Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie Stromrichtung ändern?


von Tobi (Gast)


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Guten Abend!

eines vorweg: Ich habe keine Ahnung von Elektrotechnik - nicht mal ein 
Bisschen.
Ich habe hier im Forum schon viel gelesen und viel gelernt und hätte 
mein Problem fast auch gelöst - schaffe es aber nicht ganz.

Ich habe einen Modellbaumotor, der dreht links und rechts - je nachdem, 
wie man den Strom anschließt.
Der Plan ist, einen Schalter zu betätigen. Daraufhin dreht der Motor 
fünf Sekunden und schaltet sich aus. Betätigt man den Schalter erneut, 
dreht der Motor 5 Sekunden in die andere Richtung.

Zu diesem Zweck habe ich mir bei Conrad einen Zeitschalter gekauft, den 
man zuammenlöten musste - dieses habe ich tatsächlich hinbekommen. Auf 
der Platine gibt es einen Eingang für + und - und eine 3-poligen 
Ausgang, der im Schaltplan im OSC gekennzeichnet ist. Keine Ahnung, was 
das ist, aber es kommt keine Spannung hinten raus. Somit habe ich dann 
einfach den Minuspol, der nach dem Relais für die Zeitsteuerung liegt, 
genommen und habe hier ein Kabel angelötet. + kommt direkt vom 12V Akku 
und der Zeitschalter liegt somit zwischen -.
Schließe ich nun den Motor an und drücke auf Start, dreht der Motor 
tatsächlich 5 Sekunden.

Nun kommt das Problem: Die Umkehr der Stromrichtung. Ich stelle es mir 
so vor: Ich nehme ein Relais, hänge es zwischen Motor und Zeitschalter 
und immer dann, wenn das Relais Strom bekommt, wechselt es die 
Stromrichtung. Ich kann mir nicht vorstellen, dass es sowas nicht fertig 
gibt.
Bei meinen Recherchen bin ich auf 2um Relais aufmerksam geworden, die 
wohl genau dieses machen sollten. Also habe ich mir ein Finder 40.52 
Relais gekauft und auf sämtliche Arten angeschlossen (zwischen Motor und 
Zeitschalter), die ich hier im Forum gefunden habe. Betätige ich nun den 
Schalter, springt das Relais an und der Motor dreht. Wenn aber die 
Spannung wieder abfällt, weil die 5 Sekunden um sind, fällt auch das 
Relais zurück. Somit bekomme ich es nicht hin, die Stromrichtung beim 
Motor zu ändern.

Was muss ich tun?

Vielen Dank für Eure Hilfe!

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von Umschalter (Gast)


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Hi,

ein zwei mal Um Relais ist richtig. Du musst die Spannungsquelle für den 
Motor an die Wechselkontakte der beiden Umschalter anschließen, und zwar 
einmal Plus/Minus und einmal andersherum, also Minus/Plus. Die beiden 
Mittelkontakte der Umschalter gehen dann zum Motor. Leider kann ich 
gerade keine Zeichnung machen.

Viele Grüße
Marcel

von Sebastian S. (amateur)


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Das ist nicht ganz einfach!

Die Idee mit dem zweifachen Umschaltrelais ist schon richtig.

Dumm ist nur, dass ein Stromstoßrelais nichts hilft. Timingproblem!

von 6a66 (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Das ist nicht ganz einfach!
>
> Die Idee mit dem zweifachen Umschaltrelais ist schon richtig.
>
> Dumm ist nur, dass ein Stromstoßrelais nichts hilft. Timingproblem!

Du nimmst ein BISTABILES Relais mit 2x Um. über die Kontakte des Relais 
führst Du die Spannung des Timerausgangs einmal normal und einmal 
gekreuzt zum Motor, das Relais (Spule) wird durch den Taster zum 
Einschalten des Tiemrs jedesmal mit umgeschaltet.

rgds

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Zerlegen wir das Problem mal in drei Teile:
1. der "Polwendeschalter" (mit Ruhestellung)
2. die Einschaltzeit von 5 Sekunden
3. das abwechselnde Ein- und Ausschalten.

1. Der Polwendeschalter wurde mehrfach beschrieben, besteht 
üblicherweise aus einem zweipoligen Umschalter.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kreuzschalter
Die Ruhe nach 5 Sekunden kann man auf zwei Arten erreichen:

a) der Schalter hat noch einen dritten Zustand, in dem alle 
Schaltkontakte offen sind. Das würde einem handbetätigten zweipoligen 
Umschalter mit Mittelstellung entsprechen.
Ein Relais mit diesem Verhalten ist aber ein Spezialfall, mit zwei 
Relais besteht die Gefahr, dass die den vierten möglichen Zustand 
einnehmen, in dem alle Kontakte geschlossen sind und damit die 
Stromquelle kurzgeschlossen ist.

b) ein weiteres Relais in Serie zum Polwendeschalter unterbricht nach 5 
Sekunden den Stromfluß. Das ist die sinnvollere Lösung.

