July 22nd, 2017

Phasenanschnittsteuerung3

Die Phasenanschnittsteuerung ist eine Methode zur Leistungsregelung elektrischer Verbraucher wie zum Beispiel Beleuchtungsanlagen. Ein andere wichtige Anwendung ist die Regelung von stärkeren Motoren.

Funktionsweise:

Der Stromfluss wird meistens durch einen Triac gesteuert. Dieser wird so beschaltet, dass er nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung gezündet wird. Je nachdem wie lange die Zeit zwischen Nulldurchgang und Zündung ist, ergibt sich die Leistung für den Verbraucher.

Grundprinzip:

phasenanschnitt.jpg

Grundschaltung einer Phasenanschnittsteuerung:

Hier mal eine typische Schaltung eines Dimmers, wie sie für die meisten Beleuchtungsarten eingesetzt werden:

 

dimmer.png

Die Lampe wird von dem Triac T1 gesteuert. Der Triac wird durch den Diac D1 gezündet. Die Zündung erfolgt, wenn eine ausreichende Spannung an dem Diac anliegt, denn dieser steuert erst ab einer bestimmten Spannung durch. Die Spannung kann durch das Poti R4 gestellt werden. Das ist in der Praxis dann meist der große Drehknopf am Lichtschalter.

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Spannungswächter für den Modellbau4

Oft ist es im Modellbau unerlässlich genau zu wissen, wenn der Akku des Empfängers leer ist. Besonders wichtig ist das bei Flugzeugen und bei Modellbooten. Die hier beschriebene Schaltung ist aus einer Modellbauzeitschrift für Boote nachgebaut. Der Spannungswächter bietet deshalb zwei wichtige features:

  • Erkennung eines nachlassenden Akkus
  • Erkennung von Wasser im Boot

spannungswaechter.GIF spannungswaechter.gif

Die Schaltung schaltet T1 durch sobald der Akku die Schaltschwelle erreicht oder die Kontakte W1 und W2 geschlossen werden. Damit kann man bei entsprechner Montage von zwei blanken Drähten Wassereinbruch des Schiffs oder das baldige Ende des Empfängerakkus frühzeitig erkennen, was größere Schäden vermeiden soll.

Um die Schaltschwelle des Akkus zu bestimmen, sollte man ein paar Messreihen durchführen um zu erkennen ab welcher Spannung die Kapazität rapide abnimmt. Die heutzutage eingesetzten NiMH Akkus bieten ja den Vorteil, dass sie die Spannung bis kurz vor dem Ende nahezu konstant halten. Für die frühzeitige Erkennung ist das allerdings eher ein Nachteil. Daher sollte man den eingesetzten Akku selbst einmal messen. Entsprechend der Messung kann man dann den Spindeltrimmer P1 auf die Schaltspannung einstellen.

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normal oder falsch?2

Nachdem ich dem Fehler der Dämmerungsschaltung nochmal genau auf die Spur gegangen bin, bin ich auf eine seltsame Feststellung gestoßen.

Die Schaltung an sich funktioniert, aber nur wenn man in einem sehr kleinen Bereich des Drehpotis regelt (ca. 10%). Daraufhin habe ich mal genau gemessen und den Teil der Schaltung mal aufgezeichnet:

[tag]gardena[/tag]_dimm.png

Der Fotowiderstand ist mit dem Poti in einem Spannungsteiler an dem positiven Eingang des Komparators verbaut. Das seltsame ist, dass der Fotowiderstand seinen Wert von 20k auf 60k um nur ca. 40k ändert. Das Poti jedoch hat einen Wert von 2M2 und somit einen riesen Regelbereich.

Ich denke daher funktioniert es in einem kleinen Bereich des Potis einwandfrei und ansonsten nicht, da dort die vom Teiler erzeugte Spannung zu klein zum Schalten ist.

Ich frage mich nur: Haben die bei der Entwicklung ein Poti mit dem falschen Wert eingesetzt, oder soll das so sein?

