Hallo, ich suche eine Möglichkeit, mit einem µC, z.B. ATTiny84, versorgt mit 5V, eine Induktive Last an 16V AC, Spitzenstrom 1A, zu schalten. Ich möchte kein Relais verwenden, da das "klacken" als störend empfunden wird.
Auf der Suche bin ich bei einer Schaltung mit Triac hängen geblieben, und denke das ist eine gute Lösung. Nur bin ich überfordert mit der Dimensionierung und Bauteilwahl.
Im Anhang eine "Musterschaltung" aus dem Netz.
Ist der MOC3021 noch Zeitgemäß? Oder gibt es inzwischen Bessere "Optotriacs" (kleiner, günstiger oder sicherer)?
Der linke 270Ω Widerstand ist relativ klar, er begrenzt den Strom durch die LED im Optotriac.
Müssen die rechten 330Ω Widerstände angepasst werden in Abhängigkeit zur zu schaltenden Spannung? Also sind die Werte gleich, wenn die zu schaltende Versorgung 230V AC oder 16V AC beträgt? Welche Leistung müssen diese Widerstände aushalten?
Welche Werte sollten die Snubber Komponenten haben (Rs und Cs)?
Was bietet sich als Triac an?
Das ganze soll relativ klein auf ein PCB gepackt werden. SMD 0402 oder QFN löten ist für mich kein Problem. Muss aber nicht zu klein werden.
Die Induktive Last wird in der Regel nicht über eine halbe Sekunde geschalten. (Ein Eisenkern bewegt sich durch eine Spule und erreicht sein Ziel)
Für 16VAC und nur 1A nimmt man eher keinen Triac, da wäre ein Photo-MOS o.ä. angesagt. Und wegen induktiver Last eine bidirektionale Suppressordiode parallel.
Müssen die rechten 330Ω Widerstände angepasst werden in Abhängigkeit zur
zu schaltenden Spannung?
Zumindest müssen sie so klein sein, das sie den Zündstrom des Triacs liefern können. Also ja, kleiner machen.
Bedenke aber, das ein Triac typisch etwa 1,4V für sich behält. Es bleiben für den Hubmagnet also nur 14,6V oder so übrig.
Ausserdem wäre zu überlegen, ob du nicht besser einen MOC mit ZC Detektor verwenden solltest.
Für 16VAC und nur 1A nimmt man eher keinen Triac, da wäre ein Photo-MOS
o.ä. angesagt. Und wegen induktiver Last eine bidirektionale
Suppressordiode parallel.
Das klingt ja schonmal positiv, in Hinsicht das die Schaltung kleiner wird.
Hättest du dafür eine Musterbeschaltung und Bautteilauswahl?
Ausserdem wäre zu überlegen, ob du nicht besser einen MOC mit ZC
Detektor verwenden solltest.
Ja, Danke. Daher ja die Frage nach einem "besseren/zeitgemäßeren" Typ.
Edit:
Zero Cross Detektor würde dann ein Snubber überflüssig machen? Da dann ja kein Strom beim Abschalten fließt, der die Spannung an der Spule in die Höhe treibt?
Für 16VAC und nur 1A nimmt man eher keinen Triac, da wäre ein Photo-MOS
o.ä. angesagt. Und wegen induktiver Last eine bidirektionale
Suppressordiode parallel
Das könnte eine passendere Lösung sein. Oder ihne galvanische Trennung direkt 2 LogicLevel MOSFETs antiseriell.
Muss überhaupt eine galvanische Trennung zwischen den 16V~ und den 5V=
sein ?
Wenn man so "googelt" zeigt es Schaltungen mit einem "Optotraic". Meinetwegen müßen die beiden nicht galvanisch getrennt sein. Schaden sollten die restlichen Bauteile aber nicht nehmen.
Edit:
Michael B. schrieb im Beitrag #7803929:
Könnte man einen Pol der 16V nicht mit +5V verbinden?
Jetzt wo du es schreibst. Die beiden Spannungen, als die 5V DC und 16V AC sind sogar auf einer Leitung miteinander verbunden. Aber auf GND. Ein Problem?
Entschuldigung, soweit hatte ich nicht mitgedacht.
Die beiden Spannungen, als die 5V DC und 16V AC sind sogar auf einer
Leitung miteinander verbunden. Aber auf GND. Ein Problem?
Wenn man dann den TRIAC mit +5V zünden will, muss es ein in 4 Quadranten zündbarer sein und man muss den meist hohen Strom für den 4 Quadranten aufbringen.
Besser mit + verbinden und mit -5V zünden, dann gehen sogar snubberless TRIACs und weniger Strom.
Ist die Anwendung für eine Modellbahnweichenumschaltung?
Ja.
Ach du Kacke, ein Ewiggestriger, da haben doch alle Digitalen schon längst auf Gleichstrom umgestellt und Schaltungen gibt es fertig wirklich an jeder Ecke.
Wenn man dann den TRIAC mit +5V zünden will, muss es ein in 4 Quadranten
zündbarer sein und man muss den meist hohen Strom für den 4 Quadranten
aufbringen.
