Forum: Haus & Smart Home Spannungsanzeige mit LEDs bei Bedarf


von Hardy F. (hflor)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich benötige mal einen fachmännischen Rat zur Schaltung im Anhang bevor 
ich sie aufbaue. Funktioniert die Spannungsanzeige für alle 3 Phasen mit 
der richtigen Stromstärke und sind die LEDs wirklich aus wenn "N" offen 
ist?

Die LEDs dauerhaft leuchten zu lassen kostet etwa 3€/a, was mir bei 3 
solchen Anzeigen einfach zu viel ist und die Bauteile nur 1,92 € kosten.

Hardy

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Funktioniert die Spannungsanzeige
Nein, die 1N4007 im Eingang müssen weg.

Anstatt mit der Z-Diode die halbe Leistung zu verheizen, würde ich die 
LED in eine Gleichrichterbrücke stecken.

Deine Stromkostenrechnung ist falsch, die basiert auf der 
Scheinleistung.

von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Hallo Manfred,

wenn ich aber die Eingangs-Dioden weglasse, dann könnten doch die Dioden 
auch ohne geschalteten "N" leuchten, was ja nicht gewünscht ist.

Die Z-Dioden sind auch nur zum Schutz des Elkos, wenn die LED defekt 
ist. Die Spannung der Z-Dioden habe ich falsch angegeben, da die 
Flußspannung der LED noch addiert werden muß. Ansonsten (LED ok) sollte 
die Z-Diode keinen Stromfluß haben.

Die Stromkosten basieren auf dem Original-Innenleben der Anzeigen, dort 
werden 227V einfach an einem Widerstand "verheizt".

Hardy

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Dann schau Dir mal genauer an, was Dein 47nF X2 bei Gleichspannung 
machen wird. Er wird kurz aufgeladen und bleibt so. Deine LED wird 
höchstens ein paar ms leuchten. 8-) Also Mist. Lies 
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm

von chris (Gast)


Lesenswert?

lass C4/C6/C8 + D11/D14/D17 weg denn deine 1N... übernimmt die 
Sperrspannung

oder du schaltest die 1N4007 parallel zur LED und brauchst nur ein 
Vorwiderstand

(230V-2,8V) / 0,002A ~ 113000Ohm ~ 113Kohm ~ 0,5W Verlustleistung am 
Vorwiderstand und würde 2 Widerstände à 65Kohm nehmen.


Hinweis N wird nichtz geschaltet überlege mal wenn jmd aus welchen 
Gründen auch immer mal an J8 anfässt dann hast du 230V anliegen.

Schalte eher die 230V zur Schaltung durch.

von Hardy F. (hflor)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Chris,

den "N" muß ich schalten, weil ich sonst noch ein paar Relais brauche 
...
Alles ist hinter der Abdeckung der Verteilung, es kann also keiner 
einfach mal J8 berühren.
Ich werde doch die Originalschaltung aus Diode und 2 Widerständen lassen 
und beim Öffnen der Tür den "N" erst dann verbinden. Die paar Stunden im 
Jahr sind die Stromkosten nicht so hoch, nur dauerhaft ist zu teuer.

Hardy

von chris (Gast)


Lesenswert?

Ach das ist ein Fertigprodukt!!!! Na das als Info wäre ja net schlecht 
gewesen.

Von Relais hat keiner was gesagt du brauchst nur L und N tauschen und 
hast dir Forderung erfüllt. Denn arbeitet deine Schaltung eben mit der 
negativen Halbwelle statt der positiven

von Route_66 H. (route_66)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Ich werde doch die Originalschaltung aus Diode und 2 Widerständen lassen
> und beim Öffnen der Tür den "N" erst dann verbinden. Die paar Stunden im
> Jahr sind die Stromkosten nicht so hoch, nur dauerhaft ist zu teuer.

Indem du hier die Frage gestellt hast, hast du bereits mehr Energie 
verbraucht, als deine LED-Anzeige in 20 Jahren!