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Mehr Power auf dem Schreibtisch0

Da sich nun nach ca. 3 Jahren nahezu alle LEDs in meiner Schreibtischlampe von LUNARTEC verabschiedet haben, habe ich die Initiative ergriffen und mir ein paar neue weiße LEDs bestellt. Da ich keine Schreibtischlampe auf dem deutschen Markt schöner finde als meine, bleibt nur eine Reparatur oder neu kaufen. Da die Reparatur (preislich) darin besteht neue LEDs zu kaufen, habe ich mich dafür entschieden.

Ich habe mir also bei einem qualifizierten Ebay-Händler 50 weiße LEDs mit einer Lichtstärke von 20.000mcd gekauft. Da in der Schreibtischlampe aus Platzgründen die Spezialform 4.8mm verwendet wurde, musste ich die 5mm LEDs ersteinmal mit der Trennscheibe kürzen. Einfach eine Mutter als Distanzstück und los:

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Wenn man das oft genug getan hat, sieht das dann so aus und man kann sie durch die alten tauschen:

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Danach einfach die Platine wieder einbauen und über das mächtige weiße Licht freuen:

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:-)

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Ein Lötkolben mit PWM-Regelung1

Da hat man sich einen guten 12V Lötkolben von Weller gekauft, jedoch nur ein einfaches Computernetzteil mit 12V Ausgangsspannung parat. Da der Lötkolben bei 12V eine sehr hohe Temperatur entwickelt ist es unumgänglich diesen zu regeln. Das taten wir heute mithilfe einer PWM-Regelung. Sie ist eine besonders elegante, aber einfache Lösung. Den Schaltplan dazu findet ihr hier: Regelung PWM Durch den Kondensator C1 wird die Frequenz des PWM-Signals bestimmt. Bei 100nF sind es etwa 10Hz, bei 1µF 0,3Hz. Ich habe 15nF eingebaut, es funktioniert wunderbar.

Man muss allerdings beachten, das durch den Transistor ca. 0,7V abfallen und man den Lötkolben deshalb nur bis max. 11,3V regeln kann. Das ist allerdings auch bei der einfachen Poti/Transistor-Lösung der Fall. Für diese Lösung könnte man einen Schalter einbauen, der die direkten 12V mit dem Lötkolben verbindet, um das Aufheizen zu beschleunigen.

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Sofittenersatz für LED-beleuchtung1

Um einfach aber elegant eine Sofitte durch LED-Beleuchtung zu ersetzen, habe ich zwei verschiedene Layouts in Form einer 42mm-Sofitte erstellt. Sie sind einmal für 6LED und einmal für 8LED pro Sofitte gedacht.

6LED-eagleboard 8LED-eagleboard

Diese Layouts können nun auf Platine geätzt werden. Ich habe das mal mit der 6er Variante getestet. Fertig geätzt und gebohrt:

img_2045_1.JPG

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Entprellung ohne Flipflop3

Wenn man mal keinen Taster mit einem Wechsler zur hand hat, muss man sich bei den meisten Digitalschaltungen Gedanken über die Entprellung machen. Eins mal vorweg: Eine wirklich zuverlässige Entprellung eines Mechanischen Kontakts ist nur mit einem RS-Flipflop, d.h. mit einem zusätzlichen Gatter, möglich. Doch für die meisten privaten Anwendungen reicht eine einfach RC Entprellung direkt am Eingang des Gatters.

Je nach dem ob man negativ oder positiv schalten möchte wird ein Widerstand als Pull UP/DOWN parallel zu einem 100nF großen Pufferkondensator geschaltet. Dieser Kondensator wird dann beim Schalten entladen und fängt die meisten Prellungen des Tasters ab. Jedoch nicht 100% zuverlässig, aber ich habe es noch nie erlebt dass es nicht funktioniert.

Entprellung per RC-Glied


Multivibrator mit Transistoren0

Dieser Multivibrator erzeugt ein Rechtecksignal mit dem viele nützliche Schaltungen aufgebaut werden können. Die Frequenz ist von der Kapazität der Kondensatoren abhängig.

Schaltplan Layout


Mono Endstufe 18W1

Diese Endstufe enthält den Verstärker IC TDA 2030 und bietet bei einer Versorgungsspannung von ca. 36V eine Sinusleistung von 18W.

Layout


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