AVR 230V Detektion

Hallo!

Ich würde gerne mit einem AVR feststellen, ob an eine 230V Leitung eingeschaltet ist oder nicht, bzw. es soll möglich sein ein mehrfaches Ein_/Ausschalten zu zählen. Dazu sollte die externe Beschaltung möglichst spartanisch sein, d.h. die Beschaltung ist ähnlich der Beschaltung zur Zero-Cross-Detection von Atmel: Ein Leiter ist mit Ground verbunden, der andere über 1MR mit einem Eingangspin mit 100kR Pull-Down (damit wäre die Spannung am Pin bei der positiven Halbwelle etwa 9ms > 2.5V, ich hab's auch schon mit kleineren (15kR) Widerständen probiert: gleiches Verhalten).

Zum Programm: Der Controller wartet auf ein Einschalten und zählt dann die Ein-/Ausschaltvorgänge bis eine 800ms Schaltpause kommt. "Schalter eingeschaltet" erkennt er, wenn der Pin >5ms lang auf 1 ist, Schalter aus, wenn der Pin >15ms auf 0 steht (ausprobiert für "so schnell Abtasten wie möglich" und "alle ms Abtasten"): Meistens funktioniert das Ganze und er zählt korrekt, häufig zählt er jedoch zu wenig, d.h. erkennt ein Auschalten bzw. Einschalten nicht. Die Endposition des Schalters erkennt er jedoch richtig.

Mangels Trenntrafo usw. habe ich noch nicht alle Möglichkeiten überprüft bzw. ausprobiert und kann deswegen zunächst mal nur die Frage stellen, ob das prinzipiell so funktioniert, bzw. mit welchen "Dreckeffekten" ich rechnen muss. Bzw. hat sowas schonmal einer gemacht und es funktioniert tadellos?

Danke schonmal und viele Grüße,

Torsten

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Torsten Schorr
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Entprellzeit verlägern. 40msec wird schon für schlechte Knackfrösche spezifiziert.

Wenn es kein Seriengerät ist sollte man sich einen Optokoppler spendieren und würde damit übliche EMV-Probleme umgehen. Ein 1M Ohm Widerstand in Bauform 0207 hält 220V gerade noch aus, aber bei Spikes mit höherer Spannung erfolgt schnell Überschlag.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Wie versorgst du denn den Atmel mit Betriebsstrom? Hat er eine kleine Batterie oder machst du das Netzgespeist? Wie filterst du evt. Netzstörungen aus? Wenn du einen Spannungsteiler von 1M zu 100k hast ist das eine Spannungsreduktion um den Faktor 11. D.h. an deinem Pin liegen bis zu 30V an. Willst du das? Der Strom wird natürlich über die internen Schutzdioden abfliessen und die gehe wegen des hohen Innenwiderstandes auch nicht kaputt. Aber dafür sind die Schutzdioden nicht gemacht.

Scheint von der Idee nicht verkehrt zu sein. Aber warum richtest du die Netzspannung nicht gleich und schaust dann? Ich würde das so machen: Netzspannung über dicken Vorwiderstand oder Kondensator Strombegrenzen, gleichrichten und über einen Optokopler an einen Pin des uC anschliessen. Das ganze so dimensioniert das das tau der Anordnung kleiner als meine Schaltfrequenz ist. (Aber höher als die 50Hz)

Evt. startet der uC wg. Störungen etc. neu? Oder der Taktgenerator faellt aus?

Tschüss Martin L.

PS: Welche Schutzklasse soll das Gerät denn werden? Du kennst die allg. Sicherheitsvorkehrungen?

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Martin Laabs

Rafael Deliano schrieb:

Ich hätte jetzt gedacht, dass er durch Prellen zu viel zählen würde und das als Ursache ausgeschlossen. Denn die Umschaltzeit von einem "menschlichen Bediener" liegt doch mit hoher Wahrscheinlichkeit bei mehr als 40ms?

