230V -> uC Port

M

Martin Kaul

Guest
Hallole,

ich such ne Möglichkeit, 230V Wechselspannung mit
einem Microcontroller abzufragen, d.h. eine
Konvertierung von 230V Wechselspannung auf TTL.

Gibt es vielleicht einen Optokoppler, der als
Eingang 230V Wechselspannung verträgt, oder
ne andere Lösung.

Danke und tschaule
Martin
 
Am Mon, 26 Apr 2004 13:04:20 +0200, schrieb Martin Kaul
<mkaul@leuze.de>:

ich such ne Möglichkeit, 230V Wechselspannung mit
einem Microcontroller abzufragen, d.h. eine
Konvertierung von 230V Wechselspannung auf TTL.

Gibt es vielleicht einen Optokoppler, der als
Eingang 230V Wechselspannung verträgt, oder
ne andere Lösung.
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Einen winzigen Trafo mit 0,35 VA gibt es bei Reichelt schon für 2,40
DM.
Ist IMHO die sicherste und einfachste Lösung.


MfG

Frank
 
Martin Kaul schrieb:

ich such ne Möglichkeit, 230V Wechselspannung mit
einem Microcontroller abzufragen, d.h. eine
Konvertierung von 230V Wechselspannung auf TTL.

Gibt es vielleicht einen Optokoppler, der als
Eingang 230V Wechselspannung verträgt, oder
ne andere Lösung.
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Du könntest einen normalen Optokoppler nehmen und den Strom durch die
interne LED per Kondensator und Widerstand begrenzen (damit nicht so
viel Verlustleistung entsteht). Der Optokoppler wird daher nicht dauernd
an sein, sondern pulsen, aber das ist ja vermutlich was Du willst. Wenn
der Optokoppler keinen AC-Eingang hat braucht Du noch eine Schutzdiode
antiparallel zur LED.

Ohne Optokoppler würde auch gehen, durch kapazitive Kopplung erreicht
man die nötige galvanische Entkopplung, ein hochohmiger Eingang erlaubt
kleine Kapazitäten. Auf jeden Fall aber muß man auf die einschlägigen
Sicherheitsvorschriften achten.

--
Cheers
Stefan
 
| Gibt es vielleicht einen Optokoppler, der als
| Eingang 230V Wechselspannung verträgt, oder
| ne andere Lösung.

Klaro, alles eine Frage des Vorwiderstandes, es gibt sogar OK die
antiparallele LEDs drin haben, damit sparst Du Dir die
Antiparalleldiode , die Du ansonsten nicht vergessen solltest. Und
nicht vergessen, das Resultat kommt gepulst!

Martin
 
Martin Kaul schrieb:

ich such ne Möglichkeit, 230V Wechselspannung mit
einem Microcontroller abzufragen, d.h. eine
Konvertierung von 230V Wechselspannung auf TTL.

Gibt es vielleicht einen Optokoppler, der als
Eingang 230V Wechselspannung verträgt, oder
ne andere Lösung.
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Ohne Vorwiderstand wird das nichts.
Das einfachste ist ein PC814 (AC-Optokoppler mit zwei
antiparallelen LEDs) mit einem Vorwiderstand (z.B. 100k)
ausreichender Spannungsfestigkeit und Leistung.

Latürnich hat das Ausgangssignal dann 100 Hz, läßt sich
aber jedenfalls mit einem ľC abfragen.

Und immer *extreme* Vorsicht beim Hantieren am Netz,
auch auf ausreichende Isolationsabstände achten (Optokoppler
z.B. auf RM10 aufspreizen).

--
Dipl.-Ing. Tilmann Reh
Autometer GmbH Siegen - Elektronik nach Maß.
http://www.autometer.de
 
Scheint galvanische Trennung gewünscht zu sein.

