Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme mit selbstgebauter Rollladensteuerung


von ToLu (Gast)


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Hallo Experten,

ich benötige dringend Euren Rat!

Kurz zur Historie:
Habe vor 8 Jahren ein Haus gebaut mit 15 Rollladenmotoren im EG. 
WICHTIG: Ich bin kein Elektroniker sondern Kaufmann! Damals hatte ich 
wohl in einem Anfall von Größenwahn gedacht, dass ich eine 
Rollladensteuerung selbst entwickeln und bauen kann, da es damals nichts 
gab, was mir zusagte.

Also, habe ich es gebaut, ohne wohl genau zu wissen was ich tue. Wie 
funktioniert es? Ich habe im Rohbau zu jedem Rollladenkasten eine 
230V-Leitung legen lassen und in jeden Kasten eine 5-polige 
Steuerleitung gelegt. Die Steuerleitungen laufen zu einem zentralen 
Punkt in der Küche. Hier habe ich eine C-Control und einen Compaq ipaq 
(PocketPC) installiert sowie eine Relaiselektronik gebaut. Diese besteht 
aus 4 x CD4094 und nachgeschaltet 4 x ULN2803. Die Relais liegen in den 
Rollladenkästen und zwar (erster Fehler) je zwei einpolige Relais, die 
entweder Strom zum Hoch- oder Runterfahren geben. Für den iPaq habe ich 
ein Programm geschrieben, wo der Grundriss mit den Fenstern abgebildet 
ist und ich über Touchbedienung einzelne Rolläden, einzelne Räume oder 
Gruppen bzw. alle steuern kann. Das ganze auch noch zeitgesteuert.

Lustigerweise hat die Steuerung auf Anhieb und die Software mit ein paar 
Anlaufschwierigkeiten (meist) gut funtioniert.

In letzter Zeit habe ich aber oft Probleme mit der Zuverlässigkeit der 
Steuerung. Wenn alle Rollläden angesteuert werden stoppt der Betrieb 
nach ein paar Sekunden. Oder (tödlich) der µC schaltet beide Relais 
eines Rollladens gleichzeitig. Bei den Terassentürenmotoren sind dann 
jedesmal die Haltepunkte programmiert, bei den normalen Rohrmotoren hört 
sich das übel an.

Zweiter Kardinalfehler: Ich kann die Läden nur zentral über die 
Steuerung ansprechen. Ich habe dummerweise nicht an jedem Rollladen 
einen Hoch-Runter-Taster montiert!

Bei einem Motor hatte ich massive Probleme. Er fuhr nicht mehr hoch. Ich 
dachte erst, der Motor sei defekt, da er oft Strom für Hoch und Runter 
gleichzeitig bekam. Als ich dann über die Zentrale 12 V aus einem 
Netzteil direkt an das Relais geschickt hatte, ging der Rollladen nur 
runter, aber nicht mehr hoch. Ich dachte nun, ein Relais sei defekt. 
Mühsam wg. rundem Schraubenkopf musste ich gestern die 
Rollladenabdeckung gewaltsam und zerstörend öffnen, um dann 
festzustellen, dass der Motor einwandfrei funktionierte und die Relais 
auch gingen.

Ich habe dann mal mein Messgerät an die Relaisleitung angeschlossen und 
gemessen. Wenn ich von der Zentrale nur den einen Rollladen ansteuere, 
kommen von den ursprünglich in der Zentrale vorhandenen 12 V nur noch 
knapp 11V an. Wenn ich alle Relais bzw. Rollläden anspreche, sinkt die 
Spannung auf 8,5 Volt. Die Relais (Schrack RT314012, 12V, 33mA) brauchen 
mind. 8,4V, um zu schalten. Ich vermute - u.a. Gründen - liegt ein 
großes Problem an der Spannungsversorgung der Relais, da diese bei 
Volllast zusammenbricht. Die dünnen Steuer-(Relais)-Leitungen sind noch 
dazu max.30m lang.

