterussian)]

Fritz G. schrieb:
> vermutlich wollte man hier Kosten sparen

Dafür bräuchte man dann keinen ULN2803 usw.. naja, ob es das dann 
gebracht hätte...hm

Fritz G. schrieb:
> Gibt es denn Bedienelemente (Taster,
> Potis), die von außen berührt werden?

Ja, alles Schutzisoliert, allemal ausreichend...

Fritz G. schrieb:
> Die Dunkeltastung verstehe ich nicht ganz, sollen die Schrägstriche an
> den Kreuzungspunkten Dioden darstellen?

Sie wie ich das verstehe ist das ein Widerstandsnetzwerk aus 8x2K2, also 
quasi zuschaltbare Pullups - aber an der Stelle usw... irgendwie 
seltsam...

Fritz G. schrieb:
> Ich vermute mal, dass die ein
> Triggern während der Hochlaufphase des 84C21 verhindern soll, bzw. wenn
> er nach dem Reset mal häng

ahh, ok...

Fritz G. schrieb:
> Hat der Controller eventuell von Anfang ab
> aktive Pullups?

https://de.scribd.com/document/544577785/MAB-8021-Micro-proccessor-IC

Bin mir nicht sicher, auf Seite fünf ist etwas angedeutet... aber ist 
auch ein mieses Datenblatt...

H. H. schrieb:
> dv/dt!


dV/dt TIC225M 50 V/us
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A400/TIC225.pdf

dV/dt TIC226 100 V/us
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A400/TIC226.pdf

https://www.mikrocontroller.net/articles/TRIAC

"Empfindlich auf hohes dU/dt (Spannungsanstiegsgeschwindigkeit), 
ungewünschtes Wiederzünden (Über-Kopf-Zünden) und Zerstörung des 
Bauteiles möglich. Betrifft Ausschaltmoment für induktive Lasten. Der 
dazu verwendete Snubber darf nur bei „snubberless“-Typen entfallen. Eine 
niederohmige Verbindung zwischen Gate und A1 verringert die 
Empfindlichkeit, daher sind snubberless- und leistungsstarke Typen mit 
einem integrierten Widerstand (um 100 Ω) ausgestattet und erfordern 
dementsprechend höhere Zündströme. Das beißt sich mit Logik-Level-Typen 
(Zündstrom ≤ 10 mA)."

Schwer zu verstehen im ersten Moment, was das nun heißt.
1.) Sind "snubberless".Typen gleichzeitg die mit hohem dV/dt? oder sind 
das zwei Themen die nur indirekt miteinander zu tun haben?

2.) Wäre es so, wenn man hier ein TIC225M eingesetzt hätte, hätte man 
zwingend ein Snubber gebraucht und deswegen ist es der einfachere Weg 
einen "schwereren" Typ mit soliderer Gatebeschaltung zu nehmen, damit 
man dann auf der Lastseite weniger Ärger auch mit induktiven Lasten hat?

Rainer W. schrieb:
> Die ganze Schaltung muss sowieso schutzisoliert eingebaut werden.

Nein, wenn nur der Lastteil - durch Optokoppler getrennt wäre - müsste 
auch nur dieser entsprechend schutzisoliert verbaut sein, darum macht 
man das ja in vielen Fällen auch so...

Andras H. schrieb:
> Ja. Habe ich auch damals so gemacht.

Okay, gut zu wissen dass ich da richtig liege...wäre schon reizvoll das 
zu ändern...für mich. Aber dazu gehört doch mehr gefrickel...

[Dennis S. (whiterussian)]

Soul E. schrieb:
> Damit der das nicht tut wenn der
> Controller im Reset ist, schaltet man ihm die Spannung weg.

Toll erklärt, danke - echt interessant. Und über T2 wird die Zuschaltung 
im Hochstartmoment erreicht, gehe ich von aus. Wenn Prozessor dann hoch 
ist, wird das ja vermutlich abgeschaltet - schon interessant dass es 
augenscheinlich nötig war dafür ein Portpin zur "verbrauchen".

[Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)]

Da die Schaltung hier her stammt:
Link: Beitrag "Re: Auerswald DLC 4830 Lichtcomputer"
Eine Auerwald DLC...

verweise ich mal hierauf. Die ist garantiert in hundertfacher Weise so 
verkauft worden.