Mein Großvater war auch so sparsam: Weil seine Autoscheinwerfer beim 
Abblendlicht nur je 50 W brauchten, das Fernlicht aber 55, fuhr er immer 
nur abgeblendet. Bei einem 60000 W Motor kann man doch Benzin sparen!
Daß jetzt die Glühlampe sich einseitig abnutzte, und er die öfter 
wechseln musste, kam ihm nicht in den Sinn.

von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Hallo Route66,

wenn diese Anzeigen so wie vorgesehen immer angeschlossen ist, so ist 
die reinste Verschwendung:

230  V Netzspannung
2,5  V Flußspannung
227,5  V an R
88  KOhm
2,59  mA
0,59  W
5,21  kWh/a
0,25  €/kWh
1,30  €/a
3,91  €/Anzeige/a

Warum hier der Hersteller nicht schon selbst ein Kondensatornetzteil 
einbaut verstehe ich nicht.

Ich glaube nicht, das das Schreiben hier 312 kWh verbraucht hat.

Hardy

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> 227,5  V an R
> 88  KOhm

Das stimmt aber absolut nicht mit deinem (eh falschen) Schaltplan 
überein.

Bevor du solche Basteleien an Netzspannung machst solltest du lernen was 
ein Blindwiderstand an Wechselspannung macht, oder anders ausgedrückt:
Warum ist da ein 47nF X2 Kondensator eingezeichnet?

von chris (Gast)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> wenn diese Anzeigen so wie vorgesehen immer angeschlossen ist, so ist
> die reinste Verschwendung:

Ähm nöööö wer hat die denn 24h und 365Tage im Dauerbetrieb?

Du vergisst das der 47nF bei 50Hz einen Xc von ca 67Kohm hat plus 
2x1,1Kohm ca 69KOhm

230V - 3,3V = 226,7V die Über die 1N4007+R5+R6

226,7V/69Kohm = 3,29mA der als Gesamtstrom fließen würde.

Deine 2,5mA fließen nur durch die Z-Diode+C, ca 0,7mA fließen durch den 
LED-Pfad.

3,3V-2,5V = 0,8V die auch hier über R7 abfallen und der beklanntlich zu 
der LED in Reihe liegt


heißt 230V*3,29mA = 0,76W *24h = 18Wh am Tag * 356Tage = 6628,7Wh
= 6,628kWh *3 (wegen den 3 Leitern) wären ca 20kWh im Jahr.

Normaler Haushalt hat irgendwas zwischen 3000kWh bis 4500kWh
Da sind die 20kWh lächerlich das mal zur falschen Rechnung!!!!!!

Da du aber die Wechselspannung Einweggleichrichtest ergeben sich andere 
Verhältnisse

230V*0,45 = 103,5V die hinter der Diode anliegen!!!!!!

So da du aber C4 in Reihe geschaltet hast passiert bei der Schaltung mal 
gar nichts!!!!

Grundlagen von C an Gleich/Wechselspannungen

ENTWEDER du lässt D9 weg und C4 bleibt drin, dann muss die erste 
Rechnung nur die Flußspannung wieder mit einbezogen werden

ODER du lässt C4 weg dafür aber bleibt D9 im Pfad und es ergeben sich 
andere Verhältnisse

ohne C4
230V*0,45 = 103,5V ab R5

103,5V-3,3V = 100,2V die über R5/R6 abfallen

100,2V/2,2kOhm = 45mA
3,3V - 2,5V = 0,8V über R7
0,8V/1100ohm = 0,7mA
der Rest von 44mA fließt über die Z-Diode

103,5V * 45mA = 4,7W *24h*365Tage = 40,799kWh wieder * 3 = 122,4kWh im 
Jahr

Also irgendwie macht das denn Kohl nun nicht wirklich fett wenn man 
4500kWh im Jahr verballert

von Tek (Gast)


Lesenswert?


von Manfred (Gast)


Lesenswert?

chris schrieb:
> Grundlagen von C an Gleich/Wechselspannungen
An selbigen hast Du einen Mangel - den Begriff Phasenverschiebung hast' 
schon mal gehört?

chris schrieb:
> heißt 230V*3,29mA = 0,76W *24h = 18Wh am Tag * 356Tage = 6628,7Wh

Der Strom passt etwa. Ich sehe in der Schaltung drei Widerstände = 3k3, 
da fallen ungefähr 10V dran ab. Dazu die LED mit ca. 3V ergibt 13Volt, 
diese mal 3,3mA sind rund 43mW Wirkleistung pro Zweig entsprechend 
375Wh / Jahr.