Ich habe dummerweise keine Aufzeichnungen mehr von dem Schaltbild bzw. 
wie ich es damals gebaut habe, sondern muss direkt die Lochrasterplatine 
analysieren. Soweit ich erinnere, hatte ich ein Netzteil mit 15V, 10VA 
Printtrafo mit einem 7812 (für ULN2803+Relais) und einem 7805 (für 
CD4094 und C-Control?) gebaut.

Wie kann ich den Spannungsabfall kompensieren?

Könnt ihr mir ein paar gute Tipps geben, wie ich das Teil 
generalüberholen kann. Hatte schon mit einer Homematic-Lösung 
geliebäugelt, habe davon aber keinen Plan, ob das besser bzw. 
zuverlässiger ist.

Vielen Dank und beste Grüße

Thomas

von Roland P. (pram)


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Die Relais würde ich schon mal selbstsperrend verschalten,
entweder so:
1
           /
2
     o----o
3
    /        o---- Auf
4
---o
5
      o----------- Ab
6
7
oder so
8
9
             o---- Auf
10
    /       /
11
---o  o----o O---- Ab
und ich denke, wenn dein Netzteil 15V hat und du sowies so einen hohen 
Spannungsabfall über die Leitung hast, spricht nichts dagegen, diese vor 
dem 7812 anzuklemmen.

Weiterhin wichtig: Freilaufdioden nahe am Relais anbringen
Gruß
Roland

von Rigi Taler (Gast)


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ElKos haben Kapazitaet verloren ?

von ToLu (Gast)


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Hallo Roland,

danke für Deine schnelle Antwort.

Zu den Relais. Inzwischen weiß ich, dass ich pro Rollladen einen 
Wechsler und einen Einschalter hätte nehmen sollen. Das müsste ich jetzt 
in 15 Rollladenkästen ändern! Danach wäre eine EG-Renovierung nötig, da 
die Kästen nicht verlustfrei (Putz) geöffnet werden können. Trotzdem ein 
guter und wichtiger Rat, den ich bereits vor 8 Jahren gebraucht hätte.

Zu dem Abgriff direkt vor dem Spannungsregler: Gehen mir die ULN2803 
dann nicht kaputt, wenn die 15 V abbekommen?

Freilaufdiode: Habe ich keine, weil in den ULN2803 bereits eine 
eingebaut ist.

von Andrew T. (marsufant)


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ToLu schrieb:
> Zu dem Abgriff direkt vor dem Spannungsregler: Gehen mir die ULN2803
>
> dann nicht kaputt, wenn die 15 V abbekommen?
>
>

Nein.

>
> Freilaufdiode: Habe ich keine, weil in den ULN2803 bereits eine
>
> eingebaut ist.

Genau, und das genügt auch.
Es wäre zwar nützlich wenn die Diode NAHE am Relais sitzt, aber es ist 
nicht ZWINGEND erforderlich.

BTW: Wenn es 8 Jahre gut funktioniert hat, NUN aber vermehrt Probleme 
auftauchen: Es liegt dann eher woanders dran.
Elkos ersetzen könnte helfen, aber vielleicht ist ein Elektroniker in 
Deiner Nähe der sich die Sache mal ansehen kann .-)

von ToLu (Gast)


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Und den Relais machen 15V oder mehr auch nichts, selbst wenn sie für 12V 
gedacht sind?

Sind 10VA ausreichend oder sollte ich einen stärkeren Trafo (z.B. 15VA) 
einbauen, da ja auch noch die C-Control dran hängt?

Hatte schon überlegt eine neue Relaiselektronik mit 74HC595 anstatt der 
CD4094 zu bauen, da diese manchmal spinnen. Evtl. liegt es aber auch am 
µC.

