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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik seltsames problem bei hochspannungsmessung


Autor: Marcus W (Gast)
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Hallo,

ich möchte eine 5kV Wechselspannung messen, die Messschaltung etc 
funktioniert auch alles, habe nur folgendes Problem:
Ich möchte per µC -> Mosfet -> Relais den HV-Trafo schalten. Habe die 
Schaltung so aufgebaut. Wenn ich jetz keine 230Volt angeschlossen habe 
funktioniert alles wie geplant. Sobald ich aber die 230Volt am Relais 
anliegen  habe Resetted sich der µC direkt wenn ich das Relais schalten 
lassen möchte.
Habt ihr ein paar Tipps für die Fehlersuche?

Gruß Marcus

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Fehlende schirmung, schlechte Masseführung, keine/zu wenige entstör 
Maßnahmen, kann eigentlich ziemlich genau alles sein ...

Autor: Uwe G. (gromit)
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Hallo Marcus

Hast Du das Relais entsprechend entstört? Durch das Öffnen des Relais 
treten vielleicht hohe Spannungen auf, die auf die Erregerseite 
übertragen werden. Mach doch mal einen Optokoppler zwischen uP und 
Mosfet.

Gruss
Uwe

Autor: Marcus W (Gast)
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Ja richtig, geschirmt is das Zeug nicht. Ich hab damit leider noch keine 
Erfahrung und hab vermutet das 230V/50Hz jetzt nicht so schlimm sind.
Hättet ihr ein paar Tipps für mich wo ich mich in das Thema reinlesen 
kann? Oder ein paar einfache Entstörmaßnahmen die Wunder bringen g

Gruß

Autor: Marcus W (Gast)
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Hallo Uwe,

das Relais wird geschlossen um die 230V freizugeben. Freilaufdioden hab 
ich ihm aber auch schon spendiert.
Kann das Gate vom MOSFET denn so leicht gestört werden?
Hab grade leider keine Optokoppler mehr vorrätig :(

Autor: Falk (Gast)
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@Uwe G.

>übertragen werden. Mach doch mal einen Optokoppler zwischen uP und
>Mosfet.

So ein Quark. Das Relais ist doch wohl ausreiched als galvanische 
Trennung. Hast du 100nF am Reset-pin? Wie wird der uC versorgt?

MFG
Falk

Autor: Marcus W (Gast)
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Hallo Falk,

am Reset-pin liegen 47nF wie in der Schaltung im Tutorial, ist das zu 
wenig?
Der µC wird über ein Steckernetzteil versorgt, dem die 
Spannungsstabilisierung vom Tutorial nachgeschaltet ist.
siehe: http://www.mikrocontroller.net/articles/Bild:V_Regler.gif

Was mich eben irritiert ist, dass dieses Verhalten nur auftritt wenn die 
230V anliegen.

gruß

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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Kuck mal, ob das am geschalteten HV-Trafo liegt. Schalte vielleicht mal 
was ohmsches, nen Fön oder so.

Cheers
Detlef

Autor: Marcus W (Gast)
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Hallo Detlef,

ich habe soeben den Trafo einfach mal abgeklemmt.
Ergebniss: Nur noch 50% der Schaltvorgänge gehen in die Hose.

Mal angenommen ich würde das Relais durch einen Opto-Triac ersetzen, 
glaubt ihr ich könnte damit die Probleme umgehen? Müsst ich aber erst 
bestellen die Dinger.

gruß

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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Das muß auch mit dem Relais gehen. Mal ne handvoll Block-C's (100n 
Keramik, gern auch 47n) an den entscheidenden Stellen rüberlöten: Reset 
war schon genannt, Betriebsspannungen (an ALLEN Pins des Prozessors, an 
denen Betriebspannungen anliegen), lange Strippen kürzen, Freilaufdiode 
hattest Du schon, Betriebspannungen des schaltenden MOSFET blocken, 
Netzteil stark genug? (bricht die Betriebspannung durch das Schalten des 
Relais ein?), zentralen Massepunkt.

Wenn Abklemmen des Trafo 50% bringt, sollte das mit solchen Maßnahmen 
eigentlich 100% hinhauen.

Cheers
Detlef

Autor: Falk (Gast)
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@Marcus W

>am Reset-pin liegen 47nF wie in der Schaltung im Tutorial, ist das zu

Ausreichend.

