Bewegungsmelder / TRIAC

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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capslock
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Mo, 24.03.14, 14:45

Ich beschäftige mich gerade damit, wie ich vorhandenen Bewegungsmeldern den Verbrauch von ca. 1 W abgewöhnen kann.

Erster Schritt ist ganz klar, Kondensatornetzteil durch stromsparendes Handyladegerät ersetzen. Ich habe mir noch das Datenblatt von dem verwendeten IC runtergeladen, siehe Anhang, in der Hoffnung, auch das Relais ersetzen zu können.

Fragen:

1. Lese ich die Schaltung richtig? Die legen VDD auf Netzpotential und der 10 nF-Kondensator und der 47 Ohm - Vorwiderstand bilden ein Kondensatornetzteil für das IC? Das mit den zwei Schriftzeichen in Reihe zum Triac ist dann die Last?

2. Kennt jemand geeignete kleine Triacs, die zum Schalten einer 10 W - Konstantstromquelle ausreichen und nur 1 - 2 mA Gatestrom brauchen? Was ich bislang gefunden habe, braucht eher 5 - 15 mA und hat damit keinen Vorteil gegenüber den kleinsten Solid-State-Relais von Sharp mehr.
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Borax
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Mo, 24.03.14, 19:02

Der hier: http://www.reichelt.de/Triacs/BT-134W-6 ... CLE=110748 braucht nur 5mA. Ich hab aber jetzt nicht weiter nach geprüft, ob der wirklich 'passt' ;)
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Beatbuzzer
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Di, 25.03.14, 06:31

Hier noch einen im TO-92, also mit lange Drähte. Vielleicht einfacher einbaubar, je nachdem was Du für eine Bauform bräuchtest:
http://www.conrad.de/ce/de/product/1515 ... view1&rb=1

Der Zündstrom von Triacs/Thyristoren geht bei niedrigen Temperaturen stark nach oben. Wenn Du nur 0°C aufwärts oder -10°C aufwärts Umgebungstemperaturen hast, dann kommen die beiden von uns vorgeschlagenen Triacs auch mit <1,5 mA Zündstrom aus. Siehe Kurve Igt vs Tj im Datenblatt.
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Achim H
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Di, 25.03.14, 11:32

Wenn man ein wenig sucht, findet man auch ein Datenblatt ohne asiatische Schriftzeichen.

Datenblatt LP8072C

Laut Datenblatt beträgt die Versorgungsspannung 5V (min./max.: 4,2 - 5,5V).
Die Stromaufnahme des IC beträgt max. 1,8mA bei Verwendung eines Relais bzw. max. 2,5mA bei Verwendung eines Triac.
Im Standby benötigt das IC max. 1,2mA.

1,2mA = 0,0012A
5V x 0,0012A = 0,006W

Deine Versuche, durch einen anderen Triac einen niedrigeren Standby-Verlust zu bekommen, werden nicht funktionieren.
Übeltäter dürfte das C-Netzteil (0,01µ) sein.
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Di, 25.03.14, 17:46

Ja, auf das Exemplar bin ich heute auch bei Conrad gestoßen, die sind da überraschenderweise besser als Reichelt sortiert.

Achim, das ist genau das Datenblatt, aus dem ich die Schaltung kopiert hatte, inkl. Schriftzeichen neben der Last. Von Dir angegeben ist erstmal die Stromaufnahme des ICs von ca. 5 mW. Dazu kommt noch der Strom, der aus dem jeweiligen Schaltausgang fließt bzw. bzw für den Gesamtverbrauch der Schaltung natürlich auch der in ihn rein. Die beiden Ausgänge scheinen erstmal nur invertiert zueinander zu sein, zudem kann der Triac-Ausgang etwas mehr Strom.

Der höhere Stromverbrauch im Triac-Modus kann allenfalls von der Zero-Crossing-Detektion kommen, und ob man die überhaupt braucht bei einer so kleinen Last?