Zur Schaltung selbst: Ich würde die LED in eine Gleichrichterbrücke 
setzen und auf den Elko verzichten. Unter einer opaken Abdeckung 
(Nachtlicht) habe ich einfach zwei LEDs antiparallel und mechanisch 
dicht aneinander, das ist bei minimalem Aufwand hinreichend flackerfrei.

von chris (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> chris schrieb:
>> Grundlagen von C an Gleich/Wechselspannungen
> An selbigen hast Du einen Mangel - den Begriff Phasenverschiebung hast'
> schon mal gehört?

jo schon nur wenn N dazu kommt wirds Stern. Dreieck ist nicht möglich 
wegen den Dioden 1N4007 die machen in jedem Zweig eine Gleichspannung.

Manfred schrieb:
> Ich sehe in der Schaltung drei Widerstände = 3k3,
> da fallen ungefähr 10V dran ab

3 Widerstände jo geh ich mit, nur das an denen 10V abfällt?? nö. Es wäre 
gut zu wissen auf welchen Zustand du dich besziehst!

Wenn du die 1N4007 berücksichtigst und den 47nF wegläst, in jedem Kreis, 
wird dahinter die 230V~ zur Gleichspannung!!!!!

Wenn du aber die 1n4007 weglässt und den 47nF berücksichtigst, in jedem 
Kreis, dann könnte man noch mal drüber nachdenken über die 
Dreieckschaltung denn dort würde der Faktor 1,73 noch eine Rolle spielen 
aber solange der TO nix sagt ist die Schaltung laut Bild fürn....

So wie sie ist wird sie nicht funktonieren da der 47nF bei 
Gleichspannung kurz nach dem erreichen der 63%, als technisch voll 
geladen betrachtet werden kann. Somit wird kein Strom fließen!

Manfred schrieb:
> Zur Schaltung selbst: Ich würde die LED in eine Gleichrichterbrücke
> setzen und auf den Elko verzichten. Unter einer opaken Abdeckung
> (Nachtlicht) habe ich einfach zwei LEDs antiparallel

nur weil man 2 Dioden antiparallel schaltet ist das noch lange keine 
Gleichrichterbrücke!!!! Aber ist aufjedenfall funktioneller, deins, als 
das was der TO gepostet hat.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

chris schrieb:
> Manfred schrieb:
>> chris schrieb:
>>> Grundlagen von C an Gleich/Wechselspannungen
>> An selbigen hast Du einen Mangel - den Begriff Phasenverschiebung hast'
>> schon mal gehört?
>
> jo schon nur wenn N dazu kommt wirds Stern. Dreieck ist nicht möglich
> wegen den Dioden 1N4007 die machen in jedem Zweig eine Gleichspannung.
Dass die Dioden jegliche Funktion verhindern und entfallen, wurde ja 
wohl schon anderweitg erklärt.

> Manfred schrieb:
>> Ich sehe in der Schaltung drei Widerstände = 3k3,
>> da fallen ungefähr 10V dran ab
> 3 Widerstände jo geh ich mit, nur das an denen 10V abfällt?? nö. Es wäre
> gut zu wissen auf welchen Zustand du dich besziehst!
Auf die von Dir errechneten 3,3mA.

> Wenn du die 1N4007 berücksichtigst und den 47nF wegläst, in jedem Kreis,
> wird dahinter die 230V~ zur Gleichspannung!!!!!
Ja, rechne das mal ...

> Wenn du aber die 1n4007 weglässt und den 47nF berücksichtigst, in jedem
> Kreis, dann könnte man noch mal drüber nachdenken über die
> Dreieckschaltung denn dort würde der Faktor 1,73 noch eine Rolle spielen
> aber solange der TO nix sagt ist die Schaltung laut Bild fürn....
N ist in der Zeichnung dran, also sehe ich 230V.

N weg wäre Stern, dann teilen sich die 400V auf je zwei Zweige auf, das 
müsste auch funktionieren, würde aber keine zuverlässige Anzeige mehr 
ergeben. Wenn der N nicht gewährleistet werden kann, sehe ich nur drei 
Grundlasten und Spannungsmessung, da die sichtbare Änderung der 
Lichtemege zu gering wäre, wenn eine Phase fehlt.

> So wie sie ist wird sie nicht funktonieren da der 47nF bei
> Gleichspannung kurz nach dem erreichen der 63%, als technisch voll
> geladen betrachtet werden kann. Somit wird kein Strom fließen!
Nochmal: Das wurde bereits zuvor im Thread erklärt.

