Mikrocontroller geeignete Ansteuerung eines elektrothermischen Stellantriebs - galvanisch getrennt

[Raptorte (Gast)]

Hallo,

ich muss die Ansteuerung eines elektrothermischen Stellantriebs für ein 
Dreiwege-Ventil ersetzen. Die bisherige Ansteuerung wurde mechanisch 
zerstört, Ersatz gibt es nicht mehr zu kaufen. Das Dreiwege-Ventil 
hingegen ist samt Stellantrieb noch voll funktionsfähig.

Die alte Ansteuerung erfolgte durch einen Thyristor mittels 
Unijunction-Transistor, betrieben an 220V~. Diese stellte also eine 
Halbwellen-Phasenanschnittsteuerung dar.

Die neue Regelung soll nun ein ATmega übernehmen. Gesucht ist also eine 
für Mikrocontroller geeignete Schaltung, die galvanisch getrennt an 
einen Port gehängt werden kann.

Meine Hauptsorge gilt dem Heizelement (4,7 kOhm) des verbliebenen alten 
Stellantriebs. Der darf nicht abrauchen, sonst is alles hin!

Ich habe mir nun verschiedene Varianten überlegt, um Ersatz zu schaffen:

1. mit Thyristor, und wie gehabt Halbwellen-Ansteuerung. Benötigt aber 
50Hz Synchronisation des Mikrocontrollers. Nicht ganz trivial, oder?

2. mit Triac und Zero-Cross-Optokoppler, der aber wegen Vollwellen 
höchstens 50% Leistung liefern darf,

3. mit Solid-State-Relais (ZeroCross), das Wellen-Pakete, ebenfalls mit 
höchstens 50% Leistung liefern darf.

Mir erscheinen die Lösungen 3 und 2 als am wenigsten aufwendig, bezogen 
auf den Schaltungsaufwand. Allerdings sehe ich die im Falle eines 
Fehlers drohende Zerstörung durch Überlastung gerade hier am größten. Um 
dies beurteilen zu können, fehlt mir die Erfahrung, daher die frage an 
euch:

Welche Lösung würdet ihr bevorzugen im Hinblick darauf, dass das 
Heizelement nicht überlastet werden kann?

[Floh (Gast)]

Diode in Reihe zum Element, dann kann nix passieren. :-)

[Hartmut W. (killozap)]

Die Halbwellen-Ansteuerung dürfte die finanziell günstigste Variante 
sein, die Synchronisation zur Echselspannung stelle ich mir dabei rel. 
einfach vor, eine Schlatung müsste den Nulldruchgang feststellen und 
dadruch einen Interrupt im Atmel auslösen. Was fpr Signale soll der 
Atmel denn liefern? Eine PWM?

Wie willst du das Heizelement überacchen? Ich hab mal eine 
Heizungssteuerung für ein Gesenk programmiert (aber mit Micro-Rechner), 
da hatte jedes Heizelement einen direkten Temperaturfühler, um nicht 
zerstört zu werden, die musste ich abfragen und darauf reagieren.

[Raptorte (Gast)]

Also finanziell ist kein Kriterium, sicher im Hinblick auf Abrauchen des 
Heizelements hingegen sehr.

Hardware-PWM wäre der erste naheliegende Gedanke gewesen, aber die Art 
der Schaltung ist ja noch nicht entschieden.

Das Heizelement war bisher nicht Temperatur-überwacht. Dies merke ich 
mir mal als Option.

[Raptorte (Gast)]

Hätte nicht gedacht, dass ich soo viele Antworten bekomme ...

Noch jemand mit einer Meinung zum Unterschied Halbwelle - Vollwelle - 
Wellenpaket?

[Udo S. (urschmitt)]

Raptorte schrieb:
> Noch jemand mit einer Meinung zum Unterschied Halbwelle - Vollwelle -
> Wellenpaket?

Keiner kennt dein Heizelement und dessen technische Daten.
Meinungen sind Meinungen und keine Tatsachen helfen dir also nix.
Wenn das Heizelement bisher nur mit einer Halbwelle betrieben wurde, 
dann mach es genauso, Floh hat dir ja wohl die einfachste aller Lösungen 
genannt!

[Harald W. (wilhelms)]

Raptorte schrieb:
> Hätte nicht gedacht, dass ich soo viele Antworten bekomme ...
>
> Noch jemand mit einer Meinung zum Unterschied Halbwelle - Vollwelle -
> Wellenpaket?

Die Halbwellensteuerung hat den grundsätzlichen Vorteil, das Du mit
einer Diode in Reihe (so wie bereits geschrieben) eine zusätzliche
Sicherung gegen eine zu hohe Leistung am Heizelement hast. Eine
Netztrennung kannst Du übrigens gut mit einem MOC3xxx-OK machen.
Gruss
Harald

[Raptorte (Gast)]

Udo Schmitt schrieb:
> Keiner kennt dein Heizelement und dessen technische Daten.

Na ja, die "kenn" ich auch nicht :-) ist ein uralt-Teil, eingebaut in 
einem Dreiwege-Ventil.

Die Wicklung hat 4k7. Was die Back-Box ohne Beschriftung am Platinenrand 
sein könnte ist ungewiss.

[Marcovaldo (Gast)]

Hallo,

Das Teil ist ein Landis&Gyr STB1.
(Erfahrungsgemäß brennt es bei Vollwellenansteuerung durch...)
Nichtmal ganz sicher daß eine ganze Halbwelle nicht bereits zuviel ist.

Ersetze sowas gerade durch ein SIEMENS SQS35 mit einem Aufsatz für die 
alten Mischventile (bei mir war ein Xi3r... verbaut)

LG,

   Marcovaldo