Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Abschaltverzögerung


von Simon (Gast)


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Guten Tag,

ich möchte folgendes realisieren und hoffe auf Ideen von euch:
Wenn mein Laptop eingeschaltet ist, dann liegt auch am USB eine Spannung 
an. Diese führe ich zu meiner Zielschaltung heraus.
Mit meiner Zielschaltung möchte ich nun ein Relais (5VDC / max. 2-3 A) 
schalten, sodass ein anderes Gerät angeht, sobald auch mein Laptop 
eingeschaltet wird. Sobald der Laptop heruntergefahren wird, liegt auch 
keine Spannung mehr an und das Relais soll zeitverzögert (!) 
ausschalten. Geschaltet werden soll ebenfalls ein USB Device (deswegen 
reicht ein 5V Relais); von diesem möchte ich auch die Stromversorgung 
für die Schaltung nehmen.

Weil ich so lausig im erklären bin, habe ich eine Skizze in den Anhang 
gepackt; diese hat jedoch keine Ausschaltverzögerung :-)

Beste Grüße.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Als Energiespeicher sollten Super-Caps (Gold-Caps, 
Doppelschichtkondensatoren und wie die noch heißen) mit 0,1 bis 1 F für 
eine längere Verzögerung reichen. Was "länger" ist, und ob es dir 
reicht, musst du wissen. Zwei werden in Reihe gebraucht, weil die nur 
2,5 V können.

Die Kondensatoren müssen über einen Vorwiderstand und eine Diode geladen 
werden. Wenn das Relais parallel geschaltet ist, gibt das natürlich auch 
eine Einschaltverzögerung, allerdings viel kleiner als die 
Abschaltverzögerung. Wenn die auch vermieden werden soll, werden 2 
weitere Dioden gebraucht und die Relaisspannung wird deutlich kleiner 
als 5 V, so dass eventuell über ein 3,3V-Relais nachgedacht werden muss.

Uwe

von Simon (Gast)


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Oh, ich bin die ganze Zeit am rätseln, wie man das wohl mit einem NE555 
hinbekommt. Du meinst also es reicht, wenn ich Kondensatoren zur Spule 
des Relais parallel schalte, damit diese noch etwas die Spannung 
aufrecht erhalten? (Ausschaltverzögerung übrigens 30sec - 1min).

von fe_lab (Gast)


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Simon schrieb:
> Oh, ich bin die ganze Zeit am rätseln, wie man das wohl mit einem
> NE555
> hinbekommt. Du meinst also es reicht, wenn ich Kondensatoren zur Spule
> des Relais parallel schalte, damit diese noch etwas die Spannung
> aufrecht erhalten? (Ausschaltverzögerung übrigens 30sec - 1min).

Mit dem NE555 geht das auch relativ einfach. Siehe hier: 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206241.htm

Bei dieser Schaltung wird einen Lampe verzögert ausgeschaltet. Du kannst 
aber auch dein Relais damit schalten wenn du die Schaltung ein bisschen 
änderst. Die Zeit stellst du mit dem Kondensator C1 ein.

von Simon (Gast)


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Stimmt. Welche Funktion hat die Diode im Schaltplan?

von Uwe B. (uwe_beis)


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fe_lab schrieb:
> Mit dem NE555 geht das auch relativ einfach.
Also brauchst du erst ein Relais, mit dem die 555 gestartet wird, dann 
die 555 samt passive Bauelemente, danach noch das eigentliche Relais und 
dann noch eine separate Stromversorgung (Steckernetzteil). Ja, das 
funktioniert auch. Man könnte auch einen Raspi mit Linux verwenden.

Simon schrieb:
> wenn ich Kondensatoren zur Spule
> des Relais parallel schalte, damit diese noch etwas die Spannung
> aufrecht erhalten?
Fast, lies' noch mal genau, was ich geschrieben habe. Kondesator(en) 
parallel zum Relais ist jedenfalls nicht falsch.

