Phasenanschnittsdimmer mit mehrere LED Vorschaltgeräten

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Do 18. Feb 2016, 11:31

Hallo,

dies ist mein erster Beitrag hier. Ich lese schon über ein Jahr mit und bin über die Seite von Zabex hier auf das Forum aufmerksam geworden. Jetzt habe ich endlich ein Problem und bin der Meinung, dass ihr mir bestimmt weiter helfen könnt. Ich habe einen Phasenanschnittsdimmer gebaut. Die Schaltung ist wie folgt:

Die beiden unteren Optokoppler führen eine Erkennung des Netz-Nulldurchgangs durch, ein Atmel Controller zündet dann den Optotriac und dieser den Triac um die Lampe zu dimmen. Alles funktioniert, außer wenn ich mehrere LED-Deckenspots mit Vorschaltgerät parallel anschließe. Mit einer funktioniert alles, schließe ich zwei an schaltet der Dimmer ab ca. 60% Zündzeitpunkt immer voll durch. Aber der dritten LED bereits ab 30%, mit 4 LEDs kann ich überhaupt nicht mehr dimmen.

Meine Kenntnisse zum Phasenanschnittsdimmer sind leider nicht sehr gut. Ich muss zugeben, ich habe mir die Schaltung so zusammenkopiert. Und von den Vorschaltgeräten habe ich noch viel weniger Ahnung.

Kann mir jemand erklären, warum sich meine Schaltung so verhält und einen Tipp geben, wie ich das beheben könnte?

Viele Grüße
Andreas

Bjoern · Beitrag von **Bjoern** » Do 18. Feb 2016, 14:53

Servus!
Bist du dir Sicher, dass du einen PhasenANschnittdimmer für die Vorschaltgeräte brauchst? Es gibt genügend "Elektronische Trafos" u.ä. Vorschaltgeräte, die gerne PhasenABschnitt sehen möchten... Abgesehen davon klingt dein Problem ein bissel nach einer vergeigten Nulldurchgangserkennung. Oszi auf Line-Trigger und mal nachgucken, was die Optokoppler ausspucken wäre spontan mein erster Ansatz.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Do 18. Feb 2016, 17:30

Hallo Björn,

auf der Packung der LEDs steht ausdrücklich, dass es mit ANschnittsdimmer funktioniert. Und es funktioniert ja auch mit einer LED perfekt. Erst wenn das zweite Vorschaltgerät dazu kommt fangen die Probleme an und werden schlimmer, je mehr dran hängen.

Das mit dem Line-Trigger probiere ich mal. So eine ähnliche Vermutung mit dem Nulldurchgang habe ich auch. Aber meine Befürchtung geht mehr in die Richtung, dass die Vorschaltgeräte eine Phasenverschiebung bewirken, die den Triac im Nulldurch weiter leiten lassen und er dann ständig leitend bleibt. (LEDs gehen ja dann auf volle Helligkeit) Ein Widerspruch dafür ist allerdings wieder, dass bei 0% die LED's dann aber ausgehen.

Aber ich bin mehr in Digital-Elektronik fit. Analog und so Traic-Zeuchs und Vorschaltgeräte sind für mich böhmische Dörfer...

Ich habe versucht an der Entstörung zu drehen und habe dem 100nF einen 220nF parallel geschaltet. Resultat war, dass der 2k4 Widerstand abgebrannt ist... Hilfe!

Viele Grüße
Andreas

Virtex7 · Beitrag von **Virtex7** » Do 18. Feb 2016, 17:40

@ abbrenner: lol, natürlich passiert das.
der Kondensator ist ein komplexer Widerstand (Impedanz) für AC, Betrag der Impedanz ist 1/(2*pi*f*C).

Das heißt, dass ein großer Kondensator für feste Frequenz eine kleine Impedanz bedeutet und umgekehrt.
Da in deinem 2,4k Widerstand Wirkleistung (P = I²*R = U²/R) in Form von Wärme weg muss, und ein größerer Kondensator mehr Strom bedeutet (Spannungsteiler, den unteren Widerstand kleiner denken), ist der R abgebrannt.

Wenn der Triac trotz abgeschaltetem Gatestrom weiter leitet, MUSS ein Strom fließen. und nur eine Induktivität lässt Strom fließen, wenn man versucht, dies durch Abschalten der Spannung (Triac noch aus) zu verhindern...
Ergo: du müsstest deinen Strom durch den Triac in zeitlichem Vergleich zum Gatestrom messen.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Do 18. Feb 2016, 19:35

Hallo Virtex7,

könnte meine Enstördrossel das Problem sein? Das mit dem Kondensator leuchtet mir nun auch ein. Mann, sind meine analog-Kenntnisse eingestaubt wenn man jahrelang nur noch Bits im Controller schubst...

Den Strom durch den Triac zu messen wird interessant. Ein Trenntrafe ist nämlich nicht vorhanden.
Aber mir ist ein etwas eingefallen. Der Einfachkeit halber liegt der Zündimpuls vom Triac dauerhaft an, bis kurz vor dem nächsten Nulldurchgang. Wenn hier also eine kleine Phasenverschiebung durch die parallelschaltung der Vorschaltgeräte entsteht, könnte das schon die Ursache sein.

Ich spiele da morgen mal etwas mit der Dauer des Zündimpuls rum und messe Nullpunkterkennung und Zündzeitunkte während ich auf Line triggere. Hoffentlich kommt da was dabei raus.

