Hey zusammen, Ich suche nach einer Lösung das Anlegen einer Netzspannung sicher zu detektieren. Anforderungen: -galvanische Trennung -schnelles detektieren <<1ms -geringe Leistungsaufnahme <300mW aus dem Netz -Netzspannungsbereich: 90-240V Mit einer Nulldruchgangserkennung ist die gewünschte Schnelligkeit nicht zu erreichen. Wenn die Netzspannung über einen Gleichrichter geführt wird und dann die positive Spannung hochohmig mit einem Komparator verglichen wird, werden auch Störungen detektiert. Gibt es andere Möglichkeiten dieses Problem zu lösen? Viele Grüße, Stefan
>Mit einer Nulldruchgangserkennung ist die gewünschte Schnelligkeit nicht >zu erreichen. Natürlich geht das. Bei z.B. einem Optokoppler ist die LED immer nur kurz links und rechts nebem dem Nulldurchgang aus. Den Rest der Zeit ist sie an. Also egal wo in der Sinuswelle du das Teil einstöpselst kann du sofort detektieren ob Spannung da ist. Nur halt die kurze Zeit um den Nullpunkt rum nicht.
holger schrieb: > Natürlich geht das. Bei z.B. einem Optokoppler ist die LED immer nur > kurz links und rechts nebem dem Nulldurchgang aus. Den Rest der Zeit > ist sie an. Also egal wo in der Sinuswelle du das Teil einstöpselst > kann du sofort detektieren ob Spannung da ist. Nur halt die kurze > Zeit um den Nullpunkt rum nicht. Du Sepp, er hat geschrieben dass für Ihn Stefan S. schrieb: > -Netzspannungsbereich: 90-240V Wie lange dauert es denn, wenn er genau im Nulldurchgang einsteckt bis die 90V erreicht sind? Und passt das mit der Aussage zusammen: Stefan S. schrieb: > -schnelles detektieren <<1ms Ja, es passt. Aber im Worst-Case dauert es halt 0.9ms bis der Sinus auf 90V ist. Und das auch nur bei einem idealen Sinus. Ein kleiner negativer Spike und das Ganze dauert nochmal deutlich länger.
Stefan S. schrieb: > Anforderungen: > -galvanische Trennung Geht. > -schnelles detektieren <<1ms Geht nicht. Und jedem, der nicht mit dem Klammerbeutel gepudert wurde, sollte sofort klar sein, warum das nicht geht und nicht gehen kann. Jedenfalls nicht zu jedem Zeitpunkt der Netzwechselspannung. > -geringe Leistungsaufnahme <300mW aus dem Netz Geht. > -Netzspannungsbereich: 90-240V Geht. > Mit einer Nulldruchgangserkennung ist die gewünschte Schnelligkeit nicht > zu erreichen. Ach?! Woran zum Teufel mag das wohl liegen... > Gibt es andere Möglichkeiten dieses Problem zu lösen? Nein. Denke über deine Anforderungen nach und mache sie SINNVOLL. Dann findet sich auch eine Lösung... Z.B.: (nur als Denkhilfe) würde es nicht vielleicht auch reichen, wenn nur absolute Momentanspannungen größer X V innerhalb <<1ms erkannt werden müssen, für kleinere Spannungen aber bis zu, sagen wie mal einen völlig zufälligen Wert (o;), 20ms Zeit wären... Mal abgesehen davon, daß sowas aus ganz praktischen Gründen sinnvoll wäre: es würde die Sache darüber hinaus sogar auch in unserem Universum REALISIERBAR machen...
Stefan S. schrieb: > Gibt es andere Möglichkeiten dieses Problem zu lösen? Ich setze jetzt mal einen µC mit ADC voraus. Mit einem ADC-Wandler den Netzeingang (über kleinen Netztrafo galv. getrennt) periodisch alle 500µsec vermessen. Detektieralgorithmus kann dann die SW machen...
Joachim K. schrieb: > Stefan S. schrieb: >> Gibt es andere Möglichkeiten dieses Problem zu lösen? > > Ich setze jetzt mal einen µC mit ADC voraus. Mit einem ADC-Wandler den > Netzeingang (über kleinen Netztrafo galv. getrennt) periodisch alle > 500µsec vermessen. Detektieralgorithmus kann dann die SW machen... Das würde noch am ehesten gehen. Über Extrapolation 2er Stützstellen.
