Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leuchtstoffröhren schalten und entstören.


von dotm (Gast)


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Ahoi.
Ich bin mal so frei und komme mal wieder mit einer supergenerellen Frage 
die sicher schon tausend mal gestellt wurde, aber so richtig beantwortet 
wurde sie nicht.
Ich habe hier einen Prototypen einer Schaltung die Leuchtstoffröhren 
mittels Relais schaltet und danach den Leistungsfaktor berechnet.
Funktioniert alles, soweit so gut.
Vielleicht zunächst ein paar Infos, Schaltplan kann ich leider nicht 
anbieten:

Controller: STM32
Spannungssignal über Trafo abgesampelt.
Strom über Stromwandler (galvanisch getrennt)
Spannungsversorgung über AC-DC und danach Schaltregler.

Mein Prototypenaufbau besteht aus etlichen unterschiedlichen 
Leiterplatten mit kleinen Kabelchen dazwischen und einem LCD zum 
Informationen anzeigen (und zwar seriell angeschlossen via 
Schieberegister)

Wunderlicherweise geht der MCU sogar nichtmal in Reset wenn man einige 
LS-Röhren daneben andreht, das LCD_Display zeigt aber Käse an. War ja 
auch zu erwarten (bei den ganzen Drahterln).


Jetzt aber mach ich mir eine Leiterplatte für das alles.
Vorschriften und Normen sind fürs erste egal, funktionieren soll es. Was 
ich mich also frage:

- Welcher Natur sind denn die Störsignale von LS-Röhren und wie entgegne 
ich denen?
- Muss ich bei den Abmessungen der Leiterplatte etwas beachten? Evt 
Moden dämpfen?
- Das ganze kommt in ein Metallgehäuse. Soll das Metallgehäuse auf den 
Schutzleiter oder nicht? (again: Egal was die Vorschrift sagt!)
- Soll die Masse auf den Schutzleiter?
- Reichen herkömmliche Suppressordioden um Impulse abzufedern oder 
brauch ich da noch was schnelleres?

Vielleicht ein bisschen dreist da so zu fragen, ich gebe zu ich habe 
noch kein EMV-Buch komplett durchgelesen. Morgen werde ich mich 
diesbezüglich weiterbilden, heute ist es eindeutig zu heiss dafür.
Vielleicht bringt mich jemand netter auf den richtigen Weg? Meine 
Dankbarkeit wäre unendlich.

von dotm (Gast)


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Vielleicht noch zur Anmerkung: Bei den LS-Röhren kann ich nichts ändern. 
(Also z.B. ein Elektronisches Vorschaltgerät verwenden kommt nicht in 
Frage).

Und dann noch ein zweites: Ich habe Testweise MCU und LCD (und ein 
bisschen drumherum) mit Batterie betrieben, dennoch Spinnt das LCD wenn 
die Röhre startet. Ich gehe also davon aus, dass die Enstreuungen nicht 
als Spannungsspitzen in der Versorgung auftreten, oder zumindest auch 
anders.
Vermutlich werden sie in den 15cm Kabel eingestreut und sind dann weg 
wenn die Leiterbahnen auf der Leiterplatte sehr kurz sind.
Das ist aber nur eine Vermutung.
Da quält mich jetzt mein gefährliches Halbwissen bzg Resonanz bei 
rechteckigen Leiterplatten und Leiterbahnlängen. Unglaublich was man 
heute alles wissen muss...

von MaWin (Gast)


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> - Welcher Natur sind denn die Störsignale von LS-Röhren und wie entgegne
> ich denen?

Na es geht um's Zünden:

Zunächst fliesst durch Drossel, Heizwendeln und Starter ein durch die 
Drossel festgelegter Strom,.
Dann öffnet die Drossel, und wenn das zufällig im Strommaximum war, will 
der Strom weiterfliessen, und die Spannung steigt bis der Strom 
weiterfliessen kann. Das kann über 1000V ausmachen bevor die Röhre 
zündet. Es ist also für einen kurzen MOment
- der Strom von maximal auf 0 zurückgegangen,
- die Spannung von 0 auf 1000V gesteigeen
- der Strom von 0 auf maximal angestiegen
Klar stört das, sind ja rapide dU/dt und dI/dt.

Zur Entstörung hilft ein 'Funkentstör'-Kondensator am Eingang der 
Leuchtstoffröhre, an dem sich der Zündfunke abstützen kann, und eine 
'UKW'-Drossel vor diesem, mit der der hineinfliessende Strom geglättet 
wird, oder ein Netzfilter.

