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12V AC mit Arduino Due auswerten
14.03.2017, 08:32
Beitrag #1
12V AC mit Arduino Due auswerten
Guten morgen zusammen,

bei einem Automatisierungsprojekt habe ich 12 Volt Wechselspannung anstehen, die ich mit einem Arduino Due (also 3,3 Volt Logik) auswerten möchte.
Ich habe schon viel gegooglet, aber bin noch nich recht fündig geworden.
Es sollte auf jeden Fall eine galvanische Trennung mit einem Optokoppler drin sein.
Da fangen aber meine Probleme an:
- die einen hängen vor den Optokoppler einen Brückengleichrichter
- die anderen schalten eine Diode in Sperrrichtung parallel zum OP
- wiederum andere schreiben etwas von AC Optokopplern
- ...

Hat von euch jemand so eine Schaltung schon aufgebaut und kann mir konkrete Tipps oder sogar einen Schaltplan liefern?

Vielen Dank
Michael
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14.03.2017, 09:37
Beitrag #2
RE: 12V AC mit Arduino Due auswerten
(14.03.2017 08:32)Michael Thielmann schrieb:  bei einem Automatisierungsprojekt habe ich 12 Volt Wechselspannung anstehen, die ich mit einem Arduino Due (also 3,3 Volt Logik) auswerten möchte.
Was verstehst Du darunter? Nur feststellen, ob sie da ist oder etwas anderes?

Gruß Tommy

"Wer den schnellen Erfolg sucht, sollte nicht programmieren, sondern Holz hacken." (Quelle unbekannt)
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14.03.2017, 14:01
Beitrag #3
RE: 12V AC mit Arduino Due auswerten
Genau,
nur feststellen ob Strom anliegt oder nicht (sind insgesamt 7 Ausgänge, die ich überwachen muss)
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14.03.2017, 14:21
Beitrag #4
RE: 12V AC mit Arduino Due auswerten
(14.03.2017 14:01)Michael Thielmann schrieb:  Genau,
nur feststellen ob Strom anliegt oder nicht (sind insgesamt 7 Ausgänge, die ich überwachen muss)
Wie Du ja schon festgestellt hast, gibt es verschiedene Möglichkeiten der Schaltung. Das hängt auch etwas von den Randbedingungen ab. Wie schnell musst Du feststellen, dass die Spannung ausgefallen ist? Und ab welchem Schwellwert gilt die Spannung als 'ausgefallen'? Davon hängt letztendlich die passende Schaltungsvariante ab.
Wenn Du vor dem Optokoppler gleichrichtest und mit einem Kondensator glättest, kann es je nach Auslegung der Werte eine Weile dauern bis du merkst, dass die Spannung abgefallen ist. Glättest Du gar nicht, bekommst Du am Eingang des Due eine pulsierende Spannung und musst das bei der Auswertung berücksichtigen.
Die antiparallele Diode am Optokoppler brauchst Du, wenn du gar nicht gleichrichtest, und die Wechselspannug über einen Spannungsteiler direkt an den Optokoppler legst ( das ist ist dann praktisch eine Einweggleichrichtung ).

Gruß, Franz-Peter
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14.03.2017, 14:28
Beitrag #5
RE: 12V AC mit Arduino Due auswerten
(14.03.2017 14:01)Michael Thielmann schrieb:  Genau,
nur feststellen ob Strom anliegt oder nicht (sind insgesamt 7 Ausgänge, die ich überwachen muss)
Welche Schaltung hängt auch etwas von der Notwendigen Schaltgeschwindigkeit ab.
Bei Einweggleichrichtung musst Du einen größeren Kondensator zuschalten, um die Lücken auszufüllen. Das verzögert natürlich die Reaktionen. Dabei sollte die normale Diode dann aber eine genügend hohe Sperrspannung (>= 20 V) haben, da die LED bei ca. 5V durchbricht. Da darf dann kaum Strom fließen - also die normale Diode muss noch weit ab ihrer Durchbruchspannung sein.

Bei Zweiweggleichrichtung (Brücke) kann der Kondensator kleiner sein. Du mußt für die Berechnung 1,4 (Wurzel aus 2) * 12V nehmen.

Für die weiteren Infos mußt Du ins Datenblatt des Optokopplers schauen.

Gruß Tommy

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14.03.2017, 14:39
Beitrag #6
RE: 12V AC mit Arduino Due auswerten
(14.03.2017 14:21)MicroBahner schrieb:  Wie schnell musst Du feststellen, dass die Spannung ausgefallen ist? Und ab welchem Schwellwert gilt die Spannung als 'ausgefallen'?

Ich muss eher umgekehrt schauen. Bei 4 Ausgängen hab ich jeweils für ca 3. Sekunden einen 12V AC Schaltimpuls anliegen, auf den ich reagieren muss. Die Reaktion hängt wiederum vom Schaltzustand der 3 anderen Ausgänge ab. Diese sind dann entweder für lange Zeit auf 12V AC oder 0 Volt.
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14.03.2017, 15:58
Beitrag #7
RE: 12V AC mit Arduino Due auswerten
(14.03.2017 14:39)Michael Thielmann schrieb:  Ich muss eher umgekehrt schauen. Bei 4 Ausgängen hab ich jeweils für ca 3. Sekunden einen 12V AC Schaltimpuls anliegen, auf den ich reagieren muss. Die Reaktion hängt wiederum vom Schaltzustand der 3 anderen Ausgänge ab. Diese sind dann entweder für lange Zeit auf 12V AC oder 0 Volt.
Na, das klingt ja nach einer eher unkritischen Anwendung, was die Zeiten angeht. Da würde sicher eine Einweggleichrichtung mit einer leichten Glättung ausreichen. Bei einer Brückengleichrichtung kommst Du halt mit einem noch kleineren Glättungskondensator aus. Dann noch ein Spannungsteiler, damit der Optokoppler erst ab einer vernünftigen Mindestspannung durchschaltet und das wars.

Gruß, Franz-Peter
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14.03.2017, 18:05
Beitrag #8
RE: 12V AC mit Arduino Due auswerten
Je nach Schalthäufigkeit könnte man vielleicht über Relais gehen.
Da spart man sich das Ganze mit Gleichrichter etc.

Falls man Zuviel Verschleiß hat:
Optokoppler, in verschiedenen Varianten...

Ob nun mit oder ohne Gleichrichter, man kommt ohne ordentliche Glättung nicht umhin, dafür zu sorgen, das bestimmte Zeitfenster mit niederiger Spannung (oder null) nicht gewertet werden dürfen.
Wenn sichergestellt werden kann, das das Programm mehrmals pro Sinuskurve misst, braucht man doch nur zu sagen:
Länger z.B. 100 ms keine Spannung -> aus
Else -> An!

Ist zwar nicht ganz so schnell, aber das ist ja in diesem Fall nicht nötig (3sek Pulse)

Wenn das Programm so die Werte erfasst, dann reicht ein Vorwiderstand für den Optokoppler.
Da ist ja eh ne Diode drin, also wird halt nur die pos. Halbwelle erfasst.

Ausgang Optokoppler schaltet dann 5V auf GND
Die Pins per Input Pullup auf "Empfang" gebracht, fertig.

So würd ich es jedenfalls probieren.

Binatone
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