Besser mit + verbinden und mit -5V zünden, dann gehen sogar snubberless
TRIACs und weniger Strom.
Ich werde mal schauen, ob ich das, so einfach ändern kann. Danke.
ein Ewiggestriger, da haben doch alle Digitalen schon
längst auf Gleichstrom umgestellt und Schaltungen gibt es fertig
wirklich an jeder Ecke.
Noch Analog, nicht Digital. Gleichstrom ist für den Antrieb nicht optimal, da sich dadurch das Gehäuse des Antriebs und der Eisenkern magnetisieren, durch das einseitige Magnetfeld. Ein betreiben mit Wechselstrom ist vom Hersteller erwünscht. Auch erreicht der Eisenkern bei Wechselstrom die Endlage sicherer.
Aber Danke für den Hinweis.
Ach du Kacke, ein Ewiggestriger, da haben doch alle Digitalen schon
längst auf Gleichstrom umgestellt und Schaltungen gibt es fertig
wirklich an jeder Ecke.
Warum? Nicht jeder will die Weichen auf Motorantrieb umbauen. Werden Magnetantriebe über längere Zeit mit Gleichstrom betrieben, kann sich der Eisenkern magnetisieren. Irgendwann funktioniert der Antrieb nicht mehr richtig.
Ahh, zu spät;-)
Das muss ich nochmal prüfen. Die Anlage hat 3 Trafos. Ich habe im Moment nicht im Kopf, welche Potenziale miteinander verbunden sind. Es wurden Trafos miteinander verbunden, damit eine Blocksteuerung funktioniert. Die steuert aber keine Weichen.
Kurz gesagt, ich werde mir immer unsicherer, und werde das vor Ort prüfen müssen.
Am Ende muss ich ja nur mit einem Multimeter von den 16V AC zu DC auf Durchgang prüfen, oder irre ich mich da jetzt?
Aber Suppressordiode brauchts dann nicht, RC-Snubber schon.
Könntest du ein Musterschaltplan erstellen? Ich bin mir unsicher wie es verschalten wird.
GPIO einfach an die Zündung von dem Triac wird es wohl nicht sein, oder?
Hier eine Weichenschaltung. Die statische Ansteuerung wird in einen Impuls umgewandelt. Als Triac verwende ich ein BT131/600. Für sauberes umschalten der Weichen musste ich die Versorgungsspannung auf 18Volt erhöhen. Für den Triac gibt es auch Vergleichstypen in SMD.
Danke. Du verwendest links zwei Transistoren. Mir ist nicht ganz klar was diese tun. Auch verwendest du zwei Triacs.
Kannst du die Funktion kurz umschreiben?
Edit:
H. H. schrieb im Beitrag #7804032:
Danke. Du verwendest links zwei Transistoren. Mir ist nicht ganz klar
was diese tun. Auch verwendest du zwei Triacs.
Kannst du die Funktion kurz umschreiben?
2 Triac ist richtig, denn ein Weichenantrieb besteht normalerweise aus zwei Spulen. Die Weiche sollte ja auch zurückgestellt werden können.
Hast recht. Der Minuspol muss noch mit dem Wechselspannungsanschluss unten verbunden werden. Bei analogen Anlagen ist dass meistens schon nach dem Trafo der Fall.
Denn sonst könntest du auch einfach einen Mosfet und einen Gleichrichter
nehmen:
Frisst mehr Spannung als der Triac.
Mit Schottkys nicht. Und der Triac frisst nicht nur Spannung, sondern auch Zeit. Er zündet ja nicht gleich im Nulldurchgang.
Bei 230V ist das kein Problem, bei 16V schon.
2 Triac ist richtig, denn ein Weichenantrieb besteht normalerweise aus
zwei Spulen. Die Weiche sollte ja auch zurückgestellt werden können.
Ah. Ich glaube ich verstehe, auch dank der hochgeladenen Beschreibung. Danke.
Also:
*GPIO auf OUTPUT HIGH schaltet in die eine Richtung
*GPIO auf OUTPUT LOW schaltet in die andere Richtung
*der Kerko begrenzt die Schaltdauer
*GND gehört noch mit ein Pol verbunden, damit der Bezug besteht.
Hallo, ich suche eine Möglichkeit, mit einem µC, z.B. ATTiny84, versorgt
mit 5V, eine Induktive Last an 16V AC, Spitzenstrom 1A, zu schalten. Ich
möchte kein Relais verwenden, da das "klacken" als störend empfunden
wird.
Da das "klacken" des Relais ja gleichzeitig mit dem "klacken" der
wesentlich lauteren Weichen erfolgt, wirst Du es wohl kaum hören.
Zumal Du für 1A ein recht kleines Relais nehmen kannst. Relaislö-
sungen haben den Vorteil, das man da kaum etwas falsch machen kann.
Da das "klacken" des Relais ja gleichzeitig mit dem "klacken" der
wesentlich lauteren Weichen erfolgt, wirst Du es wohl kaum hören.
Zumal Du für 1A ein recht kleines Relais nehmen kannst. Relaislö-
sungen haben den Vorteil, das man da kaum etwas falsch machen kann.
