Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Der chaotische Hauptfaden

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haupes
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Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von haupes » Fr 14. Mai 2021, 19:02

Moin zusammen,

das aktuelle Projekt ist eine Staub/Späneabsaugung für Holzarbeiten mit Zyklonabscheider. Saugermotor/Turbine kommen mit dem Zyklon in ein Gehäuse.
Jetzt würde ich gern die Drehzahlstellung aus dem Sauger weiterverwenden und um eine Einschaltautomatik incl. Nachlauf erweitern. Die Einschaltautomatik soll an eine Master-Steckdose im Gehäuse der Absaugung. Der Motor ist ein Reihenschlussmotor.

Es sollen soweit möglich Teile verwendet werden, die sowieso vorhanden sind. Ein Stromumwandler/Hallsensor ist nicht vorhanden. Es sollte doch möglich sein, den Strom an der Master-Steckdose induktiv zu erfassen (x Windungen um den Phasenanschluss der Steckdose) und per OP auszuwerten. Hat jemand Erfahrung, ob das funktioniert?

Bild
Das ist die Originalschaltung. Sorry für das große Bild, aber runterskaliert haben Verbindungen gefehlt.

Ich dachte mir, mit dem Triac im Drehzahlsteller des Staubsaugers ist ja schon ein schaltendes Element vorhanden, da brauchts ja vielleicht nicht unbedingt noch ein zusätzliches Lastrelais/Schütz.
Es soll ein Drehschalter mit drei Stellungen I-0-II verwendet werden, der je einen Schließer für Stellung I und II hat sowie eine Mittelstellung 0.

Weiß jemand, ob die Steuerspannung für den Triac zwingend nach der Last abgegriffen werden muss (welchen Einfluss hat die Phasenverschiebung durch die induktive Last des Motors auf die Phasenanschnittsteuerung)?

So ungefähr stelle ich mir das momentan vor:
Bild

Bei dieser Variante würde C4 dauerhaft am Netz hängen, das ist sicher nicht ideal. Ich frage mich, ob der als Funkenstörung für den Anschluss einer elektrischen Bodenbürste so angeordnet ist. Dann könnte ich ihn evtl. direkt parallel zum Motor schalten oder hätte das seltsame Auswirkungen auf den Triac?

Am einfachsten wäre es natürlich, den Phasenanschnitt raus zu werfen und den Triac direkt zum Schalten per Einschaltautomatik und Nachlauf verwenden. Aber ich vermute/hoffe, die Kiste hat mit 50mm Verrohrung (und größerer Strömungsquerschnitte als im ursprünglichen Sauger) auch mehr Bumms, da möchte man evtl. mal reduzieren können.

Viele Grüße und schönen Bastelabend schon mal
haupes

BernhardS
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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von BernhardS » Fr 14. Mai 2021, 19:28

haupes hat geschrieben:
Fr 14. Mai 2021, 19:02
(x Windungen um den Phasenanschluss der Steckdose) und per OP auszuwerten. Hat jemand Erfahrung, ob das funktioniert?
Selbst gewickelter Stromwandler ist kein Problem. Hab auch mal was dazu geschrieben, weiß nur nicht mehr wo.
Ein altes Relais zerlegt und ein paar Windungen mit 230V-tauglicher Litze um die Spule gewickelt, das ist schon alles.
Die Spannung an der Spule ist unglaublich linear zur Leistung des Verbrauchers. Eigentlich Strom - aber die Wicklung hat ja einen Widerstand.

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Finger
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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von Finger » Fr 14. Mai 2021, 20:33

Ich hab dazu zwei Dioden antiparallel geschaltet (20A-Typen) um die Kreissäge auszuwerten. Die Experimente mit Stromwandler waren Mist, weil die Stromaufnahme der Säge im Leerlauf fast 0 war, bei Eichenbohle dann plötzlich 10A, der Hub war zu groß.

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von bastelbjoern » Fr 14. Mai 2021, 20:50

sind da nicht einfach Schmitt-Trigger hinter ?

Edit wirft dies in Raum :
https://www.elektronik-kompendium.de/pu ... mslave.htm

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Bastelbruder
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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von Bastelbruder » Fr 14. Mai 2021, 20:52

Danke für den Schaltplan! Jetzt weiß ich endlich wie der "Sanftanlauf" der Sirene funktioniert.