Optokoppler
Insoweit einem die Isolation ausreicht tuts jeder.
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Da das LED kaum Sperrspanung aushält braucht man
antiparallel eine Diode.
Ferner einen Widerstand der den Strom auf etwa 5mA
peak begrenzt ca. 50k. Der wäre dann aber 1 Watt
und Bauform 0207 hält 220V nur gerade noch, sodaß
man besser eine Serienschaltung von z.B. 4
Widerständen macht.

----+
| 5V
R1 |
| R2 100k
R1 |
| +---
+++ |
K A -> C
A K -> E
+++ |
| |
R1 GND
|
R1
|
---+

Soweit das Netz mit induktiven Schaltspikes
verseucht ist, kann eine Z-Diode zum Schutz
des Optokopplers nützlich sein:

-----+
|
R1
|
R1
|
+----+
| |
| R3
| |
| +++
K K A ->
A A K ->
| +++
| |
+- --+
|
R1
|
R1
|
-----+

MfG JRD
 
Auf jeden Fall aber muß man auf die einschlägigen
Sicherheitsvorschriften achten.
Die wird jemand der sich die Trivialschaltung nicht
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zusammenstricken kann ja sicher zur Hand haben.

Empfehlenswert:
* wenn man auf Lochraster macht die zwei Reihen
Kupferlötaugen unterhalb dem Optokoppler mit
Messer oder Fräse entfernen, damit man den
Isolationsabstand sicher hält.
Normalerweise zieht man diese Barriere quer
über die Leiterplatte um 220V und Nieder-
spannungsteil zu trennen.
* wenn man den Optokoppler sockeln will nicht
low-cost Plastiksockel sondern Einzelkontakte
nehmen
* Pertinax zugunsten von FR4 vermeiden.
Pertinax altert und verliert dann mechanische
Festigkeit.
Wenn man solche Isolatoionsmaterialien z.B.
durch heisse Widerstände oder Kühlkörper bis
über ihre Nenntemperatur erhitzt und verkohlt
verändern sie sich und Leckströme fliessen.
Das Problem von Leckstrom aus 220V ist weniger,
daß der Entwickler zugrunde geht, sondern eher
daß der Controller sich merkwürdig benehmen wird.

MfG JRD
 
Martin Kaul wrote:
Hallole,

ich such ne Möglichkeit, 230V Wechselspannung mit
einem Microcontroller abzufragen, d.h. eine
Konvertierung von 230V Wechselspannung auf TTL.

Gibt es vielleicht einen Optokoppler, der als
Eingang 230V Wechselspannung verträgt, oder
ne andere Lösung.
Vielen Dank für die Antworten, auf die Idee, dass
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ein "normaler" Optokoppler mit Vorwiderstand geht
bin ich nicht gekommen...

Gibt es nichts spezielles für 230V AC. Irgend ein
integriertes Bauteil, welches beim Anlegen der 230V AC
ein konstantes TTL Signal liefert. Wird doch z.B. immer
dann benötigt, wenn in der Hausautomatisierung auf
ein 230V AC Schaltsignal reagiert werden soll.

tschaule
Martin
 
ein konstantes TTL Signal
Parallel zum Widerstand am Ausgang des Optokopplers
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einen Elko und dann etwas das Schaltflanke macht.
Z.B. so:

--+---+-------+-- 5V
| | |
| | E
| | +-B PNP-Transistor
R1 C1 R2 C
| | | |
+---+----+ +--- out
| |
C R3
Optok. |
E GND
|
GND

74HC14 Schmitt-Trigger würde den Transistor und
die beiden Widerstände sparen und echte
Schaltflanke machen.

Gibt es nichts spezielles ...
So a la "Maxim hilf !"
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Der diskrete Aufbau besteht aus handelsüblichen
Teilen und ist billig. Die Schaltung als
Hybrid zu fertigen wäre eher teuer, obwohl es
innerhalb von SPS eventuell solche Module gibt.

