Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wechselspannungsverbraucher über uC steuern


von M. D. (martin_d57)


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Hallo zusammen,

da ich gerade an einem Punkt gekommen bin, ab dem ich mir nicht ganz 
sicher bin, welche Vorgehensweise die richtige ist, wollte ich meine 
Frage hier in die Runde stellen. Für Vorschläge wäre ich sehr dankbar!

Ich möchte mit meinem Mikrocontroller (Pin-Spannung: 5 VDC, Pin-Strom: 
40mA) einen Wechselspannungsverbraucher so schalten, dass die Spannung, 
die an ihm anliegt variabel ist. Der Spannungsbereich des Verbrauchers 
beträgt 0...100 VAC bei 50 Hz. Die Frequenz darf nicht geändert werden, 
sonst kommt es zu unerwünschten Effekten. Ein Netzteil, welches die 
benötigte Spannung bereitstellt, habe ich schon besorgt. Auf der Seite 
des Steuerstromkreises möchte ich die Änderung in der Amplitude über ein 
PWM-Signal erzeugen. Die Frage ist, wie ich die Kopplung zwischen 
Steuer- und Laststromkreis am sinnvollsten mache. Der Verbraucher ist 
recht träge, d.h. dass geringere Schaltfrequenzen nicht wahrnehmbar 
sind. Was für ein Bauteil würdet ihr mir bei solcher einen Anwendung 
empfehlen?

von troff (Gast)


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Martin D. schrieb:
> Was für ein Bauteil würdet ihr mir bei solcher einen Anwendung
> empfehlen?

Einen Optokoppler

von Maddin (Gast)


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Um was für einen Verbraucher handelt es sich konkret?
Was für ein Netzteil hast du bereits besorgt? (DC?,AC?,?)

von Maddin (Gast)


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und natürlich: wie groß ist die Leistungsaufnahme deines Verbrauchers

von troff (Gast)


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@ Maddin

Es wurde nicht nach dem Stellglied gefragt, sondern nach dem 
Koppelglied.

von M. D. (martin_d57)


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Das Netzteil transfomiert 12 V Gleichspannung auf 100VAC/50Hz. Die 
Leistungsaufnahme ist sehr gering - wenige mA.

von Maddin (Gast)


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troff schrieb:
> @ Maddin
>
> Es wurde nicht nach dem Stellglied gefragt, sondern nach dem
> Koppelglied.

Drum stell ich ein paar Fragen zum Stellglied.
Also: wie sieht das bei dir aus, M.D.?
Ich schätze irgendwie, dass das noch gar nicht vorhanden ist, oder?

von M. D. (martin_d57)


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Oktokoppler bei AC?

von Düsendieb (Gast)


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M. D. schrieb:
> Oktokoppler bei AC?

Du hast schließlich gefragt, wie Du den Controller an des Netzteil mit 
variabler Spannung koppeln kannst.

Wahrscheinlich hast Du aber ein Netzteil mit feste Spannung und braucht 
irgend ein Stellglied, das die Spannung reduziert. Das hast du aber 
nicht gefragt

von Maddin (Gast)


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um das ganze einfach mal zu beschleunigen:
UM WAS FÜR EINEN VERBRAUCHER HANDELT ES SICH?

von Düsendieb (Gast)


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M. D. schrieb:
> Der Spannungsbereich des Verbrauchers
> beträgt 0...100 VAC bei 50 Hz. Die Frequenz darf nicht geändert werden,
> sonst kommt es zu unerwünschten Effekten.


Was ist das für ein Verbraucher?
Was sind das für Effekte?
Warum muss der Verbraucher aus 12V gespeist werden?
Welche Leistung /welchen Widerstand hat der Verbraucher?

von Broban (Gast)


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Maddin schrieb:

> um das ganze einfach mal zu beschleunigen:
> UM WAS FÜR EINEN VERBRAUCHER HANDELT ES SICH?

Aus den Beiträgen entnehme ich, dass eine einstellbare 
Wechselspannungsquelle (0 - 100 V @ z. B. 10 mA) benötigt wird. Ganz 
einfach.

von Maddin (Gast)


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@ Broban
Ganz so einfach wird es dann vllt doch nicht. Denn ich bezweifle noch, 
ob das, was M.D. wirklich braucht auch tatsächlich das ist, wonach er zu 
fragen versucht.

von Broban (Gast)


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Maddin schrieb:

> @ Broban

> Ganz so einfach wird es dann vllt doch nicht. Denn ich bezweifle noch,
> ob das, was M.D. wirklich braucht auch tatsächlich das ist, wonach er zu
> fragen versucht.

Denke, dass ich nicht völlig danebenliege:

>> Der Spannungsbereich des Verbrauchers beträgt 0...100 VAC bei 50 Hz.

>> Die Leistungsaufnahme ist sehr gering - wenige mA.

von M. D. (martin_d57)


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Um das nochmals zu verdeutlichen:

Quelle:

1) Es handelt sich um eine Festspannungsquelle, die in Form eines 
Transformators hergegeben ist. Dieser liefert die gewünschte Spannung 
von 100V/50Hz (fester Wert), die von einer 12V Gleichspannung 
hochtransformiert wird.

