Online seit Februar 2009

 

 


Wechselstrom-Dimmer
oder auch
Phasen-Anschnitts-Steuerung
genannt

Grundlegendes und mit dem Controller PIC12F675

! Download :      
! "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 klick hier)  /  (als Schnur klick hier)

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
========================================================

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.


Galvanisch NICHT getrennter Versuchsaufbau
mit dem PIC12F675 Controller

(Wenn man auf das Foto klickt erscheint es größer)

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 beim oben beschriebenen handelsüblichen Einfachen Dimmer ist
dies mit NUR 20V ebenso !


! Download :      
!  "Wechselstrom-Dimmer-galvanisch-NICHT-getrennt.zip"  
      (Größe ca. 1,0Mbyte)


 
GALVANISCH GETRENNTER Dimmer-Geräte-Aufbau
mit dem Controller PIC12F675
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.


! Download der kompletten Bastelanleitung:      
!  "Wechselstrom-Dimmer-galvanisch-getrennt.zip"  
      (Größe ca. 4,7Mbyte)


Wenn man HIER KLICKT erscheint vorab der Stromlaufplan.
Wenn man auf die Fotos klickt erscheinen sie größer.
Die Materialkosten liegen bei ca. 40.-Euro

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 !!!




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 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 !