> (Ausschaltverzögerung übrigens 30sec - 1min).
Ein 3,3 V-Relais, z. B. das TXS2SA-3V, hat 180 Ohm Spulenwiderstand. Um 
auf eine Zeitkonstante von 60 Sekunden zu kommen, braucht man 3,3 F. 
Nach der Zeitkonstante ist die Spannung allerdings nur auf ca. 63% 
gesunken, das Relais fällt aber erst bei einer viel niedrigeren Spannung 
ab. Vielleicht unter 1 V, wahrscheinlich noch weniger (-> Datenblatt). 
Mit 2 x 1 F in Reihe wirst du also deutlich über 30 s erreichen. Mit 
weiteren 2 Widerständen und einem Transistor kann man die Zeit auch 
genauer bestimmen, wenn nötig

Zum Aufladen sollte der Strom auf < 500 mA begrenzt sein. Das wäre ein 
Ladewiderstand von 10 Ohm, der wiederum eine Zeitkonstante beim Laden 
von 5 s ergibt. Des Relais wird unter 3 V ansprechen, also gibt es eine 
Einschaltverzögerung von ca. 2 bis 3 Sekunden, die man, wie vorher 
beschrieben, mit 2 weiteren Dioden auch zu 0 machen kann.

Uwe

Nachtrag: Es gibt auch Gold-Caps mit 5,5 V, z. B. 
http://www.reichelt.de/Speicher-Elkos/SPK-1-0F/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=19387&GROUPID=3148&artnr=SPK+1%2C0F&SEARCH=GOLD+CAP. 
Mit 1 F ist der aber eher schon zu groß, aber der mit 0,5 F ist etwas 
teurer...

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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Bedenke bei den Supercaps unbedingt daß es da einige gibt die einen sehr 
hohen Innenwiderstand haben und die daher nicht ausreichen um Dein 
Relais angezogen zu halten.

Auch bin ich etwas skeptisch mit Uwes Aussage, daß so ein Relais noch 
bis 1V hält - normalerweise sind 80% der Nennspannung definiert und 
irgendwo bei 60-70% ist dann auch wirklich Schluss.

Du könntest ein bistabiles Relais verwenden, dann brauchst Du nur zum 
An- und Ausschalten wirklich Strom, den Rest der Zeit brauchst Du nur 
den minimalen Strom für Deine Logikschaltung.

Ich würde damit nicht nach einer festgelegten Zeit schalten, sondern 
wenn die Spannung im Speicherkondensator das unterste sichere 
Schaltniveau erreicht hat. Auch dafür kann man ein 555er nehmen:
http://www.mdpub.com/555Controller/

Du könntest den Strom mit einem Stepupwandler auch über die 5V 
hochsetzen, damit wird es vermutlich einfacher die Kondensatoren 
ausreichend zu laden um hinterher lange genug ausreichend Spannung zum 
Schalten zur Verfügung zu haben.

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (uwe_beis)


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Gerd E. schrieb:
> Supercaps einen sehr hohen Innenwiderstand
Das muss man in der Tat im Auge behalten. Der aus meinem Link hat <= 30 
Ohm (@ 1 kHz), das ist bemerkenswert, aber nicht kritisch.

Gerd E. schrieb:
> ein Relais noch
> bis 1V hält - normalerweise sind 80% der Nennspannung definiert
Die 80% ist die Anzugsspannung, nicht die Halte- bzw. Abfallspannung. 
Das Relais aus meinem Link hat eine garantierte Abfallspannung von >= 
10% der Nennspannung, also mindestens 0,3 V(!). Eine Haltespannung ist 
leider nicht garantiert. Wenn ich 1 V schätze, wird das schon 
ausreichend genau stimmen.

Gerd E. schrieb:
> Du könntest ein bistabiles Relais verwenden
Das ist richtig. Es gab mal von SDS sogar ein einfaches IC, dass aus 
einem bistabilen Relais ein monostabiles gemacht hat, was nur zum 
Umschalten Energie gebraucht hat. Ob es das noch gibt, weiß ich aber 
nicht. SDS gibt es jedenfalls nicht mehr.

von Gerd E. (robberknight)


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Uwe B. schrieb:
>> ein Relais noch
>> bis 1V hält - normalerweise sind 80% der Nennspannung definiert
> Die 80% ist die Anzugsspannung, nicht die Halte- bzw. Abfallspannung.
> Das Relais aus meinem Link hat eine garantierte Abfallspannung von >=
> 10% der Nennspannung, also mindestens 0,3 V(!). Eine Haltespannung ist
> leider nicht garantiert. Wenn ich 1 V schätze, wird das schon
> ausreichend genau stimmen.

