Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PIC Netzfrequenzmessung, meine Lösung.


von Andreas B. (biosniper)


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Ich wollte euch mal zeigen, wie ich die Netzfrequenz mit meinem PIC 
messe. Vielleicht kann das ja der Eine oder Andere gebrauchen.

Vom Gleichrichter (+) bzw. (bei mir) von einer einzelnen Diode (BA159) 
gehe ich zu einem Widerstand (330k/2W), der den Stromfluss begrenzen 
soll, nach diesem Widerstand schalte ich eine 15V TVS Diode (1,5KE15), 
die die Spannung auf 15V runterzieht. Da 15V für den PIC zu hoch sind 
kommt jetzt noch ein Spannungsteiler zum Einsatz (470k -> 270k; 0,1%) um 
auf maximal 5,5V zu begrenzen. Mit dem Mittelpunkt des Spannungsteiler 
gehe ich an einen Capture-Compare-PIN des PIC.

Die 15V TVS Diode (1,5KE15) nehme ich deshalb, weil sie nur 1µA 
Leckstrom aufweist. Eine 6,8 Volt (P6KE6,8) hat leider 1000µA.

Zur Messgenauigkeit:

Ich habe eben 20 Messungen (Berlin-Vattenfall) durchgeführt und als 
Ergebnis erhalten:

49,96 Hz (Standardabweichung: ±0,0010 Hz bzw. ±0,0020 %)

Die Genauigkeit finde ich schon erstaunlich, die Toleranz des Quarzes 
müsste hier allerdings noch berücksichtigt werden.

============================================

Eine Temperaturmessung mit UTI03 und PT100 (Class A) sieht so aus:

19,97 °C (Standardabweichung: ±0,0820 °C bzw. ±0,4050 %)

von Ben _. (burning_silicon)


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ATMEL kanns noch einfacher...

http://www.atmel.com/Images/doc2508.pdf

von Andreas B. (biosniper)


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Das kann man mit einem PIC dann genauso machen, der hat auch diese 
Schutzdioden, ich habe mich bloß nicht getraut das so zu machen, weil es 
ja um Netzspannung ging.
Ausserdem sind die internen Schutzdiode keine TVS Dioden und damit 
ziemlich langsam. Ich weiss nicht, ob dass dann so 100%ig sicher wäre.

Ich bin mit meiner Lösung zufrieden und werde das jetzt so lassen.

von Ben _. (burning_silicon)


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Wenn's dafür eine Application Note gibt ist sich Atmel einigermaßen 
sicher, daß es zuverlässig funktioniert. Die wollen bestimmt nicht mit 
hunderten Klagen zugeschüttet werden weil die danach aufgebauten 
Schaltungen ihrer Kunden regelmäßig den AVR zerblasen.

Die Pinschutz-Dioden der AVRs halte ich für allemal geeignet.
50Hz sind für einen derartigen Controller Gleichspannung.

von Dirk W. (Gast)


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Ben _ schrieb:
> ATMEL kanns noch einfacher...

... und zwar ohne galvanische Trennung, d.h. bei dieser Schaltung liegt 
die volle Netzspannung an. Solche Schaltungen sollte man nur aufbauen, 
wenn man genau weiß, was man tut!

von Ben _. (burning_silicon)


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Die hat sich der TE auch nicht geleistet... War also nicht gefordert.

von Falk B. (falk)


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@Andreas Bayer (biosniper)

>Schutzdioden, ich habe mich bloß nicht getraut das so zu machen, weil es
>ja um Netzspannung ging.

Das retten weder die Dioden noch deine TVS. Die fehlende [[Galvanische 
Trennung]] bleibt. Praktisch ist es aber dennoch sicher, denn in einem 
Phasenprüfer ist auch nicht mehr drin, 270k + 100V Glimmlampe.

>Ausserdem sind die internen Schutzdiode keine TVS Dioden und damit
>ziemlich langsam.

;-) Du hast ne Ahnung, wie schnell Dioden sind. Die sind so schnell, 
dass sie sogar 2kV ESD-Entladung über 150 Ohm aushalten.

>Ich bin mit meiner Lösung zufrieden und werde das jetzt so lassen.

Ich nicht. Denn dein 330K Widerstand ist offiziell nicht für 230V~ 
Spannungsbelastung gedacht, deshalb schaltet man dort zwei davon in 
Reihe. Ist auch besser bei Überspannungspulsen auf dem Netz.

Ergo: Zwei Widerstände a 560K in Reihe direkt an ein Controllerpin sind 
OK. 0,1% Widerstände braucht kein Mensch für sowas.