Eigentlich gings nicht um die Kosten, sondern um die Größe des resultierenden Geräts, damit's in eine Wanddose passt. Aber der Optokoppler würde mir wohl einige Probleme lösen und wäre eine Überlegung (vlt. als SMD auf die Lötseite).

Ich hatte mindestens 2 Widerstände in Serie geplant wegen der Spannungsfestigkeit. Für den Optokoppler brauche ich allerdings auch Vorwiderstände. Ich hab mich jetzt noch nicht schlau gemacht, aber ich hoffe, dass ich den Optokoppler einfach mit Widerstand ohne dicken Kondensator dranhängen kann, ohne zuviel Verlustleistung?

Danke und Gruß, Torsten

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Torsten Schorr

Martin Laabs schrieb:

Im Moment noch Steckernetzteil -> 220uF -> 7805 -> 100nF. Soll mal über Kondensatornetzteil laufen (230V -> 330nF -> 100R ->

1N4007 -> 5.1V Z-Diode usw.).

Wenn ich einen Spannungsteiler für Willst du

Laut Atmel schon ;-):

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Mir wird wohl nix anderes übrig bleiben, als es so zu machen, aber stattdessen einfach zwei/drei Widerstände zu nehmen klingt sehr verlockend.

Das werd ich mal überprüfen!

Wird alles miteinander ordentlich verpackt...

Danke und Gruß, Torsten

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Torsten Schorr

Dann macht Optokoppler für Eingang nur noch wenig Sinn. Konventionelle Schaltung mit NPN-Transistor:

5V | R3 | Laut Atmel schon ;-):

Zweifelhafte Idee. Es scheint ein IRQ-Pin zu sein, also wohl nur Input und nicht bidirektional und damit intern bessere Schutzschaltungen mit Serienwiderstand möglich.

Welche Last schaltet der Schalter ? Induktive Last mit Lichtbogen in unmittelbarer Nähe zum Controller wird problematisch.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Rafael Deliano schrieb:

OK, bau ich mal mit ein. Die meisten Optokoppler würden mehr Strom brauchen als der µC und bräuchten noch einen X2 Kondensator.

Keine Ahnung. Irgendwo stand, dass es mit allen AVR funktionieren soll. Meiner (ATtiny 13) hat keinen dedizierten IRQ Pin mehr. Es können alle Pins für externen Interrupt verwendet werden. Aber mit Z-Diode sollte das alles doch kein Problem mehr darstellen?

Ja, genau, das ist vlt. das nächste Problem: Er soll eine Leuchtstofflampe mit KVG schalten...

Danke und Gruß, Torsten

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Torsten Schorr

Soweit das Signal wegen des Schalters offen sein kann bräuchte man noch R1=1M damit dann der Transistor sicher abschaltet.

Die interne Schutzschaltung für Eingänge seit anno CD40xx ist Serienwiderstand, Dioden. Offensichtlich kann es für einen bidirektionalen IO-Pin keinen Serienwiderstand geben nur Dioden.

Man will den Strom eines Spikes nicht quer durch den Controller leiten weil das normalerweise zu Absturz führt. Bei externer Schutzschaltungen führt man die Masse getrennt auf den Sternpunkt am Elko der Stromversorgung.

Es würde nicht schaden schonmal Kontaktschutz über den Schalter vorzusehen unabhängig ob man ihn dann bestückt. Wirksam, aber voluminös wäre RC-Glied. Nicht so üppig aber manchmal ausreichend ist ein Varistor.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Rafael Deliano schrieb:

Stimmt!

Ich dachte, dass für IRQ dann vlt. nur "dickere" Dioden drin sind oder so...

OK!

Der Schalter ist mir eigentlich egal. Da komme ich auch nicht dran, könnte also nix parallel zum Schalter anbringen. Wäre für den Schutz der Schaltung eine Suppressor-Diode parallel zur Diode noch sinnvoll, oder unnötig?