Da hast du natürlich Recht. Die störrigen Antriebe, erreichen aber manchmal nicht richtig ihre Endlagen. Vermehrt zu sehen nach ihrem Winterschlaf. Zu erkennen daran, das man bis jetzt mehrmals den Taster drücken muss, das sie bis zu ihren Endlagen rutschen.
Mit dem µC könnte man ja, wenn die Endlage nicht erreicht ist, weitere Impulse senden, begrenzt auf Anzahl.
Mit einem Relais würde man dann ein mehrfaches klacken hören, daher ein störendes Geräusch.
Aber das begrenzt auch die Anwendung der oben verlinkten Schaltung von Kurt A. (hobbyst) betrifft. Aber wenn ich das Recht erkenne, könnte ich auch pro GPIO nur in eine Richtung schlaten. Die von mir angehangene Schaltung sollte funktionieren?
Laut der Tabelle, die ich hier im Forum gefunden habe, sollte der Snubber 100nF und 2 Ohm betragen? (oben angehangen)
Ok, danke. 0603 ist in der Regel 1/10 Watt Dauerbelastung.
Die vorhandenen Widerstände kommen aus China, ein Datenblatt ist nicht zu bekommen. Daher leider schwierig.
In bisherigen Schaltungen bei mir war ein Impulsstrom nicht relevant.
Was spräche dagegen, die Ansteuerung mit Gleichspannung zu versorgen und den Weichenantrieb mit einer H-Brücke zu steuern? Die kann eine Wechselspannung erzeugen.
Oder ist einer der Pole des Antriebs fest mit Masse verbunden?
Solange ich nur eine der beiden Weichenspulen anschließe, funktioniert die Schaltung. Sobald ich die zweite Weichenspule anschließe und eines der beiden Gates ansteure, zabbelt der Stellschalter schnell hin und her. Egal welches Gate ich ansteure.
Im Anhang die Anleitung und ein "Schaltplan".
Kann jemand mir das Verhalten erklären?
Wie könnte man dieses ungewollte Verhalten abändern?
FAST jeder Gartenbewässerungscomputer für größere Anlagen arbeitet mit 16VAC Ventilen und betätigt diese per TRIAC. Sowohl Rainbird als auch Hunter Steuergeräte habe ich schon zerlegt und die Schaltung angesehen. Leider schon viele Jahre her. Die Triacs waren TO92 oder ähnlich, nix großes. Und keine Treiberbausteine, direkt aus dem µP.
Dennoch würde ich gern verstehen, warum beide Triacs zünden, wenn an einem Gate +5V angelegt werden. (Zumindest schlussfolgere ich das so, da der Stellschalter hin und her wackelt).
Wenn man die Triacs durch Schalter ersetzt, funktioniert es einwandfrei.
Dennoch würde ich gern verstehen, warum beide Triacs zünden, wenn an
einem Gate +5V angelegt werden. (Zumindest schlussfolgere ich das so, da
der Stellschalter hin und her wackelt).
Wenn man die Triacs durch Schalter ersetzt, funktioniert es einwandfrei.
Da steht zwar immer 230Volt aber das ist nur der Trafo. Diese Anlagen laufen alle mit 16-24Volt AC. Finden sich üblicherweise im amerikanischen Raum, aber zunehmend auch hier (Golfplätze etc.)
Ich weiß aber leider nicht, wie mich das jetzt weiter bringt.
Ich habe mal im meiner Sammlung gesucht: MAC97A6 waren in meinem letzten Bewässerungscomputer verbaut. Datenblatt anbei. Leider nur bis 0,6A.
Daran hängt immer ein Ventil mit ca. 100mA, rein induktive Last. In den Ventilen sind KEINE Freilaufdioden oder ähnliches. Das muß alles in der Schaltung im Steuergerät sein.
Was passiert, wenn du die Gates über Schalter bedienst? Zappelt das auch?
Was passiert, wenn du an die Ausgänge des µC LEDs anschließt? Leuchtet nur eine oder beide?
Ist der Triac richtig angeschlossen?
Den 10k Widerstand direkt mit dem Gate verbinden.
Versuche es ohne Snubber.
Eventuell ist die Ansteuerung (Programm) zu lange. Es wird nur ein kurzer Schaltimpuls benötigt. Keine statische Ansteuerung.
Ok, was bringt das für ein Vorteil? Ob 10000 Ohm oder 10470 Ohm als PullDown sollte doch egal sein. Bei 10k direkt am Gate und in der Datenleitung 470 entsteht ein Spannungsteiler am Gate. Sollte hier nicht relevant sein, habe ich aber anders gelernt. Aber versuchen kann ich es.
Versuche es ohne Snubber.
Hab ich, das gleiche Fehlverhalten.
Eventuell ist die Ansteuerung (Programm) zu lange. Es wird nur ein
kurzer Schaltimpuls benötigt. Keine statische Ansteuerung.
Hmm. Aber grundsätzlich sollte es doch auch per Taster funktionieren. Und den drückt man selten im μS oder mS Bereich.