>ich habe soeben den Trafo einfach mal abgeklemmt.
>Ergebniss: Nur noch 50% der Schaltvorgänge gehen in die Hose.

Wo hängt denn das Relais dran? Schick mal den Schaltplan. Wahrscheinlich 
geht die Versorgungsspannung in die Knie.

MfG
Falk





Autor: Marcus W (Gast)
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So hier mal der komplette Schaltplan.
Glaubt ihr wirklich 1,5A reichen da nicht aus?
Der Laser war zu der Zeit ausser Betrieb.

Autor: Marcus W (Gast)
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der 9V eingang liefert allerdings nur 1A. Weiß jetzt nicht genau was der 
Spannungsregler daraus macht. 12V/1A am Eingang brachte jedenfalls auch 
keine Besserung.
Das mit den Block-kondensatoren werd ich als nächstes testen.

Autor: Läubi (Gast)
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Teste mal nen Elko so um die 1000µF...
Son Relais zieht gerade beim einschalten einiges.

Autor: Volker (Gast)
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Hallo Marcus,

da stimmt einiges nicht.

Mit dem IRL3803 kannst du nicht die +Seite der Realis schalten da es ein 
N-Kanal Typ ist. Ferner geht der Schaltausgang aus dem Controller auch 
noch auf eine LED (PD5, Pin11). Hier fehlt ein Vorwiderstand für die 
LED. Da fließt also schon mal ne ganze Menge Strom, kann sogar der 
Controller-IO Pin kaputt gehen.

Mit einem N-Kanal solltest du immer die Masseseite der Relais schalten.

Ebenso fehlen, wie schon beschreiben etliche Ablock-Kondensatoren.

Gruß Volker

Autor: Marcus W (Gast)
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Hallo Volker,

die Vorwiderstände hab ich in dem Plan tatsächlich vergessen, aber die 
sind in der Schaltung alle eingebaut.
Zum N-Kanal: Glaubst es kann daran liegen? Kann das dem MOSFET schaden?
Merkt des Teil überhaupt wo es eingelötet ist? Solang die 
Potentialdifferenz richtig gepolt ist müsste das doch eigentlich 
funktionieren oder nicht?
Mit den Abblock-Kondensatoren habt ihr aber wahrscheinlich Recht. Werd 
ich noch testen.

Gruß

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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fettes C (10..100u) am Ausgang vom 7805 noch hinzufügen.

Cheers
Detlef

Autor: Marcus W (Gast)
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ok, es gibt neuigkeiten :)
Wenn ich das Relais mit einem 20µF Kondensator puffer geht das ganze 
schon wesentlich besser, allerdings funktioniert es noch nicht zu 100%. 
Evtl. bringt mehr Kapazität das gewünschte Ergebniss.
Jetzt ist mir aber gerade aufgefallen, dass schon das alleinige 
Einstecken des 230V Kabels den µC teilweise resettet, obwohl die Relais 
aus sind und keine Last durch den 230V Teil fließt. Kann man dieses 
Verhalten auch durch weitere Kondensatoren verhindern?
Langsam glaube ich echt so ein Triac-"Schalter" ist wesentlich einfacher 
im Handling.

Autor: sven s. (Gast)
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hallo,

ich hatte zwar auch schon arge probleme beim schalten von 230v über nen 
controller aber nur durch des einstecken des 230v kabels, übel was macht 
der erst wenn mal richtige störungen kommen.

hier mal mein lösungsweg für die ansteuerung von leuchtstofflampen (die 
stören teilweisen schon arg ins netzt ein)

- hinter dem 7805 ein lc glied zur entstörung von netzeinflüssen
- nicht an Abblock-Kondensatoren geizen (100nF)
- diode ans relais
- mosfet optokoppler vor dem relais

und als letztes das EMV ich hab einfach die controller schaltung 10cm 
von dem hochspannungs zeug weg angebracht. ich weis das das nicht immer 
geht ... dann muss man eben schirmen

mfg sven

Autor: Volker (Gast)
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Hallo Marcus,

eigentlich dürfte die Schaltung mit den IRL3803 so nicht funktionieren.

Die Mosfets leiten wenn die Differenz zwischen Gate und Source 5V 
beträgt. Bei einer Differenz von 0V sperren sie.
Drain liegt bei dir auf +5V.
Wenn du nun 5V am Gate anlegtst kann der Transistor nicht richtig 
durchschalten (also 5V an Source zum Relais).
Wahrscheinlich stellt sich in etwa so etwas ein.
Gate 5V, Source und damit Relaisspannung etwa 2,5V, messe dies mal nach.