Was das Kondensatornetzteil angeht, so hat die in meiner Leuchte existierende Schaltung einen Verbrauch von 1 W. Die Wirkleistung wird in erster Linie von der ersten Zenerdiode (24 V für das Relais), dem Strom (560 nF-Kondensator, d.h. ca. 40 mA) und dem Vorwiderstand (100 Ohm) bestimmt. In der abgebildeten Beispielschaltung ist der Kondensator nur 10 nF groß (nach überschlägiger Rechnung 800 µA, aber da kommt noch ein Crest-Faktor für die Gleichrichtung und Siebung dazu), der Vorwiderstand beträgt 47 Ohm, und die Spannung an der Zenerdiode 5,1 V. Ich habe also schon Hoffnung, daß ich da mit deutlich weniger Verlustleistung wegkomme und zwar ungefähr (1W * 0,8/40 * 5,1/24 ~ 5 mW). Und wenn nicht, geht ja auch noch ein Handynetzteil...
Loong

Di, 25.03.14, 17:53

Achim H hat geschrieben:… asiatische Schriftzeichen…
Das sind chinesische Schriftzeichen, "负载", d. h. (elektrische) Last.
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Achim H
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Di, 25.03.14, 18:05

capslock hat geschrieben:In der abgebildeten Beispielschaltung ist der Kondensator nur 10 nF groß (nach überschlägiger Rechnung 800 µA, aber da kommt noch ein Crest-Faktor für die Gleichrichtung und Siebung dazu)
Ich hatte den Kondensator mal versucht auszurechnen und habe dafür (nur zum Anpeilen) 12V bei 0,5mA angesetzt. Damit wird der C schon 7nF groß. Gewöhnlich lässt man noch ein bißchen Luft nach oben. Maximal könnten aber rund 0,8mA entstehen, also das Gleiche, was Du auch ausgerechnet hast.
Loong hat geschrieben:Das sind chinesische Schriftzeichen
Chinesen sind also keine Asiaten? Als Rothäute kann man sie aber auch nicht bezeichnen, dafür sind diese etwas zu gelb. :lol:
Loong

Di, 25.03.14, 18:08

Achim H hat geschrieben:Chinesen sind also keine Asiaten?
Ich habe lediglich deine Angabe etwas präzisiert :lol: .
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Di, 25.03.14, 19:18

Ach ja, nochmal zum Strom durch das Kondensatornetzteil: die Crux bei den Dingern ist, daß der Strom etwas größer als die maximale Stromaufnahme der Schaltung sein muß (mag sein, daß es mit Spannungsregler statt z-Diode besser geht, aber dann muß man erstmal einen mit geringem Ruhestrom und hinreichender Robustheit gegen zu hohe Eingangsspannung finden). Deshalb ist es wichtig zu wissen, was das Relais oder der Triac braucht.

Wie die aber dazu kommen, daß mit Triac mehr verbraucht wird und warum es überhaupt nur ca. 1 mA mehr als im Standby sein soll, ist mir vollkommen unklar. Relais für 5 V unter 10 mA wird man nicht finden, und auch die meisten Triacs brauchen in der Größenordnung. Ich glaube, die meinen den Eigenstromverbrauch des ICs ohne den Laststrom, und da kann ich mir die 0,7 mA mehr für Triac nur mit dem zero crossing detector erklären, denn das IC weiß ja nicht mal, welcher Ausgang beschaltet ist.

Sowohl das Relais als auch der Triac werden zum Halten weniger Strom als zum Anziehen / Durchschalten brauchen, aber zu knapp darf man den Ruhestrom des Netzteils nicht auslegen, sonst bricht die Spannung zu sehr ein.
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Mi, 26.03.14, 08:08

Es geht übrigens noch weniger: habe so eine batteriebetriebene Sensor-LED-Leuchte geschlachtet, Stromaufnahme im Standby ist 120 µA an 4,5 V, enthalten ist ein BISS0001 in SMD-Bauweise.
Borax
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Mi, 26.03.14, 11:51