>Wie lange dauert es denn, wenn er genau im Nulldurchgang einsteckt bis >die 90V erreicht sind? Solange muss er doch gar nicht warten. 90V * 1.414 = 127Vs Nach 10 Grad vom Nulldurchgang ist die Spannung schon auf sin(10) * 127V = 20V
Joachim K. schrieb: > Ich setze jetzt mal einen µC mit ADC voraus. Mit einem ADC-Wandler den > Netzeingang (über kleinen Netztrafo galv. getrennt) periodisch alle > 500µsec vermessen. Detektieralgorithmus kann dann die SW machen... Für die galvanische Trennung reicht ein einfacher Optokoppler, über den das Ausgangssignal geführt wird. Lass den µC doch mit der Netzspannung hin- und her tanzen, wie er möchte.
Wobei man die Frage auf 2 Arten lesen kann. Und die eine Art dreht sich auch um die Fragestellung: werden die 90V überhaupt erreicht?
>Und die eine Art dreht sich auch um die Fragestellung: werden die 90V >überhaupt erreicht? Oder auch: darf sie darunter noch funktionieren, bzw was ist wenn tatsächlich nur 20V anliegen? Wenn er auf >90V checken muss, muss er eine ganze Halbwelle abgrasen. Das sind dann 10ms.
holger schrieb: > Nach 10 Grad vom Nulldurchgang Genau. Er wollte aber "sehr viel schneller als 1ms". Und nun rechne noch mal für den Fall, dass er 5 Grad vor dem Nulldurchgang kontaktiert. Das wird knapp.
>Genau. Er wollte aber "sehr viel schneller als 1ms". Und nun rechne noch >mal für den Fall, dass er 5 Grad vor dem Nulldurchgang kontaktiert. Das >wird knapp. Guter Einwand. Ich würde sagen der TO sollte mal über seine Anforderungen und einige weitere bereits genannte Eckpunkte nachdenken;)
holger schrieb: > Ich würde sagen der TO sollte mal über > seine Anforderungen und einige weitere bereits genannte > Eckpunkte nachdenken; Da ist noch mehr undurchdacht: er will nicht nur innerhalb 1ms detektieren, es sollen auch noch Störungen ausgeschlossen werden. Gruss Reinhard
Georg G. schrieb: > holger schrieb: >> Nach 10 Grad vom Nulldurchgang > > Genau. Er wollte aber "sehr viel schneller als 1ms". Und nun rechne noch > mal für den Fall, dass er 5 Grad vor dem Nulldurchgang kontaktiert. Das > wird knapp. Nein. 1ms bei 50Hz sind 18°. Der worst case wäre also 9° vor dem Null- durchgang einzuschalten, wobei die anliegende Spannung spätestens 9° nach dem Nulldurchgang erkannt werden muß. Bei einer (ebenfalls worst case) Eingangsspannung von 90 V_eff sind das knapp 20V. Das sollte problemlos machbar sein. Ich würde sagen, selbst 10V sollten drin sein. Und natürlich kann man dafür die gleiche Schaltung wie für einen stink- normalen Nulldurchgangsdetektor verwenden. Denn der ist ja genau darauf getrimmt, den Bereich um den Nullpunkt möglichst genau zu treffen. Wenn man dessen Ausgangssignal invertiert, dann bedeutet es "es liegt Spannung an". Und die kurzen Nadeln für den Nulldurchgang filtert man einfach mit einem retriggerbaren Monoflop heraus. XL Edit: apropos Störungen. Bis zu einer bestimmten Leistung kann man die passiv herausfiltern. Danach halt nicht mehr. Pech gehabt. Andererseits ist es vielleicht gut, wenn hochenergetische Störungen genauso behandelt werden als würde da Netzspannung anliegen.