Viele Grüße
Andreas

Virtex7 · Beitrag von **Virtex7** » Do 18. Feb 2016, 20:26

Hallo!

also.
Da der Effekt der Spule (Strom eilt nach) stärker ins Gewicht fällt, wenn du mehr Strom fließen lässt, kann das schon sein.
Ich würde auf jeden! Fall den Zündpuls zu dem machen, was der Name auch ist, ein Puls.

Länge und Strom kannst du ja aus dem Datenblatt ablesen, damit der Triac gescheit zündet.
Ist es der, den du auch in deinem ersten Post genannt hast? (ich finde unter BTW134 nix, nur unter BTA134...)

im zweifel miss nicht den Strom durch den Triac sondern die Spannung danach, die ist auch aufschlussreicher, weil eine Spule ja auch den Stromfluss durch den Triac aufrecht halten kann, und du so wirklich durch die Spannung eine Aussage treffen kannst, dass da wirklich Strom fließt.

Oder halt mal die "scheiß auf EMV"-Methode und zum gucken die Drossel rausreißen und schauen, ob der Dimmer dann an mehreren LED Lampen geht.

Anfange würde ich jdf. mit den Zündpuls.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Fr 19. Feb 2016, 10:40

Hallo,

ich möchte kurz berichten, dass das Problem gelöst ist. Es war nicht die Dauer des Zündimpuls, sondern das Timing. Die Nulldurchgangserkennung kommt ja leicht früher wie der Nulldurchgang, weil die LEDs ja bereits vorher ausgehen. Ein kleines Offset und alles läuft. Den Impuls habe ich dann aber noch zum Impuls gemacht.

Der Triac heißt übrigens tatsächlich BT 134W und ist bei Reichelt erhältlich.

Vielen Dank für's mitdenken. Es hat mich auf die richtige Spur gebracht!

Viele Grüße
Andreas

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Fr 19. Feb 2016, 16:06

Hallo noch mal,

jetzt läuft die Dimmung zwar einwandfrei, allerdings machen die LEDs und/oder Vorschaltgeräte Geräusche. Selbst wenn ich nur einen zweizeiler in den Controller flasche, der einfach nur das Triac-Gate dauerhaft zündet brummt es. Schließe ich die LEDs ohne die Schaltung an und komplett Ruhe. Die Entstördrossel habe ich zum testen mal gebrückt, aber es ändert sich überhaupt nichts.

Warum brummt es über den Triac auch bei 100% Helligkeit und welche Möglichkeiten gibt es soetwas abzustellen?

Die Schaltung ist übrigens komplett still, die Geräusche kommen von den LEDs bzw. deren Vorschaltgeräten.

Viele Grüße
Andreas

Felix_W · Beitrag von **Felix_W** » Fr 19. Feb 2016, 16:29

Der Triac ist nicht dauerhaft durchgeschaltet.
Triacs und Thyristoren haben einen Haltestrom, bei dessen Unterschreiten sie abschalten. Bei deinem Triac liegt dieser Strom irgendwo zwischen 1,2 und 10mA, was zwar gering, aber nicht zu vernachlässigen ist. Du bekommst also Schaltflanken, unabhängig davon, was am Gate passiert.

Grüße, Felix

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Sa 20. Feb 2016, 14:02

Hallo Felix,

ok, das wäre eine Erklärung. Aber wenn das Gate einen Dauerstrom bekommt sollten diese Flanken eigentlich nicht sehr "hoch" sein, da ja bei niedriger Spannung eingeschaltet wird. Interessant, dass trotzdem solche Geräusche dabei entstehen. Beim Dimmen und einschalten im Sinus-Scheitel würde ich das ja verstehen...

Gibt es Abhilfe dafür oder geht das brummfrei nur mit einem Abschnittsdimmer?

Viele Grüße
Andreas

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Sa 20. Feb 2016, 14:10

Auch Abschnittdimmer brummen.
Die Frage wäre in dem Zusammenhang, wie die LED-Funzeln intern geschaltet sind. Da muss auf jeden Fall ein Trick drin sein, der (Blind?)-Strom zieht, so dass der Triac seinen ausreichenden Haltestrom bekommt.
Denn so ne LED-Funzel mit 5W oder so zieht an 230V gerade mal 20mA, wenn sie eine Ohmsche Last wäre. Das reicht nicht, um den Triac eingeschaltet zu halten. Es gibt von TI ein IC, zu dem eine Appnote (http://www.ti.com/lit/ug/sluuba8/sluuba8.pdf) gibt, die den dafür nötigen Aufwand beschreibt.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Sa 20. Feb 2016, 14:19

Der Gatestrom muß auf jeden Fall dauernd anliegen. Nur dann ist gewährleistet daß der Strom bis zum Ende der Halbwelle erhalten bleibt wenn die Vorschaltgeräte höherfrequente Impulsströme ziehen.
Die Schaltung mit den TRIAC-Optokoppler erfüllt die Forderung nicht, weil die Ansteuerung (fast) sofort ausfällt wenn der Leistungskreis eingeschaltet wird.

Ich würde mal einen Transistor-Optokoppler am Ausgang mit 3V aus Batterien versorgen und damit das Gate negativ ansteuern. Wenn das mit Batterien funktioniert, läßt sich der dafür benötigte Strom auch aus einem Kondensatornetzteil (geschätzt 5 Bauteile) gewinnen. Der Dimmer braucht dann aber eine Verbindung zum N.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » So 21. Feb 2016, 16:41

Hallo,

ein N ist auf der Platine vorhanden (für die Nullpunkt-Erkennung).

