230V Dimmer + Sicherheit (Review)

[cd_brenner]

Hallo liebe Community,

da es ja wieder mal Winter ist und man draußen sowieso nicht viel machen kann hab ich mal meinen LED-Belichter fertiggebaut und ein paar Utensilien zum Herstellen von Platinen bestellt.
Das erste Projekt (also alles was über "herumtesten" hinausgeht) soll nun ein 230V Dimmer für eine Stehlampe werden - als "Leitpfad" habe ich den "AVR 3-Kanal DMX Dimmer" von Ulrich Radig verwendet.

Hier mal Schaltplan und Board:



Kurze Beschreibung: Sharp SSR ohne Nulldurchgangserkennung, Nulldurchgangserkennung an 230V mit Optokoppler, Trafo (gleichrichten + stabilisieren) AtMega88, Platz für RFM12 Adapter.
Bis auf die beiden 33k Widerstände vorm Optokoppler versteh ich im Schaltplan soweit alles.
Am Board hab ich zwischen den beiden Kreisen schön Abstand gelassen und noch den Schutzleiter zur Barriere verwendet.

Belichten:
Ich verwende 60 UV-Leds verteilt auf eine Europlatine - 8cm entfernt von einer Polycarbonat-Platte. Am Teststreifen hat sich der Fotolack nach 25min gut runterwaschen lassen. 25min kommt mir allerdings recht lang vor: Entweder sind die LEDs schon im Arsch (hab das Ding vorher schon recht lang im Dauerbetrieb stehen lassen) oder die Platte frisst recht viel, oder beides. Für den Anfang stören mich diese 25 aber nicht weiter.
Die Maske kommt aus dem Laserdrucker auf Overhead-Folien - gespiegelt, Toner nach unten.

Entwickeln:
Hab da einigemale herumprobieren müssen. Was mir dabei aufgefallen ist: Zuerst hab ich die Platine reingelegt, sofort hat sich der Fotolack gelöst, ich hab geschwenkt und gewischt und sobald sich da optisch nicht mehr viel getan hat, hab ich die Platine rausgenommen - im Ätzbad ist dann aber genau gar nichts passiert - es war auch noch nicht wirklich blankes Kupfer sichtbar, obwohl der Kontrast zwischen belichteten und unbelichteten Stellen recht groß war.
Der nächste Versuch war dann mit 15g/L statt 10g/L und wesentlich längerer Entwicklungszeit (3-4min) - der Kontrast war weit weniger, aber im Ätzbad konnte man sofort sehen, dass da was passiert.

Ätzen:
Nach ca 10min im warmen Ätzbad war das Ding dann fertig - keine sichtbaren Unterbrechungen, recht scharfe Kanten, sonst auch alles da.
Hab die Platine dann mal von hinten beleuchtet, leider habe ich recht viele sehr kleine Löcher und feine Kratzer in den Kupferflächen - ich denke hier werde ich noch mit Solvent50-Tonerverdichter und/oder doppelter Maske nachhelfen. Hab dann alles Bahnen durchgemessen, und eine davon war durch so einen Kratzer durchtrennt.


Die Fachmenschen hier würde ich bitte mir einen kleinen Review zu geben - vor allem die Punkte, die man an dem Prozess verbessern kann, interessieren mich.

Speziell zu den 230V - man weiß ja eigentlich, dass die recht gefährlich sein können, jedoch denke ich mir, dass die Platine, wenn sie in ein rundum geschlossenes Holz-Case (Laubsäge) gepackt wird, und die 2 Kabel über Knickschutz und Zugentlastung rausgeführt werden doch recht safe sein sollte. Auch, dass ich die Platine nicht angreif, solange es am Strom steckt ist mir klar.
Überseh ich da was ganze essenzielles oder geht das so in Ordnung?

Vielen Dank schon mal im Vorhinein,
Markus

[vohopri]

Hallo Markus,

da scheint sehr vieles zu fehlen, um von einem sicheren Gerät für 230 V sprechen zu können. Auch enthält dein Posting fgefährliche Irrtümer.

Mein Rat: lass das sein, du hast keine Fachausbildung.

Das sichere Arbeiten mit Netzspannung und das Entwerfen und Bauen von sicheren Geräten für 230 V kann man auch nicht aus ein paar Postings erlernen. Damit nicht die Illusion entsteht, man könne das aus einigen Tips lernen, gebe ich zum Thema elektrische Sicherheit keine weiteren Ratschläge.