Und so ein (oder auch gleich mehrere) normalerweise batteriebetriebenes Modul an einem Nokia-AC-8E Netzteil betreiben würde Energiekosten von weniger als 0.1€ pro Jahr (!) verursachen. Hauptlichtquelle könnte man dann mit einen bistabilen Relais ein/ausschalten, dann braucht auch das keinen Strom (nur beim Umschalten für 100 Millisekunden)...
Diese hier verwende ich sehr gerne: http://www.reichelt.de/HFE20-1-005-1HT/ ... CLE=127008 weil denen der Einschaltstrom von Schaltnetzteilen nichts macht (vertragen bis zu 500A für 2ms)
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Mi, 26.03.14, 12:02

Zumindest wenn eine Leistungs-LED mit 5 - 50 W geschaltet wird und die überwiegend aus ist, dürften die paar mW für einen Triac oder ein normales Relais egal sein. Hast Du schon mal ein bistabiles Relais mit so einem Bewegungsmelder angesteuert? Irgendwelche Gatter wären mir zu kritisch, falls die sich verzählen und die Lampe dann an bleibt. Lieber flankengesteuert über Kondensatoren?

Das Kondensatornetzteil ist potentiell noch kleiner, billiger und stromsparender als ein Handynetzteil mit 25 mW. Da dort der Ruhestrom aber >= dem maximalen Dauerstrombedarf der Schaltung sein muß, erzwingt dies fast Triac oder bistabiles Relais.
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Mi, 26.03.14, 19:52

Hast Du schon mal ein bistabiles Relais mit so einem Bewegungsmelder angesteuert?
Nein. Ich hab die bisher ausschließlich von AVR µCs angesteuert. Einen solchen könnte man aber auch bei so einem Bewegungsmelder 'dazwischen schalten'. Damit kann man dann recht sicher diesen Zustand: 'falls die sich verzählen und die Lampe dann an bleibt' vermeiden.
Das Kondensatornetzteil ist potentiell noch kleiner, billiger und stromsparender als ein Handynetzteil mit 25 mW. Da dort der Ruhestrom aber >= dem maximalen Dauerstrombedarf der Schaltung sein muß, erzwingt dies fast Triac oder bistabiles Relais.
Problem beim bistabiles Relais ist halt der eher hohe Schaltstrombedarf (das von mir verlinkte braucht rund 100mA beim Schalten - aber nur für etwa 50 Millisekunden). Den Strom müsste man bei einem Kondensatornetzteil erst in einem (großen) Speicherkondensator zwischenspeichern und dann auch dafür sorgen, dass der beim nächsten Umschalten auch wieder 'voll' ist. Das Handynetzteil kann problemlos diesen Schaltstrom bereitstellen, ohne dass man sich da extra drum kümmern muss.
Wenn die Einschaltzeit aber wirklich eher weniger als eine Stunde am Tag ist, dann ist es mit Triac wahrscheinlich günstiger. Aber auch beim Triac ist wahrscheinlich Vorsicht beim Inrush current von Schaltnetzteilen geboten...
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Mo, 12.01.15, 09:07

Mittlerweile scheinen auch Teile der Industrie (nicht unbedingt die etablierten deutschen E-Technik-Anbieter) das Problem erkannt zu haben. Bei Reichelt gibt es goobay-IR-Melder (Modelle IR-MELDER IDU, ODA und ODA-SL), die im Standby 0,1 W und im Betrieb 0,45 W verbrauchen sollen. Weiter gibt es welche von GEV, anscheinend auch so eine Importfirma in Hannover, denen hat Reichelt im Papierkatalog (aber nicht online) ein Logo "Eco-friendly" spendiert. In der verlinkten Bedienunganleitung findet sich kein Hinweis auf den Stromverbrauch, auf der Webseite des Importeurs steht was von Leistungsaufnahme 0,6 W (im Zweifelsfall egal ob Standby oder Betrieb, wenn es ein C-Netzteil ist).
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Mi, 21.01.15, 01:28

Die Goobay-Bewegungsmelder sind gekommen. Leider stand auf der Packung schon was von 0,5 beim einen und 1 W beim anderen als Leistungsaufnahme im Aus-Zustand. Auch der Beipackzettel war neuer als der bei Reichelt verlinkte und gab ebenfalls die höheren Werte an. Gemessen habe ich jeweils 0,5 W. Da scheint also eine neue Revision nach Kostensparaktion rausgekommen zu sein.
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