Ich muss gestehen, ich verstehe leider die Triac-Schaltung mit dem Entstörglied und dem Opto-Triac nicht und habe sie nur kopiert.

Warum muss es ein Transistor-Optokoppler sein? Reicht der Triac nicht aus, wenn ich z.B. R4 auslöte und dann an Pin 4 die Spannung der Batterie oder des Kondenstator-Netzteils anklemme? Auf welches Bezugspotential müssen sich dann die -3V der Batterie beziehen? Ich würde spontan sagen zwischen Pin 1 und 3 des Triacs?

Viele Grüße
Andreas

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » So 21. Feb 2016, 16:46

Weil der TRIAC bei Batteriebetrieb nicht mehr ausgeht.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Di 23. Feb 2016, 20:15

Hallo,

ich war die letzten Tage etwas beschäftigt, aber ich habe trotzdem ein kleines bisschen weiter gemacht.

Zunächst mal Danke für die Erklärung des Optokopplers! Nach dem lesen habe ich mir erst mal auf die Stirn geklatscht.

Ich habe die Schaltung umgebaut mit 2 AA-Batterien, Optokoppler und 1k-Widerstand. Läuft einwandfrei. Ein bisschen noch in der Software am Timing gearbeitet und das Gate bis zur Nullpunktserkennung bestromt ergibt schon mal herrliche Ruhe bei 100% Helligkeit. Der nächste Schritt ist also das Kondensator-Netzteil. Dazu bin ich aber noch nicht gekommen.

Problematisch ist noch die Geräuschentwicklung beim dimmen. Vor allem um die 50% rum, wenn am Sinushöhepunkt eingeschaltet wird. Gibt es dafür eine Idee wie man da den Einschaltstrom etwas begrenzen könnte oder ist das beim dimmen dann eher kontraproduktiv?

Viele Grüße
Andreas

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Mi 24. Feb 2016, 15:35

Heute bin ich dazu gekommen die Schaltung mit den Batterien zu testen. Es ist tatsächlich deutlich besser von der Geräuschkulisse. Theoretisch dürfte die Schaltung gar nicht funktionieren, weil ich als Bezugspunkt das Terminal 1 genommen habe. Im Datenblatt des Triacs sind die Gate-Trigger-Ströme aber immer auf Terminal 2 angegeben. Sollte ich mich wundern oder freuen, dass es so funktioniert?

Mit Kondensatornetzteil würde es aber gar nicht anders gehen, weil sonst die eine Bezugsspannug mit "gedimmt" werden würde. Ich stehe schon wieder total auf dem Schlauch. Kann mir jemand folgen?

Der nächste Schritt wäre also das Kondesnatornetzteil. Hier hoffe ich auf eure Unterstützung, weil ich so etwas noch nie gemacht habe:
Wenn ich den Optotriac auslöte, kann ich den gleichen Optokoppler wie bei der Nullpunktserkennung einlöten. Der Kollektor hängt dann am Triac-Gate, der Emitter auf einem freien Pad. Perfekt!
Ich benötigte zum Durchschalten demnach eine negative Spannung in Bezug auf Terminal 1 vom Triac, bzw. zu L, wenn man die Entstördrossel als Brücke betrachtet. Folgendes habe ich mir ausgedacht:

Xc von C7 sollte bei 15,9kOhm liegen. Somit begrenzt dieser den Strom auf ca. 14,5mA. Korrekt?

Das sollte zum Zünden des Gates reichen. Wo ich mir nicht sicher bin, ob ich R8 und R9 brauche. R9 würde ich gerne weglassen, man sieht diesen Widerstand aber in fast allen Beispiel-Netzteilen im Netz. Kann mir jemand erklären, wozu dieser gut ist?

R8 ist zum entladen des Kondensators. Laut VDE soll der C nach einer Sekunde entladen sein. Rechnerisch bin ich da auf ca. 5kOhm gekommen. Das erscheint mir aber deutlich zu niedrig, da er dem Xc parallel geschaltet ist und diesem somit auf <5kOhm drückt. Hier bin ich für Tipps dankbar, wie ich diesen Widerstand dimensionieren sollte.

Beim Gleichrichter aus V6 und V7 und der Stabilisierung mit V8 bin ich mir nicht ganz sicher, ob ich da keinen Denkfehler bezüglich der Polarität drin habe. Kann das bitte auch jemand durchdenken?

Gatestrom des Triac sollte mit der Schaltung ca. (2,7V - 0,7V VGT) / 1kOhm = 2mA sein. Sollte ich mit Vg (On State Voltage: 1,2V) oder VG (Gate Trigger Voltage 0,7V) rechnen?

Holding-Current des Gate ist mit 1,2mA Typ, max 10mA angegeben. Gate-Trigger current liegt aber, je nach Fall, zwischen 2 und 5 mA. Sollte ich R10 verkleinern?