2. Die einfachste Möglichkeit ein Relais nach 5 Sekunden abfallen zu 
lassen ist ein Kondensator in Reihe zur Relaiswicklung. Die 
Zeitkonstante R*C kann man gut abschätzen. Angenommen ein 
Wicklungswiderstand von 100 Ohm und ein "Goldcap" Kondensator von 0,1 
Farad (nicht Mikrofarad!) haben wir ein R*C = 100*0,1 = 10 Sekunden.
Ein zusätzlicher Entladewiderstand muss dem Kondensator parallel liegen 
und gegen Überspannung aus der Wicklung sollte noch eine Zenerdiode 
parallel zur Wicklung liegen.

3. Das Ein/Ausschalten kennt der Elektriker unter dem Markennamen 
"Eltako", das ist vermutlich auch oben mit "Stromstoßrelais" gemeint.
https://de.wikipedia.org/wiki/Stromsto%C3%9Fschalter
Elektronisch heisst sowas Toggle-Flipflop.

: Bearbeitet durch User
von Tobi (Gast)


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Hallo und danke für die Antworten!
Ich habe mir nun ein bistabiles Relais besorgt. Dieses hat die gleiche 
Bezeichnung wie das andere (Finder 40.52), steht allerdings BS drauf.

Aber wie schließe ich das nun an? Es hat 8 Kontakte. Wenn ich den Strom 
auf die beiden Kontakte an der Spule lege, macht es klick. Nehme ich 
strom weg und lege wieder Strom an, passiert nichts. Es klickt erst 
wieder, wenn ich + und - an den spulenkontakten vertausche.
Zudem hätte ich gedacht, dass sich die eingebauten Kontakte nach dem 
Klick auf der neuen Position halten. Tun sie aber nicht. Sie springen 
sofort wieder zurück.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Tobi schrieb:
> Bezeichnung wie das andere (Finder 40.52), steht allerdings BS drauf.

Dann nenne mal die komplette Typenbezeichnung!
Nach Datenblatt Seite 30 
(http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C300/Bistabile_Relais_Finder.pdf) 
müsste das bistabile Relais 40.52.6.xxx heißen.

Gruß Dietrich

von Tobi (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> müsste das bistabile Relais 40.52.6.xxx heißen.

Ja genau. Die Zahlen dahinter weiß ich nicht. Auf dem Relais steht noch 
drauf: 5 A / AC 250 V und oben drauf 12V BS

von Tobi (Gast)


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So, ich habe nun in einem anderen Forum einen Beitrag gefunden, in dem 
es um Ähnliches geht. Liegt Spannung am Relais, würde es in eine 
Position schalten und dort solange bleiben, bis die Magnetisierte Spule 
wieder entladen wird. Entweder durch die Umpolung oder durch einen 
Widerstand. Dort wurde ein Widerstand von 470 Ohm genannt und es soll 
funktioniert haben. Der Widerstand wurde vor das Relais gesetzt. Bei 
dieser Konstellation gab es jedoch zwei Schalter! Ich habe nur einen:

Ein Mal drücken: Strom für 5 Sek. an, fließt in eine Richtung.
Wenn strom aus noch mal drücken: Strom wieder 5 Sek. an, fließt in 
andere Richtung.


Das 5 Sek.-Intervall funktioniert problemlos. Ich scheitere jedoch an 
der Umpolung, die immer dann stattfinden soll, wenn (erneut) Strom 
fließt.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wenn es wirklich bistabil ist, sollten die Kontakte nicht 
zurückspringen. Das einmalige Klicken spricht dafür, dass die Kontakte 
bleiben.

Einfach über Kreuz verbinden, 12 mit 24 und 14 mit 22, wie auch auf 
Wikipedia zum Kreuzschalter gezeigt.

Die Ansteuerung ist etwas komplizierter als für ein bistabiles Relais 
mit zwei Wicklungen.

von Amateur (Gast)


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Ich habe das bistabile Relais extra nicht erwähnt, weil die Ansteuerung 
nicht einfach (genaugenommen doppelt) ist.
Die die ich kenne waren um Grunde genommen Relais mit zwei Spulen. Eine 
zum "Einschalten"(hin)  und die andere zum "Ausschalten" (her). Ich 
kenne auch welche mit drei Anschlüssen. Da ist es ein Mittenabgriff.

von Amateur (Gast)


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Ach so, einen weiteren Typ habe ich vergessen. Es gibt auch bistabile 
Relais mit nur einer Spule. Da muss dann zum "zurückschalten" die 
Spannung umgedreht werden.
Also Abteilung: "Vom Regen in die Traufe".

von Tobi (Gast)


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Amateur schrieb:
> Da muss dann zum "zurückschalten" die
> Spannung umgedreht werden.