Einen Elektroniker kenne ich leider nicht, der so etwas in halbwegs 
vertretbaren Zeit- und Kostenrahmen machen würde.

von oszi40 (Gast)


Angehängte Dateien:

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1.Simple Maßnahme wäre: parallel über die Relaisspulen eine LED mit 
Vorwiderstand zu schalten um eine optische Kontrolle zu bekommen ob die 
Relais überhaupt richtig angesteuert werden. Damit findest Du heraus ob 
die richtigen Relais überhaupt angesteuert werden (ohne den Putz zu 
zerstören).

Wenn die LEDs leuchten und es bewegt sich kein Motor könnten auch die 
Relaiskontakte abgebrannt sein?

Wenn die Spannung am Netzteil zu sehr einbricht sind evtl. die Elkos 
gealtert. Man könnte ja zum Test die Schaltung aus einem Labornetzteil 
speisen und den Strom messen der wirklich nötig ist.

von Bernhard R. (barnyhh)


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Das Problem dürfte auch in der sehr knapp dimensionierten 
Stromversorgung liegen.

Als Maßnahmen bietet sich an:
1. Alle Elkos im Netzteil werden ersetzt durch LOW ESR Elkos mit dem 
Doppelten der bisherigen Kapazität (Puffer gegen Alterung).

2. Der Netztrafo (10 VA) wird durch einen leistungsfähigeren (15 VA) 
ersetzt. Bei dem bisherigen Trafo wirkt sich der höhere Innenwiderstand 
zusammen mit dem Kapazitätsverlust der alten Elkos negativ auf die 
Betriebsspannung aus, sobald mehrere Relais gleichzeitig anziehen.

3. Die Relais werden nicht über den Spannungsregler versorgt, sondern 
direkt aus der gleichgerichteten und gesiebten Trafospannung. Hierzu ist 
der Trafo mit 12 V / 15 VA zu dimensionieren. Die leicht erhöhte 
Betriebsspannung dürfte den Relais nicht schaden, und 
Leitungswiderstände werden kompensiert.

Bernhard

von Roland P. (pram)


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Man kann die gegenseitige Sperre der Relais auch in Logik vor dem 
ULN2803 machen. z.B. so:
1
                   .------
2
                  |
3
---[R2]----+------| ULN    
4
           |      |
5
  .--------)------|
6
 |         |      |
7
-+-[R1]--|<  NPN
8
           v
9
           |
10
          GND

Wird der untere Eingang angesteuert, so leitet der NPN-Transistor und 
schließt den oberen Eingang kurz.
Oder man sorgt dafür, das das Programm 100%ig korrekt arbeitet und diese 
Fehlersituation nicht auftreten kann.
Wie Andrew schon schrieb, muss die Freilaufdiode nicht ZWINGEND am 
Relais sitzen, es wäre allerdings besser.
(wenn in der Steuerleitung noch weitere Signale bereitgestellt werden, 
ist es aber meiner Meinung nach zwingend notwendig, da die 
Induktionsspitzen das ganze Signal "versauen")


Gruß
Roland

von ToLu (Gast)


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Habt Ihr einen Link mit einem für meine Zwecke geeigneten Netzteil, wo 
ich geregelt 9V für die C-Control entnehmen kann und 12V für die 
ULN2803s und die Relais?

von Chris (Gast)


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Das kannst Du dir auch eben selbst erstellen (bei Zweifeln hier den 
Schaltplan posten). Ausreichend dimensionierter Trafo mit Gleichrichter 
und Siebelkos. Dahinter dann je einen Spannungsregler für 12V und 9V.
Die max. Stromaufnahme der einzelnen Zweige wäre dann natürlich noch zu 
nennen.