[Michael]

vor allem die Punkte, die man an dem Prozess verbessern kann, interessieren mich.

ich halte 25 Minuten für zu lang, du schreibst von einer Polycarbonatplatte, wömöglich frisst die einen Teil der wichtigen Strahlung.
Die zu lange Belichtung sieht man imho indirekt auch an den Löchern in den Flächen.
Möglicherweise ist deine Overheadfolie auch nicht geeignet, da bilden sich gerne Linsen und Spinnenbeine. Ich mache das auf Normalpapier, da ist der Toner viel gleichmäßiger, dafür die Belichtungszeit etwas länger.
Apropos Belichtung: Ich verwende immer nur einen bekannten Hersteller, da weiß ich, wie die Fotoschicht reagiert. Der Lack hat ein Zeitfenster, in dem die Belichtung liegen sollte. Zu lange Belichtung macht Löcher, zu kurze Belichtung hinterlässt fransige Kanten. Ausprobieren.
Der Entwickler sollte nicht zu scharf sein, beim Belichten wird ja auch immer der abgedeckte Lack mit angegriffen. Scharfe Entwickler machen da Löcher.
Der Lack verfärbt sich beim Entwickeln und löst sich ab. Mit einem weichen Pinsel kann man Restbelag entfernen. Die abgedeckten Stellen dürfen sich beim Entwickeln nur leicht einfärben.
Falls es mal nicht ätzen sollte, Platine gut abspülen und nochmal in den Entwickler und etwas nachpinseln (ich nehme notfalls auch mal den Finger )

Für alle, die Bedenken haben, ja, klar, Schutzbrille, Schutzhandschuhe, Gehörschutz, unter Aufsicht, erst ab 18, keine Netzspannung sind bei mir immer Pflicht.

Poste das nächste mal einfach eine unverfängliche Schaltung.

Gruß, Michael

[cd_brenner]

@vohopri:
Danke für das Statement, verstehe ich soweit und bedarf daher keiner weiteren Diskussion.
Gibt's irgendwo im Internet gute Literatur dazu? Hab kein Problem damit, wenn mehr zu lernen/lesen ist, möchte mir die Fertigkeiten aber gerne aneignen.

@Michael:
Werd hier - wie du sagst - am Montag, wenn die nächste Lieferung von Reichelt kommt, nochmal eine Belichtungsreihe machen und v.a. den Tonerverdichter ausprobieren, damit die Maske dichter wird (die ist jetzt schon noch recht wolkig)

Falls es mal nicht ätzen sollte, Platine gut abspülen und nochmal in den Entwickler und etwas nachpinseln

Hab ich bei den ersten Versuchen so gemacht - bilde mir aber irgendwie ein, dass dadurch mehr von den größeren Löchern entstanden sind, werd da aber auch noch mal testen.

Für alle, die Bedenken haben, ja, klar, Schutzbrille, Schutzhandschuhe, Gehörschutz, unter Aufsicht, erst ab 18, keine Netzspannung sind bei mir immer Pflicht.

Vielleicht überhöre ich jetzt den Sarkasmus, aber Schutzbrille + Handschuhe sind soweit klar. (Gehörschutz eventuell wenn's laut wird).
Das Thema mit den 230V wurmt mich jetzt ein bisschen - so eine "machen wollen aber offenbar nicht können"-Stimmung kommt auf.
Was mir noch nicht so ganz klar ist: Wenn alle Teile, die Netzspannung führen, in einem geschlossenen, isolierten Gehäuse untergebracht sind, und auch dafür gesorgt wird, dass die dort bleiben, sollte das doch klar gehen?
Mir ist schon klar, dass kommerziell vertriebene Geräte relativ viele Sicherheitsauflagen einhalten müssen, aber hier handelt es sich um ein kleines Bastlerprojekt - sollte doch mit adäquaten Lernaufwand möglich sein, sowas zu bauen ohne sich damit umzubringen.

Vielen Dank soweit.
LG Markus

PS: Soll jetzt nicht den Eindruck machen, dass ich stur morgen anfange mit Netzspannung herumzupfuschen.

[Michael]

Wenn alle Teile, die Netzspannung führen, in einem geschlossenen, isolierten Gehäuse untergebracht sind, und auch dafür gesorgt wird, dass die dort bleiben, sollte das doch klar gehen?