Ich vermute, dass der Weichenantrieb eine Spannung in der nicht angesteuerten Spule induziert, und dass dieser den Triac unerwünscht "über Kopf" zündet, weil die Spannung zwischen A1 und A2 zu schnell ansteigt.
Versuche mal, die 2 Ohm Widerstände auf ungefähr 20 Ohm zu erhöhen, und die 22nF Kondensatoren auf 100nF. Das habe ich jetzt nur so aus dem Bauch heraus geschätzt.
Eine Messung mit einem Oszilloskop würde wahrscheinlich Aufschluss geben.
Brauchen die Z0103 evtl. zu viel Gatestrom und schalten daher nicht
sicher?
Das Datenblatt spricht von 3mA
Oh. Beim mir zeigt das Labornetzteil, wenn ich 5V an die 470 Ohm lege 15mA an. Wenn beide Triacs am Terminal1 mit GND verbunden sind. Wenn ich bei einem Triac die Verbindung Terminal1 zu GND trenne, fließt bei dem anderen 8mA über 470Ohm ins Gate.
Angeschlossen eigentlich wie im Datenblatt und Schaltplan. Im Foto links Terminal1 was zu GND geht. Im Foto Mitte=Oben Terminal2 was zu dem roten bzw. grünen Kabel der Weiche geht. Im Foto rechts ist das Gate.
Ich vermute, dass der Weichenantrieb eine Spannung in der nicht
angesteuerten Spule induziert, und dass dieser den Triac unerwünscht
"über Kopf" zündet, weil die Spannung zwischen A1 und A2 zu schnell
ansteigt.
Versuche mal, die 2 Ohm Widerstände auf ungefähr 20 Ohm zu erhöhen, und
die 22nF Kondensatoren auf 100nF. Das habe ich jetzt nur so aus dem
Bauch heraus geschätzt.
Eine Messung mit einem Oszilloskop würde wahrscheinlich Aufschluss
geben.
Das „wackeln“ ist jetzt gefühlt anders. Aber keine wirkliche Besserung. Gatestromaufnahme bei beiden verbundenen Terminal1 ist jetzt bei 12mA, also weniger. Weiß nicht ob das aussagekräftig ist.
Ich vermute, dass der Weichenantrieb eine Spannung in der nicht
angesteuerten Spule induziert, und dass dieser den Triac unerwünscht
"über Kopf" zündet.
Aufgrund dessen, habe ich jetzt mal zwei Relais, die guten Abstand zueinander haben, statt der Weiche, angeschlossen.
Wenn beide Triacs mit Terminal1 zu GND verbunden sind, schalten beide Relais, sobald ich eines der beiden Gates mit 5V über 470Ohm versorge.
Kann man Triacs als Laie testen. Wer weiß was die Chinesen mir hier verkauft haben. :(
Aufgrund euerer Komentare, vermute ich, das die Schaltung eigentlich funktionieren sollte.
Reicht dafür ein DSO138mini. Bin aber total unerfahren über Anschluss
und einstellen.
Das ist eher für niederfrequente Signale und hat nur einen Kanal. Aber wenn man sich kein "richtiges" Oszilloskop leisten kann, ist so ein Gerät immer noch viel besser, als gar keins. Wer mit Elektronik hantiert, sollte auf jeden Fall eins haben. Für mich ist das genau so wichtig, wie ein Multimeter und ein geregelter Lötkolben.
Wenn beide Triacs mit Terminal1 zu GND verbunden sind, schalten beide
Relais, sobald ich eines der beiden Gates mit 5V über 470Ohm versorge.
Da kann doch nur deren Ansteuerung fehlerhaft sein. Mach mal LEDs an die beiden Ausgänge des Mikrocontrollers. Ich wette, dass sie sichtbar gleichzeitig aufblitzen. Wenn nichts davon zu sehen ist, probiere es in einem dunklen Raum.
Sicher, indem man sie ausprobiert. Das hast du ja gerade gemacht. Allerdings fehlt noch die Gewissheit, dass deine Ansteuerung durch den Mikrocontroller in Ordnung ist.
Allerdings fehlt noch die Gewissheit, dass deine Ansteuerung durch den
Mikrocontroller in Ordnung ist.
Herzlichen Dank!
Der μC war zwar gar nicht in Betrieb und die Ansteuerung erfolgte durch einfaches anlegen von 5V an den Gatewiderständen.
Aber der μC steckte noch im Steckbrett, da er sich schwer heraus ziehen lässt.
Nunja. Die Ausgänge des μC sind im ausgeschalteten Zustand irgendwie verbunden, dadurch zündeten beide Triacs.
Der μC war zwar gar nicht in Betrieb und die Ansteuerung erfolgte durch
einfaches anlegen von 5V an den Gatewiderständen.
Heißt: Du hattest offene Eingänge - auch "Antennen" genannt.
Deine Weichen bzw. Relais enthalten Spulen. Sie strahlen bei Schaltvorgängen elektromagnetische Felder ab. Antennen empfangen solche Felder.
Aber der μC steckte noch im Steckbrett, da er sich schwer
heraus ziehen lässt. Die Ausgänge des μC sind im
ausgeschalteten Zustand irgendwie verbunden.