Hinweise zur Dimensionierung findest Du z.B. hier unter 
"Dimensionierungshinweise":
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

Alternativ bietet sich evtl. auch ein stabilisiertes 12V-Steckernetzteil 
an. Dann brauchst Du nur noch den 9V Spannungsregler.
Läuft die C-Control nicht sogar mit 9-15V? Oder sind das nur die neueren 
Modelle?

von oszi40 (Gast)


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ToLu schrieb:
> einen Link mit einem für meine Zwecke geeigneten Netzteil

Da wir noch nicht genau wissen WIEVIEL Strom konkret gebraucht wird, 
wirst Du selber suchen müssen. Auge zu Pollin.de oder reichelt.de

Man könnte auch 12V nehmen und die 9V daraus gewinnen. LM317 ?

von ToLu (Gast)


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Chris schrieb:
> Alternativ bietet sich evtl. auch ein stabilisiertes 12V-Steckernetzteil
>
> an. Dann brauchst Du nur noch den 9V Spannungsregler.
>
> Läuft die C-Control nicht sogar mit 9-15V? Oder sind das nur die neueren
>
> Modelle?

Die C-Control bzw. das Application Board V1 braucht 8-12V und 150mA. 
Dieses stellt der Control-Unit dann 5V zur Verfügung, die ich auch zur 
Versorgung der CD4094 nehme. Also bräuchte ich eigentlich nur 12V.

Die Relais ziehen max. 15 x 33mA bei 12V, d.h. 500mA. Eigentlich sollte 
daher mein 10VA-Trafo reichen. Nur der Spannungsabfall irritiert mich. 
Es kommen bei den einzelnen Relais nur 8,5V an, wenn alle 15 
eingeschaltet werden. Daher bin ich nicht sicher, ob ein 12V 
Steckernetzteil reicht.

von Andrew T. (marsufant)


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Ursachen:

- Dein Messgerät könnte defekt sein.
- eine gemeinsame Kabelverbindung könnte oxidiert/hochohmig/ etc. sein.
- Deine Netgerät könnte defekt sein.
- eine Relais könnte defekt sein und mehr als die (im Datenblatt 
stehenden) 33mA verbrauchen.

Und noch ca. ein Dutzend weitere Gründe. Könnten wir stundenlang 
weiterspekulieren. Oder Kristallkugel befragen.

Kürzen wir das ab:

Wo wohnst Du zwecks vor Ort Besuch?

von Chris (Gast)


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ToLu schrieb:
> Die Relais ziehen max. 15 x 33mA bei 12V, d.h. 500mA. Eigentlich sollte
> daher mein 10VA-Trafo reichen. Nur der Spannungsabfall irritiert mich.
> Es kommen bei den einzelnen Relais nur 8,5V an, wenn alle 15
> eingeschaltet werden. Daher bin ich nicht sicher, ob ein 12V
> Steckernetzteil reicht.

Dann wird ein Steckernetzteil, welches 1A liefern kann doch locker 
ausreichen (z.B. Reichelt MW 3K10GS).

0,7V werden am ULN abfallen. Der Rest könnte (wie schon weiter oben 
erwähnt) durch ein Einbrechen der Versorgungsspannung wegen gealtertem 
bzw. unterdimensioniertem Netzteil hervorgerufen werden. Lass doch alle 
15 Relais mal anziehen und messe dabei die Spannungsänderung hinter dem 
jetzigen Netzteil.

von oszi40 (Gast)


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Billiger als die Fahrkarte wäre ein neues, geregeltes 12V-Netzteil. Auge 
zu Reichelt od. Pollin.de

>Eigentlich sollte daher mein 10VA-Trafo reichen.

WENN alles funktioniert. Es gibt aber butterweiche Spannungsquellen wie 
Klingeltrafo und härtere wie Heiztrafo. Dementsprechend schwankt die 
Sekundärspannung bei Last mehr oder weniger.

von MaWin (Gast)


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> Wie kann ich den Spannungsabfall kompensieren?

Da es vor 8 Jahren funktioniert hat:

Vermutlich ist der Siebelko des Netzteils ausgetrocknet und hat
nicht mehr ausreichend Kapazität. Ersetzen.

Natürlich könntest du auch gleich einen besseren nehmen (105 GardC ,low 
esr), und zwischen den Relaiskontakten Snubber nachrüsten.

