Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spulen mit Arduino schalten


von Duesbert (Gast)


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Hallo,

ich habe im Anhang meine Schaltung skizziert.
Beim Display habe ich nur die Verbindungen skizziert, welche auch von 
der Spulenschaltung benutzt werden (GND und 5V).
Alle anderen Verbindungen gehen direkt auf die Digitalen Ein- und 
Ausgänge am Arduino.
L1 und L2 sind die Spulen welche ich steuern will (Beide aus dem 
Modellbau zum Steuern von den kleinen Autos, welche auf der Platte 
umherfahren).
K1 und K2 sind Reed-Relais.

Was ich tun möchte:
-------------------
ich würde gerne mit einem Arduino zwei Spulen schalten. So dass entweder 
nur eine der beiden aktiv ist oder keine. Ich werde nicht beide 
gleichzeitig betreiben. Außerdem würde ich den Status gerne auf einem 
LC-Display ausgeben.

Was funktioniert/nicht funktioniert:
------------------------------------
+ Den Bildschirm habe ich bereits angeschlossen und dieser funktioniert 
auch, wenn ich nur diesen betreibe.
+ Die Schaltung wie ich sie skizziert habe funktioniert auch.
- Verwende ich allerdings die Schaltung und betreibe gleichzeitig den 
Bildschirm um anzuzeigen welche Spule im Moment aktiv ist treten 
Probleme auf. Die Spulenschaltung funktioniert dann ganz normal, 
allerdings gehen nach ein paar Schaltvorgängen die Informationen auf dem 
Display "kaputt". Nach 2-3 weiteren "Spulenwechseln" zeigt das 
LC-Display dann gar nichts mehr an.

Was ich bereits probiert habe:
------------------------------
- Ich war mit meinem Problem bereits im Elektro-Laden um die Ecke. Dort 
erhielt ich den Tipp einen Kondensator parallel zur Spannungsquelle 
(Netzteil, 18V) anzuschließen um evtl. Schwankungen auszugleichen. Das 
habe ich jetzt sowohl im Arduino- als auch im Spulenstromkreis versucht. 
Hat aber beides kaum geholfen (es fällt dann nur die Phase weg in der 
die Daten auf dem Display langsam kaputt gehen. Es gibt dann einfach 
eine Grenze ab der schlagartig nichts mehr auf dem Bildschirm zu sehen 
ist.
- Habe auch einen Physik-Studenten um Rat gefragt, welcher es für 
unwahrscheinlich hielt, dass sich die zwei Stromkreise gegenseitig 
stören.
- Wenn ich die 18V Stromquelle nicht anschließe funktioniert das Display 
auch wieder ohne Probleme. Stecke ich die Stromquelle dann ein ist 
sofort nichts mehr auf dem Display zu sehen.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.
Viele Dank schonmal!
Gruß,
Düsi

von Stefan F. (Gast)


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Du hast Freilaufdioden vergessen. Das wird die primäre Problemursache 
sein.

R1 und R2 sind überflüssig. So wie die Transistoren geschaltet sind, 
kommt am Relais allerdings nur etwa 4V an. Funktionieren die damit 
überhaupt zuverlässig? (schau ins Datenblatt).

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Stefan us schrieb:
> Du hast Freilaufdioden vergessen. Das wird die primäre Problemursache
> sein.
Für die Dioden votiere ich auch, die Selbstinduktion aus den 
Relaisspulen beim Umschalten muss weg vom Schaltkreis.

> R1 und R2 sind überflüssig. So wie die Transistoren geschaltet sind,
> kommt am Relais allerdings nur etwa 4V an. Funktionieren die damit
> überhaupt zuverlässig? (schau ins Datenblatt).
Basiswiderstände sind immer eine gute Sache, wenn sie mit Kalkül 
(Berechnung von Basis- und Kollektorstrom) eingesetzt werden. Wobei ich 
bei der Schaltung der Relais im Emitter-Zweig doppelt skeptisch bin 
(eine Induktivität sieht man da nicht alle Tage). Im Arduino-Playground 
gibts auch etwas zu staunen: http://playground.arduino.cc/Deutsch/Relais 
bzw. http://playground.arduino.cc/uploads/Learning/relays.pdf.

von Duesbert (Gast)


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Hi Stefan,
danke für deine schnelle Antwort!

Im Datenblatt steht "Must Operate Vdc 3.75" und "Must Release Vdc 0.5" 
daher gehe ich davon aus, dass 4V ausreichend sein dürften?

Das hier ist das Datenblatt: 
http://datasheet.octopart.com/HE3321A0400-Hamlin-datasheet-12520746.pdf

Ich glaube der Mann im Elektroladen sagte, dass eine Freilaufdiode bei 
einem Reed-Relais nicht nötig sei?

Ich kann die 18V Stromquelle entfernen, dann läuft die Schaltung wieder 
ohne Probleme. Kann das Problem dann tatsächlich an der Freilaufdiode 
liegen?
Ich dachte das Problem müsste dann auch auftreten wenn ich keine Last 
schalte?

von Stefan F. (Gast)


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> die Selbstinduktion aus den Relaisspulen beim Umschalten muss weg
> vom Schaltkreis.

