Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 230V an Optokoppler, die n'te ;)


von Dominik009 (Gast)


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Hallo Zusammen,
nachdem ich schon lange Zeit hier im Forum mitlese und mir Informationen 
zusammensuche, habe ich nun ein Problem auf das ich keine Lösung finde.

Ich möchte einen Optokoppler ohne viel Strom zu verbrauchen an 220V AC 
anschließen, um so zu prüfen, ob ein Verbraucher geschaltet ist/mit 
Spannung versorgt wird.

Ich habe mir im Netz eine Schaltung rausgesucht, die m.M.n. sehr 
vernünftig ausschaut. Vor dem Aufbau simuliere ich die Schaltungen immer 
mit MultiSim, was bisher auch immer gut funktioniert hat.

Nur diese Schaltung will irgendwie nicht laufen. Habe hinter der 
Optokoppler einfach eine 5V Lampe an 5V (gehen durch den Optokoppler) 
geschaltet um zu prüfen ob der Optokoppler schaltet.

Ich nehme an das die Spannung für den Optokoppler (siehe Oszi) einfach 
nicht ausreicht, oder wie seht ihr das, bzw. wie kann ich es beheben?

Und ja mir ist klar das in der Schaltung mit Netzspannung gearbeitet 
wird. Sie wird auf einer geätzten Platine aufgebaut, in ein geschossenes 
Gehäuse eingebaut und beim ersten Test an einen Trenntrafo 
angeschlossen. Mir ist ebenfalls klar, das Bauteile (Kondensatoren) nach 
dem abstecken vom Netz immernoch Spannung führen können, daher vorher 
kurzschließen (über einen großen Widerstand)

Gruß Dominik

von MaWin (Gast)


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> Ich habe mir im Netz eine Schaltung rausgesucht, die m.M.n. sehr
> vernünftig ausschaut.

Ist sie aber nicht.

Die Spannung an C2 steigt bei abgeschaltetem Optokoppler ins 
unermessliche.

Die dse FAQ schlägt vor:


http://www.atmel.com/ AppNote AVR182 "Zero Cross Detector"
http://www.microchip.com/ AN521 "Interfacing to AC Power Lines"

Wenig Bauteilaufwand und wenig Verlust am Vorwiderstand (0.325W) 
benötigt
diese Schaltung, deren Ausgang aber nicht gleich nach dem Nulldurchgang
einschaltet, sondern später. Man muss programmtechnisch die Mitte des 
(HI/LO)
Impulses rausfinden um den Zeitpunkt des 
(Spannungsmaximum/Nulldurchgang) zu
erfahren mit dem Wechselspannungs-Optokoppler PC/KB/LTV 814/824/844.
<pre>
 230V~     +----+
  o--330k--|A  C|---------- +5V
  o--------|K  E|--+------- out (an Eingang von uC)
           +----+  +--10k-- GND
</pre>
Mit einem Kondensatornetzteil, welches Dank Phasenverschiebung einen 
Elko
rechtzeitig aufgeladen hat, kann ein MOSFET die LED exakt synchron zur 
Phase
einschalten, hier für ca. 1mA LED-Strom dimensioniert:
<pre>
             +-4M7-+
             |     | 1N4148
   +----+-1k-+-22n-+-|>|-+-1k-+
   |    |          |     |    |
   |  470k         |     |   LED des Optokopplers
   o    |          |     |    |
 230V~  +----------(-----(---|I MOSFET (z.B. BS170)
   o    |          |     | +  |S
   |  ZD5V1      ZD5V1  10uF  |
   |    |          |     |    |
   +----+----------+-----+----+
</pre>
Mit nur 50mW viel weniger Energie benötigt eine Schaltung die nur exakt 
im
Nulldurchgang die LED des Optokopplers für 100us einschaltet:
<pre>
  +---+-----|>|--+--2M2--+----------------+
  |   |          |       |           LED  |
  |   |  +--|>|--+---+  100k +--2k2--|<|--+
  |   |  |           |   |   |            |
  o   |  |          4M7  +--|<  2*2N3904  |
230V~ |  | 1N4007    |   |   |E           |
  o   |  |           +--|<   |      +-----+
  |   |  |           |   |E  |      |     |
  |   +--(--|<|--+  470k |   |     ZD12  47nF
  |      |       |   |   |   |      |     |
  +------+--|<|--+---+---+---+------+-----+
</pre>
oder man nimmt http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm (man sagt die 
würde
dem Impuls 1msec vor dem Nulldurchgang liefern und nicht stabil) oder
http://www.edn.com/design/analog/4368740/Mains-driven-zero-crossing-detector-uses-only-a-few-high-voltage-parts

von hinz (Gast)


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So wie das dimensioniert hast fließen durch die LED etwa 3mA. Der 
Optokoppler hat ein CTR von typisch 150%, also können am Phototransistor 
nur 4,5mA fließen. Ist halt etwas wenig für einen Glühlampe mit einem 
Nennstrom von 200mA.

von Dominik009 (Gast)


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Hallo,

ersmal vielen dank für die schnelle Hilfe. Mit der Glühlampe habt ihr 
recht, kann ja nicht gehen, werd die gleich mal löschen.