           / o
      +--o/
      |      o---+--- hoch
      |          |
Phase +   0.27uF/650V~/X2  (ja, 650V~, nicht 400V~ nicht 250V~)
      |          |
      |    / o 100R2W
      +--o/      |
             o---+--- runter

von ToLu (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> Wo wohnst Du zwecks vor Ort Besuch?

In Gießen, ca. 50km nördlich von Frankfurt/Main!

Zu dem Siebelko im Netzteil. Habe noch ein paar schöne Panasonic FC 
(105°C) herumliegen. Welchen Wert müßte ich denn nehmen? 1000 µF/25V ? 
Oder besser 2.200 µF?


Lass doch alle 15 Relais mal anziehen und messe dabei die 
Spannungsänderung hinter dem jetzigen Netzteil.

-> Das werde ich heute Abend einmal messen und berichten!

von ToLu (Gast)


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Hallo zusammen!

Habe eben einmal messen können.

Leerlaufspannung ist 12,1V. Wenn ich alle 15 Relais einschalte, sinkt 
die Spannung direkt hinter dem Regler auf 9,1V. Am Relais selbst kommen 
ca. 8,6V an, d.h. auf den 25m durch 0,14mm Draht gehen nochmal 0,5V 
verloren.

Habe noch einen Fehler an meiner Konstruktion entdeckt. Der Trafo ist zu 
schwach! Es ist nur ein era EI48/16,8 10VA 12V/834mA Trafo eingebaut, 
hinter dem ein 12V-Regler (für die Relais) und ein 9V-Regler (für die 
C-Control) hängt. Warum ich da noch einen 7812 eingebaut habe, 
erschließt sich mir heute nicht mehr, aber man lernt ja dazu.

Was wäre Euer Tipp zu dem Thema. Stromversorgung verbessern? Welche 
Trafo-/Reglergröße reicht? Habe aufgrund des Links von Chris zum 
Elektronik-Kompendium bei Netzteilen gelesen. Danach müsste ich für 
stabile 12V / 1,3A einen Trafo mit 18V/48VA Leistung haben. Das 
erscheint mir etwas viel.

von Uwe (Gast)


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Hi!
>12V/834mA
Das ein 7812 und vermutlich ausgetrocknete Ladeelkos sind dein Problem.
Der 7812 will wenigstens 3 V über Ua als Ue haben, also 12+3=15V
Das kannst du nur über satte Elkos erreichen. Vor 8 Jahren waren sie es 
wohl, heute vermutlich nicht mehr. Das Ganze ist trotzdem recht 
unsicher.
Nimm eine 15V/1A Wandwarze oder eine einstellbare, bau den alten Trafo 
woanders ein und freue dich das alles geht. Übrigens ULN2803 verträgt 
50V Ua. Ein 1000µ Elko tut auch gut. Eine 2. Variante (ohne 
Trafotausch)wäre die ULNs direkt aus der Rohspannung (vor dem 7812) zu 
versorgen. Die Rel. halten das ab. Der Elko wäre trotzdem recht 
sinnvoll.

Viel Erfolg, Uwe

von ToLu (Gast)


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Ich hab keine Lust in das enge Gehäuse einen größeren Trafo einzubauen.
Mir schwebt eher so etwas vor: ECO-friendly Schaltnetzteil, 12V, 3000mA
http://www.reichelt.de/Netzteile-Festspannung/SNT-3000-12V-2-5/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=109077;GROUPID=4950;artnr=SNT+3000+12V+2%2C5;SID=12Tj6xJH8AAAIAAFb0nwE1d3208f918c2a64359506784f6bb9d65

Da könnte ich doch das alte Netzteil komplett rausnehmen und nur das 
neue einbauen. Das müsste doch eigentlich reichen und die Spannung 
sollte auch nicht abfallen, oder?

von avrGerd (Gast)


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Kannst Du so machen. Gute Idee.

avrGerd

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