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von m3rt0n » Fr 14. Mai 2021, 21:43

der Klixon ist aber sicher ein Öffner oder?

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haupes
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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von haupes » Fr 14. Mai 2021, 21:47

Bastelbruder hat geschrieben:
Fr 14. Mai 2021, 20:52
Danke für den Schaltplan! Jetzt weiß ich endlich wie der "Sanftanlauf" der Sirene funktioniert.
Ich vermute du meinst den Gleichrichter? Da hab ich beim Aufzeichnen der Schaltung die Leiterbahnen mehrfach verfolgt, weil der für mich nicht wirklich Sinn gemacht hat. Wozu gleichrichten, wenn mit der Gleichspannung gar nichts gemacht wird... Ich muss dazu sagen, dass ich mich bisher noch nicht mit Phasenanschnitt und Diac/Triac beschäftigt hatte.
Über die Internetsuche bin ich dann über diese Funktionalität gestolpert.

Eine Schaltung mit antiparallelen Dioden habe ich auch bei Elektor gefunden, dort benutzen sie allerdings nur 2 antiparallele anstatt 6 wie bei elektronik-kompendium. Dann gehts in eine Art Präzisionsgleichrichter mit 3 OPs.

Dann muss ich wohl mal in der Elektromine schürfen, ob sich geeignete Dioden finden. Die Kreissäge ist halt schon ne andere Hausnummer als ne Stereroanlage.

Klar, der Klixon ist ein Öffner. Sonst könnte man ja nur nach Vorheizen mit dem Feuerzeug arbeiten :D Ich war zu faul für den Bauteileditor...

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von ferdimh » Fr 14. Mai 2021, 22:28

Ich würde erwarten, dass sich das Regelverhalten von dem Ding deutlich ändert oder das Ding sogar unruhig wird, wenn man den Saft von der "falschen Motorseite" nimmt.
Ich sehe aber nichts, was dagegen spricht, den Motor einfach auf die andere Triacseite zu verlegen (also zwischen C3 und C4). Dann sollten die Spannungsverhältnisse im Phasenschnippler genauso sein wie vorher.
C4 dient zur Funkenstörung für alles, nicht nur für die Bodenbürste. Damit sollte der bleiben, wo er ist. Bei vielen anderen Geräten ist ein solcher Kondensator ohnehin vor dem Netzschalter angeordnet.

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von Bastelbruder » Fr 14. Mai 2021, 22:44

Für die antiparallelen Dioden nimmt man einen Brückengleichrichter und schließt beide Diagonalen kurz. Dann kann der mindestens den doppelten Nennstrom.

In jedem PC-Netzteil finden sich so schnuckelige Klötze.

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von haupes » Sa 15. Mai 2021, 00:05

ferdimh hat geschrieben:
Fr 14. Mai 2021, 22:28
Ich würde erwarten, dass sich das Regelverhalten von dem Ding deutlich ändert oder das Ding sogar unruhig wird, wenn man den Saft von der "falschen Motorseite" nimmt.
So was in der Richtung habe ich vermutet. Dann kommt der Motor halt auf die andere Seite.

Ich dachte immer, Halbleiter parallel zu schalten hat ein 'bisl Gschmäckle', weil die Kennlinien ja doch nicht immer genau gleich sind. Zumindest bei Transistoren schaut man ja, dass man die Arbeitspunkte mit entsprechenden Widerständen festlegt. Ich kann mich noch an Projekte erinnern, wo händevoll 2N3055 parallel geschaltet wurden, um Monster-Netzteile mit einem einfachen Längsregler zu bauen. Heizapparate mit Ausgangsspannung in der Prä-Schaltnetzteilzeit sozusagen.
Ein 4A-Gleichrichter wurde direkt aus einem defekten PC-Netzteil extrahiert. 8A lassen bei 1700W Kreischsäge zwar net viel Spielraum, aber fürs erste müsste das genügen. Einen zweiten Gleichrichter, auch 4A, habe ich direkt danach in der Bastelkiste gefunden. Könnte man ja zusätzlich parallel schalten, aber bei zwei verschiedenen Bauformen ist die Wahrscheinlichkeit übereinstimmender Kennlinien ja noch geringer, daher lass ich den mal weg.