Viele Grüße
Andreas

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Mi 24. Feb 2016, 16:39

R8 ist erforderlich, damit beim Einschalten auf der Netzspitze (also 325V) es keinen großen Schlag tut. "Stecker rein" ist ein näherungsweise unendlich steiler Spannungsanstieg und damit ein "unendlicher" Strom. die 330Ω begrenzen den Strom auf einen gesünderen Wert (nämlich 1A).
Der Entladewiderstand ist wichtig, aber 5kΩ sind viel zu wenig. Mit 5MΩ kommst du auf eine Zeitkonstante von 1s, dann ist nach 5 Sekunden definitiv leer und nach 1 sekunde nicht mehr ernsthaft bissig. 1MΩ wäre definitiv auf der sicheren Seite (achtung, normale Widerstände können die Spannung nicht sicher ab, 3x330k in Reihe sind eine gute Idee).
Was du um das Kondensatornetzteil drumrumgetüddelt hast, verstehe ich überhaupt nicht, was ein recht gutes Indiz dafür sein dürfte, dass es keinen Sinn ergibt. Mach dir da noch mal klar, welcher Strom von wo nach wo fließen soll.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Mi 24. Feb 2016, 19:53

Hallo ferdimh,

danke für die Erklärung der Widerstände. Die Schaltung sieht so kompliziert aus, weil ich den alten Zustand drin gelassen habe. Hätte ich nicht machen sollen, sorry. Hier noch mal die bereinigte Version, ich hoffe es ist damit klarer:

Viele Grüße
Andreas

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Mi 24. Feb 2016, 20:16

Ja, das ist deutlich besser.
Aber:
1. Die Drossel ist an der falschen Stelle. Der Stromkreis Saft-Zündverhau-Triac sollte keine zusätzlichen Bauteile beeinhalten. Sonst springt beim Einschalten Udrossel auf die volle Spannung und zündet über das Gate alles an.
2. Warum negative Spannung am Gate? Da zündet der Triac am schlechtesten. Das Ding solltest du komplett umpolen.
3. 1kΩ ist zu viel. Das Ding braucht mindestens mal 20mA Zündstrom. Bei 2,7V als Hilfsspannung brauchst du 100Ω oder weniger.
4. Der Kondensator vom Netzteil ist viel zu klein. Der Gleichrichter kriegt 14,5mA. Da es ein Verdoppler ist, kann man danach noch 7mA abnehmen. Das reicht nicht. Mit 20mA Zündstrom müssen mindestens 40mA+Reserve (also 50mA) durch den Kondensator. Das wäre ab 680nF gegeben. Dann macht es aber Sinn, R9 zu verkleinern, sonst heizt der 0,82W weg. 100Ω sollten es auch tun, dann wird genau 1/4W verheizt.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Mi 24. Feb 2016, 21:57

Negative Ansteuerung (Quadranten 2 und 3) ist für unipolare Ansteuerung auf jeden Fall besser, im Quadrant 4 (negative Versorgung, positive Zündung) wird der höchste Triggerstrom gebraucht. Manche TRIACs sollen da garnicht gern zünden.

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Do 25. Feb 2016, 10:56

Ok... ich hatte das genau andersrum im Kopf.
Das erklärt aber die eine oder andere Fehlfunktion...

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Do 25. Feb 2016, 12:47

Hallo,

also habe ich das gar nicht so falsch gezeichnet. Ich verstehe nur nicht, warum ich das Gate mit 20mA zünden soll. Hier mal der entsprechende Ausschnitt aus dem Datenblatt des Triac:

Viele Grüße
Andreas

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Do 25. Feb 2016, 19:17

Da steht "bei 12V oder 0,1A". wenn die Spannung "off" oder der Anfangsstrom kleiner sind, dann ist etwas mehr etwas besser.
5 mA sollten tatsächlich reichen, wie wär's mit Ausprobieren?

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Fr 26. Feb 2016, 10:47

Hallo Bastelbruder,

ich habe es doch probiert. Vorwiderstand 1k @ 3V sollte ca. 2,3mA ergeben und läuft bereits perfekt. Ich wollte nur verstehen, warum ferdihm auf 20mA besteht.

Zur Sicherheit kann ich ja auf 5mA hoch gehen. Bei den kleinen Spannungen fällt aber die Spannung am Gate ganz schön ins Gewicht. Sollte ich mit On-State Voltage oder mit Gate-Trigger-Voltage rechnen?

Was mir aber Kopfzerbrechen bereitet ist das Kondensator-Netzteil. Das ist mir jetzt zwei mal sowas von um die Ohren geflogen. Das erste mal habe ich es direkt an der Schaltung versucht, aber L und N am Netzteil vertauscht. Damit sollte das Bezugspotential zum Gate nicht gepasst haben. Resultat war ein schöner Knall und eine Stichflamme. Alle Teile des Netzteils sind entweder schwarz oder haben ihr inneres gezeigt.

Von der Dimmer-Schaltung hat es zum Glück nur den Optokoppler erwischt. Den habe ich getauscht und mit Batteriebetrieb läuft die erst mal wieder.

Dann habe ich das Netzteil noch mal aufgebaut und ohne Schaltung ans Netz geklemmt und es hat wieder geknallt, diesmal ohne Stichflamme. Jetzt habe ich auch gesehen warum: Ich verwende die MKS-2 470N Kondensatoren von Reichelt. Angegeben mit 63V AC. Ich muss erst mal Teile suchen. Kann aber zur Sicherheit noch mal jemand einen Blick auf das Netzteil werfen? Ich zeichne das ganze noch mal übersichtlich:

Viele Grüße
Andreas

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Sa 27. Feb 2016, 12:51

Die Schaltung ist fast ok, bloß die Entstördrossel muß jetzt unbedingt in die A2-Leitung. Die darf nicht im Ansteuerkreis liegen, der vorher ja "von oben" geschaltet hat.
Schade daß es von den Fehlversuchen vermutlich keine Videos gibt.