die Einstellung ist schon mal richtig.
Es gibt verschiedene Schutzklassen, dein Gerät hat, wie ich es verstanden habe, ein nicht leitfähiges Gehäuse, da kommt Schutzklasse 2 oder 3 in Frage.
SK2 hat doppelte Isolierung, also Gehäuse nichtleitend und innen nochmal isoliert mit berührsicheren Steckern und Schrumpfschlauch etc.
Die Anschlussleitung darf nur 2polig und mit mindest. 0,75mm² ausgeführt werden. Natürlich doppelt isoliert, innen blau/braun, keine Ami-Kabel
Die Zugentlastung sollte wirklich eine sein, also nicht einfach nur ein Knoten am Gehäseausgang, wenn das an der Stelle kaputt geht, wär blöd.
Eine Schlaufe durch 2 Platinenbohrungen mit Verguss oder eine ordentliche Klemmung wird gern gemacht.
Bei einem Holzgehäuse musst du die Wärmeabfuhr gewährleisten, so ein SS-Relais kann schon mal warm werden. Jahrelang durchgetrocknetes Holz kann schnell entflammen.
Der Abstand zwischen Netzspannungsführenden Leiterbahnen und dem Rest muss ein Minimum haben, da nagel mich nicht fest, das steht auch irgendwo. Ein Schlitz in der Platine erhöht die Kriechstrecke. Hast du sicher schon mal bei alten Netzteilen gesehen.

Pass auf, arbeite drogenfrei und überleg doppelt, was du tust. Dann bleibst du auch gesund
Vergiss auch nicht deine Kleidung, nasse Hände sind blöd und Schuhe dürfen isolieren.
Ich meine, mich zu erinnern, dass in alten Elektor-Ausgaben eine Seite mit entsprechenden Aufbau-Hinweisen stand. Vielleicht kannst du dir da eine besorgen, notfalls schau ich morgen mal auf dem Speicher.

Gruß, Michael

http://de.wikipedia.org/wiki/Schutzk...ktrotechnik%29

[cd_brenner]

Hab dann noch das zu dem Thema angefunden:
http://www.elektor.de/service/selbst...it.83065.lynkx

[Peter(TOO)]

Hallo Markus,

Die Kriechstrecken müssen mindestens 3mm betragen.
Also zwischen N, L und PE sowie zwischen diesen Leitungen und dem Rest der Schaltung.

Auf der rechten Seite von R1 und R2 darf der Abstand kleiner sein, da dort nur um die maximal 3V anliegen. aber diese beiden Punkte müssen dann 3mm zur Umgebung haben.
An der linken Seite von R1 und R2 liegen aber die 230V an, da müssen es wieder 3mm dazwischen sein.

Das ist auch das Problem bei vielen Steckern. Der Stiftabstand würde ausreichen, aber mit dem Lötauge sind's dann keine 3mm mehr

Das kann ich aber nicht wirklich bei deinem Layout nachmessen.

Was war dir bei R1, R2 und D1 nicht klar?
Wieso man nicht einen einzelnen 68k Widerstand genommen hat?

MfG Peter(TOO)

[cd_brenner]

Hallo Peter,
danke für deine Antwort.

Die Kriechstrecken müssen mindestens 3mm betragen.

Werd das nachmessen und mir Stellen mit Unterschreitung markieren.
Ich nehme an, dass sich ein behandeln der Leiterbahnen mit Isolierlack auszahlt?

Was war dir bei R1, R2 und D1 nicht klar?

D1 verstehe ich.
Der Widerstand wir auf 2 Widerstände aufgeteilt, damit sich die Verlustwärme besser aufteilt.
Aber nach meinen Berechnungen fließt da ca. ein Strom von ungefähr 3 Milliampere - ist doch ein bisschen wenig für den OK, oder?

Vielen Dank soweit.
Markus

[Peter(TOO)]

Hallo Markus,

D1 verstehe ich.
Der Widerstand wir auf 2 Widerstände aufgeteilt, damit sich die Verlustwärme besser aufteilt.
Aber nach meinen Berechnungen fließt da ca. ein Strom von ungefähr 3 Milliampere - ist doch ein bisschen wenig für den OK, oder?

Kommt jetzt darauf an, welches Signal am Ausgang des OK erzeugt werden soll und welchen Typ du da verwendest.

Im Titel steht Dimmer!

Du brauchst also den Nulldurchgang der Spannung um einen Phasenanschnitt zu machen.

Der Optokoppler wird in Signal erzeugen, welches um den Scheitelpunkt des Sinus platziert ist.
Um den genauen Nulldurchgang zu haben, wirst du mit dem Timer da noch einen Versatz berechnen müssen.
Praktisch bekommst du nur alle 20ms eine Flanke, musst aber alle 10ms den TRIAC zünden.

MfG Peter(TOO)

[cd_brenner]

Software- bzw. Signaltechnisch hab ich das soweit schon durchblickt*.
Mir gehts eher um die Elektronik:
Wenn ich den Widerstand berechnet hätte, hätte ich 4600Ω gewählt, damit 50Milliampere fließen.
Dann aber irgendwie 11.5W Verlustleistung.
So ganz hab ich das noch nicht durchblickt.

Vielen Dank soweit,
Markus

*, hab mir das mal auf einem Zettel aufgezeichnet, komme dabei aber auf Nulldurchgänge bei steigender und fallender Flanke, wenn man jetzt das Offset nicht beachtet.