Sind sie.
Hast du etwa Fremdspannung an die I/O Pins des Mikrocontroller gelegt, während dieser keiner Versorgungsspannung hatte? Dir ist wohl nicht bewusst, dass diese Spannung maximal +/- 0,5V betragen darf. Womöglich ist dein Mikrocontroller jetzt beschädigt.
Hast du etwa Fremdspannung an die I/O Pins des Mikrocontroller gelegt,
während dieser keiner Versorgungsspannung hatte? Dir ist wohl nicht
bewusst, dass diese Spannung maximal +/- 0,5V betragen darf. Womöglich
ist dein Mikrocontroller jetzt beschädigt.
Ja. Wenn weder GND noch 5V verbunden sind, dürfte ja eigentlich kein Problem bestehen, dachte ich bisher. Spannung braucht ja immer zwei Pole.
Wenn weder GND noch 5V verbunden sind, dürfte ja eigentlich kein
Problem bestehen, dachte ich bisher
Das ist nicht richtig. Ein Chip ist ohne Versorgungsspannung nicht einfach "weg". Darin befinden sich viele Dioden und Transistoren, die beim Anlegen von Spannung etwas bewirken.
Spannung braucht ja immer zwei Pole.
Genau. Und zwar hast du zwei I/O Pins und GND mit deiner Triac-Schaltung verbunden. Messe die Spannungen zwischen den Pins, dann wird dir sofort klar, dass (weil Spannung zwischen der roten und schwarzen Strippe anliegt) auch Strom fließen kann.
Merke dir das Generell: An Mikrochips darf man keine Spannung anlegen, während ihre Stromversorgung aus ist.
Es gibt davon nur sehr wenige Ausnahmen, und die sind ausdrücklich dokumentiert.
Die Ausgänge des μC sind im ausgeschalteten Zustand irgendwie
verbunden
Nicht "irgendwie", sondern über die ESD-Schutzdioden.
Falls der µc nicht an der Versorgung hängt, findet eine positive Spannung an einem DIO ihren Weg über die obere Diode zum VCC Anschluss des µC, von dort über die Stromaufnahme des µC zum Gnd Pin und dann über die untere Diode des anderen DIO zum anderen Eingang. Mit einem Multimeter könntest du das nachmessen.
Der µC, ein Arduino Nano Clone, hängt sich auf. Woran ich das erkenne, ab und zu blinkt die LED, die an D13 hängt, auf. Das macht sie auch nach einem Reset. Das Programm nutzt diesen Ausgang nicht. Ab und zu passiert auch einfach gar nichts mehr. Also Multimeter geschnappt. Die Ansteuerpins bleiben auf HIGH, anders als im Programm vorgegeben. Erst ein Reset bringt den Arduino wieder in den Programmablauf. Was auffällt, wenn ich den einen Ausgang ansteuer, wird kurzzeitig auch der andere Ausgang HIGH. Zumindest schlägt das Multimeter kurz aus.
Das Programm, in der Arduino IDE geschrieben, ist einfach dirty mit Delays. Halt einfach zum testen.
1
constexpr byte gruen {3};
2
constexpr byte rot {2};
3
4
void setup() {
5
pinMode(rot, OUTPUT);
6
pinMode(gruen, OUTPUT);
7
}
8
9
void loop() {
10
delay(2000);
11
digitalWrite(gruen, HIGH);
12
delay(200);
13
digitalWrite(gruen, LOW);
14
delay(2000);
15
digitalWrite(rot, HIGH);
16
delay(200);
17
digitalWrite(rot , LOW);
18
}
Da ich mir unsicher war, woher die Spitzen kommen, habe ich eine Diode in die Datenleitungen getan. Diese verhindert aber nicht die Spitzen.
Zu guter letzt habe ich auch den Arduino Nano gewechselt, nicht das er gestern doch zum Schaden gekommen ist. Aber nein, auch ein neuer Arduino Nano Clone zeigt dieses Verhalten.
Was kann man tun, um diese Aufhänger, Resets zu verhindern?
Was kann man tun, um diese Aufhänger, Resets zu verhindern?
Die Ursache finden. Besorge dir ein Oszilloskop und lerne es zu benutzen.
Währenddessen zeigst du uns viele Fotos vom Aufbau (incl. Stromversorgung!) und den vollständigen Schaltplan. Mit etwas Glück sieht ein Adlerauge den Fehler.
Was du noch versuchen kannst: Schalte die Snubber parallel und nahe zu den Spulen, anstatt parallel zu den Triacs. Das reduziert die Abstrahlung elektromagnetischer Felder in deinen Leitungen.
Woran ich das erkenne,
ab und zu blinkt die LED, die an D13 hängt, auf. Das macht sie auch nach
einem Reset.
Was heißt "ab und zu"?
Passiert das spontan oder zusammen bzw. kurz nach irgendeinem Schaltvorgang im Programm. Ein Grund für einen Reset kann eine instabile Versorgungsspannung sein.