> Manfred schrieb:
>> Zur Schaltung selbst: Ich würde die LED in eine Gleichrichterbrücke
>> setzen und auf den Elko verzichten. Unter einer opaken Abdeckung
>> (Nachtlicht) habe ich einfach zwei LEDs antiparallel
> nur weil man 2 Dioden antiparallel schaltet ist das noch lange keine
> Gleichrichterbrücke!!!!
Stänkern? Ich kenne die üblichen Gleichrichtervarianten.

Bei Einsatz eines Kondensators muß Wechselstrom durch, hast Du indirekt 
selbst beschrieben. Die LED kann nur Gleichstrom und verträgt leider 
sehr wenig Sperrspannung. Im Entwurf vom TO macht das die Z-Diode, damit 
verschenkt man aber auch 50% der Lichtmenge. Ein überdimensioniertes 
Gleichrichterchen kostet bei R* 18ct: 
https://www.reichelt.de/Gleichrichter/B700C1000DIP/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=4641&GROUPID=2998&artnr=B700C1000DIP&SEARCH=%252A

> Aber ist aufjedenfall funktioneller, deins, als
> das was der TO gepostet hat.
Kondensator - Widerstand - LED funktioniert, gibt aber leider Ärger mit 
dem möglichen Einschaltstrom. Auch, wenn es mich ärgert, musste ich mit 
dem Vorwiderstand deutlich höher. Andersherum ist für ein Nachtlich mit 
weißer LED ein halbes-mA schon zu hell.

von Hardy F. (hflor)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Vielen Dank für die zahlreichen Hinweise. Die Schaltung aus dem ersten 
Post vergessen wir einfach ...
... jetzt geht es nur um die Frage: Wieviel bezahlte Leistung ist 
erforderlich um eine (zwei) LED(s)/Phase zum Leuchten zu bringen?

@Manfred:

geht die Aussage wirklich so pauschal, das nur die Spannungen an LED und 
R für die Wirkleistung berücksichtigt wird? Ich habe mich mal an einem 
Simulation versucht, jedoch ist das Ergebnis viel viel höher (0.25W / 
Kanal)

Hardy

Nicht das wieder Hinweise zu 230V und so kommen ...
... ich denke ich kenne die Gefahren, und es ist alles hinter einer 
dicken Plastehaube in einem Plastegehäuse. Die LEDs sind auch hinter 
einer Isolationsscheibe.

: Bearbeitet durch User
von chris (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> chris schrieb:
>> Manfred schrieb:
>>> chris schrieb:
>>>> Grundlagen von C an Gleich/Wechselspannungen
>>> An selbigen hast Du einen Mangel - den Begriff Phasenverschiebung hast'
>>> schon mal gehört?
>>
>> jo schon nur wenn N dazu kommt wirds Stern. Dreieck ist nicht möglich
>> wegen den Dioden 1N4007 die machen in jedem Zweig eine Gleichspannung.
> Dass die Dioden jegliche Funktion verhindern und entfallen, wurde ja
> wohl schon anderweitg erklärt.

ja??? wo denn ? Das waren nur, WENN ich das und das, aber nicht Ich 
lasse die weg usw.

>> Wenn du die 1N4007 berücksichtigst und den 47nF wegläst, in jedem Kreis,
>> wird dahinter die 230V~ zur Gleichspannung!!!!!
> Ja, rechne das mal ...

jo hab ich schon, noch mal bei der Rechnung lesen von mir!

> Stänkern? Ich kenne die üblichen Gleichrichtervarianten.

Nein aber du vllt? Aber kann ich wissen wie du das meinst? wenn du 
Gleichrichterbrücke schreibst und dann noch antiparallel schaltest, kann 
es nach deiner Beschreibung evnentuell auch falsch verstanden werden.
Oder nicht?

> Bei Einsatz eines Kondensators muß Wechselstrom durch, hast Du indirekt
> selbst beschrieben.

Ohne zu wissen auf was der TO sich jetzt festlegen will?
Die 1ste Berechnung ist einfach mal stumpf durchgerechnet als wenn die 
1N4007 Wechselspannungen(in beide Richtungen) durchlassen würde!


Hardy F. schrieb:
> Wieviel bezahlte Leistung ist
> erforderlich um eine (zwei) LED(s)/Phase zum Leuchten zu bringen?

Wie willst du dann die zweite beschalten in reihe oder parallel
Die gleiche, wenn du das auf dein 2ten Schaltplan beziehst.