Name vergessen · Beitrag von **Name vergessen** » So 28. Feb 2016, 03:18

Müssen das nicht eh X(2) Kondensatoren sein für unbeaufsichtigten Dauerbetrieb? An dieser Stelle sparen nicht mal die Chinesen... also zumindest nicht dem Aufdruck nach.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » So 28. Feb 2016, 07:44

Nein, X-Kondensatoren müssen nicht sein, weil der Vorwiderstand verhindert daß netzseitige HF/Impulse sich zu destruktiven Strömen aufbauen kann. Im Fehlerfall sollte der Widerstand unspektakulär das Zeitliche segnen.

Es ist übrigens interessant, wie wenig Innenleben solche mit allen Prüfzeichen verzierte Kondensatoren noch haben, wenn man sie aus einem gebrauchten PC-Netzteil auslötet und nachmißt.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Mo 7. Mär 2016, 19:31

Hallo,

mal endlich eine Rückmeldung von mir. Es funktioniert mittlerweile. Das Netzteil besteht jetzt aus 220nF (aus Platzgründen), 330R und einer ZD5,6. Dafür habe ich den Widerstand zum Gate auf 1k erhöht. Läuft seit ein paar Tagen ohne irgendwelche Ausfälle. Der Brumm der LEDs hat sich deutlich reduziert und ist von 0-30% und von 70-100% eigentlich nicht mehr vorhanden. Lediglich dazwischen ist ein ganz leichtes surren zu hören, aber kein Vergleich zur Schaltung mit dem Optotriac.

Allerdings kommt jetzt ein weiteres Problem. Sollte ich das lieber in einem neuen Thread öffnen?

Die beiden Relais schalten Rollos. Und immer wenn diese abschalten geht von 3 Versuchen einmal das Licht aus. Der Effekt ist immer unterschiedlich. Manchmal geht das Licht einfach aus, manchmal der andere Rollo an und manchmal stürzt der ganze Controller ab. Ich habe mal ein Oszi dran gehängt und man kann beim abschalten der Rollos einen schönen Spike auf der galvanisch getrennten 5V-Versorgungsspannung des Controllers. Ich habe schon versucht diese zu puffern, es scheint aber eine induktive Einstreuung zu sein, die ich nicht finde. Wenn ich die 230V der Rollos abklemme läuft alles einwandfrei und die 5V sind sauber. An zu hohem Strom für die Relais, Freilaufdiode, etc. kann es also nicht liegen.
Ich habe also versucht die 230V der Rollos mit verschiedenen Spulen in Reihe zu entstören. Leider auch ohne Erfolg. Wie würdet ihr da dran gehen?

Viele Grüße
Andreas

Bjoern · Beitrag von **Bjoern** » Mo 7. Mär 2016, 19:38

Öhm... Zeig mal einen kompletten Schaltplan + ggf. Fotos vom Aufbau.

Name vergessen · Beitrag von **Name vergessen** » Di 8. Mär 2016, 02:10

Evtl. eine 5,1V ZD direkt am Eingang des µC setzen? Vielleicht kann auch parallel zum Schaltkontakt des Relais ein Snubber helfen. Leider zieht der auch immer etwas Strom.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Di 8. Mär 2016, 08:26

Da war schonmal eine Controller mit Endschalter-Mimik wo's etwas gedauert hat bis dem Erbauer die Schuppen aus den Augen gefallen sind.
hab bloß momentan keine Zeit das zu suchen.
Da fließt Strom durch das Controllerboard
Auf deutsch: die Masseverhältnisse sind solala = kacke.

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Di 8. Mär 2016, 11:47

Ein Schaltplan UND ein Foto vom Aufbau wären jetzt hilfreich.
Schaltkontakte entstört man nicht mit Drosseln, sondern mit einer R-C-Kombination über dem Kontakt. Eine Drossel nützt beim Abschalten garnichts (und das Relais schaltet nicht wie der Triac nur im Nulldurchgang ab).

Name vergessen · Beitrag von **Name vergessen** » Di 8. Mär 2016, 17:17

Bastelbruder hat geschrieben:Da fließt Strom durch das Controllerboard
Auf deutsch: die Masseverhältnisse sind solala = kacke.

Hmm, Du bist einer der Kompetentesten hier, daher vermute ich, daß in der Eile das im Wall of Text untergegangen ist:

Bumbum hat geschrieben:Wenn ich die 230V der Rollos abklemme läuft alles einwandfrei und die 5V sind sauber.

Andernfalls müßte das Problem bzw. die meßbare Spannungsspitze doch auch dann auftreten, wenn keine Netzspannung geschaltet wird (das Relais also leer schaltet)?

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Di 8. Mär 2016, 20:03

Hallo,

sorry für meine späte Antwort. Hier erst mal der gewünschte Schaltplan und Fotos der Platine. Bitte nicht erschrecken. Ich habe mir Platinen herstellen lassen, um das Ganze gleich in die Unterputzdosen verbauen zu können.

Den Schaltplan habt ihr ja schon fast komplett gesehen. Die Controller-Seite ist nicht weiter wild. Lediglich Schnittstellen zu den Tastern und zum Datenbus. Der Plan ist noch nach altem Stand vor den ganzen Umbauten hier im Thread. Das ist absicht, damit dieser auch zu den Bildern des Layouts passt.

Platine von oben:

Platine von unten:

Wie man sieht habe ich für größtmögliche Trennung zwischen 230V und 5V gesorgt. Leider ist es nicht einfach auf der kleinen Platine.

@ Name vergessen: Ich habe vergessen, dass die Spite nicht positiv sondern negativ ist. Wie man da entgegen wirkt weiß ich nicht.

@ferdihm: Hast du einen Vorschlag für ein RC-Glied, dass ich einfach mal probieren könnte?