Wie versorgst du den µC? Ist das ein fertiges Board (Arduino?) mit darauf verbautem Spannungsregler? Ansonsten, was hast du verbaut? Hast du unmittelbar am Controller die Stützkondensatoren 100n KerKo und 47µ Elko? Ohne stabile Spannungsversorgung wird das nichts. Das ist keine Raketenwissenschaft. Für erste Tests reicht ein 5V Steckernetzteil.
Der uC wird vermutlich per USB Kabel versorgt. Die Lastströme laufen durch das Steckbrett, was ich ein busschen bedenklich finde. Aber ohne Oszilloskop sind meine Bedenken schwer und vor allem ohne Gewissheit zu erklären.
Die Ursache finden. Besorge dir ein Oszilloskop und lerne es zu
benutzen.
Ich kenne leider keinen der eins hat. Auch sind diese sehr teuer. Nutzen werde ich sie wahrscheinlich in Zukunft eher weniger. Gibt es eine Empfehlung für ein günstiges aber für den Preis gutes als Empfehlung? Vielleicht mal was zu einem runden Geburtstag.
Währenddessen zeigst du uns viele Fotos vom Aufbau (incl.
Stromversorgung!) und den vollständigen Schaltplan. Mit etwas Glück
sieht ein Adlerauge den Fehler.
Was du noch versuchen kannst: Schalte die Snubber parallel und nahe zu
den Spulen, anstatt parallel zu den Triacs. Das reduziert die
Abstrahlung elektromagnetischer Felder in deinen Leitungen.
Wird schwierig, da die Kabel am Stellkörper dran bleiben sollen. Ich kann zwar den Stellkörper öffnen, dort ist aber nicht wirklich Platzt drin.
Ich hätte nicht damit gerechnet, das sich das so störend auswirkt.
Was heißt "ab und zu"?
Passiert das spontan oder zusammen bzw. kurz nach irgendeinem
Schaltvorgang im Programm. Ein Grund für einen Reset kann eine instabile
Versorgungsspannung sein.
Rein spontan, nicht reproduzierbar im Ablauf. Mal dauert es 5 Schaltvorgänge des Stellkörpers. Mal 2. Auch gibt es nicht immer ein Reset. Es gibt auch hängen bleiben im Code. Pin bleibt auf HIGH.
Ist das ein fertiges Board (Arduino?) mit
darauf verbautem Spannungsregler? Ansonsten, was hast du verbaut? Hast
du unmittelbar am Controller die Stützkondensatoren 100n KerKo und 47µ
Elko? Ohne stabile Spannungsversorgung wird das nichts. Das ist keine
Raketenwissenschaft. Für erste Tests reicht ein 5V Steckernetzteil.
Ja, fertig. Arduino Nano Clone. Da direkt über USB versorgt fällt der Spannungsregler als Fehlerquelle ja aus. Kerkos sind auf dem Nano ja verbaut. Elko könnte ich noch nachrüsten. USB-Steckernetzteil habe ich probiert
Die Lastströme laufen
durch das Steckbrett, was ich ein busschen bedenklich finde. Aber ohne
Oszilloskop sind meine Bedenken schwer und vor allem ohne Gewissheit zu
erklären.
Ja, deshalb ist es inzwischen auf ein Streifenlochraster gewandert. Das war alles zu wackelig.
Ja, fertig. Arduino Nano Clone. Da direkt über USB versorgt fällt der
Spannungsregler als Fehlerquelle ja aus. Kerkos sind auf dem Nano ja
verbaut. Elko könnte ich noch nachrüsten. USB-Steckernetzteil habe ich
probiert
An der Platine ist +5V und GND gekennzeichnet. Löte dort mal einen Elko 1000µF an, zur Pufferung.
Dein Programm muß erstmal stabil und fehlerfrei laufen mit 2 LEDs an den beiden Ausgängen laufen, ehe du auch nur an die Ansteuerung der TRIACs denkst.
Erst wenn das gegeben ist, dann Schritt zwei. Sonst weißt du nie, an welcher Stelle du dir Probleme einhandelst.
Ich habe die Triacs jetzt auf separate Lochraster gesetzt. Das Problem tritt nicht mehr auf. Also die Resets oder Hänger des Nanos.
Wenn ich Triacs und deren Beschaltung entferne, gehen die Pins D2 und D3 einwandfrei nach dem Programm. LEDs an den Ausgängen gehen auch einwandfrei.
Einen 100μF Elko habe ich jetzt auch an +5V und GND.
Wenn die Triacs in der Schaltung sind, sehe ich ein Zucken auf dem Multimeter, an dem Pin der gar nicht schalten sollte. Also wenn D2 HIGH geht, sieht man kurz etwas auf D3 ausschlagen.
Ein DSO138mini habe ich ja. Es wurde bemängelt, das dieser nur ein Kanal hat.
Man sieht, wenn D2 Schaltet, bei D3 ein Peak von 0,5V (nicht immer). Auch andersherum.
Da ich nur ein Kanal habe, kann ich schwer abschätzen, ob beim ein oder abschalten.
Auch bekomme ich das irgendwie nicht in den Trigger gefangen.