> geht die Aussage wirklich so pauschal, das nur die Spannungen an LED und
> R für die Wirkleistung berücksichtigt wird?

nicht nur pauschal sondern immer, zumindest für ohmische Lasten. Bei der 
LED muss man gucken wieviel kapazitiven/induktiven Anteil das Datenblatt 
hergibt der sich dann und nur dann bei Wechselstrom oder 
Impulsansteuerung zum wirken kommt.

Man muss halt immer unterscheiden zwischen einen Gleichspannungs und 
einem Wechselspannungskreis!

Wenn du dich mehr informieren möchtest dann such mal im Netz nach:

Scheinleistung, Blindleistung, Wirkleistung, Kosinus PHI.
   S in VA        Q in VAR        P in W      Cos Phi = Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor/Wirkleistungsfaktor(Phasenverschiebungsfaktor) gibt 
an wieviel Wirkleistung von der Scheinleistung umgesetzt wird.

Vllt mal auch nach Frequenzweiche suchen, weil man hier einen 
frequenzabhängigen Widerstand konstruiert und es verständlicher ist.

Im Gleichspannungskreis wirken z.B Induktiv-/Kapazitäten eher filtern in 
Bezug auf frequente Strom/Spannungsanteile, auch hier könnte man die 
Schein/Blind/Wirkleistungen an R-L-C berechnen.

von Erich (Gast)


Lesenswert?

Ich komme auf 3,15 kWh pro Phase und Jahr, zusammen also ca. 10 kWh und 
damit ca. 3 Euro / Jahr.

von Manfred (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> @Manfred:
> geht die Aussage wirklich so pauschal, das nur die Spannungen an LED und
> R für die Wirkleistung berücksichtigt wird? Ich habe mich mal an einem
> Simulation versucht, jedoch ist das Ergebnis viel viel höher (0.25W /
> Kanal)
Das ist mein Verständnis der Scheinleistung / Wirkleistung.

Ich würde zusätzlich einen hochohmigen Entladewiderstand über den C 
setzen, das erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die LEDs eine 
Netztrennung überleben.

Wenn Du ungünstig im Scheitel einschaltest (325V), bekommt die so schon 
150mA: C leer, nur die 2k2 begrenzen. Ist der C zufällig noch 
gegenphasig geladen, wären es 650V @ 2k2 - deshalb der 
Entladewiderstand.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

chris schrieb:
>>> Wenn du die 1N4007 berücksichtigst und den 47nF wegläst, in jedem Kreis,
>>> wird dahinter die 230V~ zur Gleichspannung!!!!!
>> Ja, rechne das mal ...
> jo hab ich schon, noch mal bei der Rechnung lesen von mir!
Deine Rechnung kaufe ich nicht.

Also 1N4007 - 2k2 - Diode, kein Elko im Spiel: 230/2200 = 105mA.
Wegen der Diode fließen die 105mA nur die halbe Zeit, eine 
Leistungsrechnung mit der halben Spannung ist nicht zulässig. An den 2k2 
würden rund 12Watt anfallen.

>> Stänkern? Ich kenne die üblichen Gleichrichtervarianten.
> Nein aber du vllt? Aber kann ich wissen wie du das meinst? wenn du
> Gleichrichterbrücke schreibst und dann noch antiparallel schaltest, kann
> es nach deiner Beschreibung evnentuell auch falsch verstanden werden.
> Oder nicht?
Ich habe nicht eindeutig oder geschrieben, ist das das Mißverständnis?

Entweder C - R - Brückengleichrichter mit LED drin

oder

C - R - 2LEDs antiparallel.

>> Bei Einsatz eines Kondensators muß Wechselstrom durch, hast Du indirekt
>> selbst beschrieben.
>
> Ohne zu wissen auf was der TO sich jetzt festlegen will?
> Die 1ste Berechnung ist einfach mal stumpf durchgerechnet als wenn die
> 1N4007 Wechselspannungen(in beide Richtungen) durchlassen würde!
Ja, habe ich verstanden - nur Dein Ergebnis ist die Scheinleistung, 
nicht die zu zahlende Wirkleistung und damit falsch.