@Bastelbruder: 5V Masse und 230V sind galvanisch komplett getrennt. Es herscht lediglich die räumliche Nähe.

Viele Grüße
Andreas

Bjoern · Beitrag von **Bjoern** » Di 8. Mär 2016, 20:28

Du sagst du hast eine galvanisch getrennte 5V Versorgung... Wo kommt die her und wie groß ist die Masseschleife, die du damit baust?

Wenn der µC komplett galvanisch vom Netz getrennt ist, halte ich reine EMV von den Relais für unwahrscheinlich - zumindest, solange passende Cs über die Spannungsversorgung des µCs gelegt sind.

Name vergessen · Beitrag von **Name vergessen** » Di 8. Mär 2016, 21:23

Also wichtig wäre jetzt der aktuelle Schaltplan und der aktuelle Zustand der Platine. Mit allem anderen kann Dir keiner helfen, es könnte ja sein, daß das mit den alten Varianten funktioniert hätte. An den Platinen fällt mir auf, daß die Leiterbahnen zu dünn sind, bzw. dünner sind als möglich. Die Abstände zu den 230V sind, wie Du ja weißt, größtenteils zu klein, daran liegt es aber nicht, das ist "nur" ein Sicherheitsproblem. BZW. es kann schon daran liegen, denn das sind ja Antennen, die Störungen senden können, und je näher die an den empfindlichen Sachen dran sind, desto besser können die die Störungen ggfs. empfangen. Ob da wenige mm helfen, kann sein, muß aber nicht.

Testoption: Du trennst die Relais mal vom Controller (Leiterbahnen unterbrechen) und schaltest sie mit einer externen Spannung manuell ein und aus. Wenn dann der Controller noch immer abstürzt, kommt die Störung entweder durch das Kondensator-NT (glaube ich aber nicht, das würde gleichgerichtet und glattgezenert), oder direkt von den funkensprühenden Relaiskontakten. Selbige kann man durch einen Snubber bedämpfen. Das ist die besagte R-C-Kombi parallel zum Schaltkontakt. 100 Ohm mit 22nF in Reihe z.B.. Sowas macht man eigentlich immer, weil sonst die Relais nicht lange halten.

Ich glaube, Bastelbruder meinte diesen Thread?

Sind bei Deinem Controller alle unbenutzten Pins als Ausgang geschaltet und haben einen definierten Pegel? Gegen einbrechende Versorgungsspannung kann man in die VCC des AVR einen Widerstand (100 Ohm) und einen Elko (47µF] legen. Das hilft aber nur, wenn der AVR keine großen Ströme liefern muß. Da Du aber die Relais direkt zu schalten scheinst, kommt der damit erst so richtig aus dem Tritt.

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Di 8. Mär 2016, 21:48

Als RC-Glied sollten ca 100Ω und 100nF taugen. Der Widerstand sollte schon nen 0,5W Typ sein, zum Testen kann man aber einen 1/4W nehmen.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Di 8. Mär 2016, 22:42

Genau der Faden wars, scheint aber hier nicht zuzutreffen.
Das Problem sehe ich direkt an den Relais:
Die Dioden über den Relais taugen nicht, sie sind den Chipinternen Parasiten/Schutzdioden nur paralel geschaltet. Da müssen ausnahmsweise Schottkys rein!
Auch wenn der Strom durch Parasitärdioden nicht ausreicht um einen anständigen latchup zu provozieren, werden gleichzeitig alle benachbarten Dioden im Chip leitend...
Immer bei Ausschalten eines Relais knallts dann. Auch ohne Last.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Mi 9. Mär 2016, 20:37

Hallo,

und danke für die Anregungen. Das werde ich alles probieren.

Es ist egal welche Variante ich nehmen, die Controller-Abstürze sind sowohl mit der alten Version (wie der Schaltplan und die Fotos) als auch mit der neuen Version mit Kondensator-Netzteil gleich. Das habe ich vergessen zu erwähnen.

Bei Leiterbahndicke und -Abstand des 230V-Teils habe ich mich an die VDE-Empfehlungen gehalten. Die werden eigentlich überall eingehalten, hoffe ich.

Die 5V kommen am Ende von der Zentrale. Ich habe in jede UP-Dose ein CAT6-Kabel gelegt. Davon nutze ich dann ein Aderpaar für die 5VDC und ein anderes für die Kommunikation. Ich habe aber zum Testen auch verschiedene Netzteile direkt mit kurzen Kabeln an der Platine probiert. Das Verhalten ist immer gleich. Am Controller sitzen direkt 100nF und die 5VDC sind mit 10µF (100µF auch schon probiert) gebuffert und sehen auf dem Oszi sehr sauber aus, außer wenn das Relais abfällt. Und auch nur, wenn am Relais der Rollo hängt. Lastfrei kann ich das Ding 1000x schalten ohne das es juckt.

Beim Controller sind alle ungenutzen Pins als Eingang, aber mit aktivem Pull-Up geschaltet. So wurde mir das immer empfohlen. Ich kann das aber mal testweise ändern. Der AVR treibt die Relais direkt um Batueile und somit Platz zu sparen. Ich habe berechnet, dass er das gerade so laut Datenblatt kann wenn alle Relais angezogen und die LED vom Optopller leuchtet. Ein 100R in Reihe wird also nicht klappen...

Ich werde also:

- Ungenutze Pins des Controllers als Ausgang konfigurieren
- Ein RC-Glied über den Relais-Kontakten versuchen
- Die Relais trennen und extern mit 5V schalten und gucken was der Controller macht
- Die Freilaufdioden gegen Shottkys ersetzen

Ich melde mich wieder mit den Ergebnissen. Vielen Dank fürs mitdenken!