Ich habe den Stellkörper mal wieder etwas näher ran an den Nano geschoben. Es kam wieder zu einen Hängen bleiben. Sieht man am DSO138mini wie der Pin HIGH bleibt. Aber kein Peak zu sehen am Digitalen Pin.
Ein Reset gab es auch. Aber auch nichts zu erkennen mit dem DSO138mini am Pin.
Wo könnt man die Störung am wahrscheinlichsten messen? Ich hätte an den Digitalen Pins vermutet.
Ein DSO138mini habe ich ja. Es wurde bemängelt, das dieser nur ein Kanal
hat.
Überlesen, sorry.
Wenn du beide (Digital)-Signale über ein Widerstandsnetzwerk (*) an den Eingang des DSO hängst, kannst du dir einen 2-Bit DA-Wandler aufbauen, so dass du die Zeitbeziehung der beiden Signale zueinander auch mit einem 1-Kanal Gerät zu sehen bekommst.
(Widerstand parallel zum Eingang des DSO, Signale über unterschiedliche Widerstände zuführen)
Für 16VAC und nur 1A nimmt man eher keinen Triac, da wäre ein Photo-MOS
o.ä. angesagt. Und wegen induktiver Last eine bidirektionale
Suppressordiode parallel.
Bei meiner Pollin-Bestellung ist mir gerade der AQW212A über den Weg gelaufen. 2 getrennte PhotoMOS Schalter in einem SOP-8 Gehäuse zu einem günstigen Preis.
Wenn also 60V 0.5A (1.5A für 100msec) reichen würden, wäre der Baustein eventuell eine Alternative zum Z0103. D.h. nur ein Chip pro Weiche.
Durch die optische Trennung würde ich auch keinen Einfluss auf den uC erwarten.
Wenn du beide (Digital)-Signale über ein Widerstandsnetzwerk (*) an den
Eingang des DSO hängst, kannst du dir einen 2-Bit DA-Wandler aufbauen,
so dass du die Zeitbeziehung der beiden Signale zueinander auch mit
einem 1-Kanal Gerät zu sehen bekommst.
(Widerstand parallel zum Eingang des DSO, Signale über
unterschiedliche Widerstände zuführen)
Könntest du das bitte genauer Beschreiben. Welche Größe sollten die Widerstände haben? Die eine Leitung vom DSO über Widerstand zu D2 und die andere Leitung vom DSO über Widerstand zu D3 und zwischen D2 und D3 noch ein Widerstand, richtig?
Wenn also 60V 0.5A (1.5A für 100msec) reichen würden
Ich glaube nicht. Ich habe den Widerstand einer Spule gemessen. 13,5 Ohm. An 16V AC liegen doch Peak 22,4V. 22,4/13,5=1,66A. Auch wenn eine Ansteuerung von unter 100mS reichen würde, finde ich das sehr knirsch. Oder rechne ich falsch?
Wo könnt man die Störung am wahrscheinlichsten messen?
Mit einer Antenne am Eingang des Oszilloskopes. Zum Beispiel einen
Hand-großen Ring Klingeldraht mit wenigen Windungen.
Also ich sehe da Schwankungen im Bereich von 0,5V. Aber nicht in Bezug auf das Schalten des Stellkörpers. Vielleicht interpretiere ich das auch nur falsch
Ich glaube nicht. Ich habe den Widerstand einer Spule gemessen. 13,5
Ohm. An 16V AC liegen doch Peak 22,4V. 22,4/13,5=1,66A. Auch wenn eine
Ansteuerung von unter 100mS reichen würde, finde ich das sehr knirsch.
Oder rechne ich falsch?
Noch einmal eine Frage zu der Methode mit dem Brückengleichrichter, die sehr weit oben vorgeschlagen wurde.
Darf ich mir das so vorstellen wie in der Angehangen Zeichnung?
Der AC Trafo darf hier nicht mit dem GND verbunden sein, richtig?
Braucht es einen Schutz zum abbauen der Induktivität? Parallel zum Mosfet (wohl eher nicht)?
Noch einmal eine Frage zu der Methode mit dem Brückengleichrichter, die
sehr weit oben vorgeschlagen wurde.
Darf ich mir das so vorstellen wie in der Angehangen Zeichnung?
Die Schaltung mit zwei Triacs muß funktionieren, wenn sie denn anständig aufgebaut wird. Das sind nicht irgendwelche dünnen Käbelchen, sondern eine saubere Versorgung des Nano und vor allem eine saubere Führung der Masse. Ich weiß auch, warum ich nicht mit Steckbrettchen spiele.
Die Weichen lassen sich doch sicherlich auch mit DC bedienen. Teste mal
mit 12V DC.
Ja, lassen sie. Das Problem ist aber das Metallische Gehäuse des Stellkörpers. Durch das einseitige Magnetfeld, magnetisiert das Gehäuse, und die Schaltsicherheit nimmt stark ab.
Ok, hätte jetzt gedacht, das der Bezug entsteht, da das GND vom Nano mit dem "-" des Brückengleichrichter besteht.