> Hardy F. schrieb:
>> geht die Aussage wirklich so pauschal, das nur die Spannungen an LED und
>> R für die Wirkleistung berücksichtigt wird?
>
> nicht nur pauschal sondern immer, zumindest für ohmische Lasten. Bei der
> LED muss man gucken wieviel kapazitiven/induktiven Anteil das Datenblatt
> hergibt der sich dann und nur dann bei Wechselstrom oder
> Impulsansteuerung zum wirken kommt.
Herr, lass Hirn regnen. Natürlich kann die LED einen 
kapazitiven/induktiven Anteil haben. Diese sind vollkommen irrelevant, 
da sie um Größenordnungen kleiner als der Hauptkondensator sind und 
vielleicht an der siebten Nachkommastelle wirksam werden.

> Man muss halt immer unterscheiden zwischen einen Gleichspannungs und
> einem Wechselspannungskreis!
> Wenn du dich mehr informieren möchtest dann such mal im Netz nach:
> Scheinleistung, Blindleistung, Wirkleistung, Kosinus PHI.
>    S in VA        Q in VAR        P in W      Cos Phi = Leistungsfaktor
>
> Der Leistungsfaktor/Wirkleistungsfaktor(Phasenverschiebungsfaktor) gibt
> an wieviel Wirkleistung von der Scheinleistung umgesetzt wird.
>
> Vllt mal auch nach Frequenzweiche suchen, weil man hier einen
> frequenzabhängigen Widerstand konstruiert und es verständlicher ist.
Sinnloser Tip, da die Frequenz fest vorgegeben ist. Hardy kaut an einer 
simplen Schaltungsauslegung herum und Du präsentierst hier Theorie.

von Manfred (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> geht die Aussage wirklich so pauschal, das nur die Spannungen an LED und
> R für die Wirkleistung berücksichtigt wird?
Ein richtig ordentliches Wirkleistungsmeßgerät ist sehr teuer, also muß 
der Energiekostenmesser her. Lötkolben ... habe ich auch:

Faktor 10 größer als bei Dir: 0,22µF / 220Ohm.
Angezeigt wird ein Strom von 0,016A = 16mA, nach Daumenregel 70mA/µF 
passt das.

Anzeige umschalten: 3,6VA mit cos_phi 0,01 - da ist der EKM deutlich 
unter der Grenze seiner Auflösung und zeigt 0 Watt. Auch der cos_phi 
wird nicht stimmen, der ist sicher über 0,02.

Gerechnet erwarte ich 220*16 = 3,5V über den Widerstand und knapp 2Volt 
über die LEDs = 5,5Volt.

Die 5,5V mal 16mA sind für mich 88 Milliwatt Wirkleistung.

Wie gesagt: Die Meßgenauigkeit dieses Aufbaus ist sehr schlecht, aber 
die Tendenz eindeutig. Früher habe ich sowas mit einem 
Wechselstromzähler gemacht, die Zeit für eine Umdrehung der Scheibe 
gestoppt und gerechnet - die Ergebnisse waren ziemlich gleich.

von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Hallo Chris & Manfred,

vielen Dank für eure Kommentare. Die Schein-, Blind- und Wirkleistung 
ist mir schon klar. In einem zweitem Projekt geht es um eben (richtige) 
Leistungsmessung in meinen Schaltaktoren. Dort gibt es ein Projekt 
(http://selfbus.forums3.com/geraete-dev-f6/strommessender-schaltaktor-t264.html) 
da wird nur der Strom gemessen ...

Bevor ich zum Lötkolben greife wollte ich aber mal die Schaltung 
simulieren, jedoch verstehe ich LTSpice aber noch nicht richtig. Dort 
wird mit meinen .meas Anweisungen nur der RMS-Wert multipliziert. Die 
Phasenverschiebung wird zwar im Diagramm richtig angezeigt, jedoch nicht 
bei der Leistungsberechnung nicht berücksichtigt. Aber dazu habe ich 
noch ein paar Artikel und Anleitungen zu lesen.

Hardy

von n7gra (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Phasenverschiebung wird zwar im Diagramm richtig angezeigt, jedoch nicht
> bei der Leistungsberechnung nicht berücksichtigt.
Am einfachsten geht es über die Leistungsabgabe der Quelle(n).
1
ptot: AVG(v(l1)*i(v1)+v(l2)*i(v2)+v(l3)*i(v3))=-0.182135 FROM 0 TO 0.2
LTspice bildet aus U*I immer den Momentanwert der Leistung, so dass sich 
aus dem Mittelwert - über exakte Vielfache der Periodendauer und nach 
Erreichen des stationären Zustands - direkt die Wirkleistung ergibt.