Nulldurchgang interesiert mich eigentlich momentan nicht (und ist zu 
aufwändig, aber trozdem vielen dank für den interesanten Tipp). Ich muss 
nur wissen ob der Verbraucher Spannung bekommt (mein Relais hat 
geschaltet) oder halt nicht.

Wenn man einen Wechselspannungs-Optokoppler benutzt, welcher Typ ist da 
am besten geeignet (PC/KB/LTV 814/824/844)?


Weil wenn die Schaltung mit C2 ist ja nicht so doll, wobei ich den 
Optokoppler ja nur abschalte, wenn auch keine Netzspannung mehr anliegt.

Gruß Dominik

von Dominik009 (Gast)


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Hi,
so ich hab die Glühlampe rausgemacht und nun liegen 4,95V (von 5,00V) 
an. Damit kann ich jetzt in den AtMega gehen.

Wie ist das den jetzt mit C2, da muss ich doch was ändern, oder?

Und ist es ratsam einen 2te Optokoppler zu nutzen (also 2 Optokoppler 
hintereinander), eigentlich nicht, oder?

Viele Grüße
Dominik

von Dietrich L. (dietrichl)


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MaWin schrieb:
> Die Spannung an C2 steigt bei abgeschaltetem Optokoppler ins
> unermessliche.

Aber  Dominik009 will ja den Optokoppler gar nicht abschalten. Er will 
nur erkennen, ob 230V anliegen. Unter den Bedingungen ist die 
Schaltungen nicht soooo schlecht...

von Dietrich L. (dietrichl)


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Dominik009 schrieb:
> so ich hab die Glühlampe rausgemacht

Aber stattdessen eine Widerstand von ein paar Kiloohm eingebaut? Ohne 
den wird der ATmega bei abgeschalteten 230V keine "0" sehen.

Gruß Dietrich

von Dominik009 (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Dominik009 schrieb:
>> so ich hab die Glühlampe rausgemacht
>
> Aber stattdessen eine Widerstand von ein paar Kiloohm eingebaut? Ohne
> den wird der ATmega bei abgeschalteten 230V keine "0" sehen.
>
> Gruß Dietrich

Danke dier Dietrich,

jop hab jetzt anstelle der Lampe nen 10k Widerstand drinnen. Jetzt hab 
ich 4,8V an liegen (bei abgeschalteter Spannung 131nV). Das sollte der 
Mega doch packen.

Wie viel Spannung braucht der CNY17-3 (oder sollte ich besser einen 
anderen nehmen) eigentlich mindestens? Laut simulation hätte er 1,0xxV, 
im Datenblatt steht aber das er 1,25V braucht. Reichen bei mir Spannung 
und Stromfluss aus?


Viele Grüße Dominik

von hinz (Gast)


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Dominik009 schrieb:
> Wie viel Spannung braucht der CNY17-3 (oder sollte ich besser einen
> anderen nehmen) eigentlich mindestens? Laut simulation hätte er 1,0xxV,
> im Datenblatt steht aber das er 1,25V braucht. Reichen bei mir Spannung
> und Stromfluss aus?

Entscheidend ist der Strom, und dass sich bei 3mA nur etwas mehr als 1V 
Flussspannung ergibt ist völlig normal. Für deine Anwendung könntest du 
den Kondensator von 100nF auf 33nF verkleinern, und für den Elko würden 
10uF reichen.

von spontan (Gast)


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>bei abgeschalteter Spannung 131nV

YMMD

von Rainer M. (elespanol)


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Ich habe mich nun auch etwas eingelesen in das Thema und die 
verschiedenen Schaltungen angeschaut, auch alle Warnungen ;-)

Ich dachte ich poste mal mein Ergebnis, dass andere vielleicht auch was 
davon haben oder ich korrigiert werde, wenn ich ganz falsch liege.

Ich habe dann einfach aus einer alten LED-Birne die Vorschaltelektronik 
ausgebaut und vermessen, wieviel Stom und welche Spannung es bei der 
jeweilige Last bringt. Immer 3 mA, Spannung variiert. Also genau so wie 
erwarten und wie es sein soll. Flugs davon 2 auf eine Platine, OK mit 
Kontroll-Led in Serie dahinter und in ein Plastikgehäuse eingebaut. 
Funktioniert perfekt. Ist aufgebaut mit RC-Glied, 4 1N4007, 4,7 uF Elko, 
div. Widerstände, eben ähnlich wie div. Schaltpläne, die im Inet 
kursieren.
Momentan für 2 Kanäle, aber für 4 vorgesehen.

von Mike (Gast)


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Dominik009 schrieb:
> ... (bei abgeschalteter Spannung 131nV) ...

Mit was für einem (Wunder-)Instrument willst du das gemessen haben?

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