Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik µC ein paar Sekunden per Kondensator betreiben - möglich?


von Martin S. (martin_s85)


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Hallo,

ich hab mal vor langer Zeit mal eine Mechatronik-Schule besucht, 
anschließend dann aber Physik studiert (bin also mit Elektronik nicht 
ganz so fit).

Ich habe eine grundsätzliche Frage zur Machbarkeit einer Idee von mir: 
Angenommen man will z.B. eine Jalousie per Getriebemotor hoch- und 
runterfahren, hat in jenem Raum aber nichts außer einen Lichtschalter 
und ne Lampe (Glühbirne) an der Decke.

Könnte man von der Lampe Phase und Neutralleiter anzapfen, um damit 
einen µC zu betreiben?

Und zwar so: Dass, wenn man das Licht einschaltet, auch der µC 
einsatzbereit wird, und gleichzeitig Kondensatoren auf die 
Betriebsspannung des µC geladen werden.

Nun möchte man z.B. die Jalousie herunterfahren, was man dem µC mit 
einem 
"Lichtschalter_aus/Lichtschalter_an/Lichtschalter_aus/Lichtschalter_an"- 
Signal  mitteilt. => der µC sollte als in jener Zeit, in welcher die 
AC-Versorgung weg ist, trotzdem weiterlaufen (durch Strom aus den 
Kondensatoren) und gleichzeitig auch das "Steuersignal" (also die 
AC-Leitung) abtasten. Wenn dann das (EIN)-Aus-Ein-Aus-Ein erkannt wurde, 
dann würde der µC den Getriebemotor in Bewegung setzen (und bei 
Ansprechen eines Endschalters wieder abschalten).

Dann ist die Jalousie herunten und man kann das Licht ausschalten.

Zum Hochfahren der Jalousie wäre der umgekehrte Weg nötig. Zuerst Licht 
ein (sodass µC läuft), dann Signal per Lichtschalter geben und der 
Getriebemotor fährt (bei eingeschaltetem Licht die Jalousie hoch). 
Danach kann das Licht wieder ausgeschalten werden.

=> ließe sich sowas realisieren?

Vielen Dank für eure Antworten!

Lg, Martin

von Uwe B. (uwe_beis)


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Spontan würde ich sagen: "Ja, kein Problem", aber bevor ich überhaupt 
genau lese: Aus welcher Energiequelle soll den der Jalousie-Motor 
betrieben werden?

Uwe

von Martin S. (martin_s85)


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Der Getriebemotor sollte auch aus der Lampenleitung versorgt werden. Am 
besten ein Getriebemotor mit 230V, um Schaltnetzteil oder Trafo zu 
vermeiden...

von Janosch (Gast)


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Wo isn da die Frage? Du hast 230V AC, also nimm einen Widerstand, eine 
Diode, einen Kondensator und eine Z-Diode und fertig ist dein 
"Netzteil".
Galvanische Trennung wird eh überbewertet. =D

von Janosch (Gast)


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Die Z-Diode ist eigentlich auch eher was für Paranoide. Überspannung 
leitet man über die Schutzdioden des µC ab. So arbeiten nur knallharte 
Profis!

von Janosch (Gast)


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(Letzteres ist übrigens kein Witz, auch wenns arg sarkastisch klingt. 
Gibt sogar eine App Note dafür.)

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wenn der Microcontroller in der Zeit ohne Stromversorgung keinen 
"Hochstromverbraucher" wie z.B. eine LED versorgen muss, kann man bei 
aktuellen Microcontrollern locker eine Stromaufnahme von 1mA oder 
weniger realisieren, ggf. sogar bis in den Bereich von 1uA.

Zeitspannen im Sekundenbereich lassen sich dann auch mit einigermaßen 
kompakten Kondensatoren überbrücken. Sinnvollerweise sollte man diese 
aber nicht direkt an der Versorgungsspannung des uC platzieren, sondern 
am Eingang des entsprechenden Spannungsreglers. Bei einem einfachen 
Linearregler dürfte die Eingangsspannung dann ohne Probleme von z.B. 20V 
auf 8V abfallen, ohne dass die uC etwas davon mitbekommt. Die Erkennung, 
ob er überhaupt versorgt wird, sollte vorzugsweise auf der AC-Seite, 
d.h. vor dem Gleichrichter erfolgen.