MfG
Falk

von Andreas B. (biosniper)


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Ich habe 0,1% genommen, weil ich nicht mit den Schutzdioden gerechnet 
habe.

Der 330k hält aber 500V aus.

von Andreas B. (biosniper)


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War gestern etwas perplex über den genannten Alternativvorschlag, 
deshalb hier noch einige Ergänzungen.

Ich war mir schon bewusst über das vorhandensein dieser Schutzdioden 
(vermutlich Zenerdioden) an den Eingängen des PIC. Aber ich habe aus 
leidvoller Erfahrung gelernt, dass diese Schutzdioden eventuell den Tot 
des Prozessors verhindern, aber nicht dessen Absturz.

Aus diesem Grund gibt es bei mir eine eherne Grundregel, die da lautet:

Niemals externe Leitungen direkt an einen Prozessor anschliessen, welche 
nicht durch eine Suppressordiode (P6KE6,8) abgesichert ist.
Wer Probleme mit Abstürzen hat, dem kann ich dies nur empfehlen.

Mit dieser Grundregel bin ich bisher sehr gut gefahren. Kostet zwar ein 
paar Cent mehr, aber dafür stürzt bei mir auch nichts mehr ab.

Ausserdem habe ich mit integrierten Schutzdioden, welche wohl 
üblicherweise sehr langsame Zenerdioden sind, sehr schlechte Erfahrungen 
gemacht.

Ich hatte mal einen FET mit integrierter Schutzdiode verbaut. Jedesmal 
wenn meine Funkenstrecke einen HV-Blitz erzeugte brannte das Ding sofort 
durch. Ich habe ewig rumprobiert, bis ich den Fehler fand. Eine separate 
TVS Diode direkt neben bzw. am FET hat das Problem gelöst.
Deshalb baue ich nicht auf integrierte Schutzdioden, schon gar nicht mit 
meterlangen Zuleitungen und Netzspannung.

Der Hinweis mit den 2000 V ESD ist zwar ganz lustig, aber eine 
elektrostatische Entladung führt trotzdem sofort zum Absturz des 
Prozessors.

von Heinz (Gast)


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Andreas Bayer schrieb:
> Der Hinweis mit den 2000 V ESD ist zwar ganz lustig, aber eine
> elektrostatische Entladung führt trotzdem sofort zum Absturz des
> Prozessors.

Wer so über Technik schreibt/redet diskreditiert sich selbst.

von Falk B. (falk)


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@  Andreas Bayer (biosniper)

>Niemals externe Leitungen direkt an einen Prozessor anschliessen, welche
>nicht durch eine Suppressordiode (P6KE6,8) abgesichert ist.
>Wer Probleme mit Abstürzen hat, dem kann ich dies nur empfehlen.

Das allein verhindert nur selten EMV-Probleme.

>Ausserdem habe ich mit integrierten Schutzdioden, welche wohl
>üblicherweise sehr langsame Zenerdioden sind,

Sie sind für 50 Hz allemal schnell genug. Ausserdem sind es meist 
normale Dioden gegen VCC.

>Ich hatte mal einen FET mit integrierter Schutzdiode verbaut.

Welchen? Wollen wir wetten, dass der nicht wirklich ne Schutzdiode 
hatte?

>wenn meine Funkenstrecke einen HV-Blitz erzeugte brannte das Ding sofort
>durch.

Nicht verwunderliches bei den diversen HV-Bastelein im INternet.

> Ich habe ewig rumprobiert, bis ich den Fehler fand. Eine separate
>TVS Diode direkt neben bzw. am FET hat das Problem gelöst.

Und deinen grundlegenden Fehler überdeckt.

>Deshalb baue ich nicht auf integrierte Schutzdioden, schon gar nicht mit
>meterlangen Zuleitungen und Netzspannung.

Die Netzspannung wird SEHR hochohmig eingekoppelt, da passiert so 
schnell gar nichts.

MFG
Falk

von Andreas B. (biosniper)


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TVS an allen externen Leitungen und fertig.

Wie was hochohmig ist interessiert mich nicht.

Wer externe lange Leitungen direkt an Prozessoren anschliesst, ohne 
Schutzdioden oder Optokoppler, der hat sowieso keine Ahnung.

Meine Methode zur Netzfrequenzmessung ist die einzig wahre und damit hat 
sich das Thema.

von Ben _. (burning_silicon)


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**LOOOOL**

Man könnte meinen der TE baut Schutzdioden und möchte gerne den Absatz 
erhöhen...

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Andreas Bayer schrieb:
> Meine Methode zur Netzfrequenzmessung ist die einzig wahre und damit hat
> sich das Thema.

Na dann...

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