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Axel Schwenke schrieb: >> Genau. Er wollte aber "sehr viel schneller als 1ms". Und nun rechne noch >> mal für den Fall, dass er 5 Grad vor dem Nulldurchgang kontaktiert. Das >> wird knapp. > > Nein. 1ms bei 50Hz sind 18°. Der worst case wäre also 9° vor dem Null- > durchgang einzuschalten, wobei die anliegende Spannung spätestens 9° > nach dem Nulldurchgang erkannt werden muß. Bei einer (ebenfalls worst Das waere genau 1ms, gefordert war aber: Stefan S. schrieb: > Anforderungen: > -galvanische Trennung > -schnelles detektieren <<1ms Passt also nicht. Als erstes muessen sowieso die Zahlen fuer diese Forderung auf den Tisch: "<<1ms" - was heisst das konkret in Zahlen? wendelsberg
Fakt ist er muss seine Anforderungen genauer definierten! Die einen beziehen sich auf die 90V UND die Forderung nach einer Abschaltung sehr viel kleiner als 1ms. Was ich persönlich auch so verstehe, da er Netzspannung zwischen 90V und 240V definiert und im Titel eine Abschaltung dieser Netzspannung fordert. Wie schon Sepp schrieb halte ich dies für unrealistisch bis unmöglich. Wenn man nämlich bei genau -89V einschaltet dauert es schon 2x0.9ms Bis die +90V erreicht werden! ;-) Die anderen beziehen sich auf irgend eine Spannung, Hauptsache kleiner als 1ms. Das wäre ohne Probleme machbar.
runtastic schrieb: > Die anderen beziehen sich auf irgend eine Spannung, Hauptsache kleiner > als 1ms. Auch schwierig, weil die Forderung ja lautet <<1ms, das liest sich erstmal als 0.01ms bis max 0.1ms 0.1ms mag gerade noch gehen, 0.01ms sicher nicht. Also: was heisst <<1ms in Zahlen? wendelsberg
wendelsberg schrieb: > runtastic schrieb: >> Die anderen beziehen sich auf irgend eine Spannung, Hauptsache kleiner >> als 1ms. > > Auch schwierig, weil die Forderung ja lautet <<1ms, das liest sich > erstmal als 0.01ms bis max 0.1ms 0.1ms mag gerade noch gehen, 0.01ms > sicher nicht. > > Also: was heisst <<1ms in Zahlen? > > wendelsberg Ja, ich Stimme dir da voll und ganz zu. Aber das waren die beiden Verständnisse seither. Hab ja gesagt da fehlen Angaben.
wendelsberg schrieb: > Axel Schwenke schrieb: >>> Genau. Er wollte aber "sehr viel schneller als 1ms". Und nun rechne noch >>> mal für den Fall, dass er 5 Grad vor dem Nulldurchgang kontaktiert. Das >>> wird knapp. >> >> Nein. 1ms bei 50Hz sind 18°. Der worst case wäre also 9° vor dem Null- >> durchgang einzuschalten, wobei die anliegende Spannung spätestens 9° >> nach dem Nulldurchgang erkannt werden muß. Bei einer (ebenfalls worst > > Das waere genau 1ms, gefordert war aber: >> -schnelles detektieren <<1ms > > Passt also nicht. Du beliebst, Korinthen zu kacken? Der Vergleichsoperator << ist nicht exakt definiert. Die exakt 19.81V für +/-9° vom Nulldurchgang sollten wie gesagt problemlos knackbar sein. Mit 10V läge man bei pessimal 0.5ms Detektionszeit, das sollte absolut hinreichend sein. Wobei sich natürlich ohnehin die Sinnfrage stellt. Schutzkleinspannung geht bis 42V. Ein Abschaltkriterium "Momentanwert der Spannung <10V" ist überhaupt nicht begründbar und kann so eigentlich nur von einem Idioten kommen. Die korrekte Antwort wäre eine Watschen und/oder die Frage ob er vergessen hat seine Pillen zu nehmen. Merksatz: man sollte offensichtlich idiotischen Fragestellungen nicht mehr Aufmerksamkeit widmen, als unbedingt notwendig. XL
Hi, ich halte kleiner 1ms auf jeden fall für machbar, denke das auch 0,3 ohne Probleme umsetzbar wären und stelle die Frage: wie soll das Gerät energietechnisch versorgt werden? Ein paar mehr Details sind da schon noch hilfreich. Grüße Christian also grad nachgerechnet: 0,1ms wären wohl gerade noch so machbar.