Eigentlich spräche sogar wenig gegen ein Kondensatornetzteil ohne 
galvanische Trennung. So etwas sollte man aber als Anfänger tunlichst 
sein lassen, insbesondere auch dann, wenn man noch seinen 
JTAG/ISP/...-Programmierschniepel ohne galvanische Trennung an den 
Microcontroller hängen will oder muss.

Bei der Auswahl der Komponenten (Relais oder SSR) für den Rolladenmotor 
musst du bedenken, dass hierbei deutlich höhere Spannungen als 230V 
auftreten können, d.h. rund 400V.

von Janosch (Gast)


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Für Extremsportler:

230VAC -> Diode (High end Gleichrichter) -> 1M -> Kerko -> uC, am besten 
in einen IO Pin. Da leitet es direkt nach VCC und die LED blinkt.

Für sowas banales brauchts ja nichtmal einen Schaltplan.

von Janosch (Gast)


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Ach und alles hinter den 1M kannst du sogar gefahrlos anfassen. Mehr als 
230uA avg fliessen da nicht. Es sei denn, er ist kaputt :D

von Gerd E. (robberknight)


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Martin S. schrieb:
> "Lichtschalter_aus/Lichtschalter_an/Lichtschalter_aus/Lichtschalter_an"-

Denk dran daß die meisten heutigen Leuchtmittel (LED oder 
Energiesparlampe) weniger von der Leuchtzeit begrenzt sind, sondern eher 
von der Anzahl der Schaltvorgänge. Damit werden Dir die Leuchtmittel 
also viel schneller sterben als normal.

Nimm besser nen kleinen Funkschalter oder sowas wenn Du kein extra Kabel 
zum Motor ziehen willst.

> => ließe sich sowas realisieren?

grundsätzlich wäre sowas möglich. Einfach einen etwas dickeren 
Kondensator vor den µC setzen.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Bei der kurzzeitigen Stromversorgung eines µCs sehe ich auch kein 
Problem. Bei manchem Steckernetzteil, das man kaufen kann, leuchtet die 
grüne LED noch lange nach Trennen von der Spannungsversorgung nach.

Wenn du fit bist in µC-Entwicklung, die Hard-und Software dafür kennst 
und die Entwicklungsumgebung beherrscht, ist das ein optimaler Weg. Wenn 
das Neuland für dich ist, ist es vielleicht ein guter Einstieg. Wenn du 
es dir aber einfach machen willst, würde es in deinem Fall auch eine 
einfache diskrete Schaltung tun.

Ich nehme mal an, dass der Rollladenmotor ein Kondensatormotor mit zwei 
Endschalten ist. Also muss für jede Laufrichtung ein Kontakt geschlossen 
sein, der am Ende des Laufs auch geschlossen bleiben darf. Das sollte 
recht einfach machbar sein. Wenn's dich interessiert, könnte man hier 
mal zum Wettbewerb nach der einfachsten Schaltung aufrufen... :-)

von Student (Gast)


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Ganz andere Idee und mindestens so cool:
NodeMCU als IoT WLAN Gedöns.

Damit kannst du es via App steuern und somit theoretisch auch von einem 
x-beliebigen Gerät den Befehl geben, wenn selbiges den Lichtzustand 
erkannt hat.

Ich nehme mal an du hast ggf. schon Smart Home für's Licht und denkst 
daher an diese Möglichkeit?
Denn: Ob ich aufstehe und zum Lichtschalter laufe oder zum 
Jalousien-Schalter ist ja einerlei.

von Der Andere (Gast)


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Machbar ist das aber ist es sinnvoll?