Das Projekt läuft übrigens schon komplett auf dem Schreibtisch. Es gibt einen Master, der via I2C an einen Raspberry Pi angebunden ist. Der Master verteilt die Befehle an die Platinen. Auf dem Pi läuft FHEM mit HomeBridge. Ich kann also ins Smartphone sprechen "Scheißhauslicht an" und dann wirds hell. Wäre doch gelacht hier das kleine Problemchen nicht auch noch in den Griff zu bekommen...

Viele Grüße
Andreas

andreas6 · Beitrag von **andreas6** » Mi 9. Mär 2016, 20:54

Noch ein Tipp von mir zum Abblocken von Störspitzen am Controller. Ein wahlweise netz-/akkubetriebener Avr-Net-Io zur Erfassung von Wind- und Solarleistung zeigte hier auch gerne Abstürze wegen Spitzen auf der Versorgung, sei es durch statische Aufladung oder anderer Ereignisse wie lausiger Netzteile. Geholfen hat ein Varistor (ca. 20 V) direkt an der Einspeisung der Karte. Der fängt die schnellen Spitzen sehr gut ab, es gab keinerlei Ausfälle mehr seit seinem Einsatz.

MfG. Andreas

Name vergessen · Beitrag von **Name vergessen** » Do 10. Mär 2016, 01:20

Daß die AVR-Ports so stark sind, ist ein Segen und ein Fluch.

Nutzt man das, geht das mit 100 Ohm natürlich nicht, evtl. kannst Du das aber trotzdem mal in einer Testschaltung auftrennen und einen Transistor zwischen Port und Relais schalten, damit die 100 Ohm möglich sind.

Wird die Spannung eigentich wirklich negativ, oder bricht sie einfach nur ein? Und: ist das immer negativ, oder auch mal positiv? Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, daß der Abreißfunke immer dieselbe Polarität hat? Das würde nämlich erklären, warum das manchmal (theoretisch in 50% der Fälle) funktioniert: wenn die Spitze positiv ist (bzw. wäre), dann würde die von den vorhandenen Maßnahmen glattgebügelt. Ist sie negativ, erzeugt sie einen Spannungseinbruch, den man nur mit einem Elko aufhalten könnte, und da das alles in ziemlicher Nähe passiert, ist das sehr schwierig. 10000µF direkt an den Pins vom AVR werden wohl kaum passen. Und falls noch, wie von Bastelbruder vermutet, ein Latchup beteiligt ist (Spitze koppelt in irgendeinen Pin ein -> Pin geht in Latch-up und reißt alle anderen mit -> Versorgung wird über Latch-up kurzgeschlossen und bricht ein -> Controller stürzt wegen unzureichender Versorgung ab -> Latch-up verschwindet wegen unzureichender Haltespannung -> Controller fährt wieder hoch oder hängt), wäre das wohl der sichere Tod für den AVR; z.Zt. verhindert evtl. die Impedanz der Versorgungsleitung seinen Exitus.

Daß die Störung schon über die lange Versorgungsleitung einkoppelt, ist nicht möglich? Dann würde es bei direkter Besaftung mittels Labornetzteil funktionieren (oder gleich abbrennen).

Ungenutzte Pins als Eingang mit Pullup zu definieren ist deshalb sinnvoll, weil ein Anschluß des Pins an egal was (Verdrahtungsfehler) dann egal wäre. Als Ausgang definiert käme dann ggfs. ein Kurzschluß heraus. Da aber die Pullups sehr schwach sind (20-50 KOhm), kann da alles mögliche einkoppeln, wenn es, wie hier, stark genug ist. Ein weiterer Test, der aber dann schon mit Vorsicht zu machen wäre, ist, die ungenutzten Pins als Ausgang auf 0 zu setzen und sehr niederohmig (<100 Ohm) auf Masse zu legen. Auf die Weise koppelt da schonmal nichts mehr ein.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Do 10. Mär 2016, 18:05

Hallo Leute,

Ihr seid echt Spitze! Ich habe heute die ungenutzten Pins auf Ausgang gesetzt. Es waren aber nur 2. die meissten Pins sind die Eingänge für die Tasten, bei denen ich auch die internen Pullups verwende. Da sollte ich mal was niederohmiges parallel schalten.

Aber die 100nF / 100R Kombination über den Relaiskontakten war der Bringer! Von vorher ein Absturz alle ca. 3x abfallen des Relais ist das ganze jetzt auf ca. alle 50x abfallen gestiegen. Eigentlich könnte man es schon (fast) so lassen. Ich habe auch mal 220nF probiert, ist aber gefühlt der gleiche Effekt. Habt ihr noch einen anderen Dimensionierungsvorschlag, um das eventuell noch etwas zu verbessern?

Shottkys habe ich keine da. Da muss ich erst mal was passendes bestellen. Hat jemand direkt einen Vorschlag im MiniMelf-Gehäuse?

Ich muss die Versorgungsspannung noch mal mit dem Oszi messen. Ich bin mir nicht zu 100% sicher, ob die Spikes nur negativ waren, oder ob auch positive dabei waren.

Beim Versuch mit den verschiedenen Netzteilen waren kurze Kabel im Spiel. Die Schaltung war dabei komplett vom restlichen Bus getrennt. Nur 5V von den externen Netzteilen. Teilweise habe ich den Strom für die Netzteile auch über eine Kabeltrommel von einem anderen Stromkreis geholt. Der Effekt war immer gleich.