Nicht nur dort, sondern auch im Last-Stromkreis. Sonst entstehen Funken 
an den Rela8is-Kontakten, die sie bald zerstören und außerdem andere 
Elektronik in der Nähe stören.

von Cyblord -. (cyblord)


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Duesbert schrieb:

> Ich glaube der Mann im Elektroladen sagte, dass eine Freilaufdiode bei
> einem Reed-Relais nicht nötig sei?
Wenn da eine Spule drin ist und keine Dioden integriert, dann sind sie 
nötig. Zu den Typen in den E-Läden ist zu sagen, da findet man heute 
eigentlich niemand mehr mit Ahnung. Früher waren das die Profis. Heute 
eher unterbezahlte 1 Euro Jobber. Klar, nirgends ist es so schlimm wie 
in einer Conrad-Filliale aber auch viele kleinere E-Läden stellen da 
heute JEDEN ein.
Fazit: Hör nicht auf die. Die können die Kasse bedienen, vielleicht. Das 
wars.

von Blinky (Gast)


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Hallo,

Den Relais eine Freilaufdiode spendieren (sihe hier):
http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

Auf der anderen Seite einen Snubber über die Kontakte wenn hier eine 
Induktivität (Motor) geschaltet wird.

von Duesbert (Gast)


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Stefan us schrieb:
>> die Selbstinduktion aus den Relaisspulen beim Umschalten muss
> weg
>> vom Schaltkreis.
>
> Nicht nur dort, sondern auch im Last-Stromkreis. Sonst entstehen Funken
> an den Rela8is-Kontakten, die sie bald zerstören und außerdem andere
> Elektronik in der Nähe stören.

Okay, was ich bisher mitnehme sind:
- Einbau einer Freilaufdiode. (auch im Laststromkreis?)
- Schalten der Relais im Kollektor-Zweig?

Ich bin nur Hobby-Bastler, daher habe ich von Elektrotechnik nur ein 
gewisses Grundverständnis und kein Fachwissen. :(

von Stefan F. (Gast)


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> daher gehe ich davon aus, dass 4V ausreichend sein dürften?

Ja, sehe ich auch so.

> Ich glaube der Mann im Elektroladen sagte, dass eine Freilaufdiode
> bei einem Reed-Relais nicht nötig sei?

Das ist Unsinn. Jede Spule braucht eine Freilaufdiode (oder andere 
Beschaltung), damit sie beim Abschalten keinen Hochspannungsimpuls 
erzeugt.

> Kann das Problem dann tatsächlich an der Freilaufdiode liegen?

Wenn ich's doch sage ...

Funken können sogar über weite Strecken wirken, was im Jahr 1898 beim 
Funken-Telegraphen ausgenutzt wurde. Schau hier: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Telegrafie

von Hubert G. (hubertg)


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Duesbert schrieb:
> Ich glaube der Mann im Elektroladen sagte, dass eine Freilaufdiode bei
> einem Reed-Relais nicht nötig sei?

Da irrt der Mann. Es gibt allerdings Reedrelais die eine Freilaufdiode 
eingebaut haben. Reichelt DIP 7212-D 5V

Wenn es ohne Schaltspannung funktioniert wirst du einen Snubber über den 
Schaltkontakt benötigen.

von Stefan F. (Gast)


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> Einbau einer Freilaufdiode.

4 Dioden, parallel zu jeder Spule eine, und zwar in Sperr-Richtung.

> Schalten der Relais im Kollektor-Zweig?

Die Transistoren sind schon Ok, da die Relais mit 3,75V auskommen.

> Ich bin nur Hobby-Bastler
Dann lies mal mein Buch 
(http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html), das könnte für 
Dich hilfreich sein. Kostet ja nix.

von Duesbert (Gast)


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Stefan us schrieb:
>> daher gehe ich davon aus, dass 4V ausreichend sein dürften?
>
> Ja, sehe ich auch so.
>
>> Ich glaube der Mann im Elektroladen sagte, dass eine Freilaufdiode
>> bei einem Reed-Relais nicht nötig sei?
>
> Das ist Unsinn. Jede Spule braucht eine Freilaufdiode (oder andere
> Beschaltung), damit sie beim Abschalten keinen Hochspannungsimpuls
> erzeugt.
>
>> Kann das Problem dann tatsächlich an der Freilaufdiode liegen?
>
> Wenn ich's doch sage ...
>
> Funken können sogar über weite Strecken wirken, was im Jahr 1898 beim
> Funken-Telegraphen ausgenutzt wurde. Schau hier:
> http://de.wikipedia.org/wiki/Telegrafie

:) Okay, also Freilaufdioden immer an induktive Lasten? Hat das etwas 
mit der Lenzschen Regel zu tun?
Dann werde ich das in vierfacher Ausführung testen und mich bald wieder 
melden ob es geklappt hat!
Vielen Dank bereits für eure Antworten!

von Cyblord -. (cyblord)


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Duesbert schrieb:

> :) Okay, also Freilaufdioden immer an induktive Lasten? Hat das etwas
> mit der Lenzschen Regel zu tun?

Das hat damit zu tun, dass induktive Lasten beim Abschalten einen 
Spannungsimpuls in Gegenrichtung induzieren. Und der kann hoch sein. An 
und für sich ganz trivial.

von Duesbert (Gast)


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>> Ich bin nur Hobby-Bastler
> Dann lies mal mein Buch
> (http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html), das könnte für
> Dich hilfreich sein. Kostet ja nix.

Cool, danke!

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