Für den uC gilt: Störfestes Netzteil, Platine so klein wie möglich und 
in einer Blechschachtel, die genau in der Mitte des Relais zu Ende ist, 
damit die gestörte Netzspannung draussen bleibt.

von dotm (Gast)


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MaWin schrieb:
> Für den uC gilt: Störfestes Netzteil, Platine so klein wie möglich und
> in einer Blechschachtel, die genau in der Mitte des Relais zu Ende ist,
> damit die gestörte Netzspannung draussen bleibt.

Demnach gehst du davon aus, dass die Störungen über das Netzkabel 
übertragen werden.
Ich habe folgende Beobachtung gemacht: Verlängerungskabel und die Röhre 
ein paar Meter weiter weg stellen, die Effekte verringern sich oder 
bleiben aus.

Deckt sich auch mit den Anmerkungen in meinem obigen Post (der zweite).
Also doch ein Elektromagnetisches Feld?
Achja: Die LS-Röhre(n) entstören ist keine Option, Ursachenbekämpfung 
kommt leider nicht in Frage.

von dotm (Gast)


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Zum Störsicheren Netzteil:
Für mich kommt leider nur genau ein Netzteil in Frage: RECOM-RAC 0.3
und zwar wegen der Temperaturfestigkeit.
Davor sitzt ein MOV, dahinter eine Suppressordiode.
Störspitzen an jeglichen MCU-Eingängen oder sonstigen Steuerleitungen 
werden also von eventuellen Schutzdioden in die Masse abgeleitet.
Da frag ich mich eben ob so schnell so viel Strom aufgenommen werden 
kann da der Innenwiderstand des Netzteils sekundärseitig ja nicht 
unendlich klein ist.
Deswegen ja auch meine Überlegung die Masse mit dem Schutzleiter zu 
verbinden. Ein Kondensator hat ja auch einen ESR, somit können 
allzukurze Transienten nicht ausgeglichen werden.
Meine Steuerleitungen haben bereits 100nF zur Masse und zwar 
Keramikmehrschicht, somit vom ESR fast optimal. Dennoch sehe ich am 
Oszilloskop die Störungen auf ebendiesen.
Fragt sich allerdings wie sehr ich meinen Tastköpfen trauen kann..

von MaWin (Gast)


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> > Für den uC gilt: Störfestes Netzteil, Platine so klein wie möglich und
> > in einer Blechschachtel, die genau in der Mitte des Relais zu Ende ist,
> > damit die gestörte Netzspannung draussen bleibt.

> Demnach gehst du davon aus, dass die Störungen über das Netzkabel
> übertragen werden.

Nein, dagegen würde die Blechdose nicht helfen, und auch der kleine 
Baufaktor. Beides ist gegen "Funkwellen" und "Antennenwirkung".

Aber natürlich kommen die Störungen auch leitungsgebunden rein, 
zumindest wenn keine meterlange Zuleitung existiert.

Dein RECOM hat keinerlei Entstörung. Ein Netzfilter bestehend auf 
Funkentstörkondensator und Gleichtaktdrossel zusätzlich zur Varistor und 
Sicherung des Datenblatts wäre schon mal ein Anfang.

von dotm (Gast)


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MaWin schrieb:
> Dein RECOM hat keinerlei Entstörung. Ein Netzfilter bestehend auf
> Funkentstörkondensator und Gleichtaktdrossel zusätzlich zur Varistor und
> Sicherung des Datenblatts wäre schon mal ein Anfang.

Ist schon so gut wie drin :)

von Marc P. (marcvonwindscooting)


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Klappferrite/Ringferrite um die Verbindungsleitungen??
Die wirken manchmal Wunder.

von dotm (Gast)


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Ab welchen Leiterbahnlängen soll ich denn Ferrite verwenden (also 
SMD-Ferrite) und welche?
Der präzise Ansatz wäre ja Resonanz der Leiterbahn und dann Dämpfung bis 
zur Schaltschwelle (bei bekannter Einstreuungsleistung).
Oder ist das komplett daneben? (kann gut sein!)
Wie machen das denn die Profis? Klingt nach enormen Rechenaufwand.

von dotm (Gast)


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Idee: Ferrite dort wo kurze Spannungsspitzen die Betriebssicherheit des 
Mikrocontrollercodes beeinflussen können (also Interruptauslösende 
Leitungen).

von dotm (Gast)


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Bump.
Dennoch:
Gehäuse an den Schutzleiter oder nicht?
Masse an den Schutzleiter oder nicht?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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dotm schrieb:
> Bump.
> Dennoch:
> Gehäuse an den Schutzleiter oder nicht?
> Masse an den Schutzleiter oder nicht?

Wenn, dann am besten über einen Widerstand so ca. 50 Ohm.

von dotm (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Wenn, dann am besten über einen Widerstand so ca. 50 Ohm

Warum der Widerstand? (nur fürs Verständnis.)

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