Um die 5V mit dem N-Kanal Fet auf das Relais schalten zu können, 
müsstest du am Gate mindestens 10V anlegen, aber die können nicht aus 
dem Atmega kommen.

Richtig wäre:

+5V auf Pin 1 vom Relais, von Pin2 des Relais auf Drain vom Fet.
Source vom Fet auf Masse.

Das gleiche gilt auch für deine geschaltete Spannung "Diodenlaser"
Du möchstst das da (Source vom Fet) eine Spannung von 3V anliegt, aber 
am Gate kannst du maximal 5V anlegen, das ist aber nur eine Differenz 
von 2V,
also zu wenig zum ordnungsgemäßen Schalten.


Zum Thmema Störsicherheit.

Viel dürfte es schon mal bringen, wenn du die Masse, die zu den Relais 
(Fets) geht nur an C1 mit der restlichen Masse verbindest, also einmal 
Masse von C1 zum Kontroller und von C1 zu den Relais (Sternpunktmasse).
Das gleiche gilt für 5V, eventuell hilft auch noch eine Drossel in der 
separierten VCC Zuleitung zum Kontroller.
Und geize nicht mit den 100N Abblock Kondesatoren, so nah wie möglich an 
die entsprechenden Pins, dies sind:
 IC3 Pin 7, 20, 21
Am Quarzoszillator an Pin 4

Ferner an VCC noch einige 10uF Elkos auf der Leiterplatte vorsehen.





Autor: Volker (Gast)
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@sven,

da haben wir wohl fast zeitgleich gepostet.

@Marcus

der 47nF am Reset muß auch so nah wie möglich am Reset-Pin sein. Wenn 
der einige cm vom Pin entfernt ist, kann dies schon zu Problemen führen.


mfG

Volker

Autor: Henrik (Gast)
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Das mit dem IRL3803 ist aber auch gemein. Der hat nämlich in deinem Plan 
ein falsches Symbol- Da isser als P-Kanel gekennzeichnet. Solltest du 
auch ändern.

Autor: Volker (Gast)
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@Henrik

da haste Recht, vielleicht stimmt aber auch sein Plan und er verwendet 
gar keinen IRL3803 sondern wirklich einen P-Kanal Typ.

Gruß Volker

Autor: Henrik (Gast)
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Aber beim Diodenlaser ist doch ein p-Kanal FET richtig, oder? Mit nem 
N-Kanal könnte er ja nur low-sidwe schalten. Er will ja aber die 3V 
freischalten. Und beim Relais braucht er auch nen P-Kanal. Die Schaltung 
ist so schon richtig. Wenn der IRL3803 denn auch wirklich ein P-Kanal 
wäre. Da liegt der Hund begraben.

Autor: Henrik (Gast)
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Fällt mir ein... Wo kommt diese Redensart eigentlich her mit dem 
begrabenen Hund? Irgendwie pervers... Whatever...

Autor: Volker (Gast)
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@Henrik
---Aber beim Diodenlaser ist doch ein p-Kanal FET richtig, oder?---

Ja ist richtig, muß allerding einer sein, der bereits bei einer 
Differenz von 3V zwischen Source und Gate richtig schaltet.

Alles andere sehe ich genauso, hab aber mit dem begrabenen Hund auch 
keine Ahnung.

Ich glaube auch dass er keinen IRL3803 verwendet.


Gruß

Volker

Autor: Henrik (Gast)
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Das stimmt. Hab eben mal nach dem IRF4905 geschaut. Der schaltet erst 
bei 4.5V. Darunter sind keine Kurven angegeben. Versuchen könnte man es. 
Aber gibt bestimmt nen besseren. Wenn ich -3V für GS Spannung auch für 
verdammt klein und fast exotisch halte.

Aber wo 2 Relais sind, geht vielleicht auch ein drittes?! Zeitlich 
performant muss es ja nicht sein mit dem Schalten?!

Autor: Volker (Gast)
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Für solche Sachen nehme ich gerne den TSM2301 von Taiwan Semiconductor
(gibts bei Schukat)

Dies ist ein P-Kanal Mosfet im SOT-23 Gehäuse mit folgenden Daten

RDSon typ 122 mOhm bei Vgs= -2,5V und 2A Drainstrom.

Bis 1A und 3V Ansteuerung ist der ideal


Gruß Volker

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