Ob dies heute noch so zulässig ist ... ?

Mein Weg wäre auch sowas nur netzgetrennt zu bauen.

[H. H. (hhinz)]

Dennis S. schrieb:
> dV/dt TIC225M 50 V/us

Andere Hersteller nur 20V/µs.

[H. H. (hhinz)]

Thomas S. schrieb:
> Ob dies heute noch so zulässig ist ... ?

Wird millionenfach so gebaut.

[Tilo R. (joey5337)]

Thomas S. schrieb:
> Ob dies heute noch so zulässig ist ... ?
>
> Mein Weg wäre auch sowas nur netzgetrennt zu bauen.

Die Netztrennung bringt keinen Vorteil. Irgendein Teil der Schaltung 
muss auf der heißen Seite sein, warum nicht alles?
Isoliert man den den uC, dann braucht man einen zusätzlichen Trafo, 
Gleichrichtung, Siebung, ggf. noch Spannungsregler und 8 oder 9 
Optokoppler.

Üblich war damals, den Audioeingang (sofern vorhanden) mit einem 
Übertrager zu isolieren. Gab es einen DMX512-Anschluss hat man den 
isoliert.

Aber du hast recht, heute würde man vermutlich isolieren, weil irgendwo 
ein USB-Anschluss für Firmware-Updates dran ist.

[Frank O. (frank_o)]

H. H. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Ob dies heute noch so zulässig ist ... ?
>
> Wird millionenfach so gebaut.

Eigentlich steht die Antwort zwar schon hier (Danke Hinz!), aber die 
eigentliche Frage war ja nach dem Warum man das so gebaut hat.
Dazu muss man immer den Zeitpunkt der Entwicklung sehen. Heute,  mit 
neuen Bauteilen, würde der selbe Entwickler das womöglich ganz anders 
bauen.
Und dann kommt auch immer noch der Faktor dazu, insbesondere bei 
Mikrocontrollern, dass man da z.B. einen Atmega328 nimmt,  weil man die 
da hat, damit gut umgehen kann, obwohl ein (ich übertreibe bewusst) ein 
Attiny10 dafür gereicht hätte.
Die Beweggründe weiß sicher nur der Entwickler alleine.

[Dennis S. (whiterussian)]

Meine beiden Triac-Fragen:

Beitrag "Re: Fragen zu älterer Triac-Schaltung Triac-Wahl TIC226 und digitale Ansteuerung"

zielten darauf ab:

Wenn man das auf Optokoppler umbauen wollte, hat jemand einen Vorschlag 
was man schaltungstechnisch ändern müsste?

Ich denke man würde einen Optokoppler mit Triac und zerocrossing 
detection wählen MOC3063 oder 3041/2  - was wäre passend für diese 
Konstallation?
Natürlich die Brücke der Netzspannung zur Sekundärseite auftrennen, den 
470K für die 50Hz det. entfernen und den ULN raus schmeißen...

[H. H. (hhinz)]

Das Gerät wird Phasenanschnitt machen.

[Dennis S. (whiterussian)]

Dimmt nicht. Nur schalten.

[H. H. (hhinz)]

Dennis S. schrieb:
> Dimmt nicht. Nur schalten.

Dennoch keine Koppler mit Nulldurchgangsdetektor verwenden.

Und den 2803 kannst du nicht wegsparen, die Koppler brauchen mehr Strom 
als mit dem µC direkt möglich ist.

[Michael B. (laberkopp)]

Dennis S. schrieb:
> warum hat man hier den TIC226 gewählt und nicht den TIC225M

Eventuell weil

dv/dt
Critical rate of rise of
off-state voltage VDRM = Rated VDRM IG = 0 TC = 110°C ±50 V/µs
dv/dt(c)
Critical rise of
commutation voltage VDRM = Rated VDRM ITRM = ±12 A TC = 70°C ±1 ±1.5 
±4.5 V/µs

beim 226 etwas besser sind und daher mit kleinerem Snibber auskommen. 
Aber vielleicht auch nur, weil er sie da hatte.