Viele Grüße
Andreas

Name vergessen · Beitrag von **Name vergessen** » Do 10. Mär 2016, 18:14

Falls Du alte PC-Netzteile hast, da sind auch immer Schottky-Doppeldioden drin (falls nicht durchgeschlagen->messen). Leider eher das Gegenteil von Mini-MELF...
Beim Snubber kann man ggfs. noch geringfügig am Widerstand drehen, aber je kleiner der R bzw. je größer der C, desto mehr wird da drin verheizt und z.T. auch durchgelassen, irgendwann rennt der Motor über den Snubber los. Ganz kriegt man den Funken nicht weg, leider. Man kann dann anfangen, mit Abschirmblechen zu experimentieren, aber das ist sowohl isolatinstechnisch als auch platztechnisch so 'ne Sache. BTW, die Leiterbahn unterhalb des MOC kann eigentlich nicht VDE-konform sein, andere fräsen da extra alles aus, um den Abstand unter einem gespreizten DIL noch zu erhöhen...

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Do 10. Mär 2016, 18:47

Statt Schottkydioden oder sonstigem Zeug, kann man (langsame) Relais auch einfach mit einem amtlichen Kondensator einbremsen.
Wenn man jeden Pin, der an die Außenwelt geht und eh langsame Signale führt, einfach mal 10µF (oder mehr) klemmt, schaltet das Relais halt langsamer, aber Spannungsspitzen sind vom Tisch. Der AVR kann den kurzzeitigen Überstrom problemlos ab. Wichtig ist nur, dass die Versorgungsspannung mit ordentlich Kapazität gepuffert ist, damit die nicht plötzlich wegbricht.
Generell ist aber das Schalten von ernsthaften Relais mit AVR-Portpins einfach keine besonders gute Idee. Bei 10mA-Reedrelais kann man das noch machen. Aber wenn ein 100Ω-Vorwiderstand nicht mehr machbar ist, ist der Strom eigentlich schon zu groß.

Ich würde dir übrigens raten, die 100Ω-100nF-Kombi nochmal auszubauen und das Problem an der Quelle (irgendwo koppelt was ein) zu bekämpfen. Im Sinne der Elektromagnetischen Verträglichkeit sollte ein beliebiger Verhau nicht nur nicht stören, sondern auch störfest sein. Sonst krepiert dir das Ding wenn nebendran einer ne fette Last schaltet oder einen Frequenzumrichter anreißt. Und je häufiger der Fehler auftritt, desto besser für die Fehlersuche.

Bumbum · Beitrag von **Bumbum** » Do 10. Mär 2016, 22:04

Hallo,

@Name vergessen: Die Leiterbahn ist auf der Ansteuerseite. Das passt sogar vom Abstand. Das sind ganze 6mm zu den 230V.

@ferdihm: Ihr scheint euch ja alle sicher zu sein, dass es am Schalten der Relais ist. Ich will es nicht glauben, denn ohne Last auf der 230V Seite ist mir das Ding noch nie abgestürzt und ich habe echt viel getestet.

Die Einstreuung kommt ziemlich sicher von der 230V-Seite. Aber das wird echt heftig aufwändig zu suchen, wie ihr alle schon schreibt. Ich bleibe ja dran. Shottkys besorge ich und ich will mal zusätzliche niederohmige Pull Ups an die Taster-Eingänge hängen und dann mal schauen.

Viele Grüße
Andreas

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Do 10. Mär 2016, 22:48

Das mit den Kondensatoren gilt für alle Pins.
Alles was nicht schnell sein muss, gehört gebremst!

Name vergessen · Beitrag von **Name vergessen** » Do 10. Mär 2016, 23:00

Also ich glaube ja, daß es am Abrißfunken liegt (letztens bin ich noch über einen anderen Forenbeitrag irgendwo gestolpert, wo jemand dasselbe Problem hatte. Der hat das mit Snubber in den Griff bekommen, bis er dann auf der neuen Platine die Relais näher an den Rest gebracht hat, und da kam das trotz Snubber wieder). Ich fürchte, daß bei Dir dieser Abstand von Vornherein unterschritten war und deshalb zusätzlich zum Snubber noch andere Wege gefunden werden müssen. Möglicherweise kommt ein Einbrechen der Versorgung zusätzlich zum Abrißfunken, welches alleine nichts ausgemacht hätte, aber das ist halt alles Raterei und Probiererei und kann auch mit der Leiterführung zusammenhängen. Leider habe ich keine Ideen mehr, was man sonst noch probieren könnte, ohne die Platine mehrlagig zu machen.

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Do 10. Mär 2016, 23:03

Ein Funke ist keine schwarze Magie.
Das sind einfach nur ien paar steile Flanken. Und gegen die musst du dich halt irgendwie absichern.

Fritzler · Beitrag von **Fritzler** » So 13. Mär 2016, 15:50

Bei den Problemen, die ich hier lese, bin ich doch froh, dass die Relaisplatine vom Weltherrschaftscountdown während des Fingertreffs nur einmal abgeschmiert is

Wie schon angemerkt, gehört da immer ein Transistpr zwischen Prozessor und Relais, das fängt auch einiges ab.
Auf der Platine sehe ich jetzt keine höhere Kondensatorkapazität zum stabilisieren der Versorgungsspannung des AVR.
Die 100nF fliegen irgendwo rum, nur nicht im Strompfad des AVR, also eher nutzlos.
Das also noch berichtigen.