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Online seit Februar 2009
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Wechselstrom-Dimmer
oder auch
Phasen-Anschnitts-Steuerung
genannt
Grundlegendes und mit dem Controller
PIC12F675
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Download :
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"Wechselstrom-Dimmer-Grundlagen.zip"
(Größe ca. 100Kbyte)
Kurzbeschreibung :
Mit einer einfachen Triac / Diac Schaltung
kann man
eine 220Volt / Wechselspannungs Glüh-Lampe oder einen Motor dimmen.
Man kann hier die Helligkeit / Drehzahl mit einem Potentiometer einstellen.
Weniger als 10 Bauelemente sind dazu notwendig.
Links der Stromlaufplan von meiner Bastelei von ca.
1982.
Es gibt hier aber auch ähnliche andere Schaltungen
!
Klick links auf den Stromlaufplan und er
erscheint größer !
So etwas gibt es im Handel für Glühbirnen...... zu recht billigen Preisen.
Als Unterputz- oder als Schnur-Dimmer.... |
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Ich habe dieses
Phasen-Ansteuerungs-Prinzip ABER JETZT mit
dem Controller PIC12F675 als Versuchsaufbau
neu aufgebaut.
Der PIC-Controller hat ein internes Programm
womit der Triac angesteuert wird.
Diese PIC-Version ist komplizierter und kosten-intensiver.
Hier war es nur der Reitz so etwas selbst praktisch aufzubauen.
Grundprinzip der
Phasen-Anschnitts-Steuerung
der Triac-Dimm-Schaltung mit dem PIC12F675
und auch so ungefähr wie beim normalen Triac / Diac - Steller
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Nach dem 230V-Null-Durchgang erlischt die Zündung des Triac's.
Man muss jedes mal nach einem Null-Durchgang neu zünden.
Das Zünden übernimmt für jede Halbwelle ein kurzer Impuls.
Als Bezugspunkt (Synchronisations-Punkt) wird der Null-Spannungs-Punkt
bei den Halbwellen genutzt.
Nun muss das Programm aber den Anfang einer Halbwelle erst
erkennen .
(Damit der Impuls an der richtigen Stelle kommt.)
Hier habe ich einen analog / digital Eingang am PIC12F675 genutzt.
An dem Analog-Digital-Eingang werden die anliegenden
Spannungswerte ständig gemessen.
Eine Messung dauert aber ca. 50µsec .
Wenn man nun die Null-Volt (am Anfang einer Halbwelle)
wirklich messen sollte, wäre dies ein glücklicher Zufall.
Man trifft diesen Null-Spannungs-Punkt nicht jedes mal .
Die Lampe würde flackern .
Hier wurde ein Trick benutzt :
Wenn der voran gehende Messwert kleiner ist als der Nächste,
befindet man sich auf dem ansteigenden "Ast" / "Spannung".
Wenn dies softwaremäßig zum ersten mal bei jeder Halbwelle erkannt
wurde,
ist dies nur wenige µsec nach dem Null-Punkt einer Halbwelle.
Somit hat man einen Bezugspunkt für jede Halbwelle und
ist synchron.
Die Zünd-Impulse werden nach einer "gewissen Zeit" ausgegeben .
Diese (Delay)-Zeit ist mit einem Einstellregler einstellbar .
Die Ausgangs-Wechsel-Spannung kann man so einstellen bzw. dimmen. |
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Galvanisch NICHT
getrennter Versuchsaufbau
mit dem PIC12F675 Controller
(Wenn man auf das Foto klickt erscheint es größer)
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Kommt der Impuls am Anfang eine Halbwelle steht fast die ganze Halbwelle
als
Ausgangs-Spannung an der Lampe zur Verfügung.
Kommt der Impuls gegen Ende der Halbwelle steht nicht mehr so viel
Spannung
zur Verfügung.
Wenn man
HIER KLICKT
erscheint vorab der Stromlaufplan.
Hier beim Stromlaufplan mit "Keine Netztrennung" kann man die
Wechselspannung
von nur 20Volt
bis 230Volt (Netzspannungs-maxima) einstellen !
Wie
auch beim oben beschriebenen handelsüblichen Einfachen Dimmer ist
dies
mit NUR 20V ebenso !
!
Download :
!
"Wechselstrom-Dimmer-galvanisch-NICHT-getrennt.zip"
(Größe ca.
1,0Mbyte)
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GALVANISCH GETRENNTER
Dimmer-Geräte-Aufbau
mit dem Controller PIC12F675 |
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In der
Zeitschrift "ELEKTOR Jahr 2002" gibt es einen
Nulldurchgangsdetektor, welchen ich hier genutzt habe.