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Axel Schwenke schrieb: > Merksatz: man sollte offensichtlich idiotischen Fragestellungen nicht > mehr Aufmerksamkeit widmen, als unbedingt notwendig. Wie wahr! wendelsberg
Vielen Dank für eure Hilfe und Denkanstöße. Die <<1ms sind so gedacht, dass ein Anlegen einer Netzspannung die zwischen 90V und 240V liegen kann möglichst unter 1ms detektiert wird. Axel Schwenke schrieb: > Nein. 1ms bei 50Hz sind 18°. Der worst case wäre also 9° vor dem Null- > durchgang einzuschalten, wobei die anliegende Spannung spätestens 9° > nach dem Nulldurchgang erkannt werden muß. Bei einer (ebenfalls worst > case) Eingangsspannung von 90 V_eff sind das knapp 20V. Das sollte > problemlos machbar sein. Ich würde sagen, selbst 10V sollten drin sein. > > Und natürlich kann man dafür die gleiche Schaltung wie für einen stink- > normalen Nulldurchgangsdetektor verwenden. Ein "stink normaler" Nulldurchgangsdetektor besteht für dich wohl aus einem bzw. zwei Optokopplern. Da ist dann die Verlustleistung sehr hoch wenn diese direkt aus der Netzspannung versorgt werden. z.B. P = 5mA*240V = 1,2W Der DIY von http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm gibt z.B. nicht das anlegen einer Netzspannung aus. Zusammengefasst muss also eine Schaltung her die einen 50Hz Bandpass enthält um Störungen auszufiltern und eine Spannung von +-10V erkennt. Das ganze mit möglichst geringer Leistungsaufnahme. Da zum ansteuern eines Optokopplers etwa 5mA benötigt werden und diese nur über sehr hohe Verlustleistung aus der Netzspannung bezogen werden können, wird eine externe Spannungsversorgung die auf Netzpotential liegen darf benötigt. Vorschlag: DC/DC Wandler für galvanisch getrennte Versorgungsspannung, Gleichrichter+Bandpass+Transistor+Optokoppler holger schrieb: > Oder auch: darf sie darunter noch funktionieren, bzw was ist > wenn tatsächlich nur 20V anliegen? Wenn er auf >90V checken > muss, muss er eine ganze Halbwelle abgrasen. Das sind dann 10ms. Das ist ein Problem, das sich wohl nicht in Hardware lösen lässt. Die Schaltung wird also auch bei einer Wechselspannung von +-10V auslösen(dann erst am Scheitelpunkt). Das lässt sich dann aber anschließend in Software lösen indem die Zeit ermittelt wird wie lange die Netzspannung detektiert wird. Falls diese zu gering ist, wird die Messung einfach verworfen und erst wenn sie entsprechend lang ist steht auch eine Spannung von >90V AC an. Wie hier öfters erläutert wurde, muss für die gewünschte Schnelligkeit und einer Sinusspannung von (worst case) 127V*sin(2*pi*50Hz*t)die Schwellenspannung in der die Netzspannung detektiert wird entsprechend klein sein.
Hallo, da sind weiterhin logische Widersprüche drin: Stefan S. schrieb: > wird eine externe Spannungsversorgung die auf Netzpotential > liegen darf benötigt. Was ist "die Netzspannung"? Wenn die Schaltung aus dem Netzanschluss versorgt wird, der detektiert werden soll, funktioniert sie aus offensichtlichen Gründen nicht. Stefan S. schrieb: > Zusammengefasst muss also eine Schaltung her die einen 50Hz Bandpass > enthält um Störungen auszufiltern Bei einem Einschaltvorgang ist das Filter wirkungslos oder hat unerwünschte Nebenwirkungen. Filtern kann man nur eine über mehrere Perioden anliegende Spannung. Stefan S. schrieb: > Falls diese > zu gering ist, wird die Messung einfach verworfen und erst wenn sie > entsprechend lang ist steht auch eine Spannung von >90V AC an. Wir wissen ja nicht, was das Ganze soll, aber normalerweise ist es unsinnig, Netzspannung schnell zu erkennen, wenn man erst zig ms später weiss, ob die Erkennung auch richtig ist/war. Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > Was ist "die Netzspannung"? Wenn die Schaltung aus dem Netzanschluss > versorgt wird, der detektiert werden soll, funktioniert sie aus > offensichtlichen Gründen nicht. Damit ist hier gemeint, dass eine externe Versorgungsspannung aus z.B. einem Labornetzteil die Schaltung zum detektieren der Netzspannung versorgt. Da diese aber verbunden werden muss mit dem Neutralleiter der Netzspannung um ein potential von +-10V zu detektieren geht hier die galvanische Trennung verloren. Setzt man ein DC/DC Wandler ein kann z.B. der µC direkt an der Versorgungsspannung aus dem Labornetzteil versorgt werden und die Ausgangsspannung des DC/DC Wandlers auf das Potential des Neutralleiters gelegt werden. Warum schreibe ich sonst "externe Versorgungsspannung"? Reinhard Kern schrieb: > Bei einem Einschaltvorgang ist das Filter wirkungslos oder hat > unerwünschte Nebenwirkungen. Filtern kann man nur eine über mehrere > Perioden anliegende Spannung. Ja und Nein. Soll eine Störung die viel hochfrequenter ist die Erkennungsschaltung nicht auslösen ist ein Bandpass sehr wohl von nutzen. Werden die Grenzfrequenzen auf z.B. 20Hz und 250Hz gesetzt dürfte es doch keine Beeinflussung bei der Erkennung der 50Hz Netzspannung geben. Reinhard Kern schrieb: > Wir wissen ja nicht, was das Ganze soll, aber normalerweise ist es > unsinnig, Netzspannung schnell zu erkennen, wenn man erst zig ms später > weiss, ob die Erkennung auch richtig ist/war. Richtig, im meinem Fall ist es nur wichtig den genauen Einschaltzeitpunkt festzuhalten für eine spätere Analyse. Mir fällt aber keine physikalische machbare Lösung ein für das Problem
> wenn man erst zig ms später weiss, ob die Erkennung
> auch richtig ist/war.
Er will es nicht total wissen, sondern nur im Ansatz.
Also nehme er sich Millimeterpapier und suche den günstigsten
Steigungsbereich.
Und der liegt immer unter <<1ms
Vorschlag schrieb: > Er will es nicht total wissen, sondern nur im Ansatz. > Also nehme er sich Millimeterpapier und suche den günstigsten > Steigungsbereich. > Und der liegt immer unter <<1ms Wie nicht total? Nur im Ansatz? Günstigster Steigungsbereich? Millimeterpapier? Die Anforderungen der Schaltung verstanden?
Stefan S. schrieb: > Werden die Grenzfrequenzen auf z.B. 20Hz und 250Hz gesetzt dürfte es > doch keine Beeinflussung bei der Erkennung der 50Hz Netzspannung geben. Wenn du ein Filter bauen kannst, das innerhalb 1 ms eine Frequenz von 50 Hz erkennt, veröffentliche es bitte, das ist von allgemeinem Interesse. Im Einschaltmoment wirkt nichts als die Begrenzung der Anstiegsgeschwindigkeit, und die macht dir die 1ms-Erkennung kaputt. Gruss Reinhard
Stefan S. schrieb: > Damit ist hier gemeint, dass eine externe Versorgungsspannung aus z.B. > einem Labornetzteil Immerhin was neues, jetzt wissen wir, dass es um eine Laboreinrichtung geht und nicht um etwas für ein Seriengerät. Gruss Reinhard
Hallo Stefan, wieviel Geld hast du dafür eingeplant? Deine Anforderungen sind grundsätzlich umsetzbar, sollte eine Erkennung von 50Hz erfolgen ist das aber natürlich noch eine andere Anforderung. Grüße Christian
Reinhard Kern schrieb: > Im Einschaltmoment wirkt nichts als die Begrenzung der > Anstiegsgeschwindigkeit, und die macht dir die 1ms-Erkennung kaputt. Danke, habs schnell simuliert und es geht wirklich nicht so einfach, logisch^^ ;) Filter müsste immer mit mindestend der slew rate von 0,04 V/µs(90V AC 50Hz) mithalten Christian B. schrieb: > wieviel Geld hast du dafür eingeplant? Geld spielt erstmal keine große Rolle, es geht um einen Prototyp auf dem Labortisch daheim. Der Schaltungsteil wird an einem Interrupteingang eines µC ATmega644A angeschlossen und ausgewertet.
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