Ich frage mich aber, ob die Schaltung tatsächlich ein Gewinn gegenüber 
der Widerstandsschaltung (ca. 900mW) ist:

* nicht über N abschaltbar
* ausfallgefährdet da
  Rser mit 2k2 wirklich zu klein ist und
  selbst X2-Kondensatoren wesentlich häufiger abrauchen als Widerstände

Ich plädiere für die originale Schaltung oder Glimmlampen wie von Tek 
vorgeschlagen (die sind aber auch nicht einfach Abschaltbar).

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Leistungsmessung in meinen Schaltaktoren. Dort gibt es ein Projekt
> (http://selfbus.forums3.com/geraete-dev-f6/strommessender-schaltaktor-t264.html)
> da wird nur der Strom gemessen ...

"nur der Strom" macht nur Sinn, wenn es eine rein ohmsche Last ist, also 
z.B. PTC oder Widerstand+Bimetall.

Wenn die Last kapazitiv / induktiv ist oder kurze Stromflußwinkel hat, 
müsste man der Theorie nach beliebig schnell Strom und Spannung 
zeitgleich messen und ausmultiplizieren.

Wenn Du Dir sowas auf einem 2-Kabal-Scope ansehen kannst, wird das 
klarer - dort nimmt man die sich überdeckenden Flächen für die 
Wirkleistung.

von chris (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Ich habe nicht eindeutig oder geschrieben, ist das das Mißverständnis?
>
> Entweder C - R - Brückengleichrichter mit LED drin
>
> oder
>
> C - R - 2LEDs antiparallel.

jep soist besser ich weiß was du meinst aber vllt gibs Leute die hier 
mitlesen und es evlt halt falsch verstehen.

> Ja, habe ich verstanden - nur Dein Ergebnis ist die Scheinleistung,
> nicht die zu zahlende Wirkleistung und damit falsch.

Hier gings es einfach nur um den Fehler aufzuzeigen das daraus natürlich 
nicht die reale Leistung berechnet werden kann sollte nachvollziehbar 
sein.

> Natürlich kann die LED einen
> kapazitiven/induktiven Anteil haben.

Nicht "natürlich" sondern sie hat einen!!!! Ich habe geschrieben 
WIEVIEL!!! Aber schau doch einfach mal ins Datenblatt verschiedener 
LED's/Dioden die haben nicht den selben Anteil Aufgrund verschiedener 
Herstellerphilosophien!!!!

> Diese sind vollkommen irrelevant,
> da sie um Größenordnungen kleiner als der Hauptkondensator sind und
> vielleicht an der siebten Nachkommastelle wirksam werden.

Kommt auf die Anwendung an, im Funkbereich nutzte/nutzt man sowas.

> Sinnloser Tip, da die Frequenz fest vorgegeben ist. Hardy kaut an einer
> simplen Schaltungsauslegung herum und Du präsentierst hier Theorie.

Sinnlos ?? Hier gehts um das Verständniss und dieses wird meist 
theortischer Natur gelegt an Beispielen.


Hardy F. schrieb:
> In einem zweitem Projekt geht es um eben (richtige)
> Leistungsmessung in meinen Schaltaktoren.

AHHHHHHH Jetzt wird einem es so langsam klar wo du hin willst. Das 
nächste mal am besten direkt die Frage stellen:

(richtige) Leistungsmessung von Schaltaktoren

Induktivitäten Ströme sich verspäten, Kapazitäten der Strom eilt vor das 
sollte soweit bekannt sein

Die Spannung ist nun der Bezugspunkt worauf der Strom zeitlich bezogen 
wird.
Heißt du bräuchtest in deinem Projekt nur die Spannung und Strom 
"GLEICHZEITIG" zu mehreren Zeitpunkten erfassen, beide in eine 
Rechteckform bringen, XORern und diese Dauer am Ausgang wäre gleich der 
Verschiebungszeit.
Das ganze müsste denn mit 2 XORern geschehen um auch beide messen zu 
können.
Damit hast du dein Winkel (voreilend=kapazitiv) wie 
(nacheilend=induktiv) für den Strom in Bezug auf die Spannung.

Wie Manfred schon sagt dadurch das es nur ein Frequenz ist weis man ja 
wie lange die 50Hz=360°=20ms sind.