Der
Optokoppler des Detektors übernimmt die Trennung
vom Netz.
Es konnte so ein Impuls 50µsec vor bis 50µsec nach dem
Nulldurchgang der eigentlichen Netzspannung
schaltungs-technisch erzeugt werden.
Dieser Impuls wird
vom Controller ausgewertet.
Die PIC-Software mit dem
Interrupt-Prinzip
ermöglicht es die Wechselspannung jetzt
von Null bis
230Volt (Netzspannungs-maxima) einzustellen !
Es
funktioniert gut !
Kein Flackern der Lampe oder stottern des
Motors.
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Download der kompletten Bastelanleitung:
!
"Wechselstrom-Dimmer-galvanisch-getrennt.zip"
(Größe ca.
4,7Mbyte)
Wenn man
HIER
KLICKT erscheint vorab der Stromlaufplan.
Die Materialkosten liegen bei ca. 40.-Euro |
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Oben im Foto das Gerät /// Unten im Foto das geöffnete
Gerät |
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Nutzungs-Beispiel :
Im Stromlaufplan beim PIC12F675 an GP3
könnte
man auch eine TTL-Spannung (0Volt
oder +5Volt)
anlegen.
Dann könnte man ein- und ausschalten...
Es ist ja alles galvanisch getrennt !
Ein
Computer-Anschluss wäre möglich ........
!!!
siehe
ein Video hierzu :
KLICK HIER !!!
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Ein weiteres Nutzungs-Beispiel :
Im Stromlaufplan beim PIC12F675 an
AN1
könnte
man auch eine analoge Spannung
(0Volt bis +5Volt) anlegen.
Dann kann man mit einer analogen externen
Spannung dimmen...
Es ist ja alles galvanisch getrennt !
Im Foto links
regelt ein Nachbastler
(der Dieter)
eine 1KW Heiz-Patrone für
einen
Warm-Wasser-Kessel.
Der Strom wird aus einer
Solarzellen-
Anlage genutzt.
(gewaltiger
Kühlkörper um 1KW zu regeln) |
Zu : Anschluss eines Elektro-Motors (meine
praktischen Erfahrungen)
Bei
kleinere Motoren ( wie zum
Beispiel beim 220Volt Dremel oder Handbohrmaschine [ca. 50Watt]
)
lässt sich die Drehzahl gut einstellen.
Vielfach ist dies schon intern mit einem 220Volt-Dimmer
realisiert.
Aber bei größeren
Motoren (ca. 350...Watt) muss die Spindel erst in Schwung
kommen bis der Motor zu drehen beginnt.
Dabei beginnt der
Motor erst ab ca. 100Volt zu drehen und dies schlagartig.
(gleich mit höherer Drehzahl)
Das mechanische
Trägheits-Moment bewirkt dies ...
Vielleicht spielt auch
eine Rolle ob es ein Hauptschluss- oder Nebenschluss-Motor ist
???
Unterhalb 100Volt knurrte
(brummte) jedenfalls mein Motor gewaltig.
Es lässt sich zwar die
Wechsel-Spannung mittels Dimmer gut einstellen,
aber er
läuft nicht im unteren Bereich kontinuierlich an ...
Genauso ist es beim Zurück-Drehen von hoher Spannung auf
niedrige Spannung.
Es verändert sich die Drehzahl nicht
kontinuierlich / linear .
Der Motor ist noch in Schwung und
"bremst" (dreht) nicht auf niedrigere Drehzahl zurück.
Erst
bei ca. 30Volt bleibt er nach einiger Zeit stehen ...
Ich hatte es mit einer 350Watt / 1.500Umdrehungen Ständerbohrmaschine
mit Keilriemen-Scheiben getestet !
Meine Schluss-Folgerung :
Größere Motoren sind nicht mit einem Dimmer betreibbar.
Noch was :
Auch mit Anlass-Kondensator
an einem Motor lässt sich die Spannungs-Einstellung mit Dimmer
noch vornehmen .
Es kam zu keinem Fehlverhalten des
Wechselstrom-Dimmers durch den Anlass-Kondensator.
Es
geht nicht, wenn zwei Dimmer hintereinander geschaltet werden.
(wegen Phasen-Anschnitt-Prinzip)
Bei einem halb-kaputten
internem Dimmer z.B. einer Bohrmaschine muss dieser erst "gebrückt" werden,
bevor man
es mit einen externen Ersatz-Dimmer betreibt !
Zur Bastelei :
Man
muss Vorsichtig sein !
An bestimmten Stellen der Leiterplatte des
Dimmers liegen 220Volt Wechselspannung an,
obwohl er
galvanisch vom Netz getrennt ist !
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