Verbraucher:

1) Der Verbraucher ist eine Folie, deren Transparenzgrad durch Änderung 
der Amplitude der Wechselspannung gesteuert werden kann.
2) Unter "Effekte" soll verstanden verden, dass die Funktionsweise der 
Folie bei anderen Frequenzen als die oben angegebene gestört wird.
3) Die Leistungsaufnahme der Folie ist sehr gering - 1,1W/m^2.
4) Es ist beim ersten Test beim verbraucher (mit einem Spannungsteiler) 
eine große Trägheit festgestellt worden.

Aufgabe:

Eine Möglichkeit zu finden, die Spannungsamplitude im Laststromkreis 
über den Steuerstromkreis zu variieren. Im Endeffekt ist es nicht 
anderes als eine Dimmerschaltung. Bei der Suche nach Information habe 
ich festgestellt, dass bei solchen Anwendungen entweder Relais benutzt 
werden (die unschöne variante) oder es wird eine 
Phasenanschnittsteuerung über Thyristoren oder TRIACs realisisert.
Bei der zweiten Variante treten realtiv viele Störungen auf, die ins 
Netz nicht zurückgeführt werden dürfen. Eine TRAIC-Schaltung mit 
Entstörungsschaltung besteht aus mehreren Bauteilen und ist recht 
aufwendig aufzubauen. Da ich auch nicht nur eine Folie, sondern 10 Stück 
steuern möchte, wird am Ende eine fette Schaltung herauskommen. Außerdem 
steuert man die Zündvorgänge der Thyristoren in der 
Phasenanschnittsteuerung über ein Poti, welches schlecht über einen uC 
gesteuert werden kann.

von troff (Gast)


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Suche Dir geeignete Endstufen aus dem Audio-Bereich. Die dafür 
benötigten Eingangssignale kannst Du mittels D/A-Wandlern (incl. 
nachgeschaltetem Filter) mit Deinem µC erzeugen.
Ich denke, preiswerter und schneller als mit diesen Komponenten wirst Du 
es sonst kaum realisiert bekommen. Es sie denn, es gibt für die Folie 
schon spezielle fertige Treiber.

von Maddin (Gast)


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M. D. schrieb:
> Eine Möglichkeit zu finden, die Spannungsamplitude im Laststromkreis
> über den Steuerstromkreis zu variieren. Im Endeffekt ist es nicht
> anderes als eine Dimmerschaltung.

eben nicht! Herkömmliche Dimmerschaltungen arbeiten mit 
Phasenanschnittsteuerungen, eben weil sie zum Dimmen von Lampen gedacht 
sind. Mit Modulation der der Spannungsamplitude hat das nix zu tun. Da 
du dich ja schon damit beschäftigt hast, solltest du das eigentlich 
wissen.

Wie verhält sich denn deine Folie bei Phasenanschnittsteuerung? oder 
Phasenabschnittsteuerung?
Das Entstörfilter dürfte doch bei den geringen Strömen recht klein 
ausfallen.

Im übrigen kann man Potis auch durch Schaltkreise ersetzen, die sich 
Digital-Potis nennen und über SPI oder I2C beschreibbar sind.

@ Troff
wie bescheuert ist das denn? geeignete Audioendstufen mit einem 
ausgangseitigen Spannungshub von +-140V sind riesige Klopper und können 
einige KW liefern  -> teuer, total überdimensioniert.

allerhöchstens n kleinen Audioverstärker mit geeigneten Transformtor am 
Ausgang.

von Route_66 (Gast)


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Maddin schrieb:
> @ Troff
> wie bescheuert ist das denn? geeignete Audioendstufen mit einem
> ausgangseitigen Spannungshub von +-140V sind riesige Klopper und können
> einige KW liefern  -> teuer, total überdimensioniert.
>
> allerhöchstens n kleinen Audioverstärker mit geeigneten Transformtor am
> Ausgang.

Ja, denn den Trafo hat er schon, der aus 12 V die 100 V 
hochtransformiert.

von troff (Gast)


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Maddin schrieb:
> wie bescheuert ist das denn?

dann such mal unter ELA 100V

von AC (Gast)


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Bei 50Hz braucht es keinen ELA Trafo, da tut es jeder andere auch. Kann 
von jeder Popel Endstufe deren Betriebspanung variabel einstellbar ist 
angesteuert werden.
Die stückchenweise Infos nerven einfach (ein Schaltplan mit den 
Elementen, gewünschten E/A Signalen usw. ist wieder zuviel), ==> keine 
Lust mehr.

von M. D. (martin_d57)


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Hallo zusammen,

ich habe mich für eine unkompliziertere Schaltung über Spannungsteiler 
entschieden. Zwar ermöglicht diese keine stufenlose Verstellung, wird 
aber aufgrund der Trägheit der Folie nicht sichtbar.

Ich bedanke mich für eure Beiträge!

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