MfG JRD
 
Gibt es nichts spezielles für 230V AC. Irgend ein
integriertes Bauteil, welches beim Anlegen der 230V AC
ein konstantes TTL Signal liefert. Wird doch z.B. immer
dann benötigt, wenn in der Hausautomatisierung auf
ein 230V AC Schaltsignal reagiert werden soll.
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Neben der Spannungsumsetzung (230 VAC -> 5 VDC) muß dieses "Integrierte
Bauteil" den Signaleingang sicher galvanisch vom Ausgang trennen. Zudem muß
es mindestens normgerecht Störsignale abblocken (d.h. Spannungen bis in den
kV-Bereich mit einem Frequenzspektrum bis 1 GHz) um CE-Konformität zu
ermöglichen. Dazu werden i.A. Kapazitäten und weitere
Halbleiterschutzelemente verwendet.

Für ein einziges integriertes Bauteil ist die Summe dieser Forderungen z.Zt.
noch zu groß. Mit der bereits beschriebenen Trafo-Lösung sind alle
Anforderungen wohl am leichtesten zu erfüllen.

MfG
Martin
 
Martin Kaul schrieb:
Gibt es nichts spezielles für 230V AC. Irgend ein
integriertes Bauteil, welches beim Anlegen der 230V AC
ein konstantes TTL Signal liefert. Wird doch z.B. immer
dann benötigt, wenn in der Hausautomatisierung auf
ein 230V AC Schaltsignal reagiert werden soll.
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Hallo,

mit einem IC alleine ist das Problem nicht lösbar, damit geht keine
ausreichend spannungsfeste und genügend sichere Potentialtrennung.
Ein Optokoppler besteht ja auch schon aus zwei Chips in einem Gehäuse um
genügend Potentialtrennung zu erreichen.

Dein Wunschbauteil müßte also aus mindestens zwei Chips und einem
geeigneten Vorwiderstand oder Minitrafo bestehen, das ist aber nicht das
was man unter einem monolitisch integriertem Bauteil versteht.

Wegen der Störsicherheit ist auch ein ausreichender Abstand zwischen 230
V AC und TTL Signalen notwendig.

Bye
 
Tilmann Reh schrieb:
Ohne Vorwiderstand wird das nichts.
Das einfachste ist ein PC814 (AC-Optokoppler mit zwei
antiparallelen LEDs) mit einem Vorwiderstand (z.B. 100k)
ausreichender Spannungsfestigkeit und Leistung.
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Hallo,

das wäre eigentlich was für einen speziellen Optokoppler aus einer
Glimmlampe und einem Phototransistor, aber auch dann wird noch ein
Vorwiderstand gebraucht. Jedenfalls passt die Spannung an der Glimmlampe
besser zu den 230 V, dann wird auch nicht mehr ganz so viel Leistung im
Vorwiderstand unnütz verbraten. Bei der LED sind es über 99 %! Bei der
Glimmlampe immer noch über 70 %.

Bye
 
| besser zu den 230 V, dann wird auch nicht mehr ganz so viel Leistung
im
| Vorwiderstand unnütz verbraten. Bei der LED sind es über 99 %! Bei
der
| Glimmlampe immer noch über 70 %.

Na ja, wenn man den Vorwiderstand ohmisch ausbildet schon, wie man da
Kondensatoren sinnvoll einsetzt weiss google schon, wenn man die
Begriffe Netzspannung und LED eingibt. Und der Verweis auf Mawins FAQ
ist doch auch immer wieder nett.

Den Brumm hast Du mit der Glimmlampe genauso, also reicht ein banaler
Optokoppler doch schon weit...

Egal wie mans dreht, ein paar Bauteile drumherum wirds schon brauchen.

Martin
 
On Tue, 27 Apr 2004 13:55:58 +0200, Martin Kaul <mkaul@leuze.de>
wrote:

Hi!

Gibt es nichts spezielles für 230V AC. Irgend ein
integriertes Bauteil, welches beim Anlegen der 230V AC
ein konstantes TTL Signal liefert.
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Wenn der Platz reicht, nimm doch einfach ein Relais mit 230V-Spule.
Das einzige, was Du dann noch brauchst, ist ein pull-up-Widerstand am
Ausgang - und bei den Atmel Mikrocontrollern ist der auch schon drin.