Vielen Dank für die Tipps, jetzt weiß ich zumindest wohin die Reise geht.

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Bastelbruder
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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von Bastelbruder » Sa 15. Mai 2021, 04:54

Halbleiter parallel schalten hat ein Gschmäckle - ja, unbedingt, fast immer.

Aber bloß fast. Es gibt bei sparsam angesteuerten Transistoren den "zweiten Durchbruch". Durch Temperaturunterschiede auf dem Chip und dem negativen Temperaturkoeffizient kommt es zu selbstverstärkenden Hotspots, bis irgendwann das Silizium schmilzt. Bei MOSFETs hat man das jahrelang weggelogen, bis ein gewisser Spirito nachgewiesen hat daß das dort eben fast genauso ist. Gemeinsam ist, daß das Problem nicht in der Sättigung auftritt sondern erst wenn die Verlustleistung sich aus deutlich höherer Spannung mit relativ geringen Strom zusammensetzt.
Weil es diese Betriebsart bei Gleichrichterdioden aber nicht gibt, besteht auch keine ernste Gefahr. Auch nicht bei bipolaren Transistoren die in der Sättigung betrieben werden.
Der Spannungsabfall an einer Siliziumdiode ist erstmal streng logarithmisch mit dem Strom. Bei Verzehnfachung des Stroms steigt die Spannung um etwa 60 Millivolt. Die bekannte Durchlaßspannung von 0,7 Volt ist ein auf ökonomischen Gedanken basierendes Konstrukt, nein keine Lüge aber auch nicht ganz wahr. Zweimal dieselbe Kurve:
Bild
In der halblogarithmischen Darstellung ist gestrichelt eine Gerade gezeichnet, links unten weicht die Kurve davon ab weil die Nullen mal wieder auftrumpfen und die Kurve halt da durch muß.
[OT]Für Simulationszwecke gibts ein paar PNP-Transistormodelle die davon abweichen, damit läßt sich Energie gewinnen und das Perpetuum Mobile simulieren. Bekanntestes Beispiel ist der D45H11 [/OT]
Im oberen Bereich weicht die Kurve vom Ideal ab und gibt sich dem ohmschen Widerstand geschlagen. Und genau der verteilt den Strom einigermaßen gleichmäßig auf die Gleichrichterdioden. Zumindest dann wenn man nicht zu stark übetreibt und die eine Diode an einen Kühlkörper klatscht und die andere nicht.

edith meint noch:
Was bei Gleichrichtern (mit kapazitiver Last) gern ignoriert wird ist die Impulsbelastung, der Strom fließt ja immer bloß in der Zeit wo die Sinusspitze die Spannung am Kondensator überragt. Deshalb heißt das in den Datenblättern auch meist: "Maximum Average Forward Rectified Current @Tc = 150°C"
Da ist schon der erste Unterschied zu sonst "üblichen"(?) Halbleitern. Bei Transistoren werden solche Grenzwerte nicht bei einer Gehäusetemperatur von 150°C angegeben, eher bei einer Chiptemperatur von 25°C.
Die Impulsbelastung führt problemlos zu fünffach höheren Strömen, was den ohmschen Ausgleichswiderstand in seiner Wirkung unterstützt.
Es gibt manchmal auch Einschränkungen: "For capacitive load, derate current by 20%" das ist dagegen geradezu lächerlich.

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RMK
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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von RMK » Sa 15. Mai 2021, 14:51

ich bin mal ketzerisch, wenn Du nicht zu viel basteln willst und die 35.- nicht scheust, von Eltako
gibt es genau sowas - Master-Slave-Relais mit einstellbarer Schwelle und einstellbarer Nachlauf.

Es kann sogar den Slave im Nulldurchgang schalten, wenn gewünscht - ansonsten ists ein potentialfreier
Kontakt.

aus Zeit- und Bastelersparnisgründen hab ich meine Saugmaschinensteuerung damit ausgerüstet,
funktioniert prima... :)

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von bastl_r » Sa 15. Mai 2021, 15:13

Wenn kein Sanftanlauf und kein Nachlauf benötigt werden kann auch eine Master-Slavesteckdosenleiste um 10€ bom Feinkosthändler umgefrickelt werden.
Dazu müssen nur zwei Dioden durch leistungsfähigere ersetzt und eine an der betreffenden Stelle nicht benötigte 3A Sicherung gebrückt werden. Die sollte da fie svhwachen Dioden schützen...

