{"id":1101,"date":"2015-11-23T22:11:25","date_gmt":"2015-11-23T21:11:25","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/?p=1101"},"modified":"2021-06-08T15:04:47","modified_gmt":"2021-06-08T14:04:47","slug":"dimmen-ohne-triac","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/2015\/11\/23\/dimmen-ohne-triac\/","title":{"rendered":"Dimmen ohne Triac"},"content":{"rendered":"
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HINWEIS: In diesem Blogbeitrag werden Schaltungen beschrieben, in denen mit Netzspannung und Netzpotentialen gearbeitet wird. Arbeiten mit Netzspannungen sind LEBENSGEF\u00c4HRLICH<\/strong><\/em> und d\u00fcrfen nur mit entsprechenden Kenntnissen und Befugnissen durchgef\u00fchrt werden!<\/p>\n

\"DSC_4883\"<\/a>Als klassische Variante, einen ohmschen Netzverbraucher (z.Bsp. Gl\u00fchlampen) in ihrer Helligkeit zu steuern, wird \u00fcblicherweise ein Triac in einer Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittsteuerung verwendet. Diese Schaltung ist einfach aufzubauen, kostet wenig und man kann durch \u00c4nderung der Zeitkonstante eines RC-Gliedes (durch \u00c4ndern des Widerstandes mit Hilfe eines Potentiometers) die Spannungsform an der Last beeinflussen. Dies geschieht durch „An- oder Abschneiden“ der „Sinuswelle“ zu einem gew\u00fcnschten Zeitpunkt. Die daraus resultierende, verbleibende „Wellenform“ versorgt die Last mit Energie. Da die „Sinuswelle“ nun jedoch nicht mehr „vollst\u00e4ndig“ ist, ist auch die effektiv \u00fcbertragene Energie zur Last kleiner. Das bedeutet weniger Spannung liegt an der Lampe an. Somit sinkt auch die Lampenhelligkeit. Hierzu findet man reichlich Informationen<\/a> im Netz. Will man eine solche Phasenanschnittsteuerung nun jedoch nicht mit einem Potentiometer steuern, sondern mit einem Microcontroller oder einer externen analogen Spannung von zum Beispiel 0-5V, so ist hier ein erweiterter Schaltungsaufwand notwendig.<\/p>\n

Auf eine ganz andere Weise ist die hier dargestellte Schaltung aufgebaut. Hier wird nicht mit einem Triac die negative bzw. positive Halbwelle angeschnitten, sondern mit einem FET der Pfad in einem Br\u00fcckengleichrichter durchgeschaltet. Der FET selbst wird per PWM (PulsWeitenModulation) angesteuert. Die PWM wiederum erzeugt der Einfachheit halber ein Atmega Microcontroller. Durch die frei w\u00e4hlbaren PWM Grundfrequenzen sind hier sehr schnelle und somit auch flackerfreie Schaltvorg\u00e4nge realisierbar.<\/p>\n

\"_20151123_104151\"<\/a>Die Skizze soll die simple Funktionsweise veranschaulichen: Im Bild ist der Stromkreis dargestellt. Der Verbraucher liegt in Serie mit dem Br\u00fcckengleichrichter an der Phase L und dem Neutralleiter N. Im Querpfad des Br\u00fcckengleichrichters befindet sich ein Schalter (in der realen Anwendung ein angesteuerter Mosfet). Wird der Schalter S nun nicht bet\u00e4tigt, bleibt also offen, kann durch die Dioden kein Strom flie\u00dfen. Weder die positive noch die negative Halbwelle finden einen geschlossenen Stromkreis.  Anders sieht es jedoch aus wenn der Schalter S geschlossen wird. Dies ist in der rechten Skizze dargestellt. Der Strompfad einer Halbwelle ist in Rot, der der anderen Halbwelle in blau dargestellt. Der Strom flie\u00dft und die Lampe leuchtet. Das Besondere daran ist es nun, verfolgt man die Stromrichtung beider Halbwellen durch den Schalter, so kann man erkennen, dass bei beiden Halbwellen dieselbe Stromrichtung vorliegt. Damit ist es nun m\u00f6glich mit einem Transistor oder FET, eine Wechselspannungsquelle zu schalten. Das Ein\/Aus Verh\u00e4ltnis (also PWM) des Schaltsignals, kann somit wieder die effektive Spannung an der Last beeinflussen.<\/p>\n

\"dimmer\"<\/a>Und genau eine solche Schaltung habe ich hier aufgebaut. Der Atmega-Microcontroller erzeugt ein PWM Signal, das \u00fcber einen Optokoppler den Mosfet ansteuert. Somit sind ganz einfach per Software alle m\u00f6glichen Schalt- und Dimm-Szenarien realisierbar. (z.Bsp. Steuerung der Lampenhelligkeit \u00fcber eine Analogspannung am ADC des \u00b5C …)<\/p>\n

\"DSC_4882\"<\/a>Im Bild rechts ist ein Testaufbau des Dimmers (Laststellers) dargestellt. Die Versorgungsspannung des \u00b5C wird hier noch durch einen AC\/DC Converter realisiert, um eingangsseitig eine galvanische!!<\/strong> Trennung vom Netz herzustellen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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HINWEIS: In diesem Blogbeitrag werden Schaltungen beschrieben, in denen mit Netzspannung und Netzpotentialen gearbeitet wird. Arbeiten mit Netzspannungen sind LEBENSGEF\u00c4HRLICH und d\u00fcrfen nur mit entsprechenden Kenntnissen und Befugnissen durchgef\u00fchrt werden! Als klassische Variante, einen ohmschen Netzverbraucher (z.Bsp. Gl\u00fchlampen) in ihrer Helligkeit zu steuern, wird \u00fcblicherweise ein Triac in einer Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittsteuerung verwendet. Diese Schaltung…
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