Gruß,
Michael.
 
ich such ne Möglichkeit, 230V Wechselspannung mit
einem Microcontroller abzufragen, d.h. eine
Konvertierung von 230V Wechselspannung auf TTL.
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Eine kleine Induktivität (evtl. reichen ja ein paar Wicklungen vom
Anschlußkabel) und eine Hallsensor. Reichelt hat da einen für ein
paar cent.

cu,

Aguja

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Hallo,

ich sehe hier so viele mehr oder weniger aufwendige Ideen.
Eine simple und doch sehr effektive Idee stammt aus einem Atmel App. Note.
Die Schaltung ist wohl kaum zu toppen:

230V -> Widerstand (4 x 1 M, auf Spannungsfestigkeit achten!) -> Port
Microcontroller.

Da die Eingangsschutzdioden die Spannung begrenzen und der Strom Dank
des Widerstandes sehr gering ist, bekommt man ein prima Rechteck.

Da der Strom wirklich sehr klein ist, ist die direkte Verbindung zum
Lichtnetz kein Problem.


Details dazu finden sich unter
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2508.pdf

Habe diese Schaltung schon öfter benutzt, geht prächtig.

Wichtig sind ausreichend spannungsfeste Widerstände die Beachtung der
gängigen Schutzvorschriften.

Gruß
Heins
 
Die Schaltung ist wohl kaum zu toppen:
Da ist zu unterscheiden ob man Isolation braucht oder nicht.
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In der ursprünglichen Frage wurde bereits Optokoppler angesprochen,
vermutlich ahnt der Fragesteller daß er sie will.

Soll die Schaltung so kleine Leckströme machen, daß sie als
Schutzisolierung gelten kann ? Vermutung bis zu welcher
Spannung diese gemessen würde ?

die Beachtung der gängigen Schutzvorschriften.
Ich habe den Verdacht, daß auf die immer gern verwiesen wird
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wenn sie der Schreiber nicht kennt.

Stefan Heinzmann schrieb in anderem Beitrag:
Ohne Optokoppler würde auch gehen, durch kapazitive Kopplung erreicht
man die nötige galvanische Entkopplung,
Ein Kondensator ist keine galvanische Trennung, da es sich ja nicht
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um getrennte Stromkreise handelt.

MfG JRD
 
Rafael Deliano wrote:
Die Schaltung ist wohl kaum zu toppen:

Da ist zu unterscheiden ob man Isolation braucht oder nicht.
In der ursprünglichen Frage wurde bereits Optokoppler angesprochen,
vermutlich ahnt der Fragesteller daß er sie will.
Na ja, ich brauch das Signal für ne kleine Bastelei daheim,
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die allerdings in der Nähe von Jalousiemotoren eingesetzt wird.
Ich weiss nicht, was für nen "Schmutz" die produzieren und
wollte wenigstens den uC mal vom Eingang abkoppeln.

Im Praktikum (lang, lang ist's her - eigenlich bin ich Softi)
hab ich mal für ein Gerät an nem galv. getrennten Eingang gebastelt,
der auch in Fahrzeugen mit Lichtmaschine eingesetzt werden kann.
Er war bis 24 V ausgelegt - ich denke halt zu digital in
"Kleinspannungen". Der Gedanke, mit geänderten Vorwiderständen
das Ganze für 230V AC fit zu machen kam mir überhaupt nicht.

Ich dachte ursprünglich, dass es doch was "fertiges" geben
müsste...

tschaule
Martin
 
Rafael Deliano wrote:
Soweit das Netz mit induktiven Schaltspikes
verseucht ist, kann eine Z-Diode zum Schutz
des Optokopplers nützlich sein:
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Naja, wenn die Vorwiderstände für 5mA Dioden-
strom ausgelegt sind und der Optokopper 50,
80 oder 100mA aushält, impulsmässig wohl
noch mehr, erübrigt sich das wohl.

--
mfg Rolf Bombach
 
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