Überlege dir doch mal welche Lichtorgelei folgender Vorgang (Neudeutsch 
"use case") wäre:

Rolladen halb schliessen:
1. Rolladen zu
2. Stop
3. Mist war zu weit, also wieder auf
4. Stop

Ganz normaler Vorgang im Sommer, wenn man etwas Tageslicht aber nicht zu 
viel Sonne haben will. Bei dir wäre das dann

Martin S. schrieb:
> "Lichtschalter_aus/Lichtschalter_an/Lichtschalter_aus/Lichtschalter_an"

bzw Abwandlungen davon bedeuten. Incl. Fehlern wenn man den falschen 
Code eingibt.
Den WAF Faktor würde ich mit -1 bewerten

von Minimalist (Gast)


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Mal ganz im Ernst. Die ordentliche Lösung ist hier:
-einfacher
-billiger
-bequemer
-sicherer

Bei einer ganz normalen Lichtinstallation gibt es zu einer Lampe auch 
einer Verteilerdose, in der 230V dauerhaft anliegen. Von da aus geht 
eine Leitung zur Lampe und eine zum Schalter. Diese Verteilerdose kann 
auch (so z.B. bei mir im Haus) direkt oberhalb der Lampe in der Decke 
sein. Da musst du eh dran um den Rolladenmotor anzuklemmen. Kabel zum 
Motor müssen auch gezogen werden. Was spricht dagegen einen richtigen 
Rolladenschalter zu nutzen. Die 2. Leitung zum Schalter und das Loch für 
selbigen sind schneller gezogen, als du einen µC auch nur ansatzweise am 
Laufen hast.

von Radler (Gast)


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Was spricht gegen Jalousienmotoren mit Funk?

Aber wenn man eh schon 230V in die Rollladenkästen legen muss, dann kann 
man doch auch nen Schalter direkt vorsehen.

Und wenn man keine Wände aufstemmen möchte, kauft man sich nen 1200mm 
Bohrer und bohrt aus der Schalterdose direkt in den Rollokasten.

von Michael B. (laberkopp)


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Martin S. schrieb:
> => ließe sich sowas realisieren?

Ja, man kann einen uC sekundenlang nur aus einem Kondensator versorgen, 
das liegt weniger am uC, der braucht nur wenige uA im sleep, sondern 
eher an sinnvoll ausgelegter Stromversogung (schon ein 7805 zieht 5mA 
und damit zu viel).

Aber deine Lichtschalterspielchen sind Quatsch.

Erstens braucht eine Jalousie/Rollladen einen Schutzleiteranschluss, 
nicht jede Lampe hat den, dann nervt das Lampenschalten.

Verwende lieber eine ganz normale Jalousie/Rolladen (egal ob nun mit 
Strom versorgt aus dem Lampenstromkreis nur wenn die Lampe an ist oder 
richtig) und einen Funkschalter wie jeder andere auch.

von Jacko (Gast)


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Ja, man kann auch dies, oder das, oder...
Aber wozu ist das gut, wenn die Rollläden von Hamstern, oder
Eseln, also nicht mit dem Produkt vom E-Werk betrieben werden?

Wenn die Strom haben, könnte man auch umgekehrt Bedien-Sensorik
und µC-Versorgung von der Rolladen-Seite aus betreiben.
- Strippen verlegen musst du so, oder so.

Und was sollen die Rolläden schützen, wenn's nicht mal für ein
bissel Leitung und Netzteil für die Versorgung eines µC reicht?
Da laufen doch Einbrecher heulend fort!

Fazit: Doofe Fragestellung, zu der man einfach nur provokante
Antworten liefern mag. Manchmal erhöhen Provokationen aber auch
das Denkvermögen, oder die Erklärungsbereitschaft.

von Sebastian S. (amateur)


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Kein Problem, Du musst nur alles Trennen, was Strom verbraucht.
Also nix mit Led und Co.

Die modernen, und energiesparenden Mikrokontroller können, z.B. an einem 
HiCab sehr lange durchhalten.

Dumm ist nur, dass das nur die halbe Miete ist. Das Licht muss z.B. 
unbedingt die ganze "Fahrzeit" über an bleiben. Schon die benötigten 
Relais für den Rollladen überschreiten eine "paar Sekunden"-Stütze.

Ist Das Licht bereits an, so wird es mit dem An-Aus-An... schwierig. Und 
umgekehrt. Also die Eindeutigkeit ist schwer herzustellen.
Es ist auch sehr einfach eine falsche Anweisung zu geben. Z.B. im 
Dunkeln mal kurz schauen, ob etwas Bestimmtes im Zimmer ist.