Danke, Torsten

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Torsten Schorr

Hallo Torsten,

Bitte dabei beachten, dass gewoehnliche Metalloxyd Varistoren (MOV) bei jedem "Schuss" ein wenig altern. Sie haben x Joule auf dem Konto und wenn die leer sind, ist es aus.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo alle zusammen!

Martin Laabs schrieb:

Ich hab' nun festgestellt, dass der µC beim Ein- bzw. Ausschalten des Schalters einen Reset durchführt, da er die Störungen beim Schalten wohl nicht verkraftet (auch mit der vorgeschlagenen Transistorschaltung). Wenn kein Reset ausgeführt wird, zählt er korrekt.

Gibt es noch eine Möglichkeit, die Störungen abzuhalten/-leiten. Würden Suppressor-Dioden noch was bringen? Oder bleibt dann nur noch der Optokoppler? Was wäre denn da am einfachsten, mit möglichst wenig/kleiner Beschaltung an der 230V Seite?

Versuchsweise benutze ich im Moment den Schalter einer Steckerleiste mit Glimmlampe, der beim Schalten ohne Last (neben der Glimmlampe) schon umgebene Lautsprecher zum Knacken bringt, also ordentlich Störungen produziert.

Danke und viele Grüße, Torsten

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Torsten Schorr

Wenn man bei ihrer Nennleistung testet ja. Bei Spikes mit geringer Energie ist der Effekt aber nicht so ausgeprägt als daß er die Lebensdauer einschränken würde. Varistoren sind keine Qualitätslösung, aber ökonomischer als grosse Folienkondesatoren.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Soll der das Schalten an Display anzeigen oder hängen da andere Kabel raus ?

+------+--Schalter------+--------------+ | | | | Last +------------ Schaltung 220V | | | +-----------------------+--------------+

Prüfen ( z.B. mit zum Test programmierter LED-Blinkschaltung ) ob Controller schon abstürzt wenn der Eingang überhaupt nicht angeschlossen ist.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Rafael Deliano schrieb:

So sieht's aus, nur noch keine Spannungsversorgung über Kondensator, sondern über Netzteil. Momentan hängt an einem anderen Pin nur eine LED zum Debuggen. Später soll ein Triac dran, um was zu schalten. Aber das ganze ist noch auf einem Steckbrett drauf, ich bastele mal alles auf eine Lochrasterplatine, damit nicht mehr so viele "Antennen" rumhängen.

Bisher hab ich nur geschaltet, ohne dass eine geschaltete Leitung in der Nähe des µC war, d.h. übers Netzteil kommt nix. Mit Schutzschaltung und nicht angeschlossenem Pin probier' ich noch aus.

Ich hatte noch eine Idee gefunden mit kleiner geschalteter Spule und Hall-Sensor. Hat da einer Erfahrung mit?

Gruß, Torsten

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Torsten Schorr

Der kann im Nulldurchgang schalten und damit reduziert sich EMV entsprechend. Der mechanische Schalter bringt Controller ja auch nicht jedesmal zum Absturz sondern abhängig vom Schaltzeitpunkt.

Ein Stabkern würde am Kopf Feld erzeugen und könnte auch zur Funkentstörung dienen. Jedoch: wenn man alles sehr eng layouten will will man eigentlich kein Streuefeld das den Controller einnebelt erzeugen. Ringkern wäre da besser und der erzeugt kein Feld.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hi Torsten,

jup, das funktioniert so (auch für Serienprodukte) Ich hab das mal als Nullspannungsschalter für eine Phasenschnittsteuerung aufgebaut, hat soweit auch funktioniert, nur der Prozessor hat nicht mehr viel Resourcen frei um andere Dinge (wie Anschnittwinkel berechnen o.ä.) frei.

Die Eingangsbeschaltung sollte aus einem hochohmigen R und zwei externen zusätzlichen SK-Dioden bestehen, um Transienten abzuleiten.

Gruß Timo

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Timo Schmidt

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