Hardy F. schrieb:
> n einem zweitem Projekt geht es um eben (richtige)
> Leistungsmessung in meinen Schaltaktoren. Dort gibt es ein Projekt
> (http://selfbus.forums3.com/geraete-dev-f6/strommessender-schaltaktor-t264.html)
> da wird nur der Strom gemessen ...

Beitrag "Phasenverschiebung messen (us Bereich)"
einfach mal diese beiden Kommentare oder alles durchlesen
Autor: tussy (Gast)
Datum: 13.01.2012 09:58
(Xor)

Autor: W.S. (Gast)
Datum: 13.01.2012 19:37
(2Komperatoren)

von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Hallo chris,

bei dieser Frage geht es wirklich um die Einsparung von Energie, weil 
die Anzeige nur selten gesehen wird.
Die erste Schaltung war wirklich vollkommen falsch, weil 
Kondenstornetzteile nicht mit einer Halbwelle funktionieren.
Bei der zweiten Varianten bin ich nur von den schlechten Wirkungsgrad 
bei der Simulation überrascht.
Manfred hat es ja mal aufgebaut und dort sind unter 0,1W Wirkleistung im 
Bereich des erwartenden.

Mit dem Ausblick auf das andere Projekt wollte ich nur sagen, daß mir 
die Zusammenhänge Wirk-, Blind- und Scheinleitung mit der 
Phasenverschiebung schon bewusst sind.

Hardy

von chris (Gast)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Bei der zweiten Varianten bin ich nur von den schlechten Wirkungsgrad
> bei der Simulation überrascht.

Was sagt denn die Simulation?

Ich weiß nicht ob es logisch klingt aber wenn nur sehr wenig 
Wirkleistung abgenommen wird, steht das ja im Verhältnis zur 
Scheinleistung und damit ist der Schlechte Wirkungsgrad aufgrund des 
Kondensator begründet. Der hat ca 144,686Kohm mit dem 2MOhm sinds dann 
knappe 135kOhm.

LED-Wirkleistung ist 2,5V*0,0016mA = 0,004W zu knappen 0,381VA 
Scheinleistung

und 0,004W/0,381VA = 0,0104 cos^-1 phi = ca 89,42° Phasenverschiebung
daraus der Blindfaktor sin Phi = bei 0,99999 also ca 1 weil wir haben 
eine nicht änderbare Kapazität und die 50Hz änder sich nur naja 
vernachlässigbar.
Somit ist der Blindanteil der feste Faktor.

von n7gra (Gast)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Bei der zweiten Varianten bin ich nur von den schlechten Wirkungsgrad
> bei der Simulation überrascht.
Sogar mit ein paar Vereinfachungen (und ohne hier geradezu absurd 
anmutender Berücksichtigung parasitärer Eigenschaften der LED im pF- und 
nH-Bereich) bekommt man das auch "zu Fuss" recht schnell gerechnet:

Der Spannungsabfall an der LED ist im Vergleich zur Netzspannung gering. 
Ebensowenig relevant ist die Serienschaltung von Rser=2k2 zum 
Kondensator Xc=1/(2*pi*f*C)=145k da sqrt(2k2²+145k²)=145k.
Den Strom durch den Parallelwiderstand Rpar=1Meg kann man mit 230µA für 
die Verlustleistung der LED vernachlässigen; bei der Verlustleistung des 
Widerstands selber sieht das anders aus.

I=Un/Xc=230V/145kΩ=1,6mA

Pled=Uled*I*n_led=1,7V*1,6mA*2=5,4mW
Pser=Rser*I²=2,2kΩ*1,6mA²=5,6mW
Ppar=Un²/Rpar=230V²/1MΩ=53mW

Sind in Summe Ptot=64mW*3=192mW, was (zumindest mit den Werten meiner 
Simulation) recht gut passt. Umgekehrt ergibt die Simu ohne 
Entladewiderstand eine Wirkleistung von etwas über 24mW.

von n7gra (Gast)


Lesenswert?

n7gra schrieb:
> Pled=Uled*I*n_led=1,7V*1,6mA*2=5,4mW
Ähmm, sind eigentlich nur

Pled=Uled*I=1,7V*1,6mA=2,7mW

da ja jede LED nur in einer Halbwelle aktiv ist.
Damit reduziert sich die Gesamtleistung auf 184mW, was dann noch besser 
zu den 182mW der Simulation passt.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.