Dennis S. schrieb:
> Zumal der TIC226D (der hier genutzt wird) auch noch nur bis 400V geht

Welcher Buchstabe und damit Spannungsgestigkeit steht zunßchst mal nicht 
dabei, du musst halt einen passenden wählen je nach dem welche auch 
kurzzeitigen Spannungsspitzen bei dir auftreten können

800V passt zu einem 300V~ VDR.

Dennis S. schrieb:
> Ich hätte mir wohl für diesen Fall immer einen Optokoppler als bsp. MOC3023 
gegönnt.

Überflüssig wenn eh nicht netzgetrennt. Zumal du gerade den wählst der 
auch nur deine bemängelten 400V aushält.

Dennis S. schrieb:
> 50Hz auf einen Interruptpin, damit er die Triacs immer wieder zünden
> kann, richtig?

Richtig.

Insgesamt ist die Schaltung halt alt. Heute gibt es snubberless logic 
level TRIACs die direkt vom uC gezündet werden.

[Dennis S. (whiterussian)]

H. H. schrieb:
> Und den 2803 kannst du nicht wegsparen,

Meine Überlegung war nur an der Stelle zu erweitern, mit einer 
Adapterplatine mit den Optokopplern drauf, da kann auch ein ULN mit 
drauf... daran solls nicht liegen...

[Dennis S. (whiterussian)]

Michael B. schrieb:
> Welcher Buchstabe und damit Spannungsgestigkeit steht zunßchst mal nicht
> dabei

Jau, aber es ist D verbaut.

Michael B. schrieb:
> Insgesamt ist die Schaltung halt alt. Heute gibt es snubberless logic
> level TRIACs die direkt vom uC gezündet werden.

Zum Beispiel? Wäre mal interessant...ganz unabhängig von der Thematik 
hier.

Michael B. schrieb:
> Überflüssig wenn eh nicht netzgetrennt.

Es geht mir nicht um die Netztrennung, es geht mir vor allem darum den 
uc diese Aufgabe abzunehmen, da ich eventuell einen anderen selber 
einsetzen möchte...und ich hätte das gern aus der Schusslinie...

[H. H. (hhinz)]

Dennis S. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Insgesamt ist die Schaltung halt alt. Heute gibt es snubberless logic
>> level TRIACs die direkt vom uC gezündet werden.
>
> Zum Beispiel? Wäre mal interessant...ganz unabhängig von der Thematik
> hier.

Gängig in der Klasse wären BTA08/BTB08/BTA12/BTB12.
Im Datenblatt dann nach dem passenden Suffix suchen.

[Michael B. (laberkopp)]

Dennis S. schrieb:
> Es geht mir nicht um die Netztrennung

Na dann spar dir die 8 Optokoppler.

Dennis S. schrieb:
> Zum Beispiel?

z.B. BTB08 SW CW

Dennis S. schrieb:
> es geht mir vor allem darum den uc diese Aufgabe abzunehmen,

er steuert, oder so.

Du müsstest, wenn du nur einschaltest, nichts weiter machen als den 
Ausgang auf HIGH (nach ULN2x03 LOW) zu lassen, dauerzünden, kostet halt 
Strom aus dem Netzteil.

Er sollte halt nur kurz nach dem Nulldurchgang erstmalig eingeschaltet 
werden wenn man Phasenanschnitt vermeiden will.

Insgesamt gibt es anderes wichtiges was deine veraltete Schaltung voll 
ignoriert.

Ein 300V~ VDR sollte Überspannung aus dem Netz abfangen, der sollte mit 
einer drangebundenen 98GradC Temperatursicherung vor Abfackeln geschützt 
werden, die TRIACs müssten dann 775V(800V) aushalten. Jeder Ausgang 
sollte eine Sicherung mit einem Schmelzintegral A2s kleiner als das 
Schmelzintegral des TRIACs gegen Kurzschluss bekommen damit die 
Elektronik bei Kurzschluss nicht kaputt geht. Und man sollte kurze 
Zundimpulse (100us) nutzen damit man nicht die ganze Zeit Strom aus dem 
Netzteil braucht. Phasenanschnitt willst du nicht, also braucht es keine 
Drossel zur Funkentstorung, aber ein Snubber um dU/dt bei induktiven 
Lasten zu begrenzen könnte sinnvoll sein.

All das fehlt deiner Schaltung.