Laut Beitrag "Re: µC 5V -> Triac 16VAC schalten" sollte es funktionieren, oder nicht? Die Frage des Snubbers wäre dann auch beantwortet. Habe ich schlicht übersehen, sry.
hat sich doch alles erledigt, dilettantisch hingepfuscht.
Das war doch nur ein Test. Natürlich kommt das dann auf eine Leiterplatte. Vom Steckbrett ist es doch schon weg.
Was ich noch für ein unterschied, zwischen einem TRIAC und einem einfachen Schalter sehe. Beim TRIAC rutscht Stellantrieb über die Endlage hinaus. Er rutscht an das Ende (mechanisch) und durch den Schwung zurück. Bei einem Schalter/Taster, gibt es dieses Verhalten nicht. Kann es an den kurzen Pausen liegen, bis der TRIAC wieder zündet? Auch habe ich den Stellkörper mal aufgemacht. Die Leiterplatte, wo die Kontakte drüber rutschen, haben verbrutzelte Stellen. Habe ich so noch nicht bei früher, anderen geöffneten Stellkörpern gesehen. Könnte es daran liegen, das der TRIAC erst ab einem bestimmten Strom, nach dem Nulldurchgang zündet? Und somit ständig ein harter Stromübergang entsteht? Halt in 50Hz. Aber vermutlich reime ich mir da durch Unwissen zuviel zusammen.
Ich habe mir ein Glasfaserradierer zum säubern bestellt, und besorge mir nochmal ein neuen Stellkörper. Test mit dem Gleichrichter. Dann teste ich nochmals mit dem Triac, und schaue ob das Fehlverhalten, des nicht am Ende stehen bleibens, und des Kontaktbrands sich reproduzieren lassen.
Die Leiterplatte, wo die Kontakte drüber rutschen, haben verbrutzelte
Stellen. Habe ich so noch nicht bei früher, anderen geöffneten
Stellkörpern gesehen.
Dagegen helfen Snubber parallel zu den Spulen. Dafür ist allerdings wohl kein Platz in den Weichen.
Vielleicht ist es in deinem Fall ein Schaden durch die fehlerhafte Ansteuerung.
Könnte es daran liegen, das der TRIAC erst ab
einem bestimmten Strom, nach dem Nulldurchgang zündet? Und somit ständig
ein harter Stromübergang entsteht?
Nein. Wenn man bei der höhsten Spannung einschaltet ist der Strom sogar am geringstem. Beim Taster hast du zufällige Schaltpunkte, dafür sind die Weichen ausgelegt.
Beim Taster hast du zufällige Schaltpunkte, dafür sind
die Weichen ausgelegt.
Ja, aber einmalig (Oder wenn der Taster prellt, ein paar mal). Beim TRIAC gibt es ja in 50Hz jeweils zwei Schaltpunkte. Daher die Vermutung. Aber du wirst recht haben.
Die Weichen lassen sich doch sicherlich auch mit DC bedienen. Teste mal
mit 12V DC.
Ja, lassen sie. Das Problem ist aber das Metallische Gehäuse des
Stellkörpers. Durch das einseitige Magnetfeld, magnetisiert das Gehäuse,
und die Schaltsicherheit nimmt stark ab.
Muss man halt noch einen Kondensator parallel zur Spule schalten, gibt dann einen Schwingkreis zur Entmagnetisierung.
Da das "klacken" des Relais ja gleichzeitig mit dem "klacken" der
wesentlich lauteren Weichen erfolgt, wirst Du es wohl kaum hören.
Zumal Du für 1A ein recht kleines Relais nehmen kannst. Relaislö-
sungen haben den Vorteil, das man da kaum etwas falsch machen kann.
Da hast du natürlich Recht. Die störrigen Antriebe, erreichen aber
manchmal nicht richtig ihre Endlagen. Vermehrt zu sehen nach ihrem
Winterschlaf. Zu erkennen daran, das man bis jetzt mehrmals den Taster
drücken muss, das sie bis zu ihren Endlagen rutschen.
Mit dem µC könnte man ja, wenn die Endlage nicht erreicht ist, weitere
Impulse senden, begrenzt auf Anzahl.
Mit einem Relais würde man dann ein mehrfaches klacken hören, daher ein
störendes Geräusch.
Ich weiss nicht, an was für seltsamen Relais Du horchst, aber moderne
1Amp-Relais sind so leise, das man wirklich sein Ohr ranhalten muss,
um das Schaltgeräusch zu hören. Wenn ich in den folgenden Beiträgen so
sehe, was Du alles für Probleme mit der Ansteuerung durch Triacs hast,
so wären diese schlagartig weg, wenn Du stattdessen moderne Relais
verwendest. Wobei die 10% Spannungsverlust an den Triacs glaube ich
noch garnicht erwähnt wurden.
Der Triac schaltet ja nicht, wenn die Spannung am höchsten ist, oder?
Nee, tut er nicht. Ich wollte nur erklären wie sich das andere Extrem (gegenüber Schaltern im Nulldurchgang) auswirkt. Der Triac schaltet ein, wenn er am Gate angesteuert wird und zugleich die Spannung im Lastkreis > 2 Volt ist.
triac.png
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