Ja genau, ein solches habe ich wohl.

Christoph K. schrieb:
> Einfach über Kreuz verbinden, 12 mit 24 und 14 mit 22, wie auch auf
> Wikipedia zum Kreuzschalter gezeigt.

Die Stromquelle mit den Kontakten gekreuzt verbinden? Und den Motor dann 
an 11 und 21?
Was ist mit den Spulenkontakten? Bleiben die frei? Denn wenn hier nichts 
angeschlossen ist, passiert im Relais auch nichts.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Genau, Motor und Stromquelle so oder vertauscht anschließen, das ist 
egal. Und die Wicklung braucht eben eine etwas kompliziertere Schaltung.
http://www.elv.de/elektronikwissen/bistabiles-relais.html

Dazu gab es hier schon öfters Diskussionen, das hier war eine mögliche 
Lösung:
https://www.conrad.de/de/vorschaltbaustein-vs-524v-504911.html
leider ausverkauft. Dasselbe gibts auch hier:
http://www.eidoshe.pline.de/pline.b2b-trader.de/images/pPool-5556070001-655607A006/text/G118905.htm

: Bearbeitet durch User
von Tobi (Gast)


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Danke für die Info. Bei Dem Vorschalter steht was von 2-spuligen Relais. 
Klappt das ganze auch mit meinem einspuligen?

von Tobi (Gast)


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Hallo,
wie wäre es denn mit sowas?
https://www.conrad.de/de/relaisplatine-rel-pcb3-mit-relais-12-vdc-spule-conrad-rel-pcb3-2-12-vdc-2-wechsler-30-w50-va-503320.html?sc.ref=Product%20Details

oder sowas:
https://www.conrad.de/de/schaltfolge-konverter-platine-auch-passend-fuer-die-relaisplatinen-rel-pcb-1-bis-4-507213.html

Wenn ich es richtig verstehe, schließe ich vorne die Spannung an und 
jedes Mal bei Tasterdruck werden die Ausgangskontakte geändert. Und an 
diesen kann ich dann jeweils + und - vertauscht anbringen und zum Motor 
führen?

von Tobi (Gast)


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Ok, vergesst die lezte Antwort - ich habe nochmals die Datenblätter 
angeschaut und gegoogelt, was da eigentlich passiert.

Jetzt habe ich es aber: 
https://www.conrad.de/de/universal-schaltbaustein-217374.html

Dort steht im Datenblatt, dass dieser Baustein für die 
Drehrichtungsänderung von Motoren genutzt werden kann. Ich müsste diesen 
Baustein dann hinter meinen Timer setzen und mit dem Taster verbinden, 
mit dem ich auch den Timer ansteuere. Dann müsste bei jedem Tasterdruck 
die Drehrichtung des Motors geändert werden.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Das muss ein bistabiles Relais mit zwei Wicklungen sein, der gemeinsame 
Pol am Plusanschluss des Brückengleichrichters, und die beiden 
getrennten Anschlüsse an Klemme 4 und 5.
Die zwei Schalter (hier "Reedkontakt" genannt) zum Hin- und 
Zurückschalten liegen zwischen dem Minusanschluss des Gleichrichters und 
je einer Wicklung.

Die beiden Dioden liegen parallel zu den beiden Wicklungen als Schutz 
vor Überspannung. Die zwei Umschalter oben sind als Polwendeschalter 
verdrahtet, über Kreuz wie beschrieben.


Ich beschreibe mal, wie man das ganze rein elektronisch lösen könnte:

Der Taster oder Schalter muss erst mal entprellt werden, dazu gibt es 
hier einen Artikel: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung#Wechselschalter
die Lösung mit Umschalter und zwei NAND-Gattern ist sehr zuverlässig, 
ein CD4011 und zwei Widerstände wäre also der erste Schaltungsteil.
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/CD/CD4001BC.pdf

Dann kommt das Toggle-Flipflop, z.B. eine Hälfte eines CD4013, der 
D-Eingang mit dem /Q-Ausgang verbunden und das entprellte Schalsignal 
auf den Clockeingang.
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/CD/CD4013BC.pdf

Die 5 Sekunden erledigt ein Monoflop, z.B. eine Hälfte eines CD4538 mit 
einem Widerstand und Kondensator zur Festlegung der Dauer. R*C etwa 5 
Sekunden, z.B. 1 MOhm und 5 µF, genaues steht im Datenblatt.
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/CD/CD4538BC.pdf

Schließlich kommt eine "H-Brücke", z.B. ein L298
http://www.st.com/content/st_com/en/products/motor-drivers/brushed-dc-motor-drivers/l298.html

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