Der Leuchtmittelindustrie würdest Du – wie bereits angedeutet – einen 
großen Gefallen tun.

von Martin S. (martin_s85)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

erstmal danke für die vielen Antworten!

Dies sollte eins meiner ersten Projekte mit nem µC sein. Deswegen geht 
es mir vor allem darum, zu lernen, es auf diesem (für mich sehr 
eleganten) Weg mit µC zu lösen. Weil:

# die Jalousie in jenem Raum nur manchmal benutze (und auch ne Glühbirne 
dort ist, keine LED/Energiesparlampe)
# ich diese Jalousie nur komplett auf/zu mache
# meine Lampen den Schutzleiter dabei haben
# ich keine Funklösung will

Janosch hat geschrieben, ich soll nach der Gleichrichterdiode einen 
1M-Widerstand einbauen. Ich hab mir jetzt mal so eine Schaltung 
zusammengedacht (schon beide Halbwellen nutzend), aber wenn man die 
simuliert (mit 1MOhm) dann braucht der Kondensator viel zu lange zum 
Laden.

Wenn man das Licht einschaltet, dann soll man spätestens nach 1-2 s 
(wenn der Kondensator voll ist) mit dem "Eingeben des Codes" am 
Lichtschalter anfangen können.

Oder ist meine Schaltung sowieso grässlicher Unfug?

@ Sebastian S.: Dass das Licht während der gesamten Fahrtzeit an sein 
muss ist klar und sollte zu verkraften sein. Weiters kann man ja mit dem 
Schalten des Relais warten, bis der Code eingegeben ist und die 
Versorgung (das Licht) wieder ständig bereitsteht...

Ich bitte Euch hierbei nochmal, Milde mit mir walten zu lassen. Bin 
nicht ganz so im Elektronikbereich zuhause, und jeder muss ja irgendwann 
mal anfangen ;-)

Lg, Martin

von Student (Gast)


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Na die Kondensatorladezeit wird über den Widerstand bestimmt.

Ich glaube U(t) = Uo * e ^ (- t / RC)? Aber das ist jetzt rein aus dem 
Kopf. Fakt ist: Doppelt so großer C, doppelt so große Ladezeit, Doppelt 
so großer R, doppelt so große Ladezeit.

Ich finde es jedoch riskant, wenn du so etwas an die Netzspannung baust 
ohne richtiges Wissen.

Da wäre so etwas wie ein 5V Steckernetzteil und ggf. eine USB-Powerbank 
viel besser geeignet. Hier im Forum hat jemand einen "Umschalter", so 
dass der µC solange läuft, wie die Powerbank Kapazität hat (lange!).

Zusätzlich dazu kannst du dann noch eine Spannungsmessung integrieren, 
oder einfach schauen, ob am Steckernetzteil 5V anliegen. Das ist ja viel 
einfacher, wenngleich die Kondensatoren die Flanken glätten, du also 
nicht mit 100 Hz das Licht Ein- und Ausschalten kannst :D


Der Nachteil ist: Du brauchst ab und zu schon Licht, denn die Powerbank 
lädt wohl nicht so schnell wie ein Kondensator bzw. braucht eine 
Grundladung.

Im Prinzip wenn du ~2h am Tag Licht an hast, reicht das wieder für ein 
paar Tage µC (Du kannst ihn in den Sleep schicken und dann aufwachen, 
wenn am Steckernetzteil 5V liegen bzw. nicht mehr anliegen (je nach 
Situation)).


Was ich sagen möchte: Netzspannung ist für Anfänger (in der Beziehung 
zähle ich mich dazu) gefährlich und minimaler Stromverbrauch ist auch 
ggf. ein Advanced Topic, so dass ich dir rate einfach deine 
Rahmenbedingungen so anzupassen, dass das Projekt auch so Spaß macht :)

von W.A. (Gast)


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Janosch schrieb:
> Gibt sogar eine App Note dafür.

Da geht es wohl eher um Nulldurchgangsdetektion oder hast du einen 
anderen Link?

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