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von haupes » Mi 19. Mai 2021, 23:34

Nee nee, der Nachlauf ist eigentlich schon ein Muss, damit die Schläuche/Rohre ordentlich leergelutscht werden und sich keine Späne unterwegs ansammeln.
Sanftanlauf und Drehzahlstellung ist nice-to-have, aber durch den alte Saugerelektronik quasi schon vorhanden. Und mit einem fertigen Eltako oder vergleichbarem Teil würden sich die bisherigen Kosten quasi verdoppeln - bisher musste ich nur den Zyklon und 50mm-Schlauch sowie Filterbeutel zukaufen.
Und gebastelt werden soll natürlich auch.
Ich gehe den Weg über die Dioden aus dem Gleichrichter und werde weiter berichten.

@ Bastelbruder: Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von haupes » Sa 31. Jul 2021, 22:09

Manchmal dauert's etwas länger...
Wie das immer so ist, kam was dazwischen. Das uralte Labor einstellbare Netzteil (das zum Testen und Entwickeln des Master/Schalve Schalters verwendet werden sollte) mit LM723 und 2N3055 lieferte nur noch wenige mA. Schaltung aufgezeichnet, versucht zu verstehen, nix Vergleichbares im Netz gefunden. Am Ende einfach mal blind die Elkos getauscht - läuft :D :D .

Das Projekt Staubabsaugung steht jetzt kurz vor Vollendung, wie angekündigt hier meine Lösung.
Wie das so üblich ist, wurde verfrickelt was so da ist. Daher die teils vielleicht etwas kompliziert wirkenden Details wie z.B. das Schaltnetzteil zur Versorgung des Master/Slave Schalters (Kondensatornetzteil wäre völlig ausreichend) oder der evtl. etwas ungeläufige OP TLC274 (der liegt halt quasi stangenweise auf Lager). Oder dass der I-0-II Schalter nur die Ansteuerung des Phasenanschnitts und nicht direkt den Motor schaltet.

Der Elko nach dem Spitzenwertgleichrichter wurde extra groß gemacht, damit der Saugmotor nach den Säge/Fräsarbeiten noch einige Sekunden nachläuft. Die "parasitäre Einschaltverzögerung", die damit einher geht, ist deutlich kürzer und nicht störend.

Bild
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Die Projektvorstellung mit Bildern von der Kiste kommt dann noch separat.
Jetzt muss ich mich nur noch entsinnen, welches Projekt ich sägen/fräsen wollte, das dieses Absaugungsprojekt nötig ist :D.

Geht euch das auch so, dass sich Projekte teilweise verkettet anhäufen und sich gegenseitig voraussetzen?
So a la "Die Drehspulinstrumenteuhr soll ein schickes Retro-Holzgehäuse bekommen. Den Säge/Fräsdreck kriegt der einfache Sauger aber nicht gut weg und ständig voll ist er auch. Es muss eine Absaugung mit Zyklon her, die aber dann auch gleich dimmbar sein und Master/Slave können soll. Die Master/Slave-Schaltung soll auf Breadboard entwickelt werden, dafür brauchts ein einstellbares Netzteil. Mist, das ist ja defekt. Außerdem sind 3D-Druckteile für die Absaugung nötig, der Einstellfahrplan ist aber auch noch nicht durch. Also halbwegs passende Druckparameter finden." Usw. usf...

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von ando » So 1. Aug 2021, 12:19

Moin,

erstaunlich, was hier entwickelt wurde.

Ich würde nun von euch gerne mal was zum Sanftanlauf wissen:

Ich hab ne Metabo Kappsäge, die haut dermaßen rein beim Einschalten. Kann ich der einfach so nen Platinchen aus nem geschlachteten Sauger vorschalten und hab dann einen Sanftanlauf?

Ando

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Re: Staubsauger-Dimmer umfrickeln für Einschaltautomatik und Nachlaufzeit

Beitrag von video6 » So 1. Aug 2021, 13:43

Ich würde es genauso machen am Ende ein Überbrückungsschalter dann ist er raus.

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