Hmm, dann haben wir bisher mit unterschiedlichen Relaistypen Erfahrungen 
gesammelt. Ich verwende Relais meist um Netzspannung zu schalten, die 
sind etwas dicker als die kleinen DC-Relais und fallen dann auch früher 
schon ab.

Der TO möchte ja wenn ich das richtig verstehe keine Netzspannung 
schalten, sondern nur die 5V-Versorgung von ner USB-Buchse. Das könnte 
man auch statt mit nem Relais fast komplett leistungslos mit einem FET 
machen. Die Stromversorgung für den FET und den 555er (siehe mein Link 
oben) ist wieder problemlos mit nem normalen Kondensator von der Stange 
machbar, sollte halt ein low-logic-level-Typ sein der auch bei 3V noch 
sicher durchschaltet.

Edit: bei der FET-Lösung besser nen ICL7665 statt dem 555er nehmen, 
wegen dem Stromverbrauch.

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (uwe_beis)


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Wenn ich das richtig verstehe, wird irgendwas, vermutlich 
Niederspannung, aber nicht die USB-Spannung selber geschaltet, sondern 
es wird mit der USB-Spannung geschaltet. Also, eine Weile nach 
Ausschalten des Laptops wird irgendwas anderes ausgeschaltet. Das Licht 
z. B., nachdem man den Raum schon verlassen hat. (Das wäre dann wohl 
möglich doch Netzspannung, wofür ein leistungsfähigeres Relais, das 
obendrein auch früher abfällt, gebraucht würde und damit eine erheblich 
größere Kapazität nötig wäre.)

Eine separate Stromversorgung für eine externe, aktive Schaltung würde 
ich unter solchen Umständen vermeiden wie der Teufel das Weihwasser.

von Simon (Gast)


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Danke für eure ganzen Tipps.
Ich mache mir Gedanken über die verschiedenen Lösungsvorschläge.

Folgendes möchte ich noch erwähnen: Ich möchte mit einer USB-Spannung 
eine andere USB-Spannung schalten.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Es wäre schön gewesen, wenn du es gleich geschrieben hättest. Dafür wäre 
ein ganz anderer Lösungsansatz viel einfacher und sinnvoller. :-(

von ?!? (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> Es wäre schön gewesen, wenn du es gleich geschrieben hättest.

Hat er doch. Schon im ersten Beitrag.

Simon schrieb:
> Geschaltet werden soll ebenfalls ein USB Device (deswegen
> reicht ein 5V Relais); von diesem möchte ich auch die Stromversorgung
> für die Schaltung nehmen.

Und die Zeichnung sagt das auch aus, daß mit der USB-Spannung des 
Laptops eine andere USB-Spannung geschaltet werden soll.

von Gerd E. (robberknight)


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Simon schrieb:
> Folgendes möchte ich noch erwähnen: Ich möchte mit einer USB-Spannung
> eine andere USB-Spannung schalten.

geht es Dir dabei nur um die USB-Stromversorung (z.B. zum Laden eines 
Akkus) oder auch um die USB-Datenverbindung (z.B. um eine USB-Festplatte 
an den Rechner anzuschließen)?

Wenn USB-Datenverbindung: was für eine Geschwindigkeitsklasse? USB 2 
oder USB 3 Superspeed?

von Simon (Gast)


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> geht es Dir dabei nur um die USB-Stromversorung (z.B. zum Laden eines
Akkus)

Korrekt. Es geht mir nur um die Stromversorgung via USB :-)
Eine anliegende USB-Spannung schaltet eine andere USB-Stromversorgung 
durch.

von Tja (Gast)


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Hättest du gleich schreiben sollen.

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